專利名稱：連續(xù)鑄造方法及噴嘴加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)鑄造方法、和在進行該連續(xù)鑄造方法時對向鑄模內(nèi)供給熔融金屬的連續(xù)鑄造用噴嘴進行加熱的噴嘴加熱裝置。本申請基于在2008年12月沈日在日本提出的特愿2008-332935號申請主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
在鋼的連續(xù)鑄造中，為了提高生產(chǎn)性，需要盡量不中途停止而連續(xù)進行連續(xù)鑄造的工序流程(即，提高連鑄次數(shù))。由于通過連續(xù)鑄造制造的鋼多為鋁鎮(zhèn)靜鋼，所以，在該溶鋼中，大多含有由于脫氧、或由空氣或礦渣引起的再氧化而產(chǎn)生的氧化鋁。因此，當增加連鑄次數(shù)而使鑄造時間變長時，容易在耐火物制的澆注用噴嘴上附著上述氧化鋁或結(jié)殼(地金)而引起噴嘴的堵塞，為阻礙增加連鑄次數(shù)的一個要因。作為對策，目前廣泛實施以下方法，即，通過向噴嘴內(nèi)側(cè)的溶鋼中吹入氬氣產(chǎn)生清洗作用，防止向噴嘴的耐火物附著附著物。另外，為了防止溶鋼或氧化鋁與耐火物之間的反應(yīng)或附著，也對噴嘴的耐火物材質(zhì)進行探討，開發(fā)各種難附著性材質(zhì)。例如，在非專利文獻1中記載有對將少碳高氧化鋁制耐火物適用于浸漬噴嘴的情況下的氧化鋁附著降低效果進行了探討。另外，在非專利文獻2中記載有以&02-0010^02類生成低融點化合物而有效防
止氧化鋁附著。另一方面，將噴嘴的溫度保持在高溫可有效防止向噴嘴的內(nèi)壁附著或凝固結(jié)殼的情況。因此，在通常的操作中，在鑄造開始前利用煤氣燃燒器等將噴嘴充分預(yù)熱。另外，公知有以下技術(shù)，即，通過在鑄造中進行噴嘴的加熱來確保規(guī)定的噴嘴溫度，由此防止結(jié)殼的附著。作為其具體的加熱方法，有使噴嘴自體發(fā)熱的方法、和對噴嘴從其外部施加熱進行加熱的方法。例如，作為使上述噴嘴自體發(fā)熱的方法，提案有以下技術(shù)，S卩，在噴嘴主體的內(nèi)部埋設(shè)發(fā)熱電阻體，通過對該發(fā)熱電阻體通電來加熱噴嘴(例如，參照專利文獻1)。另外，也提案有以下技術(shù)，S卩，通過使用在噴嘴主體埋設(shè)電阻率為102Ω · cm以下的導(dǎo)電性耐火物的噴嘴，進行感應(yīng)加熱(例如，參照專利文獻2)。另一方面，作為對上述噴嘴從外部供給熱進行加熱的方法，提案有沿噴嘴的外周設(shè)置鋼制塊型加熱器的技術(shù)(例如，參照專利文獻3)。該方法中，通過并用電熱爐可以將噴嘴的表面溫度升溫至850°C左右。另外，作為高溫加熱用加熱器，提案有封入石英玻璃部材中的碳加熱器(碳絲發(fā)熱體)(例如，參照專利文獻4)。另外，作為鑄造開始前的預(yù)熱技術(shù)，除一般的煤氣燃燒器預(yù)熱之外，還有IH預(yù)熱 (例如，參照專利文獻5及專利文獻6)。煤氣燃燒器預(yù)熱對噴嘴的預(yù)熱需要時間，從預(yù)熱開始到結(jié)束需要1.5小時 2小時左右。另一方面，IH預(yù)熱的加熱效率優(yōu)異，40分鐘左右完成。通常，之所以噴嘴預(yù)熱是為了防止由于鑄造初期的溶液的熱沖擊產(chǎn)生的碎裂、或為了防止由于溶液的顯熱在噴嘴被排熱而在噴嘴內(nèi)壁形成溶鋼的凝固層，在鑄造中產(chǎn)生噴嘴堵塞。在煤氣燃燒器預(yù)熱中，為了提高預(yù)熱效率，或抑制預(yù)熱后到將噴嘴安裝于中間包之間的噴嘴溫度的降低，近年使用隔熱件覆蓋噴嘴外表面。專利文獻1 (日本)實開平6-552號公報專利文獻2 (日本)特開2002-336942號公報專利文獻3 (日本)特開2004-對；3407號公報專利文獻4 (日本)特開2001-332373號公報專利文獻5 (日本)特開2008-055472號公報專利文獻6 (日本)特開2009-2337 號公報非專利文獻1 材料和工藝Vol. 9 (1996) p. 196(材料i 7° π七7 Vol.9)非專利文獻2 耐火物vol. 42 (1990) p. 14(耐火物vol. 42)但是，在向噴嘴中的溶鋼吹入氬氣的方法中，雖然可以確認一定程度的防止效果， 但不能完全防止氧化鋁或結(jié)殼的附著。而且，為了增加連鑄次數(shù)，需要更可靠地防止氧化鋁或結(jié)殼引起的噴嘴堵塞。另外，該方法中，吹入的氬氣氣泡與溶鋼一同進入鑄模內(nèi)，在鑄模內(nèi)浮上并從溶鋼液面脫離時，將在溶鋼液面上覆蓋的保護渣(mold powder)卷入溶鋼中，在鑄模內(nèi)邊凝固邊被某固化殼捕捉，其結(jié)果為可能產(chǎn)生制品缺陷。而且，也有時將氬氣的氣泡自身被固化殼捕捉而形成的氣孔結(jié)合為制品缺陷。另外，溶鋼中的氬氣氣泡以各種大小混雜，他們的運動量也根據(jù)各個氣泡而不同。因此，這樣的氬氣氣泡的存在使溶鋼流動不穩(wěn)定，可以認為是鑄模內(nèi)的偏流等的一個原因。因此，希望降低形成缺陷的原因的氬氣的吹入，同時，防止噴嘴堵
O另外，在上述非專利文獻1及上述非專利文獻2記載的改變浸漬噴嘴的材質(zhì)的方法中，即使確認一定程度的氧化鋁附著降低效果，只要在浸漬噴嘴的內(nèi)表面與溶鋼之間具有溫度差，就不能完全防止氧化鋁附著。因此，即使可以使連鑄次數(shù)多少有所提高，也不能完全防止產(chǎn)生噴嘴堵塞。另外，在內(nèi)表面比鑄造鋼種類的凝固點低很多的情況下，因為非常急速地附著薄結(jié)殼，所以不能活用耐火物材質(zhì)的特性，不能實現(xiàn)防止堵塞。另一方面，在鑄造中加熱噴嘴的情況下，上述專利文獻1及所述專利文獻2所示的、在噴嘴內(nèi)埋設(shè)通電發(fā)熱電阻體的方法中，具有在噴嘴主體內(nèi)埋設(shè)通電發(fā)熱電阻體而一體成形的關(guān)系上，由破裂引起的問題、電極端子的連接部的氧化劣化的問題、以及通電時漏電的問題。另外，因為具有所謂向噴嘴的具體通電方法等的工程學(xué)上的困難，所以不現(xiàn)實。而且，在適用于實際操作的情況下，需要盡量快地達到目標溫度。但是，通常的通電加熱在升溫時除了花費時間，也存在以下很多問題，即，電阻的溫度依存性大的情況多， 需要進行施加電流或電壓的調(diào)整等，阻礙工作效率。另外，如所述專利文獻2所示，也存在高頻感應(yīng)加熱的方法，但是，該情況下，噴嘴的材質(zhì)也使用導(dǎo)電性耐火物、特別使用石墨類的耐火物。該情況下，與直接通電的情況相同，可能產(chǎn)生的電流漏電等。
另外，如上述專利文獻3所示，在沿噴嘴的外周設(shè)置發(fā)熱體的方法中，因為發(fā)熱體與噴嘴主體的間隙、或噴嘴主體自體為熱抵抗體，熱效率極低。為了提高與溶鋼接觸的噴嘴內(nèi)周部的溫度，與必須將發(fā)熱體的溫度設(shè)為相當高溫?zé)o關(guān)，上述專利文獻3記載的塊型加熱器即使并用加熱爐，也只能升溫至850°C水平。另外，在發(fā)熱體的耐用性或壽命方面也有問題。另外，在所述專利文獻4中，只公開了碳加熱器的構(gòu)造，對于向浸漬噴嘴的適用， 未作任何的公開或暗示。另外，在進行預(yù)熱的情況下，在現(xiàn)有的煤氣燃燒器的預(yù)熱方式中，在從鑄造場所離開的待機位置通過燃燒氣體預(yù)熱噴嘴，之后，將該噴嘴移送至鑄造場所，安裝于中間包后開始溶鋼供給(也稱為溶鋼注入或溶鋼澆注)。因此，從預(yù)熱結(jié)束時刻開始，噴嘴為放冷狀態(tài)，故而可以認為，即使暫時預(yù)熱至1000°c以上，在鑄造開始時浸漬噴嘴的溫度也大幅降低 (從預(yù)熱結(jié)束之后到溶鋼注入開始通常為5 15分鐘左右)。因此，即使進行預(yù)熱，或通過溶液的顯熱在噴嘴被排熱，也存在以下問題，S卩，在噴嘴內(nèi)壁形成溶鋼的凝固層，在鑄造中堵塞噴嘴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題而提出，其目的在于提供一種連續(xù)鑄造方法及噴嘴加熱裝置，其可以不進行氬氣的吹入，也不產(chǎn)生漏電或耐火物的劣化的不良情況，通過高效加熱噴嘴來防止附著物的附著，可連續(xù)進行連續(xù)鑄造。本發(fā)明者通過從煤氣燃燒器預(yù)熱剛結(jié)束之后到溶鋼澆注開始需要7分種的實機的連續(xù)鑄造用噴嘴調(diào)查在從預(yù)熱剛結(jié)束之后到溶鋼澆注開始產(chǎn)生怎樣程度的噴嘴外表面的溫度降低。圖6表示其結(jié)果。如該圖6所示，可以確認從煤氣燃燒器預(yù)熱結(jié)束開始，在5 分鐘降低200°C左右、在7分鐘降低300°C左右，大幅地溫度降低。因此，即使暫時預(yù)熱至 1000°C以上，在澆注開始時，在不足1000°C (圖6中不足800°C )前噴嘴外表面溫度降低， 在噴嘴內(nèi)壁形成溶鋼的凝固層，在鑄造中可能堵塞噴嘴。另外，本發(fā)明者也發(fā)現(xiàn)，當在溶鋼澆注開始時的噴嘴的外表面溫度達到1000°C以上時，在鑄造中幾乎不產(chǎn)生噴嘴的堵塞。本發(fā)明者根據(jù)上述意見完成本發(fā)明。本發(fā)明以以下構(gòu)成為宗旨。(1) S卩，提供一種連續(xù)鑄造的方法，一邊通過具有進行輻射加熱的外部加熱器的噴嘴加熱裝置對連續(xù)鑄造用噴嘴進行加熱，使所述連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面達到1000°c以上，一邊使熔融金屬通過，所述連續(xù)鑄造用噴嘴以浸漬于鑄模內(nèi)的熔融金屬的狀態(tài)向所述鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬。另外，提供一種裝置，可根據(jù)需要將所述連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面以上述方式加熱至高溫(例如1600°c )。(2)在所述(1)記載的連續(xù)鑄造方法中，所述外部加熱器也可以使用碳加熱器。(3)在所述(1)記載的連續(xù)鑄造方法中，所述外部加熱器也可以使用碳化硅加熱器或硅化鉬加熱器。(4)在所述(1)記載的連續(xù)鑄造方法中，可以在開始向所述鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬時，以使所述連續(xù)鑄造用噴嘴的所述外表面達到1000°c以上的方式，利用所述加熱器進行預(yù)加熱。(5)在所述(1)記載的連續(xù)鑄造方法中，可以在開始向所述鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬時，以使所述連續(xù)鑄造用噴嘴的所述外表面達到1600°C以上的方式，利用所述加熱器進行預(yù)加熱。(6)另外，本發(fā)明提供一種噴嘴加熱裝置，對連續(xù)鑄造用噴嘴進行加熱，以使該連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面達到1000°C以上，所述連續(xù)鑄造用噴嘴以浸漬于鑄模內(nèi)的熔融金屬的狀態(tài)向所述鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬，其特征在于，具備，隔熱體，其隔開間隔包圍所述連續(xù)鑄造用噴嘴的外周；外部加熱器，其設(shè)置在該隔熱體的與所述連續(xù)鑄造用噴嘴相對的內(nèi)表面，進行輻射加熱。(7)在所述(6)記載的噴嘴加熱裝置中，所述外部加熱器也可以為碳加熱器。(8)在所述(6)記載的噴嘴加熱裝置中，所述外部加熱器也可以使用碳化硅加熱器或硅化鉬加熱器。(9)在所述(6)記載的噴嘴加熱裝置中，所述外部加熱器也可以由內(nèi)部被減壓的
陶瓷制保護管覆蓋。(10)在所述(6)記載的噴嘴加熱裝置中，所述隔熱體也可以采用由被分割多個的隔熱部構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，通過噴嘴加熱裝置將連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面維持在1000°C以上。 由此，可以與成為缺陷的原因的氬氣的吹入無關(guān)地，消除漏電或耐火物劣化的不良情況而對連續(xù)鑄造用噴嘴升溫 保熱，可防止非金屬氧化物或結(jié)殼的附著。其結(jié)果，可以防止由于附著物引起的連續(xù)鑄造用噴嘴的堵塞，增加連續(xù)地進行連續(xù)鑄造的次數(shù)。


圖1是表示本發(fā)明一實施方式的連續(xù)鑄造設(shè)備的構(gòu)造的示意圖；圖2是表示同一實施方式的噴嘴加熱裝置的構(gòu)造的概略立體圖；圖3是表示同一實施方式的變形例的圖，是表示噴嘴加熱裝置的構(gòu)造的概略立體圖；圖4是表示上述實施方式其它變形例的圖，是表示噴嘴加熱裝置的構(gòu)造的概略立體圖；圖5A是上述實施方式的連續(xù)鑄造設(shè)備的噴嘴加熱裝置的圖，是連續(xù)鑄造時、溶鋼澆注前的放大剖面圖；圖5B是上述實施方式的連續(xù)鑄造設(shè)備的噴嘴加熱裝置的圖，是連續(xù)鑄造時、溶鋼澆注中的放大剖面圖；圖6是表示從預(yù)熱開始到溶鋼澆注中的連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面溫度的測定值的圖表。標記說明1 澆包2:中間包3 鑄模4 長噴嘴
5:浸漬噴嘴 6、6A、6B 噴嘴加熱裝置7 變壓器8 控制盤61 隔熱部62 碳加熱器62B =SiC加熱器(或MoSi2加熱器)63 鉸鏈64 支承臂65 導(dǎo)線66B:配線67C、68C、69C 第一、第二、第三隔熱件
具體實施例方式本發(fā)明的連續(xù)鑄造方法中，一邊通過具有輻射加熱器的噴嘴加熱裝置對連續(xù)鑄造用噴嘴進行加熱，使所述連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面達到1000°C以上，一邊使熔融金屬通過， 所述連續(xù)鑄造用噴嘴以浸漬于鑄模內(nèi)的熔融金屬的狀態(tài)向鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬。另外，作為目前通常被使用的噴嘴預(yù)熱方法，采用在中間包待機位置的噴嘴預(yù)熱的方法、或在外裝型的浸漬噴嘴的情況下根據(jù)需要將浸漬噴嘴安裝于中間包之前，在預(yù)熱爐單獨對噴嘴進行預(yù)熱的方法。使用本發(fā)明的輻射加熱裝置進行預(yù)熱的情況也與以往的方法相同，可以在待機位置對浸漬噴嘴進行預(yù)熱。另外，在本發(fā)明一方式中，即使在中間包向鑄造位置的移動中也可以進行預(yù)熱。另外，本發(fā)明的另一方式中，可以在將中間包置于鑄造位置的狀態(tài)下開始預(yù)熱，在鑄造開始及鑄造中也繼續(xù)進行噴嘴加熱。以往，在從溶鋼爐向中間包注入溶鋼而使中間包內(nèi)達到規(guī)定的溶鋼量之前，由煤氣燃燒器加熱的浸漬噴嘴進行散熱，并進入待機狀態(tài)。其間，噴嘴的內(nèi)表面溫度從約1100°C經(jīng)過4 5分鐘降低至1050°C，外表面溫度降低到約750 8000C ο另一方面，在中間包內(nèi)的溶鋼量達到規(guī)定量后，在經(jīng)由浸漬噴嘴從中間包向鑄模內(nèi)注入溶鋼后，浸漬噴嘴的外表面溫度為約900°C左右，從浸漬噴嘴的外表面向空氣的散熱量大。那樣的散熱成為結(jié)殼向噴嘴內(nèi)表面附著大的原因。本發(fā)明從根本修改上述問題點，提供一種從預(yù)熱結(jié)束后開始在熔融金屬(溶鋼) 的注入中也含有，且防止從噴嘴外表面散熱、繼續(xù)噴嘴外表面的加熱的方法。在此，如從表示從預(yù)熱開始到溶鋼澆注中的連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面溫度的測定值的圖6判斷所示，在從預(yù)熱結(jié)束開始在溶鋼澆注中，在溶鋼注入開始時，噴嘴外表面溫度最低。因此，認為為了防止溶鋼向噴嘴內(nèi)壁面附著，將此時的噴嘴外表面溫度設(shè)為比以往高的溫度，特別為從實驗結(jié)果可知的1000°C以上最重要。另外，噴嘴的壁厚通常為30mm左右，不分噴嘴的種類，基本一定。雖然噴嘴壁的熱傳導(dǎo)率存在稍微的差別，但是，噴嘴的外表面及內(nèi)表面間的溫度差可以認為不根據(jù)噴嘴的種類不同而具有那么大的差異(例如，50°C 100°C差)，因此，本發(fā)明可不根據(jù)噴嘴的種類而應(yīng)用。作為加熱時的溫度管理基準，以從外部加熱至經(jīng)由溶鋼注入中時的噴嘴壁的熱傳導(dǎo)散熱的熱量以上為基準，可以將浸漬噴嘴的外表面維持在1000°c以上。這是因為，當浸漬噴嘴的外表面溫度不足1000°C時，如上所述，從噴嘴外表面向大氣的散熱量增大，在噴嘴內(nèi)表面附著結(jié)殼的可能性增加。作為溫度管理基準的場所，將浸漬噴嘴的固定部附近設(shè)為基準位置。其理由是因為在注入中從鑄模內(nèi)的溶鋼輻射加熱浸漬噴嘴，所以希望將判斷為其影響為最小的、固定浸漬噴嘴的首部的外表面溫度設(shè)為基準。另外，噴嘴加熱裝置的浸漬噴嘴的高度方向的加熱范圍優(yōu)選為浸漬噴嘴的高度尺寸的50%以上，且噴嘴加熱裝置不接觸鑄模內(nèi)的溶鋼的范圍。加熱范圍為不足浸漬噴嘴的高度尺寸的50%時，難以遍及浸漬噴嘴的整個外表面保持1000°C以上，在噴嘴內(nèi)表面產(chǎn)生附著結(jié)殼的部分。作為從外部輻射加熱浸漬噴嘴的噴嘴加熱裝置，需要使用加熱絕對溫度為1000°C 以上的輻射加熱器，特別是，最希望使用加熱速度快且加熱絕對溫度高的加熱器。作為這樣的加熱器，可以列舉碳加熱器、碳化硅(SiC)加熱器、或二硅化鉬(MoSi2)加熱器等。碳加熱器因為加熱速度快而適于迅速加熱，但是，因為作為發(fā)熱體的碳由于氧化而劣化，所以在其外周具備作為碳加熱器的保護管的石英玻璃。但是，因為該保護管的耐用溫度為1100°c左右，比較低，所以，在以其以上的高溫使用的情況下，優(yōu)選使用SiC、或MoSi2 加熱器。SiC加熱器一般的常用溫度為1450°C，可使升溫速度較快，即使20°C /分鐘左右也可以使用。另一方面，MoSi2加熱器常用溫度也可以為1700°C，但是因為加熱器自體的耐熱沖擊性不好，所以多設(shè)定升溫速度為5 10°C/分鐘左右使用。另外，SiC加熱器因為加熱器的外表面被SiO2質(zhì)氧化膜保護，所以，即使沒有保護管也可以在大氣環(huán)境中使用。另外，在MoSi2加熱器的情況下，也因此加熱器的外表面由氧化膜保護，所以即使沒有保護管也可以在大氣環(huán)境中使用。另外，加熱器的配置也可以為與SiC相同的配置。因此，優(yōu)選考慮浸漬噴嘴的加熱溫度和預(yù)熱時間而選定加熱器的種類。噴嘴加熱裝置采用具備隔開間隔包圍連續(xù)鑄造用噴嘴的浸漬噴嘴的外周的隔熱體、和設(shè)于該隔熱體的與浸漬噴嘴相對的內(nèi)表面的碳加熱器的裝置。另外，隔熱體可以適用圓筒狀、橢圓筒狀、多邊形筒狀等大致圓筒狀的絕緣體。浸漬噴嘴的外表面與設(shè)于噴嘴加熱裝置的隔熱體的內(nèi)表面的碳加熱器的間隔優(yōu)選為50mm以下。當上述間隔更加寬時，浸漬噴嘴的加熱效率變差。另一方面，當上述間隔變得過窄時，不能應(yīng)對浸漬噴嘴的安裝精度的偏差。另外，由于碳加熱器與浸漬噴嘴的間隔越小則加熱效率越高，所以為了防止碳加熱器與浸漬噴嘴的接觸、且為了確保充分的加熱效率，可以確保在浸漬噴嘴的安裝精度士 IOmm左右的范圍內(nèi)使其盡可能接近的間隔。通過采用這樣構(gòu)成的噴嘴加熱裝置，可以使碳加熱器的熱不向外部放散，有效地加熱浸漬噴嘴。另外，因為不需要在連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴埋設(shè)發(fā)熱電阻體等，因此不需要對高價材質(zhì)的噴嘴實施加工，可以采用簡單的構(gòu)造。其結(jié)果，可以將連續(xù)鑄造用浸漬噴嘴的制造成本抑制得很低。另外，碳加熱器的形狀可以自由設(shè)計，其定位等基本不需要嚴格限定，所以本實施方式的方法可以容易地用于實際操作中。本實施方式中，在采用碳加熱器作為上述輻射加熱器的情況下，優(yōu)選由內(nèi)部減壓的陶瓷制保護管覆蓋。作為具體的保護管的材質(zhì)，通常使用玻璃，但是，當超過1000°C時，在硅酸鹽玻璃的情況下，由于反復(fù)使用而引起透明消失、進而在更高溫下產(chǎn)生軟化變形，因此，不能進行超過1000°C的 加熱。因此，也取決于加熱時的目標到達溫度，最優(yōu)選采用結(jié)晶玻璃、藍寶石玻璃等作為保護管的材質(zhì)。通過用保護管覆蓋碳加熱器，可以防止碳加熱器的發(fā)熱部分接觸大氣而氧化劣化，因此，可以實現(xiàn)噴嘴加熱裝置的高壽命化。本發(fā)明中，上述隔熱體優(yōu)選由分割成多個的隔熱部構(gòu)成，例如，在隔熱體為圓筒狀體的情況下，可以采用由含有該圓筒狀體的軸線的一個平面分割的二分割型隔熱體。配置于隔熱體內(nèi)部的碳加熱器等的輻射加熱器優(yōu)選分別獨立地對每個分割的隔熱部進行供電。通過由多個隔熱部構(gòu)成隔熱體，可以在將浸漬噴嘴安裝于中間包(夕> fl夂V 二)的狀態(tài)下拆下噴嘴加熱裝置使其從鑄模正上方離開。因此，即使在溶鋼注入中在浸漬噴嘴產(chǎn)生異常，也可以將噴嘴加熱裝置拆下，簡單地更換浸漬噴嘴。另外，本發(fā)明以從預(yù)熱開始直到溶鋼注入中，從外部使用輻射加熱器加熱為基本， 但是，在預(yù)熱時，也可以并用煤氣燃燒器等現(xiàn)有技術(shù)。該情況下，因為預(yù)熱時多在浸漬噴嘴的外周設(shè)置隔熱件進行預(yù)熱，所以，在預(yù)熱后，只要去掉對應(yīng)于由輻射加熱器加熱的部分的噴嘴外表面部分的隔熱件，切換為輻射加熱器的加熱即可。通過去掉對應(yīng)于輻射加熱器的部分的隔熱件，可以提高輻射加熱效率。在作為輻射加熱器使用二硅化鉬加熱器的情況下，因為加熱升溫速度比較慢，所以，在預(yù)熱的全部或初期通過利用上述的現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)熱 (煤氣燃燒器等)進行，可以縮短預(yù)熱時間。另外，在使用碳加熱器的情況下，在溶鋼注入中，因為可能由于噴嘴外表面的溫度上升而碳加熱器保護管過熱，破損，所以，更優(yōu)選在碳加熱器與浸漬噴嘴之間設(shè)置有隔熱件。以下，基于

本發(fā)明一實施方式。圖1表示本實施方式的連續(xù)鑄造設(shè)備。該連續(xù)鑄造設(shè)備具有澆包1、中間包2、鑄模3。另外，雖然省略圖示，但是，在鑄模3的下方設(shè)有軋輥。該連續(xù)鑄造設(shè)備中，將進行了二次精煉的溶鋼移送供給到澆包1內(nèi)，將澆包1內(nèi)的溶鋼供給中間包2，從形成于中間包2的底部的開口向鑄模3內(nèi)供給溶鋼。從澆包1向中間包的溶鋼的供給通過在形成于澆包1底部的溶鋼供給口設(shè)置的長噴嘴4進行。另外，從中間包2向鑄模3的溶鋼的供給通過在形成于中間包2底部的溶鋼供給口設(shè)置的浸漬噴嘴5進行。浸漬噴嘴5通過配置于鑄模3的正上方的噴嘴加熱裝置6被加熱。在噴嘴加熱裝置6連接有變壓器7及控制盤8。從省略圖示的升壓變壓器向控制盤8供給的電力經(jīng)由變壓器7供給向噴嘴加熱裝置6，噴嘴加熱裝置6通過供給的電力加熱浸漬噴嘴5。
噴嘴加熱裝置6具有圓筒形狀，如圖2所述，具備由含有圓筒的軸線的一個假象平面分割的兩個隔熱部61、和分別設(shè)于這些隔熱部61的圓筒內(nèi)表面的碳加熱器62。在各隔熱部61的一端部設(shè)有鉸鏈63，通過該鉸鏈63，噴嘴加熱裝置6被分割為二并自由開閉。另外，在各隔熱部61的另一端部設(shè)有支承臂64，在浸漬噴嘴5的加熱中，通過該支承臂64在鑄模3的正上方保持噴嘴加熱裝置6浮起的狀態(tài)。隔熱部61為平剖面形狀為半圓形狀的厚壁的成形體，為耐溶鋼熱而由耐火物等的成形體構(gòu)成。在該隔熱部61的內(nèi)表面設(shè)有碳加熱器62。形成隔熱部61的內(nèi)表面?zhèn)鹊陌雸A的半徑可以設(shè)為在將浸漬噴嘴5的圓形截面同心圓狀地配置時，在碳加熱器62與浸漬噴嘴5的外表面之間形成例如50mm以下的間隙的半徑。由此，可以在安裝噴嘴加熱裝置6時使噴嘴加熱裝置6和浸漬噴嘴5不接觸。另外，隔熱部61的高度尺寸設(shè)為至少覆蓋浸漬噴嘴5的高度尺寸的50%的尺寸， 盡量采用可以加熱浸漬噴嘴5整體的尺寸。碳加熱器62沿組合兩個隔熱部61形成的圓筒狀體的軸線方向延伸，在隔熱部61 的端部附近彎曲180度，其結(jié)果，設(shè)為沿隔熱部61的內(nèi)表面的圓周方向曲折的狀態(tài)。該碳加熱器62具備碳發(fā)熱體、和覆蓋該碳發(fā)熱體的保護管，通過將保護管內(nèi)部設(shè)為減壓狀態(tài)， 防止碳發(fā)熱體與大氣接觸而氧化劣化。作為保護管的材質(zhì)，因為將浸漬噴嘴5的外表面加熱至1000°C以上，所以，需要采用耐該溫度的材質(zhì)，例如，可以采用結(jié)晶玻璃、藍寶石玻璃。在碳加熱器62的端部連接有導(dǎo)線65。導(dǎo)線65貫通隔熱部61內(nèi)從支承臂64向外部引出，并與上述變壓器7連接。另外，在各隔熱部61的碳加熱器62獨立地連接有導(dǎo)線 65，在組合兩個隔熱部61從關(guān)閉狀態(tài)設(shè)為打開狀態(tài)時，不發(fā)生干涉而斷路。另外，本實施方式中，在隔熱部61的內(nèi)表面采用以沿其圓周方向曲折的狀態(tài)設(shè)置碳加熱器62的噴嘴加熱裝置6，但不限于該構(gòu)成，例如圖3的變形例所示，也可以采用以沿組合一對隔熱部61形成的圓筒狀體的軸線方向曲折的方式配置碳加熱器62的噴嘴加熱裝置6A。而且，也可以如圖4的其它變形例所示，采用配設(shè)多個SiC加熱器62B的噴嘴加熱裝置6B。該噴嘴加熱裝置6B具有并列配置多個易于保持的棒狀的SiC加熱器62B，且將這些SiC加熱器62B間通過配線66B串聯(lián)的構(gòu)成，其它構(gòu)造與圖2所示的構(gòu)造相同。另外，在此表示了連接棒狀SiC加熱器62B的情況，但是，因為爐下方的空間不多，所以也可以采用使用U形的SiC加熱器在上部設(shè)置端子的構(gòu)造、或連接W字狀的SiC加熱器的構(gòu)造。在將上述噴嘴加熱裝置6安裝于連續(xù)鑄造設(shè)備的情況下，在以在中間包2安裝浸漬噴嘴5的狀態(tài)打開噴嘴加熱裝置6的各隔熱部61間的狀態(tài)下，將其配置于浸漬噴嘴5的附近。之后，關(guān)閉各隔熱部61間，包圍浸漬噴嘴5的四周，由支承臂64保持于鑄模3的正上方。然后，說明使用了該噴嘴加熱裝置6的連續(xù)鑄造方法。首先，向噴嘴加熱裝置6供電而預(yù)熱浸漬噴嘴5。當浸漬噴嘴5的外表面達到 1000°C以上時，從澆包1向中間包2內(nèi)供給溶鋼，開始連續(xù)鑄造。連續(xù)鑄造中，以浸漬噴嘴5的外表面為1000°C以上的方式，利用噴嘴加熱裝置6進行加熱。在碳加熱器的說明中，如上所述，保護管的耐熱溫度較低，因此，為了防止碳加熱器保護管的過熱，在鑄造開始時，在浸漬噴嘴5與碳加熱器之間安裝隔熱件，期望實現(xiàn)碳加熱器的壽命延長。

例如，圖5A及圖5B表示在圖1的浸漬噴嘴5的表面覆蓋隔熱件的情況下的一例的放大圖。圖5A表示溶鋼注入前的噴嘴加熱裝置6的放大剖面圖。圖5B表示溶鋼注入中 (鑄造中)的噴嘴加熱裝置6的放大剖面圖。通過在沿浸漬噴嘴5的長度方向的中間部的外周安裝噴嘴加熱裝置6，在其上下安裝第一隔熱件67C及第二隔熱件68C，實現(xiàn)防止從噴嘴加熱裝置6外的部分的散熱。通過在浸漬噴嘴5的下方部分用第二隔熱件68C覆蓋至其下端，可以將從自噴嘴加熱裝置6露出的部分的散熱量設(shè)為最小限度。該第二隔熱件68C中、浸漬于鑄造開始時的鑄模3內(nèi)的溶鋼S的部分由于溶鋼S 的熱量而溶解，因此不需要除去。圖5B表示該情況。另一方面，在設(shè)置噴嘴加熱裝置6的部分，為了保護鑄造中的碳加熱器62，也可以具有在浸漬噴嘴5與碳加熱器62之間可進行第三隔熱件69C的安裝/拆卸的功能。另外，在如圖1所示的構(gòu)成中，也優(yōu)選設(shè)置第三隔熱件69C。另外，在采用具有如圖 4所示的SiC加熱器62B的噴嘴加熱裝置6B的情況下，也可以不設(shè)置第三隔熱件69C。另夕卜，在圖5A及圖5B中，作為噴嘴加熱裝置6的高度尺寸，示例了只覆蓋第三隔熱件69C的高度尺寸，但也可以設(shè)為進一步覆蓋第一隔熱件67C和第二隔熱件68C中至少一個的高度尺寸。實施例確認邊使用上述噴嘴加熱裝置6加熱浸漬噴嘴(連續(xù)鑄造用噴嘴)5邊進行連續(xù)鑄造時的效果。進行以下比較，即，在兩鑄坯(strand)的60t中間包2的一鑄坯(strand)的浸漬噴嘴5上安裝上述實施方式說明的噴嘴加熱裝置6A，對350t溶鋼進行了 6次加熱鑄造。下記表1表示以實施例1 3為主的試驗條件和評價結(jié)果。(實施例1)實施例1中，使用圖3所示的具備碳加熱器62的噴嘴加熱裝置6A。首先，在噴嘴待機位置使用該噴嘴加熱裝置6A對浸漬噴嘴5進行預(yù)熱，然后，在將浸漬噴嘴5安裝于中間包2的期間也由該噴嘴加熱裝置6A繼續(xù)加熱。之后，在浸漬噴嘴5與碳加熱器62之間安裝第三隔熱件69C后(為了在鑄造開始后由于浸漬噴嘴5內(nèi)的溶液而使浸漬噴嘴5的外表面溫度上升時使加熱器保護管不過熱)，開始溶鋼注入(供給)。通過安裝于浸漬噴嘴5 的外表面的熱電偶確認溶鋼注入開始時的浸漬噴嘴5的外表面溫度達到1000°C以上。另外，從浸漬噴嘴5在待機位置預(yù)熱結(jié)束(從移動開始時)，到在中間包2安裝浸漬噴嘴5后開始溶鋼注入，需要的時間為10分鐘。另外，在浸漬噴嘴5與碳加熱器62之間安裝第三隔熱件69C時的、噴嘴加熱裝置6A的浸漬噴嘴5的加熱中斷時間是1分鐘。(實施例2)本實施例2中，代替上述實施例1的碳加熱器62，使用圖4所示的SiC加熱器62B， 與上述實施例1相同，首先，在浸漬噴嘴5的待機位置使用該噴嘴加熱裝置6B對浸漬噴嘴 5進行預(yù)熱。然后，在將浸漬噴嘴5安裝于中間包2的期間也由該噴嘴加熱裝置6B繼續(xù)加熱。與碳加熱器62不同，因為不需要在浸漬噴嘴5與SiC加熱器62B之間安裝第三隔熱件69C，所以不中斷浸漬噴嘴5的加熱。由安裝于浸漬噴嘴5的外表面的熱電偶確認溶鋼注入開始時的浸漬噴嘴5的外表面溫度達到1550°C以上。(實施例3)本實施例3中，代替實施例1的碳加熱器62，使用將圖4所示的碳加熱器62B的材質(zhì)從SiC替換為MoSi2,并且將構(gòu)造從棒狀變?yōu)閁形，將鄰接的U形加熱器之間在上部串聯(lián)的MoSi2加熱器。而且，與上述實施例1相同，首先，在浸漬噴嘴5的待機位置，使用該噴嘴加熱裝置對浸漬噴嘴5進行預(yù)熱，然后，在將浸漬噴嘴5安裝于中間包2的期間也由該噴嘴加熱裝置繼續(xù)加熱。與碳加熱器62不同，因為不需要在浸漬噴嘴5與MoSi2加熱器之間安裝第三隔熱件69C，所以不中斷浸漬噴嘴5的加熱。由安裝于浸漬噴嘴5的外表面的熱電偶確認溶鋼注入開始時的浸漬噴嘴5的外表面溫度達到1600°C以上。

(比較例1)進行上述各實施例的評價的同時，進行以下比較，S卩，使用將兩鑄坯的60t中間包 2的另一鑄坯的浸漬噴嘴如以往地使用煤氣燃燒器進行預(yù)熱的浸漬噴嘴，對350t溶鋼進行了六次加熱鑄造。另外，該比較例1中，以5升/分鐘通氬(Ar)氣流。下記表1表示比較例1的評價結(jié)果。另外，溶鋼注入開始時的浸漬噴嘴的外表面溫度在從預(yù)熱到溶鋼注入開始的加熱中斷時間即10分鐘的期間降低，由安裝于浸漬噴嘴5的外表面的熱電偶確認降低至800°C。此時，在使用了噴嘴加熱裝置6的實施例的鑄坯(strand)中，不進行氬氣的吹掃而進行連續(xù)鑄造后，與使用了氬氣的比較例1的鑄坯的情況相比，液面變動或偏流的發(fā)生激減。另外，在比較例1的鑄坯中，必須隨著鑄造的進行慢慢放大浸漬噴嘴5的開度，其結(jié)果，在第4次加熱的中途中斷連續(xù)鑄造，不得不更換浸漬噴嘴5。(比較例2)然后，同樣，2鑄坯的60t中間包2的一方與上述實施例相同，將另一方作為比較例 2設(shè)為在連續(xù)鑄造中用高頻電感加熱線圈將外表面加熱至800°C。另外，在本比較例2中， 也以5升/分鐘通氬(Ar)氣流。下記表1表示比較例2的評價結(jié)果。另外，溶鋼注入開始時的浸漬噴嘴5的外表面溫度在從預(yù)熱到溶鋼注入開始的加熱中斷時間即10分鐘的期間降低，用安裝于浸漬噴嘴5的外表面的熱電偶確認降低至 650 "C。本比較例2中，因為在第5次加熱發(fā)生閉塞，所以中斷連續(xù)鑄造。對此，使用本實施方式的噴嘴加熱裝置6，包含從預(yù)熱結(jié)束到鑄造開始的等待時間，用碳加熱器保持浸漬噴嘴5的外表面為1000°C以上并同時鑄造的鑄坯中，完全不進行浸漬噴嘴5的更換等，即可通過連鑄對一次加料350噸的溶鋼進行6次加料量的鑄造。鑄造結(jié)束后，回收浸漬噴嘴確認內(nèi)表面的狀況后在中途中止鑄造的比較例2的鑄坯中附著IOmm以上的大量氧化鋁和結(jié)殼，而在實施例的流基本看不到附著。(比較例3)然后，同樣地將兩鑄坯的60t中間包2的一方與上述實施例相同地設(shè)置，將另一方作為比較例3設(shè)置為在連續(xù)鑄造中用高頻電感加熱線圈將外表面加熱至1100°C。另外，本比較例3中不吹掃氬(Ar)氣流。表1表示本比較例3的評價結(jié)果。
另外，溶鋼注入開始時的浸漬噴嘴5的外表面溫度在從預(yù)熱到溶鋼注入開始的加熱中斷時間即10分鐘的期間降低，由安裝于浸漬噴嘴5的外表面的熱電偶確認降低至 850 "C。本比較例3中，因為在第5次加熱發(fā)生堵塞，所以中斷連續(xù)鑄造。這樣，使用本實施方式的噴嘴加熱裝置6，也包含從預(yù)熱結(jié)束到鑄造開始的等待時間，在溶鋼注入開始時，邊用碳加熱器保持浸漬噴嘴5的外表面為1000°C以上邊鑄造的鑄坯中，完全不進行浸漬噴嘴5的更換等，即可通過連鑄對一次加料350噸的溶鋼進行6次加料量的鑄造。鑄造結(jié)束后，回收浸漬噴嘴5確認內(nèi)表面的狀況，在中途中止鑄造的比較例3的鑄坯中附著IOmm以上的大量的氧化鋁和結(jié)殼，而在實施例的流基本看不到附著。表權(quán)利要求
1.一種連續(xù)鑄造方法，其特征在于，一邊通過具有進行輻射加熱的外部加熱器的噴嘴加熱裝置對連續(xù)鑄造用噴嘴進行加熱，使所述連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面達到1000°c以上，一邊使熔融金屬通過，所述連續(xù)鑄造用噴嘴以浸漬于鑄模內(nèi)的所述熔融金屬的狀態(tài)向所述鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬。
2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)鑄造方法，其特征在于， 所述外部加熱器為碳加熱器。
3.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)鑄造方法，其特征在于， 所述外部加熱器為碳化硅加熱器或硅化鉬加熱器。
4.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)鑄造方法，其特征在于，在開始向所述鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬時，以使所述連續(xù)鑄造用噴嘴的所述外表面達到1000°C以上的方式，利用所述加熱器進行預(yù)加熱。
5.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)鑄造方法，其特征在于，在開始向所述鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬時，以使所述連續(xù)鑄造用噴嘴的所述外表面達到1600°C以上的方式，利用所述加熱器進行預(yù)加熱。
6.一種噴嘴加熱裝置，對連續(xù)鑄造用噴嘴進行加熱，以使該連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面達到1000°C以上，所述連續(xù)鑄造用噴嘴以浸漬于鑄模內(nèi)的熔融金屬的狀態(tài)向所述鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬，其特征在于，具備隔熱體，其隔開間隔包圍所述連續(xù)鑄造用噴嘴的外周；外部加熱器，其設(shè)置在該隔熱體的與所述連續(xù)鑄造用噴嘴相對的內(nèi)表面，進行輻射加熱。
7.如權(quán)利要求6所述的噴嘴加熱裝置，其特征在于， 所述外部加熱器為碳加熱器。
8.如權(quán)利要求6所述的噴嘴加熱裝置，其特征在于， 所述外部加熱器為碳化硅加熱器或硅化鉬加熱器。
9.如權(quán)利要求6所述的噴嘴加熱裝置，其特征在于， 所述外部加熱器由內(nèi)部被減壓的陶瓷制保護管覆蓋。
10.如權(quán)利要求6所述的噴嘴加熱裝置，其特征在于， 所述隔熱體由被分割多個的隔熱部構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及連續(xù)鑄造方法，一邊通過具有進行輻射加熱的外部加熱器的噴嘴加熱裝置對連續(xù)鑄造用噴嘴進行加熱，使所述連續(xù)鑄造用噴嘴的外表面達到1000℃以上，一邊使熔融金屬通過。所述連續(xù)鑄造用噴嘴以浸漬于鑄模內(nèi)的熔融金屬的狀態(tài)向所述鑄模內(nèi)供給所述熔融金屬。
文檔編號B22D11/10GK102264489SQ20098015202
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者今若寬, 松井泰次郎, 片岡厚一郎, 福永新一 申請人:新日本制鐵株式會社