JP2002035894A - アルミキルド鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
アルミキルド鋼の連続鋳造方法Info
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Abstract
塞を防止し、しかもCa添加処理にともなう鋼の孔食、
錆および介在物を低減できるアルミキルド鋼の連続鋳造
方法を提供する。 【解決手段】 溶鋼中の[ 溶解Al] が0.01〜0.3 質量%
である溶鋼の連続鋳造方法において、下記式を満足する
ように溶鋼中の[Ca] 濃度を調整する。 0.5[O]≦[Ca]≦81×[O]/[S]
Description
連続鋳造方法に関し、特にタンディッシュノズル(以
下、単にノズルともいう)の介在物による閉塞を防止で
きるアルミキルド鋼の連続鋳造方法、さらにCa添加処
理にともなう孔食、錆および介在物を低減できるアルミ
キルド鋼の連続鋳造方法に関する。
ディッシュに注入された溶鋼をタンディッシュ内で滞留
させ、介在物の浮上処理等を行った後、タンディッシュ
ノズルを介してモールドへ溶鋼を供給し、モールドで鋼
を冷却凝固させながら連続的に鋳片を引き抜いていく工
程からなる。
鋼では、脱酸生成物であるアルミナが介在物として不可
避的に存在し、このアルミナが鋳造中にタンディッシュ
ノズルの内壁に付着し易い。この付着が甚だしい場合に
はノズルが閉塞し、鋳造を中断する必要があり安定操業
の観点から問題となる例えば、特開平3−165952
号公報には、ノズル閉塞防止方法として溶鋼中にCaを
添加し、溶鋼のCa濃度/Al濃度の比を全O濃度に応
じて適正範囲に調整する方法を提案している。
物およびCaO-Al2O3-CaS系の大型介在物の生成を防止で
きるとしている。また、この方法はAlとSとを含有す
る鋼を連続鋳造する際にノズル詰まりを防止できるとし
ている。
験では、この方法は高融点のCaS系介在物が大量に生
成するおそれがあり、これがノズル内壁に付着してノズ
ル詰まりを生じるという問題がおきるおそれがある。
ル詰まり対策を行った場合に、鋼中介在物を起点にして
孔食や錆が発生して、製品欠陥の原因となるという問題
もある。
に際し、ノズル閉塞を防止し、しかもCa添加処理にと
もなう鋼の孔食、錆および介在物を低減できるアルミキ
ルド鋼の連続鋳造方法を提供することにある。
理に関して下記の知見を得た。 (A)溶鋼中の[S] 濃度が高い場合には、CaS 系介在物
を生成し易くノズル閉塞が発生し易い。
に存在するAl2O3 量が多いことを意味する。Ca添加後の
介在物は、CaO 濃度の低い介在物となり、CaO 濃度の低
い介在物は融点が高くノズル閉塞を引き起こし易い。
損させ、ノズル寿命を低下させる。また、CaO 濃度の高
い介在物は鋳造作業を中断させる原因となるため、溶鋼
中の[Ca]濃度には上限を与える必要がある。
[S] および[O] の3つの濃度(単位:質量ppm;以下、
単にppm で質量ppm を表す)を同時に規定する必要があ
る。 (B)以上の3変数[Ca]、[S] および[O] 濃度がCa添加
後の介在物中のCaS 含有量に及ぼす影響を理論的に導き
出すことは困難なため、多数の実験結果を基に経験式を
求めた。その結果、介在物中のCaS 含有量(単位:質量
%;以下、単に%で質量%を表す):(CaS) は経験式と
して(1)式であらわされることがわかった。
の関係を示すグラフである。
験装置を用いて行い、連続鋳造試験終了後にタンディッ
シュノズルを回収してノズルの水平断面におけるノズル
閉塞状況を調査した。
開口面積をSo 、使用後の水平断面における開口面積を
Sとして、ノズル閉塞率Xとして下記(2)式で表せ
る。 X= (So −S)/So (2) すなわち、使用前後で開口面積が同じであれば閉塞率X
は0.0となり、使用後に完全閉塞する(S=0)と、
閉塞率は1.0となる。
%を超えると急激にノズル閉塞率が増大することが判明
した。 (D)図2は、溶鋼中の濃度比([Ca]/[O])とノズル閉
塞率との関係を示すグラフである。
験装置を用い、(CaS) ≦30%の条件下で行った。同図に
示すように、溶鋼中の濃度比([Ca]/[O])(以下、単に
[Ca]/[O]ともいう)が0.5 未満ではノズル閉塞率が大き
な値となることが判明した。
未満で試験を行った際に使用したノズルを回収し、閉塞
物を採取してEPMAで分析したところ、閉塞物は高Al2O3
含有物濃度であることを確認した。
高い介在物によって生じるノズル閉塞を防止するために
は、(CaS) ≦30%と[Ca]/[O]≧0.5 とを同時に満たす必
要があることを見出した。
ら0.37×[Ca]×[S]/[O] ≦30%と表され、[Ca] ≦
([O]/[S] )81ppm %と整理できる。また、[Ca]/[O]
≧0.5 は同様に[Ca]≧0.5[O] と整理できる。
に整理すると、下記式が得られる。 0. 5[O] ≦[Ca]≦81×[O]/[S] この式を満足するように、溶鋼中の[Ca]濃度を調整する
ことにより、低コストでノズル詰まり無く連続鋳造する
ことは可能となる。
組成の変化によりスラブあるいは圧延後の鋼に孔食ある
いは錆が発生し鋼の欠陥につながる場合があることを見
出した。
る点にあると考えられる。この対策を検討した結果、鋼
中に微量のMgを適正範囲含有させることにより介在物の
水溶性を低減することが可能となり、孔食あるいは錆の
問題を回避できることがわかった。
の関係を示すグラフである。なお、鋼の欠陥指数とは、
孔食あるいは錆による欠陥数とMgO ・Al2O3 系介在物に
よる欠陥数合計の総欠陥数を鋼材単位表面積当たりの総
欠陥数(個/cm 2 )とした指数である。欠陥指数が1.0
を越えると鋼材はスクラップに格下げとなり、生産コス
ト上昇と納期延長につながる。そのため、欠陥指数を1.
0 以下に抑制する必要がある。
pm未満ではMg量が不足して孔食あるいは錆が発生し易く
鋼の欠陥指数が急激に高くなる。また、10ppm 超では介
在物欠陥の原因となる高融点のMgO ・ Al2 O 3 系介在物
が多量に発生し同様に鋼の欠陥指数が急激に高くなる。
とすることが好ましい。以上の知見に基づいて下記の本
発明を完成した。 (1)溶鋼中の[ 溶解Al] 濃度が0.01〜0.3 質量%であ
る溶鋼の連続鋳造方法において、下記式を満足す るこ
とを特徴とするアルミキルド鋼の連続鋳造方法。
を特徴とする上記(1)に記載のアルミキルド鋼の連続
鋳造方法。
タンディッシュノズルを鋳型内溶鋼に浸漬し、取鍋から
タンディッシュに注入された溶鋼を該ノズルを通じて鋳
型へ供給し、鋳型内で溶鋼を凝固させつつ鋳片を引き抜
いていく方法である。
の数に依存するが、通常1〜8本程度である。タンディ
ッシュには鋳造速度に応じて溶鋼の供給速度を制御する
装置が付属している。例えば、タンディッシュノズルに
スライディングゲートを付与しこのゲートの開度を調整
したり、タンディッシュ上方からストッパーをタンディ
ッシュノズル上部に挿入してストッパーの昇降を調整し
たりする。これ以外にも、電磁気力を利用したりするも
のもあるが、これらの形式はいずれでもよく、溶鋼の供
給速度の調整ができればよい。
特に限定されないが、小径ノズルを使用するために元来
ノズル閉塞が生じやすいと言われるブルームやビレット
製造用連続鋳造装置において特に効力を発揮しやすい。
がタンディッシュに注入される前に取鍋内で金属Alあ
るいはAl含有合金を添加される。アルミキルド鋼の溶
解Al(以下、[sol.Al]ともいう)濃度は0.01〜0.3%で
ある。[sol.Al]濃度が0.01%未満では脱酸が弱すぎ、0.3
%超では脱酸効果が飽和するからである。
は、いずれも全濃度である。Caを取鍋内溶鋼に添加し
てもよいし、浸漬管を下部に有する真空装置を取鍋内溶
鋼に浸漬させて溶鋼を攪拌あるいは循環させつつ真空槽
内溶鋼に添加してもよい。さらに、タンディッシュ内溶
鋼にCaを添加してもよい。
のを溶鋼中に吹き込み、あるいは溶鋼表面に吹き付け、
あるいは溶鋼上部から落下させてもよく、被覆ワイヤー
に装填してワイヤー添加してもよい。
状態にして溶鋼に添加してもよい。Ca原料としては、
金属Ca、Fe−Ca、Ca−SiまたはCa−Al合
金等を用いることができる。
いてもよい。鋼中の[Mg]濃度を調整する方法として
は、金属MgあるいはMg含有合金を溶鋼に添加する、ある
いは、Mg酸化物(MgO) を含有する溶融体あるいは固体を
鋼中の[Al]あるいは[Ca]により還元する方法等を用
いればよい。
硫装置で脱硫後、溶銑質量180 トン規模の転炉に装入し
て酸素吹錬した。[C] 濃度が0.05% まで脱炭吹錬後、溶
鋼を取鍋に出鋼し、溶鋼を収容した取鍋をRH脱ガス装
置へ搬送し、二次精錬処理を実施した。
を添加し、[sol.Al]濃度を0.01〜0.3%に調整した。二次
精錬終了後に取鍋を連続鋳造装置へ搬送し、タンディッ
シュの上に取鍋を据え置いた後、取鍋からタンディッシ
ュへ溶鋼を供給した。タンディシュに供給された溶鋼は
タンディッシュノズルを介して鋳型へ供給される。その
際、タンディッシュノズルに設けたスライドゲートによ
りノズル開度を調整して鋳造速度に見合った速度で溶鋼
を鋳型に供給する。連続鋳造時にCaSiを充填したワ
イヤーを連続的にタンディッシュ内へ供給した。
装置を使用し、連続鋳造操業時にタンディッシュノズル
開度を記録した。タンディッシュノズル閉塞が進行する
とタンディッシュノズル流路断面積が小さくなり、鋳造
速度を維持するためにはノズル開度を上げる必要があ
る。ノズル開度が95%を越えるとスライドゲートによ
る溶鋼供給速度調整が実質的に不可能となるため、この
時点で連続鋳造を中止した。中止に至るまでの鋳造ヒー
ト数によりノズル閉塞を評価した。
[O] および[S] との関係を示す。
算で求められる[Ca]濃度の下限値および上限値をそれぞ
れ示す。
はノズル閉塞のため鋳造ヒート数は4以下であるのに対
し、[Ca]が[Ca]L 以上[Ca]H 以下ではノズル閉塞が軽減
できるため鋳造ヒート数は8以上となった。
から回収した閉塞物はAl2O3 含有量が高く、[Ca]H 超の
場合には閉塞物はCaS 含有量が高いことを確認した。以
上から、CaS あるいはAl2O3 介在物に起因するノズル閉
塞を防止するためには、[Ca]を[Ca]L 以上[Ca]H 以下に
制御することが必要であることがわかった。
行い、取鍋段階で金属Mgを添加して[Mg]濃度を調整し
た。[Ca]L =7.5ppm 、[Ca]H =20.3ppmの計算結果で[Ca]
を15ppm に調整したため、鋳造ヒート数は10であっ
た。
の関係を試験した結果を示す。なお、欠陥指数とは、前
記の通り、孔食あるいは錆による欠陥数とMgO ・Al2O3 系
介在物による欠陥数合計の総欠陥数を鋼材単位表面積当
たりの総欠陥数(個/cm2)とした指数である。
ためには[Mg]を0.3 〜10ppm とする必要があることがわ
かった。
造に際し、ノズル閉塞を防止でき、しかもCa添加処理
にともなう鋼の孔食、錆および介在物を低減できる。
を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
グラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 溶鋼中の[ 溶解Al] 濃度が0.01〜0.3 質
量%である溶鋼の連続鋳造方法において、下記式を満足
することを特徴とするアルミキルド鋼の連続鋳造方法。 0.5[O]≦[Ca]≦81×[O]/[S] 但し、[O] :溶鋼中の酸素濃度(質量ppm ) [Ca]:溶鋼中のカルシウム濃度(質量ppm ) [S] :溶鋼中の硫黄濃度(質量ppm ) - 【請求項2】 溶鋼中の[Mg]濃度が0.3 〜10質量ppm で
あることを特徴とする請求項1に記載のアルミキルド鋼
の連続鋳造方法。
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JP2000226994A JP3494132B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | アルミキルド鋼の連続鋳造方法 |
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WO2015046241A1 (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | 日新製鋼株式会社 | 連続鋳造方法 |
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JP2015066559A (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | 日新製鋼株式会社 | 連続鋳造方法 |
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