JP2002153952A - METHOD FOR PRODUCING Al-KILLED STEEL CAST SLAB - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING Al-KILLED STEEL CAST SLABInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、形鋼や棒鋼及び線
材等に用いられるＡｌキルド鋼鋳片の製造方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an Al-killed steel slab used for a section steel, a bar and a wire.
【０００２】[0002]
【従来の技術】形鋼や平鋼及び棒鋼の分野では、ＪＩＳ
のＳＳ、ＳＲ、ＳＤ規格を満足する鋼材が広く用いられ
ている。これらの規格では、主に強度が規定されてお
り、鋼の成分としてはＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓのみが規
定されている。従って、これらの鋼材にはＣ、Ｓｉ、Ｍ
ｎ、Ｐ、Ｓの各成分を調整したＳｉ−Ｍｎキルド鋼が用
いられており、Ａｌはコストの面から一般的に添加され
ていない。そして、これらの鋼を連続鋳造する場合に
は、タンディッシュと鋳型との間で浸漬ノズルや注湯量
制御機構を設置せずに、空気中若しくは調整された雰囲
気中を通ってタンディッシュから鋳型内に注湯する方
式、所謂、オープン注湯方式で鋳造されている。2. Description of the Related Art In the field of shaped steel, flat steel and steel bar, JIS
Steel materials satisfying the SS, SR, and SD standards are widely used. In these standards, strength is mainly specified, and only C, Si, Mn, P, and S are specified as components of steel. Therefore, these steel materials include C, Si, M
A Si-Mn killed steel in which the components of n, P, and S are adjusted is used, and Al is not generally added in terms of cost. Then, when continuously casting these steels, without installing an immersion nozzle or a pouring amount control mechanism between the tundish and the mold, the steel passes from the tundish into the mold through an air or a regulated atmosphere. The casting is performed by a so-called open pouring method.
【０００３】一方、ＪＩＳのＳＮ、ＳＭ規格が適用され
た形鋼や平鋼及び棒鋼の分野では、強度以外にも靭性が
規定されており、そのため、実用上はＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｐ、Ｓの成分だけではなく、ＡｌＮによるオーステナイ
ト結晶粒の微細化を目的として、Ａｌも成分調整された
鋼が用いられている。更に、磨き棒鋼や線材では、加工
時の表面疵や熱処理性の観点から、やはりＡｌが添加さ
れたＡｌキルド鋼が用いられている。これらのＡｌキル
ド鋼を連続鋳造する場合には、前述のオープン注湯方式
を用いることはできない。その理由は、タンディッシュ
底部に設置した注湯用ノズルが溶鋼中のＡｌ2 Ｏ3 によ
り閉塞して、注湯できなくなるからである。[0003] On the other hand, in the field of shaped steel, flat steel and bar steel to which the JIS SN and SM standards are applied, toughness is specified in addition to strength. Therefore, in practice, C, Si, Mn,
Steel is used in which not only the components of P and S but also Al is adjusted for the purpose of refining austenite crystal grains by AlN. Further, in the case of polished steel bars and wires, Al-killed steel to which Al is added is also used from the viewpoint of surface flaws and heat treatment during processing. When continuously casting these Al-killed steels, the above-described open pouring method cannot be used. The reason is that the pouring nozzle installed at the bottom of the tundish is clogged by Al 2 O 3 in the molten steel, so that pouring cannot be performed.
【０００４】オープン注湯方式の場合、タンディッシュ
から鋳型への注湯は溶鋼の自由落下により行われ、注湯
量はタンディッシュ内の溶鋼高さと注湯用ノズルの内径
とで決まる。それ故、注湯用ノズルの内径を余り大きく
することができず、通常、内径が１５〜３０ｍｍ程度の
注湯用ノズルが使用される。Ａｌキルド鋼の場合、溶鋼
中に懸濁している脱酸生成物のＡｌ2 Ｏ3 が注湯用ノズ
ルに付着してノズル内径が減少し、注湯量制御ができな
くなる。従って、Ａｌキルド鋼を連続鋳造する場合に
は、内径が５０ｍｍ以上の浸漬ノズルを用い、更に、注
湯量制御のためのスライドバルブやストッパーを設置し
ている。In the open pouring method, pouring from a tundish into a mold is performed by free fall of molten steel, and the amount of pouring is determined by the height of the molten steel in the tundish and the inner diameter of a pouring nozzle. Therefore, the inside diameter of the pouring nozzle cannot be made too large, and usually a pouring nozzle having an inside diameter of about 15 to 30 mm is used. In the case of Al-killed steel, the deoxidized product Al 2 O 3 suspended in the molten steel adheres to the pouring nozzle, reducing the nozzle inner diameter, making it impossible to control the pouring amount. Therefore, when continuously casting Al-killed steel, an immersion nozzle having an inner diameter of 50 mm or more is used, and a slide valve and a stopper for controlling the amount of molten metal are installed.
【０００５】浸漬ノズルを用いた鋳造方法は、オープン
注湯方式に較べて、スライドバルブ等の注湯量制御装置
に伴う設備コストと消耗品である耐火物コストの両方の
面で不利である。そのため、形鋼や平鋼及び棒鋼の分野
では、Ａｌキルド鋼の製造コスト削減を目的として、Ａ
ｌを含有しない溶鋼をオープン注湯方式で鋳型内に注湯
しつつ、鋳型内の溶鋼にＡｌを添加することでＡｌキル
ド鋼を製造する方法が古くから試みられている（例えば
「我が国における鋼の連続鋳造技術史」ｐ．４２１：日
本鉄鋼協会編、平成８年１１月３０日発行）。[0005] The casting method using the immersion nozzle is disadvantageous as compared with the open pouring method in terms of both the equipment cost associated with the pouring amount control device such as a slide valve and the cost of the refractory as consumables. Therefore, in the field of shaped steel, flat steel, and steel bar, A
A method of manufacturing Al-killed steel by adding Al to molten steel in a mold while pouring molten steel not containing l into a mold by an open pouring method has been tried for a long time (for example, "Steel in Japan"). History of Continuous Casting Technology ”p.421: edited by the Iron and Steel Institute of Japan, published on November 30, 1996).
【０００６】しかしながら、鋳型内の溶鋼にＡｌを添加
した場合、Ａｌ歩留まりのヒート間のばらつきが大き
く、目標とするＡｌ量を確保できないという問題点があ
った。尚、溶鋼中のＡｌは、Ａｌ2 Ｏ3 のような酸化物
形態で存在するものと、溶鋼中に溶解した形態で存在す
るものとの２つの形態で存在しており、オーステナイト
結晶粒の微細化に寄与するＡｌＮは後者のＡｌにより形
成される。このように、鋼の特性は後者のＡｌ量により
決まるので、Ａｌキルド鋼の製造に当たっては後者のＡ
ｌ量を制御する必要がある。そこで、本発明ではこれら
のＡｌを区別するために、以下、溶鋼中に酸化物形態で
存在するＡｌをinsol.Ａｌと記し、後者の溶鋼中に溶解
しているＡｌをsol.Ａｌと記す。However, when Al is added to the molten steel in the mold, there is a problem that the variation in the Al yield between heats is large, and the target Al amount cannot be secured. It should be noted that Al in molten steel exists in two forms, one existing in an oxide form such as Al 2 O 3 and the other present in a form dissolved in molten steel. AlN that contributes to the formation of Al is formed by the latter Al. As described above, since the properties of the steel are determined by the latter amount of Al, the production of Al-killed steel requires the latter A
It is necessary to control the amount of l. Therefore, in the present invention, in order to distinguish these Al, hereinafter, Al which exists in the form of oxide in molten steel is referred to as insol.Al, and Al which is dissolved in molten steel is referred to as sol.Al.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたもので、その目的とするところは、オープン
注湯方式で注湯しつつ、鋳型内の溶鋼又は鋳型内に注湯
される溶鋼にＡｌを添加してＡｌキルド鋼鋳片を製造す
る方法において、目標とするsol.Ａｌ値に制御された鋳
片を安定して製造する方法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances. It is an object of the present invention to pour molten metal in a mold or pouring into a mold while pouring by an open pouring method. An object of the present invention is to provide a method for producing an Al-killed steel slab by adding Al to molten steel, and for stably producing a slab controlled to a target sol.Al value.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によるＡｌキルド
鋼鋳片の製造方法は、Ａｌを実質的に含有しない溶鋼を
オープン注湯方式により鋳型内に注湯しながら、鋳型内
の溶鋼又は鋳型内に注湯される溶鋼にＡｌ線を添加して
Ａｌキルド鋼の鋳片を製造する方法において、鋳型内に
注湯される前の溶鋼の全酸素量を測定し、測定した全酸
素量と、sol.Ａｌの目標値と、鋳型内への溶鋼の鋳造量
とから、下記の（１）式により算出されるＡｌ投入量に
基づきＡｌ線を溶鋼に添加することを特徴とするもので
ある。但し、（１）式において、ＲはＡｌ投入量（ｋｇ
／ｍｉｎ）、Ａはsol.Ａｌの目標値（mass％）、αはＳ
ｉＯ2 −ＭｎＯ反応率であり、実験的に決定される定
数、Ｔ．Ｏは鋳型内に注湯される前の溶鋼の全酸素量
（mass％）、Ｑは溶鋼の鋳造量（ｋｇ／ｍｉｎ）であ
る。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a method for producing an Al-killed steel slab, wherein molten steel substantially free of Al is poured into the mold by an open pouring method while the molten steel or the mold in the mold is being poured. In a method of manufacturing an Al-killed steel slab by adding an Al wire to molten steel poured into a mold, the total oxygen content of the molten steel before being poured into a mold is measured, and the measured total oxygen content and , Sol.Al, and an Al wire is added to the molten steel based on the amount of Al input calculated by the following equation (1) from the target value of sol.Al and the casting amount of the molten steel in the mold. . However, in the equation (1), R is the amount of Al input (kg
/ Min), A is the target value of sol.Al (mass%), α is S
iO 2 —MnO conversion, a constant determined experimentally; O is the total oxygen content (mass%) of the molten steel before being poured into the mold, and Q is the casting amount (kg / min) of the molten steel.
【０００９】[0009]
【数１】 (Equation 1)
【００１０】本発明者等は、オープン注湯時の鋳型内に
種々の条件でＡｌ線を添加する試験を行い、タンディッ
シュ内の溶鋼と鋳造された鋳片との間の成分変動を調査
して、添加したＡｌ線の歩留まりを決定する要因につい
て検討した。以下に検討結果を詳細する。The present inventors conducted a test in which Al wire was added to the mold at the time of open pouring under various conditions, and investigated the component variation between the molten steel in the tundish and the cast slab. Then, the factors that determine the yield of the added Al wire were examined. The details of the study are described below.
【００１１】添加したＡｌの歩留まりを決定する要因は
２つであり、１つは、添加したＡｌが空気により酸化さ
れてＡｌ2 Ｏ3 になり、溶鋼中にsol.Ａｌとして残留す
る分が減少することであり、他の１つは、添加したＡｌ
が溶鋼中の酸素と反応してＡｌ2 Ｏ3 になり、溶鋼中に
sol.Ａｌとして残留する分が減少することである。There are two factors that determine the yield of added Al. One is that the added Al is oxidized by air to Al 2 O 3 , and the amount remaining as sol.Al in the molten steel decreases. The other is that the added Al
Reacts with oxygen in molten steel to form Al 2 O 3 ,
That is, the amount remaining as sol.Al decreases.
【００１２】そこで、先ず、Ａｌ歩留まりに及ぼす空気
酸化の影響を把握するために、鋳造中における溶鋼中の
窒素成分と酸素成分の変化を調査した。図１及び図２
に、その調査結果を示す。図１は鋳造時の窒素成分の変
化を調査したもので、タンディッシュ内溶鋼の窒素含有
量と鋳片の窒素含有量とを対比して示す図であり、図２
は鋳造時の酸素成分の変化を調査したもので、タンディ
ッシュ内溶鋼の全酸素量と鋳片の全酸素量とを対比して
示す図である。Then, first, in order to grasp the influence of air oxidation on the Al yield, changes in the nitrogen component and the oxygen component in the molten steel during casting were investigated. 1 and 2
Shows the results of the survey. FIG. 1 shows a change in the nitrogen content during casting. FIG. 2 shows the nitrogen content of the molten steel in the tundish in comparison with the nitrogen content of the slab.
FIG. 3 is a diagram showing changes in oxygen components during casting, and showing the total oxygen content of molten steel in a tundish in comparison with the total oxygen content of cast slabs.
【００１３】図１に示すように、Ａｌ線添加前のタンデ
ィッシュ内溶鋼とＡｌ線添加後の鋳片とでは、窒素含有
量の差は５ｐｐｍ以内であり、その差は非常に少ないこ
とが分かった。更に、図２に示すように、酸素成分につ
いてもＡｌ線を添加しない場合には、タンディッシュ内
溶鋼の全酸素量と鋳片の全酸素量との差はほとんどな
く、又、鋳型内溶鋼にＡｌ線を添加した場合には、鋳片
の全酸素量の方が低い結果が得られた。これらのことか
ら、注湯時の空気による酸化は極めて少なく、従って、
Ａｌ歩留まりに及ぼす空気酸化の影響は非常に少ないこ
とが分かった。尚、Ａｌ線を添加した場合に鋳片の全酸
素量が溶鋼に較べて減少した理由は、鋳型内で発生した
脱酸生成物のＡｌ2 Ｏ3 が浮上分離したためである。As shown in FIG. 1, the difference in the nitrogen content between the molten steel in the tundish before the addition of the Al wire and the slab after the addition of the Al wire is within 5 ppm, and the difference is very small. Was. Furthermore, as shown in FIG. 2, when the Al wire is not added to the oxygen component, there is almost no difference between the total oxygen content of the molten steel in the tundish and the total oxygen content of the slab, and When the Al wire was added, a result was obtained in which the total oxygen content of the slab was lower. From these, oxidation by air at the time of pouring is extremely small, and therefore,
It was found that the effect of air oxidation on the Al yield was very small. The reason why the total oxygen content of the cast slab was reduced as compared with the molten steel when the Al wire was added is that the deoxidized product Al 2 O 3 generated in the mold floated and separated.
【００１４】次に、添加したＡｌと溶鋼中酸素との反応
がＡｌ歩留まりに及ぼす影響を把握するために、鋳片の
酸化物系介在物の形態を調査した。図３に、その調査結
果を示す。図３は、縦軸を直径が５０μｍ以上の酸化物
系介在物の、鋳片３０００ｍｍ2 面積当たりの個数と
し、横軸をＡｌ線の添加原単位（Ａｌ線投入量を鋳造量
で除算した値）として、Ａｌの添加原単位を変更したと
きの酸化物系介在物の形態変化を示す図であり、図３に
示すように、Ａｌを添加しない場合には酸化物系介在物
は全て球状のＳｉＯ2 −ＭｎＯ系であり、Ａｌ2 Ｏ3 系
介在物は観察されなかった。それに対して、Ａｌを添加
した場合には、ＳｉＯ2 −ＭｎＯ系介在物は減少し、ク
ラスター状のＡｌ2 Ｏ3 系介在物が増加することが分か
った。そして、Ａｌ添加原単位の増加に伴い、ＳｉＯ2
−ＭｎＯ系介在物は減少するが、全く無くなってしまう
ことはなく、幾らかは残留することも分かった。Next, in order to understand the influence of the reaction between the added Al and oxygen in the molten steel on the Al yield, the form of oxide inclusions in the slab was examined. FIG. 3 shows the result of the investigation. In FIG. 3, the vertical axis represents the number of oxide inclusions having a diameter of 50 μm or more per slab 3000 mm 2 area, and the horizontal axis represents the basic unit of addition of Al wire (the value obtained by dividing the input amount of Al wire by the casting amount). 4) is a diagram showing a change in the form of oxide-based inclusions when the basic unit of addition of Al is changed. As shown in FIG. 3, when Al is not added, all oxide-based inclusions are spherical. It was SiO 2 —MnO-based, and no Al 2 O 3 -based inclusions were observed. On the other hand, when Al was added, it was found that SiO 2 —MnO-based inclusions decreased and cluster-like Al 2 O 3 -based inclusions increased. Then, with the increase in the Al unit consumption, SiO 2
It was also found that -MnO-based inclusions decreased, but did not disappear at all, and some remained.
【００１５】これらのことから、溶鋼に添加されたＡｌ
は、溶鋼中の溶存酸素と反応してＡｌ2 Ｏ3 になるだけ
でなく、既に溶鋼中に存在していたＳｉＯ2 −ＭｎＯ系
介在物と下記の（２）式及び（３）式に従って反応し、
Ａｌ2 Ｏ3 になることが分かった。即ち、Ａｌの添加歩
留まりは、空気酸化により決まるものではなく、溶鋼中
の溶存酸素及び溶鋼中のＳｉＯ2 −ＭｎＯ系介在物との
反応により決定されるものであることが分かった。そし
て、Ａｌを実質的に含有しない溶鋼では、溶鋼中の溶存
酸素量とＳｉＯ2 −ＭｎＯ系介在物としての酸素量との
和は全酸素量に等しく、従って、Ａｌの添加歩留まり
は、Ａｌ添加前の溶鋼中の全酸素量に依存することが分
かった。[0015] From these facts, Al added to molten steel
Not only reacts with dissolved oxygen in molten steel to form Al 2 O 3 but also reacts with SiO 2 —MnO-based inclusions already present in the molten steel according to the following equations (2) and (3). And
It turned out to be Al 2 O 3 . That is, the addition yield of Al is not determined by air oxidation, it was found that is to be determined by reaction with SiO 2 -MnO inclusions of dissolved oxygen and the molten steel in the molten steel. And, in the molten steel containing substantially no Al, the sum of the dissolved oxygen amount in the molten steel and the oxygen amount as SiO 2 —MnO-based inclusions is equal to the total oxygen amount. It was found to depend on the total oxygen content in the previous molten steel.
【００１６】[0016]
【数２】 (Equation 2)
【００１７】[0017]
【数３】 (Equation 3)
【００１８】更に、Ａｌ添加前の溶鋼中の全酸素量の内
で、添加したＡｌと反応する全酸素量の比率はどの程度
であるかを調査した。その調査結果を図４に示す。ここ
では、αで表示される、ＳｉＯ2 −ＭｎＯ反応率という
パラメータを下記の（４）式で定義した。尚、（４）式
において、Ｔ．ＯTDはＡｌ添加前の溶鋼中の全酸素量
（mass％）、Ｔ．ＯBTはＡｌ添加後の鋳片中の全酸素量
（mass％）、ＢはＡｌ添加後の鋳片中のinsol.Ａｌ値
（mass％）である。Further, it was investigated how much of the total oxygen amount in the molten steel before the addition of Al reacted with the added Al. FIG. 4 shows the result of the investigation. Here, the parameter expressed as α, ie, the reaction rate of SiO 2 —MnO, was defined by the following equation (4). Note that, in equation (4), T.D. O TD is the total oxygen content (mass%) in molten steel before Al addition, O BT is the total oxygen content (mass%) in the slab after Al addition, and B is the insol. Al value (mass%) in the slab after Al addition.
【００１９】[0019]
【数４】 (Equation 4)
【００２０】（４）式の右辺［（Ｔ．ＯTD）−（Ｔ．Ｏ
BT）］は浮上して系外に排出されたＡｌ2 Ｏ3 中の酸素
量を表し、又、［（４８／５４）×Ｂ］は鋳片に残存し
ているＡｌ2 Ｏ3 中の酸素量を表している。従って、Ｓ
ｉＯ2 −ＭｎＯ反応率αはＡｌ添加前の溶鋼中全酸素量
のうち、どれだけの割合が添加したＡｌと反応したかを
示すパラメータである。[0020] (4) the right-hand side of the equation [(T.O TD) - (T.O
BT)] represents the amount of oxygen in Al 2 O 3 that is discharged from the system emerged, also, [(48/54) × B] is the oxygen in Al 2 O 3 remaining in slab It represents the quantity. Therefore, S
The iO 2 -MnO reaction rate α is a parameter indicating the proportion of the total oxygen content in the molten steel before the addition of Al that has reacted with the added Al.
【００２１】図４は縦軸をＳｉＯ2 −ＭｎＯ反応率αと
し、横軸を鋳片中のsol.Ａｌ値として、ＳｉＯ2 −Ｍｎ
Ｏ反応率αと鋳片中sol.Ａｌ値との関係を示す図であ
り、鋳片中sol.Ａｌ値の増加に伴ってＳｉＯ2 −ＭｎＯ
反応率αも増加していくが、鋳片中sol.Ａｌ値が０．０
１５mass％を越えるあたりから一定になる傾向が得られ
た。これは、ＳｉＯ2 −ＭｎＯ系介在物とＡｌとの反応
が進行しながら鋳片は凝固するので、全てのＳｉＯ2 −
ＭｎＯ系介在物を還元するのに化学量論的には十分な量
のＡｌを添加しても、最終的には未反応のＳｉＯ2 −Ｍ
ｎＯ系介在物が鋳片に残存するためである。[0021] Figure 4 is a vertical axis and SiO 2 -MnO reaction rate alpha, the horizontal axis as sol.Al values in the slab, SiO 2 -Mn
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the O reaction rate α and the sol.Al value in the slab, and the SiO 2 -MnO
The reaction rate α also increases, but the sol.
The tendency to become constant from around 15 mass% was obtained. This is because the cast piece solidifies while reaction with SiO 2 -MnO inclusions and Al proceeds, all SiO 2 -
Even if a sufficient amount of Al is added stoichiometrically to reduce MnO-based inclusions, unreacted SiO 2 -M
This is because nO-based inclusions remain in the cast slab.
【００２２】実用に供されるＡｌキルド鋼のsol.Ａｌ値
は一般的に０．０２mass％以上であり、図４に示すよう
に、この場合にはＳｉＯ2 −ＭｎＯ反応率αは０．６〜
０．８となる。従って、本発明ではＳｉＯ2 −ＭｎＯ反
応率αを０．６〜０．８の任意の値としてＡｌ投入量を
決定することとした。[0022] sol.Al value of Al-killed steel to be put to practical use is a generally above 0.02 mass%, as shown in FIG. 4, in this case the SiO 2 -MnO reaction rate alpha 0.6 ~
0.8. Therefore, in the present invention, the amount of Al input is determined by setting the SiO 2 -MnO reaction rate α to an arbitrary value of 0.6 to 0.8.
【００２３】このように、本発明では、Ａｌ添加前の溶
鋼中の全酸素量を測定し、ＳｉＯ2−ＭｎＯ反応率αを
用いて添加したＡｌの内でＡｌ2 Ｏ3 になる割合を設定
してＡｌ投入量を定めているので、目標とするsol.Ａｌ
値の鋳片を安定して製造することが可能となる。As described above, in the present invention, the total oxygen content in the molten steel before the addition of Al is measured, and the ratio of Al added to Al 2 O 3 in the added Al is set using the SiO 2 -MnO reaction rate α. The amount of Al input is determined as
It is possible to stably produce a slab of a value.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面を参照し
て説明する。図５は、本発明の実施の形態の１例を示す
図であって、オープン注湯中の鋳型内溶鋼にＡｌ線を添
加している状況を示す概略図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 is a view showing one example of the embodiment of the present invention, and is a schematic view showing a situation in which an Al wire is added to molten steel in a mold during open pouring.
【００２５】先ず、連続鋳造機にて鋳造するための溶鋼
４を転炉や電気炉又は二次精錬炉等で溶製する。溶鋼４
はＡｌを添加せずに溶製し、Ａｌ以外の他の成分、例え
ばＣ、Ｓｉ、Ｍｎ等は所定の目標値となるように溶製時
に調整する。Ａｌ以外の他の成分の調整が完了したなら
ば、溶鋼４から分析用試料を採取して、溶鋼４の全酸素
量を分析する。尚、全酸素分析用試料の採取時期は、鋳
片のsol.Ａｌ値を精度良く調整する観点から、連続鋳造
機における鋳造の直前であることが好ましい。その理由
は、溶鋼４はＳｉやＭｎで脱酸されており、分析試料を
採取してから長時間溶鋼４を放置すると、脱酸生成物で
あるＳｉＯ2 −ＭｎＯ系介在物が浮上し、放置中に溶鋼
４の全酸素量が低下するので、鋳片のsol.Ａｌ値が目標
値よりも高めになるためである。First, molten steel 4 to be cast by a continuous casting machine is melted in a converter, an electric furnace, a secondary refining furnace, or the like. Molten steel 4
Is melted without adding Al, and components other than Al, for example, C, Si, Mn, etc., are adjusted at the time of melting so as to have a predetermined target value. When the adjustment of components other than Al is completed, a sample for analysis is taken from the molten steel 4 and the total oxygen content of the molten steel 4 is analyzed. In addition, from the viewpoint of accurately adjusting the sol.Al value of the cast slab, the timing of collecting the sample for total oxygen analysis is preferably immediately before casting in a continuous casting machine. The reason is that the molten steel 4 is deoxidized with Si or Mn, and if the molten steel 4 is left for a long time after the analysis sample is taken, the SiO 2 -MnO-based inclusions, which are deoxidized products, float and leave. This is because the sol.Al value of the slab becomes higher than the target value because the total oxygen content of the molten steel 4 decreases during the process.
【００２６】そして、溶製した溶鋼４を連続鋳造機に搬
送して、図５に示すように、溶鋼４をタンディッシュ１
に注湯し、タンディッシュ１の底部に設置した注湯用ノ
ズル２を介して溶鋼４を鋳型３内に注湯する。鋳型３内
に注湯された溶鋼４は鋳型３内で冷却されて凝固殻７を
形成する。この凝固殻７を鋳型３の下方に設置したピン
チロール（図示せず）にて連続的に引き抜きつつ冷却
し、内部まで凝固させた後に所定長さに切断して鋳片と
する。Then, the molten steel 4 is transferred to a continuous casting machine, and as shown in FIG.
The molten steel 4 is poured into the mold 3 via a pouring nozzle 2 installed at the bottom of the tundish 1. The molten steel 4 poured into the mold 3 is cooled in the mold 3 to form a solidified shell 7. The solidified shell 7 is cooled while being continuously pulled out by a pinch roll (not shown) provided below the mold 3, solidified to the inside, and then cut into a predetermined length to obtain a cast piece.
【００２７】その際、Ａｌ線供給装置（図示せず）によ
りガイド管９を介して鋳型３内の溶鋼４にＡｌ線８を添
加する。このＡｌ線８の投入量（Ｒ）は、溶鋼４の全酸
素量（Ｔ．Ｏ）の分析結果、sol.Ａｌの目標値（Ａ）、
ＳｉＯ2 −ＭｎＯ反応率（α）、及び、溶鋼の鋳造量
（Ｑ）を前述の（１）式に代入して決定する。At this time, an Al wire 8 is added to the molten steel 4 in the mold 3 via a guide tube 9 by an Al wire supply device (not shown). The input amount (R) of the Al wire 8 is based on the analysis result of the total oxygen amount (TO) of the molten steel 4, the target value (A) of sol.
It is determined by substituting the SiO 2 —MnO reaction rate (α) and the casting amount (Q) of the molten steel into the above equation (1).
【００２８】Ａｌ線８の投入量（Ｒ）の算出に当たり、
ＳｉＯ2 −ＭｎＯ反応率（α）は０．６〜０．８の任意
の値とすれば良い。又、溶鋼の鋳造量（Ｑ）は、注湯用
ノズル２の内径とタンディッシュ１内の溶鋼高さとで算
出される鋳造量を用いても良いが、鋳片のsol.Ａｌ値を
より精度良く制御するために、鋳型３の横断面積と鋳片
の引き抜き速度の実測値とで算出される実績の鋳造量
（Ｑ）を用いてリアルタイムでＡｌ投入量（Ｒ）を算出
し、算出したＡｌ投入量（Ｒ）を用いてＡｌ線８の投入
量をリアルタイムで制御することが好ましい。尚、図５
では溶鋼湯面６にＡｌ線８を添加しているが、注湯ノズ
ル２からの注湯流５にＡｌ線８を添加しても良い。又、
注湯流５の周囲をＡｒ等の不活性ガスでシールしても良
い。In calculating the input amount (R) of the Al wire 8,
The reaction rate (α) of SiO 2 —MnO may be any value from 0.6 to 0.8. The casting amount (Q) of the molten steel may be a casting amount calculated from the inner diameter of the pouring nozzle 2 and the height of the molten steel in the tundish 1, but the sol. In order to control well, the Al input amount (R) is calculated in real time using the actual casting amount (Q) calculated from the cross-sectional area of the mold 3 and the actual measurement value of the drawing speed of the slab, and the calculated Al It is preferable to control the input amount of the Al wire 8 in real time using the input amount (R). FIG.
Although the Al wire 8 is added to the molten steel surface 6 in the embodiment, the Al wire 8 may be added to the pouring flow 5 from the pouring nozzle 2. or,
The periphery of the pouring stream 5 may be sealed with an inert gas such as Ar.
【００２９】以上説明したように、浸漬ノズルや注湯量
流量制御装置を用いることなく、このようにして形鋼、
平鋼、又は棒鋼に供するＡｌキルド鋼鋳片を製造するこ
とにより、目標とするsol.Ａｌ値に制御された鋳片を安
価に且つ安定して製造することが可能となる。As described above, without using the immersion nozzle or the pouring amount flow rate control device, the shape steel
By manufacturing an Al-killed steel slab to be used for flat bar or bar steel, it is possible to manufacture a slab controlled to a target sol. Al value at low cost and stably.
【００３０】[0030]
【実施例】以下、転炉で精錬した溶鋼をビレット連続鋳
造機で鋳造して、形鋼用のＡｌキルド鋼鋳片を製造する
際に、本発明方法を適用した合計６ヒートの実施例を説
明する。先ず、２５０トン転炉にて精錬した溶鋼を取鍋
に出湯する際に、Ｓｉ−Ｍｎ等の合金鉄を添加してＣ、
Ｓｉ、Ｍｎを所定の目標値に調整し、Ａｌを実質的に含
有しない溶鋼を溶製した。次いで、この溶鋼を収容した
取鍋を連続鋳造機の脇のバブリングスタンドに搬送し、
ここで３０〜４５分間待機させた後、鋳型内の溶鋼にＡ
ｌ線を添加しながらオープン注湯方式で鋳造した。尚、
バブリングスタンドとは、溶鋼の温度調整やスケジュー
ル調整のための待機が行われる場所である。EXAMPLES The following is an example of a total of 6 heats to which the method of the present invention was applied when manufacturing molten steel smelted in a converter with a billet continuous casting machine to produce an Al-killed steel slab for a shaped steel. explain. First, when the molten steel refined in a 250-ton converter is poured into a ladle, ferromagnetic alloys such as Si-Mn are added and C,
Si and Mn were adjusted to predetermined target values, and molten steel substantially free of Al was produced. Next, the ladle containing the molten steel was transferred to a bubbling stand beside the continuous casting machine,
Here, after waiting for 30 to 45 minutes, A
Casting was carried out by the open pouring method while adding l wire. still,
The bubbling stand is a place where standby for temperature adjustment and schedule adjustment of molten steel is performed.
【００３１】実施例１〜５では、バブリングスタンドで
待機中の溶鋼から分析用試料を採取して溶鋼の全酸素量
（Ｔ．Ｏ）を分析し、この分析値に基づき（１）式によ
りＡｌ投入量（Ｒ）を決定し、決定された投入量でＡｌ
線を添加した。又、実施例６〜７では、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ
が所定の目標値に調整された出湯直後に分析用試料を採
取して溶鋼の全酸素量（Ｔ．Ｏ）を分析し、この分析値
に基づき（１）式によりＡｌ投入量（Ｒ）を決定し、決
定された投入量でＡｌ線を添加した。Ａｌ投入量（Ｒ）
の算出に当たり、ＳｉＯ2 −ＭｎＯ反応率（α）は０．
７の一定値とし、溶鋼の鋳造量（Ｑ）は、注湯用ノズル
の内径とタンディッシュ内の溶鋼高さとで算出される計
画鋳造量を用いた。実際の鋳造量は計画鋳造量とほぼ同
等であった。表１に、鋳片の目標sol.Ａｌ値、鋳造量、
Ａｌ線投入量、Ａｌ添加前の溶鋼成分分析値、及び、鋳
片の成分分析値を示す。In Examples 1 to 5, a sample for analysis was taken from the molten steel on standby at the bubbling stand, and the total oxygen content (TO) of the molten steel was analyzed. The input amount (R) is determined, and the determined input amount
A line was added. In Examples 6 and 7, C, Si, Mn
Immediately after tapping is adjusted to a predetermined target value, a sample for analysis is taken and the total oxygen content (TO) of molten steel is analyzed. It was determined, and the Al wire was added at the determined input amount. Al input amount (R)
In the calculation of, the reaction rate (α) of SiO 2 —MnO is 0.1
7, the casting amount (Q) of the molten steel used was the planned casting amount calculated from the inner diameter of the pouring nozzle and the height of the molten steel in the tundish. The actual casting volume was almost equal to the planned casting volume. Table 1 shows the target sol. Al value, casting amount,
The amount of Al wire input, the molten steel component analysis value before adding Al, and the component analysis value of the cast slab are shown.
【００３２】[0032]
【表１】 [Table 1]
【００３３】表１に示すように、実施例１〜５では鋳片
のsol.Ａｌ値は目標sol.Ａｌ値に対して±１０％以内に
精度良く制御されていた。実施例６〜７では、鋳片のso
l.Ａｌ値は目標sol.Ａｌ値に対して若干高くなっていた
が、その差は２５％以内であり、当初の目的を十分に達
成することができた。As shown in Table 1, in Examples 1 to 5, the sol.Al value of the cast slab was accurately controlled to within ± 10% of the target sol.Al value. In Examples 6 and 7, the slab so
The l.Al value was slightly higher than the target sol.Al value, but the difference was within 25%, and the initial purpose was sufficiently achieved.
【００３４】実施例６〜７では鋳片のsol.Ａｌ値が目標
値に対して若干高めの値となったが、これは、出湯直後
に採取した分析試料に基づきＡｌ投入量を算出したため
に、その後のバブリングスタンドへ搬送されるまでの期
間にＳｉＯ2 −ＭｎＯ系介在物の一部は浮上・分離して
全酸素量が低下するが、この全酸素量の低下分に相当す
る量のＡｌが実施例１〜５に較べて過剰に添加されたた
めである。このように、溶鋼の全酸素量を分析するため
の分析用試料は、鋳造直前に採取することがsol.Ａｌ値
の精度上好ましいが、分析時間等を加味すると、バブリ
ングスタンドでの採取で全く問題はなかった。In Examples 6 and 7, the sol.Al value of the slab was slightly higher than the target value. This is because the amount of Al charged was calculated based on the analysis sample taken immediately after tapping. A part of the SiO 2 —MnO-based inclusions floats and separates during the period before being transported to the bubbling stand to reduce the total oxygen amount, but the amount of Al corresponding to the decrease in the total oxygen amount is reduced. Was added in excess of Examples 1 to 5. As described above, it is preferable that the analysis sample for analyzing the total oxygen content of the molten steel be collected immediately before casting in terms of the accuracy of the sol.Al value. There was no problem.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば形
鋼、平鋼、又は棒鋼に供するＡｌキルド鋼鋳片を、オー
プン注湯方式による連続鋳造方法においても、鋳片のso
l.Ａｌ値を精度良く制御して製造することができ、その
結果、浸漬ノズルや注湯量流量制御装置が不要となり、
形鋼、平鋼、及び棒鋼の製造コストを削減することがで
き、工業上有益な効果がもたらされる。As described above, according to the present invention, an Al-killed steel slab to be used for a section steel, a flat steel, or a steel bar can be used in a continuous casting method by an open pouring method.
l.Al can be manufactured by controlling the Al value with high precision. As a result, the immersion nozzle and the pouring amount flow rate control device become unnecessary,
The manufacturing cost of the section steel, the flat steel, and the steel bar can be reduced, and an industrially beneficial effect is provided.
【図１】タンディッシュ内溶鋼の窒素含有量と鋳片の窒
素含有量とを対比して示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a comparison between the nitrogen content of molten steel in a tundish and the nitrogen content of a slab.
【図２】タンディッシュ内溶鋼の全酸素量と鋳片の全酸
素量とを対比して示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a comparison between the total oxygen content of molten steel in a tundish and the total oxygen content of a cast slab.
【図３】Ａｌの添加量を変更したときの酸化物系介在物
の形態変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a morphological change of an oxide-based inclusion when the addition amount of Al is changed.
【図４】ＳｉＯ2 −ＭｎＯ反応率αと鋳片中sol.Ａｌ値
との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the reaction rate α of SiO 2 —MnO and the sol. Al value in a slab.
【図５】本発明の実施の形態の１例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
１ タンディッシュ ２ 注湯用ノズル ３ 鋳型 ４ 溶鋼 ５ 注湯流 ６ 溶鋼湯面 ７ 凝固殻 ８ Ａｌ線 ９ ガイド管 Reference Signs List 1 tundish 2 pouring nozzle 3 mold 4 molten steel 5 pouring flow 6 molten steel surface 7 solidified shell 8 Al wire 9 guide tube
Claims (1)
ン注湯方式により鋳型内に注湯しながら、鋳型内の溶鋼
又は鋳型内に注湯される溶鋼にＡｌ線を添加してＡｌキ
ルド鋼の鋳片を製造する方法において、鋳型内に注湯さ
れる前の溶鋼の全酸素量を測定し、測定した全酸素量
と、sol.Ａｌの目標値と、鋳型内への溶鋼の鋳造量とか
ら、下記の（１）式により算出されるＡｌ投入量に基づ
きＡｌ線を溶鋼に添加することを特徴とするＡｌキルド
鋼鋳片の製造方法。 Ｒ＝［Ａ＋(54/48)×α×(Ｔ.Ｏ)］×Ｑ／100……（１） 但し、（１）式において各記号は以下を表すものであ
る。 Ｒ：Ａｌ投入量（ｋｇ／ｍｉｎ） Ａ：sol.Ａｌの目標値（mass％） α：ＳｉＯ2 −ＭｎＯ反応率 Ｔ．Ｏ：鋳型内に注湯される前の溶鋼の全酸素量（mass
％） Ｑ：溶鋼の鋳造量（ｋｇ／ｍｉｎ）1. An Al-killed steel by adding an Al wire to molten steel in a mold or molten steel poured into a mold while pouring molten steel substantially containing no Al into the mold by an open pouring method. In the method of manufacturing slabs, the total oxygen content of molten steel before being poured into a mold was measured, and the measured total oxygen content, the target value of sol.Al, and the casting amount of molten steel in the mold From the above, a method of manufacturing an Al-killed steel slab, wherein an Al wire is added to molten steel based on the Al input amount calculated by the following equation (1). R = [A + (54/48) × α × (TO)] × Q / 100 (1) In the formula (1), each symbol represents the following. R: Al input amount (kg / min) A: Target value of sol. Al (mass%) α: SiO 2 -MnO reaction rate O: Total oxygen content (mass) of molten steel before pouring into the mold
%) Q: Casting amount of molten steel (kg / min)
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| JP2000354276A JP2002153952A (en) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | METHOD FOR PRODUCING Al-KILLED STEEL CAST SLAB |
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|---|---|---|---|---|
| CN1319677C (en) * | 2003-05-09 | 2007-06-06 | 宝钢集团上海第一钢铁有限公司 | Method and apparatus of adding alloy into liquid metal |
| CN108220796A (en) * | 2017-12-28 | 2018-06-29 | 东莞科力线材技术有限公司 | A kind of sports equipment connecting shaft wire rod and preparation method thereof |
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- 2000-11-21 JP JP2000354276A patent/JP2002153952A/en active Pending
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