鋼の連続鋳造装置及び連続鋳造方法
【課題】鋼の連続鋳造において、鋳片の品質を向上させつつ、鋳片の歩留まりの低下を抑制する。
【解決手段】連続鋳造装置１は、一対の長辺壁１０、１１と一対の短辺壁１２、１２を備えた鋳型３と、鋳型３内に溶鋼４を吐出する浸漬ノズル５とを有している。長辺壁１０、１１には、当該長辺壁１０、１１の外側面に沿って配置され、鋳型３内の上部の溶鋼４を攪拌する電磁攪拌装置２０、２０がそれぞれ設けられている。長辺壁１０には、少なくとも浸漬ノズル５に対向する位置に内側面１０ｂから外側面１０ａ側に窪んだ窪み部２１と、当該窪み部２１に適合する形状を有し、且つ鋳型３の厚み方向に移動自在の長辺壁可動部２２とを備えている。一対の短辺壁１２、１２は、長辺壁可動部２２が窪み部２１に収容された際、鋳型３の幅方向に移動自在にそれぞれ構成されている。
【解決手段】連続鋳造装置１は、一対の長辺壁１０、１１と一対の短辺壁１２、１２を備えた鋳型３と、鋳型３内に溶鋼４を吐出する浸漬ノズル５とを有している。長辺壁１０、１１には、当該長辺壁１０、１１の外側面に沿って配置され、鋳型３内の上部の溶鋼４を攪拌する電磁攪拌装置２０、２０がそれぞれ設けられている。長辺壁１０には、少なくとも浸漬ノズル５に対向する位置に内側面１０ｂから外側面１０ａ側に窪んだ窪み部２１と、当該窪み部２１に適合する形状を有し、且つ鋳型３の厚み方向に移動自在の長辺壁可動部２２とを備えている。一対の短辺壁１２、１２は、長辺壁可動部２２が窪み部２１に収容された際、鋳型３の幅方向に移動自在にそれぞれ構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型内に溶鋼を供給して鋳片を製造する鋼の連続鋳造装置及び当該連続鋳造装置を用いた鋼の連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造において、鋳片の表面形状を改善するために、例えば鋳型の上部に設置された電磁攪拌装置を用いて、当該鋳型内の溶鋼を電磁攪拌することが行われている。
【０００３】
この電磁攪拌では、例えば図１１に示すように鋳型１００の一対の長辺壁１００ａ、１００ａに沿って電磁攪拌装置１０１、１０１がそれぞれ配置される。なお、図示の例では、通常の鋳型の形状に基づき、一対の長辺壁１００ａ、１００ａの内側面は、平面視において平行して直線状に形成されている。そして、浸漬ノズル１０２から鋳型１００内に溶鋼１０３が吐出されると、電磁攪拌装置１０１に電流を供給して、鋳型１００内の上部の溶鋼１０３に推力が付与される。この推力によって溶鋼１０３が水平面内で攪拌されて、当該溶鋼１０３の旋回流１０４が形成される。そして、旋回流１０４によって、鋳型１００の上部のメニスカス近傍の介在物等が鋳型１００の側面に形成された凝固シェルに捕捉されるのを抑制している。
【０００４】
しかしながら、浸漬ノズル１０２と長辺壁１００ａの内側面との間の領域１０５が狭いため、旋回流１０４の流路が狭くなり溶鋼１０３が流れ難い。そうすると、領域１０５では、溶鋼１０３中の介在物が長辺壁１００ａの凝固シェルに捕捉され易くなる。
【０００５】
そこで、上述の電磁攪拌装置１０１を用いると共に、平行型の鋳型１００に代えて、図１２に示すようにいわゆる異型鋳型１１０を用いることが提案されている。異型鋳型１１０の長辺壁１１０ａの内側面の中央部、すなわち浸漬ノズル１０２に対向する部分は、電磁攪拌装置１０１側に凸に湾曲し、湾曲部１１１を形成している。そして、長辺壁１１０ａの内側面において、湾曲部１１１の両側には直線状の直線部１１２、１１２が形成されている。この異型鋳型１１０の湾曲部１１１によって、浸漬ノズル１０２と長辺壁１００ａの内側面との間の領域１０５を広くし、旋回流１０４の流路が狭くなるのを防止している（特許文献１）。
【０００６】
また、上述の領域１０５における旋回流１０４の流路を確保するため、図１３に示すように平行型の鋳型１００の一対の長辺壁１００ａ、１００ａ間の距離Ｌ１を長くし、当該鋳型１００の下流側に複数配置された一対の圧下ロール１２０、１２０の距離を下流側に向けて狭くして、所定の厚みＬ２の鋳片を鋳造することが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１８３５９７号公報
【特許文献２】特許第３００８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の異型鋳型１１０を用いた場合、図１２に示すように湾曲部１１１の長辺壁１１０ａに沿った水平方向の幅Ｂは旋回流１０４の流路を確保するための最小幅に基づいて決まるため、この幅Ｂよりも小さい幅の鋳片を鋳造することができない。すなわち、異型鋳型１１０を用いた場合、鋳造できる鋳片の幅の自由度が小さくなる。
【０００９】
また、異型鋳型１１０を用いた場合、旋回流１０４の流れが部分的に乱れ、一部介在物が凝固シェルに捕捉され易い領域が生ずるおそれがある。すなわち、湾曲部１１１に沿って流れる旋回流１０４ａは当該湾曲部１１１の曲率と同一の曲率で流れるため、その下流側を流れる旋回流１０４ｂは直線部１１２から離れる方向に流れる。したがって、この直線部１１２の最下流側、すなわち異型鋳型１１０の角部付近の領域１２１では、溶鋼１０３が流れ難くなる。そうすると、領域１２１では、溶鋼１０３中の介在物が凝固シェルに捕捉され易くなる。
【００１０】
一方、特許文献２の鋳型１００及び圧下ロール１２０を用いた場合、先ず、ダミーバー（図示せず）が通過する際、最初の一対の圧下ロール１２０、１２０の対向距離は、鋳型１００の一対の長辺壁１００ａ、１００ａ間の距離Ｌ１と同じ長さになっている。その後、ダミーバーが複数の圧下ロール１２０、１２０を通過すると、一対の圧下ロール１２０、１２０の対向距離を下流側に行くにつれて徐々に狭くして所定の厚みＬ２の鋳片を鋳造する。かかる場合、ダミーバーが通過してから一対の圧下ロール１２０、１２０が所定の位置に移動するまで（定常操業状態になるまで）に鋳造される鋳片の厚みは、所定の厚みＬ２より厚くなる。したがって、連続鋳造後、この所定の厚みＬ２より厚い鋳片を除去する必要があり、鋳片の歩留まりの低下が生じることになる。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、鋼の連続鋳造において、鋳片の品質を向上させつつ、鋳片の歩留まりの低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するため、本発明は、鋼の連続鋳造装置であって、一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、前記一対の長辺壁の外側面に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、を有し、少なくとも片方の前記長辺壁は、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に内側面から外側面側に窪んだ窪み部と、前記窪み部に適合する形状を有し、且つ前記鋳型の厚み方向に移動自在の長辺壁可動部とを備え、前記一対の短辺壁は、前記長辺壁可動部が前記窪み部に収容された際、前記鋳型の幅方向に移動自在にそれぞれ構成されていることを特徴としている。なお、鋳型の厚み方向とは鋳型の短辺壁に沿った方向をいい、鋳型の幅方向とは鋳型の長辺壁に沿った方向をいう。
【００１３】
本発明の連続鋳造装置によれば、鋳型内にダミーバーを挿入する際、長辺壁可動部を浸漬ノズル側に移動させて配置し、ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、長辺壁可動部を電磁攪拌装置側に移動させて窪み部に収容できる。このように長辺壁可動部を窪み部に収容して、溶鋼の鋳造中に長辺壁の内側面と浸漬ノズルとの間の領域を広くできるので、この領域を流れる旋回流の流路を広く確保することができる。また、長辺壁の内側面と浸漬ノズルとの間の領域が広く、この領域を溶鋼が直線的に流れるため、従来の異型鋳型を用いた場合と異なり、旋回流の乱れも生じない。したがって、鋳型内の上部の介在物が鋳型の側面の凝固シェルに捕捉されるのを抑制でき、鋳片の品質を向上させることができる。また、ダミーバーの厚みは鋳片の鋳造後の所望の厚みであるので、鋳型の下流側に複数配置された一対の圧下ロールの距離を当該所望の厚みと同じ長さにできる。したがって、ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、長辺壁可動部を窪み部に収容して鋳型内の溶鋼の厚みを所望の厚みより厚くしても、その後圧下ロールを通過する際に鋳片の厚みを所望の厚みにできる。このようにダミーバーに連続して供給されたすべての溶鋼を所望の厚みの鋳片に鋳造できるので、鋳片の歩留まりの低下を抑制することができる。さらに、本発明の連続鋳造装置によれば、長辺壁可動部が窪み部に収容された状態で、短辺壁が鋳型の幅方向に移動できるので、鋳造できる鋳片の幅の自由度を大きくすることができる。
【００１４】
前記窪み部と前記長辺壁可動部が前記片方の長辺壁にのみ設けられている場合において、前記浸漬ノズルは前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されていてもよい。また、前記窪み部と前記長辺壁可動部が前記片方の長辺壁にのみ設けられている場合において、前記浸漬ノズルはタンディッシュに接続され、前記タンディッシュは前記浸漬ノズルと共に前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されていてもよい。
【００１５】
別な観点による本発明は、前記鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置し、前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴としている。なお、所定の位置とは、一対の短辺壁間の距離が鋳片の鋳造後の所望の幅となる位置である。
【００１６】
また別な観点による本発明は、前記浸漬ノズルが前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されている、鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置すると共に、前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容すると共に、前記浸漬ノズルを前記長辺壁可動部側に移動させて平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴としている。
【００１７】
さらに別な観点による本発明は、前記浸漬ノズルがタンディッシュに接続され、前記タンディッシュが前記浸漬ノズルと共に前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されている、鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置すると共に、前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容すると共に、前記タンディッシュを前記長辺壁可動部側に移動させて、
前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、鋼の連続鋳造において、鋳片の品質を向上させつつ、鋳片の歩留まりの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態にかかる連続鋳造装置の構成の概略を示す説明図である。
【図２】鋳型と浸漬ノズルの構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図３】鋳型、浸漬ノズル及びタンディッシュの構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図４】鋳型、浸漬ノズル及びタンディッシュの構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図５】浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート、流量調整用スライディングプレート、及び固定プレートの構成の概略を示す説明図である。
【図６】長辺壁可動部を浸漬ノズル側に移動させた様子を示す説明図である。
【図７】長辺壁可動部を電磁攪拌装置側に移動させて窪み部に収容すると共に、浸漬ノズルを長辺壁可動部側に移動させて鋳型内の中央に配置した様子を示す説明図である。
【図８】一対の短辺壁を浸漬ノズル側に移動させてそれぞれ所定の位置に配置した様子を示す説明図である。
【図９】他の実施の形態にかかる鋳型、浸漬ノズル及びタンディッシュの構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図１０】他の実施の形態にかかる鋳型と浸漬ノズルの構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図１１】従来の鋳型と浸漬ノズルの構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図１２】従来の鋳型と浸漬ノズルの構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図１３】従来の連続鋳造装置の構成の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる鋼の連続鋳造装置１の構成の概略を示す説明図である。
【００２１】
連続鋳造設備１は、図１に示すように、溶鋼を貯留するタンディッシュ２、タンディッシュ２の底部から鋳型３に溶鋼４を注入する浸漬ノズル５、鋳型３から引き出される鋳片６を通過させる一対のロール群７、７を備えている。ロール群７には、鋳片６を案内する複数の圧下ロール８が、鋳片６の鋳造方向に並べて配置されている。各圧下ロール８はそれぞれ回転可能に設けられ、鋳片６を挟んで対向する一対の圧下ロール８、８間の距離は、当該鋳片６の所望の厚みと同じに設定されている。そして、これらの圧下ロール８によって鋳片６を挟んだ状態で支持しながら、鋳片６を所定の鋳造方向に引き出して搬送する構成となっている。なお、図示の例においては、ダミーバー９に連続して鋳片６が鋳造されている。
【００２２】
鋳型３は、図２に示すように例えば一対の長辺壁１０、１１と一対の短辺壁１２、１２を備え、略長方形の水平断面形状を有している。長辺壁１０、１１と短辺壁１２は、それぞれ内側に設けられた銅板と外側に設けられたステンレス鋼製水冷ボックスから構成されている。なお、本実施の形態において、鋳型３で鋳造される鋳片６の厚みは例えば５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。詳細には、要求される鋳片厚みとして、薄厚の鋳片であれば５０ｍｍ〜８０ｍｍ程度であり、中厚の鋳片であれば８０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度であり、通常厚の鋳片であれば１５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。
【００２３】
一対の長辺壁１０、１１内には、例えば電磁攪拌コイルなどの電磁攪拌装置２０、２０がそれぞれ設けられている。電磁攪拌装置２０、２０は、それぞれ長辺壁１０、１１の外側面１０ａ、１１ａに沿って配置されている。
【００２４】
片方の長辺壁１０には、少なくとも浸漬ノズル５に対向する位置に、内側面１０ｂから外側面１０ａ側に窪んだ窪み部２１が形成されている。窪み部２１は、長辺壁１０の鉛直方向に貫通した直方体形状を有している。また、長辺壁１０は、鋳型３の厚み方向（図２中のＹ方向）に移動自在の長辺壁可動部２２を備えている。長辺壁可動部２２には例えばシリンダ等の移動機構２３が設けられ、この移動機構２３によって長辺壁可動部２２は移動自在になっている。移動機構２３は、図３に示すように、鉛直方向に例えば２基設けられている。また、長辺壁可動部２２は、図２に示すように窪み部２１の形状と適合する直方体形状を有している。そして、長辺壁可動部２２は、窪み部２１が形成されていない長辺壁１０の内側面１０ｂと段差なく窪み部２１に収容される。なお、長辺壁可動部２２の側面には例えばフッ素系樹脂層（例えばテフロン（デュポン社の登録商標））が設けられ、長辺壁可動部２２は短辺壁１２や窪み部２１における長辺壁１０に接しながら円滑に移動可能になっている。
【００２５】
一対の短辺壁１２、１２は、長辺壁可動部２２が窪み部２１に収容された際、鋳型３の幅方向（図２中のＸ方向）に移動自在に構成されている。一対の短辺壁１２、１２には例えばシリンダ等の移動機構２４、２４がそれぞれ設けられ、この移動機構２４によって短辺壁１２は移動自在になっている。移動機構２４は、図４に示すように鉛直方向に例えば２つ設けられている。なお、短辺壁１２の側面には例えばフッ素系樹脂層（例えばテフロン（デュポン社の登録商標））が設けられ、短辺壁１２は長辺壁１０、１１や長辺壁可動部２２に接しながら円滑に移動可能になっている。
【００２６】
鋳型３内の上部には、図３及び図４に示すようにタンディッシュ２の底部に連通する浸漬ノズル５が設けられている。浸漬ノズル５の上部には、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１と固定プレート３２とが浸漬ノズル５側からこの順で設けられている。浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１は固定プレート３２に対して水平方向に移動可能に構成され、この浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０によって浸漬ノズル５は鋳型３の厚み方向（図３中のＹ方向）に移動自在になっている。図５に示すように、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１と固定プレート３２には、それぞれ厚み方向に貫通する貫通孔３０ａ、３１ａ、３２ａが形成されている。具体的には、固定プレート３２には浸漬ノズル５の移動範囲に対応した長さ（図５のＹ方向）の長孔形状の貫通孔３２ａが形成されている。また、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１には、貫通孔３２ａよりも短い長さ（図５のＹ方向）の貫通孔３０ａ、３１ａがそれぞれ形成されている。そして、先ず、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０を移動させて所望の位置に配置し、その後、流量調整用スライディングプレート３１を移動させることで、タンディッシュ２と浸漬ノズル５との間の開口面積を調整することができる。これにより、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１と固定プレート３２内において、溶鋼４の流量を調整しながら当該溶鋼４が流通できるようになっている。
【００２７】
浸漬ノズル５の下部は、図３及び図４に示すように鋳型３内の溶鋼４に浸漬している。浸漬ノズル５の側面の下端近傍には、鋳型３内へ斜め下向きに溶鋼４を吐出する吐出孔４０が２箇所形成されている。吐出孔４０、４０は、鋳型３の短辺壁１２側に形成されている。吐出孔４０から吐出される吐出流４１は、例えば後述する鋳型３の短辺壁１２に形成された凝固シェル４２に衝突し、上昇流４３と下降流に分岐する。吐出流４１には、アルミナやスラグ系等の介在物４４などが含まれている。介在物４４は、例えば上昇流４３等によってメニスカス４５近傍まで浮上する。なお、メニスカス４５上には、溶融酸化物を有する溶融パウダー４６が供給されている。
【００２８】
鋳型３の内側面には、図３及び図４に示すように溶鋼４が冷却されて凝固した凝固シェル４２が形成されている。
【００２９】
本実施の形態にかかる連続鋳造装置１は以上のように構成されている。次にこの連続鋳造装置１を用いた溶鋼４の連続鋳造方法について説明する。
【００３０】
先ず、図６に示すように長辺壁可動部２２を浸漬ノズル５側に移動させて配置すると共に、浸漬ノズル５を平面視において鋳型３の厚み方向の中央に配置する。このとき、長辺壁可動部２２と長辺壁１１との間の距離Ｄ１は、ダミーバー９の厚みと同じ長さに設定されている。そして、鋳型３内にダミーバー９を挿入する。
【００３１】
その後、ダミーバー９が鋳型３を通過した後、ダミーバー９に連続して鋳型３内に溶鋼４が供給された状態で、図７に示すように長辺壁可動部２２を電磁攪拌装置２０側に移動させて窪み部２１に収容すると共に、浸漬ノズル５を長辺壁可動部２２側に移動させて平面視において鋳型３の厚み方向の中央に配置する。そして、長辺壁可動部２２と長辺壁１１との間の距離Ｄ２を上記距離Ｄ１よりも長くする。続いて、図８に示すように一対の短辺壁１２、１２を例えば浸漬ノズル５側に移動させて、それぞれ所定の位置に配置する。そして、一対の短辺壁１２、１２間の距離Ｗは、溶鋼４の所望の幅、すなわち鋳造される鋳片６の所望の幅となる。
【００３２】
このとき、図４に示したように浸漬ノズル５の吐出口４０から鋳型３内に吐出される溶鋼４は、斜め下方に吐出され、吐出孔４０から鋳型３の短辺壁１２に向かって吐出流４１が形成される。吐出流４１には介在物４４が含まれており、介在物４４は例えば上述した上昇流４３等によってメニスカス４５近傍まで浮上する。
【００３３】
また、浸漬ノズル５から溶鋼４を吐出すると同時に、電磁攪拌装置２０、２０を作動させる。これら電磁攪拌装置２０、２０を作動させることによって、図８に示すように鋳型３内のメニスカス４５近傍の溶鋼４が水平面内で攪拌され、一方向の旋回流５０が形成される。このとき、長辺壁可動部２２を窪み部２１に収容して、長辺壁可動部２２及び長辺壁１１と浸漬ノズル５との間の領域５１を広くできるので、この領域５１を流れる旋回流５０の流路を十分に確保することができる。したがって、領域５１において、旋回流５０の流れが停滞しない。また、領域５１が広く当該領域５１を溶鋼４が直線的に流れるため、従来の異型鋳型を用いた場合と異なり、旋回流５０の乱れも生じない。そして、メニスカス４５近傍まで浮上した介在物４４は、旋回流５０によって鋳型３内を水平面内で旋回し、鋳型３の凝固シェル４２に捕捉されることなく、例えばメニスカス４５上の溶融パウダー４６に取り込まれて除去される。
【００３４】
その後、介在物４４が除去された溶鋼４は、固化して鋳型３から引き出され鋳片６に鋳造される。鋳型３から引き出された鋳片６は、一対のロール群７、７を通過して所望の厚みとなる。したがって、ダミーバー９に連続する鋳片６はすべて所望の厚みで鋳造される。
【００３５】
以上の実施の形態によれば、鋳型３内にダミーバー９を挿入する際、長辺壁可動部２２を浸漬ノズル５側に移動させて配置し、ダミーバー９が鋳型３を通過した後、当該ダミーバー９に連続して鋳型３内に溶鋼４が供給された状態で、長辺壁可動部２２を電磁攪拌装置２０側に移動させて窪み部２１に収容できる。このように長辺壁可動部２２を窪み部２１に収容して、溶鋼４の鋳造中に長辺壁可動部２２又は長辺壁１１と浸漬ノズル５との間の領域５１を広くできるので、この領域５１を流れる旋回流５０の流路を確保することができる。したがって、鋳型３内の上部の介在物４４が鋳型３の側面の凝固シェル４２に捕捉されるのを抑制でき、鋳造される鋳片６の品質を向上させることができる。
【００３６】
また、長辺壁可動部２２の移動に伴い、浸漬ノズル５は鋳型３の厚み方向に移動自在に構成されているので、浸漬ノズル５も鋳型３内の中央に配置することができる。これによって、長辺壁可動部２２と浸漬ノズル５との間の領域５１と、長辺壁１１と浸漬ノズル５との間の領域５１を均等に広くすることができる。したがって、これら領域５１を流れる旋回流５０の流路を十分に確保することができる。
【００３７】
また、ダミーバー９の厚みは鋳片６の鋳造後の所望の厚みであるので、鋳型３の下流側に複数配置された一対の圧下ロール８、８の距離を当該所望の厚みと同じ長さにできる。したがって、ダミーバー９が鋳型３を通過した後、当該ダミーバー９に連続して鋳型３内に溶鋼４が供給された状態で、長辺壁可動部２２を窪み部２１に収容して鋳型３内の溶鋼４の厚みを所望の厚みより厚くしても、その後圧下ロール８、８を通過する際に鋳片６の厚みを所望の厚みにできる。このようにダミーバー９に連続して供給されたすべての溶鋼４を所望の厚みの鋳片６に鋳造できるので、鋳片６の歩留まりの低下を抑制することができる。
【００３８】
また、長辺壁可動部２２を窪み部２１に収容した状態で、短辺壁１２、１２が所定の位置まで移動できるので、鋳造できる鋳片６の幅の自由度を大きくすることができる。
【００３９】
以上の実施の形態では、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１と固定プレート３２によって浸漬ノズル５自体が鋳型３の厚み方向に移動自在になっていたが、図９に示すように浸漬ノズル５をタンディッシュ２に固定し、タンディッシュ２を浸漬ノズル５と共に移動させてもよい。かかる場合、タンディッシュ２には、当該タンディッシュ２を鋳型３の厚み方向に移動させるための移動機構６０が設けられる。この移動機構６０には、例えばアクチュエータが用いられる。そして、鋳型３内にダミーバーを挿入する際、長辺壁可動部２２を浸漬ノズル５側に移動させて配置すると共に、浸漬ノズル５を平面視において鋳型３の厚み方向の中央に配置する。その後、ダミーバーが鋳型３を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型３内に溶鋼４が供給された状態で、長辺壁可動部２２を電磁攪拌装置２０側に移動させて窪み部２１に収容すると共に、タンディッシュ２を長辺壁可動部２２側に移動させて、浸漬ノズル５を平面視において鋳型３の厚み方向の中央に配置する。その後、一対の短辺壁１２、１２所定の位置まで移動させる。本実施の形態においても、長辺壁可動部２２の移動に伴い、浸漬ノズル５が鋳型３の厚み方向に移動できるので、浸漬ノズル５も鋳型３内の中央に配置することができる。これによって、長辺壁可動部２２と浸漬ノズル５との間の領域５１と、長辺壁１１と浸漬ノズル５との間の領域５１を均等に広くすることができ、これら領域５１を流れる旋回流５０の流路を十分に確保することができる。
【００４０】
以上の実施の形態では、窪み部２１、長辺壁可動部２２及び移動機構２３は、片方の長辺壁１０にのみ設けられていたが、図１０に示すように一対の長辺壁１０、１１にそれぞれ設けられていてもよい。なお、長辺壁１１に設けられる窪み部２１、長辺壁可動部２２及び移動機構２３の構成は、上述した長辺壁１０の窪み部２１、長辺壁可動部２２及び移動機構２３の構成と同様であるので説明を省略する。かかる場合、長辺壁可動部２２、２２間の距離の自由度がさらに大きくなるので、長辺壁可動部２２と浸漬ノズル５との間の領域５１をより確実に広くすることができる。したがって、鋳型３内の上部の介在物４４が鋳型３の側面の凝固シェル４２に捕捉されるのを確実に抑制でき、鋳造される鋳片６の品質をさらに向上させることができる。
【００４１】
なお、以上の実施の形態の電磁攪拌装置２０、２０は、長辺壁１０、１１内にそれぞれ設けられていたが、長辺壁１０、１１の外側にそれぞれ設けてもよい。また、長辺壁可動部２２と同期して移動できる様に、例えば、長辺壁可動部２２と電磁攪拌装置２０が一体となった構造としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、鋳型内に溶鋼を供給して鋳片を製造する際に有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 連続鋳造装置
２ タンディッシュ
３ 鋳型
４ 溶鋼
５ 浸漬ノズル
６ 鋳片
７ ロール群
８ 圧下ロール
９ ダミーバー
１０、１１ 長辺壁
１０ａ、１１ａ 外側面
１０ｂ 内側面
１２ 短辺壁
２０ 電磁攪拌装置
２１ 窪み部
２２ 長辺壁可動部
２３ 移動機構
２４ 移動機構
３０ 浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート
３０ａ 貫通孔
３１ 流量調整用スライディングプレート
３１ａ 貫通孔
３２ 固定プレート
３２ａ 貫通孔
４０ 吐出孔
４１ 吐出流
４２ 凝固シェル
４３ 上昇流
４４ 介在物
４５ メニスカス
４６ 溶融パウダー
５０ 旋回流
５１ 領域
６０ 移動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型内に溶鋼を供給して鋳片を製造する鋼の連続鋳造装置及び当該連続鋳造装置を用いた鋼の連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造において、鋳片の表面形状を改善するために、例えば鋳型の上部に設置された電磁攪拌装置を用いて、当該鋳型内の溶鋼を電磁攪拌することが行われている。
【０００３】
この電磁攪拌では、例えば図１１に示すように鋳型１００の一対の長辺壁１００ａ、１００ａに沿って電磁攪拌装置１０１、１０１がそれぞれ配置される。なお、図示の例では、通常の鋳型の形状に基づき、一対の長辺壁１００ａ、１００ａの内側面は、平面視において平行して直線状に形成されている。そして、浸漬ノズル１０２から鋳型１００内に溶鋼１０３が吐出されると、電磁攪拌装置１０１に電流を供給して、鋳型１００内の上部の溶鋼１０３に推力が付与される。この推力によって溶鋼１０３が水平面内で攪拌されて、当該溶鋼１０３の旋回流１０４が形成される。そして、旋回流１０４によって、鋳型１００の上部のメニスカス近傍の介在物等が鋳型１００の側面に形成された凝固シェルに捕捉されるのを抑制している。
【０００４】
しかしながら、浸漬ノズル１０２と長辺壁１００ａの内側面との間の領域１０５が狭いため、旋回流１０４の流路が狭くなり溶鋼１０３が流れ難い。そうすると、領域１０５では、溶鋼１０３中の介在物が長辺壁１００ａの凝固シェルに捕捉され易くなる。
【０００５】
そこで、上述の電磁攪拌装置１０１を用いると共に、平行型の鋳型１００に代えて、図１２に示すようにいわゆる異型鋳型１１０を用いることが提案されている。異型鋳型１１０の長辺壁１１０ａの内側面の中央部、すなわち浸漬ノズル１０２に対向する部分は、電磁攪拌装置１０１側に凸に湾曲し、湾曲部１１１を形成している。そして、長辺壁１１０ａの内側面において、湾曲部１１１の両側には直線状の直線部１１２、１１２が形成されている。この異型鋳型１１０の湾曲部１１１によって、浸漬ノズル１０２と長辺壁１００ａの内側面との間の領域１０５を広くし、旋回流１０４の流路が狭くなるのを防止している（特許文献１）。
【０００６】
また、上述の領域１０５における旋回流１０４の流路を確保するため、図１３に示すように平行型の鋳型１００の一対の長辺壁１００ａ、１００ａ間の距離Ｌ１を長くし、当該鋳型１００の下流側に複数配置された一対の圧下ロール１２０、１２０の距離を下流側に向けて狭くして、所定の厚みＬ２の鋳片を鋳造することが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１８３５９７号公報
【特許文献２】特許第３００８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の異型鋳型１１０を用いた場合、図１２に示すように湾曲部１１１の長辺壁１１０ａに沿った水平方向の幅Ｂは旋回流１０４の流路を確保するための最小幅に基づいて決まるため、この幅Ｂよりも小さい幅の鋳片を鋳造することができない。すなわち、異型鋳型１１０を用いた場合、鋳造できる鋳片の幅の自由度が小さくなる。
【０００９】
また、異型鋳型１１０を用いた場合、旋回流１０４の流れが部分的に乱れ、一部介在物が凝固シェルに捕捉され易い領域が生ずるおそれがある。すなわち、湾曲部１１１に沿って流れる旋回流１０４ａは当該湾曲部１１１の曲率と同一の曲率で流れるため、その下流側を流れる旋回流１０４ｂは直線部１１２から離れる方向に流れる。したがって、この直線部１１２の最下流側、すなわち異型鋳型１１０の角部付近の領域１２１では、溶鋼１０３が流れ難くなる。そうすると、領域１２１では、溶鋼１０３中の介在物が凝固シェルに捕捉され易くなる。
【００１０】
一方、特許文献２の鋳型１００及び圧下ロール１２０を用いた場合、先ず、ダミーバー（図示せず）が通過する際、最初の一対の圧下ロール１２０、１２０の対向距離は、鋳型１００の一対の長辺壁１００ａ、１００ａ間の距離Ｌ１と同じ長さになっている。その後、ダミーバーが複数の圧下ロール１２０、１２０を通過すると、一対の圧下ロール１２０、１２０の対向距離を下流側に行くにつれて徐々に狭くして所定の厚みＬ２の鋳片を鋳造する。かかる場合、ダミーバーが通過してから一対の圧下ロール１２０、１２０が所定の位置に移動するまで（定常操業状態になるまで）に鋳造される鋳片の厚みは、所定の厚みＬ２より厚くなる。したがって、連続鋳造後、この所定の厚みＬ２より厚い鋳片を除去する必要があり、鋳片の歩留まりの低下が生じることになる。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、鋼の連続鋳造において、鋳片の品質を向上させつつ、鋳片の歩留まりの低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するため、本発明は、鋼の連続鋳造装置であって、一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、前記一対の長辺壁の外側面に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、を有し、少なくとも片方の前記長辺壁は、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に内側面から外側面側に窪んだ窪み部と、前記窪み部に適合する形状を有し、且つ前記鋳型の厚み方向に移動自在の長辺壁可動部とを備え、前記一対の短辺壁は、前記長辺壁可動部が前記窪み部に収容された際、前記鋳型の幅方向に移動自在にそれぞれ構成されていることを特徴としている。なお、鋳型の厚み方向とは鋳型の短辺壁に沿った方向をいい、鋳型の幅方向とは鋳型の長辺壁に沿った方向をいう。
【００１３】
本発明の連続鋳造装置によれば、鋳型内にダミーバーを挿入する際、長辺壁可動部を浸漬ノズル側に移動させて配置し、ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、長辺壁可動部を電磁攪拌装置側に移動させて窪み部に収容できる。このように長辺壁可動部を窪み部に収容して、溶鋼の鋳造中に長辺壁の内側面と浸漬ノズルとの間の領域を広くできるので、この領域を流れる旋回流の流路を広く確保することができる。また、長辺壁の内側面と浸漬ノズルとの間の領域が広く、この領域を溶鋼が直線的に流れるため、従来の異型鋳型を用いた場合と異なり、旋回流の乱れも生じない。したがって、鋳型内の上部の介在物が鋳型の側面の凝固シェルに捕捉されるのを抑制でき、鋳片の品質を向上させることができる。また、ダミーバーの厚みは鋳片の鋳造後の所望の厚みであるので、鋳型の下流側に複数配置された一対の圧下ロールの距離を当該所望の厚みと同じ長さにできる。したがって、ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、長辺壁可動部を窪み部に収容して鋳型内の溶鋼の厚みを所望の厚みより厚くしても、その後圧下ロールを通過する際に鋳片の厚みを所望の厚みにできる。このようにダミーバーに連続して供給されたすべての溶鋼を所望の厚みの鋳片に鋳造できるので、鋳片の歩留まりの低下を抑制することができる。さらに、本発明の連続鋳造装置によれば、長辺壁可動部が窪み部に収容された状態で、短辺壁が鋳型の幅方向に移動できるので、鋳造できる鋳片の幅の自由度を大きくすることができる。
【００１４】
前記窪み部と前記長辺壁可動部が前記片方の長辺壁にのみ設けられている場合において、前記浸漬ノズルは前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されていてもよい。また、前記窪み部と前記長辺壁可動部が前記片方の長辺壁にのみ設けられている場合において、前記浸漬ノズルはタンディッシュに接続され、前記タンディッシュは前記浸漬ノズルと共に前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されていてもよい。
【００１５】
別な観点による本発明は、前記鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置し、前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴としている。なお、所定の位置とは、一対の短辺壁間の距離が鋳片の鋳造後の所望の幅となる位置である。
【００１６】
また別な観点による本発明は、前記浸漬ノズルが前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されている、鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置すると共に、前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容すると共に、前記浸漬ノズルを前記長辺壁可動部側に移動させて平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴としている。
【００１７】
さらに別な観点による本発明は、前記浸漬ノズルがタンディッシュに接続され、前記タンディッシュが前記浸漬ノズルと共に前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されている、鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置すると共に、前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容すると共に、前記タンディッシュを前記長辺壁可動部側に移動させて、
前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、鋼の連続鋳造において、鋳片の品質を向上させつつ、鋳片の歩留まりの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態にかかる連続鋳造装置の構成の概略を示す説明図である。
【図２】鋳型と浸漬ノズルの構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図３】鋳型、浸漬ノズル及びタンディッシュの構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図４】鋳型、浸漬ノズル及びタンディッシュの構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図５】浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート、流量調整用スライディングプレート、及び固定プレートの構成の概略を示す説明図である。
【図６】長辺壁可動部を浸漬ノズル側に移動させた様子を示す説明図である。
【図７】長辺壁可動部を電磁攪拌装置側に移動させて窪み部に収容すると共に、浸漬ノズルを長辺壁可動部側に移動させて鋳型内の中央に配置した様子を示す説明図である。
【図８】一対の短辺壁を浸漬ノズル側に移動させてそれぞれ所定の位置に配置した様子を示す説明図である。
【図９】他の実施の形態にかかる鋳型、浸漬ノズル及びタンディッシュの構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図１０】他の実施の形態にかかる鋳型と浸漬ノズルの構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図１１】従来の鋳型と浸漬ノズルの構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図１２】従来の鋳型と浸漬ノズルの構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図１３】従来の連続鋳造装置の構成の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる鋼の連続鋳造装置１の構成の概略を示す説明図である。
【００２１】
連続鋳造設備１は、図１に示すように、溶鋼を貯留するタンディッシュ２、タンディッシュ２の底部から鋳型３に溶鋼４を注入する浸漬ノズル５、鋳型３から引き出される鋳片６を通過させる一対のロール群７、７を備えている。ロール群７には、鋳片６を案内する複数の圧下ロール８が、鋳片６の鋳造方向に並べて配置されている。各圧下ロール８はそれぞれ回転可能に設けられ、鋳片６を挟んで対向する一対の圧下ロール８、８間の距離は、当該鋳片６の所望の厚みと同じに設定されている。そして、これらの圧下ロール８によって鋳片６を挟んだ状態で支持しながら、鋳片６を所定の鋳造方向に引き出して搬送する構成となっている。なお、図示の例においては、ダミーバー９に連続して鋳片６が鋳造されている。
【００２２】
鋳型３は、図２に示すように例えば一対の長辺壁１０、１１と一対の短辺壁１２、１２を備え、略長方形の水平断面形状を有している。長辺壁１０、１１と短辺壁１２は、それぞれ内側に設けられた銅板と外側に設けられたステンレス鋼製水冷ボックスから構成されている。なお、本実施の形態において、鋳型３で鋳造される鋳片６の厚みは例えば５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。詳細には、要求される鋳片厚みとして、薄厚の鋳片であれば５０ｍｍ〜８０ｍｍ程度であり、中厚の鋳片であれば８０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度であり、通常厚の鋳片であれば１５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。
【００２３】
一対の長辺壁１０、１１内には、例えば電磁攪拌コイルなどの電磁攪拌装置２０、２０がそれぞれ設けられている。電磁攪拌装置２０、２０は、それぞれ長辺壁１０、１１の外側面１０ａ、１１ａに沿って配置されている。
【００２４】
片方の長辺壁１０には、少なくとも浸漬ノズル５に対向する位置に、内側面１０ｂから外側面１０ａ側に窪んだ窪み部２１が形成されている。窪み部２１は、長辺壁１０の鉛直方向に貫通した直方体形状を有している。また、長辺壁１０は、鋳型３の厚み方向（図２中のＹ方向）に移動自在の長辺壁可動部２２を備えている。長辺壁可動部２２には例えばシリンダ等の移動機構２３が設けられ、この移動機構２３によって長辺壁可動部２２は移動自在になっている。移動機構２３は、図３に示すように、鉛直方向に例えば２基設けられている。また、長辺壁可動部２２は、図２に示すように窪み部２１の形状と適合する直方体形状を有している。そして、長辺壁可動部２２は、窪み部２１が形成されていない長辺壁１０の内側面１０ｂと段差なく窪み部２１に収容される。なお、長辺壁可動部２２の側面には例えばフッ素系樹脂層（例えばテフロン（デュポン社の登録商標））が設けられ、長辺壁可動部２２は短辺壁１２や窪み部２１における長辺壁１０に接しながら円滑に移動可能になっている。
【００２５】
一対の短辺壁１２、１２は、長辺壁可動部２２が窪み部２１に収容された際、鋳型３の幅方向（図２中のＸ方向）に移動自在に構成されている。一対の短辺壁１２、１２には例えばシリンダ等の移動機構２４、２４がそれぞれ設けられ、この移動機構２４によって短辺壁１２は移動自在になっている。移動機構２４は、図４に示すように鉛直方向に例えば２つ設けられている。なお、短辺壁１２の側面には例えばフッ素系樹脂層（例えばテフロン（デュポン社の登録商標））が設けられ、短辺壁１２は長辺壁１０、１１や長辺壁可動部２２に接しながら円滑に移動可能になっている。
【００２６】
鋳型３内の上部には、図３及び図４に示すようにタンディッシュ２の底部に連通する浸漬ノズル５が設けられている。浸漬ノズル５の上部には、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１と固定プレート３２とが浸漬ノズル５側からこの順で設けられている。浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１は固定プレート３２に対して水平方向に移動可能に構成され、この浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０によって浸漬ノズル５は鋳型３の厚み方向（図３中のＹ方向）に移動自在になっている。図５に示すように、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１と固定プレート３２には、それぞれ厚み方向に貫通する貫通孔３０ａ、３１ａ、３２ａが形成されている。具体的には、固定プレート３２には浸漬ノズル５の移動範囲に対応した長さ（図５のＹ方向）の長孔形状の貫通孔３２ａが形成されている。また、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１には、貫通孔３２ａよりも短い長さ（図５のＹ方向）の貫通孔３０ａ、３１ａがそれぞれ形成されている。そして、先ず、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０を移動させて所望の位置に配置し、その後、流量調整用スライディングプレート３１を移動させることで、タンディッシュ２と浸漬ノズル５との間の開口面積を調整することができる。これにより、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１と固定プレート３２内において、溶鋼４の流量を調整しながら当該溶鋼４が流通できるようになっている。
【００２７】
浸漬ノズル５の下部は、図３及び図４に示すように鋳型３内の溶鋼４に浸漬している。浸漬ノズル５の側面の下端近傍には、鋳型３内へ斜め下向きに溶鋼４を吐出する吐出孔４０が２箇所形成されている。吐出孔４０、４０は、鋳型３の短辺壁１２側に形成されている。吐出孔４０から吐出される吐出流４１は、例えば後述する鋳型３の短辺壁１２に形成された凝固シェル４２に衝突し、上昇流４３と下降流に分岐する。吐出流４１には、アルミナやスラグ系等の介在物４４などが含まれている。介在物４４は、例えば上昇流４３等によってメニスカス４５近傍まで浮上する。なお、メニスカス４５上には、溶融酸化物を有する溶融パウダー４６が供給されている。
【００２８】
鋳型３の内側面には、図３及び図４に示すように溶鋼４が冷却されて凝固した凝固シェル４２が形成されている。
【００２９】
本実施の形態にかかる連続鋳造装置１は以上のように構成されている。次にこの連続鋳造装置１を用いた溶鋼４の連続鋳造方法について説明する。
【００３０】
先ず、図６に示すように長辺壁可動部２２を浸漬ノズル５側に移動させて配置すると共に、浸漬ノズル５を平面視において鋳型３の厚み方向の中央に配置する。このとき、長辺壁可動部２２と長辺壁１１との間の距離Ｄ１は、ダミーバー９の厚みと同じ長さに設定されている。そして、鋳型３内にダミーバー９を挿入する。
【００３１】
その後、ダミーバー９が鋳型３を通過した後、ダミーバー９に連続して鋳型３内に溶鋼４が供給された状態で、図７に示すように長辺壁可動部２２を電磁攪拌装置２０側に移動させて窪み部２１に収容すると共に、浸漬ノズル５を長辺壁可動部２２側に移動させて平面視において鋳型３の厚み方向の中央に配置する。そして、長辺壁可動部２２と長辺壁１１との間の距離Ｄ２を上記距離Ｄ１よりも長くする。続いて、図８に示すように一対の短辺壁１２、１２を例えば浸漬ノズル５側に移動させて、それぞれ所定の位置に配置する。そして、一対の短辺壁１２、１２間の距離Ｗは、溶鋼４の所望の幅、すなわち鋳造される鋳片６の所望の幅となる。
【００３２】
このとき、図４に示したように浸漬ノズル５の吐出口４０から鋳型３内に吐出される溶鋼４は、斜め下方に吐出され、吐出孔４０から鋳型３の短辺壁１２に向かって吐出流４１が形成される。吐出流４１には介在物４４が含まれており、介在物４４は例えば上述した上昇流４３等によってメニスカス４５近傍まで浮上する。
【００３３】
また、浸漬ノズル５から溶鋼４を吐出すると同時に、電磁攪拌装置２０、２０を作動させる。これら電磁攪拌装置２０、２０を作動させることによって、図８に示すように鋳型３内のメニスカス４５近傍の溶鋼４が水平面内で攪拌され、一方向の旋回流５０が形成される。このとき、長辺壁可動部２２を窪み部２１に収容して、長辺壁可動部２２及び長辺壁１１と浸漬ノズル５との間の領域５１を広くできるので、この領域５１を流れる旋回流５０の流路を十分に確保することができる。したがって、領域５１において、旋回流５０の流れが停滞しない。また、領域５１が広く当該領域５１を溶鋼４が直線的に流れるため、従来の異型鋳型を用いた場合と異なり、旋回流５０の乱れも生じない。そして、メニスカス４５近傍まで浮上した介在物４４は、旋回流５０によって鋳型３内を水平面内で旋回し、鋳型３の凝固シェル４２に捕捉されることなく、例えばメニスカス４５上の溶融パウダー４６に取り込まれて除去される。
【００３４】
その後、介在物４４が除去された溶鋼４は、固化して鋳型３から引き出され鋳片６に鋳造される。鋳型３から引き出された鋳片６は、一対のロール群７、７を通過して所望の厚みとなる。したがって、ダミーバー９に連続する鋳片６はすべて所望の厚みで鋳造される。
【００３５】
以上の実施の形態によれば、鋳型３内にダミーバー９を挿入する際、長辺壁可動部２２を浸漬ノズル５側に移動させて配置し、ダミーバー９が鋳型３を通過した後、当該ダミーバー９に連続して鋳型３内に溶鋼４が供給された状態で、長辺壁可動部２２を電磁攪拌装置２０側に移動させて窪み部２１に収容できる。このように長辺壁可動部２２を窪み部２１に収容して、溶鋼４の鋳造中に長辺壁可動部２２又は長辺壁１１と浸漬ノズル５との間の領域５１を広くできるので、この領域５１を流れる旋回流５０の流路を確保することができる。したがって、鋳型３内の上部の介在物４４が鋳型３の側面の凝固シェル４２に捕捉されるのを抑制でき、鋳造される鋳片６の品質を向上させることができる。
【００３６】
また、長辺壁可動部２２の移動に伴い、浸漬ノズル５は鋳型３の厚み方向に移動自在に構成されているので、浸漬ノズル５も鋳型３内の中央に配置することができる。これによって、長辺壁可動部２２と浸漬ノズル５との間の領域５１と、長辺壁１１と浸漬ノズル５との間の領域５１を均等に広くすることができる。したがって、これら領域５１を流れる旋回流５０の流路を十分に確保することができる。
【００３７】
また、ダミーバー９の厚みは鋳片６の鋳造後の所望の厚みであるので、鋳型３の下流側に複数配置された一対の圧下ロール８、８の距離を当該所望の厚みと同じ長さにできる。したがって、ダミーバー９が鋳型３を通過した後、当該ダミーバー９に連続して鋳型３内に溶鋼４が供給された状態で、長辺壁可動部２２を窪み部２１に収容して鋳型３内の溶鋼４の厚みを所望の厚みより厚くしても、その後圧下ロール８、８を通過する際に鋳片６の厚みを所望の厚みにできる。このようにダミーバー９に連続して供給されたすべての溶鋼４を所望の厚みの鋳片６に鋳造できるので、鋳片６の歩留まりの低下を抑制することができる。
【００３８】
また、長辺壁可動部２２を窪み部２１に収容した状態で、短辺壁１２、１２が所定の位置まで移動できるので、鋳造できる鋳片６の幅の自由度を大きくすることができる。
【００３９】
以上の実施の形態では、浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート３０と流量調整用スライディングプレート３１と固定プレート３２によって浸漬ノズル５自体が鋳型３の厚み方向に移動自在になっていたが、図９に示すように浸漬ノズル５をタンディッシュ２に固定し、タンディッシュ２を浸漬ノズル５と共に移動させてもよい。かかる場合、タンディッシュ２には、当該タンディッシュ２を鋳型３の厚み方向に移動させるための移動機構６０が設けられる。この移動機構６０には、例えばアクチュエータが用いられる。そして、鋳型３内にダミーバーを挿入する際、長辺壁可動部２２を浸漬ノズル５側に移動させて配置すると共に、浸漬ノズル５を平面視において鋳型３の厚み方向の中央に配置する。その後、ダミーバーが鋳型３を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型３内に溶鋼４が供給された状態で、長辺壁可動部２２を電磁攪拌装置２０側に移動させて窪み部２１に収容すると共に、タンディッシュ２を長辺壁可動部２２側に移動させて、浸漬ノズル５を平面視において鋳型３の厚み方向の中央に配置する。その後、一対の短辺壁１２、１２所定の位置まで移動させる。本実施の形態においても、長辺壁可動部２２の移動に伴い、浸漬ノズル５が鋳型３の厚み方向に移動できるので、浸漬ノズル５も鋳型３内の中央に配置することができる。これによって、長辺壁可動部２２と浸漬ノズル５との間の領域５１と、長辺壁１１と浸漬ノズル５との間の領域５１を均等に広くすることができ、これら領域５１を流れる旋回流５０の流路を十分に確保することができる。
【００４０】
以上の実施の形態では、窪み部２１、長辺壁可動部２２及び移動機構２３は、片方の長辺壁１０にのみ設けられていたが、図１０に示すように一対の長辺壁１０、１１にそれぞれ設けられていてもよい。なお、長辺壁１１に設けられる窪み部２１、長辺壁可動部２２及び移動機構２３の構成は、上述した長辺壁１０の窪み部２１、長辺壁可動部２２及び移動機構２３の構成と同様であるので説明を省略する。かかる場合、長辺壁可動部２２、２２間の距離の自由度がさらに大きくなるので、長辺壁可動部２２と浸漬ノズル５との間の領域５１をより確実に広くすることができる。したがって、鋳型３内の上部の介在物４４が鋳型３の側面の凝固シェル４２に捕捉されるのを確実に抑制でき、鋳造される鋳片６の品質をさらに向上させることができる。
【００４１】
なお、以上の実施の形態の電磁攪拌装置２０、２０は、長辺壁１０、１１内にそれぞれ設けられていたが、長辺壁１０、１１の外側にそれぞれ設けてもよい。また、長辺壁可動部２２と同期して移動できる様に、例えば、長辺壁可動部２２と電磁攪拌装置２０が一体となった構造としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、鋳型内に溶鋼を供給して鋳片を製造する際に有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 連続鋳造装置
２ タンディッシュ
３ 鋳型
４ 溶鋼
５ 浸漬ノズル
６ 鋳片
７ ロール群
８ 圧下ロール
９ ダミーバー
１０、１１ 長辺壁
１０ａ、１１ａ 外側面
１０ｂ 内側面
１２ 短辺壁
２０ 電磁攪拌装置
２１ 窪み部
２２ 長辺壁可動部
２３ 移動機構
２４ 移動機構
３０ 浸漬ノズル位置調整用スライディングプレート
３０ａ 貫通孔
３１ 流量調整用スライディングプレート
３１ａ 貫通孔
３２ 固定プレート
３２ａ 貫通孔
４０ 吐出孔
４１ 吐出流
４２ 凝固シェル
４３ 上昇流
４４ 介在物
４５ メニスカス
４６ 溶融パウダー
５０ 旋回流
５１ 領域
６０ 移動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼の連続鋳造装置であって、
一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、
前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、
前記一対の長辺壁の外側面に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、を有し、
少なくとも片方の前記長辺壁は、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に内側面から外側面側に窪んだ窪み部と、前記窪み部に適合する形状を有し、且つ前記鋳型の厚み方向に移動自在の長辺壁可動部とを備え、
前記一対の短辺壁は、前記長辺壁可動部が前記窪み部に収容された際、前記鋳型の幅方向に移動自在にそれぞれ構成されていることを特徴とする、鋼の連続鋳造装置。
【請求項２】
前記窪み部と前記長辺壁可動部は、前記片方の長辺壁にのみ設けられ、
前記浸漬ノズルは前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の鋼の連続鋳造装置。
【請求項３】
前記窪み部と前記長辺壁可動部は、前記片方の長辺壁にのみ設けられ、
前記浸漬ノズルはタンディッシュに接続され、
前記タンディッシュは前記浸漬ノズルと共に前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の鋼の連続鋳造装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかに記載の鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、
鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置し、
前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴とする、鋼の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記請求項２に記載の鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、
鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置すると共に、前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、
前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容すると共に、前記浸漬ノズルを前記長辺壁可動部側に移動させて平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴とする、鋼の連続鋳造方法。
【請求項６】
前記請求項３に記載の鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、
鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置すると共に、前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、
前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容すると共に、前記タンディッシュを前記長辺壁可動部側に移動させて、
前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴とする、鋼の連続鋳造方法。
【請求項１】
鋼の連続鋳造装置であって、
一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、
前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、
前記一対の長辺壁の外側面に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、を有し、
少なくとも片方の前記長辺壁は、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に内側面から外側面側に窪んだ窪み部と、前記窪み部に適合する形状を有し、且つ前記鋳型の厚み方向に移動自在の長辺壁可動部とを備え、
前記一対の短辺壁は、前記長辺壁可動部が前記窪み部に収容された際、前記鋳型の幅方向に移動自在にそれぞれ構成されていることを特徴とする、鋼の連続鋳造装置。
【請求項２】
前記窪み部と前記長辺壁可動部は、前記片方の長辺壁にのみ設けられ、
前記浸漬ノズルは前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の鋼の連続鋳造装置。
【請求項３】
前記窪み部と前記長辺壁可動部は、前記片方の長辺壁にのみ設けられ、
前記浸漬ノズルはタンディッシュに接続され、
前記タンディッシュは前記浸漬ノズルと共に前記鋳型の厚み方向に移動自在に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の鋼の連続鋳造装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかに記載の鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、
鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置し、
前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴とする、鋼の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記請求項２に記載の鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、
鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置すると共に、前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、
前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容すると共に、前記浸漬ノズルを前記長辺壁可動部側に移動させて平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴とする、鋼の連続鋳造方法。
【請求項６】
前記請求項３に記載の鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法であって、
鋳型内にダミーバーを挿入する際、前記長辺壁可動部を前記浸漬ノズル側に移動させて配置すると共に、前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、
前記ダミーバーが鋳型を通過した後、当該ダミーバーに連続して鋳型内に溶鋼が供給された状態で、前記長辺壁可動部を前記電磁攪拌装置側に移動させて前記窪み部に収容すると共に、前記タンディッシュを前記長辺壁可動部側に移動させて、
前記浸漬ノズルを平面視において前記鋳型の厚み方向の中央に配置し、その後、前記短辺壁を所定の位置まで移動させることを特徴とする、鋼の連続鋳造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２２４６３８（Ｐ２０１１−２２４６３８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９８９７４（Ｐ２０１０−９８９７４）
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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