JP2000033463A - 溶融金属用タンデイッシュおよび連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】清浄性に優れた鋳片を得ることができる溶融金
属用タンデイッシュおよびそれを用いた溶融金属の連続
鋳造方法の提供。 【解決手段】溶融金属の受湯部４と受湯した溶融金属の
鋳型６への給湯部５が、下部に受湯部４側への突出部８
ａを有する堰８で仕切られたタンデイッシュ。突出部内
には、給湯部に開口する少なくとも１つの横方向通流孔
９と、受湯部側に開口し横方向通流孔に貫通する少なく
とも１つの縦方向通流孔１０からなる溶融金属の通流路
を備える。それぞれの縦方向通流孔は、中心軸が横方向
通流孔の中心軸に対して同じ側に偏心している。横方向
通流孔９には、不活性ガスの通路１４を設け、ここから
不活性ガスを吹き込みつつ溶融金属の鋳造を行うことが
望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非金属介在物が少
なく清浄性に優れた鋳片を得ることが可能な溶融金属用
タンデイッシュおよびそのタンデイッシュを用いた溶融
金属の連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属、たとえば鋼の連続鋳造方法では、
取鍋内の溶鋼は、いったんタンデイッシュに注入された
後に、浸漬ノズルを介して鋳型内に鋳込まれる。このタ
ンデイッシュ内で、鋼の清浄性を高めるために、溶鋼中
のＡｌ等の酸化物（Ａｌ₂ Ｏ₃等）を、さまざまな方法
で除去することが行われている。

【０００３】ＣＡＭＰ ＩＳＩＪ Ｖｏｌ．８（１９９
５）、Ｐ．２７７には、鋳片内の大型の非金属介在物の
低減方法として、タンデイッシュ内に複数の孔を開けた
耐火物の堰を設け、その孔に溶鋼を通し、孔の内面に溶
鋼中の酸化物を吸着させる方法が提案されている。しか
し、この方法では、堰の孔の径が酸化物の付着により次
第に小さくなり、連続鋳造作業が困難となることがあ
る。

【０００４】ＣＡＭＰ ＩＳＩＪ Ｖｏｌ．８（１９９
６）、ｐ．７６５には、タンデイッシュ内での酸化物の
浮上時間を確保するために、タンデイッシュの容量を大
型化する方法および酸化物の浮上距離を短くするため
に、タンデイッシュ内の溶鋼深さを浅くする方法が提案
されている。しかし、この方法では、設備の大型化によ
り設備費が増大する。また、タンデイッシュ内の溶鋼深
さを浅くすると、タンデイッシュから鋳型内に溶鋼が流
入する際に渦が発生し、せっかく浮上して溶鋼の湯面上
にあるフラックス等に吸着した酸化物が、フラックスと
ともに渦に巻き込まれて鋳型内にまで混入し、鋳片の非
金属介在物が増加する。

【０００５】特開平５−７７００２号公報には、タンデ
イッシュ内の溶鋼を電磁力により回転させ、比重の軽い
酸化物を回転する溶鋼の中心部に集積させることによ
り、酸化物を浮上分離させる方法が提案されている。し
かし、この方法では、回転する溶鋼から清浄性の高い溶
鋼のみを分離して鋳型内に注入することが難しく、さら
に設備が複雑で設備費が増大する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、非金属介在
物の少ない清浄性に優れた鋳片を得ることが可能な溶融
金属用タンデイッシュおよびそれを用いた溶融金属の連
続鋳造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、図１に
示すような装置構成で、下記（１）および（２）に示す
溶融金属用タンデイッシュ、さらに下記（３）に示す溶
融金属の連続鋳造方法にある。

【０００８】（１）溶融金属の受湯部４と受湯した溶融
金属の鋳型６への給湯部５が、下部に受湯部側への突出
部８ａを有する堰８で仕切られたタンデイッシュ２であ
って、突出部内に、給湯部に開口する少なくとも１つの
横方向通流孔９と、受湯部側に開口し横方向通流孔に貫
通する少なくとも１つの縦方向通流孔１０からなる溶融
金属の通流路を備え、それぞれの縦方向通流孔の中心軸
が横方向通流孔の中心軸に対して同じ側に偏心している
溶融金属用タンデイッシュ。

【０００９】（２）横方向通流孔に開口する攪拌用不活
性ガス吹き込み通路１４を備える上記（１）に記載の溶
融金属用タンデイッシュ。

【００１０】（３）上記（２）に記載のタンデイッシュ
に溶融金属を注入し、不活性ガス吹き込み通路から不活
性ガスを吹き込みつつ鋳造する溶融金属の連続鋳造方
法。

【００１１】溶鋼用タンデイッシュおよびそれを用いた
鋼の連続鋳造方法を例として、以下に説明する。

【００１２】本発明のタンデイッシュでは、受湯部側に
突出した堰の部分に受湯部側の端が閉ざされ、給湯部側
が開口した横方向通流孔と、その通流孔に貫通し受湯部
側に開口する縦方向通流孔を設けている。受湯部に注入
された溶鋼は、この縦方向通流孔を経て横方向通流孔に
入り、横方向通流孔の開口側から給湯部に流れ込む。

【００１３】縦方向通流孔の中心軸は、横方向通流孔の
中心軸に対して同じ側に偏心しているので、縦方向通流
孔から横方向通流孔に入る溶鋼は旋回流となり、横方向
通流孔の中を旋回しながら給湯部に流れ出る。

【００１４】旋回しながら横方向通流孔を通過する溶鋼
には、遠心力が作用する。そのために、比重の軽い溶鋼
中の酸化物粒子は、旋回している溶鋼の中心部に集積し
ながら通過する。このため、横方向通流孔の内壁面に酸
化物粒子が付着することはない。

【００１５】横方向通流孔を通過する溶鋼の中心部に集
積した酸化物粒子は、粒子間の接触の頻度が多いために
凝集して肥大しながら、給湯部に流れ出る。肥大した酸
化物粒子は、溶鋼中を浮上しやすい。

【００１６】旋回している溶鋼が、断面積の小さい横方
向通流孔から容量の大きな給湯部へ流れ出るとき、その
流れ出る溶鋼には、流れ出る速度が急速に落ちるような
力が作用する。そして、給湯部に流れ出る溶鋼中の酸化
物にも、溶鋼と同じように流れが急速に落ちるような力
が作用する。そのため、給湯部に流れ出る速度が小さく
なった酸化物粒子が、給湯部にある鋳型への給湯孔にま
で達することは少なく、給湯部内で容易に浮上する。浮
上した酸化物は、タンデイッシュ内の溶鋼に添加したフ
ラックスに吸着されて、溶鋼系外に除去される。したが
って、鋳型内に溶鋼とともに混入することも少ない。

【００１７】横方向通流孔に設けた通路から不活性ガス
を溶鋼中に吹き込むと、溶鋼中の酸化物を除去する効果
がより大きくなる。すなわち、横方向通流孔に吹き込ま
れた不活性ガスの気泡は、旋回している溶鋼によるせん
断流によって砕かれ微細な気泡となり、溶鋼の中心部に
集まる。溶鋼の旋回流により横方向通流孔を通過する溶
鋼の中心部に集積した酸化物は、この微細な気泡により
さらに攪拌される。そのため、酸化物同士が衝突を繰り
返す頻度が高くなり、酸化物の凝集が促進され、より肥
大しやすくなる。肥大した酸化物は浮上しやすいので、
給湯部内でさらに効果的に除去される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のタンデイッシュ
の例および本発明の連続鋳造方法の例を説明するための
図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるＢ−Ｂ’
断面を示す平面図である。また、図１（ｂ）は、図１
（ａ）におけるＡ−Ａ’断面を示す縦断面図である。

【００１９】タンディッシュ２の受湯部４に溶鋼が注入
される。受湯部４および給湯部５の間には仕切用の耐火
物の堰８および堰の突出部８ａを設け、この堰の突出部
８ａには、横方向通流孔９および縦方向通流孔１０を設
ける。縦方向通流孔１０および横方向通流孔９を経て給
湯部５に達した溶鋼は、鋳型への給湯孔７から鋳型６内
に鋳造される。横方向通流部９には、不活性ガス吹き込
み通路１４を設け、Ａｒなどの不活性ガスを吹き込む。
鋳型への給湯部に達した溶鋼中の酸化物は、微細な不活
性ガスの気泡１５とともに浮上する。

【００２０】耐火物である堰の材質は、とくに限定しな
いが、高アルミナ質、マグネシア質、ジルコニア質など
の一般的な耐火物でよい。図１には、一つの鋳型６、し
たがって一つの堰の例を示している。二つ以上の鋳型６
がある場合にも、それぞれの鋳型６への給湯孔７と受湯
部４との間に堰が存在すればよい。したがって、堰が一
つでよい場合と、二つ以上の堰を設ける場合もある。

【００２１】横方向通流孔は、タンデイッシュの底部に
近い位置に設けるのが望ましい。また、その孔の径は、
とくに限定しない。鋳片のサイズ、鋳造速度および設置
する横方向通流孔の個数により、径を選択すればよい
が、直径１００〜２００ｍｍ程度が望ましい。

【００２２】横方向通流孔の傾きは、水平でもよく、受
湯部から給湯部の方向に向かって、上向きまたは下向き
に傾斜させてもよい。上向きの傾斜を設けた場合には、
横方向通流孔から給湯部に流れ出る溶鋼の方向が上方向
となり、酸化物がより浮上しやすくなる。また、下向き
に傾斜させた場合には、酸化物の浮上効果は水平の場合
とほぼ変わらず、連続鋳造を終了する際に、受湯部にあ
る残溶鋼が給湯部に流れ出やすくなる。

【００２３】図２は、図１（ｂ）に示したタンデイッシ
ュのａ−ａ’断面を示す図である。図２に示すように、
縦方向通流孔の中心軸を横方向通流孔の中心軸に対して
同じ側に偏心させている。そのため、縦方向通流孔から
横方向通流孔に導入された溶鋼には旋回流１１が生じ
る。

【００２４】縦方向通流孔の径Ｄ₁ （ｍｍ）は、横方向
通流孔の径Ｄ₂ （ｍｍ）の１／２以下とするのが望まし
い。縦方向通流孔の径が、横方向通流孔の径の１／２を
超えて大きいと、縦方向通流孔から横方向通流孔に導入
された溶鋼の旋回流の速度が小さくなり、酸化物が凝集
する効果が小さくなり、したがって、酸化物の除去効果
が小さくなる。また、縦方向通流孔の径が横方向通流孔
の径の１／５未満になると、溶鋼が縦方向通流孔の中で
詰まりやすいので、１／５以上とするのが望ましい。

【００２５】また、縦方向通流孔の設置する間隔Ｐ（ｍ
ｍ）は、横方向通流孔の径Ｄ₂ （ｍｍ）の２倍以上とす
るのが望ましい。縦方向通流孔の設置する間隔を、横方
向通流孔の径の２倍未満で設置すると、縦方向通流孔か
ら横方向通流孔に導入された溶鋼がお互いに干渉し、溶
鋼の旋回流の速度が小さくなる。また、設置する間隔を
横方向通流孔の径の４倍を超えて大きくすると、設置で
きる縦方向通流孔の個数が少なくなる。そのため、横方
向通流孔を通過する溶鋼の量が少なくなり、連続鋳造の
鋳造速度が遅くなる。したがって、縦方向通流孔を設置
する間隔を横方向通流孔の径の４倍以下にするのが望ま
しい。

【００２６】横方向通流孔の壁部には、不活性ガスを吹
き込む多孔質耐火物等の通路１４を設けるのが望まし
い。このとき、通路は通流孔の下部で、給湯部側から離
れた部分に、少なくとも一つ以上設けるのが好ましい。
不活性ガスとしてＡｒガスなどを用いることができる。

【００２７】ところで、図１では、突出部８ａを有する
堰８に、それぞれ丸形状断面の横方向通流孔９および縦
方向通流孔１０とを設け、これら堰、横方向および縦方
向の通流孔を一体物として施工した例を示す。これらが
一体物でなくて、縦方向通流孔を有する横方向通流孔
を、たとえば、外側断面形状が四角形あるいは丸形状の
耐火物で、内部を丸形状断面の通流孔を開けた耐火物を
別途制作してもよい。この別途制作した横方向通流孔
を、板状の堰に突出するように施工することもできる。

【００２８】堰にある横方向通流孔の開口部と鋳型への
給湯孔との間の距離は、とくに限定しないが、１ｍ程度
以上とするのが望ましい。１ｍ未満の場合に、開口部か
ら流れ出た溶鋼が、給湯孔に直接流入する場合がある。
このときには、酸化物も溶鋼とともに給湯孔を経て鋳型
内に混入する。

【００２９】上述のようなタンデイッシュを用いて、横
方向通流孔から不活性ガスを吹き込みながら、鋼を連続
鋳造することが望ましい。これにより得られた鋼の鋳片
は、非金属介在物が少なく、清浄性に優れている。

【００３０】本発明のタンデイッシュは、鋼ばかりでな
く、たとえばＡｌなどの溶融金属の連続鋳造にも好適で
あり、清浄性に優れた鋳片を得ることができる。

【００３１】

【実施例】垂直部長さ１．８ｍ、湾曲半径３．５ｍの垂
直曲げ型連続鋳造機を用いて、横断面形状が、厚み９０
ｍｍ、幅１０００ｍｍの鋳片を、鋳造速度２ｍ／分で鋳
造した。

【００３２】用いたタンデイッシュは、図１に示した装
置構成であり、鋼の化学組成は、表１に示したとおりで
ある。

【００３３】

【表１】

【００３４】タンデイッシュの容量は３０ｔである。横
方向通流孔の給湯部への開口部は、鋳型への給湯孔から
１．５ｍ離れた位置とした。堰の下部には、高さ５００
ｍｍ、長さ１１００ｍｍ、幅６００ｍｍの突出部を設
け、その突出部内に直径１５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍ
の３個の横方向通流孔および直径が４０ｍｍの縦方向通
流孔を１個の横方向通流孔あたりそれぞれ３個設けた。
表２に、タンデイッシュ、堰、横方向通流孔、縦方向通
流孔、不活性ガス吹き込みなどの詳細な試験条件を示
す。

【００３５】

【表２】

【００３６】鋳造速度が２ｍ／分で一定になった時に相
当する位置で、長さ１ｍの鋳片を採取し、その横断面の
鋳片幅中央部から、鋳片を含む縦２０ｍｍ、横２０ｍ
ｍ、高さ２０ｍｍの大きさの試験片を切り出した。鋳片
表面から１ｍｍ内部に入った面を鏡面研磨し、観察面と
した。試験片当たり被顕面積４ｃｍ² で、倍率４００倍
の光学顕微鏡により清浄度を調査した。測定は、ＪＩＳ
Ｇ ０５５５に規定する「鋼の非金属介在物の顕微鏡
試験方法」により行った。それぞれの試験Ｎｏ．毎に、
３個の試験片の清浄度を調査し、その平均値を求めた。

【００３７】図３は、鋳片の表面下１ｍｍでの清浄度を
示す図である。タンデイッシュ内に堰を用いない比較例
の試験Ｎｏ．４の清浄度の調査結果を指数１００とし
て、それぞれの試験結果を指数で表示してした。

【００３８】本発明例の試験Ｎｏ．１では、設置角度が
水平の横方向通流孔を用い、また不活性ガスは用いずに
試験した。鋳片の清浄度の指数は１９で、タンデイッシ
ュに堰を用いていない比較例の試験Ｎｏ．４に比べて約
１／５であり、清浄性は良好であった。

【００３９】また、本発明例の試験Ｎｏ．１の試験条件
に加えてＡｒガスを用いた本発明例の試験Ｎｏ．２の場
合、鋳片の清浄度の指数は１３で、試験Ｎｏ．１より、
さらに良好な清浄度の鋳片が得られた。

【００４０】また、本発明例の試験Ｎｏ．２の試験条件
に加えて、横方向通流孔の設置角度を、受湯部から鋳型
への給湯部の方向に向かって、３０°上向きに傾斜させ
て試験した本発明例の試験Ｎｏ．３の清浄度の指数は１
１であり、本発明の中でもっとも清浄性に優れていた。

【００４１】

【発明の効果】本発明のタンデイッシュを用いた本発明
の連続鋳造方法により、非金属介在物の少ない清浄性に
優れた鋳片を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタンデイッシュの例および本発明の連
続鋳造方法の例を説明するための図である。

【図２】タンデイッシュの横方向通流孔および縦方向通
流孔の断面を示す図である。

【図３】鋳片の表面下１ｍｍでの清浄度を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ タンデイッシュ ３ 溶鋼 ４ 取鍋からの受湯部 ５ 鋳型への給湯
部 ６ 鋳型 ７ 鋳型への給湯
孔 ８ 堰 ８ａ 堰の突出部 ９ 横方向通流孔 １０ 縦方向通流孔 １１ 溶鋼の旋回流 １４ 不活性ガス
の通路 １５ 微細な気泡

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融金属の受湯部と受湯した溶融金属の鋳
   型への給湯部が、下部に受湯部側への突出部を有する堰
   で仕切られたタンデイッシュであって、突出部内に、給
   湯部に開口する少なくとも１つの横方向通流孔と、受湯
   部側に開口し横方向通流孔に貫通する少なくとも１つの
   縦方向通流孔からなる溶融金属の通流路を備え、それぞ
   れの縦方向通流孔の中心軸が横方向通流孔の中心軸に対
   して同じ側に偏心していることを特徴とする溶融金属用
   タンデイッシュ。
2. 【請求項２】横方向通流孔に開口する攪拌用不活性ガス
   吹き込み通路を備えることを特徴とする請求項１に記載
   の溶融金属用タンデイッシュ。
3. 【請求項３】請求項２に記載のタンデイッシュに溶融金
   属を注入し、不活性ガス吹き込み通路から不活性ガスを
   吹き込みつつ鋳造することを特徴とする溶融金属の連続
   鋳造方法。