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公開番号2025133639
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024031722
出願日2024-03-01
発明の名称連続鋳造用浸漬ノズル
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B22D 11/10 20060101AFI20250904BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】浸漬ノズル内部構造の工夫により吐出流量の不安定な揺らぎや左右への偏りの抑制が可能であり、高速鋳造に適した吐出孔有効断面積の拡大および吐出角度増大と、溶鋼流動の安定化を共に実現する浸漬ノズルを提供する。
【解決手段】本発明の要旨は以下である。連続鋳造用浸漬ノズルの断面形状が中心軸に関して左右対称であり、本体部と、前記本体部の下端に設けられ、1対の上部吐出孔と1対の下部吐出孔とが穿たれた吐出孔部と、中間ブロックとを有し、中間ブロックの一部が前記連続鋳造用浸漬ノズルの内部側に張り出し、水平面状の内部障壁を形成し、左右の前記内部障壁の投影面積の総和が前記本体部の流路の下端の断面積の30～70%であり、かつ、左右の前記内部障壁で挟まれた流路の投影面積が前記本体部の流路の下端の断面積の35～65%であり、底部ブロックの上端面が水平面または凹面状であることを特徴とする、連続鋳造用浸漬ノズル。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
鋼の連続鋳造用浸漬ノズルであって、
長尺かつ筒状の本体部と、
前記本体部の下端に設けられ、１対の上部吐出孔と１対の下部吐出孔とが穿たれた吐出孔部と、
前記上部吐出孔と前記下部吐出孔との間に配置された中間ブロックと、
を有し、
前記連続鋳造用浸漬ノズルを前記連続鋳造用浸漬ノズルの厚み方向に垂直な平面で前記連続鋳造用浸漬ノズルを分断したときに、前記連続鋳造用浸漬ノズルの断面形状が、本体部の中心軸を通り厚み方向に平行な面に関して左右対称であり、
前記中間ブロックの一部が前記連続鋳造用浸漬ノズルの内部側に張り出し、水平面状の内部障壁を形成し、
前記本体部の流路の下端と左右の前記内部障壁を水平面上に投影したときに、左右の前記内部障壁の投影面積の総和が前記本体部の流路の下端の断面積の３０～７０％であり、かつ、左右の前記内部障壁で挟まれた流路の投影面積が前記本体部の流路の下端の断面積の３５～６５％であり、
前記連続鋳造用浸漬ノズルの下端に配置され、左右の前記下部吐出孔に挟まれた底部ブロックの上端面が水平面または凹面状であることを特徴とする、連続鋳造用浸漬ノズル。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記本体部の流路の下端における溶鋼の平均下降流速が１．５～４．０ｍ／ｓである条件下において、前記本体部における下降流の左右への偏りに起因して左右の前記上部吐出孔からの上部吐出流量が左右の前記上部吐出孔のどちらかに偏った場合に、左右の前記下部吐出孔のうち、前記上部吐出流量の少なかった側の前記下部吐出孔からの下部吐出流量が多くなることを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項３】
前記下部吐出孔の上下壁平均角度は、前記上部吐出孔の上下壁平均角度以上であり、かつ、前記上部吐出孔の上下壁平均角度と前記下部吐出孔の上下壁平均角度との差が１５°以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造用浸漬ノズル（以下、単に「浸漬ノズル」とも称する）に関する。なお、本明細書において、浸漬ノズルの長さ方向は、浸漬ノズルの本体部の中心軸が伸びる方向（図１～１２の（a）における上下方向）を意味し、浸漬ノズルの厚み方向は、浸漬ノズルの流路の中心軸に垂直かつ浸漬ノズルの側面に平行な方向（図１～１２の（a）における紙面に垂直な方向）を意味し、幅方向は、浸漬ノズルの長さ方向及び厚さ方向の両方に垂直な方向（図１～１２の（ａ）における左右方向）を意味する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
タンディッシュからモールドに溶鋼を供給して薄スラブを連続鋳造するに際して、鋳造速度が３ｍ／ｍｉｎを超え５～８ｍ／ｍｉｎに達する高速鋳造条件が用いられる場合がある。このような高速鋳造条件が適用される場合、モールド内湯面の乱れを防止する観点から、下向きの大きな角度で溶鋼をモールド内に注入する必要がある。加えて、吐出流の持つ運動エネルギーをモールド内で消散させる観点から、吐出孔を拡大もしくは多孔化するなどして吐出孔面積を拡げる必要がある。
【０００３】
これらの要求に応じて、従来様々な形状の浸漬ノズルが提案されている。例えば、特許文献１～５に開示されているように、浸漬ノズルの下部に吐出孔が４孔以上配置される多孔吐出孔が提案されている。あるいは、特許文献６～８に開示されているように、内部に障壁を設けることによって浸漬ノズル内の下降流の流速を低減したり、下降流を複数の吐出孔に円滑に分配したりする工夫が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２００４－５１４５６２号公報
特開平８－３９２０８号公報
特許第３１８６０６８号公報
特許第４５８０１３５号公報
特許第４５４２６３１号公報
特許第３４０８８８４号公報
特許第５０４７８５４号公報
特許第６６６６９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは主に水モデル実験を用いて研究を進め、その結果、従来技術には以下の課題があることが分かった。
【０００６】
浸漬ノズル内の溶鋼の下降流には、タンディッシュから浸漬ノズルへの溶鋼の供給量（給湯量）を制御するストッパーあるいはスライディングゲートといった流路絞り機構などの影響を受けて、恒常的な偏りや不安定な揺らぎが生じる。そして、浸漬ノズル内の溶鋼の下降流の偏りや揺らぎの影響により、多孔吐出孔への流量分配が変化する。その結果、モールド内の溶鋼の流動が恒常的に偏る、あるいは不安定に揺らぐのである。そうすると、製造されるスラブの凝固状態が不均一となり品質上の欠陥が生じる。
【０００７】
多孔吐出孔への流量分配を安定させるには、吐出孔の開口面積を縮小し浸漬ノズルの内圧を高めればよいが、そうすると多孔化の本来の目的である吐出流速の低減効果が損なわれる。このように、多孔吐出孔への流量分配と吐出流速の低減の両立が難しいことが、従来技術の問題点であった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、浸漬ノズル内部構造の工夫により吐出流量の不安定な揺らぎや左右への偏りの抑制が可能であり、高速鋳造に適した吐出孔有効断面積の拡大および吐出角度増大と、溶鋼流動の安定化を共に実現する浸漬ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の要旨は以下である。
（１）
鋼の連続鋳造用浸漬ノズルであって、
長尺かつ筒状の本体部と、
前記本体部の下端に設けられ、１対の上部吐出孔と１対の下部吐出孔とが穿たれた吐出孔部と、
前記上部吐出孔と前記下部吐出孔との間に配置された中間ブロックと、
を有し、
前記連続鋳造用浸漬ノズルを前記連続鋳造用浸漬ノズルの厚み方向に垂直な平面で前記連続鋳造用浸漬ノズルを分断したときに、前記連続鋳造用浸漬ノズルの断面形状が、本体部の中心軸を通り厚み方向に平行な面に関して左右対称であり、
前記中間ブロックの一部が前記連続鋳造用浸漬ノズルの内部側に張り出し、水平面状の内部障壁を形成し、
前記本体部の流路の下端と左右の前記内部障壁を水平面上に投影したときに、左右の前記内部障壁の投影面積の総和が前記本体部の流路の下端の断面積の３０～７０％であり、かつ、左右の前記内部障壁で挟まれた流路の投影面積が前記本体部の流路の下端の断面積の３５～６５％であり、
前記連続鋳造用浸漬ノズルの下端に配置され、左右の前記下部吐出孔に挟まれた底部ブロックの上端面が水平面または凹面状であることを特徴とする、連続鋳造用浸漬ノズル。
（２）
前記本体部の流路の下端における溶鋼の平均下降流速が１．５～４．０ｍ／ｓである条件下において、前記本体部における下降流の左右への偏りに起因して左右の前記上部吐出孔からの上部吐出流量が左右の前記上部吐出孔のどちらかに偏った場合に、左右の前記下部吐出孔のうち、前記上部吐出流量の少なかった側の前記下部吐出孔からの下部吐出流量が多くなることを特徴とする、（１）に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
（３）
前記下部吐出孔の上下壁平均角度は、前記上部吐出孔の上下壁平均角度以上であり、かつ、前記上部吐出孔の上下壁平均角度と前記下部吐出孔の上下壁平均角度との差が１５°以下であることを特徴とする、（１）または（２）に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、浸漬ノズル内部構造の工夫により吐出流量の不安定な揺らぎや左右への偏りの抑制が可能であり、高速鋳造に適した吐出孔有効断面積の拡大および吐出角度増大と、溶鋼流動の安定化を共に実現する浸漬ノズルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態の実施例１の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ａを浸漬ノズル１aの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ａの側面図である。
本実施形態の実施例２の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｂを浸漬ノズル１ｂの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｂの側面図である。
本実施形態の実施例３の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｃを浸漬ノズル１ｃの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｃの側面図である。
本実施形態の実施例４の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｄを浸漬ノズル１ｄの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｄの側面図である。
本実施形態の実施例５の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｅを浸漬ノズル１eの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｅの側面図である。
本実施形態の実施例６の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｆを浸漬ノズル１ｆの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｆの側面図である。
本実施形態の比較例１の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｇを浸漬ノズル１ｇの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｇの側面図である。
本実施形態の比較例２の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｈを浸漬ノズル１ｈの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｈの側面図である。
本実施形態の比較例３の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｉを浸漬ノズル１ｉの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｉの側面図である。
本実施形態の比較例４の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｊを浸漬ノズル１ｊの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｊの側面図である。
本実施形態の比較例５の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｋを浸漬ノズル１ｋの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｋの側面図である。
本実施形態の比較例６の構成を示す説明図である。（ａ）は浸漬ノズル１ｌを浸漬ノズル１ｌの厚み方向に垂直な平面で分断することで得られる断面図であり、（ｂ）は浸漬ノズル１ｌの側面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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