JP2002210546A

JP2002210546A - 連続鋳造品の製造方法

Info

Publication number: JP2002210546A
Application number: JP2001010761A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kokita; 雅彦小北; Masafumi Morishita; 雅史森下; Hironori Yamamoto; 裕基山本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2002-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】連続鋳造にて鋳型内の溶鋼に添加する合金量
を増加させて、多種多様な合金成分組成の鋳片を安定し
て製造することのできる連続鋳造品の有用な製造方法を
提供する。【解決手段】連鋳鋳型内の溶鋼表面に耐熱材料で画成
された区画室を形成し、区画室外のフラックス厚みより
大きい厚さのフラックス充填層を該区画室内に形成し、
該区画室内のフラックスに消耗電極を差し込み、該消耗
電極の先端をフラックス中での通電により溶融させて溶
鋼中に添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】鋼の連続鋳造において、鋳型
内の溶鋼に金属または化合物を添加して種々の合金成分
組成の連続鋳造品を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼製造プロセスにおいて多種多様な合
金成分組成の鋼鋳片を作り分けるには、溶鋼鍋毎に合金
成分濃度を調整して連続鋳造する方法が一般的となって
いる。しかしながら、こうした方法では同一組成の鋼を
少なくとも溶鋼鍋一杯分製造せざるを得ず、例えば数十
トンの注文に対して容量が数百トンもの溶鋼鍋を使用す
る場合、多量の在庫を抱えたり注文がまとまるまで長い
納期を設定せざるを得ないなど少量多鋼種の製造には応
じ難い状況となっており、鋳片製造の一連の工程の中
で、種々の合金成分組成の鋳片を作り分ける方法が模索
されている。

【０００３】このような課題に対し、連続鋳造にて合金
成分を添加することで鍋一杯分の溶鋼から種々の合金成
分組成の鋳片を製造する方法が提案されつつある。

【０００４】例えば特開平８−２４３６８７号には、１
台の鋳型に合金成分組成の異なる２種の溶鋼を注入する
方法が提案されている。しかしながらこの様な方法で目
的の合金成分組成の鋳片を製造するには、鋳型に注入す
る２種類の溶鋼の比率を厳密に制御する必要がある。即
ち１種類の溶鋼であれば、鋳片の引抜き速度と鋳型内の
溶鋼湯面レベルを制御して注入流量を厳密に測定するこ
とが可能であるが、この様に２種以上の溶鋼を注入する
場合には、溶鋼注入量を別々に測定するのが困難である
ため、目的の合金成分組成とするのが難しいという問題
がある。また、既存の連続鋳造設備に対して大幅な設備
変更が必要となり、新設する場合の設備コストが大きい
という問題もある。

【０００５】上記公報には、合金成分をフラックスに含
有させて鋳型内の溶鋼湯面上に添加する方法も提案され
ている。しかしながら、操業に適したフラックスにはそ
の成分組成範囲に制約があり、フラックスに添加できる
合金成分も制限されるため、得られる鋳片の種類も限ら
れることとなる。更に、合金元素を含有するワイヤーを
鋳型内の溶鋼中に直接供給する方法も提案されている。
しかしながらこの方法では、合金添加量が溶鋼中のワイ
ヤー溶解速度に左右されるのでその制御が難しいこと
や、溶鋼中でワイヤーが溶け残ったままとなり濃度ムラ
が生じ易い等の問題がある。またワイヤーの溶融熱源を
溶鋼に頼っているので、溶鋼の熱量が部分的に奪われて
凝固するなどして品質欠陥を招き易い。

【０００６】一方、特許第３０２０１２７号には、タン
ディッシュ内の溶鋼中にワイヤー形状の金属を添加する
際に、予めワイヤーに電流を通して加熱することで溶鋼
から抜熱される熱量を小さくし、溶鋼の局部冷却を防止
する方法が提案されている。

【０００７】しかしながら、上記方法ではワイヤーを室
温から溶融温度にまで加熱しているにすぎず、依然とし
てワイヤーの溶融は溶鋼の熱量に頼らざるを得ないの
で、溶鋼から熱量が奪われて溶鋼の局部冷却は避けられ
ないという状況にある。また、上記方法では、ワイヤー
溶解のための熱量を調整することができないので、合金
添加量を調整することができず、得られる鋳片の合金成
分組成も制限を受けることとなる。更にワイヤーを溶鋼
中に直接添加しているため、前述したようにワイヤーが
溶け残って鋳片中に合金成分のムラが生じ易いという問
題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであって、その目的は、連続鋳造にて
多種多様な合金成分組成の鋳片を安定して製造すること
のできる連続鋳造品の有用な製造方法を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る連続鋳造品
の製造方法とは、連鋳鋳型内の溶鋼表面に耐熱材料で画
成された区画室を形成し、該区画室外のフラックス層厚
みより大きい厚さのフラックス充填層を該区画室内に形
成し、該区画室内のフラックス層に消耗電極を差し込
み、該消耗電極の先端をフラックス層中での通電により
溶融させて溶鋼中に添加するところに要旨を有するもの
であり、前記耐熱材料をその溶損に応じて下降させるこ
とを望ましい形態とする。

【００１０】また前記耐熱材料の混入による溶鋼表面フ
ラックスの物性変動が、１３００℃での粘性：±２ｍＰ
ａ・ｓ、凝固温度：±１００℃の範囲内となるように制
御することが好ましい。

【００１１】前記耐熱材料が溶損して溶鋼表面フラック
スに混入した場合、該溶鋼表面フラックスの成分組成が
ＣａＯ／ＳｉＯ₂質量比；０．５〜２、Ａｌ₂Ｏ₃；１０
質量％以下、Ｆ；３〜１０質量％の範囲内となるよう制
御することが好ましく、該溶鋼表面フラックスの物性と
して１３００℃での粘性が０．３〜１０ｍＰａ・ｓ、凝
固温度が９００〜１２５０℃の範囲内となるよう制御す
ることが好ましい。

【００１２】尚、本発明では、区画室外のフラックスと
区画室内のフラックスを併せて溶鋼表面フラックス、ま
たは単にフラックスということがある。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明者らは前述した様な状況の
下で、連続鋳造の鋳型内で溶鋼に合金成分や純鉄、また
はその他の化合物等を添加することで、連続鋳造にて種
々の合金成分組成の鋳片を安定して製造できる方法の実
現を目指し、鋭意研究を進めた。そしてその研究の一環
として、図１に示す様に、連鋳鋳型内の溶鋼表面に形成
したフラックスに消耗電極を差し込み、該消耗電極の先
端をフラックス中での通電により溶融させて溶鋼中に添
加することにより、連続鋳造にて種々の合金成分組成の
鋳片を安定して製造することのできる方法を既に提案し
ている（特願２００１−２８８９号）。

【００１４】本発明者らはこの様な技術を完成した後
も、鋳型内の溶鋼に添加する合金量を更に増加させて、
より広範囲にわたる合金成分組成の鋳片を製造すること
について検討を重ねてきた。

【００１５】本発明者らが既に提案した上記方法にて合
金添加量を増加、即ち消耗電極の溶解能力を高める方法
として、フラックスの厚みを増加させて通電量を増加さ
せることが考えられるが、この様にフラックスの厚みを
増加させて溶鋼表面フラックス全域を高温状態にする
と、消耗電極のみならず溶鋼注入用ノズルも高温にさら
されて、該ノズル等が浸食され易くなることが考えられ
る。

【００１６】そこで本発明者らは、連鋳鋳型内の溶鋼表
面に耐熱材料で画成された区画室を形成し、区画室外の
フラックス厚みよりも大きい厚さのフラックス充填層
を、消耗電極を差し込む区画室内に形成すれば、消耗電
極周辺のフラックスのみを高温とすることができ、上記
溶鋼注入用ノズル等を高熱で損傷させることなく合金添
加量を大幅に増加できることを見出し、上記本発明に想
到したのである。

【００１７】図２は本発明の一実施形態を例示するもの
であるが、この図２に示すように、連鋳鋳型内の溶鋼表
面に耐熱材料１で画成された区画室２を形成し、区画室
外のフラックス層３の厚みよりも大きい厚さのフラック
ス４を区画室２内に形成し、該区画室内のフラックス４
に消耗電極５を差し込んで、該消耗電極５の先端をフラ
ックス４中での通電により溶融させれば、溶鋼注入用ノ
ズル６の浸食を著しく抑制して多量の合金成分を溶鋼７
中に添加できることが分かった。

【００１８】この様な方法で行なうことで、区画室内部
と外部のフラックスの混合による対流熱伝導が抑制さ
れ、かつ耐熱材料として比較的熱伝導率の低いものが一
般に用いられるので伝導伝熱も抑制され、その結果、区
画室内フラックスの著しい発熱は耐熱材料の内側のみに
限られ、区画室外のフラックスは比較的低温に保たれて
溶鋼注入用ノズルの溶損が抑制されるのである。

【００１９】また区画室の内部と外部は耐熱材料で物理
的に遮断されていることから、区画室内にフラックスを
多量に積層させることができ、より通電量を高めて消耗
電極の溶解量、即ち合金添加量を大幅に増加させること
ができる。

【００２０】図３は、区画室内のフラックス厚みと消耗
電極供給可能量の関係を示したグラフであり、その実験
条件として、電流を５００Ａで一定とし電圧を変化さ
せ、耐熱材料には材質がＭｇＯのものを用い、消耗電極
にはＮｉワイヤーを用いている。また上記消耗電極供給
可能量は、供給ワイヤー長とワイヤー断面積から測定し
ている。この図３より、区画室内のフラックス厚みを増
加させることができれば電圧も大きくすることができ、
消耗電極可能供給量も大幅に増加できることが分かる。
特に、フラックスに占める溶融フラックス層を厚くする
ことによって、電流に上限のある場合でも電圧を高めて
供給電力を増加させることができ、消耗電力供給速度を
上昇させることができるのである。

【００２１】尚、区画室内および区画室外のいずれのフ
ラックスにおいても、その厚さが薄過ぎると、メニスカ
ス保温性の確保や、溶鋼湯面からの酸化防止を十分に図
ることができなくなり、通常の連続鋳造作業が困難とな
ることから、フラックス層の厚さは１０ｍｍ以上とする
のが好ましい。

【００２２】上記消耗電極には、製造する鋳片の合金成
分組成に応じて種々の材質のものを用いることができ、
例えば鉄−シリコン合金、鉄−マンガン合金、鉄−燐合
金、ニッケル、クロム、モリブデン、銅、ニオブ、チタ
ン、ジルコニウム等が用いられ、更にこれらにアルミニ
ウム、鉛、希土類元素、ホウ素、硫黄等を添加したもの
を用いることができる。また合金成分濃度の低い層を得
るには、純鉄を消耗電極として利用すればよい。消耗電
極の形状にはワイヤー、薄帯状、棒状等のものが挙げら
れる。

【００２３】消耗電極の供給形態としては、前記図２に
例示する様に１本の消耗電極５により溶鋼に合金を添加
することが考えられ、この場合は、電気回路を形成する
ために通電用電極８を用いる。前記通電用電極として
は、耐久性等を考慮するとカーボン電極を用いることが
好ましい。しかし炭素濃度０．００５質量％以下の極低
炭素鋼を鋳造する場合には、通電用電極としてカーボン
電極を使用すると製品の炭素濃度を高めることとなるた
め使用を控えることが望ましい。

【００２４】通電用電極による溶鋼の汚染を防ぐには、
差し込む消耗電極を複数本にすることが好ましい。この
様に多数の消耗電極を用いることで、トータルの合金添
加能力も増加させることができるのである。この場合に
は、通電用電極を設けない構成の採用も可能である。

【００２５】通電には直流電流を用いることも可能であ
るが、電極間の電圧のバラツキを低減させるには、単相
または多相の交流電流を用いることが望ましい。また消
耗電極と端子の間の電気抵抗を低減して確実に通電する
には、前記図１に示すような銅製端子を介して消耗電極
に給電することが望ましく、消耗電極の表面に銅鍍金を
施してもよい。

【００２６】複数の消耗電極を用い、交流電流を通電す
る場合には、ｉ＝２ｎ（ｎは整数）本の消耗電極に単相
交流電流を通電してもよいし、またｉ＝３ｎ（ｎは整
数）本の消耗電極に３相交流電流を通電してもよい。

【００２７】消耗電極１本当たりに通電する電流値は、
電極材料や電極断面積にもよるが、２００〜２０００Ａ
とすることが望ましい。電流値が低すぎると合金成分添
加能力を確保するのに多数の電極を要して設備が複雑に
なり、逆に電流値が高すぎると合金成分を均一に混合す
ることが困難となるからである。

【００２８】注入される溶鋼の湯面レベルが変化し、且
つ消耗電極の先端が溶融していく状況において、消耗電
極の先端が溶鋼湯面に浸漬しないようにするには、消耗
電極の先端と溶鋼湯面との間隔を一定に制御する必要が
ある。具体的な制御方法として、例えば上記間隔が増大
した場合に消耗電極の溶解速度を低減して間隔を狭め、
上記間隔が小さくなった場合には消耗電極の溶解速度を
速める等の方法があり、これらを自動制御で行なうこと
が望ましい。自動制御の一形態として次の様な方法が挙
げられる。即ち、消耗電極の先端と溶鋼湯面の間隔は、
系の電気抵抗（＝電圧／電流）と比例関係にあるので、
例えば電圧を一定にしておけば、間隔が小さくなった場
合に電気抵抗が低下して必然的に電流が増大し、溶解速
度が速まって上記間隔が広がることとなる。また間隔が
広まった場合には、電気抵抗が増大して必然的に電流値
が小さくなるため、溶解速度が減少して間隔が狭まるの
である。

【００２９】フラックスは、前記図２に示す通り溶融フ
ラックスと固体フラックスから構成されているが、合金
元素を溶鋼中に安定して供給するには、消耗電極の先端
を溶融フラックスに差し込むことが好ましい。

【００３０】本発明では上述の通り、区画室内のフラッ
クス層を厚くし通電量を高めて該フラックスを高温状態
にするため、区画室を形成している耐熱材料が区画室内
のフラックスと接している箇所から消耗していくことが
考えられる。図４は、この様にして耐熱材料が消耗する
状態を示した概略図であるが、この様に区画室内フラッ
クス４と接している耐熱材料１の先端が消耗し、耐熱材
料の位置αに示されるように耐熱材料の先端部分が溶鋼
面よりも上部になると、区画室内のフラックス４が区画
室２内から外部に溶出することが考えられる。この様な
状態になると、区画室内のフラックス４の厚みを維持す
ることができないので、通電量を高めて消耗電極５の溶
解量を増加することができなくなるほか、高温のフラッ
クスが区画室外部に流れ出して溶鋼注入用ノズル周りの
フラックス温度を上昇させ、該ノズルが浸食されること
となる。

【００３１】従って、図４に示されるように、耐熱材料
１の溶損量に応じて耐熱材料を位置αから位置α’へ順
次下降させて、区画室内のフラックス４が区画室２の外
部へ移動することを抑制することが有効である。

【００３２】鋼の連続鋳造で用いるフラックスは、鋳型
内における鋼の凝固殻と銅製鋳型との潤滑を維持するこ
とが本来の役割であることから、上記フラックスを鋳型
内にて適度な速度で溶解させて凝固殻と鋳型の隙間に適
量のフラックスが流れ込むようにする必要がある。

【００３３】ところで本発明法では、上述の如く区画室
内を形成する耐熱材料が消耗してフラックス中に該耐熱
材料の成分が溶け込み、フラックスの物性が変化するこ
とが考えられる。図５は、区画室としてアルミナノズル
を用いた場合の、フラックスの物性変化を鋳造時間の経
過とともに示したものであり、（ａ）はＡｌ₂Ｏ₃濃度の
変化、（ｂ）は１３００℃での粘度の変化、（ｃ）は凝
固温度の変化を示したグラフであるが、鋳造時間の経過
に伴って、いずれの物性も鋳造開始直後からかなり変動
している。このように区画室を形成する断熱材料の溶損
によってフラックスの粘性や凝固温度が上昇すれば、凝
固殻と鋳型の隙間へのフラックスの流入が減少して、潤
滑不良により焼き付きが発生し易くなる。また粘性ある
いは凝固温度が低下する場合であっても、凝固殻と鋳型
の隙間へフラックスが過剰に流入して、鋳物表面に凹み
割れなどの欠陥を引き起こし易くする。従ってフラック
スの粘性や凝固温度の変動を制御することが望ましい
が、この様なフラックスの物性に特に影響を与える成分
組成として、フラックス中のＣａＯ／ＳｉＯ₂質量比、
Ａｌ₂Ｏ₃含有量およびＦ含有量が挙げられる。即ち、フ
ラックス中のＣａＯ／ＳｉＯ₂質量比が高すぎると、フ
ラックスの凝固温度が高くなって鋳型内で溶解しなくな
り、低すぎても凝固温度が高くなる。またＡｌ₂Ｏ₃含有
量が多過ぎるとフラックスの粘性が高くなり、凝固殻−
鋳型間に流入し難くなり、Ｆ含有量が多過ぎると注入ノ
ズルの溶損量が大きく、少なすぎるとフラックスの粘性
が高くかつ凝固温度が高くなるのである。従って、フラ
ックスの粘性や凝固温度の変動を抑制するには、特に、
これらの成分組成を制御することが望ましいのである。
尚、上記Ｆ含有量とは、フラックス中に含まれるＣａＦ
₂、ＮａＦ、氷晶石等のフッ素化合物中のＦの総量を示
している。この様にＦ含有量を規定したのは、フラック
スが溶融状態になると上記フッ素化合物の多くが解離
し、フッ素イオンの状態で前記物性変動に影響を与える
からである。

【００３４】フラックスの粘性としては、特にフラック
スの融点である１３００℃での粘性を制御することが有
効であり、１３００℃でのフラックス粘性を好ましくは
±２ｍＰａ・ｓの範囲内に制御することが好ましく、よ
り好ましくは±０．５ｍＰａ・ｓの範囲内である。また
フラックスの凝固温度は、好ましくは±１００℃の範囲
内に制御することが好ましく、より好ましくは±３０℃
の範囲内である。

【００３５】図６は、鋳造速度が０．５ｍ／ｍｉｎおよ
び２．０ｍ／ｍｉｎの場合の、フラックスの１３００℃
での粘性と区画室外のフラックス消費量の関係を示し、
図７は、鋳造速度が０．５ｍ／ｍｉｎおよび２．０ｍ／
ｍｉｎの場合の、フラックスの凝固温度と区画室外のフ
ラックス消費量の関係を示したものであり、いずれも連
続鋳造機実機（２３０ｍｍ×１５００ｍｍのスラブ連続
鋳造機）にてフラックスの物性を変化させて実験を行
い、フラックス消費量は、鋳造時間１時間中に添加した
フラックス量から求めている。

【００３６】図６に示されるように、区画室外のフラッ
クス消費量が多過ぎる場合には、鋼種によって鋳片割れ
が発生しやすく、また少なすぎる場合にはブレークアウ
トが生じ易くなる。これに鑑みて、フラックスの１３０
０℃での粘性は０．３ｍＰａ・ｓ以上、１０ｍＰａ・ｓ以
下に制御することが好ましく、より好ましくは０．８ｍ
Ｐａ・ｓ以上で５ｍＰａ・ｓ以下である。

【００３７】また上述の通り区画室外のフラックス消費
量を考慮すると、図７よりフラックスの凝固温度は９０
０℃以上、１２５０℃以下に制御することが好ましく、
より好ましくは１０００℃以上で１２００℃以下であ
る。

【００３８】図８〜１０は、連続鋳造機実機（２３０ｍ
ｍ×１５００ｍｍのスラブ連続鋳造機）にて、フラック
スの物性変動によるフラックスの消費量変化を、ＣａＯ
／ＳｉＯ₂質量比：1.2、Ａｌ₂Ｏ₃含有量：４質量％、Ｆ
含有量：６質量％であるフラックスの消費量を基準にし
て求めたものであり、図８はＣａＯ／ＳｉＯ₂質量比、
図９はＡｌ₂Ｏ₃含有量、また図１０はＦ含有量について
調べている。

【００３９】フラックス消費量の増減による鋳片割れや
ブレークアウト発生を抑制するには、フラックス消費量
を上記基準に対して±０．１ｋｇ／ｍ²の範囲内となる
ようにすることが好ましいが、この様な好適なフラック
ス消費量範囲内とするには、図８より、フラックスのＣ
ａＯ／ＳｉＯ₂質量比を０．５以上、２以下に制御する
ことが好ましく、より好ましくは０．７以上で１．３以
下である。また図９より、フラックスのＡｌ₂Ｏ₃含有量
を１０質量％以下に制御することが好ましく、より好ま
しくは３質量％以下である。更に図１０より、フラック
スのＦ含有量を３質量％以上、１０質量％以下に制御す
ることが好ましく、より好ましくは５質量％以上で９質
量％以下である。

【００４０】即ち、良好な鋳造性を維持するには、耐熱
材料の溶損により耐熱材料の成分がフラックスに溶け込
んだ場合に、フラックスの物性や成分組成を変化させな
いよう制御することが好ましく、この様に制御するに
は、耐熱材料として成分組成や物性がフラックスに近い
ものであって且つヒートショックに強いものを選択する
必要がある。

【００４１】上記の様にして鋳型内の溶鋼に合金成分を
添加し、合金成分組成の均一な鋳片を得るには、合金添
加後の溶鋼を十分に撹拌・混合して溶鋼の濃度ムラをな
くすことが必要となる。特に、鋳型内の溶鋼に合金を添
加する場合、溶鋼の濃度ムラが直接鋳片の濃度ムラとな
りやすいことから溶鋼の撹拌・混合が重要となってく
る。撹拌の方法として溶鋼中にＡｒ等の不活性ガスを吹
込んで行うガス撹拌等もあるが、より安定した撹拌効果
を得るには移動磁場を利用して電磁撹拌を行うことが望
ましい。

【００４２】移動磁場の周波数は、低すぎると撹拌力が
弱くなるので１Ｈｚ以上とすることが好ましく、より好
ましくは２Ｈｚ以上である。また上記周波数が高すぎて
も溶鋼中への磁場の浸透が弱くなるので、１００Ｈｚ以
下とすることが好ましく、より好ましくは４Ｈｚ以下で
ある。

【００４３】移動磁場の磁束密度は、低すぎると撹拌力
が弱く溶鋼中の合金濃度が均一とならないので、０．０
１Ｔ以上とすることが好ましく、より好ましくは０．０
５Ｔ以上である。また上記磁束密度が大きすぎても溶鋼
湯面が乱れて安定した鋳造が行い難くなることから、移
動磁場の磁束密度は０．２Ｔ以下とすることが好まし
く、より好ましくは０．１２Ｔ以下である。

【００４４】電磁撹拌の領域が湯面から深すぎる場合に
は、溶鋼湯面の撹拌効果が弱まって濃度ムラが生じ易く
なるため、溶鋼湯面から深さ３００ｍｍ以内の領域を順
次撹拌していくことが望ましい。

【００４５】また合金濃度分布の均一化を図るには、フ
ラックス中で鋳造方向に対して垂直に消耗電極を揺動さ
せることも有効である。

【００４６】ところで、消耗電極を用いて鋳型内の溶鋼
に合金を添加する場合、溶鋼の濃度ムラが生じ易く、特
に合金添加直後の鋳型内上部の方が下部よりも溶鋼の成
分組成が偏り易い。また鋳片の表層部は鋳型上部で凝固
し鋳片内部は下方側で凝固しやすいが、本発明ではこれ
らの性質を利用して、鋳片の表層部と内部の間に合金成
分の濃度勾配を設け、表層部にのみ有益な合金成分組成
を有する連続鋳造品を製造することもできる。この様な
合金成分の濃度勾配を積極的に形成するには、上記消耗
電極を鋳型の壁面近傍に差し込むことが望ましい。

【００４７】鋳型内溶鋼上下部の相互の撹拌を抑制する
には、溶鋼に静磁場を作用させることが有効であるが、
静磁場の磁束密度が小さすぎる場合には十分な撹拌抑制
効果が得られないので、０．０５Ｔ以上とすることが好
ましく、より好ましくは０．１５Ｔ以上である。上記磁
束密度が大きすぎても適正な混合抑制効果が得られず、
また磁束を発生させるための設備費用や電力消費量が増
大することから、静磁場の磁束密度は５Ｔ以下とするこ
とが好ましく、より好ましくは０．５Ｔ以下である。

【００４８】尚、静磁場は、溶鋼湯面より下方、かつ鋳
型内に溶鋼を流入する浸漬ノズル吐出孔の上方にて作用
させることが好ましい。

【００４９】鋳片の表層部と内部の間に合金成分の濃度
勾配を設ける場合の一態様として、鋳片内部よりも合金
元素濃度の高い鋳片表層を形成する場合がある。

【００５０】例えば、厚板用鋼の耐食性を向上させる場
合、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐ、Ｔｉ、Ｃｕ等の合金成分が一般に
添加されるが、耐食性は鋼片表層部にのみ要求されるこ
とが多いので、上記元素を消耗電極として鋳型の壁面近
傍から溶鋼に添加すれば、鋳片表層部の耐食性を確保し
つつ鋳片内部への合金添加量を抑えることができる。従
って、鋳片内部にまで均一に上記元素を添加した従来品
と比較して、高価な上記合金元素の使用量を抑制するこ
とができ、より安価に耐食性の高い鋼片を提供できるこ
ととなるのである。

【００５１】この様に鋳片内部よりも合金元素濃度の高
い鋳片表層を形成するには、鋳型の壁面近傍に、鋳型へ
の注入溶鋼よりも合金元素濃度の高い消耗電極を差し込
めばよく、上記耐食性向上を目的とする他、鋼材表層部
の硬度を高めるため、Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ
等の元素を含む消耗電極を用いることも考えられる。ま
た、鋼材全体の被削性を高めるためＰｂ，希土類元素，
Ｂ，Ｓ等を添加する場合でも、これらの元素を溶鋼鍋に
添加して鋳造する場合と比較して、蒸発や浮上により生
ずる前記合金元素のロスを低減することが可能であり、
添加合金元素の歩留まりを高めることができる。鋳片内
部よりも合金元素濃度の高い鋳片表層を形成する方法に
は、上記方法の他、鋳型の中心近傍に、鋳型への注入溶
鋼よりも合金元素濃度の低い消耗電極を差し込む方法が
挙げられる。

【００５２】鋳片の表層部と内部の間に合金成分の濃度
勾配を設ける別の態様として、鋳片内部よりも合金元素
濃度の低い鋳片表層を形成する場合がある。

【００５３】例えば、薄板用鋼の加工性を向上させる目
的でＳｉ等の合金を多量に添加することがあるが、加工
性が向上する一方で亜鉛等をめっきしたときのめっき密
着性が低下するという問題がある。従って加工性とめっ
き密着性とを同時に高めた鋼として、鋼片表層部のＳｉ
濃度が低く内部のＳｉ濃度の高い鋼片が求められるが、
この様な場合、溶鋼鍋から鋳型内へはＳｉ濃度の高い溶
鋼を注入しつつ、Ｓｉを含まない鋼を消耗電極として鋳
型の壁面近傍から溶鋼に添加することで、上記両特性を
備えた鋼片を得ることができるのである。

【００５４】この様に鋳片内部よりも合金元素濃度の低
い鋳片表層を形成するには、鋳型の壁面近傍に、鋳型へ
の注入溶鋼よりも合金元素濃度の低い消耗電極を差し込
めばよいが、その他、鋳型の中心近傍に鋳型への注入溶
鋼よりも合金元素濃度の高い消耗電極を差し込む方法も
挙げられる。鋳片全体に合金元素を添加した場合に、添
加した該合金成分に起因して鋳造時に鋳片内部にワレが
生じることがあるが、上記方法で鋳片表層部に集中的に
合金を添加すれば、上記欠陥の発生を防止することがで
きるのである。

【００５５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、そ
れらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。

【００５６】図１１に示すように、リールに巻き付けた
ワイヤー状の消耗電極を溶鋼供給速度に連動させて連続
的に供給した。詳細な実験条件は以下の通りである。・鋳型サイズ６０ｍｍ×３００ｍｍ・鋳造速度１．０ｍ／ｍｉｎ・フラックスの成分組成；ＣａＯ：３３質量％，ＳｉＯ₂：３１質量％，Ａｌ₂Ｏ₃：４質量％，Ｎａ₂Ｏ：８質量％，ＣａＦ₂：８質量％（Ｆ含有量：３．９質量％），ＬｉＯ₂：１質量％，Ｃ：４質量％，その他（ＭｇＯ，ＦｅＯ，ＭｎＯ，ＴｉＯ₂等の微量酸化物、バインダー等）：１１質量％・フラックスの物性１３００℃での粘性：０．８ｍＰａ・ｓ凝固温度：１０６０℃ ・区画室外のフラックス厚み溶融部位１０ｍｍ固体部位２０ｍｍ・区画室内のフラックス厚み溶融部位１０〜５０ｍｍ固体部位１０〜１００ｍｍ（固体＋溶融）２０〜１５０ｍｍ・区画室を形成する耐熱材料の材質アルミナまたはフラックスと同一成分のバインダー焼成品・通電の条件交流電圧：２０〜５０Ｖ、交流電流：３００〜７００Ａ・通電用電極アルミナ筒で被覆した黒鉛電極・合金形状２．４ｍｍφのＮｉワイヤー・溶鋼注入用ノズルの材質モールドフラックス部ジルコニア−グラファイトその他の部位アルミナ−グラファイト

【００５７】この様にして連続鋳造中の鋳型内に合金を
添加し、鋳造時間に対する溶鋼注入ノズルの最大損耗量
を求めた。尚、上記溶鋼注入用ノズルの最大損耗量は、
使用後にノズル径を測定して求めた。また比較例とし
て、耐熱材料で形成された区画室を設けずフラックス厚
みを一律に３０ｍｍとした場合についても、上記と同様
にして実験を行い、鋳造時間と溶鋼注入用ノズルの最大
損耗量との関係を求めた。これらの結果を図１２に示
す。

【００５８】図１２より、耐熱材料で形成された区画室
内のみのフラックスを厚くし、該フラックス層中で消耗
電極を溶融することで、耐熱材料で形成された区画室を
設けず均一にフラックス層を厚くした場合よりも、溶鋼
注入用ノズルの摩耗を著しく抑制できることが分かっ
た。

【００５９】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、連
続鋳造の鋳型内の溶鋼に合金成分や純鉄、またはその他
の化合物等を添加するに際して、連鋳鋳型内の溶鋼表面
に耐熱材料で画成された区画室を形成し、区画室外のフ
ラックス厚みより大きい厚さのフラックス充填層を該区
画室内に形成して、該区画室内のフラックスにて消耗電
極を溶融すれば、溶鋼注入用ノズル等を損傷することな
く合金添加量を著しく増加させることができ、多種多様
な合金成分組成の鋳片を安定して製造できることとなっ
た。

【００６０】また、上記注入する溶鋼よりも合金濃度の
高いかまたは低い消耗電極を鋳型近傍に差し込んで、表
層部の合金濃度を内部よりも高くしたりまたは低くする
ことで、表層部にのみ有益な層を有する経済的な鋼片を
製造できることとなったのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明よりも先に提案した連続鋳造にて合金成
分を添加する方法を示す概略図である。

【図２】本発明にて連鋳鋳型内に合金成分を添加する方
法を例示する概略図である。

【図３】区画室内のフラックス厚みと消耗電極供給可能
量の関係を示したグラフである。

【図４】断熱材料の消耗に伴い該断熱材料を移動させる
方法を例示する概略図である。

【図５】鋳造時間の経過に対するフラックスの物性変化
を示したものであり、（ａ）はＡｌ₂Ｏ₃濃度の変化、
（ｂ）は１３００℃での粘度の変化、（ｃ）は凝固温度
の変化を示したものである。

【図６】フラックスの１３００℃での粘性と区画室外の
フラックスの消費量との関係を鋳造速度別に示したグラ
フである。

【図７】フラックスの凝固温度と区画室外のフラックス
の消費量との関係を鋳造速度別に示したグラフである。

【図８】フラックス中のＣａＯ／ＳｉＯ₂質量比とフラ
ックス消費量の変化との関係を示したグラフである。

【図９】フラックス中のＡｌ₂Ｏ₃含有量とフラックス消
費量の変化との関係を示したグラフである。

【図１０】フラックス中のＦ含有量とフラックス消費量
の変化との関係を示したグラフである。

【図１１】実施例において連鋳鋳型内に合金成分を添加
する方法を示す概略図である。

【図１２】鋳造時間と溶鋼注入用ノズルの最大損耗量と
の関係を、区画室の有無別に示したグラフである。

【符号の説明】

１断熱材料２区画室３区画室外のフラックス４区画室内のフラックス５消耗電極６溶鋼注入用ノズル７溶鋼８通電用電極 α 区画室の位置 α’移動後の区画室の位置

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｂ２２Ｄ 11/11 Ｂ２２Ｄ 11/11 Ｃ 11/16 11/16 Ｅ (72)発明者山本裕基兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内Ｆターム(参考） 4E004 JA10 MB14 MB20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連鋳鋳型内の溶鋼表面に耐熱材料で画成
された区画室を形成し、該区画室外のフラックス層厚み
より大きい厚さのフラックス充填層を該区画室内に形成
し、該区画室内のフラックス層に消耗電極を差し込み、
該消耗電極の先端をフラックス層中での通電により溶融
させて溶鋼中に添加することを特徴とする連続鋳造品の
製造方法。
【請求項２】前記耐熱材料の溶損に応じて該耐熱材料
を下降させる請求項１に記載の連続鋳造品の製造方法。
【請求項３】前記耐熱材料の混入による溶鋼表面フラ
ックスの物性変動が下記範囲内にある請求項１または２
に記載の連続鋳造品の製造方法。１３００℃での粘性；±２ｍＰａ・ｓ凝固温度；±１００℃
【請求項４】前記耐熱材料が溶損して溶鋼表面フラッ
クスに混入した場合、該溶鋼表面フラックスの成分組成
変動を下記範囲を満たす様に制御する請求項１〜３のい
ずれかに記載の連続鋳造品の製造方法。ＣａＯ／ＳｉＯ₂質量比；０．５〜２Ａｌ₂Ｏ₃；１０質量％以下Ｆ；３〜１０質量％
【請求項５】前記耐熱材料が溶損して溶鋼表面フラッ
クスに混入した場合、該溶鋼表面フラックスの物性変動
を下記範囲を満たす様に制御する請求項１〜４のいずれ
かに記載の連続鋳造品の製造方法。１３００℃での粘性；０．３〜１０ｍＰａ・ｓ凝固温度；９００〜１２５０℃