JP2000301300A - 連続鋳造方法 - Google Patents

連続鋳造方法

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JP2000301300A
JP2000301300A JP11112160A JP11216099A JP2000301300A JP 2000301300 A JP2000301300 A JP 2000301300A JP 11112160 A JP11112160 A JP 11112160A JP 11216099 A JP11216099 A JP 11216099A JP 2000301300 A JP2000301300 A JP 2000301300A
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nozzle
molten steel
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inert gas
immersion nozzle
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Takeo Imoto
健夫 井本
Hiroaki Iiboshi
弘昭 飯星
Takayuki Shiragami
孝之 白神
Kiyoshi Shigematsu
清 重松
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、タンディッシュから鋳型内へ溶鋼
を注入するに際して、ノズルの閉塞を防止し数多くの連
々鋳を可能となし、かつ鋳片の表面性状が良好な各種鋼
合金鋼などを鋳造できる連続鋳造方法を提供する。 【解決手段】 タンディッシュから鋳型へ溶鋼を注入す
るための上ノズルへ不活性ガスを吹き込むとともに、浸
漬ノズルから不活性ガスを吸引して、該浸漬ノズルから
鋳型内へ流入する不活性ガスの総流量を制御しつつ、メ
ニスカス部の溶鋼を電磁攪拌することを特徴とする連続
鋳造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はタンディッシュから
鋳型内へ溶鋼を注入するに際して、ノズルの閉塞を防止
し数多くの連々鋳を可能となし、かつ鋳片の表面性状が
良好な低合金鋼、ステンレス鋼、各種鋼合金鋼などを鋳
造できる連続鋳造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、連続鋳造工程では、タンディッシ
ュの整備コストを低減するため、1基タンディッシュで
複数の鍋を交換する多連続鋳造(連々鋳)操業が行われ
ており、コストの低減を図るためにはより多くの溶鋼を
1キャストで鋳造する必要がある。
【0003】しかし、従来からタンディッシュノズルの
材質としては、一般的にはハイアルミナ質が使用されて
いるが、非金属介在物(以下介在物と略称する)である
アルミナクラスターがノズル内孔表面に付着し、ノズル
閉塞を発生し易い欠点を有していた。
【0004】タンディッシュ上部ノズル材質がたとえ他
の材質であっても前記連々鋳、例えば数チャージ分の取
鍋内溶鋼を鋳込むような場合には、取鍋交換前の溶鋼温
度の低下もアルミナ付着現象を助長する一因となり、徐
々にアルミナの付着が進行し、最終的にはノズル閉塞が
発生して鋳造不可能になってしまうケースが度々発生
し、多大な損害を被り、改善を求められていた。
【0005】ノズル内にアルミナが付着することは、鋳
造中にノズルがやがて閉塞して鋳造速度を低下しなけれ
ばならなくなったり、ノズル上方から閉塞部を洗浄する
必要が生じ、鋳造スラブの品質を悪化させたり、鋳造操
業面で支障をきたすことが多発していた。
【0006】連々鋳回数を増加させて長時間の鋳造を行
う場合には、溶鋼を供給するノズル内にアルミナなどが
付着してノズルが閉塞することを防止してやらなければ
ならず、このノズルが閉塞の問題に対処するためには、
上ノズルや浸漬ノズルなどからアルゴンなどの不活性ガ
スを吹き込んで、ノズル内壁に異物が付着するのを防止
することが一般的に行われている。
【0007】このようなノズル内壁への異物付着防止の
ための発明として、例えば特開昭58−151948号
公報が開示されており、上ノズルや浸漬ノズル中に不活
性ガスを吹き込む技術が記載されている。その記載内容
によれば、連続鋳造工程は取鍋に受けた溶鋼をタンディ
ッシュに連続的に移し、そこから浸漬ノズルを通じて鋳
型内に供給することによって行われる。
【0008】連続鋳造では可能なかぎり長時間、つまり
なるべく多数の取鍋溶鋼を連続して処理(多連鋳)でき
ることが望ましいが、その限界を与える要因はいくつか
あり、浸漬ノズルの閉塞が最大の問題である。そしてこ
の閉塞は、溶鋼がアルミニウムを含有する場合、特に
0.02%またはそれ以上の高含有量において起こりや
すい。また、この事実からも裏付けられるが、ノズルを
閉塞するものは、アルミナを主成分とする介在物のノズ
ル内壁への付着、成長である。
【0009】この対策としては、浸漬ノズルの内部にガ
ス流路を設け、そこからノズル内壁に向かってスリット
を設けたり、ポーラスな部分を設けたりして、そこから
不活性ガス、例えばアルゴンや窒素を吹き出して、アル
ミナのノズル内壁への付着防止することを行っていると
言うものである。
【0010】一方、高級自動車用鋼板などのように、特
に表面の清浄性に厳格な鋼では、圧延時のスリパーなど
の起因になる鋳片表面近傍のアルミナ系介在物や気泡
(表層欠陥)を除去することが重要な事項である。鋳片
の表層欠陥を除去するためには、鋳型上部で初期に凝固
する鋳片の比較的薄いシェル部分の介在物や気泡が影響
を及ぼしていることから、その原因となる介在物、気泡
を除去する必要がある。このことから、これらを洗い流
すためメニスカス部の溶鋼に流れを与えることが考慮さ
れ、そのために鋳型内電磁攪拌が用いられ、溶鋼への流
動を電磁力で付与している。
【0011】この技術の1例として、特開平7−112
247号公報が開示されており、表層欠陥となる介在物
を洗い流すための電磁攪拌方法が記載されている。この
概要は、連続鋳造における鋳型内の溶鋼流動制御によっ
て、表面および内部品質の優れた鋳片を得る連続鋳造方
法にあり、吐出口をノズル底部に設けて溶鋼を下向きに
注入し、鋳型外側に電磁攪拌装置を設置してメニスカス
近傍の鋳型内溶鋼を凝固シェルの内周面に沿って水平方
向に回転する流れを生じせしめ、かつノズル2吐出口よ
り下方に静磁場を印加して吐出流を減衰させる鋳片の連
続鋳造方法であり、鋳片内部および表面の介在物や気
泡、湯じわ、縦割れを同時に低減せしめ、表面および内
部品質の優れた鋳片を製造するものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】連々鋳回数を高位に維
持しつつ、表層欠陥の少ない鋳片を安定的に製造するた
めには、大量の不活性ガスをタンディッシュから鋳型へ
のノズルへ吹込みながら、電磁攪拌を付与することが効
果的である。しかし、ノズル内に吹き込まれた不活性ガ
スは、溶鋼と共に鋳型内に流入し、不活性ガスは鋳型上
部の溶鋼中を通り抜け鋳型外に放散することから、溶鋼
メニスカス部にあるパウダーと溶鋼との界面を通過する
際に、パウダー性欠陥の発生起因となることが知られて
いる。
【0013】また、前記した如く不活性ガスがパウダー
と溶鋼との界面を通過する際の界面の乱れに対して、さ
らに溶鋼へ電磁攪拌力を付与するならば、気泡の界面擾
乱に対して乱流攪拌を加えることになることから、パウ
ダー性欠陥の大量発生を誘発する起因になるという問題
を有している。
【0014】本発明では、電磁攪拌による表層欠陥を防
止しつつノズル内への不活性ガスによるパウダー性欠陥
を防止し、かつ、高回数の連々鋳を実現することを目的
とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来方
法における問題点を解決するためになされたものであっ
て、その要旨とするところは、下記手段にある。 (1) タンディッシュから鋳型へ溶鋼を注入するため
の上ノズルへ不活性ガスを吹き込むとともに、浸漬ノズ
ルから不活性ガスを吸引して、該浸漬ノズルから鋳型内
へ流入する不活性ガスの総流量を制御しつつ、メニスカ
ス部の溶鋼を電磁攪拌する連続鋳造方法。 (2) 前記(1)において、鋳型内へ流入する不活性
ガスの総流量を10Nリットル/min以下に調整した
連続鋳造方法。 (3) 前記(2)において、上ノズル供給する不活性
ガス量を5〜30Nリットル/minに調整した連続鋳
造方法。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明は、前記課題が上記ノズル
内へ供給する不活性ガスにあることを突き止め、該ノズ
ル内への不活性ガス供給量の適正化並びに、鋳型内へ溶
鋼と共に流入する不活性ガス量を適切に保つために開発
されたもので、本発明者らの多くの実験の積み重ねにに
よって、試行錯誤の結果求められたものである。
【0017】図1は本発明の実施態様の1例を示したも
ので、タンディッシュ1から鋳型2に注入される溶鋼3
は、上ノズル4、スライディングノズル5、浸漬ノズル
6を介して供給される。上ノズル4には外部からの配管
が設置されており、アルゴンガスが供給される。浸漬ノ
ズル6の下部には溶鋼メニスカスよりも低い部分に存在
する吐出孔閉鎖防止のために、上ノズルと同様に外部か
らの配管が設置されており、ノズル内面に設けられた多
孔質体を介して少量のアルゴンガスを吹き込むと共に、
上部からはアルゴンガスの吸引を行っている。
【0018】さらに、メニスカス付近の溶鋼3には電磁
攪拌コイル7が配備され、該コイル7によって鋳型内メ
ニスカス部の溶鋼が攪拌され、鋳片表層近傍の凝固シェ
ル8への介在物または微細気泡の付着が防止される。
【0019】ノズル内に吹き込まれた不活性ガス(この
場合はアルゴンガス)は、溶鋼3と共に鋳型2内に流入
するが、アルゴンガスの気泡が溶鋼3とパウダー9の界
面を通過することによって、問題が起こらない量まで浸
漬ノズルから余分のアルゴンガスを吸引除去できるよう
に、浸漬ノズル6上部の側面でかつ、スライディングノ
ズル5の可動側(全周であってもよい)に、ノズル外へ
アルゴンガスを排出するための配管が設置されており、
その排出量を調整できる如く設備されている。したがっ
て、ノズル内へ吹き込まれるアルゴンガス流量は自由に
制御される。
【0020】電磁攪拌力としては、溶鋼表面流速が0.
1〜0.5m/s程度で表層欠陥防止に効果があり、こ
の範囲内であれば、吐出孔からの鋳型内に流入する不活
性ガス量が、10(Nリットル/min)以下であれば
パウダーの巻き込みが問題となることはなく、鋳片表面
欠陥を例えば鋼板において問題のない低レベルに制御す
ることができる。
【0021】図2は連々鋳において1〜3鍋で鋳造され
た鋳片での鋳型内への流入アルゴンガス流量と内部欠陥
との関係を示したものであり、アルゴンガス流量が10
Nリットル/minを超えると、急激に内部欠陥(内部
欠陥評点は80以上を合格基準としている)が悪化して
いることが判る。また、電磁攪拌の有無によっても明ら
かに差が表れており、鋳型内メニスカス部の電磁攪拌が
必須であることを示している。
【0022】本発明において、上ノズルへ供給する不活
性ガス量を5〜30Nリットル/minとしたのは、5
Nリットル/min未満では、上ノズルに異物が付着す
るのを防止するのにその効果が足りないためであり、ま
た30Nリットル/minを超えて供給した場合には、
タンディッシュから浸漬ノズルへの溶鋼が抑えられ、鋳
型への溶鋼供給が所定量確保できない惧れがあるためで
ある。
【0023】さらに、特に電磁攪拌による溶鋼攪拌性を
向上させる必要性がある場合には、特開平9−2858
52に示されているようなスリット付きノズルを用いた
り、内部介在物を特に低減する必要がある場合には、前
述の特開平7−112247に記載されている直流電磁
ブレーキを併用するような、既存技術との組み合わせを
行うことは有効な手段である。なお、本説明では上ノズ
ルへのアルゴンガス吹込みをノズルへの直接配管で行っ
ているが、ストッパーによる溶鋼の流量制御を行う場合
には、ストッパーからの吹込みでも同様の効果が得られ
る。
【0024】
【実施例】本発明の効果を検証するために、1鍋340
t、2ストランドの連続鋳造機を用いて適用試験を実施
した。鋼種は、アルミキルドの低合金鋼であり、鋳造の
速度は9〜11t/分で行った。品質の指標としては、
表層欠陥については、冷延板の目視検査によるスリパー
評点、内部欠陥については熱延段階におけるUST検査
による内部欠陥評点を調査し、N=20コイルの平均値
で評価した。
【0025】予備試験の段階で、本試験条件下では浸漬
ノズルから吸引するガス中のアルゴン濃度はほぼ純粋と
みなして良いということが判明していたため、鋳型内へ
の流入するアルゴンガス流量は以下の式で定義した。 鋳型内へのアルゴンガス流入量(リットル/min)=
上ノズルへの供給アルゴンガス量+浸漬ノズル(IN)
下部への供給アルゴンガス量−浸漬ノズル(IN)上部
での吸引アルゴンガス量
【0026】また、鋳型内電磁攪拌は、電磁力を印加し
てメニスカスでの溶鋼流速を0.2cm/sでおこなっ
た。さらに、連々鋳の予定回数は15鍋まで行うつもり
であったが、途中でノズルが閉塞して鋳造が著しく困難
になった場合は、予定よりも少ない鍋数で鋳造を打ち切
った。
【0027】
【表1】
【0028】本発明によるものは、いずれも良好な鋳片
が得られたが、比較例,従来例では本発明の条件から外
れていたために、予定した連々鋳回数まで鋳造を継続で
きなかったもの、また予定した連々鋳回数を確保できて
も、それぞれの理由によって、スリバー疵または内部欠
陥において、合格基準点(80点)を満たすことができ
なかった。
【0029】
【発明の効果】本発明により、電磁攪拌による表層欠陥
の防止と、鋳型内へのアルゴンガス流入低減によるパウ
ダー欠陥防止をノズル閉塞を回避しつつ、実現できるよ
うになり、表面性状の良好な鋳片を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明での実施状況を示す概略説明図
【図2】鋳型内への流入アルゴンガス量と内部欠陥評点
の関係を示す図
【符号の説明】
1 タンディッシュ 2 鋳型 3 溶鋼 4 上ノズル 5 スライディングノズル 6 浸漬ノズル 7 コイル 8 凝固シェル 9 パウダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白神 孝之 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 重松 清 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 Fターム(参考) 4E004 AA09 FB00 HA01 MB12

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンディッシュから鋳型へ溶鋼を注入す
    るための上ノズルへ不活性ガスを吹き込むとともに、浸
    漬ノズルから不活性ガスを吸引して、該浸漬ノズルから
    鋳型内へ流入する不活性ガスの総流量を制御しつつ、メ
    ニスカス部の溶鋼を電磁攪拌することを特徴とする連続
    鋳造方法。
  2. 【請求項2】 前記請求項1において、鋳型内へ流入す
    る不活性ガスの総流量を10Nリットル/min以下に
    調整したことを特徴とする連続鋳造方法。
  3. 【請求項3】 前記請求項2において、上ノズル供給す
    る不活性ガス量を5〜30Nリットル/minに調整し
    たことを特徴とする連続鋳造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009154172A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Jfe Steel Corp アルミキルド鋼の連続鋳造方法
KR101323298B1 (ko) * 2011-09-17 2013-10-30 주식회사 포스코 연속 주조 장치 및 불활성 가스 주입 방법
CN111545718A (zh) * 2020-05-11 2020-08-18 首钢集团有限公司 一种板坯连铸吹氩的方法及装置

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