特許 6382785 連続鋳造設備のタンディッシュ

(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】6382785

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】連続鋳造設備のタンディッシュ

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/10 20060101AFI20180820BHJP

【ＦＩ】

   B22D11/10 310F

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-230581(P2015-230581)

(22)【出願日】2015年11月26日

(65)【公開番号】特開2017-94371(P2017-94371A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2017年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100061745

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 敏雄

(74)【代理人】

【識別番号】100120341

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】川口 浩志

(72)【発明者】

【氏名】下山 隆之

(72)【発明者】

【氏名】西岡 智則

【審査官】 坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２６４８５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

側壁と底部を有する第１の鉄皮の内壁側に耐火物が配備され、前記耐火物の内側に溶鋼が収容可能とされた連続鋳造設備のタンディッシュであって、
前記第１の鉄皮の底部の上面に、上方へ凸状とされた第２の鉄皮がさらに設置されており、
前記第２の鉄皮の上面に沿うように、耐火物が配備されている
ことを特徴とする連続鋳造設備のタンディッシュ。

【請求項2】

前記第２の鉄皮は、前記第１の鉄皮の上方に距離をあけて配備され、前記第２の鉄皮と第１の鉄皮との間に空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ。

【請求項3】

前記第２の鉄皮は、前記第１の鉄皮に比して厚みが薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ。

【請求項4】

前記第２の鉄皮と第１の鉄皮との間の空間には、前記第１の鉄皮に対して第２の鉄皮を支持する支持体が設けられており、
前記支持体は、水平方向よりも垂直方向に剛性が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の連続鋳造設備のタンディッシュ。

【請求項5】

前記支持体は、水平方向に距離をあけて配備された複数の棒状部材から構成されていることを特徴とする請求項４に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ。

【請求項6】

前記第１の鉄皮に、当該第１の鉄皮と第２の鉄皮との間に形成された空間に、前記第１の鉄皮の外側から連通する開口が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の連続鋳造設備のタンディッシュ

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、残鋼を極力抑えつつ溶鋼を排出することができる連続鋳造設備のタンディッシュに関するものである。

【背景技術】

【0002】

連続鋳造設備は、精錬工程で精錬された溶鋼を取鍋からタンディッシュに払い出し、タンディッシュから鋳型に溶鋼を送りつつ連続してスラブなどを鋳造するものである。この連続鋳造設備に設けられるタンディッシュは、鉄皮といわれる有底の容器の内壁面に、耐火物貼り付けたものであり、耐火物のさらに内側に溶鋼を貯溜できるようになっている。
ところで、操業の効率を考えた場合、タンディッシュに収容された溶鋼は、原則としてなるべく残さないように鋳型に送られるのが好ましい。そのため、従来から、特許文献１〜特許文献５に示すようなタンディッシュが開発されてきた。

【0003】

例えば、特許文献１には、タンディッシュの底部に勾配を設け、この勾配に沿って溶鋼を吐出口に集めることで、残鋼なく溶鋼を排出することができるタンディッシュが開示されている。この特許文献１のタンディッシュは、底側の鉄皮は平面状のままであるが、鉄皮の上に貼り付けられた耐火物の厚みが場所に応じて変化させられている。つまり、吐出口の近傍では耐火物の厚みが薄く、吐出口から遠ざかるにつれて耐火物の厚みが厚くなるようになっており、耐火物の上面に勾配が形成されている。このように耐火物の表面に勾配を設ける技術は、特許文献２や特許文献３にも同様なものが開示されている。

【0004】

一方、特許文献４や特許文献５には、耐火物ではなくタンディッシュの底部の鉄皮に勾配や段差を設け、耐火物厚みを略一定にしたままタンディッシュの底部に勾配を設ける技術が開示されている。つまり、特許文献４や特許文献５のタンディッシュは吐出口に近づくに連れて下がるような傾斜が底部の鉄皮に設けられており、底部の鉄皮の上面に耐火物がほぼ同じ厚みで形成されたものとなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４１０２１５２号公報

【特許文献2】特許第５１９５６０９号公報

【特許文献3】特開平０１−１１８３４８号公報

【特許文献4】特開２０００−３３４５４９号公報

【特許文献5】実開平０４−３３４５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述した特許文献１〜特許文献３の技術は、耐火物の厚みを変化させることで、勾配を形成するものとなっている。そのため、勾配を付けるためには耐火物厚みを通常よりも厚くする必要がある。ところが、耐火物にかかる原料コストは連鋳機における操業コストの1/5〜1/3を占めると言われるほど高価であり、勾配をつけるために耐火物の厚みを厚くするのは経済的ではない。

【0007】

また、上述した特許文献４や特許文献５の技術は、耐火物の厚みを略一定にしたものであるので、経済的である反面、本来は平坦な底部の鉄皮に余計な屈曲を行ったものとなるため、タンディッシュの強度低下を招く可能性がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、稼働側（鉄皮の内側（溶鋼が接する側）の底面に勾配が設けてあるタンディッシュにおいて、鉄皮の構造を複雑化することなく耐火物の使用量を抑えることができる連続鋳造設備のタンディッシュ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】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュは、以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュは、側壁と底部を有する第１の鉄皮の内壁側に耐火物が配備され、前記耐火物の内側に溶鋼が収容可能とされた連続鋳造設備のタンディッシュであって、前記第１の鉄皮の底部の上面に、上方へ凸状とされた第２の鉄皮がさらに設置されており、前記第２の鉄皮の上面に沿うように、耐火物が配備されていることを特徴とする。

【0009】

なお、好ましくは、前記第２の鉄皮は、前記第１の鉄皮の上方に距離をあけて配備され、前記第２の鉄皮と第１の鉄皮との間に空間が形成されているとよい。
なお、好ましくは、前記第２の鉄皮は、前記第１の鉄皮に比して厚みが薄くなるように形成されているとよい。
なお、好ましくは、前記第２の鉄皮と第１の鉄皮との間の空間には、前記第１の鉄皮に対して第２の鉄皮を支持する支持体が設けられており、前記支持体は、水平方向よりも垂直方向に剛性が大きくなるように形成されているとよい。

【0010】

なお、好ましくは、前記支持体は、水平方向に距離をあけて配備された複数の棒状部材から構成されているとよい。
なお、好ましくは、前記第１の鉄皮に、当該第１の鉄皮と第２の鉄皮との間に形成された空間に、前記第１の鉄皮の外側から連通する開口が設けられているとよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明の連続鋳造設備のタンディッシュによれば、稼働側の底面に勾配が設けてあるタンディッシュにおいて、鉄皮の構造を複雑化することなく耐火物の使用量を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態のタンディッシュが設けられた連続鋳造設備の装置構造を示した図である。

【図2】第１実施形態のタンディッシュの平面図である。

【図3】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図4】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図5】第２実施形態のタンディッシュの正面断面図である。

【図6】第２実施形態の変形例の正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［第１実施形態］
以降では、本発明のタンディッシュの第１実施形態について、図面に基づき説明する。
まず、本発明のタンディッシュ１の説明に先立ち、本発明のタンディッシュ１が設けられる連続鋳造装置２について説明する。
図１に示すように、連続鋳造装置２は、取鍋３から注入された溶鋼を一時的に貯留するタンディッシュ１と、溶鋼を鋳造する鋳型４と、鋳型４から出た鋳片を支えつつ移送する複数のサポートロール５と、を有している。この連続鋳造装置２は、転炉や二次精錬設備等から出鋼された溶鋼を取鍋３によってタンディッシュ１まで搬送し、搬送された取鍋３内の溶鋼をタンディッシュ１へ注入している。そして、タンディッシュ１に一時的に貯留された溶鋼の一部を浸漬ノズル６を介して鋳型４へ供給し（ここでは浸漬ノズル６を使用するケースを挙げているが、浸漬ノズル６を使用しないオープン注湯でも良い）、鋳型４に供給された溶鋼を鋳造し、表面側が凝固した鋳片を複数のサポートロール５で保持しながら鋳型４下部から引き抜くことで、溶鋼を連続的に鋳造する構成となっている。

【0014】

次に、上述した連続鋳造装置２に用いられるタンディッシュ１について、詳しく説明する。
なお、以降の説明では、図２に示すように、タンディッシュ１を平面視した状態において、図２の下側を前側といい、図２の上側を後側といい、その前後を奥行き方向という。また、図２の左右方向を、タンディッシュ１を説明する際の幅方向という。

【0015】

図２〜図４は、第１実施形態のタンディッシュ１を模式的に示したものである。図２〜図４に示すように、第１実施形態のタンディッシュ１は、上述した連続鋳造装置２に設けられて、取鍋３から注入された溶鋼を一時的に貯留する容器である。この第１実施形態のタンディッシュ１は、底部が平面状とされると共に有底箱状に形成された第１の鉄皮７と、第１の鉄皮７の内壁側に貼り付けられた耐火物８と、を備えている。

【0016】

第１の鉄皮７は、タンディッシュ１の外殻を構成するものであり、稼働側（内側）にはキャスタブルなどの耐火物８が施工されていて、溶鋼を収容可能とされている。また、第１の鉄皮７は、鋼板などを用いて耐火物８及び溶鋼の重量を支えられる程度の厚みに形成されている。具体的には、第１の鉄皮７の底部７ａは、水平方向を向く板部材であり、上面視で左右方向に長い長方形状の外観を備えている。また、第１の鉄皮７の側壁７ｂは、第１の鉄皮７の底部７ａにおける前端縁、後端縁、左端縁、右端縁から上方に向かって起立するように立ち上がる板部材であり、全体として左右方向に長尺な有底箱状に形成されている。

【0017】

なお、本実施形態ではタンディッシュ１として「Ｉ型」を例示しているが、本発明のタンディッシュ１はＴ型やＨ型のものであっても良い。
耐火物８は、上述した第１の鉄皮７の稼働側、より詳しくはタンディッシュ１の底部に設けられる第１の鉄皮７の上面、及びタンディッシュ１の側壁側に設けられる第１の鉄皮７の稼働面に設けられて、溶鋼の熱から鉄皮を保護する構成となっている。この耐火物８は、耐火レンガのような定形耐火物と、キャスタブル等の不定形耐火物とを組み合わせて形成されている。具体的には、耐火レンガやろう石などで形成された定形耐火物を第１の鉄皮７の上に積み上げ、積み上げられた定形耐火物の上側からキャスタブルなどの不定形耐火物を吹き付けるなどして、耐火物８は第１の鉄皮７の稼働側に層状に形成されている。

【0018】

本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ１は、第１の鉄皮７の底部７ａに、この第１の鉄皮７から上方へ凸状とされた第２の鉄皮９を有しており、この第２の鉄皮９の上面に沿うように耐火物８が配備されていることを特徴とする。つまり、本発明のタンディッシュ１は、底部において、第２の鉄皮９により耐火物８を貼り付ける貼り付け面を嵩上げしたものとなっている。

【0019】

次に、第１実施形態のタンディッシュ１の特徴である第２の鉄皮９について説明する。
図２〜図４に示すように、第２の鉄皮９は、第１の鉄皮７の底部７ａに、この底部７ａから上方へ凸状となるように形成されている。具体的には、第２の鉄皮９は、第１の鉄皮７に比して厚みが薄い鋼板の中央側を、上方に向かって膨らむように湾曲させた形状に形成されている。つまり、第２の鉄皮９は、平面のままとされた第１の鉄皮７に設けられて、耐火物８の稼働側（溶鋼に接する側）の形状に合わせた高低差と勾配を付与するものとなっている。

【0020】

そして、第２の鉄皮９の上面には、上面に沿ってほぼ同じ厚みで耐火物８が配備されている。つまり、第２の鉄皮９は第１の鉄皮７から上方に向かって距離をあけて配備されており、第２の鉄皮９と第１の鉄皮７との間には耐火物８がない空間１０が形成されている。この第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との間に上述した空間１０（耐火物８がない空間１０）を設ければ、耐火物８の厚みを薄くすることができ、耐火物８の使用量を減らすことができるようになる。

【0021】

つまり、上述したような第２の鉄皮９を用いれば、底部の厚みを厚くしたい部分に対しても、第１の鉄皮７とほぼ同じ厚さの耐火物８を施工するのみで済み、耐火物８の厚みが特段厚くしなくても良いので、耐火物８の使用量が増大することはない。また、第２の鉄皮９が新たに設けられているとはいえ、平面状とされた第１の鉄皮７はそのまま残されているので、タンディッシュ１の強度が低下することもなく、また鉄皮の構造が複雑になることもない。

【0022】

なお、上述した第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との間の空間１０には、この空間１０を上下に貫通するように第１の鉄皮７に対して第２の鉄皮９を支持する支持体１１が設けられている。
支持体１１は、水平方向よりも垂直方向に剛性が大きくなるように形成された部材であり、左右方向及び前後方向に所定の距離をあけて複数並設されている。このような支持体１１には、上下方向に長尺とされた棒状部材などが用いられている。

【0023】

このような支持体１１を小間隔で多数配置すれば、言い換えれば支持体１１の配置間隔を密にすれば、支持体１１の設置数が増えて第２の鉄皮９の剛性（支持強度）が高くなる。その結果、第２の鉄皮９の肉厚を小さくしても、耐火物８や溶鋼の重さを十分に支えることが可能になり、第２の鉄皮９を薄肉化することも可能となる。
第１の鉄皮７に、この第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との間に形成された空間１０に連通する開口１２が設けられている。具体的には、この開口１２は、上述した複数の支持体１１のうち、左右方向に隣り合った支持体１１の中間であって、且つ前後方向に隣り合った支持体１１の中間となる位置に形成されている。このような開口１２を第１の鉄皮７に設ければ、この開口１２を通じて第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との間の空間１０の熱が空間１０の外部に排出される。その結果、第２の鉄皮９の温度上昇が抑制され、第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との温度差が緩和され、両鉄皮の温度差により生じる熱応力を緩和することが可能となる。

【0024】

上述した第１実施形態のタンディッシュ１では、第１の鉄皮７の上に第２の鉄皮９を設け、さらに第２の鉄皮９の上に耐火物８を一定の厚さで設けているので、第１の鉄皮７の上に耐火物８を直に設けるのに比べれば耐火物８の厚みを薄くすることができる。その結果、コスト高騰の原因となる耐火物８の使用量を削減することが可能となり、操業コストの削減が可能となる。

【0025】

また、第１実施形態のタンディッシュ１では、タンディッシュ１の底部に設けられた第１の鉄皮７は平面状のまま、第１の鉄皮７の上に第２の鉄皮９を設けている。そのため、第１の鉄皮７の構造は複雑にならず、平面状のままとなるので、タンディッシュ１の強度を損なうこともない。
第２の鉄皮９は、第１の鉄皮７に比して厚みが薄いものとされており、第１の鉄皮７ほど大きな剛性は備えていない。そのため、熱膨張した第２の鉄皮９が第１の鉄皮７、特に底部や側壁部（側部）の第１の鉄皮７に大きな影響を及ぼすことはなく、第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との温度差によって生じた応力（熱応力）により第１の鉄皮７が破損することはない。

【0026】

つまり、この熱応力と第２の鉄皮９との関係を説明すると以下のようなものとなる。
まず、第１の鉄皮７と第２の鉄皮９とを同じ肉厚とした場合を考える。耐火物８の稼働側は溶鋼と接し、耐火物８内を熱伝導して第２の鉄皮９も昇温する。第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との間の空気が断熱層になって第２の鉄皮９から第１の鉄皮７へ熱移動は小さい。一方、第１の鉄皮７は外気と接しているので比較的温度は低い。このため、第１の鉄皮７の底部７ａと第２の鉄皮９との間には比較的大きな温度差が生じ、第２の鉄皮９の熱膨張量は第１の鉄皮７の底部７ａの熱膨張量よりも大きくなり、熱膨張量の違いから第１の鉄皮７の底部７ａと第２の鉄皮９との間に熱応力が発生する。また、底部７ａでなく第１の鉄皮７の側壁７ｂと第２の鉄皮９との間にも同様な理由から温度差が生じ、熱応力が発生する。このようにして発生した熱応力は、第１の鉄皮７の底部７ａや側壁７ｂに加わる。このとき、第２の鉄皮９を第１の鉄皮７と同じ肉厚とした場合には熱応力は無視できないほど大きなものとなり、タンディッシュ１全体の強度に影響を及ぼす可能性がある。

【0027】

そのため、上述した第１実施形態のタンディッシュ１では、第２の鉄皮９を第１の鉄皮７より薄くして、第２の鉄皮９の剛性を低下させることで、熱応力がタンディッシュ１全体の強度に大きな影響を与えることを回避している。
つまり、第２の鉄皮９を第１の鉄皮７より薄肉とした場合を考えると、熱膨張量の違いから第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との間に同様に熱応力は発生するものの、発生する熱応力は小さいものとなり、タンディッシュ１全体の強度を考えると無視できる程度に小さくなる。そのため、第２の鉄皮９の厚みを第１の鉄皮７より薄くして剛性を低下させれば、熱応力がタンディッシュ１全体の強度に大きな影響を与えることを回避することが可能となる。

【0028】

なお、第２の鉄皮９にも耐火物８を介して溶鋼からの重量が静圧力として作用するが、この溶鋼からの静圧力に耐えられる程度の厚みに第２の鉄皮９を形成すれば、第２の鉄皮９が静圧力により破損することはない。
なお、第２の鉄皮９の平面視の領域（上方から見た第２の鉄皮９の大きさ）が大きくなると、第２の鉄皮９に加わる圧力（静圧力）も大きなものとなり、第２の鉄皮９が圧力（溶鋼の重量）に耐えらなくなる可能性がある。そのような場合は、縦方向（上下方向）が高剛性で水平方向には低剛性な支持体１１を用いて第２の鉄皮９を支持することにより、第２の鉄皮９の支持強度を高くすることができ、第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との温度差により熱応力が生じても、生じた熱応力が第２の鉄皮９を変形させることがなくなる。

【0029】

つまり、第２の鉄皮９に加わる溶鋼からの圧力は支持体１１を介して第１の鉄皮７に伝達され、元々存在していた第１の鉄皮７で支持される。このとき、支持体１１を配置するピッチを小さくすれば、第２の鉄皮９の厚みをより薄くすることができる。第２の鉄皮９の厚みをより薄くすれば、第１の鉄皮７の底部７ａや側壁７ｂへの熱応力の影響を緩和することが可能になる。なお、薄くされた第２の鉄皮９は第１の鉄皮７に固定された状態で熱応力を受けることになるが、第２の鉄皮９に加わる熱応力はタンディッシュ１全体の強度に影響するほどではないので、実用上は支障が出ることはない。

【0030】

また、上述した開口１２を第１の鉄皮７に設ければ、上述した空間１０内の熱を排出することができ、更に開口１２を介して第２の鉄皮９が外気と接することによって、第２の鉄皮９の温度上昇を緩和することができる。この開口１２は第１の鉄皮７の支持強度を低下せしめるほど大きなものではないので、タンディッシュ１全体強度を低下させることはない。
［第２実施形態］
図５に示すように、第２実施形態のタンディッシュ１は、第１の鉄皮７の底部７ａの上面に上方に向かって角状に突出した第２の鉄皮９を設けたものとなっており、外観的には階段状の段差を備えた鉄皮の上面を耐熱物が被覆しているような形状となっている。具体的には、第２実施形態のタンディッシュ１に設けられた第１の鉄皮７の底部７ａには、上方に向かって突出する第２の鉄皮９が設けられている。この第２実施形態のタンディッシュ１でも、第２の鉄皮９の上面に耐火物８を設けた場合には、第１の鉄皮７と第２の鉄皮９との間に形成された空間１０の分だけ耐火物８の使用量が減り、操業コストの削減が可能となる。一方で、第１の鉄皮７は平面状のままであり、タンディッシュ１自体の強度は低下しない。それゆえ、第２実施形態のタンディッシュ１においても、鉄皮の構造を複雑化することなく耐火物８の使用量を抑えることが可能となる。

【0031】

また、図６に示すように、第２実施形態の変形例のタンディッシュ１は、上方に向かって台形状に突出した第２の鉄皮９を設けたものとなっており、図５のものに比べてなだらかに広がるような外観を呈している。このような第２の鉄皮９を設けても、「鉄皮の構造を複雑化することなく耐火物８の使用量を抑える」という本発明の作用効果を奏することができる。

【0032】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

【符号の説明】

【0033】

１ タンディッシュ
２ 連続鋳造装置
３ 取鍋
４ 鋳型
５ サポートロール
６ 浸漬ノズル
７ 第１の鉄皮
７ａ 第１の鉄皮の底部
７ｂ 第１の鉄皮の側壁
８ 耐火物
９ 第２の鉄皮
１０ 空間
１１ 支持体
１２ 開口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】