JP2005021936A - Method for continuously casting cast slab having excellent quality characteristic - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for continuously casting a cast slab with which the cast slab having excellent quality can be produced by reforming Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>based inclusion into Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>-CaO based inclusion with low melting point to prevent the adhesion to the inner surface of a nozzle, and by removing the Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>-CaO based inclusion mixed in molten steel. <P>SOLUTION: This continuous casting method comprises: a first process in which the molten steel 11 is poured into a mold 17 in a vertical and bending type continuous caster 10 having 1.5-3.5 m length of the vertical part formed from a mold 17 and at a part of the upstream side of a cast slab supporting segment group 19 disposed in a strand via an immersion nozzle 15 where the inner lining material 27 in which dolomite clinker is blended and 20-70 mass% content of the total MgO component is contained is arranged at the inner surface side where the molten steel 11 passes through ; a second process in which the molten steel 11 in the mold 17 is cooled and a solidified shell 16 in the mold 17 is formed; and a third process in which the solidified shell 16 is supported with the cast slab supporting segment group 19 and cooled by spraying water while being drawn and the molten steel 11 in the solidified shell 16 is solidified and the cast slab is produced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳型内の溶鋼中の介在物を効率的に除去して製造する品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、連続鋳造により鋳片を製造する場合、タンディッシュの下部ノズル、スライディングノズル、あるいは浸漬ノズルの溶鋼が通過する内面側には溶鋼中のＡｌから生成したＡｌ２ Ｏ３ 系介在物や、溶鋼脱酸により生成したＡｌ２ Ｏ３ 系介在物が付着して、ノズル詰まりが発生していた。
そして、ノズル詰まりが起こると、鋳型内で溶鋼の吐出流に偏流が生じて、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ 系介在物が鋳型内からストランド内の深部に存在する溶鋼中まで運ばれるようになる。また、ノズルの内面側に付着したＡｌ２ Ｏ３ 系介在物が剥離して溶鋼中に混入したりする。
その結果、Ａｌ２ Ｏ３ 系介在物を含んだ鋳片が製造されて、それを用いて製品を製造した際に表層や内部に品質上の欠陥を引き起こすことになる。更に、Ａｌ２ Ｏ３ 系介在物の付着が顕著な場合には、例えば、浸漬ノズルに閉塞が発生して、連続鋳造の操業が中断される事態となる。
【０００３】
そこで、一般には下部ノズル、スライディングノズル、あるいは浸漬ノズル内に不活性ガス、例えばアルゴンガスを吹き込み、溶鋼が各ノズルの内壁に直接接触するのを抑制して、各ノズルの内面側へのＡｌ２ Ｏ３ 系介在物の付着防止を図っている。
このとき、Ａｌ２ Ｏ３ 系介在物の付着防止効果を高めようとして、アルゴンガスの吹き込み量を過剰に増加すると、鋳型内に吐出したアルゴンガスは粗大な気泡となって鋳型内の溶鋼内を浮上し湯面で激しく破裂するようになる。その結果、鋳型潤滑や湯面保温、溶鋼酸化防止等のために湯面に浮かべているモールドパウダーが溶鋼中に巻き込まれ易くなり、巻き込まれたモールドパウダーが除去されずに鋳片内に介在物として残存すると、製品にした場合に品質上の欠陥となる。このため、アルゴンガスの吹き込み量はできるだけ低減することが好ましく、アルゴンガスの吹き込みによるノズル詰まり防止には限度がある。
【０００４】
以上のことから、各ノズルを構成する耐火物の組成を変更することにより、Ａｌ２ Ｏ３ 系介在物の付着を低減しようとする対策が検討されている。
例えば、特許文献１には、石灰４０〜９０重量％及び炭素１０〜６０重量％に、炭化硼素、窒化硼素、及び硼素の中のいずれか１を添加して焼成する連続鋳造用ノズルが提案され、連続鋳造用ノズルに付着生成するＡｌ２ Ｏ３ 系介在物の低融点化を図って、連続鋳造ノズルの閉塞を防止することが行われている。
また、石灰クリンカー及び／又はドロマイトクリンカーからなる骨材３５〜８５重量％と炭素５〜５０重量％に対して、アルカリあるいはアルカリ土類金属の塩類と消石灰との反応生成物の粉末３〜２５重量％を添加して得られる炭素含有の石灰質連続鋳造用ノズルが提案され、連続鋳造用ノズルに付着生成するＡｌ２ Ｏ３ 系介在物の低融点化が図られている（例えば、特許文献２参照）。
更に、ＣａＯ換算で２〜４０重量％の粉末と、ＳｉＯ２ 含有量が１重量％未満のアルミナクリンカー、スピネルクリンカー、及びマグネシアクリンカーの中から選ばれる１種以上との混合粉末からなり、この混合粉末中の炭素、ＳｉＯ２ のそれぞれの含有量が１重量％以下で、かつ０．２１ｍｍ以下の粒径のものを２０〜７０重量％含む連続鋳造用ノズルの内孔体が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５７−５６３７７号公報
【特許文献２】
特開昭５７−３８３６６号公報
【特許文献３】
特開平５−２８５６１２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらの提案は、いずれもノズル内面側に付着したＡｌ２ Ｏ３ 系介在物とノズルを構成する耐火物中のＣａＯ成分とを反応させることにより、Ａｌ２ Ｏ３ 系介在物を低融点のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物に改質して溶鋼中に洗い流すことを基本としている。
しかしながら、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が除去されずに鋳片に取り込まれ、その鋳片から製品を製造した際に製品の表層にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が存在すると、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物は水溶性であるため発銹起点になり易く、製品の耐食性を損なうという問題が発生する。
従って、薄鋼板や食缶、特に、耐食性が要求されるステンレス鋼製品の製造に使用される鋳片においては、鋳片内に存在するＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の量を低減することが大きな課題となっている。
【０００７】
また、Ａｌ２ Ｏ３ 系介在物を低融点のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物に改質して溶鋼中に洗い流すことにより各ノズル内面側へのＡｌ２ Ｏ系介在物の付着が低減でき、アルゴンガス等の不活性ガスの吹き込み量の低減が可能になる。このため、不活性ガスの気泡が鋳型内の溶鋼中を浮上して湯面で破裂する頻度が少なくなって、モールドパウダーが溶鋼中に巻き込まれ難くなるという効果が期待できる。しかし、不活性ガスの吹き込み量を低減し過ぎると、鋳片内のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の量が増加する傾向がみられる。これは、不活性ガスの気泡には、溶鋼中に洗い流されたＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を捕捉しながら浮上するという浮上除去作用があるため、不活性ガスの吹き込みを低減し過ぎるとこの浮上除去作用が利用できなくなるためと考えられる。
従って、各ノズル内面側へのＡｌ２ Ｏ３ 系介在物の付着が低減できても、鋳片内のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の低減を図るためには、不活性ガスの吹き込みが必要で、その吹き込み量を最適化する必要がある。
【０００８】
更に、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の比重は溶鋼の比重に比べて小さいため、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を浮上させることにより、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を除去することが可能になる。
この浮上除去を促進するには、浮上に要する時間を十分に確保することが効果的で、そのためには鋳造速度を低下させることが必要となる。しかし、鋳造速度の低下は生産性の低下を招くことになり好ましくない。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ドロマイト製ノズルを適用してＡｌ２ Ｏ３ 系介在物を低融点のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物に改質することによりノズル内面側への付着を防止すると共に、溶鋼中に混入するＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を効率的に除去して鋳片中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量を低減することが可能な品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法は、骨材にドロマイトクリンカーが配合され全ＭｇＯ成分の含有量が２０質量％以上かつ７０質量％以下の内装体が溶鋼の通過する内面側に配設された浸漬ノズルを介して、鋳型及びストランド内に配置された鋳片支持セグメント群の上流側の一部を有して形成される垂直部の長さが１．５ｍ以上かつ３．５ｍ以下の垂直曲型連続鋳造機の該鋳型内に溶鋼を注湯する第１工程と、
前記鋳型内に注湯された溶鋼を冷却し該鋳型との接触面側に凝固殻を形成する第２工程と、
前記凝固殻を前記鋳片支持セグメント群で支持しながら引き抜いて散水冷却し、該ストランド内の前記凝固殻の内部の溶鋼を凝固して鋳片を製造する第３工程とを有する。
【００１１】
骨材にドロマイトクリンカーが配合されている内装体が溶鋼の通過する浸漬ノズルの内面側に配設されていると、溶鋼中のＡｌから生成したＡｌ２ Ｏ３ や脱酸により生成したＡｌ２ Ｏ３ がこの内面（以下、稼動面ともいう）に付着した場合、内装体中のＣａＯとこのＡｌ２ Ｏ３ が反応して、稼動面にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相が形成される。
Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相内では、ドロマイトクリンカー中の未溶解のＣａＯ成分が徐々にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相中に溶解していき、ＭｇＯ粒子の周囲にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相が存在するようになる。
また、このＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相中へのＣａＯ成分の溶解と共に、内装体中のＭｇＯ粒子は徐々に稼動面側から遠ざかる方向に移動しながら、徐々に凝集していくものと考えられる。そして、このようなＭｇＯ粒子のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相中での移動と凝集が繰り返されることにより、ＭｇＯ粒子の粗大化を伴いつつ、稼動面側にＭｇＯリッチな層が形成される。
【００１２】
なお、ＣａＯ成分はこのＭｇＯリッチな層に存在するＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相中に、温度で決まる飽和濃度に達するまで連続して溶解する。その結果、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相の融点は徐々に低下し、流動し易い状態になる。
このため、ＭｇＯリッチな層の背部に存在するドロマイトクリンカー中のＣａＯがＭｇＯリッチな層を介してＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相の形で稼動面側に持続的に供給されるので、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ が稼動面側に付着するのを防止する。
更に、稼動面側に形成されるＭｇＯリッチな層により、稼動面側の耐食性が向上するという特徴が出現する。
【００１３】
ここで、全ＭｇＯ成分の含有率は２０質量％以上あれば、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相中の流出により、ＭｇＯリッチな層が形成され易くなる。このため、稼動面側の耐食性が向上し、内装体の寿命が延長する。
一方、全ＭｇＯ成分の含有率が７０質量％を超えると、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ と反応してＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相を形成するためのＣａＯ供給量が不足して、稼動面側にＡｌ２ Ｏ３ 系介在物が付着し易くなる。
以上のことから、ＭｇＯ成分の含有率は２０質量％以上かつ７０質量％以下、好ましくは２５質量％以上かつ６０質量％以下がよい。
【００１４】
このように、骨材にドロマイトクリンカーが配合されている内装体が溶鋼の通過する内面側に配設されている浸漬ノズルを介して溶鋼を鋳型内に注湯すると、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ が稼動面側に付着するのを防止しながら稼動面側の耐食性を向上させることができる。一方、稼動面で形成されたＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相は剥離して溶鋼中に混入していくため、溶鋼中にはＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が存在することになる。
ここで、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物は水溶性であるためにＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が存在する溶鋼から鋳片を製造した際に、鋳片の表層部にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が存在していると、製品、例えば鋼板を形成したときに製品表面の発銹起点や、疵、割れ等の欠陥となる。
【００１５】
Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の比重は溶鋼の比重に比べて軽いため、連続鋳造機に垂直部を設けた垂直曲型連続鋳造機を用いることにより、凝集したＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物や未凝集の微細なＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を垂直部を活用して溶鋼中から浮上する方向に作用させ、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量を効率的に低減することができる。
ここで、鋳片から製造した製品表面の発銹性を改善するには、鋳片表層部（鋳片表面から厚み方向に２０ｍｍの範囲）に存在するＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量を、例えば、従来の鋳片表層部におけるＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量に比べて減少させる必要があり、この清浄度を満たすには、垂直部の長さを１．５ｍ以上にする必要がある。
また、垂直部が長い程、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の浮上が促進されて、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物をより多く除去することができるが、垂直部の長さの増加に対する除去率の増加割合は次第に低下する。一方、垂直部が長くなると、それに応じて垂直曲型連続鋳造機の設備全体の高さが高くなり、設備コストが大きく上昇する。このため、鋳片の品質と設備の経済性を考慮すると、垂直部の長さの上限は３．５ｍと考えられる。
このため、垂直曲型連続鋳造機における垂直部の長さを１．５ｍ以上かつ３．５ｍ以下に規定した。
【００１６】
本発明に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記鋳片支持セグメント群内の前記鋳型の下方側から湾曲部を含む鋳片支持セグメントには少なくとも１組の第１の電磁撹拌装置が設けられて、前記ストランド内の前記凝固殻の内部の溶鋼を撹拌することが好ましい。
【００１７】
鋳型内からストランド内に引き抜かれた凝固殻の内部には溶鋼が存在し、凝固殻の内部の溶鋼を徐々に凝固させて凝固殻を成長させることにより鋳片が製造される。
そして、垂直曲型連続鋳造機では、引き抜かれた凝固殻はストランド内に進入するにつれてその接線方向の傾斜角度が徐々に低下するので、ストランド内の深部位置に存在する溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物は自発的に浮上しても上部に存在する凝固殻に接触し、凝固殻の凝固界面に捕捉される。
【００１８】
そこで、鋳型の下方側から湾曲部の鋳片支持セグメント群の領域に、少なくとも１組の第１の電磁撹拌装置を設け、ストランド内に存在する凝固殻の内部の溶鋼に撹拌流を形成して、凝固殻の凝固界面に捕捉されたＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を洗い流すことにより、凝固殻の凝固界面を清浄に保つことができる。
更に、撹拌流によって鋳片の内部の未凝固の溶鋼を撹拌し、凝固が進行中の鋳片内部にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が凝集するのを抑制することができ、洗い流されたＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物は、撹拌流に随伴して垂直部を介して浮上させて、溶鋼中から除去することができる。その結果、製造される鋳片の内部のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量も低減することができる。
【００１９】
本発明に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記浸漬ノズル内には不活性ガスが、０．１ＮＬ／分以上で１５ＮＬ／分以下の流量で吹き込まれることが好ましい。
【００２０】
浸漬ノズル内に吹き込まれた不活性ガス（例えば、アルゴンガス）は、浸漬ノズルの吐出口から鋳型内に溶鋼と共に吐出される。そして、吐出された不活性ガスは気泡となって鋳型内に拡散し、凝固殻に衝突する溶鋼の吐出流に随伴して浮上したり、直ちに浮上を開始したりする。
このとき、不活性ガスの気泡は、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を捕捉しながら鋳型内を浮上するので、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量を低減することができる。
また、凝固殻に衝突する溶鋼の吐出流に随伴した不活性ガスの気泡は、凝固殻の表面近傍の溶鋼中に存在するＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を捕捉して浮上するので、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が凝固殻の凝固界面に付着するのを防止でき、凝固殻の凝固界面を更に清浄に保つことができる。
【００２１】
ここで、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を除去して凝固殻の凝固界面を清浄に保つには、不活性ガスの吹き込み量が０．１ＮＬ／分未満では不十分である。
また、不活性ガスの吹き込み量が１５ＮＬ／分を超えると、不活性ガスの気泡が鋳型内の溶鋼中を浮上して湯面変動の要因となり、湯面上のモールドパウダーが溶鋼中に巻き込まれて溶鋼が汚染されるため好ましくない。
このため、不活性ガスの吹き込み量は０．１ＮＬ／分以上で１５ＮＬ／分以下、好ましくは０．１ＮＬ／分以上で１０ＮＬ／分以下、より好ましくは０．１ＮＬ／分以上で５ＮＬ／分以下とするのがよい。
なお、ＮＬ（ノルマルリットル）／分は、標準状態に換算した場合の１分間当たりに吹き込む不活性ガスの流量を示す。また、このときの不活性ガスの流量は浸漬ノズル内を通過する不活性ガスの総量を指しており、例えば、不活性ガスはタンディッシュの下部ノズル、スライディングノズル、浸漬ノズルのいずれか１だけから吹き込んでも、あるいは、任意に組み合わせた２以上の各ノズルからそれぞれ吹き込んでもよい。
【００２２】
本発明に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記鋳片の鋳造速度は０．８ｍ／分以上で２．３ｍ／分以下であることが好ましい。
垂直曲型連続鋳造機の垂直部ではＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の浮上が妨げられないので、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量を効率的に低減することができる。その結果、鋳造速度を低下させる必要がなく、鋳造速度を０．８ｍ／分以上としてもＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量の低減した鋳片を製造することができる。
一方、２．３ｍ／分を超えた鋳造速度で鋳片を製造すると、溶鋼の下向きの吐出流が強くなり過ぎ、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を含んだ溶鋼が鋳片の深部にまで存在するようになって、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の除去が困難となる。
このため、鋳造速度は０．８ｍ／分以上で２．３ｍ／分以下と規定した。
この鋳造速度は前記の理由から０．８ｍ／分以上で２．１ｍ／分以下にするとより好ましい。
【００２３】
本発明に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記内装体は前記ＭｇＯ成分とＣａＯ成分を除いた残差成分として０．１質量％以上かつ３質量％以下のＳｉＯ２ 及び０．１質量％以上かつ３質量％以下のＦｅ２ Ｏ３ の少なくとも一方を含有することが好ましい。
【００２４】
残差成分としてＳｉＯ２ 及びＦｅ２ Ｏ３ の少なくとも一方が存在すると、稼動面側に付着したＡｌ２ Ｏ３ 系介在物と内装体に含まれるＣａＯを活性化して、ＣａＯとの反応から形成されるＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相の生成、及び生成したＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相の低融点化が促進される。
ここで、ＳｉＯ２ 、Ｆｅ２ Ｏ３ がいずれも０．１質量％未満であると、内装体中のＣａＯの活性化が不十分となる。このため、ＭｇＯリッチな層を介してのＣａＯの供給が十分に確保できなくなる。その結果、溶鋼接触面において、Ａｌ２ Ｏ３ 介在物の付着が進行すると解される。
一方、ＳｉＯ２ 、Ｆｅ２ Ｏ３ がいずれも３質量％を超えると、溶鋼中のＡｌと反応して溶鋼接触面でＡｌ２ Ｏ３ が生成し、溶鋼接触面においてＡｌ２ Ｏ３ 系介在物の付着が生じ易くなる。更に、Ａｌ２ Ｏ３ と内装体中のＳｉＯ２ 、Ｆｅ２ Ｏ３ が反応して低融点化合物を形成し、内装体の溶損を促進させる。
以上のことから、内装体中のＣａＯを活性化させＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相の低融点化と液相量を確保して、Ａｌ２ Ｏ３ 系介在物の付着を抑制するためには、ＳｉＯ２ 、Ｆｅ２ Ｏ３ のそれぞれの含有率を０．１質量％以上かつ３質量％以下になるように規定した。
【００２５】
本発明に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記鋳型の外側には第２の電磁撹拌装置が設けられて、前記鋳型内に注湯された溶鋼を撹拌しながら該鋳型との接触面側に凝固殻を形成させることが好ましい。
【００２６】
鋳型内の溶鋼を第２の電磁撹拌装置を用いて撹拌して鋳型内に水平面内の撹拌流を形成させながら冷却して鋳型との接触面側に凝固殻を形成するようにすると、凝固殻の凝固界面は常に溶鋼流で洗われるので、この凝固界面にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物や気泡が付着するのを防止できる。
その結果、凝固殻の凝固界面を清浄に保ちながら、鋳型内のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量が低減し、同時に吹き込まれたアルゴンガス等の不活性ガスの気泡が凝固殻の凝固界面に捕捉されるのを防止して清浄度の極めて高い凝固殻を成長させることができる。
【００２７】
【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。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法に使用する垂直曲型連続鋳造機の説明図、図２、図３は内装体にＭｇＯリッチな層が形成されるメカニズムの説明図、図４は本発明の第２の実施の形態に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法に使用する垂直曲型連続鋳造機の説明図、図５は鋳片表層からの距離に対する単位面積当たりの介在物個数の分布を示すグラフである。
【００２８】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法に使用する垂直曲型連続鋳造機１０は、溶鋼１１を貯留するタンディッシュ１２と、タンディッシュ１２の底に設けられた開口部に挿入された下部ノズル１３にスライディングノズル１４を介して接続している浸漬ノズル１５を有している。
また、垂直曲型連続鋳造機１０は、浸漬ノズル１５を介して注湯された溶鋼１１を冷却して鋳片の外殻となる凝固殻１６を形成する鋳型１７と、鋳型１７の下流側のストランド内に配置され、鋳型１７から排出された凝固殻１６を周囲から複数の鋳片支持セグメント１８で支持しながら冷却する鋳片支持セグメント群１９を有している。更に、鋳片支持セグメント群１９内で鋳型１７の下方側から湾曲し始める位置を含む領域に配置された鋳片支持セグメント１８には、ストランド内の凝固殻１６の内部の溶鋼１１を撹拌する１組の第１の電磁撹拌装置２０が設けられている。以下、これらについて詳細に説明する。
【００２９】
タンディッシュ１２は鉄皮２１の内側を耐火物２２で内張りして構成された溶鋼１１を一定量貯留する容器であり、その底に設けられた開口部には耐火物で形成された下部ノズル１３が挿入されている。
また、スライディングノズル１４は耐火物で形成されて、開口部２３を備えた上部プレート２４と、上部プレート２４に対して摺動する開口部２５を備えた下部プレート２６を有している。そして、下部ノズル１３の出口側は上部プレート２４の開口部２３と接続し、下部プレート２６の開口部２５は浸漬ノズル１５の入口側に接続している。
浸漬ノズル１５は、溶鋼１１の通過する内側面に配設される内装体２７と、内装体２７の内面側が溶鋼１１との接触面側になるように熱膨張を考慮した目地２８を介して内装体２７を外側から保持しているノズル本体２９と、ノズル本体２９の上部側に設けられニップル３０を介して流入させた不活性ガスの一例であるアルゴンガスを、通過する溶鋼１１に対して吹き込む多孔質耐火物３１を備えたガス吹き込み部３２を有している。
【００３０】
ここで、内装体２７は、骨材にドロマイトクリンカーが配合され全ＭｇＯ成分の含有量が２０質量％以上かつ７０質量％以下の組成を有するように調製されている。更に、ＣａＯ成分及びＭｇＯ成分を除いた残差成分として、０．１質量％以上かつ３質量％以下のＳｉＯ２ 及び０．１質量％以上かつ３質量％以下のＦｅ２ Ｏ３ の少なくとも一方を含有するように調製されている。
また、ノズル本体２９は、従来から使用されている、例えば、アルミナ−黒鉛質耐火物を用いて形成することができる。更に、目地２８には、従来から用いられている、例えば、マグネシア質のモルタルを使用することができる。
このような構成とすることにより、上部プレート２４に対して下部プレート２６を摺動させて、上部プレート２４の開口部２３と下部プレート２６の開口部２５とを導通させることにより、下部ノズル１３と浸漬ノズル１５を連通状態にすることができる。その結果、ガス吹き込み部３２からアルゴンガスを吹き込みながら、タンディッシュ１２内の溶鋼１１を浸漬ノズル１５の吐出口３３から吐出させることができる。
【００３１】
鋳型１７は、例えば、横断面が長方形の銅製の竪型筒状体で、その周囲が水冷される構造を有している。このため、鋳型１７内に浸漬ノズル１５を介して注湯された溶鋼１１を鋳型１７との接触面側で冷却して、鋳型１７との接触面側には凝固殻１６が徐々に形成される。そして、形成された凝固殻１６は鋳型１７の出口から垂直下方に排出される。
鋳型１７の下流側のストランド内に設けられた各鋳片支持セグメント１８は、複数の水冷された鋼製の支持ロール３４と、これらを支えるフレーム３５を有しており、鋳型１７から引き抜かれる凝固殻１６を周囲から支持するように配置されている。
【００３２】
ここで、鋳片支持セグメント１８は、鋳型１７に隣接する側では垂直に配置されている。このため、鋳型１と鋳片支持セグメント群１９の上流側の一部によって、例えば、１．５〜３．５ｍの垂直部が構成される。また、鋳片支持セグメント１８は、ストランド内の深部に入るにつれて徐々に湾曲するように配置されている。更に、フレーム３５には支持ロール３４の間から水を噴出する噴出口３６が設けられている。
鋳片支持セグメント群１９内で湾曲が開始する位置を含む領域に配置された鋳片支持セグメン１８に配置された第１の電磁撹拌装置２０は、周波数が１０Ｈｚ以下（例えば、５〜６Ｈｚ）の回転磁界を、ストランド内に引き抜かれた凝固殻１６の内部に存在する溶鋼１１に加える機能を有している。
このような構成とすることにより、鋳型１７から凝固殻１６をストランド内で垂直下方に引き抜きながら、ストランド内の深部に進入するにつれて凝固殻１６を徐々に湾曲させることができ、しかも、凝固殻１６を引き抜きながら周囲から水を吹きかけて凝固殻１６を更に冷却して凝固殻１６を成長させて鋳片を製造するすることができる。このとき、ストランドが湾曲し始める位置を含む領域においては、第１の電磁撹拌装置２０によって凝固殻１６の内部に存在する溶鋼１１に撹拌流を形成して、溶鋼１１を撹拌しながら凝固させることができる。
【００３３】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法について詳細に説明する。
先ず、タンディッシュ１２内に溶鋼１１を注入する。浸漬ノズル１５のガス吹き込み部３２にニップル３０を介してアルゴンガスを供給して、多孔質耐火物３１より、例えば、０．１ＮＬ／分以上で１５ＮＬ／分以下の流量で吹き込む。また、鋳型１７と各鋳片支持セグメント１８の各支持ロール３４を水冷すると共に、各鋳片支持セグメント１８の各フレーム３５の噴出口３６から水を噴出させる。更に、第１の電磁撹拌装置２０を駆動させる。
そして、スライディングノズル１４の下部プレート２６を摺動させて、下部プレート２６に設けられた開口部２５と上部プレート２４に設けられた開口部２３を導通させる。その結果、タンディッシュ１２の下部ノズル１３と浸漬ノズル１５が連通状態になり、タンディッシュ１２内の溶鋼１１は浸漬ノズル１５内を通過して浸漬ノズル１５の吐出口３３から、アルゴンガスと共に鋳型１７内に吐出する。
【００３４】
浸漬ノズル１５の内面側に配設された内装体２７の内側を溶鋼１１が通過する際、溶鋼１１中のＡｌから生成したＡｌ２ Ｏ３ や脱酸により生成したＡｌ２ Ｏ３ は内装体２８の稼動面に付着する。
ここで、図２に示すように、内装体２７にはドロマイトクリンカーが配合されているため、付着したＡｌ２ Ｏ３ はドロマイトクリンカー内のＣａＯと反応して低融点のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相を形成する。また、内装体２７では、ＭｇＯ成分とＣａＯ成分を除いた残差成分として０．１質量％以上かつ３質量％以下のＳｉＯ２ 及び０．１質量％以上かつ３質量％以下のＦｅ２ Ｏ３ の少なくとも一方が含有されるように調製されている。このため、ドロマイトクリンカー内のＣａＯはＳｉＯ２ 又はＦｅ２ Ｏ３ と反応して低融点の化合物を形成して、ＣａＯの移動を活発化させると共に、ＣａＯの反応性を向上させることができる。その結果、付着したＡｌ２ Ｏ３ とドロマイトクリンカー内のＣａＯとの反応が促進されて、低融点のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相の形成が促進される。
【００３５】
ドロマイトクリンカーの稼動面では、生成したＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相が溶鋼１１中に流出しても、溶鋼１１中のＡｌから生成したＡｌ２ Ｏ３ や脱酸により生成したＡｌ２ Ｏ３ が頻繁に付着する。
このため、ドロマイトクリンカーの稼動面側にはＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相がほぼ連続して形成されるようになる。そして、このＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相には、ドロマイトクリンカー中の未溶解のＣａＯ粒子が徐々に溶解していき、ＭｇＯ粒子の周囲にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相が存在するようになる。
【００３６】
図３に示すように、ＭｇＯ粒子の周囲にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相が存在し、このＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相中にＣａＯ粒子が溶解している状態では、ＭｇＯ粒子は溶解したＣａＯ粒子とその位置を交換するように徐々に稼動面側から遠ざかる方向に移動し、徐々に凝集していく。そして、ＭｇＯ粒子のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相中での移動と凝集が繰り返されることにより、ＭｇＯ粒子が粗大化し、稼動面側にＭｇＯリッチな層が連続して形成される。
更に、このＭｇＯリッチな層内にはＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相が存在するため、ＣａＯはこのＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相中に、温度で決まる飽和濃度に達するまで連続して溶解する。その結果、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相の融点は徐々に低下し、流動し易い状態になる。このため、ＭｇＯリッチな層の背部に存在するドロマイトクリンカー中のＣａＯがＭｇＯリッチな層を介してＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相の形で稼動面側に供給されるようになる。
その結果、稼動面側にＭｇＯリッチな層が形成されても、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ が稼動面側に付着するのを防止する。なお、稼動面側に形成されるＭｇＯリッチな層により、稼動面側の耐食性が向上する。
【００３７】
鋳型１７内に吐出した溶鋼１１は鋳型１７内に貯留されながら冷却されて、鋳型１７との接触面側に凝固殻１６を形成する。そして、形成された凝固殻１６は内部に溶鋼１１を含んだ状態で鋳型１７の出口から排出し、鋳片支持セグメント１８で支持されながらストランド内に引き抜かれる。
ここで、鋳型１７、及び鋳型１７に隣接する側の鋳片支持セグメント１８は垂直に配置され、鋳型１７を含んで、例えば、１．５〜３．５ｍの垂直部が構成されている。この垂直部によって、溶鋼１１中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物は、溶鋼１１よりも比重が軽いので積極的に浮上することができ、溶鋼１１を清浄にすることができる。
その結果、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量の少ない溶鋼１１が凝固していくため、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量の少ない凝固殻１６が形成される。
【００３８】
また、鋳型１７内には溶鋼１１と共にアルゴンガスが吐出されており、このアルゴンガスは気泡となって鋳型１７内を拡散し、溶鋼１１の吐出流に随伴して凝固殻１６に衝突して形成される反転流によって浮上したり、溶鋼１１中から浮力により直接浮上する。このとき、反転流に随伴して浮上するアルゴンガスの気泡は、凝固殻１６近傍の溶鋼１１中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を捕捉して浮上する。このため、鋳型１７内の溶鋼１１中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物、及び凝固殻１６のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の量は、更に低減される。
なお、アルゴンガスの吹き込み量は、０．１ＮＬ／分以上で１５ＮＬ／分以下としているので、アルゴンガスの気泡が鋳型１７内を浮上して溶鋼１１の湯面で破裂しても、湯面が大きく乱れることがなく、湯面上に浮遊しているモールドパウダー３７が溶鋼１１中に巻き込まれ溶鋼１１を汚染することはない。
【００３９】
ここで、形成した凝固殻１６を０．８〜２．３ｍ／分の鋳造速度で引き抜くと、溶鋼を垂直部に一定時間滞留させることが可能となる。このため、溶鋼１１中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が積極的に浮上するのに必要な時間を確保することができ、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量は確実に低減される。
以上のように、溶鋼１１中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を除去して、凝固殻１６の表面を清浄に保ちながら凝固殻１６を成長させるので、凝固殻１６中に取り込まれるＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の量を低減することができる。
【００４０】
鋳型１７から引き抜かれた凝固殻１６は、周囲を鋳片支持セグメント群１９で支持されながら、周囲から水を吹きかけられて更に冷却される。このため、凝固殻１６の内部の溶鋼１１も冷却されて凝固し、凝固殻１６が徐々に成長する。
このとき、鋳型１７よりも下流となる鋳片支持セグメント群１９内で湾曲が開始する位置を含む領域に配置された鋳片支持セグメン１８に設けられた第１の電磁撹拌装置２０により、引き抜かれた凝固殻１６がストランド内に深く進入する手前で凝固殻１６の内部に存在する溶鋼１１に撹拌流を形成して、凝固殻１６の凝固界面に捕捉されたＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を洗い流し、ストランド内に深く進入する凝固殻１６の凝固界面を清浄に保つ。
更に、垂直部内の溶鋼１１側に向かう撹拌流に、ストランド内に存在する凝固殻１６の内部の溶鋼１１中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を随伴させ、垂直部を介してＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の浮上を促進する。そして、鋳片内に深く進入するＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量を低減することができる。
【００４１】
図４に示す本発明の第２の実施の形態に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法に使用する垂直曲型連続鋳造機３８、及びそれを用いた品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法について説明するが、垂直曲型連続鋳造機３８は、第１の実施の形態に係る垂直曲型連続鋳造機１０において鋳型１７の外側に第２の電磁撹拌装置３９を設けたことが特徴となっている。このため、垂直曲型連続鋳造機１０と同一の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
鋳型１７の外側に配置される第２の電磁撹拌装置３９は、周波数が１０Ｈｚ以下（例えば、５〜６Ｈｚ）の回転磁界を鋳型１７内の溶鋼１１に加える機能を有している。このような構成とすることにより、鋳型１７内に浸漬ノズル１５を介して注湯された溶鋼１１は、鋳型１７内で水平面内の撹拌流を形成しながら鋳型１７との接触面側に凝固殻１６を徐々に形成することができる。
【００４２】
本発明の第２の実施の形態に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法では、第１の実施の形態に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、更に鋳型１７の外側に第２の電磁撹拌装置３９を設けて、鋳型１７内に注湯された溶鋼１１を撹拌しながら鋳型１７との接触面側に凝固殻１６を形成させることが特徴となっている。従って、この特徴点に関してのみ説明する。
浸漬ノズル１５を介して鋳型１７内に吐出した溶鋼１１は鋳型１７内に一旦貯留されるが、鋳型１７内の溶鋼１１には第２の電磁撹拌装置３９により回転磁界が加えられているので、鋳型１７内の溶鋼１１中には水平面内の鋳型１７の内壁に沿った旋回流が形成される。
その結果、溶鋼１１は撹拌されながら冷却されて鋳型１７との接触面側に凝固殻１６を形成すると共に、凝固殻１６の凝固界面は常に溶鋼１１の撹拌流で洗われる状態になる。このため、凝固殻１６の凝固界面に付着したＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物は洗い流されて凝固殻１６の凝固界面は更に清浄に保たれ、得られた鋳片の鋳片表層部におけるＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量は大きく低減する。
【００４３】
【実施例】
（１）実施例１〜７
１５０トン／チャージの容量で垂直部の長さが１．５ｍの垂直曲型連続鋳造機にＳＵＳ４３０（クロムを１７質量％含有するフェライト系ステンレス鋼）の溶鋼を浸漬ノズルを介して注湯して、鋳造速度０．８ｍ／分で鋳造幅１２５０ｍｍ、鋳片厚み２５０ｍｍの鋳片の連続鋳造を行った。なお、鋳型内への溶鋼の注湯は、浸漬ノズル内にアルゴンガス流量を１５ＮＬ／分と５ＮＬ／分と０．１ＮＬ／分に設定して吹き込みながら行った。
このとき、使用した浸漬ノズルには、水平方向から下向きに１５°の吐出角度を有する吐出口が対向して２個設けられている。そして、アルミナ−黒鉛質の耐火物で形成したノズル本体の溶鋼の通過する内面側には表１に示すＤ１〜Ｄ３の組成を有する内装体が配設され、ノズル本体の上部側にはアルゴンガスを吹き込むガス吹き込み部が形成されている。
また、鋳型内の溶鋼のメニスカスより５０〜４００ｍｍの範囲に長さ３５０ｍｍ第２の電磁撹拌装置を配置して、鋳造中に鋳型内の溶鋼の撹拌を行った。更に、鋳型内の溶鋼のメニスカスより４０００〜４３５０ｍｍの範囲に、すなわち、湾曲し始める位置に長さ３５０ｍｍの第１の電磁撹拌装置を配置して、鋳造中にストランド内に引き抜かれた凝固殻内に存在する溶鋼の撹拌を行った。
【００４４】
【表１】

Figure 2005021936
【００４５】
そのときの鋳造結果を各評価項目毎に分けて、表２に記載する。また、得られた鋳片の表層からの距離に対する単位面積当たりの介在物個数の分布を図５に示す。
ここで、ノズル絞り頻度は、鋳造中にノズル絞りが生じて鋳造が継続できなくなった頻度である。
表層介在物頻度は、得られた鋳片から表層部を含んで鋳片の厚み方向に横断面が３０ｍｍ×３０ｍｍの角柱状の試料を切り出し、表層に平行な観察面内に存在する１２．５μｍ以上の介在物の個数を数えて単位面積当たりの個数に変換して示したものである。なお、観察面は、表層から１ｍｍ内部の面から始めて３ｍｍ間隔毎に設定し、表層から２０ｍｍ以内の範囲とした。
内部介在物頻度は、表層介在物頻度と同一の方法で各観察面毎に介在物の単位面積当たりの個数を求めたものである。なお、観察面の設定は、表層より２０ｍｍの位置から鋳片の厚み方向に６０ｍｍまでの範囲とした。
製品発銹性は、鋳片を１．５ｍｍ厚みに圧延した後、塩水噴霧試験を実施して発銹起点の個数を目視で数え、１００ｃｍ２ 当たりの個数に変換したものである。
【００４６】
【表２】
Figure 2005021936
【００４７】
実施例１は第１及び第２の電磁撹拌装置を稼動しない場合で、ノズル絞りはほとんど発生せず安定した操業が可能であった。また、ノズル絞りがほとんど発生しないため鋳型内では偏流が発生せず、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量が低減できた。このため、図５に示すように、鋳片表層部のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を低減でき、製品発銹性が改善された。
実施例２は第１の電磁撹拌装置を稼動した場合で、ノズル絞りはほとんどなく操業は安定する。また、ノズル絞りがほとんど発生しないため鋳型内では偏流が発生せず、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量が低減できた。更に、第１の電磁撹拌装置によりストランド内に引き抜かれた凝固殻内の溶鋼の撹拌が行われるため、凝固殻内の溶鋼中に鋳型内に通じる流れを発生させることができ、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の鋳型内への移送が促進される。このため、ストランド内に引き抜かれた凝固殻の表面を清浄に保つと共に、図５に示すように、凝固殻内の溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量が低減し、鋳片内部のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量を低減でき、製品発銹性が改善される。
【００４８】
実施例３は第１及び第２の電磁撹拌装置を稼動した場合で、ノズル絞りはほとんどなく操業は安定する。また、ノズル絞りがほとんど発生しないため鋳型内では偏流が発生せず、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量が低減される。鋳型内の溶鋼を電磁撹拌することにより、図５に示すように、鋳片表層部のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を一層低減することができる。更に、ストランド内に引き抜かれた凝固殻内の溶鋼の撹拌が行われるため、鋳片内部のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を低減できる。その結果、鋳片品質は最良となる。
実施例４ではアルゴンガス流量を５ＮＬ／分と低下しても実施例１と同等の結果が得られた。また、実施例５ではアルゴンガス流量を０．１ＮＬ／分と更に低下させたが、実施例１と同等の結果が得られた。
従って、鋳型内の溶鋼撹拌及び／又はストランド内に引き抜かれた凝固殻内の溶鋼撹拌を行うと共に、アルゴンガス流量を０．１〜１５ＮＬ／分とすることにより、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の少ない鋳片を製造できることが確認できた。
【００４９】
実施例６、７は、実施例５において浸漬ノズルの内面側に表１に示すＤ２、Ｄ３の組成を有する内装体を配設した場合で、いずれも実施例５と同等の結果が得られた。
従って、骨材の一部にドロマイトクリンカーを配合して全ＭｇＯ成分の含有量を２０質量％以上かつ７０質量％以下にすると共に、ＭｇＯ成分とＣａＯ成分を除いた残差成分として０．１質量％以上かつ３質量％以下のＳｉＯ２ 及び０．１質量％以上かつ３質量％以下のＦｅ２ Ｏ３ の少なくとも一方を含有するように調製した内装体を使用することにより、ノズル絞りが防止されて操業の安定が図られると共に、鋳型内での偏流が発生しないため溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量を低減できることが確認できた。そして、鋳型内の溶鋼を電磁撹拌することにより、特に鋳片表層部のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を低減でき、製品発銹性が改善できることが判った。
また、第１及び第２の電磁撹拌装置を稼動させ、アルゴンガス流量を５ＮＬ／分及び１０ＮＬ／分の２水準に設定して、鋳造速度０．８ｍ／分で鋳造幅１２５０ｍｍ、鋳片厚み２５０ｍｍの鋳片の連続鋳造を行った。その結果、表層介在物頻度、内部介在物頻度、及び製品発銹性は、いずれの場合においても格段に優れた結果（◎）を得ることができた。
更に、前記条件の中で鋳造速度のみを１．２ｍ／分及び２．１ｍ／分の２水準に設定して連続鋳造を行ったところ、鋳造速度１．２ｍ／分では表層介在物頻度、内部介在物頻度、及び製品発銹性はすべて格段に優れた結果（◎）が得られ、鋳造速度２．１ｍ／分では表層介在物頻度、内部介在物頻度、及び製品発銹性はすべて優れた結果（○）が得られた。
【００５０】
比較例１は、１５０トン／チャージの容量の湾曲型連続鋳造機にＳＵＳ４３０の溶鋼を浸漬ノズルを介して注湯して、鋳造速度０．８ｍ／分で鋳造幅１２５０ｍｍ、鋳片厚み２５０ｍｍの鋳片の連続鋳造を行った場合である。なお、浸漬ノズルにはアルミナ−黒鉛質の耐火物のみで形成したものを使用し、水平方向から下向きに１５°の吐出角度を有する吐出口が対向して２個設けられている。また、溶鋼の通過する内面側の上部側に設けられたガス吹き込み部から、アルゴンガスを１５ＮＬ／分の流量で吹き込んだ。
比較例２は、比較例１で用いた浸漬ノズルの代りに、アルミナ−黒鉛質の耐火物で形成したノズル本体と、溶鋼の通過する内面側に表１に示すＤ１の組成を有する内装体を配設して構成した浸漬ノズルを使用して、アルゴンガスを１５ＮＬ／分の流量で吹き込みながら溶鋼を注湯しながら鋳造を行った場合である。
比較例３は、実施例１〜７で使用した垂直曲型連続鋳造機において、アルミナ−黒鉛質の耐火物でのみ形成した浸漬ノズルを使用して、アルゴンガスを１５ＮＬ／分の流量で吹き込みながら溶鋼を注湯すると共に、第１及び第２の電磁撹拌装置を使用しないで鋳造を行った場合である。
そのときの鋳造結果を表２に併せて示す。また、比較例２において、得られた鋳片の表層からの距離に対する単位面積当たりの介在物個数の分布を図５に併せて示す。
【００５１】
比較例１では、浸漬ノズルの材質がアルミナ−黒鉛質の耐火物であるため、ノズル絞りが発生して偏流が生じ易く、介在物量は鋳片の表層部及び内部のいずれにおいても多くなった。但し、介在物の材質がＡｌ２ Ｏ３ 系であるため、製品発銹性は良好であった。
比較例２では、内装体が配設されているため、ノズル絞りはほとんど発生せず安定した操業が可能であった。また、ノズル絞りがほとんど発生しないため鋳型内では偏流が発生せず、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量が低減できた。しかし、鋳型内で形成される凝固殻の表面にＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が捕捉された状態で凝固が進行するため、図５に示すように、鋳片表層部のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量が多く、製品発銹性は劣る。
比較例３では、浸漬ノズルの材質がアルミナ−黒鉛質の耐火物であるため、ノズル絞りが発生して偏流が生じ易く、溶鋼の深部まで介在物が移送される。一方、垂直曲型連続鋳造機を使用したため、溶鋼中の介在物の浮上除去が促進されて、鋳型で形成される凝固殻に取り込まれる介在物量は低減した。このため、鋳片表層部の介在物量は、比較例１よりも低下した。但し、溶鋼の深部まで介在物が移送されるため、鋳片内部の介在物量は増加した。なお、介在物の材質がＡｌ２ Ｏ３ 系であるため、製品発銹性は良好であった。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、鋳片支持セグメント群内で湾曲が開始する位置を含む領域に配置された鋳片支持セグメントに１組の第１の電磁撹拌装置を設けたが、１つの鋳片支持セグメントに複数の第１の電磁撹拌装置を設けても、複数の鋳片支持セグメントに１組以上の第１の電磁撹拌装置を設けてもよい。
また、鋳片支持セグメント群内で湾曲が開始する位置を含む領域に配置された鋳片支持セグメントに第１の電磁撹拌装置を設けたが、ストランド内に引き抜かれた凝固殻の内部に溶鋼が存在する範囲内に存在する鋳片支持セグメントであればいずれの鋳造支持セグメントに第１の電磁撹拌装置を１組又は２個以上設けてもよい。
内装体をノズル本体と一体化させる際に、内装体とノズル本体との間に形成される目地にモルタルを充填したが、ノズル本体側で内装体を機械的に掛止して脱落を防止するようにすると、モルタルの使用を省略、すなわち空目地にすることができる。また、浸漬ノズルの内面側に内装体を配設したが、浸漬ノズルの他にタンディッシュの下部ノズル及び／又はスライディングノズルの各内面側にそれぞれ内装体を形成することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１〜６記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法においては、骨材にドロマイトクリンカーが配合され全ＭｇＯ成分の含有量が２０質量％以上かつ７０質量％以下の内装体が溶鋼の通過する内面側に配設された浸漬ノズルを介して、鋳型及びストランド内に配置された鋳片支持セグメント群の上流側の一部を有して形成される垂直部の長さが１．５ｍ以上かつ３．５ｍ以下の垂直曲型連続鋳造機の鋳型内に溶鋼を注湯する第１工程と、鋳型内に注湯された溶鋼を冷却し鋳型との接触面側に凝固殻を形成する第２工程と、凝固殻を鋳片支持セグメント群で支持しながら引き抜いて散水冷却し、ストランド内の凝固殻の内部の溶鋼を凝固して鋳片を製造する第３工程とを有するので、ＭｇＯリッチな層の背部に存在するドロマイトクリンカー中のＣａＯをＭｇＯリッチな層を介して持続的に供給して溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ をＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相に変化させて溶鋼中に混入させてノズル閉塞を防止すると共に、稼動面側に形成されるＭｇＯリッチな層により稼動面側の耐食性を向上させることができ、安定した鋳造を行うことが可能になる。
更に、垂直曲型連続鋳造機の垂直部ではＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物の浮上が妨げられず溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量が効率的に低減でき、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物量が低減された溶鋼を用いて鋳片を製造することが可能になる。その結果、鋳片表層部、例えば、表層から２０ｍｍの範囲におけるＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を除去することが可能になって、表層欠陥の少ない製品を安定して製造することが可能になる。
【００５４】
特に、請求項２記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法においては、鋳片支持セグメント群内の鋳型の下方側から湾曲部を含む鋳片支持セグメントには少なくとも１組の第１の電磁撹拌装置が設けられて、ストランド内の凝固殻の内部の溶鋼を撹拌するので、ストランド内に存在する凝固殻の内部の溶鋼に撹拌流を形成して、自発的に浮上するＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が凝固殻の凝固界面に捕捉されるのを防止して鋳型内に浮上するのを促進することができ、鋳片内部のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物除去することが可能になる。
その結果、鋼板端面での発銹防止や、深絞り加工時の割れ防止が達成できる。
【００５５】
請求項３記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法においては、浸漬ノズル内には不活性ガスが、０．１ＮＬ／分以上で１５ＮＬ／分以下の流量で吹き込まれているので、湯面でのモールドパウダーの巻き込みを防止して溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を除去できると共に、凝固殻の表面近傍の溶鋼中に存在するＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を捕捉して凝固殻の表面をより清浄に保つことができ、鋳片表層部におけるＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を更に除去することが可能になる。
【００５６】
請求項４記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法においては、鋳片の鋳造速度は０．８ｍ／分以上で２．３ｍ／分以下であるので、鋳型内で溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物が自発的に浮上して除去されるのを促進することができ、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系介在物を低減させて良好な品質の鋳片を製造し、かつ鋳片の生産性を向上することが可能になる。
【００５７】
請求項５記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法においては、内装体はＭｇＯ成分とＣａＯ成分を除いた残差成分として０．１質量％以上かつ３質量％以下のＳｉＯ２ 及び０．１質量％以上かつ３質量％以下のＦｅ２ Ｏ３ の少なくとも一方を含有するので、ドロマイトクリンカー中のＣａＯを活性化してＭｇＯリッチな層を介しての持続的な供給を促進することができ、溶鋼中のＡｌ２ Ｏ３ を融点の低いＡｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相に変化させることが可能になる。その結果、Ａｌ２ Ｏ３ −ＣａＯ系液相を溶鋼中に混入させることが容易になって、ノズル閉塞を更に防止することが可能になる。
【００５８】
請求項６記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法においては、鋳型の外側には第２の電磁撹拌装置が設けられて、鋳型内に注湯された溶鋼を撹拌しながら鋳型との接触面側に凝固殻を形成させるので、鋳型内で凝固殻の表面を清浄に保ちながら凝固殻を成長させることができ、表層部の介在物量を一層低減した鋳片を製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法に使用する垂直曲型連続鋳造機の説明図である。
【図２】浸漬ノズルの内装体にＭｇＯリッチな層が形成されるメカニズムの説明図である。
【図３】浸漬ノズルの内装体にＭｇＯリッチな層が形成されるメカニズムの説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法に使用する垂直曲型連続鋳造機の説明図である。
【図５】鋳片表層からの距離に対する単位面積当たりの介在物個数の分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１０：垂直曲型連続鋳造機、１１：溶鋼、１２：タンディッシュ、１３：下部ノズル、１４：スライディングノズル、１５：浸漬ノズル、１６：凝固殻、１７：鋳型、１８：鋳片支持セグメント、１９：鋳片支持セグメント群、２０：第１の電磁撹拌装置、２１：鉄皮、２２：耐火物、２３：開口部、２４：上部プレート、２５：開口部、２６：下部プレート、２７：内装体、２８：目地、２９：ノズル本体、３０：ニップル、３１：多孔質耐火物、３２：ガス吹き込み部、３３：吐出口、３４：支持ロール、３５：フレーム、３６：噴出口、３７：モールドパウダー、３８：垂直曲型連続鋳造機、３９：第２の電磁撹拌装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics that is produced by efficiently removing inclusions in molten steel in a mold.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when producing a slab by continuous casting, the inner surface side through which the molten steel of the lower nozzle, sliding nozzle, or immersion nozzle of the tundish passes is formed from Al in the molten steel. 2 O 3 System inclusions and Al produced by molten steel deoxidation 2 O 3 System inclusions adhered and nozzle clogging occurred.
And when nozzle clogging occurs, uneven flow occurs in the discharge flow of molten steel in the mold, and Al in the molten steel 2 O 3 The system inclusions are transported from the mold to the molten steel existing deep in the strand. Also, Al adhering to the inner surface side of the nozzle 2 O 3 System inclusions may peel off and enter the molten steel.
As a result, Al 2 O 3 When a slab containing a system inclusion is manufactured and a product is manufactured using the slab, a defect in quality is caused on the surface layer or inside. Furthermore, Al 2 O 3 When adhesion of system inclusions is remarkable, for example, the immersion nozzle is clogged and the continuous casting operation is interrupted.
[0003]
Therefore, in general, an inert gas such as argon gas is blown into the lower nozzle, the sliding nozzle, or the immersion nozzle to suppress the direct contact of the molten steel with the inner wall of each nozzle, and the Al on the inner surface side of each nozzle. 2 O 3 It prevents the inclusion of system inclusions.
At this time, Al 2 O 3 If the amount of argon gas blown is excessively increased in an attempt to increase the adhesion prevention effect of system inclusions, the argon gas discharged into the mold will become coarse bubbles that will float up in the molten steel in the mold and burst violently at the hot water surface. To come. As a result, mold powder floating on the surface of the molten metal becomes easy to be caught in the molten steel for mold lubrication, molten metal surface insulation, prevention of oxidation of the molten steel, etc., and inclusions in the slab are not removed without being removed. If it remains as a product, it becomes a quality defect when it is made into a product. For this reason, it is preferable to reduce the blowing amount of argon gas as much as possible, and there is a limit in preventing nozzle clogging due to blowing argon gas.
[0004]
From the above, by changing the composition of the refractory constituting each nozzle, Al 2 O 3 Measures to reduce adhesion of system inclusions are being studied.
For example, Patent Document 1 proposes a continuous casting nozzle that adds and burns any one of boron carbide, boron nitride, and boron to 40 to 90% by weight of lime and 10 to 60% by weight of carbon. , Al produced and adhered to the nozzle for continuous casting 2 O 3 In order to lower the melting point of system inclusions, the continuous casting nozzle is prevented from being blocked.
Moreover, 3 to 25 weight percent of a powder of a reaction product of an alkali or alkaline earth metal salt and slaked lime with respect to 35 to 85 weight percent of aggregate composed of lime clinker and / or dolomite clinker and 5 to 50 weight percent of carbon. %, A carbon-containing calcareous continuous casting nozzle is proposed, and Al is deposited on the continuous casting nozzle. 2 O 3 Lowering the melting point of system inclusions is attempted (for example, see Patent Document 2).
Furthermore, 2-40% by weight of powder in terms of CaO and SiO 2 It consists of a mixed powder with at least one selected from alumina clinker, spinel clinker, and magnesia clinker with a content of less than 1% by weight. Carbon, SiO in the mixed powder 2 There has been proposed an inner hole body of a nozzle for continuous casting containing 20 to 70% by weight of each having a particle size of 1% by weight or less and 0.21 mm or less (see, for example, Patent Document 3). .
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-57-56377
[Patent Document 2]
JP 57-38366 A
[Patent Document 3]
JP-A-5-285612
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
All of these proposals are made of Al adhering to the nozzle inner surface. 2 O 3 By reacting the system inclusions with the CaO component in the refractory constituting the nozzle, Al 2 O 3 System inclusions with low melting point Al 2 O 3 -Basically, it is modified into CaO inclusions and washed into molten steel.
However, Al in molten steel 2 O 3 -When the CaO inclusions are not removed and are taken into the slab, and the product is manufactured from the slab, 2 O 3 When CaO inclusions are present, Al 2 O 3 -CaO inclusions are water-soluble, so they are likely to become starting points, resulting in a problem that the corrosion resistance of the product is impaired.
Therefore, in steel slabs and food cans, especially slabs used in the manufacture of stainless steel products that require corrosion resistance, Al present in the slabs 2 O 3 Reducing the amount of -CaO inclusions has become a major issue.
[0007]
Al 2 O 3 System inclusions with low melting point Al 2 O 3 -Al to the inner surface of each nozzle by reforming to CaO inclusions and washing away in molten steel 2 Adhesion of O-based inclusions can be reduced, and the amount of inert gas such as argon gas blown can be reduced. For this reason, the frequency that the bubble of an inert gas floats up in the molten steel in a mold and bursts on the molten metal surface is reduced, and the effect that the mold powder is hardly caught in the molten steel can be expected. However, if the amount of inert gas blown is reduced too much, Al in the slab 2 O 3 There is a tendency for the amount of -CaO inclusions to increase. This is because the inert gas bubbles have Al washed away in the molten steel. 2 O 3 -It is considered that the float removal action of floating while capturing the CaO-based inclusions is caused, so that the float removal action cannot be used if the blowing of the inert gas is excessively reduced.
Therefore, Al to the inner surface of each nozzle 2 O 3 Even if adhesion of system inclusions can be reduced, Al in the slab 2 O 3 In order to reduce the -CaO inclusions, it is necessary to blow in an inert gas, and it is necessary to optimize the blow amount.
[0008]
Furthermore, Al 2 O 3 -Since the specific gravity of CaO inclusions is smaller than the specific gravity of molten steel, Al in molten steel 2 O 3 -Al in molten steel by floating CaO inclusions 2 O 3 -CaO inclusions can be removed.
In order to promote this floating removal, it is effective to secure a sufficient time for the floating, and for that purpose, it is necessary to reduce the casting speed. However, a decrease in casting speed is not preferable because it causes a decrease in productivity.
[0009]
The present invention was made in view of such circumstances, and applied a dolomite nozzle to produce Al. 2 O 3 System inclusions with low melting point Al 2 O 3 -Al to be mixed into molten steel while preventing adhesion to the inner surface of the nozzle by modifying to CaO inclusions 2 O 3 -Efficient removal of CaO inclusions and Al in slab 2 O 3 It aims at providing the continuous casting method of the slab excellent in the quality characteristic which can reduce the amount of -CaO type inclusions.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the present invention that meets the above-mentioned object, an inner body in which dolomite clinker is blended in aggregate and the content of all MgO components is 20 mass% or more and 70 mass% or less is molten steel The length of the vertical portion formed by having a part of the upstream side of the slab support segment group disposed in the mold and the strand through the immersion nozzle disposed on the inner surface side through which the material passes is 1. A first step of pouring molten steel into the mold of a vertical curved continuous casting machine of 5 m or more and 3.5 m or less;
A second step of cooling the molten steel poured into the mold and forming a solidified shell on the contact surface side with the mold;
A third step in which the solidified shell is pulled out while being supported by the slab support segment group and cooled by spraying, and the molten steel inside the solidified shell in the strand is solidified to produce a slab.
[0011]
When the inner body in which the dolomite clinker is blended with the aggregate is arranged on the inner surface side of the immersion nozzle through which the molten steel passes, the Al produced from the Al in the molten steel 2 O 3 And Al produced by deoxidation 2 O 3 Is attached to this inner surface (hereinafter also referred to as the working surface), CaO in the interior body and this Al 2 O 3 Reacts with Al on the operating surface 2 O 3 A CaO-based liquid phase is formed.
Al 2 O 3 -In the CaO-based liquid phase, the undissolved CaO component in the dolomite clinker gradually becomes Al. 2 O 3 -Dissolves in the CaO-based liquid phase, and Al around the MgO particles 2 O 3 A CaO-based liquid phase is present.
This Al 2 O 3 It is considered that the MgO particles in the interior body gradually agglomerate while gradually moving away from the working surface side with the dissolution of the CaO component in the CaO-based liquid phase. And Al of such MgO particles 2 O 3 -By repeating the movement and aggregation in the CaO-based liquid phase, an MgO-rich layer is formed on the working surface side with the coarsening of MgO particles.
[0012]
The CaO component is Al present in this MgO rich layer. 2 O 3 Dissolves continuously in the CaO-based liquid phase until a saturation concentration determined by temperature is reached. As a result, Al 2 O 3 The melting point of the CaO-based liquid phase is gradually lowered and becomes easy to flow.
For this reason, CaO in the dolomite clinker existing on the back of the MgO-rich layer passes through the MgO-rich layer. 2 O 3 -Since it is continuously supplied to the working surface in the form of CaO-based liquid phase, Al in molten steel 2 O 3 Is prevented from adhering to the working surface side.
Furthermore, the feature that the corrosion resistance on the operating surface side is improved by the MgO-rich layer formed on the operating surface side appears.
[0013]
Here, if the content of all MgO components is 20% by mass or more, Al 2 O 3 The MgO-rich layer is easily formed by the outflow in the CaO-based liquid phase. For this reason, the corrosion resistance on the operating surface side is improved, and the life of the interior body is extended.
On the other hand, if the content of all MgO components exceeds 70% by mass, Al in the molten steel 2 O 3 Reacts with Al 2 O 3 -The amount of CaO supply for forming the CaO-based liquid phase is insufficient, and Al on the operating surface side 2 O 3 System inclusions are likely to adhere.
From the above, the content of the MgO component is 20% by mass or more and 70% by mass or less, preferably 25% by mass or more and 60% by mass or less.
[0014]
Thus, when the molten steel is poured into the mold through the immersion nozzle in which the inner body in which the dolomite clinker is mixed with the aggregate is disposed on the inner surface side through which the molten steel passes, the Al in the molten steel 2 O 3 It is possible to improve the corrosion resistance on the operating surface side while preventing adhesion of the operating surface side. On the other hand, Al formed on the operating surface 2 O 3 -CaO-based liquid phase peels off and mixes in the molten steel. 2 O 3 There will be -CaO inclusions.
Where Al 2 O 3 -CaO inclusions are water-soluble, so Al 2 O 3 -When a slab is manufactured from molten steel containing CaO inclusions, the surface layer of the slab is made of Al. 2 O 3 When the CaO-based inclusion is present, when a product such as a steel plate is formed, defects such as a starting point of the product surface, wrinkles, and cracks are caused.
[0015]
Al 2 O 3 -Since the specific gravity of CaO inclusions is lighter than the specific gravity of molten steel, agglomerated Al can be obtained by using a vertical curved continuous casting machine provided with a vertical portion in a continuous casting machine. 2 O 3 -CaO inclusions and unagglomerated fine Al 2 O 3 -CaO-based inclusions are allowed to act in the direction of rising from the molten steel by utilizing the vertical part, and Al in the molten steel 2 O 3 -The amount of CaO-based inclusions can be efficiently reduced.
Here, in order to improve the glazing property of the product surface manufactured from the slab, Al existing in the slab surface layer portion (in the range of 20 mm from the slab surface to the thickness direction) 2 O 3 -CaO-based inclusion amount, for example, Al in the conventional slab surface layer 2 O 3 It is necessary to reduce the amount of CaO-based inclusions, and in order to satisfy this cleanliness, the length of the vertical portion needs to be 1.5 m or more.
Also, the longer the vertical part, the more Al in the molten steel. 2 O 3 -The rise of CaO inclusions is promoted, and Al 2 O 3 Although more CaO-based inclusions can be removed, the increasing rate of the removal rate with respect to the increase in the length of the vertical portion gradually decreases. On the other hand, when the vertical portion becomes longer, the height of the entire equipment of the vertical curved continuous casting machine increases accordingly, and the equipment cost greatly increases. For this reason, the upper limit of the length of the vertical portion is considered to be 3.5 m in consideration of the quality of the slab and the economical efficiency of the equipment.
For this reason, the length of the vertical part in the vertical curved continuous casting machine is defined as 1.5 m or more and 3.5 m or less.
[0016]
In the continuous casting method of a slab having excellent quality characteristics according to the present invention, the slab support segment including the curved portion from the lower side of the mold in the slab support segment group includes at least one set of first electromagnetic stirring. Preferably, an apparatus is provided to agitate the molten steel inside the solidified shell in the strand.
[0017]
Molten steel is present inside the solidified shell drawn into the strand from the mold, and the slab is produced by gradually solidifying the molten steel inside the solidified shell and growing the solidified shell.
In the vertical curved continuous casting machine, the drawn solidified shell gradually decreases in the tangential inclination angle as it enters the strand, so Al in the molten steel existing in the deep position in the strand. 2 O 3 Even if the -CaO inclusions spontaneously float, they come into contact with the solidified shell existing above and are trapped at the solidified interface of the solidified shell.
[0018]
Therefore, at least one set of the first electromagnetic stirring device is provided in the region of the slab support segment group of the curved portion from the lower side of the mold, and a stirring flow is formed in the molten steel inside the solidified shell existing in the strand. Al trapped at the solidification interface of the solidified shell 2 O 3 The solidification interface of the solidified shell can be kept clean by washing away the CaO-based inclusions.
Furthermore, the unsolidified molten steel inside the slab is agitated by the stirring flow, and Al is placed inside the slab where solidification is in progress. 2 O 3 -It is possible to suppress the aggregation of CaO-based inclusions, and the washed-out Al 2 O 3 -CaO-based inclusions can be removed from the molten steel by being levitated through the vertical portion in accordance with the stirring flow. As a result, Al inside the slab to be manufactured 2 O 3 The amount of -CaO inclusions can also be reduced.
[0019]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the present invention, it is preferable that an inert gas is blown into the immersion nozzle at a flow rate of 0.1 NL / min to 15 NL / min.
[0020]
An inert gas (for example, argon gas) blown into the immersion nozzle is discharged together with the molten steel into the mold from the discharge port of the immersion nozzle. The discharged inert gas becomes bubbles and diffuses into the mold, and ascends with the discharge flow of the molten steel colliding with the solidified shell, or immediately starts to rise.
At this time, the bubbles of the inert gas are caused by Al in the molten steel. 2 O 3 -Since it floats in the mold while capturing CaO inclusions, Al in molten steel 2 O 3 -The amount of CaO-based inclusions can be reduced.
In addition, inert gas bubbles accompanying the discharge flow of the molten steel colliding with the solidified shell are caused by Al present in the molten steel near the surface of the solidified shell. 2 O 3 -Because it captures CaO inclusions and floats, Al 2 O 3 -The CaO inclusions can be prevented from adhering to the solidification interface of the solidified shell, and the solidification interface of the solidified shell can be kept clean.
[0021]
Here, Al in molten steel 2 O 3 In order to remove the CaO-based inclusions and keep the solidification interface of the solidified shell clean, it is insufficient if the inert gas blowing rate is less than 0.1 NL / min.
In addition, if the amount of inert gas blown exceeds 15 NL / min, bubbles in the inert gas float up in the molten steel in the mold and cause fluctuations in the molten metal surface, and mold powder on the molten metal surface is entrained in the molten steel. This is undesirable because the molten steel is contaminated.
For this reason, the blowing amount of the inert gas is 0.1 NL / min to 15 NL / min, preferably 0.1 NL / min to 10 NL / min, more preferably 0.1 NL / min to 5 NL / min. It is good to do.
In addition, NL (normal liter) / min shows the flow volume of the inert gas injected per minute when converted into a standard state. In addition, the flow rate of the inert gas at this time indicates the total amount of the inert gas passing through the immersion nozzle. For example, the inert gas is supplied from only one of the lower nozzle, the sliding nozzle, and the immersion nozzle of the tundish. It may be blown or may be blown from two or more nozzles arbitrarily combined.
[0022]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the present invention, the casting speed of the slab is preferably 0.8 m / min or more and 2.3 m / min or less.
Al in the vertical section of the vertical curved continuous casting machine 2 O 3 -Since the floating of CaO inclusions is not hindered, Al 2 O 3 -The amount of CaO-based inclusions can be efficiently reduced. As a result, it is not necessary to reduce the casting speed, and even if the casting speed is 0.8 m / min or more, Al 2 O 3 A slab with a reduced amount of CaO-based inclusions can be produced.
On the other hand, when a slab is produced at a casting speed exceeding 2.3 m / min, the downward discharge flow of the molten steel becomes too strong, and Al 2 O 3 -The molten steel containing CaO-based inclusions exists in the deep part of the slab, and Al in the molten steel 2 O 3 -Removal of CaO-based inclusions becomes difficult.
For this reason, the casting speed was defined as 0.8 m / min or more and 2.3 m / min or less.
For this reason, the casting speed is more preferably 0.8 m / min to 2.1 m / min.
[0023]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the present invention, the inner body has a residual component excluding the MgO component and CaO component of 0.1% by mass or more and 3% by mass or less of SiO. 2 And 0.1 mass% or more and 3 mass% or less of Fe 2 O 3 It is preferable to contain at least one of these.
[0024]
SiO as residual component 2 And Fe 2 O 3 When there is at least one of these, Al adhering to the working surface side 2 O 3 Al formed from reaction with CaO by activating CaO contained in system inclusions and interior body 2 O 3 -CaO-based liquid phase generation and generated Al 2 O 3 -Lowering the melting point of the CaO-based liquid phase is promoted.
Where SiO 2 , Fe 2 O 3 Is less than 0.1% by mass, the activation of CaO in the interior body becomes insufficient. For this reason, the supply of CaO through the MgO rich layer cannot be secured sufficiently. As a result, at the molten steel contact surface, Al 2 O 3 It is understood that the attachment of inclusions proceeds.
On the other hand, SiO 2 , Fe 2 O 3 When both exceed 3% by mass, it reacts with Al in the molten steel and Al on the molten steel contact surface. 2 O 3 Produced at the molten steel contact surface 2 O 3 Adhesion of system inclusions is likely to occur. Furthermore, Al 2 O 3 And SiO in the interior 2 , Fe 2 O 3 Reacts to form a low melting point compound, which promotes melting of the interior body.
From the above, the CaO in the interior body is activated and Al 2 O 3 -Ensure low melting point and liquid phase amount of CaO-based liquid phase, Al 2 O 3 In order to suppress adhesion of system inclusions, SiO 2 , Fe 2 O 3 Each content of was specified to be 0.1 mass% or more and 3 mass% or less.
[0025]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the present invention, a second electromagnetic stirring device is provided outside the mold, and the molten steel poured into the mold is stirred while the mold is stirred. It is preferable to form a solidified shell on the contact surface side.
[0026]
When the molten steel in the mold is stirred using the second electromagnetic stirrer and cooled while forming a stirring flow in a horizontal plane in the mold to form a solidified shell on the contact surface side with the mold, the solidified shell Since the solidification interface of the steel is always washed with molten steel flow, 2 O 3 -CaO inclusions and bubbles can be prevented from adhering.
As a result, while keeping the solidification interface of the solidified shell clean, Al in the mold 2 O 3 -The amount of inclusions of CaO-based inclusions is reduced, and at the same time, bubbles of inert gas such as argon gas blown in can be prevented from being trapped at the solidification interface of the solidification shell, and a solidified shell with extremely high cleanliness can be grown. .
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is an explanatory view of a vertical curved continuous casting machine used in the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 4 is an explanatory view of a mechanism for forming an MgO-rich layer, and FIG. 4 is an explanatory view of a vertical curved continuous casting machine used in a continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the distribution of the number of inclusions per unit area with respect to the distance from the slab surface layer.
[0028]
As shown in FIG. 1, a vertical bend continuous casting machine 10 used for a continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the first embodiment of the present invention includes a tundish 12 for storing molten steel 11, and a tundish 12. The immersion nozzle 15 is connected to the lower nozzle 13 inserted in the opening provided at the bottom of the tundish 12 via the sliding nozzle 14.
Further, the vertical curved continuous casting machine 10 cools the molten steel 11 poured through the immersion nozzle 15 to form a solidified shell 16 that becomes an outer shell of the cast piece, and a downstream side of the mold 17. A slab support segment group 19 is provided which is disposed in the strand and cools while the solidified shell 16 discharged from the mold 17 is supported by a plurality of slab support segments 18 from the periphery. Furthermore, the molten steel 11 inside the solidified shell 16 in the strand is agitated in the slab support segment 18 disposed in a region including a position in the slab support segment group 19 that begins to bend from the lower side of the mold 17. A set of first electromagnetic stirrers 20 is provided. Hereinafter, these will be described in detail.
[0029]
The tundish 12 is a container for storing a certain amount of molten steel 11 formed by lining the inner surface of the iron skin 21 with a refractory 22, and a lower nozzle 13 formed of a refractory at an opening provided at the bottom thereof. Has been inserted.
The sliding nozzle 14 is made of a refractory material and includes an upper plate 24 having an opening 23 and a lower plate 26 having an opening 25 that slides with respect to the upper plate 24. The outlet side of the lower nozzle 13 is connected to the opening 23 of the upper plate 24, and the opening 25 of the lower plate 26 is connected to the inlet side of the immersion nozzle 15.
The immersion nozzle 15 includes an interior body 27 disposed on the inner surface through which the molten steel 11 passes, and an interior body 28 that takes thermal expansion into consideration so that the inner surface side of the interior body 27 becomes a contact surface side with the molten steel 11. A nozzle body 29 that holds the body 27 from the outside, and argon gas that is an example of an inert gas that is provided on the upper side of the nozzle body 29 and flows through the nipple 30 is blown into the molten steel 11 that passes therethrough. It has a gas blowing part 32 provided with a porous refractory 31.
[0030]
Here, the inner body 27 is prepared so that aggregates are mixed with dolomite clinker and the content of all MgO components is 20 mass% or more and 70 mass% or less. Further, as a residual component excluding the CaO component and the MgO component, 0.1% by mass or more and 3% by mass or less of SiO 2 And 0.1 mass% or more and 3 mass% or less of Fe 2 O 3 Of at least one of them.
The nozzle body 29 can be formed using, for example, an alumina-graphite refractory conventionally used. Further, for example, magnesia mortar conventionally used can be used for the joint 28.
With such a configuration, the lower plate 26 is slid with respect to the upper plate 24 and the opening 23 of the upper plate 24 and the opening 25 of the lower plate 26 are electrically connected to each other. The immersion nozzle 15 can be in a communicating state. As a result, the molten steel 11 in the tundish 12 can be discharged from the discharge port 33 of the immersion nozzle 15 while blowing argon gas from the gas blowing portion 32.
[0031]
The mold 17 is, for example, a copper bowl-shaped cylindrical body having a rectangular cross section, and has a structure in which the periphery thereof is water-cooled. For this reason, the molten steel 11 poured into the mold 17 through the immersion nozzle 15 is cooled on the contact surface side with the mold 17, and the solidified shell 16 is gradually formed on the contact surface side with the mold 17. . The formed solidified shell 16 is discharged vertically downward from the outlet of the mold 17.
Each slab support segment 18 provided in the strand on the downstream side of the mold 17 has a plurality of water-cooled steel support rolls 34 and a frame 35 for supporting them, and is solidified to be pulled out from the mold 17. It arrange | positions so that the shell 16 may be supported from the circumference | surroundings.
[0032]
Here, the slab support segment 18 is arranged vertically on the side adjacent to the mold 17. For this reason, the vertical part of 1.5-3.5 m is comprised by the part of the upstream of the casting_mold | template 1 and the slab support segment group 19, for example. Moreover, the slab support segment 18 is disposed so as to be gradually curved as it enters a deep portion in the strand. Further, the frame 35 is provided with an ejection port 36 for ejecting water from between the support rolls 34.
The 1st electromagnetic stirring apparatus 20 arrange | positioned at the slab support segment 18 arrange | positioned in the area | region containing the position where curvature starts in the slab support segment group 19 has a frequency of 10 Hz or less (for example, 5-6 Hz). It has a function of applying a rotating magnetic field to the molten steel 11 existing inside the solidified shell 16 drawn into the strand.
With such a configuration, the solidified shell 16 can be gradually bent as it enters the deep part of the strand while the solidified shell 16 is pulled out vertically downward from the mold 17 in the strand 17. It is possible to produce a cast slab by blowing water from the surroundings while drawing the water and further cooling the solidified shell 16 to grow the solidified shell 16. At this time, in a region including a position where the strand starts to bend, a stirring flow is formed in the molten steel 11 existing inside the solidified shell 16 by the first electromagnetic stirring device 20, and the molten steel 11 is solidified while stirring. Can do.
[0033]
Next, the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.
First, molten steel 11 is injected into the tundish 12. Argon gas is supplied to the gas blowing portion 32 of the immersion nozzle 15 through the nipple 30 and blown from the porous refractory 31 at a flow rate of 0.1 NL / min or more and 15 NL / min or less, for example. Further, the mold 17 and each support roll 34 of each slab support segment 18 are water-cooled, and water is ejected from the ejection port 36 of each frame 35 of each slab support segment 18. Further, the first electromagnetic stirring device 20 is driven.
Then, the lower plate 26 of the sliding nozzle 14 is slid to make the opening 25 provided in the lower plate 26 and the opening 23 provided in the upper plate 24 conductive. As a result, the lower nozzle 13 of the tundish 12 and the immersion nozzle 15 are in communication with each other, and the molten steel 11 in the tundish 12 passes through the immersion nozzle 15 from the discharge port 33 of the immersion nozzle 15 together with the argon gas and the mold 17. Discharge inside.
[0034]
When the molten steel 11 passes through the inside of the interior body 27 arranged on the inner surface side of the immersion nozzle 15, Al generated from Al in the molten steel 11. 2 O 3 And Al produced by deoxidation 2 O 3 Adheres to the working surface of the interior body 28.
Here, as shown in FIG. 2, since the dolomite clinker is blended in the interior body 27, the adhered Al 2 O 3 Reacts with CaO in the dolomite clinker to react with low melting point Al 2 O 3 -A CaO-based liquid phase is formed. Further, in the interior body 27, the residual component excluding the MgO component and the CaO component is 0.1 mass% or more and 3 mass% or less of SiO. 2 And 0.1 mass% or more and 3 mass% or less of Fe 2 O 3 It is prepared so that at least one of these may be contained. For this reason, CaO in the dolomite clinker is SiO. 2 Or Fe 2 O 3 To form a low melting point compound to activate the movement of CaO and improve the reactivity of CaO. As a result, the adhered Al 2 O 3 Reaction with CaO in dolomite clinker is promoted, and low melting point Al 2 O 3 -CaO-based liquid phase formation is promoted.
[0035]
In the operational aspect of the dolomite clinker, the generated Al 2 O 3 -Al generated from Al in molten steel 11 even if CaO-based liquid phase flows out into molten steel 11 2 O 3 And Al produced by deoxidation 2 O 3 Adheres frequently.
For this reason, there is Al on the operating side of the dolomite clinker. 2 O 3 The CaO-based liquid phase is formed almost continuously. And this Al 2 O 3 In the CaO-based liquid phase, the undissolved CaO particles in the dolomite clinker are gradually dissolved, and Al is formed around the MgO particles. 2 O 3 A CaO-based liquid phase is present.
[0036]
As shown in FIG. 3, Al is formed around the MgO particles. 2 O 3 -CaO-based liquid phase exists, this Al 2 O 3 -In a state where CaO particles are dissolved in the CaO-based liquid phase, the MgO particles move gradually away from the working surface side so as to exchange their positions with the dissolved CaO particles, and gradually aggregate. . And MgO particle Al 2 O 3 By repeating the movement and aggregation in the CaO-based liquid phase, the MgO particles are coarsened, and an MgO-rich layer is continuously formed on the working surface side.
Furthermore, in this MgO rich layer, Al 2 O 3 Since CaO-based liquid phase exists, CaO is Al 2 O 3 Dissolves continuously in the CaO-based liquid phase until a saturation concentration determined by temperature is reached. As a result, Al 2 O 3 The melting point of the CaO-based liquid phase is gradually lowered and becomes easy to flow. For this reason, CaO in the dolomite clinker existing on the back of the MgO-rich layer passes through the MgO-rich layer. 2 O 3 -It will be supplied to the working surface side in the form of a CaO-based liquid phase.
As a result, even if an MgO-rich layer is formed on the working surface side, Al in the molten steel 2 O 3 Is prevented from adhering to the working surface side. Note that the corrosion resistance on the operating surface side is improved by the MgO-rich layer formed on the operating surface side.
[0037]
The molten steel 11 discharged into the mold 17 is cooled while being stored in the mold 17 to form a solidified shell 16 on the contact surface side with the mold 17. The formed solidified shell 16 is discharged from the outlet of the mold 17 with the molten steel 11 contained therein, and is drawn into the strand while being supported by the slab support segment 18.
Here, the mold 17 and the slab support segment 18 on the side adjacent to the mold 17 are arranged vertically, and a vertical portion of, for example, 1.5 to 3.5 m is configured including the mold 17. By this vertical portion, Al in the molten steel 11 2 O 3 Since the specific gravity of the -CaO inclusion is lighter than that of the molten steel 11, the CaO-based inclusions can actively float and clean the molten steel 11.
As a result, Al 2 O 3 -Since the molten steel 11 with a small amount of CaO-based inclusions solidifies, Al 2 O 3 -The solidified shell 16 with a small amount of CaO inclusions is formed.
[0038]
Argon gas is discharged into the mold 17 together with the molten steel 11, and the argon gas diffuses in the mold 17 as bubbles and collides with the solidified shell 16 in association with the discharge flow of the molten steel 11. It floats by the reversal flow that is generated, or floats directly from the molten steel 11 by buoyancy. At this time, bubbles of argon gas rising along with the reversal flow are caused by Al in the molten steel 11 near the solidified shell 16. 2 O 3 -Capturing and floating CaO inclusions. For this reason, Al in the molten steel 11 in the mold 17 2 O 3 -CaO inclusions and Al in the solidified shell 16 2 O 3 The amount of -CaO inclusions is further reduced.
The argon gas blowing rate is 0.1 NL / min or more and 15 NL / min or less. Therefore, even if argon gas bubbles float inside the mold 17 and burst on the molten steel 11, The mold powder 37 floating on the molten metal surface is not greatly disturbed and is not caught in the molten steel 11 and does not contaminate the molten steel 11.
[0039]
Here, when the formed solidified shell 16 is pulled out at a casting speed of 0.8 to 2.3 m / min, the molten steel can be retained in the vertical portion for a certain period of time. For this reason, Al in the molten steel 11 2 O 3 -The time necessary for the CaO-based inclusions to rise positively can be secured, and Al in the molten steel 2 O 3 -The amount of CaO inclusions is surely reduced.
As described above, Al in the molten steel 11 2 O 3 Since the solidified shell 16 is grown while removing the CaO-based inclusions and keeping the surface of the solidified shell 16 clean, the Al incorporated into the solidified shell 16 2 O 3 The amount of -CaO inclusions can be reduced.
[0040]
The solidified shell 16 pulled out from the mold 17 is further cooled by being sprayed with water from the surroundings while being supported by the slab support segment group 19. For this reason, the molten steel 11 inside the solidified shell 16 is also cooled and solidified, and the solidified shell 16 grows gradually.
At this time, it is pulled out by the first electromagnetic stirring device 20 provided in the slab support segment 18 disposed in the region including the position where the curve starts in the slab support segment group 19 downstream from the mold 17. The agitation flow is formed in the molten steel 11 existing inside the solidified shell 16 before the solidified shell 16 deeply enters the strand, and Al trapped at the solidification interface of the solidified shell 16 2 O 3 -The CaO inclusions are washed away, and the solidification interface of the solidification shell 16 that penetrates deeply into the strand is kept clean.
Furthermore, in the stirring flow toward the molten steel 11 side in the vertical portion, the Al in the molten steel 11 inside the solidified shell 16 existing in the strands. 2 O 3 -Accompanied by CaO-based inclusions, Al through the vertical part 2 O 3 -Promote the floating of CaO inclusions. And Al that goes deeply into the slab 2 O 3 -The amount of CaO-based inclusions can be reduced.
[0041]
The vertical curved continuous casting machine 38 used in the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 and a slab excellent in quality characteristics using the same. The continuous casting method will be described. In the vertical curved continuous casting machine 38, the second electromagnetic stirring device 39 is provided outside the mold 17 in the vertical curved continuous casting machine 10 according to the first embodiment. It is a feature. For this reason, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the vertical curved continuous casting machine 10, and detailed description is abbreviate | omitted.
The second electromagnetic stirring device 39 arranged outside the mold 17 has a function of applying a rotating magnetic field having a frequency of 10 Hz or less (for example, 5 to 6 Hz) to the molten steel 11 in the mold 17. With this configuration, the molten steel 11 poured into the mold 17 through the immersion nozzle 15 forms a solidified shell on the contact surface side with the mold 17 while forming a stirring flow in a horizontal plane in the mold 17. 16 can be formed gradually.
[0042]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the second embodiment of the present invention, in the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to the first embodiment, the outer side of the mold 17 is further provided. The second electromagnetic stirrer 39 is provided, and the solidified shell 16 is formed on the contact surface side with the mold 17 while stirring the molten steel 11 poured into the mold 17. Therefore, only this feature point will be described.
The molten steel 11 discharged into the mold 17 through the immersion nozzle 15 is temporarily stored in the mold 17, but a rotating magnetic field is applied to the molten steel 11 in the mold 17 by the second electromagnetic stirring device 39. A swirl flow is formed in the molten steel 11 in the mold 17 along the inner wall of the mold 17 in a horizontal plane.
As a result, the molten steel 11 is cooled while being stirred to form the solidified shell 16 on the contact surface side with the mold 17, and the solidified interface of the solidified shell 16 is always washed with the stirring flow of the molten steel 11. Therefore, Al adhering to the solidification interface of the solidified shell 16 2 O 3 The CaO inclusions are washed away, and the solidification interface of the solidified shell 16 is further kept clean. Al in the slab surface layer portion of the obtained slab 2 O 3 -The amount of CaO inclusions is greatly reduced.
[0043]
【Example】
(1) Examples 1-7
Molten steel of SUS430 (ferritic stainless steel containing 17% by mass of chromium) was poured through an immersion nozzle into a vertical curved continuous casting machine with a capacity of 150 tons / charge and a vertical length of 1.5 m. The slab having a casting width of 1250 mm and a slab thickness of 250 mm was continuously cast at a casting speed of 0.8 m / min. The molten steel was poured into the mold while blowing the argon gas at 15 NL / min, 5 NL / min, and 0.1 NL / min into the immersion nozzle.
At this time, the used immersion nozzle is provided with two discharge ports having a discharge angle of 15 ° facing downward from the horizontal direction. An inner body having the composition of D1 to D3 shown in Table 1 is disposed on the inner surface side of the nozzle body formed of alumina-graphitic refractory through which the molten steel passes, and an argon gas is disposed on the upper side of the nozzle body. A gas blowing portion for blowing in is formed.
Further, a second electromagnetic stirrer having a length of 350 mm was disposed in the range of 50 to 400 mm from the meniscus of the molten steel in the mold, and the molten steel in the mold was stirred during casting. Furthermore, the first electromagnetic stirrer having a length of 350 mm is arranged in a range of 4000 to 4350 mm from the meniscus of the molten steel in the mold, that is, in a position where the bending starts, and the solidified shell drawn into the strand during casting The molten steel present in was stirred.
[0044]
[Table 1]
Figure 2005021936
[0045]
The casting results at that time are listed for each evaluation item and listed in Table 2. FIG. 5 shows the distribution of the number of inclusions per unit area with respect to the distance from the surface layer of the obtained slab.
Here, the nozzle squeezing frequency is a frequency at which the nozzle squeezing occurs during casting and casting cannot be continued.
The surface inclusion frequency is 12.5 μm, which is obtained by cutting a prismatic sample having a cross section of 30 mm × 30 mm in the thickness direction of the slab including the surface layer portion from the obtained slab, and existing in the observation plane parallel to the surface layer. The number of inclusions is counted and converted into the number per unit area. The observation surface was set at intervals of 3 mm starting from the surface 1 mm from the surface layer, and the range was within 20 mm from the surface layer.
The internal inclusion frequency is obtained by obtaining the number of inclusions per unit area for each observation surface by the same method as the surface inclusion frequency. The setting of the observation surface was in the range from 20 mm from the surface layer to 60 mm in the thickness direction of the slab.
The product glazing property is obtained by rolling the cast slab to a thickness of 1.5 mm, performing a salt spray test, and visually counting the number of starting points. 2 It is converted to the number of hits.
[0046]
[Table 2]
Figure 2005021936
[0047]
In Example 1, the first and second electromagnetic stirrers were not operated, and the nozzle throttling hardly occurred and stable operation was possible. In addition, since nozzle squeezing hardly occurs, no drift occurs in the mold, and Al in molten steel 2 O 3 -The amount of CaO-based inclusions could be reduced. For this reason, as shown in FIG. 2 O 3 -CaO inclusions could be reduced, and product rustability was improved.
In Example 2, the first electromagnetic stirring device was operated, and there was almost no nozzle restriction, and the operation was stable. In addition, since nozzle squeezing hardly occurs, no drift occurs in the mold, and Al in molten steel 2 O 3 -The amount of CaO-based inclusions could be reduced. Furthermore, since the molten steel in the solidified shell drawn into the strand is agitated by the first electromagnetic stirring device, a flow leading to the mold can be generated in the molten steel in the solidified shell. 2 O 3 -The transfer of CaO inclusions into the mold is promoted. For this reason, while keeping the surface of the solidified shell drawn out in the strand clean, as shown in FIG. 5, Al in the molten steel in the solidified shell 2 O 3 -The amount of CaO inclusions is reduced and Al inside the slab 2 O 3 -The amount of CaO-based inclusions can be reduced, and the product rustability is improved.
[0048]
In Example 3, the first and second electromagnetic stirring devices are operated, and there is almost no nozzle restriction, and the operation is stable. In addition, since nozzle squeezing hardly occurs, no drift occurs in the mold, and Al in molten steel 2 O 3 -The amount of CaO inclusions is reduced. By electromagnetically stirring the molten steel in the mold, as shown in FIG. 2 O 3 -CaO inclusions can be further reduced. Furthermore, since the molten steel in the solidified shell drawn into the strand is agitated, Al inside the slab 2 O 3 -CaO inclusions can be reduced. As a result, the slab quality is the best.
In Example 4, even if the argon gas flow rate was lowered to 5 NL / min, the same result as in Example 1 was obtained. Further, in Example 5, the argon gas flow rate was further reduced to 0.1 NL / min, but the same result as in Example 1 was obtained.
Therefore, by stirring the molten steel in the mold and / or stirring the molten steel in the solidified shell drawn into the strand, the argon gas flow rate is set to 0.1 to 15 NL / min. 2 O 3 It was confirmed that a slab with few CaO-based inclusions could be produced.
[0049]
Examples 6 and 7 were the cases where the interior bodies having the compositions of D2 and D3 shown in Table 1 were disposed on the inner surface side of the immersion nozzle in Example 5, and the same results as Example 5 were obtained. .
Accordingly, dolomite clinker is blended in a part of the aggregate so that the total MgO component content is 20% by mass or more and 70% by mass or less, and 0.1 mass as a residual component excluding the MgO component and the CaO component. % To 3% by mass of SiO 2 And 0.1 mass% or more and 3 mass% or less of Fe 2 O 3 By using an interior body prepared so as to contain at least one of the above, nozzle throttling is prevented and operation is stabilized, and no drift occurs in the mold, so Al in molten steel does not occur. 2 O 3 It was confirmed that the amount of -CaO inclusions could be reduced. And by stirring the molten steel in the mold electromagnetically, in particular the Al of the slab surface layer 2 O 3 -It was found that CaO-based inclusions can be reduced and the product rustability can be improved.
Also, the first and second electromagnetic stirring devices are operated, the argon gas flow rate is set to two levels of 5 NL / min and 10 NL / min, the casting width is 1250 mm, the slab thickness is 250 mm at a casting speed of 0.8 m / min. The slab was continuously cast. As a result, the surface inclusion frequency, the internal inclusion frequency, and the product rustability were excellent in all cases (◎).
Furthermore, when the continuous casting was performed by setting only the casting speed at 1.2 m / min and 2.1 m / min in the above conditions, the frequency of surface inclusions and the internal The inclusion frequency and product crease were all markedly excellent (◎), and the surface inclusion frequency, internal inclusion frequency, and product crease were all excellent at a casting speed of 2.1 m / min. A result (◯) was obtained.
[0050]
In Comparative Example 1, molten steel of SUS430 was poured into a curved continuous casting machine having a capacity of 150 tons / charge through an immersion nozzle, and cast at a casting speed of 0.8 m / min and a casting width of 1250 mm and a slab thickness of 250 mm. This is a case where pieces are continuously cast. In addition, what was formed only by the refractory material of the alumina-graphite was used for the immersion nozzle, and the two discharge ports which have a 15 degree discharge angle from the horizontal direction are provided facing. Further, argon gas was blown at a flow rate of 15 NL / min from a gas blowing portion provided on the upper side on the inner surface side through which the molten steel passes.
In Comparative Example 2, instead of the immersion nozzle used in Comparative Example 1, a nozzle body formed of an alumina-graphite refractory and an inner body having the composition of D1 shown in Table 1 on the inner surface side through which molten steel passes are shown. This is a case where casting is performed while pouring molten steel while blowing argon gas at a flow rate of 15 NL / min using an immersion nozzle arranged and configured.
Comparative Example 3 is a vertical curved continuous casting machine used in Examples 1 to 7, using an immersion nozzle formed only with an alumina-graphitic refractory, while blowing argon gas at a flow rate of 15 NL / min. This is a case where molten steel is poured and casting is performed without using the first and second electromagnetic stirring devices.
The casting results at that time are also shown in Table 2. Moreover, in Comparative Example 2, the distribution of the number of inclusions per unit area with respect to the distance from the surface layer of the obtained slab is also shown in FIG.
[0051]
In Comparative Example 1, since the material of the immersion nozzle was an alumina-graphite refractory material, nozzle throttling occurred and drift was likely to occur, and the amount of inclusions increased both in the surface layer portion and inside of the slab. However, the inclusion material is Al. 2 O 3 Since it is a system, the product rustability was good.
In Comparative Example 2, since the inner body was disposed, the nozzle throttle hardly occurred and stable operation was possible. In addition, since nozzle squeezing hardly occurs, no drift occurs in the mold, and Al in molten steel 2 O 3 -The amount of CaO-based inclusions could be reduced. However, Al on the surface of the solidified shell formed in the mold 2 O 3 As solidification proceeds in a state where the CaO inclusions are captured, as shown in FIG. 2 O 3 -There are many CaO type inclusions, and the product fragility is inferior.
In the comparative example 3, since the material of the immersion nozzle is an alumina-graphite refractory, the nozzle restriction is generated and the drift is likely to occur, and the inclusion is transferred to the deep part of the molten steel. On the other hand, since a vertical curved continuous casting machine was used, the floating removal of inclusions in molten steel was promoted, and the amount of inclusions taken into the solidified shell formed by the mold was reduced. For this reason, the amount of inclusions in the slab surface layer portion was lower than in Comparative Example 1. However, since inclusions were transferred to the deep part of the molten steel, the amount of inclusions inside the slab increased. The inclusion material is Al. 2 O 3 Since it is a system, the product rustability was good.
[0052]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, The change in the range which does not change the summary of invention is possible, Each above-mentioned embodiment is possible. The case where a continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics of the present invention is configured by combining some or all of the forms and modifications is also included in the scope of the right of the present invention.
For example, one set of first electromagnetic stirring devices is provided in a slab support segment disposed in a region including a position where the curve starts in the slab support segment group. One electromagnetic stirring device may be provided, or one or more sets of first electromagnetic stirring devices may be provided in a plurality of slab support segments.
Moreover, although the 1st electromagnetic stirring apparatus was provided in the slab support segment arrange | positioned in the area | region including the position where a curve starts in a slab support segment group, molten steel is inside the solidified shell pulled out in the strand. As long as the slab support segment exists within the existing range, one set or two or more first electromagnetic stirring devices may be provided in any cast support segment.
When the interior body is integrated with the nozzle body, the joint formed between the interior body and the nozzle body is filled with mortar, but the interior body is mechanically hooked on the nozzle body side to prevent falling off. By doing so, the use of mortar can be omitted, that is, an empty joint can be made. Further, although the interior body is disposed on the inner surface side of the immersion nozzle, the interior body can be formed on each inner surface side of the lower nozzle and / or the sliding nozzle of the tundish in addition to the immersion nozzle.
[0053]
【The invention's effect】
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to claims 1 to 6, an inner body in which dolomite clinker is blended in aggregate and the content of all MgO components is 20 mass% or more and 70 mass% or less is molten steel. The length of the vertical portion formed by having a part on the upstream side of the slab support segment group disposed in the mold and the strand through the immersion nozzle disposed on the inner surface side through which the steel sheet passes is 1. The first step of pouring molten steel into the mold of a vertical curved continuous casting machine of 5m or more and 3.5m or less, and the molten steel poured into the mold is cooled to form a solidified shell on the contact surface side with the mold And the third step of producing the slab by solidifying the molten steel inside the solidified shell in the strand, withdrawn while supporting the solidified shell by the slab support segment group and cooling with water, Dolomite Clin present on the back of MgO rich layer Al in the molten steel of CaO in the over was continuously supplied through the MgO-rich layer 2 O 3 Al 2 O 3 -Change to CaO-based liquid phase and mix in molten steel to prevent nozzle clogging, and the MgO-rich layer formed on the working surface side can improve the corrosion resistance on the working surface side, thus ensuring stable casting. It becomes possible to do.
Furthermore, in the vertical part of the vertical curved continuous casting machine, Al 2 O 3 -Al in molten steel without hindering floating of CaO inclusions 2 O 3 -The amount of CaO inclusions can be reduced efficiently, and Al 2 O 3 -It becomes possible to manufacture a slab using molten steel in which the amount of CaO-based inclusions is reduced. As a result, the slab surface layer part, for example, Al in the range of 20 mm from the surface layer 2 O 3 It becomes possible to remove the CaO-based inclusions, and it becomes possible to stably produce a product with few surface layer defects.
[0054]
In particular, in the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to claim 2, the slab support segment including the curved portion from the lower side of the mold in the slab support segment group includes at least one set of first slabs. An electromagnetic stirrer is provided to stir the molten steel inside the solidified shell in the strand, so that a stirring flow is formed in the molten steel inside the solidified shell existing in the strand, and the aluminum floats spontaneously. 2 O 3 -CaO inclusions can be prevented from being trapped at the solidification interface of the solidified shell, and can be promoted to float in the mold. 2 O 3 -CaO inclusions can be removed.
As a result, it is possible to achieve the prevention of cracking at the end face of the steel sheet and the prevention of cracks during deep drawing.
[0055]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to claim 3, the inert gas is blown into the immersion nozzle at a flow rate of 0.1 NL / min to 15 NL / min. Al in molten steel by preventing the entrainment of mold powder on the surface 2 O 3 -Al can be removed from molten steel near the surface of the solidified shell while removing CaO inclusions 2 O 3 -Capturing CaO-based inclusions to keep the surface of the solidified shell more clean, Al in the slab surface layer 2 O 3 -CaO inclusions can be further removed.
[0056]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to claim 4, the casting speed of the slab is 0.8 m / min or more and 2.3 m / min or less. 2 O 3 -The CaO-based inclusions can be promoted to spontaneously float and be removed, and Al in molten steel 2 O 3 It is possible to reduce the CaO-based inclusions to produce a slab of good quality and to improve the slab productivity.
[0057]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to claim 5, the inner body has a SiO2 content of 0.1 mass% or more and 3 mass% or less as a residual component excluding the MgO component and the CaO component. 2 And 0.1 mass% or more and 3 mass% or less of Fe 2 O 3 Therefore, it is possible to activate the CaO in the dolomite clinker to promote the continuous supply through the MgO-rich layer, and to add Al in the molten steel. 2 O 3 Al with low melting point 2 O 3 It becomes possible to change to a CaO-based liquid phase. As a result, Al 2 O 3 It becomes easy to mix the CaO-based liquid phase into the molten steel, and the nozzle blockage can be further prevented.
[0058]
In the continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to claim 6, a second electromagnetic stirring device is provided outside the mold, and the molten steel poured into the mold is stirred while the molten steel is stirred. Since the solidified shell is formed on the contact surface side, it is possible to grow the solidified shell while keeping the surface of the solidified shell clean in the mold, and it is possible to produce a slab that further reduces the amount of inclusions in the surface layer. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a vertical curved continuous casting machine used in a continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a mechanism by which an MgO-rich layer is formed on the inner body of an immersion nozzle.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a mechanism by which an MgO-rich layer is formed on the inner body of the immersion nozzle.
FIG. 4 is an explanatory view of a vertical curved continuous casting machine used in a continuous casting method for a slab excellent in quality characteristics according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the distribution of the number of inclusions per unit area with respect to the distance from the slab surface layer.
[Explanation of symbols]
10: vertical curved continuous casting machine, 11: molten steel, 12: tundish, 13: lower nozzle, 14: sliding nozzle, 15: immersion nozzle, 16: solidified shell, 17: mold, 18: slab support segment, 19 : Slab support segment group, 20: first electromagnetic stirrer, 21: iron skin, 22: refractory, 23: opening, 24: upper plate, 25: opening, 26: lower plate, 27: interior body 28: Joint, 29: Nozzle body, 30: Nipple, 31: Porous refractory material, 32: Gas blowing section, 33: Discharge port, 34: Support roll, 35: Frame, 36: Spout, 37: Mold powder , 38: vertical curved continuous casting machine, 39: second electromagnetic stirring device

Claims (6)

骨材にドロマイトクリンカーが配合され全ＭｇＯ成分の含有量が２０質量％以上かつ７０質量％以下の内装体が溶鋼の通過する内面側に配設された浸漬ノズルを介して、鋳型及びストランド内に配置された鋳片支持セグメント群の上流側の一部を有して形成される垂直部の長さが１．５ｍ以上かつ３．５ｍ以下の垂直曲型連続鋳造機の該鋳型内に溶鋼を注湯する第１工程と、
前記鋳型内に注湯された溶鋼を冷却し該鋳型との接触面側に凝固殻を形成する第２工程と、
前記凝固殻を前記鋳片支持セグメント群で支持しながら引き抜いて散水冷却し、該ストランド内の前記凝固殻の内部の溶鋼を凝固して鋳片を製造する第３工程とを有することを特徴とする品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法。Through an immersion nozzle in which an inner body in which dolomite clinker is mixed with aggregate and the content of all MgO components is 20% by mass or more and 70% by mass or less passes on the inner surface side through which the molten steel passes, is placed in the mold and the strand. Molten steel is placed in the mold of a vertical bend continuous casting machine having a length of a vertical portion of 1.5 m or more and 3.5 m or less formed with a part of the upstream side of the arranged slab support segment group A first step of pouring hot water;
A second step of cooling the molten steel poured into the mold and forming a solidified shell on the contact surface side with the mold;
A third step of producing a cast slab by solidifying molten steel inside the solidified shell in the strand by drawing out the solidified shell while being supported by the slab support segment group and cooling with water. A continuous casting method with excellent quality characteristics. 請求項１記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記鋳片支持セグメント群内の前記鋳型の下方側から湾曲部を含む鋳片支持セグメントには少なくとも１組の第１の電磁撹拌装置が設けられて、前記ストランド内の前記凝固殻の内部の溶鋼を撹拌することを特徴とする品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法。2. The continuous casting method of a slab having excellent quality characteristics according to claim 1, wherein at least one set of first electromagnetic waves is provided on a slab support segment including a curved portion from a lower side of the mold in the slab support segment group. A continuous casting method for a slab having excellent quality characteristics, characterized in that a stirring device is provided to stir the molten steel inside the solidified shell in the strand. 請求項１記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記浸漬ノズル内には不活性ガスが、０．１ＮＬ／分以上で１５ＮＬ／分以下の流量で吹き込まれていることを特徴とする品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法。The continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to claim 1, wherein an inert gas is blown into the immersion nozzle at a flow rate of 0.1 NL / min to 15 NL / min. A continuous casting method with excellent quality characteristics. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記鋳片の鋳造速度は０．８ｍ／分以上で２．３ｍ／分以下であることを特徴とする品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法。The continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to any one of claims 1 to 3, wherein a casting speed of the slab is 0.8 m / min or more and 2.3 m / min or less. A continuous casting method with excellent quality characteristics. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記内装体は前記ＭｇＯ成分とＣａＯ成分を除いた残差成分として０．１質量％以上かつ３質量％以下のＳｉＯ２ 及び０．１質量％以上かつ３質量％以下のＦｅ２ Ｏ３ の少なくとも一方を含有することを特徴とする品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法。The continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to any one of claims 1 to 4, wherein the interior body is 0.1% by mass or more as a residual component excluding the MgO component and the CaO component. A continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics, comprising at least one of 3% by mass or less of SiO 2 and 0.1% by mass or more and 3% by mass or less of Fe 2 O 3 . 請求項１〜５のいずれか１項に記載の品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法において、前記鋳型の外側には第２の電磁撹拌装置が設けられて、前記鋳型内に注湯された溶鋼を撹拌しながら該鋳型との接触面側に凝固殻を形成させることを特徴とする品質特性に優れた鋳片の連続鋳造方法。The continuous casting method of a slab excellent in quality characteristics according to any one of claims 1 to 5, wherein a second electromagnetic stirring device is provided outside the mold and poured into the mold. A method for continuously casting a slab excellent in quality characteristics, characterized in that a solidified shell is formed on the contact surface side with the mold while stirring molten steel.
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