JP2002035906A - Mg添加溶鋼の鋳造方法 - Google Patents

Mg添加溶鋼の鋳造方法

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JP2002035906A
JP2002035906A JP2000217628A JP2000217628A JP2002035906A JP 2002035906 A JP2002035906 A JP 2002035906A JP 2000217628 A JP2000217628 A JP 2000217628A JP 2000217628 A JP2000217628 A JP 2000217628A JP 2002035906 A JP2002035906 A JP 2002035906A
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Akifumi Seze
昌文 瀬々
Takashi Morohoshi
隆 諸星
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶鋼中に添加したMg歩留りを高め、鋳片の
組織を微細化し、微細組織を備えた鋳片やそれを加工し
た鋼材を低コストで工業的に生産することができるMg
添加溶鋼の鋳造方法を提供する。 【解決手段】 容器13に溶鋼12を入れ、その表面を
スラグ19aが覆った溶鋼12にMgを添加した後に、
溶鋼12をタンディッシュ11から鋳型21に鋳造する
溶鋼の鋳造方法において、タンディッシュ11に注湯さ
れた溶鋼12を覆うスラグ19bに含まれるMgO濃度
を26重量%以上にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼に添加するM
gの歩留りを高め、溶鋼が凝固した際の組織を微細にす
ることができるMg添加溶鋼の鋳造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、鋳片は、溶鋼を造塊法や連続鋳造
により、スラブやブルーム、ビレット、薄肉鋳片等に鋳
造し、これを所定のサイズに切断することにより製造し
ている。また、鋳片を均熱炉等を用いて加熱し、圧延や
鍛造等の加工を施すことにより、鋼板や形鋼等の鋼材が
製造される。しかし、鋳片の凝固組織(以下、組織とも
いう)が粗大な場合、組織の粗大化に起因した表面割れ
等の表面欠陥及び内部割れ、センターポロシティ、中心
偏析等の内部欠陥が発生し、手入れの増加や屑化等によ
る歩留り低下を招き、これを加工した鋼材にも同様の問
題が発生する。従って、鋳造時の溶鋼の温度を低くした
低温鋳造、電磁攪拌装置を用いた溶鋼を攪拌により、柱
状晶の成長を抑制して等軸晶化を図ることが行われてい
る。しかし、低温鋳造では、鋳造中にノズル詰まりや地
金付着が生じ易く、等軸晶を備えた組織にするのに限界
がある。一方、電磁攪拌を行うには、2〜17mもの長
い範囲に存在する未凝固の溶鋼に攪拌流れを付与するた
め、多数の電磁攪拌装置が必要になり、設備費の増加や
電力コストの上昇となり、しかも、設備制約から取付け
そのものが困難である等の問題がある。この対策とし
て、特開平9−194986号公報、特開平9−111
397号公報に記載されているように、V、Nb、Mo
等の微量元素の添加とMgの添加により、Mg酸化物を
分散して組織を微細にし、高強度で靱性に優れた鋼材を
製造することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9−194986号公報、特開平9−111397号公
報に記載さた方法では、Mgを添加した際のMg溶解度
が小さく、しかも、Mgの蒸気圧が低く蒸発し易いた
め、溶鋼中へのMgの歩留りが低くなる。その結果、溶
鋼中に、Mg酸化物(MgO、MgO・Al23 )を
安定して形成することができず、組織を微細にする効果
が得られ難いと言った問題がある。更に、Mgの歩留り
が低くなると、添加するMgの量が増加してMg合金等
のコストが上昇し、鋳片やそれを加工した鋼材の製造コ
ストも高くなる。このように、Mgを添加してMg酸化
物を生成させ、鋳片や鋼材の組織を微細にするために添
加するMgの歩留りを高め、安定して組織の微細化を図
り、しかも、微細組織を備えた鋳片やそれを加工した鋼
材の工業的に生産することが困難であるというのが実情
である。
【0004】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、溶鋼中に添加したMg歩留りを高め、鋳片の組織を
微細化し、微細組織を備えた鋳片やそれを加工した鋼材
を低コストで工業的に生産することができるMg添加溶
鋼の鋳造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明の
Mg添加溶鋼の鋳造方法は、容器に溶鋼を入れ、その表
面をスラグが覆った前記溶鋼にMgを添加した後に、該
溶鋼をタンディッシュから鋳型に鋳造する溶鋼の鋳造方
法において、前記タンディッシュに注湯された溶鋼の表
面を覆うスラグに含まれるMgO濃度を26重量%以上
にする。この方法により、容器からタンディッシュに注
湯する際に、溶鋼中に生成したMgOやMgO・Al2
3 からなるMg酸化物が、タンディッシュのスラグへ
移行するのを防止でき、Mg歩留りを高くして、溶鋼中
に凝固核(接種核)として有効なMg酸化物を効率良く
生成して組織を微細にすることができる。スラグに含ま
れるMgO濃度が26重量%より低くなると、溶鋼中の
Mg酸化物がスラグに含まれる酸化物と反応してスラグ
中に留まり、溶鋼中のMg酸化物が減少する。なお、溶
鋼に添加するMgとは、金属Mg、Al−Mg Fe−
Si−Mg、Fe−Si−Mn−Mg等のMg合金であ
る。
【0006】ここで、前記容器は、取鍋であって、該取
鍋内のスラグに含まれるMgO濃度を26重量%以上に
するのが好ましい。これにより、Mgを添加する際に、
溶鋼中のMgがスラグと接触してスラグ中の酸化物と反
応するのを抑制し、しかも、溶鋼中に生成したMgOや
MgO・Al 23 からなるMg酸化物が取鍋のスラグ
へ移行するのを防止することができる。
【0007】更に、前記溶鋼のMg濃度を0.001〜
0.010重量%にすると良い。溶鋼中のMg濃度を所
定の範囲にしているので、鋳片の組織を微細にすること
ができ、しかも、Mg酸化物に起因するヘゲ等の欠陥を
防止することができる。溶鋼のMg濃度が0.001重
量%より低くなると、Mg酸化物の個数が少なくなり過
ぎて鋳片の組織を微細にすることができない。一方、M
g濃度が0.010重量%を超えると、Mg合金の添加
による組織の微細化効果が得られず、合金コストが上昇
する。
【0008】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図1は本発明の一実施の形態に係る
Mg添加溶鋼の鋳造方法に適用される連続鋳造装置の説
明図である。図1に示すように、本発明の一実施の形態
に係るMg添加溶鋼の鋳造方法に用いられる連続鋳造装
置10は、容器の一例であり底部にノズル14を備えた
取鍋13と、このノズル14の下部にSN(スライディ
ングノズル)15を介して取付けたロングノズル16
と、ロングノズル16から取鍋13内の溶鋼12を受湯
するタンディッシュ11とを有している。取鍋13の上
方には、金属Mgワイア17を案内するガイドパイプ1
8を備えた金属Mgワイア17の送り出し装置20を設
け、金属Mgワイア17を取鍋13内の溶鋼12の表面
を覆うスラグ19aを貫通して溶鋼12に挿入し、溶鋼
12にMgを供給可能としている。更に、タンディッシ
ュ11の底部には、ノズル22が設けられ、ノズル22
の下部には、SN(スライディングノズル)23及び浸
漬ノズル24を設けており、タンディッシュ11内の溶
鋼12は、これ等ノズル22、23、24を介して鋳型
21に注湯される。なお、符号19bはタンディッシュ
11内の溶鋼12を覆うスラグであり、符号25は、溶
鋼12が鋳型21内で凝固した鋳片である。
【0009】次に、連続鋳造装置10を用いて本実施の
形態に係るMg添加溶鋼の鋳造方法について説明する。
取鍋13内の溶鋼12に、送り出し装置20を作動し
て、金属Mgワイア17をガイドパイプ18で案内しな
がら、表面を覆ったスラグ19aを貫通して溶鋼12内
に供給し、溶鋼12中のMg濃度として0.001〜
0.010重量%になるようにMgを添加する。金属M
gワイア17中のMgは、溶鋼12中に含まれる酸素
(O)及びFeO、Fe23 、MnO、SiO2 、A
23 、Ti23 等と反応して、微細なMgOやM
gO・Al23 等のMg酸化物を形成する。この溶鋼
12は、容量が30トンのタンディッシュ11に、取鍋
13のノズル14、SN15、ロングノズル16を介し
て注湯される。タンディッシュ11に注湯した溶鋼12
の表面には、取鍋13の詰め物等が混入して溶融したも
のに加えて溶鋼12の表面を断熱保温するために添加し
た保温材が溶融して生成したスラグ19bが浮遊してい
る。このスラグ19bは、マグネシア、ドトマイト等の
MgO含有物を添加することにより、MgO濃度を26
重量%以上に高めて、含まれるFeO、Fe23 、M
nO、SiO2 等の酸化物を少なくしている。そして、
取鍋13からタンディッシュ11に注湯を行った際に、
取鍋13内で溶鋼12中に生成したMg酸化物が、スラ
グ19bに含まれるFeO、Fe23、MnO、Si
2 等の酸化物と反応して消費されるのを抑制できる。
しかも、これ等酸化物と接触した際に、スラグ19bに
Mg酸化物が取り込まれるのを熱力学的(平衡移動)に
防止することができる。その結果、凝固核(接種核)と
して有効なMg酸化物をタンディッシュ11内の溶鋼1
2内に残存させることができる。
【0010】また、取鍋13内の溶鋼12中に生成した
Mg酸化物は、時間の経過に伴ってスラグ19aへ移行
する量が増加し、このMg酸化物の移行に伴ない溶鋼1
2中のMg酸化物の濃度が低下する。しかも、溶鋼12
中のMg酸化物が(1)式で表すMg酸化物の解離反応
を招き、溶鋼12中のMg酸化物濃度がさらに減少する
ことになる。 MgO→Mg+O↑ ・・・・・(1) 従って、タンディッシュ11に溶鋼12を注湯する直前
の取鍋13に、金属Mgワイア17からMgを添加する
ことで、スラグ19aへのMg酸化物の移行と、Mg酸
化物の解離反応の両方を抑制して取鍋13内の溶鋼12
中のMg酸化物の生成効率を安定して高めることができ
る。この溶鋼12をタンディッシュ11内に注湯するこ
とにより、取鍋13とタンディッシュ11内の溶鋼12
の総合Mgの総合歩留りを向上することが可能となる。
そして、タンディッシュ11内の溶鋼12をSN23を
操作して浸漬ノズル24から鋳型21内に注湯し、鋳型
21の冷却と図示しない支持セグメントの冷却水ノズル
からの散水によって冷却されて鋳片25が鋳造される。
この鋳片25は、溶鋼12中に生成した微細なMgOや
MgO・Al23 等のMg酸化物が凝固核となり、こ
の凝固核を起点に凝固が行われ、微細な凝固組織にする
ことができる。その結果、表面割れ等の表面欠陥や内部
割れ、センターポロシティ、中心偏析等の内部欠陥等の
発生を防止でき、鋳片手入れの減少や屑化等による歩留
り低下が防止できる。この鋳片25に圧延等の加工を施
した鋼材の品質も向上することができる。
【0011】また、前記取鍋13内の溶鋼12に金属M
gワイア17によってMgを供給する際のスラグ19a
の組成として、マグネシア、ドトマイト等のMgO含有
物を添加してMgO濃度を26重量%以上にすることに
より、前述のタンディッシュ11内の溶鋼12と同様
に、生成したMg酸化物がスラグ19a中のFeO、F
23 、MnO、SiO2 等の酸化物と接触してスラ
グ19aに取り込まれるのを抑制できる。しかも、溶鋼
12に添加するMgがスラグ19aに直接接触して、酸
化反応によるMgの損失が発生するのを防止することが
できる。その結果、取鍋13内の溶鋼12に添加したM
gの歩留りを高めることができ、取鍋13及びタンディ
ッシュ11内でのMgの総合歩留りをより安定して向上
することができる。
【0012】
【実施例】次に、本実施の形態に係るMg添加溶鋼の鋳
造方法の実施例について説明する。予め取鍋の溶鋼に、
金属MgワイアによりMgを溶鋼中に供給して微細なM
g酸化物を生成させて、取鍋のノズルに取付けたSNを
作動してロングノズルから溶鋼を容量が30トンのタン
ディッシュに注湯し、この注湯の際に、タンディッシュ
の溶鋼の表面を覆うスラグ中のMgO濃度を所定の値に
しておき、鋳造速度が0.6m/分になるように、SN
を操作して浸漬ノズルから溶鋼を鋳型内に注湯し、鋳型
及び支持セグメントの冷却水ノズルからの散水によて冷
却を行い、凝固させて鋳片を鋳造した。そして、タンデ
ィッシュのスラグ中のMgO重量%、鋳片のMg濃度、
微細Mg系酸化物(Mg酸化物)個数、凝固組織につい
て調査した。その結果を表1に示す。実施例1は、タン
ディッシュのスラグ中のMgO濃度を26重量%にした
場合であり、鋳片のMg濃度を14ppmにでき、Mg
歩留りが良好であり微細Mg系酸化物個数が137個/
cm2 になり、鋳片の凝固組織を微細にすることがで
き、表面及び内部欠陥の発生を防止することができた。
実施例2は、タンディッシュのスラグ中のMgO濃度を
50重量%にした場合であり、鋳片のMg濃度を29p
pmにでき、Mg歩留りが良好であり微細Mg系酸化物
個数が302個/cm2 になり、鋳片の凝固組織を微細
にすることができ、表面及び内部欠陥の発生を防止する
ことができた。実施例3は、タンディッシュのスラグ中
のMgO濃度を98重量%にした場合であり、鋳片のM
g濃度が34ppmになり、Mg歩留りが良好であり微
細Mg系酸化物個数が385個/cm2 になり、鋳片の
凝固組織を微細にすることができ、表面及び内部欠陥の
発生を防止できた。
【0013】
【表1】
【0014】これに対し、比較例1及び比較例2は、タ
ンディッシュのスラグ中のMgO濃度をそれぞれ3重量
%、10重量%にした場合であり、鋳片のMg濃度がそ
れぞれ7ppm、9ppmと低く、Mg歩留りが悪くな
り微細Mg系酸化物個数も69、91個/cm2 と少な
くなり、鋳片の凝固組織が一部粗大化し、鋳片に表面及
び内部欠陥の発生が見られた。また、取鍋内の溶鋼にM
gを添加する際に、取鍋のスラグのMgO濃度を26重
量%に、注湯時のタンディッシュのスラグ中のMgO濃
度を26重量%にして鋳造を行ったが、Mg歩留り、微
細Mg系酸化物個数、共に良好であり、安定して鋳片の
凝固組織を微細にすることができた。
【0015】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、Mgは、金属Mgワイアで添加する他に、
ランスの先端を溶鋼内に浸漬し、アルゴンガス等の不活
性ガスを搬送気体として吹き込むことができる。
【0016】
【発明の効果】請求項1〜3記載のMg添加溶鋼の鋳造
方法は、容器に溶鋼を入れ、その表面をスラグが覆った
溶鋼にMgを添加した後に、溶鋼をタンディッシュから
鋳型に鋳造する溶鋼の鋳造方法において、タンディッシ
ュに注湯された溶鋼を覆うスラグに含まれるMgO濃度
を26重量%以上にするので、溶鋼中に添加したMg歩
留りを高めて鋳片や鋼材の組織を微細化し、微細組織を
備えた鋳片や鋼材を低コストで工業生産することができ
る。
【0017】特に、請求項2記載のMg添加溶鋼の鋳造
方法は、容器を取鍋とし、取鍋内のスラグに含まれるM
gO濃度を26重量%以上にするので、スラグ中の酸化
物によるMgの損失を抑制し、Mg合金歩留りをより向
上することができる。
【0018】請求項3記載のMg添加溶鋼の鋳造方法
は、溶鋼のMg濃度を0.001〜0.010重量%と
するので、溶鋼中のMg濃度を所定の範囲にすることに
より、鋳片の組織を微細にでき、しかも、Mg酸化物に
起因するヘゲ等の欠陥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るMg添加溶鋼の鋳
造方法に適用される連続鋳造装置の全体図である。
【符号の説明】
10:連続鋳造装置、11:タンディッシュ、12:溶
鋼、13:取鍋、14:ノズル、15:SN(スライデ
ィングノズル)、16:ロングノズル、17:金属Mg
ワイア、18:ガイドパイプ、19a:スラグ、19
b:スラグ、20:送り出し装置、21:鋳型、22:
ノズル、23:SN(スライディングノズル)、24:
浸漬ノズル、25:鋳片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C21C 7/00 C21C 7/00 H J C22C 33/04 C22C 33/04 Z // B22D 1/00 B22D 1/00 J

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器に溶鋼を入れ、その表面をスラグが
    覆った前記溶鋼にMgを添加した後に、該溶鋼をタンデ
    ィッシュから鋳型に鋳造する溶鋼の鋳造方法において、
    前記タンディッシュに注湯された溶鋼の表面を覆うスラ
    グに含まれるMgO濃度を26重量%以上にすることを
    特徴とするMg添加溶鋼の鋳造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のMg添加溶鋼の鋳造方法
    において、前記容器は、取鍋であって、該取鍋内のスラ
    グに含まれるMgO濃度を26重量%以上にしているこ
    とを特徴とするMg添加溶鋼の鋳造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のMg添加溶鋼の鋳
    造方法において、前記溶鋼のMg濃度が0.001〜
    0.010重量%であることを特徴とするMg添加溶鋼
    の鋳造方法。
JP2000217628A 2000-07-18 2000-07-18 Mg添加溶鋼の鋳造方法 Withdrawn JP2002035906A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8450766B2 (en) 2008-03-17 2013-05-28 Panasonic Corporation Light emitting device
WO2013162269A1 (ko) * 2012-04-27 2013-10-31 Kang Won Sub 페로니켈슬래그를 이용한 페로실리콘과 마그네슘 제조방법 및 그에 사용되는 제조장치 및 용융환원로

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