JP2008100259A

JP2008100259A - 異鋼種の連々鋳方法

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Publication number: JP2008100259A
Application number: JP2006284765A
Authority: JP
Inventors: Umihiro Sato; 海広佐藤
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-05-01

Abstract

【課題】異鋼種の連々鋳において、適切な仕切板を有する接続部材および冷材を使用して前チャージの残渣による後チャージの鋳込初期の溶鋼の汚染を低減し、前チャージの残渣・空気酸化により汚染された後チャージの鋳込初期の溶鋼部を早期に凝固し、後続の鋼材の清浄度を向上する。
【解決手段】前チャージの溶鋼３ａの後端に仕切板８を有する接続部材を設置した後、後チャージの溶鋼３ｂを注入する異鋼種の連々鋳において、鋳片寸法より狭小でその周囲に垂直のつば部８ａのある仕切板８を有する接続部材を前チャージの溶鋼３ａの後端に設置して、後チャージの溶鋼３ｂを注入する前に鋳型内壁に付着のスラグフィルム７を除去し、さらに接続部材の仕切板８上及び仕切板外周と鋳型内壁１ａの間に冷材９を設置することにより、後チャージ初期の汚染溶鋼からなる非定常部長さを短縮する。
【選択図】図１

Description

本発明は鋼の連続鋳造方法、特に異鋼種の連々鋳方法に関する。

鋼の連続鋳造にあたり、生産性向上の観点から、同一の鋳型に順次複数の取鍋から溶鋼を供給して連続的に鋳造する連々鋳が一般に行われている。先行する取鍋による溶鋼を前鍋溶鋼（以下、「前チャージの溶鋼」という。）、後続する取鍋による溶鋼を後鍋溶鋼（以下、「後チャージの溶鋼」という。）といい、前チャージの溶鋼の鋼種と後チャージの溶鋼の鋼種が異なる、複数の鋼種の連々鋳を異鋼種連々鋳という。

異鋼種連々鋳の先行技術としては、下記の特許文献１〜５のようなものがある。特許文献２〜５は、連続鋳造機本来の連続的な鋳造機能をなるべく損なわずに連々鋳を行う方法である。前チャージの溶鋼と後チャージの溶鋼の継目部における成分混合の低減を図ったものであるが、その効果は必ずしも充分でない。

特許文献１は、前チャージの溶鋼と後チャージの溶鋼の継目部における成分混合の防止を図ったものだが、鋳込初期材であるボトム鋼材の清浄度対策としては十分でない。後チャージによる鋳型内に注入された直後の溶鋼は、前チャージの溶鋼の鋳込完了後の残渣による汚染、鋳型内のシールが不十分であったり工程的に実施できない状況にあれば空気酸化、あるいは、使用回数１回目のタンディッシュであれば、そのタンディッシュ内における耐火物性の脱落物などによる汚染、といった種々の要因のために、極めて多数の非金属介在物が懸濁した汚染溶鋼となっている。そこで、この溶鋼の清浄度を極力向上せしめ、また、鋳造早期に凝固させることで、後続の溶鋼の清浄度の向上を図る必要がある。

すなわち、溶鋼容器の下部に取付けられ異鋼種連続鋳造用として用いられる仕切金物である仕切板には、鋳型幅に応じ鋳型調整用の仕切板部材を付設してもよく、鋳型案内用ガイドを設けてもよく、仕切金物は溶鋼容器に取付けた治具に係止した後、溶鋼容器を下降させ、鋳型内に押し込み挿入する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、この鋳型内の溶鋼に仕切金物を押し込む方法では、成分混合域が生じる問題がある。

また、溶鋼容器の下部に治具を取付け、仕切板の内側に取付棒を結合して前記治具にてその先端を回転自在に係止して、溶鋼容器の動作により該仕切板をモールド内の溶鋼中に押し込み挿入する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかし、この方法は、実施例では、仕切板の挿入が分割的であり、浸漬ノズルの下方近傍で仕切板の隔壁作用が不十分となり、鋳片での成分混合域が長くなる問題がある。

さらに、鋳型上部の前鍋鋼種の溶鋼滞留部分に移動磁界による溶鋼撹拌力を付与すると共に、浸漬ノズルからの溶鋼吐出流存在該当部分に静磁場による制動力を付与する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。しかし、この方法は鋼種の切り替えに磁場のみで対応しているので、成分混合域が発生する問題がある。

また、さらに、鋳型内のメニスカス上方から粒子状の鋼の冷却材を投入し、その粒子を鋳型内電磁撹拌による遠心力にて分散・溶解することによって、ノズル直下に異鋼種を隔てる凝固層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。しかし、凝固層の上に前鍋溶鋼が残っているので、後鍋溶鋼の注入により、成分混合域が発生する問題がある。

一方、鋳型内の先行鋳片の引抜きを一旦停止させ、その後、鋳型内の先行鋳片の後端の未凝固部分に、この鋳片と後続鋳片とを接続する接続金具と両鋳片の成分混合を遮蔽する遮蔽板とを備えたシーケンスブロックを挿入し、さらに、異鋼種溶鋼を上記鋳型内で先の鋳片の後端に位置するシーケンスブロック上に注入すると共に、上記鋳片の引抜きを行って連続鋳造することにより、先行鋳片と後続鋳片とをシーケンスブロックを介して連続させて連々鋳する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法は、異成分の混合の防止を図っている点で評価できるが、後チャージの溶鋼の清浄度対策としては十分でない。鋳型内部の付着物すなわちスラグフィルムやスラグベアを除去しないと、前後チャージの溶鋼の連結部以外に溶鋼汚染源が残る。仕切板によって前チャージの溶鋼の残渣をシャットアウトできたとしても、空気酸化系やタンディッシュ耐火物系の介在物の対策ではないので、鋳込初期材であるボトム鋼材の清浄度改善効果は十分でない。また仕切板の寸法によっては鋳型内へのスムーズな挿入ができない恐れがある。

異鋼種の連々鋳、特に特許文献１と同様に前チャージの溶鋼と後チャージの溶鋼の成分混合防止を意図して前チャージの溶鋼の後端部に所定の形状の仕切板や遮蔽板などの隔離材を設置し、その上方から後チャージの溶鋼を注入する連々鋳方法における清浄度の問題に着眼したとき、以下の点に留意する必要がある。

上記の異鋼種の連々鋳で、仕切板や遮蔽板などの隔離材を有する接続部材を使用し、隔離材を前チャージの溶鋼の後端部に設置する方法では、仕切板や遮蔽板として、比較的薄い鋼板や廉価な鋼板などを使用できるが、鋳型内への挿入・設置の作業性を考慮する結果、往々にして仕切板や遮蔽板の板寸法が鋳型寸法より小さい。したがって、溶鋼表面上にこのような板を静的に設置したとしても、多少の押し込みがあると、溶鋼や溶融パウダー層の板上への流れ込みが生じることがある。特に鋼板に曲がりがあるときに生じやすい。そのような前チャージの溶鋼や溶融パウダー層の流れ込みに起因する残渣があると、後チャージの溶鋼注入時に溶鋼汚染の原因となり、後チャージの溶鋼の鋳込開始直後の非定常部の溶鋼の清浄性を著しく悪化させる。仕切板外周と鋳型内壁との間のパウダー残渣も溶鋼汚染源となる。また後チャージの溶鋼が充填される範囲の鋳型の内壁にスラグフィルムや場合によってはスラグベアも含む付着物が残存していたり、付着物が剥離・脱落した、あるいは、付着物を脱落せしめたことによる残渣が仕切板や遮蔽板などの上あるいは仕切板外周と鋳型内壁との間にあったりすると、これもまた溶鋼汚染源となり、後チャージの鋳込初期の非定常部の溶鋼の清浄性を著しく悪化させる。さらに、鋳込開始直後の溶鋼は、空気酸化系やタンディッシュ耐火物系の介在物の点でも清浄度の最悪部である。

上記のような理由で、後チャージの鋳込初期の溶鋼は、極めて多数の非金属介在物が懸濁した汚染溶鋼となっており、後続の溶鋼とも広く混合して、その汚染範囲である非定常部の範囲も長い。しかしながら、仕切板や遮蔽板などの隔離材を有する接続部材のみでは、後チャージ初期の汚染溶鋼からなる非定常部の範囲を低減する効果を得られない。

特開昭６４−８３３４６号公報特開２００４−１７４５１５号公報特開昭６３−１９２５４２号公報特開平１１−３４２４５６号公報特開平７−３２０９８号公報

異鋼種の連々鋳で鋳型内に仕切板や遮蔽板付き治具を使用する方法は、前チャージと後チャージとの成分混合の防止効果が高いという観点から評価される。しかし、前チャージの溶鋼の鋳込完了後の残渣による汚染、空気酸化、あるいは、タンディッシュ内における耐火物、に起因して介在物が発生する状況下では、後チャージにおける鋳込開始直後の非定常部の清浄性を著しく悪化する。

また、上記の仕切板を使用する際に、鋳造性を優先して鋳型寸法より小さい寸法の仕切板を有する接続部材を用いる場合は、設置作業のばらつきにより、前チャージの溶鋼残渣が仕切板上にせり出すことがあり、特に廉価な少し曲がりのある仕切板を使用した場合に起こりやすい。このように前チャージの溶鋼残渣が仕切板上にせり出したものは溶鋼汚染源となる。ところで、仕切板の周囲に立垂するつば部があれば、前チャージの溶鋼残渣の表面がこのつば部で遮られて仕切板の外周部に限定されることとなり、前チャージの残渣による溶鋼汚染源の有害度を軽減することができる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記の後チャージ、特に鋳込初期部における溶鋼の清浄度が悪化する問題を解決するもので、前後チャージの溶鋼の成分混合がない条件下で、適切な仕切板を有する接続部材および冷材からなる冷却部材を使用して前チャージの残渣による後チャージ初期の溶鋼の汚染を軽減するとともに、前チャージの残渣などにより汚染された溶鋼部を鋳造早期に凝固せしめて、鋳込初期部における溶鋼の清浄度の悪化を防止するものとする。鋳込初期の汚染溶鋼の範囲で定義される非定常部長さを短縮し、後続の鋳込初期材であるボトム鋼材の清浄度の向上を図る方法を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、前チャージの溶鋼の後端に仕切板を有する接続部材を設置した後、後チャージの溶鋼を注入する異鋼種の連々鋳において、鋳片寸法より狭小で、かつ、周囲に垂直立上がり状のつば部のある仕切板を有する接続部材を鋳型内の前チャージの溶鋼の後端に設置した後、該鋳型内に後チャージの溶鋼を注入する前までに、さらに接続部材の仕切板上および仕切板外周と鋳型内壁との間に冷材を設置することにより、後チャージ初期の汚染溶鋼からなる非定常部長さを短縮することを特徴とする異鋼種の連々鋳方法である。

請求項２の発明では、前チャージの溶鋼の後端に仕切板を有する接続部材を設置した後、後チャージの溶鋼を注入する異鋼種の連々鋳において、鋳片寸法より狭小で、かつ、周囲に垂直立上がり状のつば部のある仕切板を有する接続部材を鋳型内の前チャージの溶鋼の後端に設置した後、該鋳型内に後チャージの溶鋼を注入する前までに、前チャージにおいて鋳型内壁に付着して残存したスラグフィルムを除去し、さらに接続部材の仕切板上および仕切板外周と鋳型内壁との間に冷材を設置することにより、後チャージ初期の汚染溶鋼からなる非定常部長さを短縮することを特徴とする異鋼種の連々鋳方法である。

請求項３の発明では、接続部材および冷材は、鉄または鋼からなるものとし、その総質量を鋳片の断面積で除した値が２００〜３７０ｋｇ／ｍ²となるものとすることを特徴とする請求項１または２に記載の異鋼種の連々鋳方法である。

本願の請求項１および請求項２の発明では、接続部材の仕切板の寸法を鋳片寸法（断面積）より狭小とすることで、鋳型にテーパーがついているものであっても対応でき、また、仕切板の周囲に垂直立ち上がり状のつば部を有するものとすることで、前チャージの溶鋼残渣の仕切板上への流れ込みが防止され、この結果、溶鋼汚染源の拡大が防止できる。さらに、接続部材を設置した後、後チャージの溶鋼を注入する前までに、接続部材の仕切板上および仕切板外周と鋳型内壁との間に冷材を設置するので、前チャージの残渣などにより汚染されている後チャージの鋳込開始直後の溶鋼部を、早期に凝固せしめることができ、後続の溶鋼の清浄性の悪化を防止できる。さらに、鋳型内壁に付着したスラグフィルムやその脱落物による溶鋼汚染源を除去することで、後チャージの汚染範囲の拡大を防止できる。これらのトータルの効果で鋳込初期の鋳片端部からの非定常部の範囲を縮小することができる。

さらに、請求項３の発明では、仕切板を有する接続部材および冷材を鉄または鋼とすることで、所定の冷却効果を得ることができ、しかも、冷材の総質量を鋳片の断面積で除した値が２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とすることで前チャージの残渣などにより汚染された溶鋼部の鋳造早期の凝固を可能とし、後続の溶鋼の清浄度が改善でき、さらに冷材の鋳型内へ装入および設置の作業性を阻害しない。以上のように、本発明は優れた効果を奏するものである。

本発明を実施する最良の形態の方法について、図面を参照しながら説明する。

異なる鋼種を連続的に連続鋳造する連々鋳において、第１の実施の形態の方法では、先ず、図１において、（ａ）に示すように、前チャージの鋼種の溶鋼３ａを図示しないタンディッシュから鋳型１の内部へ浸漬ノズル２により注入する。溶鋼３ａの表面３ｃが鋳型トップ位置４から少し下がった鋳型１内の所定の鋳型上部位置５にある状態で注入を完了する。次いで（ｂ）に示すように、引き続き鋳片を引抜き、鋳型１内の溶鋼３ａの表面３ｃがさらに低下して所定の鋳型下部位置６に到達したとき、鋳型１から鋳片の引抜きを一旦停止する。次いで、浸漬ノズル２を鋳型１内から取り除き、次いで、（ｃ）に示すように、鋳型１内に、図３に示す、鋳片の大きさより小さい所定の寸法の、鋼製の、周囲に垂直立ち上がり状のつば部の高さ８ｂが２０〜４０ｍｍのつば部８ａのある仕切板８を有する接続部材を、前チャージの溶鋼３ａの表面３ｃに接するように設置する。そして、必要により鋳型１内壁に付着したスラグフィルム７を除去し、（ｄ）に示す状態とする。さらに、（ｅ）に示すように、仕切板８上および仕切板８の周囲と鋳型１の内壁１ａとの間に所定量の鉄製または鋼製の棒状やウイスカ状の冷材９を設置する。その後、（ｆ）に示すように、鋳型１内に後チャージの異鋼種の溶鋼３ｂを浸漬ノズル２から注入開始し、（ｇ）に示すように、溶鋼表面３ｃが鋳型トップ位置４から下方の所定の鋳型上部位置５に達した後、後続の鋳片の引抜きを再開する。なお、作業性が確保できるならば、上記のスラグフィルム７の除去と、仕切板８を有する接続部材の設置は、順番を逆にしてもよい。また、溶鋼表面は、接続部材を設置する前に、前チャージ後端部のモールドパウダ残渣や溶融パウダー層を極力除去することによって露出させること好ましいが、モールドパウダ残渣や溶融パウダー層が多少残存している状態で接続部材を設置してもよい。

第２の実施の形態の方法では、先ず、図２において、（ａ）に示すように、前チャージの鋼種の溶鋼３ａを図示しないタンディッシュから鋳型１の内部へ浸漬ノズル２により注入する。溶鋼３ａの表面３ｃが鋳型トップ位置４から少し下がった鋳型１内の所定の鋳型上部位置５にある状態で注入を完了する。次いで（ｂ）に示すように、引き続き鋳片を引抜き、鋳型１内の溶鋼３ａの表面３ｃがさらに低下して所定の鋳型下部位置６に到達したとき、鋳片引抜き速度を減速する。次いで、浸漬ノズル２を鋳型１内から取り除き、次いで、（ｃ）に示すように、鋳型１内に、図３に示す、鋳片の大きさ（断面積）より小さい所定の寸法の、鋼製の、周囲に垂直立ち上がり状のつば部の高さ８ｂが２０〜４０ｍｍのつば部８ａのある仕切板８を有する接続部材を、前チャージの溶鋼３ａの表面３ｃに接するように設置する。そして、必要により鋳型１内壁に付着したスラグフィルム７を除去し、（ｄ）に示す状態とする。さらに、（ｅ）に示すように、仕切板８上および仕切板８の周囲と鋳型１の内壁１ａとの間に所定量の鉄製または鋼製の棒状やウイスカ状の冷材９を設置する。その後、（ｆ）に示すように、鋳型１内に後チャージの異鋼種の溶鋼３ｂを浸漬ノズル２から注入開始し、（ｇ）に示すように、溶鋼表面３ｃが鋳型トップ位置４から下方の所定の鋳型上部位置５に達した後、鋳片引抜き速度を元の速度に戻して後続の鋳片の引抜きを行う。

これらの実施の形態とすることで、後チャージ注入後の溶鋼３ｂのオーバーフローを防止でき、さらにテーパーのある鋳型１にも対応できる。仕切板８上への溶鋼３ａの流れ込みを阻止して前チャージの残渣による溶鋼汚染源を軽減し、また、接続部材および冷材の冷却効果により汚染溶鋼部を鋳造早期に凝固せしめて、後チャージの汚染範囲の拡大を防止して、後チャージの鋳込初期の清浄度に関する非定常部範囲を縮小することができる。

なお、接続部材の仕切板８は、鋳片の断面の長さおよび幅の７０〜９８％の寸法とし、仕切板８の厚さを５〜２０ｍｍとし、仕切板８のつば部の高さ８ｂを２０〜４０ｍｍとして、異鋼種の連々鋳を継続することが好ましい。このようにすることで、前チャージの溶鋼表面上の残渣の大半をカバーして溶鋼汚染源を低減せしめ、前チャージの溶鋼からなる鋳片に著しいパイプが生じても接続部で後チャージに影響することなく、また機械的に安定した連結部を製作可能である。また、上記の寸法および厚さとすることで軽量な接続部材とすることができ、鋳型内への装入・設置に関する作業性を阻害しない。

さらに第３の実施の形態の方法について説明する。この方法は、上記の形態の方法におけるもので、仕切板８を有する接続部材および冷材９は鉄または鋼からなるものとするものであり、それらの総質量を鋳片の断面積で除した値が２００〜３７０ｋｇ／ｍ²となるものとして異鋼種の連々鋳を継続する。接続部材は連結部近傍の溶鋼（鋳片）に対して冷却能を有しているので、接続部材および冷材トータルで所定の冷却効果を得ることになり、前チャージの残渣などにより汚染された溶鋼部の鋳造早期の凝固が可能となり、後続の溶鋼の清浄度が改善される。さらに冷材の鋳型内への装入・設置に関する作業性を阻害しない。なお、仕切板外周と鋳型内壁との間により多くの冷材を設置することにより、より大きな清浄度（すなわち非定常部短縮）の改善効果を得ることができる。

以下に実施例を表１により説明する。垂直連続鋳造機で、前チャージのＪＩＳ規格のＳＵＪ２鋼の断面積３８０ｍｍ×４９０ｍｍのブルームに続けて、後チャージのＪＩＳ規格のＳＣＭ４２０鋼の断面積３８０ｍｍ×４９０ｍｍのブルームを製造した。このため、鋳型１内部に前チャージの溶鋼３ａの溶鋼表面が鋳型トップ４から１５０ｍｍの鋳型上部位置５にある状態での注入を完了した後、さらに鋳片を引抜き、溶鋼表面３ｃが鋳型トップ４から５００ｍｍの位置の鋳型下部位置６となった時に鋳片の引抜きを停止した。次いで、断面積３１０ｍｍ×４００ｍｍで厚さ１０ｍｍでつば部の高さ８ｂが３０ｍｍの仕切板８を有する接続部材を溶鋼表面３ｃに設置した。次いで、鋳型１の内壁１ａに付着したスラグフィルム７および鋳型１内壁のその他付着物を除去した。さらに、仕切板８上には棒状の冷材９、仕切板８の外周と鋳型１内壁との間には棒状およびウイスカ状の冷材９を設置した。この場合、仕切板８を有する接続部材および冷材９の総量が６０ｋｇとなるものとした。次いで、後チャージの溶鋼３ｂの注入を開始し、鋳型トップ４から１５０ｍｍの鋳型上部位置５に達した後、鋳片の引抜きを再開した。

表１に、操業条件Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１６について、スラグフィルム７の除去の実施の有無と、接続部材の仕切板のつば部の有無と、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量の変更の３種による対策を行ったものに対し、鋳込初期部の非定常部短縮の効果および作業性の効果の２種について相対評価により示した。鋳込初期部の非定常部短縮の効果については、対策の実施により効果のあるものから効果の無いものまでを２０段階で評価し、結果の得られなかったものを「−」で示した。より具体的には、操業条件のＮｏ．３のときの非定常部長さを１００％とし、これに対して非定常部長さが５５％以下であるものを「２０」、５５％を超え６０％以下であるものを「１９」、６０％を超え６５％以下であるものを「１８」、６５％を超え７０％以下であるものを「１７」、７０％を超え７５％以下であるものを「１６」、７５％を超え８０％以下であるものを「１５」、８０％を超え８５％以下であるものを「１４」、８５％を超え９０％以下であるものを「１３」、９０％を超え９５％以下であるものを「１２」、９５％を超え１００％以下であるものを「１１」、１００％を超え１０５％以下であるものを「１０」、１０５％を超え１１０％以下であるものを「９」、１１０％を超え１１５％以下であるものを「８」、１１５％を超え１２０％以下であるものを「７」、１２０％を超え１２５％以下であるものを「６」、１２５％を超え１３０％以下であるものを「５」、１３０％を超え１３５％以下であるものを「４」、１３５％を超え１４０％以下であるものを「３」、１４０％を超え１４５％以下であるものを「２」、１４５％を超えているものを「１」として効果を評価した。また、作業性とは、接続部材および冷材の鋳型内への装入および設置の作業性と、並びに最低限の時間内で作業でき、生産性を阻害しないで所定の生産性を確保できる点から効果を評価し、前チャージの溶鋼の鋳型内への注入の完了から後チャージの溶鋼の鋳型内への注入の開始までの時間が、１３分以内で完了したものを「○」とし、１３分を超えたものを「×」として示した

この表１の結果、鋳込初期の非定常部短縮の効果の評価が「１７」以上で、かつ、作業性で「○」となったものは、Ｎｏ．１４とＮｏ．１５の各操業条件であった。このことから、鋳片引抜きを一旦停止して接続部材および冷材の設置を行う場合において、スラグフィルム７の除去を実施し、接続部材の仕切板はつば部があるものとし、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した値が２００〜３７０ｋｇ／ｍ²となるものが最も有効であった。したがって、これらに基づき、請求項３に係る発明は、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した単位面積当りの値を２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とした。

上記の実施例１において、本発明のスラグフィルム７を除去し、接続部材の仕切板はつば部のあるものとし、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した単位面積当りの値を２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とする対策を実施したときと、スラグフィルム７を除去し、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した単位面積当りの値を２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とする対策を実施したときと、接続部材の仕切板はつば部のあるものとし、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した単位面積当りの値を２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とする対策を実施したときと、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した単位面積当りの値を２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とする対策のみを実施したときと、全く対策を実施しなかったときの、それぞれの鋳込初期の非定常部の範囲を、縦軸に鋼の清浄度を示し、縦軸の下方を１０点の良とし、上方を１点の悪とし、横軸に鋳込開始側の鋳片端部からの距離としてグラフで表わし、これを図４に示した。

この図４において各グラフの脇の数値は非定常部短縮の２０段階の相対評価値を示している。表１のＮｏ．１４の相対評価値「１８」のグラフおよびＮｏ．１５の相対評価値「２０」のグラフは短い非定常部長さで速やかに清浄度は良に低下し、その後に鋳込んだ鋳片の清浄度は良好であった。このように操業条件のＮｏ．１４およびＮｏ．１５は清浄度が良になる非定常部の長さは短く、本発明で評価しうる実用範囲であった。しかし、スラグフィルム７の除去を実施するものの、接続部材の仕切板はつば部のないものとした、Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１２では、仕切板８を有する接続部材と冷材９の単位面積当りの質量の値が、たとえ２００〜３７０ｋｇ／ｍ²であったとしても、清浄度が良となるまでの非定常部の短縮の効果は最良とはならなかった。また、スラグフィルム７の除去を実施しないＮｏ．１〜Ｎｏ．８では、仕切板８を有する接続部材と冷材９の単位面積当りの質量の値が、たとえ２００〜３７０ｋｇ／ｍ²であったとしても、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．６およびＮｏ．７に見られるように、清浄度が良好となるまでの鋳込開始側の鋳片端部からの非定常部長さは長く、本発明の非定常部短縮の効果は「１１」で十分には得られなかった。接続部材の仕切板はつば部のあるものとするものの、仕切板８を有する接続部材と冷材９の単位体積当りの質量が１５０〜１８０ｋｇ／ｍ²であるＮｏ．５あるいはＮｏ．１３では、本発明の非定常部短縮の効果は「１０」で小さかった。接続部材の仕切板はつば部のないものとし、仕切板８を有する接続部材と冷材９の単位体積当りの質量が１５０〜１８０ｋｇ／ｍ²であるＮｏ．１あるいはＮｏ．９では、鋳込初期の非定常部範囲である鋳込開始側の鋳片端部からの距離は長く、非定常部短縮の効果は「４」で得られなかった。

さらに、実施例２を表２により説明する。この場合は、垂直連続鋳造機で、前チャージのＪＩＳ規格のＳＵＪ２鋼の断面積３８０ｍｍ×４９０ｍｍのブルームに続けて、後チャージのＪＩＳ規格のＳＣＭ４２０鋼の断面積３８０ｍｍ×４９０ｍｍのブルームを製造した。このため、鋳型１内部に前チャージの溶鋼３ａの溶鋼表面が鋳型トップ４から１５０ｍｍの鋳型上部位置５にある状態での注入を完了した後、さらに鋳片を引抜き、溶鋼表面３ｃが鋳型トップ４から４５０ｍｍの位置の鋳型下部位置６となった時に、鋳片引抜き速度を０．０１ｍ／ｍｉｎに減速した。次いで、この引き抜き速度に減速した状態で、断面積３１０ｍｍ×４００ｍｍで厚さ１０ｍｍでつば部の高さ８ｂが３０ｍｍの仕切板８を有する接続部材を溶鋼表面３ｃに設置した。次いで、鋳型１の内壁１ａに付着したスラグフィルム７および鋳型１内壁のその他の付着物を除去した。さらに、仕切板８上には棒状の冷材９を設置し、かつ、仕切板８の外周と鋳型１内壁との間には棒状およびウイスカ状の冷材９を設置した。この場合、仕切板８を有する接続部材および冷材９の総量が６０ｋｇとなるものとした。次いで、後チャージの溶鋼３ｂの注入を開始し、鋳型トップ４から１５０ｍｍの鋳型上部位置５に達した後、鋳片の引抜き速度を元の速度に戻して引き抜きを続けた。

操業条件Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．３２について、鋳型内壁のスラグフィルム７の除去の実施の有無と、接続部材の仕切板のつば部の有無と、仕切板８を有する接続部材と冷材９の単位面積当りの総質量の変更の３種による対策を行ったものに対し、鋳込初期部の非定常部短縮の効果と作業性の効果の２種の相対評価による効果について表２に示した。

この表２の結果、鋳込初期の非定常部短縮の効果の評価が「１７」以上と良好で、かつ、作業性で「○」となったものは、Ｎｏ．３０とＮｏ．３１の各操業条件のものであった。このことから、鋳片引抜き速度を減速して接続部材および冷材の設置を行う場合であっても、スラグフィルム７の除去を実施し、接続部材の仕切板はつば部があるものとし、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した値が２００〜３７０ｋｇ／ｍ²となる操業条件Ｎｏ．３０およびＮｏ．３１が最も有効であった。

上記の実施例２において、本発明のスラグフィルム７を除去し、接続部材の仕切板はつば部のあるものとし、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した単位面積当りの値を２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とする対策を実施したときと、スラグフィルム７を除去し、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した単位面積当りの値を２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とする対策を実施したときと、接続部材の仕切板はつば部のあるものとし、仕切版８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した単位面積当りの値を２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とする対策を実施したときと、仕切板８を有する接続部材と冷材９の総質量を鋳片の断面積で除した単位面積当りの値を２００〜３７０ｋｇ／ｍ²とする対策のみを実施したときと、全く対策を実施しなかったときの、それぞれの鋳込初期の非定常部の範囲を、縦軸に鋼の清浄度を示し、縦軸の下方を１０点の良とし、上方を１点の悪とし、横軸に鋳込開始側の鋳片端部からの距離としてグラフに表わし、これを図５に示した。

この図５において各グラフの脇の数値は非定常部短縮の２０段階の相対評価値を示している。表２のＮｏ．３０の相対評価値「１７」およびＮｏ．３１の相対評価値「１９」のグラフは、鋳込開始側の鋳片端部からの短い距離で鋳片の清浄度が良に低下し、その後に鋳込んだ鋳片の清浄度は良好で、清浄度に関する非定常部範囲が短かったので、本発明で評価しうる実施範囲であった。しかし、スラグフィルム７の除去を実施するものの、接続部材の仕切板はつば部のないものとした、Ｎｏ．２５〜Ｎｏ．２８では、仕切板８を有する接続部材と冷材９の単位面積当たりの質量の値が、たとえ２００〜３７０ｋｇ／ｍ²であったとしても、清浄度が良となるまでの非定常部の短縮の効果は最良とはならなかった。またスラグフィルム７の除去を実施しないＮｏ．１７〜Ｎｏ．２４では、仕切板８を有する接続部材と冷材９の単位面積当たりの質量の値が、たとえ２００〜３７０ｋｇ／ｍ²であったとしても、Ｎｏ．１８、Ｎｏ．１９、Ｎｏ．２２およびＮｏ．２３に見られるように、清浄度が良好となるまでの鋳込開始側の鋳片端部からの非定常部の長さが長く、本発明の非定常部短縮の効果は「１０」で十分には得られなかった。接続部材の仕切板はつば部のあるものとするものの、仕切板８を有する接続部材と冷材９の単位体積当たりの質量が１５０〜１８０ｋｇ／ｍ²であるＮｏ．２１あるいはＮｏ．２９では、本発明の非定常部短縮の効果は「９」で小さかった。接続部材の仕切板はつば部のないものとし、仕切板８を有する接続部材と冷材９の単位体積当たりの質量が１５０〜１８０ｋｇ／ｍ²であるＮｏ．１７あるいはＮｏ．２５では、鋳込初期の非定常部範囲である鋳込開始側の鋳片端部からの長さが長く、非定常部短縮の効果は「２」で全く得られなかった。

鋳片引抜きを一旦停止して接続部材および冷材の設置を行う場合の、連々鋳の工程の模式的説明図である。鋳片引抜き速度を減速して接続部材および冷材の設置を行う場合の、連々鋳の工程の模式的説明図である。外周に垂直立ち上がり状のつば部を有する仕切板の側面図である。鋳片引抜きを一旦停止して接続部材および冷材の設置を行った実施例１の場合の非定常部範囲である鋳込開始側の鋳片端部からの距離と清浄度の関係を示すグラフである。鋳片引抜き速度を減速して接続部材および冷材の設置を行った実施例２の場合の非定常部範囲である鋳込開始側の鋳片端部からの距離と清浄度の関係を示すグラフである。

符号の説明

１鋳型
１ａ内壁
２浸漬ノズル
３溶鋼
３ａ溶鋼（前チャージの溶鋼）
３ｂ溶鋼（後チャージの溶鋼）
３ｃ溶鋼表面
４鋳型トップ位置
５鋳型上部位置
６鋳型下部位置
７スラグフィルム
８接続部材の仕切板
８ａつば部
８ｂつば部の高さ
９冷材

Claims

前チャージの溶鋼の後端に仕切板を有する接続部材を設置した後、後チャージの溶鋼を注入する異鋼種の連々鋳において、鋳片寸法より狭小で、かつ、周囲に垂直立上がり状のつば部のある仕切板を有する接続部材を鋳型内の前チャージの溶鋼の後端に設置した後、該鋳型内に後チャージの溶鋼を注入する前までに、さらに接続部材の仕切板上および仕切板外周と鋳型内壁との間に冷材を設置することにより、後チャージ初期の汚染溶鋼からなる非定常部長さを短縮することを特徴とする異鋼種の連々鋳方法。
前チャージの溶鋼の後端に仕切板を有する接続部材を設置した後、後チャージの溶鋼を注入する異鋼種の連々鋳において、鋳片寸法より狭小で、かつ、周囲に垂直立上がり状のつば部のある仕切板を有する接続部材を鋳型内の前チャージの溶鋼の後端に設置した後、該鋳型内に後チャージの溶鋼を注入する前までに、前チャージにおいて鋳型内壁に付着して残存したスラグフィルムを除去し、さらに接続部材の仕切板上および仕切板外周と鋳型内壁との間に冷材を設置することにより、後チャージ初期の汚染溶鋼からなる非定常部長さを短縮することを特徴とする異鋼種の連々鋳方法。
接続部材および冷材は、鉄または鋼からなるものとし、その総質量を鋳片の断面積で除した値が２００〜３７０ｋｇ／ｍ²となるものとすることを特徴とする請求項１または２に記載の異鋼種の連々鋳方法。