特許 5958566 スラブ連続鋳造用装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5958566

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】スラブ連続鋳造用装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/10 20060101AFI20160719BHJP

   B22D 11/18 20060101ALI20160719BHJP

   B22D 41/16 20060101ALI20160719BHJP

   B22D 41/50 20060101ALI20160719BHJP

   B22D 11/114 20060101ALI20160719BHJP

   B22D 41/56 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   B22D11/10 330Q

   B22D11/10 330H

   B22D11/10 330M

   B22D11/18 Z

   B22D11/18 K

   B22D41/16

   B22D41/50 520

   B22D11/10 310P

   B22D11/114

   B22D41/56

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-6467(P2015-6467)

(22)【出願日】2015年1月16日

(65)【公開番号】特開2016-131982(P2016-131982A)

(43)【公開日】2016年7月25日

【審査請求日】2015年7月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001971

【氏名又は名称】品川リフラクトリーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179914

【弁理士】

【氏名又は名称】光永 和宏

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(72)【発明者】

【氏名】山本 堅二

(72)【発明者】

【氏名】重田 義文

(72)【発明者】

【氏名】長田 基嗣

(72)【発明者】

【氏名】高田 敦

【審査官】 藤長 千香子

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−２５９６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２７０２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２０３２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−１０３４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９００８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１３６７３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０３００１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ １１／１０

Ｂ２２Ｄ １１／１８

Ｂ２２Ｄ ４１／５０

Ｂ２２Ｄ ４１／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タンディッシュ(1)から、少なくとも上ノズル(4)と、ストッパー(5)と、吐出口(10b)を有する浸漬ノズル(10)と、を通じてスラブ用の水冷鋳型(2)に溶融金属(3)を供給し、前記水冷鋳型(2)の長辺に前記吐出口(10b)からの前記溶融金属(3)の吐出方向を向けて保持することで旋回流を得て、かつ浸漬ノズル迅速交換機構(20)を付属させたスラブ連続鋳造用装置において、前記ストッパー(5)と浸漬ノズル(10)の間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属(3)の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構(30)を設けたことを特徴とするスラブ連続鋳造用装置。

【請求項2】

前記水冷鋳型(2)は、長辺壁の長さ÷短辺壁の長さの比が５以上であることを特徴とする請求項１記載のスラブ連続鋳造用装置。

【請求項3】

前記吐出方向変更機構(30)は、少なくとも前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)に設けられた摺動面(40)と、浸漬ノズル迅速交換機構(20)と、前記浸漬ノズル(10)からの溶融金属(3)の吐出方向変更のための駆動機構(70)と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のスラブ連続鋳造用装置。

【請求項4】

前記浸漬ノズル迅速交換機構(20)は、ベース(21)と、前記ベース(21)に設けられたクランパーピン(62)を介して支持されるクランパー(23)と、前記ベース(21)に設けられ前記クランパー(23)を上方へ付勢するためのバネ(22)からなり、前記クランパー(23)と前記バネ(22)は１８０度対向して設けられる一対の機構であり、前記クランパー(23)は、ガイドレール(26)に沿って挿入された前記浸漬ノズル(10)のフランジ下面(25a)を支持し、前記バネ(22)により前記クランパー(23)を上方へ付勢することにより前記浸漬ノズル(10)を保持し、かつ上方へ押し付けるように構成したことを特徴とする請求項３記載のスラブ連続鋳造用装置。

【請求項5】

前記浸漬ノズル(10)の吐出口(10b)の吐出方向変更のための前記駆動機構(70)は、方向を変更するための力を加える駆動装置(71)と、前記駆動装置(71)からの力を前記浸漬ノズル迅速交換機構(20)に伝える伝達部(90)とからなり、前記駆動装置(71)を作動させることにより、前記浸漬ノズル(10)を保持した前記浸漬ノズル迅速交換機構(20)ごと、前記浸漬ノズル(10)の中心軸(P)を中心として左右に旋回するように構成したことを特徴とする請求項３または請求項４記載のスラブ連続鋳造用装置。

【請求項6】

前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)は前記ストッパー(5)の下方に位置する下ノズル(9)の下面(9a)に摺接、または前記ストッパー(5)と一対で構成する上ノズル(4)の下面に摺接していることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のスラブ連続鋳造用装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スラブ連続鋳造用装置に関し、特に、鋳造中に任意に溶融金属の吐出角度を変えて、スラブ用の鋳型内の溶融金属を旋回、撹拌するための新規な改良に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、鋼あるいは各種合金等の鋳塊（鋳片ともいう）を大量生産するには、溶融状態にある合金等を水冷された鋳型に連続的に注入すると共に、凝固した鋳塊を徐々に該鋳型から抜き出す所謂「連続鋳造方法」の使用が一般的である。
連続鋳造の実用化はビレット、ブルームの連続鋳造機に始まるが、その後、省エネルギーと生産性の向上の強い要請から、断面積が大きいスラブの連続鋳造が増大してきた経緯がある。
この連続鋳造によって、非金属介在物が少なく、且つ成分の偏析が少ない品質に優れた鋳塊を得るには、凝固途上にある溶融金属を適宜撹拌することが重要である。さらに断面積が大きくしかもその断面形状の縦横比が大きいスラブ（たとえば、長辺壁の長さ÷短辺壁の長さの比が５以上）での溶融金属攪拌は、ブルームやビレットのような断面積が小さくかつ断面形状がほぼ正方形の鋳片と異なり、中心偏析や中心断面割れの発生やならびに加工性の悪化という問題が起こりやすく、溶融金属を適宜撹拌することが求められていた。
それに対する連続鋳造における溶融金属撹拌の技術としては、例えば、冷却鋳型の近傍ないし冷却鋳型の背面に電磁撹拌装置を配設し、電磁力を利用して溶融金属を撹拌させる方法が知られている。しかし、電磁撹拌装置は極めて高価な装置であるためこれに代わる安価な装置により冷却鋳型内の溶融金属を撹拌する装置が要請されていた。
上記の安価な装置による解決策として、断面形状が正方形に近いブルームやビレットにおいては特許文献１〜６のような方法が提案されている。

【0003】

特許文献１では、浸漬ノズルの下部で回転対称に設けた４個の吐出孔から方形のモールド面に対し、斜め方向、より好ましくは（４５±１０）°とすることで、モールド内の溶融金属に水平方向の旋回流を発生させる方法が提示されている。この方法により、ブルームやビレットの鋳片において品質が向上したが、その効果の程度は必ずしも十分とは言えなかった。そこで、特許文献２では特許文献１に改良を加え、４個の吐出孔から出る溶融金属の吐出方向を、回転対称ではなく、方形モールドの各鋳型面に対して一定の角度、すなわち、浸漬ノズル中心から各辺に下ろした垂線に対して方形の対角線となす角度の約１／２の方向に傾斜させて吐出させることにより、鋳型内の溶融金属に水平方向の旋回流を起こして鋳型内の溶融金属を撹拌させる方法が提案されており、鋳片の品質が向上したとしている。しかし、これらは、ブルームやビレットの鋳型を想定しているため長辺側と短片側双方に溶融金属が供給し一定の成果を上げているが、スラブの場合には、長辺側端面まで溶融金属が供給され難く、溶融金属の充分な撹拌効果が得られないという問題があった。

【0004】

また、特許文献３〜６では、浸漬ノズルを回転可能として、溶鋼を旋回させながら鋳型に注入することで、鋳型内溶鋼の攪拌をはかる方法が提案されている。
特許文献３では、ベアリングを介して浸潰ノズルを回転可能に支持し、タンディッシュノズルの下端と浸漬ノズルの上端部に隙間を設け、不活性ガスを導入することで隙間から大気中の酸素の溶鋼への取り込まれを防止しつつ、外部に設けた駆動袋置により所定の回転数で連続的に回転させる方法を提案している。これにより、水平方向の旋回流を起こして鋳型内の溶鋼を撹拌させ、鋳片の品質が向上したとしている。
また、特許文献４と特許文献５は、特許文献３の改良になるものである。特許文献４では、浸漬ノズルの保持回転機構は特許文献３と同一で、駆動装置の代わりに、中心軸から放射方向に対して周方向に角度を待った浸漬ノズルの吐出孔から吐出する溶鋼の反作用によってノズルを連続的に回転させる方法を提案している。溶鋼の流速に応じた回転数で回転させることで溶鋼を撹拌させる方法により、水平方向に旋回流を起こして鋳型内の溶鋼を撹拌させ、鋳片の品質が向上したとしている。さらに、特許文献５では、吐出孔の位置を左右で異なる高さに設け鋳型に異なる高さで溶鋼を注入し、浸漬ノズルを回転可能に支持し、駆動袋置により所定の回転数で連続的に回転させることで溶鋼を効率よく撹拌させる方法を提案している。これにより、水平方向と上下方向とに旋回流を起こして鋳型内の溶鋼を撹拌させ、鋳片の品質が向上したとしている。

【0005】

これらの場合、溶鋼がタンディッシュノズルから浸漬ノズルへと流れる際、タンディッシュノズルと浸漬ノズルの間の隙間ではベルヌイの法則に従って減圧となり、不活性ガスがこの隙間を通じて溶鋼中に多量に吹き込まれ、鋳片には多量の気泡が取り込まれるという問題点があった。一方、溶鋼攪拌の面からは効果を上げているものの、この場合も、スラブに適用する場合には、長辺側端面まで溶鋼が供給され難く、溶鋼の充分な撹拌効果が得られないという問題があった。

【0006】

一方、特許文献６では、ツインロール型の連続鋳造機で、ノズル延設部下部にフランジを設け、浸漬ノズル上部に設けたフランジと摺接させ、スプリングなどによって押しつけ、駆動装置を設けることで浸漬ノズルを所定の回転数で連続的に回転させる装置が提案されている。これによってタンディシュからの熱い溶鋼を鋳型内で均一に噴出させ、鋳型内の溶鋼温度を均一にすることによって、壁シェルの発生を防止し、鋳片品質が向上しているとしている。しかし、これをそのまま製鉄用のスラブ連続鋳造機に応用しようとすると、上記摺接部の摩耗が問題になる。潤滑性を確保するために固体潤滑剤などの使用も考えられるが、必ずしも効果的でない。
さらには、特許文献３〜６のような連続的に吐出方向を回転することで鋳型内の溶鋼に旋回流を与える方法をスラブ用連続鋳造機に適用しようとした場合、長辺側と短片側双方に溶鋼が供給することが困難であり、特に、長辺側端面まで溶鋼が供給され難く、溶鋼の充分な撹拌効果が得られないという問題があった。

【0007】

それに対し、特許文献７では、スラブ用連続鋳造機において、２孔式浸漬ノズルによる溶鋼の吐出方向を、浸漬ノズルの中心軸から鋳型短辺に下ろした垂線と鋳型の対角線との間になるように取り付け設置することで、溶鋼を集中して長辺側端面に溶鋼が供給し、かつ、溶鋼を円滑に撹拌する方法を提供している。長辺壁面に当たる吐出流の供給過多を無くし、ブレークアウトを防止し、且つ品質の優れた鋳塊を製造可能とする溶鋼の連続鋳造方法を提供し、鋳片の品質はかなり向上したとしている。

【0008】

一方、連続鋳造の際、タンディッシュに貯めた溶鋼をバッファーとして、新たな溶鋼に満ちた取鍋に交換して連続鋳造を継続させることを連々と称し（連続鋳造を連続させるの意）、また、その連続させる取鍋の数を連々数と称するが、エネルギー的にも経済的にも連々数を増加させることが好ましい。しかし、連続鋳造における浸漬ノズルは、溶融金属中に常に浸漬される。また連続鋳造用の水冷鋳型内には鋼の凝固シェルと水冷モールド間の潤滑性確保などのために、モールドパウダーと呼ばれる酸化物スラグが形成される。この酸化物スラグに接する部分では浸漬ノズルの溶損が大きく、連々数を増加することができないという問題点があった。この問題は、連々の途中で適宜新たな浸漬ノズルと交換することによって解決される。連々途中での浸漬ノズル交換は、浸漬ノズルの迅速交換と称され、例えば、特許文献８などのような浸漬ノズルの迅速交換機構が紹介されている。
このような、浸漬ノズル迅速交換用機構を有する連続鋳造においても、溶融金属を適宜撹拌することが求められていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開昭５８−７７７５４号公報

【特許文献2】特公平１−３０５８３号公報

【特許文献3】特開昭６２−２５９６４６号公報

【特許文献4】特開昭６２−２７０２６０号公報

【特許文献5】特開昭６２−２７０２６１号公報

【特許文献6】実開平１−７２９４２号公報

【特許文献7】特開２０００−２６３１９９号公報

【特許文献8】特許第４６６９８８８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

従来のスラブ連続鋳造用装置は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在している。
すなわち、前述の特許文献１〜６のスラブ連続鋳造用装置の課題を克服するとして登場している特許文献７のスラブ連続鋳造用装置においても、次のような課題が存在している。
すなわち、鋳込み中に浸漬ノズルの吐出孔周辺に介在物が堆積することはしばしば発生するが、堆積位置は吐出方向に対して必ずしも対称でなく、堆積位置が対称でない場合、吐出流の方向が初期の取り付け方向に対し鋳込み途中で変化することがしばしば起こり、このため鋳込み途中から十分な旋回流が得られなくなるという問題点があった。さらに、最近では、浸漬ノズル等の高寿命化に伴い、浸漬ノズル等の使用寿命が、複数鍋の鋳造に耐えられる様になり、そのため、異鋼種や冷却鋳型の幅の異なった鋳片を連続して鋳造することが可能となった。これにより、鋳造中に鋳型の巾や厚さを変えて連続鋳造する方法がしばしば採用されているが、特許文献７の方法では、幅変更や厚さの変更に際して、溶融金属の旋回流を得るに最適な角度を確保できないという問題点があった。
このように一定の角度で浸漬ノズルを取付けたのでは、初期には十分な旋回流を得たとしても、途中からは十分な溶融金属の撹拌効果得られなくなる場合が発生するという問題があった。

【0011】

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、鋳造中に任意に溶融金属の吐出角度を変えて、スラブ用鋳型内の溶融金属を安定して旋回、撹拌するようにしたスラブ連続鋳造用装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明によるスラブ連続鋳造用装置は，タンディッシュ１から、少なくとも上ノズル４と、ストッパー５と、吐出口１０ｂを有する浸漬ノズル１０と、を通じてスラブ用の水冷鋳型２に溶融金属３を供給し、前記水冷鋳型２の長辺に前記吐出口１０ｂからの前記溶融金属３の吐出方向を向けて保持することで旋回流を得て、かつ浸漬ノズル迅速交換機構２０を付属させたスラブ連続鋳造用装置において、前記ストッパー５と浸漬ノズル１０の間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属３の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構３０を設けた構成であり、また、前記水冷鋳型２は、長辺壁の長さ÷短辺壁の長さの比が５以上である構成であり、また、前記吐出方向変更機構３０は、少なくとも前記浸漬ノズル１０の上面１０aに設けられた摺動面４０と、浸漬ノズル迅速交換機構２０と、前記浸漬ノズル１０からの溶融金属３の吐出方向変更のための駆動機構７０と、を備えた構成であり、また、前記浸漬ノズル迅速交換機構２０は、ベース２１と、前記ベース２１に設けられたクランパーピン６２を介して支持されるクランパー２３と、前記ベース２１に設けられ前記クランパー２３を上方へ付勢するためのバネ２２からなり、前記クランパー２３と前記バネ２２は１８０度対向して設けられる一対の機構であり、前記クランパー２３は、ガイドレール２６に沿って挿入された前記浸漬ノズル１０のフランジ下面２５aを支持し、前記バネ２２により前記クランパー２３を上方へ付勢することにより前記浸漬ノズル１０を保持し、かつ上方へ押し付けるようにした構成であり、また、前記浸漬ノズル１０の吐出口１０ｂの吐出方向変更のための前記駆動機構７０は、方向を変更するための力を加える駆動装置７１と、前記駆動装置７１からの力を前記浸漬ノズル迅速交換機構２０に伝える伝達部９０とからなり、前記駆動装置７１を作動させることにより、前記浸漬ノズル１０を保持した前記浸漬ノズル迅速交換機構２０ごと、前記浸漬ノズル１０の中心軸Ｐを中心として左右に旋回するようにした構成であり、また、前記浸漬ノズル１０の上面１０ａは前記ストッパー５の下方に位置する下ノズル９の下面９ａに摺接、または前記ストッパー５と一対で構成する上ノズル４の下面に摺接している構成である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によるスラブ連続鋳造用装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、タンディッシュ１から、少なくとも上ノズル４と、ストッパー５と、吐出口１０ｂを有する浸漬ノズル１０と、を通じてスラブ用の水冷鋳型２に溶融金属３を供給し、前記水冷鋳型２の長辺に前記吐出口１０ｂからの前記溶融金属３の吐出方向を向けて保持することで旋回流を得て、かつ浸漬ノズル迅速交換機構２０を付属させたスラブ連続鋳造用装置において、前記ストッパー５と浸漬ノズル１０の間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属３の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構３０を設けたことにより、鋳造中に浸漬ノズル１０からの吐出流３ａを特定の方向に任意に向けることができ、溶融金属に旋回流を与え、さらには、吐出孔への介在物の堆積による吐出角度の変化や、鋳型の厚さや幅の変更に際しても、適切な吐出角度を確保できる。
また、前記水冷鋳型２は、長辺壁の長さ÷短辺壁の長さの比が５以上であることにより、前述の旋回流を起こさせるための好適な水冷鋳型の構成となる。
また、前記吐出方向変更機構３０は、少なくとも前記浸漬ノズル１０の上面１０aに設けられた摺動面４０と、浸漬ノズル迅速交換機構２０と、前記浸漬ノズル１０からの溶融金属３の吐出方向変更のための駆動機構７０と、を備えたことにより、浸漬ノズルの回転が容易となる。
また、前記浸漬ノズル迅速交換機構２０は、ベース２１と、前記ベース２１に設けられたクランパーピン６２を介して支持されるクランパー２３と、前記ベース２１に設けられ前記クランパー２３を上方へ付勢するためのバネ２２からなり、前記クランパー２３と前記バネ２２は１８０度対向して設けられる一対の機構であり、前記クランパー２３は、ガイドレール２６に沿って挿入された前記浸漬ノズル１０のフランジ下面２５aを支持し、前記バネ２２により前記クランパー２３を上方へ付勢することにより前記浸漬ノズル１０を保持し、かつ上方へ押し付けるようにした構成し、
前記浸漬ノズル１０の吐出口１０ｂの吐出方向変更のための前記駆動機構７０は、方向を変更するための力を加える駆動装置７１と、前記駆動装置７１からの力を前記浸漬ノズル迅速交換機構２０に伝える伝達部９０とからなり、前記駆動装置７１を作動させることにより、前記浸漬ノズル１０を保持した前記浸漬ノズル迅速交換機構２０ごと、前記浸漬ノズル１０の中心軸Ｐを中心として左右に旋回するように構成したことにより浸漬ノズルの保持と回転を容易に行うことができる。
また、前記浸漬ノズル１０の上面１０ａは前記ストッパー５の下方に位置する下ノズル９の下面９ａに摺接、または前記ストッパー５と一対で構成する上ノズル４の下面に摺接していることにより回転を円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一般的なノズルストッパー方式を用いた鉄鋼スラブ用の連続鋳造用装置に浸漬ノズル迅速交換機構を設けた装置おけるタンディッシュ１から水冷鋳型２までの溶融金属流通経路を示す模式図である。

【図2】本発明による下ノズルと浸漬ノズルの間に吐出方向変更機構を設置したスラブ連続鋳造用装置を示す正面図である。

【図3】図２の平面図である。図中で、二点鎖線で描いた未使用の浸漬ノズルおよび使用後の浸漬ノズルはノズル交換時の位置を示し、吐出方向を変更する際にはこの部分には何も無い。

【図4】図３のＡ−Ａ’断面図である。

【図5】図３の本発明による吐出方向変更機構の拡大図である。

【図6】図３の本発明による吐出方向変更機構において吐出角度を変更した旋回位置を示した例示図である。

【図7】本発明による浸漬ノズルの吐出方向変更機構の駆動装置における別の構造例である。

【図8】本発明による浸漬ノズルの吐出方向変更機構の駆動装置における別の構造例である。

【図9】本発明による下ノズルの供回り防止のための構造を示す構造例である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明は、鋳造中に任意に溶融金属の吐出角度を変えて、スラブ用鋳型内の溶融金属を旋回、撹拌して溶融金属を凝固した鋳塊の品質を向上させるようにしたスラブ連続鋳造用装置を提供することである。

【実施例】

【0016】

以下、図面と共に本発明によるスラブ連続鋳造用装置の好適な実施の形態について説明する。
まず、本発明によるスラブ連続鋳造用装置の説明を行う前に、本出願人が本発明を開発するに到った状況について説明する。すなわち、本発明者らは、スラブ連鋳機において浸漬ノズルからの吐出流によって溶融金属の旋回流を得る方法を特許文献２と特許文献７を参考にして、水モデル実験により検討した。水モデル実験のサイズは実機と同等とし、スラブ厚さ２５０ｍｍ、スラブ幅２０００ｍｍのものを用いた。
その結果、以下のことを見出した。
（１） 特許文献２のような吐出孔が４孔のノズルより、特許文献７のような２孔のノズルがより優れる。
（２） ２孔ノズルを用いた場合、吐出流を長辺側に当てる方が好ましい。特許文献７のように短辺側へ向けることはあまり好ましくない。
（３） 吐出方向は鋳型短辺と長辺の交点から長辺の中心方向へ長辺長さの１５％から４０％の範囲に向けることが好ましい。換言すれば、特許文献２のように４５°か、それ以上となることは好ましくなく、また、対角線の方向へ近付け過ぎることも好ましくない。
この知見を基に実機への適用を検討した。

【0017】

上述の（２）について、特許文献７では、特許文献２を引用し、長辺に吐出流が当たることで、凝固遅れや凝固殻の再溶解が起こり、著しい場合にはブレークアウトが発生するとしていることを懸念している。しかし、特許文献２を詳細に検討すると、検討に用いている方形モールドの縦横比は約２：３であり、吐出方向と各辺がなす角度は約６０°と７５°である。また、特許文献２の基の発明になる特許文献１では、（４５±１０）°としている。それに比較し、当知見の技術を適用した場合、長辺側に吐出流が当たるとしても、特許文献２と異なり平行流に近い角度となるため、大きな影響はないものと、発明者らは考えた。
以上の検討の基、実機への適用を試みたところ、良好な旋回流を得た。しかし、鋳込み初期には十分な旋回流が得られていたものが、鋳込み途中から十分な旋回流が得られないという問題が発生した。その原因を検討したところ、要因は２つ有り、ひとつは浸漬ノズル上部にあるストッパー５と上ノズル４の間を流れる溶融金属流の偏流の影響であった。また、ストッパーを用いた流量制御方式では、ストッパー５を上下させ，上ノズル４との間の距離を変更することによって、流量調整を行う。その際，ストッパー５と上ノズル４の芯のずれによって上ノズルを流れる溶融金属流は浸漬ノズル内の片側に寄る傾向があり、吐出流の角度が微妙に変化する。そのため、十分な旋回流が得られないのであった。もう一つはノズル内部に付着する介在物の影響であった。通常、鋳造開始後しばらくすると溶融金属中の介在物が浸漬ノズルの吐出孔周辺に堆積し、溶融金属の吐出流が変化することがある。特に、吐出口の片側に介在物が堆積すると吐出流の方向が鋳込み途中で変化し、十分な旋回流が得られなくなった。
この様な場合においても、鋳型内の溶融金属に十分な撹拌効果得が要求される。これらより、鋳込み途中に吐出方向を変えることができ、さらに浸漬ノズルの交換ができる装置が必須と考え、本発明に至った。

【0018】

図１に、一般的なノズルストッパー方式を用いた鉄鋼スラブ用の浸漬ノズル迅速交換装置を備えた連続鋳造機におけるタンディッシュ１から水冷鋳型２までの溶融金属流通経路の模式図を示す。
タンディッシュ１内に貯められた溶融金属３は、ストッパー５と上ノズル４の間の間隙Ｄを通じ、下ノズル９を経由して、浸漬ノズルケース１０Ａを有する浸漬ノズル１０に供給される。この際、ストッパー５の上下位置を変化させることで上ノズルとの間の間隙Ｄの大きさを調整し、溶融金属３の流量を調整する。尚、下ノズル９を用いないで直接上ノズル４から浸漬ノズル１０に溶融金属３が供給される場合もある。浸漬ノズル１０の吐出口１０ｂから吐出された溶融金属３は、水冷鋳型２で凝固される。
尚、上ノズル４はハウジング１３の内側の位置決めガイド７と位置決め押さえ８により保持されている。
次に、ガイドレール２６及びクランパー２３を有する浸漬ノズル迅速交換機構２０は、浸漬ノズル１０を保持し、かつ上方へ押し付けるように構成され、下ノズル９の下方に取りつけられ、連々鋳途中で浸漬ノズルの溶損が激しくなり交換する際に、容易に交換できるように構成されている。

【0019】

次に、本発明の構成とその基本作用について、図２を用いて説明する。
尚、図１と同一又は同等部分には、同一符号を付している。
本発明は、上ノズル４と浸漬ノズル１０の間に鋳造中に任意に水平断面における溶融金属３の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構３０を設けたことを特徴とするが、鋳造中での角度変更を可能とすることで、旋回流を得るために必要な吐出方向を確保できるという効果があり、良好な旋回流を継続的に得ることが可能となる。特に溶融金属３の吐出方向を変える必要が発生する場合は主として以下の三つの場合である。

【0020】

一つ目は、鋳込み途中で吐出口１０ｂ付近に介在物が堆積し、吐出口１０ｂからの吐出方向が鋳込み中に変化する場合である。この吐出方向の変化をモールド内の湯面観察、湯面レベルの変化、水冷鋳型２に設置した温度の変化などから検知し、変化があった場合、吐出口１０ｂの向きを適切な角度へ変更させることで、吐出方向を修正し、適切な吐出方向を維持することが可能となる。
前記鋳型２内の溶融金属３の流れは直接観察することはできないが、鋳型２内の溶融金属３の表面（通常はモールドパウダーが有るためその表面）を観察する事で鋳型２内の溶融金属３の流れを推察する事が可能である。例えば、溶融金属３の表面高さの変動や表面の流れ方（回転の状態）で判断できる。それらを目視で確認する事によって、最適な吐出方向になる様、浸漬ノズル１０の取付け角度を調整する。

【0021】

また、溶融金属３の表面高さの変動は、図示しない超音波変位センサーや赤外線変位センサー等の非接触型変位測定装置によって知ることができるし、水冷鋳型２にはブレークアウトを感知する為の図示しない温度計（熱電対等）が設置されており、その温度変化によって現状の吐出方向を知ることもできる。それらの情報を元に吐出角度を変更することも可能であり、自動制御とすることもできる。

【0022】

二つ目は、鋳造中に水冷鋳型２の巾や厚さを変える場合である。水冷鋳型２の幅や厚さが変化すると、それに伴い旋回流を得るための適切な吐出方向も変化する。鋳造中に角度変更を可能とすることで、水冷鋳型２の幅や厚さを変えた場合にも、適切な吐出方向を確保することが可能となる。
三つ目は、非定常な鋳込み状態と定常的な鋳込み状態とで吐出方向を変化させることである。たとえば、鋳込み初期には、水冷鋳型２内では旋回流が発生していない。その状態で旋回流を発生させる場合には、旋回流をより起こしやすい角度にすることで、早期に定常状態に達することが可能となる。一方、一旦鋳型内に旋回流が発生すると溶融金属の慣性力によっても旋回流は維持される。この場合には、ブレークアウトなどがより起こりにくい角度に調整する方がよい。また、連続鋳造時における取鍋交換時や、異鋼種連々の際の鋼種変更時などでは、鋳込み速度を遅くする。この際も非定常となるので、上述の方法によって吐出方向を変化させることでより早く定常状態に達するように操作することもできる。具体的な角度調整方法としては、例えば、鋳込み初期の非定常な状態では、長辺と吐出方向がなす角を大きく取り、その後順次該角度を小さくしていくなどの方法が採用できる。
上述の際に吐出角度を変更するが、それらに限らず必要に応じて鋳込み途中で吐出角度を変更しても差し支えない。

【0023】

次に、本発明によるスラブ連続鋳造用装置を図２から図９を用いて説明するが、図は例示図であり本特許はこれに限定されるものではない。また、浸漬ノズル迅速交換機構は一般的な機構を採用可能であり、本説明装置に限るものではない。
前記吐出方向変更機構３０は、吐出方向変更可能となる前記浸漬ノズル１０の浸漬ノズル上面１０ａに設けられた摺動面４０と、浸漬ノズル迅速交換機構２０と、前記浸漬ノズル１０からの溶融金属３の吐出方向変更のための駆動機構７０によって構成される。

【0024】

前記吐出方向変更機構３０を設ける位置は、上ノズル４と浸漬ノズル１０の間に設けることが好ましい。
浸漬ノズル迅速交換装置は、通常、浸漬ノズル交換に際し、一つの軸に沿って、図３で示される使用後の浸漬ノズル１０ｅを未使用の浸漬ノズル１０ｎで押して、未使用の浸漬ノズル１０ｎを鋳造位置に移動させ、かつ使用後の浸漬ノズル１０ｅを撤去位置にまで移動させる。このため、浸漬ノズルのフランジ部分は点対称ではなく、軸対象、例えば矩形に作成し、矩形の一辺に沿って浸漬ノズル１０を移動させて交換することが一般的である。
一方、本発明になる装置では、吐出口１０ｂの方向を鋳込み途中で変更するので、それに応じて浸漬ノズル１０の角フランジ２５部分も浸漬ノズル１０の中心軸を中心に回転する。しかし、角フランジ２５部分の一辺が浸漬ノズル１０の交換方向に平行でないと、ノズル交換が行えない。
そこで、浸漬ノズル迅速交換機構２０ごと回転させ、浸漬ノズル交換時には交換位置まで戻して交換することが簡便である。

【0025】

上述のように上ノズル４と浸漬ノズル１０の間には、下ノズル９を設置する場合があり、その場合は、前記摺動面４０は下ノズル９と浸漬ノズル１０の間に設置することが好ましい。また、下ノズル９が無い場合、上ノズル４と浸漬ノズル１０の間に設置しても良い。図２、図４は、下ノズル９を上ノズル４と浸漬ノズル１０の間に設置した場合を示す。
尚、前記浸漬ノズル１０の上部の外周には、周知のように、金属製の浸漬ノズルケース１０Ａが設けられている。

【0026】

次に、浸漬ノズル１０における吐出方向変更可能に用いる図４の摺動面４０は、浸漬ノズル１０の浸漬ノズル上面１０ａと、下ノズル９の下ノズル下面９ａとによって構成される。下ノズルを用いない場合、前記摺動面４０は、上ノズル４の下面とによって構成される。溶融金属３の吐出方向を変更する場合、浸漬ノズル１０は浸漬ノズル１０の中心軸Ｐを中心に左右に旋回するように角度を変え、前記摺動面４０で回転摺動する。前記摺動面４０とすることで、気密を保ちながら吐出方向の向きを変えることが可能となる。この気密が保たれないと、溶融金属３が下ノズル９から浸漬ノズル１０へと流れる際、ベルヌイの法則に従ってその付近では減圧となり、溶融金属３中に空気が多量に吸い込まれ、溶融金属３の酸化が起こり、また冷却後の鋳片には多量の気泡が取り込まれるという問題点が発生するので好ましくない。さらには、気密が保たれないと、カーボン含有耐火物を使用した場合、吸気によりカーボンが酸化した状態の耐火物が損傷され、著しい場合には漏鋼にいたる場合もあるので好ましくない。

【0027】

前記摺動面４０は、吐出口１０ｂの向きを変える頻度はそれほど多くなく、摺動面４０が大きく摩耗することはない。このため、摺動面４０を構成する耐火物は特には限定されないが、カーボンを含有する耐火物の場合、カーボンが固体潤滑剤としても機能するのでより好ましい。
前記摺動面は、浸漬ノズル迅速交換機構２０における、新旧浸漬ノズルの上面と一致させることができる。
前記下ノズル９は浸漬ノズル吐出口１０ｂの角度変更によって同時に供回りしないよう、図９のように固定ボルト９２を締め付け、アタッチメント９１によって、回転を防止する。また、面取りをするなどの加工を施しても問題ない。円形状を角形状にして回転防止をしても良い。

【0028】

次に、図４の浸漬ノズル迅速交換機構２０について説明する。
前記浸漬ノズル迅速交換機構２０は、図４のように、ベース２１と、前記ベース２１に設けられたクランパーピン６２を介して支持されるクランパー２３と、前記ベース２１に設けられ前記クランパー２３を上方へ付勢するためのバネ２２からなり、前記クランパー２３と前記バネ２２は１８０度対向して設けられる一対の機構であり、左右の前記ベース２１は連結バー７８にて連結される。ガイドレール２６に沿って挿入された前記浸漬ノズル１０はフランジ下面２５ａを複数個の前記クランパー２３によって支持され、前記クランパー２３はクランパーピン６２を支点として、梃子の原理を使用した、支点を介したバネ２２の力により、前記浸漬ノズル１０を上方へ押し付ける。この動きにより摺動面４０を適度な力で垂直方向上方に押し付け、摺動面４０間の気密を保つ。図５に図３に示した浸漬ノズル迅速交換機構２０の拡大図を示す。バネ２２の種類は限定されず、図ではコイルバネとしたが、皿バネ、板バネなどを利用してもさしつかえない。
また、押付け力の大きさは、面圧として１００〜２０００ｋＰａであることが好ましい。押付け力が１００ｋＰａ未満であれば、気密が十分には保てず、また、漏鋼の危険性が増すので好ましくない。押付け力が２０００ｋＰａより大きければ、摺動面での抵抗が大きくなりすぎ角度を変えることができなくなるので好ましくない。一方、通常時は強く押圧し、角度変更時に緩め、再度強く押圧固定する事も可能である。

【0029】

さらに、前記浸漬ノズル迅速交換装置２０は、前記ハウジング１３に保持された支持ガイド６１および支持ガイドローラー６３によってベース２１が保持され、ベース２１に取りつけられたクランパーピン６２によってクランパー２３を保持し、クランパー２３によって浸漬ノズル１０が保持される（図３、図４）。
前記ベース２１の外周は、浸漬ノズルの中心軸Ｐを中心とした円形状でカギ型の断面としてある。このベース２１を支持する支持ガイド６１も、ノズル中心軸Ｐを中心とした円形状でカギ型断面とし、支持ガイドローラー６３の断面形状もカギ型断面とする。支持ガイド６１は、ハウジング１３に保持されている。ベース２１と支持ガイド６１とは、それぞれ中心軸Ｐを中心として摺接する回転面で構成され、回転自在に摺接するように取りつけられる。支持ガイド６１とベース２１の滑り面７９は、ベース２１のカギ型の下面と側面となる。また、ハウジング１３とベース２１の間も滑り面７９となる。ベース２１とハウジング１３との間には、適度の隙間を設けることが好ましいが、隙間が大きすぎると装置の遊びが大きくなりすぎて好ましくない。このため、熱膨張を考えてできるだけ隙間を小さくすることが望ましい。
後述する角度変更のための駆動装置７１からの力を受けた際、前記ハウジング１３に摺動可能に保持されたベース２１は、中心軸Ｐを中心とする回転方向に摺動し、クランパー２３を介して保持された浸漬ノズルを回転させ、吐出口１０ｂの吐出方向を変更することが可能となる。ハウジング１３とベース２１の滑り面７９には適当な潤滑剤を塗布しても差し支えない。また、この面にベアリング等を設置しても良い。

【0030】

次に、吐出方向変更のための駆動機構７０について説明する。前記浸漬ノズル１０の溶融金属３の吐出方向変更機構３０を駆動させる為の前記吐出方向変更のための駆動機構７０は、角度変更のための力を加える駆動装置７１と、この駆動装置７１からの力を浸漬ノズル１０が保持された浸漬ノズル迅速交換機構２０に伝える伝達部９０からなる。
まず、上記伝達部９０から説明する。前記伝達部９０は、レバー７４とピン７３で構成される（図３、図５）。
前記レバー７４はベース２１に固定されている。このレバー７４の大きさ（幅や長さ）は特には限定されない。レバー７４の先端に水平方向の力、あるいは浸漬ノズル１０の中心軸Ｐを中心に回転する方向の力をピン７３を介して加えることで、ベース２１が中心軸Ｐを中心に回転することで角度を変え、それと同時に浸漬ノズル迅速交換機構２０に保持された浸漬ノズル１０も角度を変え、吐出方向を変えることが可能となる。

【0031】

前記駆動装置７１からの力をレバー７４先端に加えることで、吐出角度が変更できる（図６）。
この駆動装置７１としては、例えば、油圧シリンダーが利用できる。油圧シリンダーはハウジング１３に固定され、ロッド７６の先端には連結部材７７によってスライダー７２が取り付けられ、前記ロッド７６の先端とスライダー７２は同時にスライドする。このスライダー７２は、ガイド７５によってハウジング１３に支持されている。スライダー７２には、ピン７３が設けてあり、ベース２１に固定されたレバー７４の図６のピン孔８３に連結する様配置してある為、駆動装置７１を駆動させることで吐出角度を変更することが出来る。本図の場合、ピン孔８３は長円の片方を切り欠いたＵ字形としているが、それに限らず、長円形などとしても良い。この連結方法は、実施例の構造に限らず、駆動装置７１の運動が浸漬ノズル１０の回転運動に伝達される連結方法であれば良い。

【0032】

前記駆動装置７１は、油圧シリンダーに限らず、図７のネジ棒８１の回転動により、メネジブロック８０を介してスライダー７２をスライドさせても良い。この場合、駆動装置７１は油圧シリンダーではなく回転するモーター、減速機等が使用される。
また、前記レバー７４の代わりに、ベース２１の外周の一部に円状のギア８２を設けて、駆動装置７１にウォームギア、ベルト、減速機、モーター等を使用しても良い(図８。ウォームギア、ベルト、減速機、モーターは図示せず) 。
吐出の可変角度はすくなくとも３０°以上であることが好ましい。最適位置に調整すれば、操業中の角度変更は±１０°程度とすることも可能である。しかし、様々な使用方法を考えた場合、６０°程度とすることもできる。
図６に、吐出角度を変更した際の、本発明例を示す。

【0033】

次に、浸漬ノズル１０の上面１０ａには、上述の摺動面４０が設けられている。
この浸漬ノズル１０は、上部に溶融金属流入路１０ｃを持ち、下部に軸対象に対向する一対の吐出口１０ｂを有し、水冷鋳型２の短片側壁面方向に溶融金属３の吐出流３Ａを吐出する形状であって、溶融金属流入路１０ｃ、吐出口１０ｂの形状に特に制限はなく、角型、丸型形状等が使用できる。吐出孔数については、前述の通り対向する方向に２孔を有するものが好ましい。また、上記２孔に加えて浸漬ノズル１０の下側にもう一つの吐出口１０ｂを設けた３孔式の浸漬ノズル１０も、使用できる。

【0034】

前記溶融金属３は上記の対向する２孔の浸漬ノズル１０からの長辺に向かって吐出し、吐出方向が鋳型短辺と長辺の交点から長辺の中心方向へ長辺長さの１５％から４０％の範囲に向けることが好ましい。１５％未満では、流れの一部が短辺に当たるようになり効率的に旋回流を生むことができない。４０％より大きいと、吐出流３Ａが長辺に当たった後、長辺に沿って短辺まで流れる吐出流３Ａの流れが継続されず、この場合も効率的に旋回流を生むことができない。より好ましくは２０％〜３５％の範囲である。

【0035】

前記浸漬ノズル上面１０ａは下ノズル下面９ａと接触して摺動面４０を形成するが、一般的には下ノズル９の横断面は円形であることから、摺動面４０も円形とすることが好ましい。一方、浸漬ノズル迅速交換機構２０において、浸漬ノズル上面には矩形の角フランジ２５を取りつけている。そこで、円形の摺動面の周囲を鉄板ケースで保護し、その外周部に浸漬ノズルを保持、押し付けるクランパー２３と合致する角フランジ２５を取りつけることが望ましい。これによって、保持、取付を円滑に行うとともに、浸漬ノズル上部の変形が減少してシール性が向上し、強度が付与されるので浸漬ノズルの亀裂発生を抑制できる。外周の角フランジ２５は、摺動面４０とは分離されているため、たとえフランジ部に変形が生じても、摺動面４０のシール性には悪影響を及ぼさないという利点もある。

【0036】

前記浸漬ノズル１０の取り付け、取り外し、即ち迅速交換は以下のような方法が採用できる。しかし、これに類した方法であれば他の方法を採用しても問題がない。
浸漬ノズル１０の吐出方向は連続鋳造中に適宜変更されている。しかし、吐出方向が変更されたままでは、浸漬ノズルの迅速交換はできない。浸漬ノズルの迅速交換に当たっては、まず、浸漬ノズル１０の吐出方向と平行な角フランジ２５の一辺が、ガイドレール２６と平行になるように角度を調整する。平行でないと、ノズル交換時、浸漬ノズル１０の角フランジ２５とガイドレール２６が干渉して交換できなくなる。
ついで、未使用の浸漬ノズル１０ｎを図３の二点鎖線位置にセットする。
前記ストッパー５の開度を絞り、鋳込み速度を低下させた後、ストッパー５を完全に閉とし、浸漬ノズルから鋳型への溶鋼の注入を一旦停止する。
浸漬ノズル交換用駆動装置２７を用い、未使用の浸漬ノズル１０ｎを矢印Ｅで示されるように図３の図面右方向に向かって押す。浸漬ノズル１０は未使用の浸漬ノズル１０ｎに押され、使用後の浸漬ノズル１０ｅの位置へ移動する。未使用の浸漬ノズル１０ｎの中心軸の位置が、浸漬ノズル１０の移動前の中心位置Ｐに来たところで停止させる。クランパー２３の働きによって、未使用の浸漬ノズル１０ｎは下ノズル９下面に押し当てられる。
その後、ストッパー５を開にして、未使用の浸漬ノズル１０ｎを通じた溶鋼の供給を開始し、連続鋳造を再開させる。
その後、使用後の浸漬ノズル１０ｅは、図３の矢印Ｆで示されるように、鋳型内の外に取り出される。

【0037】

次に、本発明に用いられる前述のストッパー５を形成するための耐火物は、特殊なものは必要とせず一般的なものが使用できる。すなわち、材質としては、アルミナ・カーボン質、アルミナ質、ハイアルミナ質、ろう石質などを用いる事ができる。
また、その構造は、短尺のスリーブ煉瓦を組み合わせたスリーブ式としても良いし、全体を一体成形したモノブロック式としてもさしつかえない。

【0038】

前記下ノズル９には、市場で知られている一般的なものが使用でき、例えば、アルミナ・カーボン質の耐火物が使用できる。また、アルミナ・カ−ボン質、アルミナ・ジルコニア・カーボン質、スピネル・カーボン質、マグネシア・カーボン質などが利用でき、アルミナ、マグネシア、ジルコン、ジルコニア等のカーボンを含まない材質を用いる事ができる。
それら形状は、前述の摺動面４０と供回り防止の対策以外は、特には限定されない。

【0039】

前記浸漬ノズル１０に使用できる耐火物の材料には、特に限定はなく、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２、ＣａＯ、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３等からなる酸化物単独もしくは鱗状黒鉛や人造黒鉛、カーボンブラック等のカーボンとを組み合わせた耐火物が使用できる。出発原料としては、前記酸化物の１種を主体とする、例えばアルミナやジルコニア等を用いることができるし、２種以上からなるもの、例えばＡｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２からなるムライトやＡｌ_２Ｏ_３とＭｇＯからなるスピネル等を用いて、これらを浸漬ノズルの各部位の特性を満足させるように調整、配合して耐火物が製造される。また、ＳｉＣやＴｉＣやＣｒ_２Ｏ_３等の炭化物やＺｒＢやＴｉＢ等の酸化物を酸化防止や焼結調整の目的で添加されることもある。
溶融金属中の介在物が浸漬ノズルの吐出孔周辺に堆積するのを防止するため、浸漬ノズル１０内から吐出孔１０ｂまでの溶融金属３の偏流を防止し、浸漬ノズル１０の内管に段差を設けるものや、複数の突起部を配設し浸漬ノズルの吐出孔周辺に堆積する原因となる浸漬ノズル１０内から吐出孔１０ｂまでの溶融金属３の偏流を防止するものを併用する事で、堆積物による溶融金属３の吐出流３ａの変化を抑制する技術が知られており、本件特許と併用して使用する事が出来る。

【0040】

次に、溶融金属３の連続鋳造を、本発明に係わる方法および従来の方法とで行い、鋳片を製造した。使用した鋳型は長辺壁が１５００mm、短片壁が２００ｍｍで、平断面が長方形のものであった。浸漬ノズルは軸対象の２孔のノズルを用いた。溶融金属３にはＣが２００ｐｐｍ、Ｓが２５ｐｐｍ、Ｐが１５ｐｐｍの炭素鋼を選び、鋳造速度はいずれも１．５ｍ／分とした。
水冷鋳型２内における溶旋回流は、鋳型２表面を観察し、旋回流が発生し連々中も継続して安定した旋回流があった場合を◎、旋回流が発生したが途中で旋回流が安定しなくなった場合を○、旋回流の発生が十分でない場合を△、旋回流が全く発生しない場合を×と評価した。
ブレークアウト発生指数は、鋳型２に取り付けたブレークアウト検知器によって、ブレークアウトの警報が出た回数で評価し、比較例７を１．０とし、警報回数に比例した値とした。数値が大きいほど、ブレークアウトが発生しやすいことを示す。
また、表面欠陥発生指数は、鋳片の手入れ状況から表面欠陥の数を求め、比較例７の２チャージ目を１．０とした指数を示し、欠陥数に比例した値とした。なお、連々最初のチャージは、鋳込み開始時のトラブルや欠陥がおきやすく、本発明と従来方法との災害の原因によって欠陥が発生する場合があったので、差が明確となる２チャージで評価した。また、ノズル閉塞などの影響を見るために、連々５ｃｈ目の鋳片でも同様に表面欠陥発生指数を評価した。この場合も、比較例７の２チャージ目を１．０とした指数である。

【0041】

【表1】

【0042】

表１に、鋳型幅を一定とした場合の結果を示す。実施例１〜３では、吐出方向をそれぞれ鋳型交点からの距離を長辺長さの割合で、３５％、３０％、２０％へと変化させた。途中、鋳型表面の溶融金属流を観察し、吐出方向を±５°程度変化させて鋳造を行った。いずれの場合も、旋回流は安定してえられた。鋳型内ではブレークアウト発生指数は従来と変化無く、表面欠陥発生指数がいずれも低い値となった。
比較例１は、吐出方向を４５％に固定した場合であり、文献１に準拠したものであるが、旋回流は全く発生しなかった。さらに、ブレークアウト指数が悪化した。また、表面欠陥発生指数は比較例７に対してやや低下したがその度合いは大きいものではなかった。
比較例２〜４は、当初の吐出方向は本発明１〜３と同じであったが、鋳造中に吐出方向を変化させなかった場合である。旋回流は当初良好であったが、連々数が増加するに従って次第に不安定となった。ブレークアウト指数は、従来と比べて変化はなかった。また、鋳込み初期の２チャージ目での表面欠陥発生指数は小さい値であったが、５チャージ目では上昇する傾向にあった。鋳造後、浸漬ノズル内部には非対称な介在物の付着が認められた。このことから、非対称に付着した介在物によって偏流が発生し、鋳型内での溶融金属流の旋回が継続しなかったものと考えられた。
比較例５は、吐出方向を鋳型交点からの距離を長辺長さの割合で１０％としたものであり、比較例６は文献７に基づく例であるが、旋回流は発生したものの、十分な旋回流とは言えなかった。表面欠陥発生指数は比較例７に対してやや低下したがその度合いは大きいものではなかった。
比較例７は、通常で用いられるものであるが、旋回流は得られず、表面欠陥発生指数は他の例に比較して多かった。

【0043】

【表2】

【0044】

表２は、上述の幅１５００ｍｍの鋳型を用いて５チャージ連々後、鋳型の幅を１５００ｍｍから１８００ｍｍに変更した場合の、幅変更後の結果を示す。
前述の旋回流は、幅変更後の結果を示し、評価方法は表１の場合と同様である。ブレークアウト指数は、表１と同等の比較例７を１００とする方法で評価した。表面欠陥発生指数は、表１の評価方法と同一で比較例７を１００とする方法で、幅変更後２チャージ目と５チャージ目を比較した。
実施例では幅変更に伴い、それぞれ吐出方向をそれぞれ鋳型交点からの距離を長辺長さの割合で、３５％、３０％、２０％へと追随させて吐出方向を変化させた。また、その後、±５°程度の角度調整を行っている。本発明では、安定した旋回流が確保され、ブレークアウト指数は従来と変化せず、また表面欠陥発生指数は低い値を示した。
それに対し、比較例８〜１７は、それぞれ比較例１〜７の鋳込み条件で、幅変更した場合である。吐出方向が幅１５００ｍｍのまま固定されていたので、幅１８００ｍｍに変化するに伴い、吐出方向も長辺に対し値が大きくなるように数値が変化した。
比較例８と比較例１４は、比較例１と比較例７と同様の結果で、十分な旋回流は得られなかった。比較例９〜比較例１１では、幅１５００ｍｍでの鋳込みの後に既に十分な旋回流が得られない状態になっていたので、旋回流の評価は△とした。
比較例１３では、幅変更後の旋回流は得られなかった。
十分な旋回流が得られない場合、それに伴い表面欠陥発生率は連々チャージ数の増加に従い、増加した。
従って、比較例に対する本発明の優位性は明らかである。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明によるスラブ連続鋳造用装置は、浸漬ノズルを連々の途中で迅速に交換可能であると共に、駆動機構により、浸漬ノズルが保持された浸漬ノズル迅速交換機構ごと回転自在とし、鋳造中に浸漬ノズルからの吐出流の方向を任意に変えることにより、鋳片の品質を向上させることができる。

【符号の説明】

【0046】

１ タンディッシュ
２ 水冷鋳型
３ 溶融金属
３ａ 吐出流
４ 上ノズル
５ ストッパー
６ 羽口耐火物
７ 位置決めガイド
８ 位置決め押さえ
９ 下ノズル
９ａ 下ノズル下面
１０ 浸漬ノズル
１０ａ 浸漬ノズル上面
１０ｂ 吐出孔
１０ｃ 溶融金属流入路
１０ｅ 使用後の浸漬ノズル
１０ｎ 未使用の浸漬ノズル
１０Ａ 浸漬ノズルケース
１３ ハウジング
２０ 浸漬ノズル迅速交換機構
２１ ベース
２２ バネ
２３ クランパー
２５ 角フランジ
２５ａ フランジ下面
２６ ガイドレール
２７ 浸漬ノズル交換用駆動装置
３０ 吐出方向変更機構
４０ 摺動面
６１ 支持ガイド
６２ クランパーピン
６３ 支持ガイドローラー
７０ 吐出方向変更のための駆動機構
７１ 駆動装置（油圧シリンダー）
７２ スライダー
７３ ピン
７４ レバー
７５ ガイド
７６ ロッド
７７ 連結部材
７８ 連結バー
７９ 滑り面
８０ メネジブロック
８１ ネジ棒
８２ ギア
８３ ピン孔
９０ 伝達部
９１ アタッチメント
９２ 固定ボルト
Ｐ 浸漬ノズルの中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】