JP2008254051A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操業性の低下やコストの増加を招くことなく取鍋交換時の溶鋼の清浄性を向上させることが可能な連続鋳造方法を提供する。
【解決手段】定常状態でのタンディッシュ内溶鋼量Ｗ_０が、連続鋳造機への溶鋼供給速度Ｑ［ｔｏｎ／ｍｉｎ］の６倍以上を維持するように溶鋼を注入し、取鍋内の溶鋼高さが５０ｃｍ以下になる時点から、取鍋からタンディッシュへの溶鋼供給速度が下記（式１）を満たすようにして注入を終了し、後鍋注入開始時に再び耐火物製ノズルをタンディッシュ溶鋼内に浸漬する際に、耐火物製ノズル浸漬深さが１００ｍｍ以上となるように確保するとともに、浸漬時のタンディッシュ内溶鋼量Ｗｍｉｎが下記の（式２）を満足し、かつ、定常状態での溶鋼量との差ΔＷが下記の（式３）を満足するようにする。
Ｑ／ｈ＜０．５ ・・・（式１）
Ｗｍｉｎ＞３×Ｑｍ ・・・（式２）
ΔＷ＞３×Ｑｍ ・・・（式３）
【選択図】図８

Description

本発明は、連続鋳造方法に関する。

取鍋から中間容器であるタンディッシュを介して鋳型へ溶鋼が供給される連続鋳造法は、生産性の観点から有利であるため、一般的に行なわれている鋳造方法である。連続鋳造法は、例えば図１１に示したように、取鍋１０内の溶鋼１６を、取鍋１０に設けられた耐火物製ノズル１２を介してタンディッシュ２０へと供給し、タンディッシュ２０から鋳型３０、３２へと溶鋼を供給することで、鋳造が行なわれる。

複数の取鍋１０内の溶鋼を連続的に鋳造（連々鋳）を行なうためには、取鍋１０内の溶鋼１６の残存量に応じて、取鍋１０を交換する必要があるが、従来の連続鋳造法では、図１１に示したように、後鍋（交換後の取鍋）注入開始時に耐火物製ノズル１２の先端部１４がタンディッシュ２０中の溶鋼（以下、タンディッシュ溶鋼とも称する。）内に浸漬していないため、先端部１４から吐出される溶鋼１６の流れがタンディッシュ２０内の溶鋼上に浮遊しているスラグを巻き込んでしまい、鋳造された鋳片中の介在物が多くなるという問題があった。

この取鍋交換前後での清浄性の悪化を改善するために、取鍋からタンディッシュへ溶鋼を供給する耐火物製ノズルを、タンディッシュ中の溶鋼（以下、タンディッシュ溶鋼とも称する。）内へ浸漬することで、タンディッシュの溶鋼表面に浮遊しているスラグの巻き込みを防止することが行なわれている（例えば、特許文献１および特許文献２を参照。）。

また、耐火物製ノズルをタンディッシュ溶鋼内に浸漬させるだけでなく、タンディッシュ溶鋼中のスラグの浮上除去を促進するために、タンディッシュ中に堰や特殊な介在物吸収用のフィルター等を設置することも行なわれている（例えば、特許文献３を参照。）。

特開平０７−２３６９４９号公報 特開平０７−２１４２５２号公報 特開平０７−１２４７１７号公報

しかしながら、耐火物製ノズルをタンディッシュ溶鋼内に浸漬することで、清浄性向上の効果は見られたものの、堰の設置や特殊な介在物フィルターの設置は、補修作業の増加等に伴う操業性の低下や、コストの増加を招くという問題があった。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、連々鋳を行うに際して、操業性の低下やコストの増加を招くことなく、取鍋交換時の溶鋼の清浄性を向上させることが可能な、新規かつ改良された連続鋳造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本願発明者らは鋭意研究を行なった結果、後鍋の溶鋼注入初期におけるタンディッシュの溶鋼高さが回復する時期は、タンディッシュ溶鋼内の介在物の浮上を促進している時期であることを見いだし、前鍋（すなわち、交換前の取鍋）注入末期の溶鋼注入速度の制御および後鍋の溶鋼注入初期における溶鋼高さの回復期を有効活用することが重要であることに想到した。

そこで、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、耐火物製ノズルをタンディッシュの溶鋼内に浸漬した状態で、溶鋼を取鍋から前記タンディッシュに対して注入する連続鋳造方法において、定常状態における前記タンディッシュ内の溶鋼量Ｗ_０が、前記連続鋳造機への溶鋼供給速度Ｑ［ｔｏｎ／ｍｉｎ］の６倍以上を維持するように前記耐火物製ノズルから前記タンディッシュ内に溶鋼を注入し、前記取鍋内の溶鋼高さが５０ｃｍ以下になる時点から、前記取鍋から前記タンディッシュへの溶鋼供給速度が下記（式１）を満たすようにして前記溶鋼の注入を終了し、その後、後鍋注入開始時に再び前記耐火物製ノズルを前記タンディッシュ内に残留している溶鋼内に浸漬する際に、前記耐火物製ノズルのノズル先端にスラグ混入防止用の板を付けて溶鋼に浸漬する時の浸漬深さが１００ｍｍ以上となるように確保するとともに、前記浸漬時の前記タンディッシュ内溶鋼量Ｗｍｉｎが下記の（式２）を満足し、かつ、定常状態での溶鋼量との差ΔＷが下記の（式３）を満足することを特徴とする連続鋳造方法が提供される。

ここで、上記の式１〜式３において、
Ｑ ：取鍋からタンディッシュへの溶鋼供給速度［ｔｏｎ／ｍｉｎ］
Ｑｍ ：タンディッシュから連続鋳造機への溶鋼供給速度［ｔｏｎ／ｍｉｎ］
ｈ ：取鍋内の溶鋼高さ［ｃｍ］
Ｗｍｉｎ：取鍋交換時のタンディッシュ内の最低溶鋼量［ｔｏｎ］
ΔＷ ：定常状態でのタンディッシュ内溶鋼量と最低溶鋼量との差［ｔｏｎ］
である。

また、上記のタンディッシュ内に、耐火物製の堰を設置してもよい。

本発明によれば、操業性の低下やコストの増加を招くことなく、取鍋交換時の溶鋼の清浄性を向上させることが可能である。

従来の連続鋳造方法では、前鍋の溶鋼注入が終了し、後鍋の溶鋼注入開始時にスラグ巻き込みが起こることで、取鍋交換時の鋳造鋳片の清浄性が悪化するものと考えられてきた。そのため、従来の連続鋳造法では、上記の特許文献１や特許文献２に記載のように、耐火物製ノズルの浸漬深さや後鍋の溶鋼注入速度を制御するという発想の基で、連続鋳造方法の制御が行なわれてきた。

しかしながら、本願発明者らが鋭意研究を行なった結果、（１）後鍋の溶鋼注入初期におけるタンディッシュの溶鋼高さの回復期は、介在物の浮上を促進している時期であること、および、（２）耐火物製ノズルの浸漬深さを所定の範囲に制御しておけば、介在物の巻き込みの影響はほとんど無く、前鍋注入末期に取鍋からタンディッシュに流入し、タンディッシュ溶鋼内に漂っている介在物が、取鍋交換時における清浄性の悪化の原因であること、を見いだした。そこで、本願発明者らは、前鍋注入末期の溶鋼注入速度を制御し、後鍋の溶鋼注入初期における溶鋼高さの回復期を有効に活用することで、取鍋交換時における清浄性を向上させることが可能であることに想到した。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る連続鋳造方法について説明する前に、本実施形態に係る連続鋳造方法で用いられる装置について、図１を参照しながら、簡単に説明する。

（連続鋳造方法に用いられる装置の構成）
本実施形態に係る連続鋳造方法に用いられる装置として、例えば図１（ａ）に示したように、取鍋１００と、タンディッシュ２００と、連続鋳造機（連鋳機）である鋳型３００、３０２とがある。

取鍋１００は、転炉から運ばれた溶鋼が供給される容器であり、取鍋１００内に貯えられた溶鋼１０６を後述するタンディッシュ２００に供給する。取鍋１００の底部には、耐火物製ノズル１０２が設けられており、取鍋１００内の溶鋼１０６は、耐火物製ノズル１０２を介してタンディッシュ２００へと供給される。なお、タンディッシュ２００へ溶鋼１０６を供給する際には、耐火物製ノズル１０２の先端部１０４は、タンディッシュ２００内に存在する溶鋼１０６中に浸漬される。

なお、耐火物製ノズル１０２の先端部１０４には、例えば図１（ｂ）に示したようなスラグ混入防止板（いわゆる、陣笠）１０５が取り付け可能である。スラグ混入防止板１０５は、取鍋１００の交換時に、耐火物製ノズル１０２をタンディッシュ溶鋼に再び浸漬する際に、タンディッシュ溶鋼内に存在するスラグがノズルの先端部１０４からノズル１０２内に混入しないように防止する板である。このスラグ混入防止板１０５は、薄い金属板で形成され、タンディッシュ溶鋼に浸漬されると、溶鋼により溶融して消失する。

タンディッシュ２００は、取鍋１００と後述する鋳型３００、３０２との間に設けられ、取鍋１００から供給された溶鋼１０６を溜めて、介在物を除去するための中間容器である。連続鋳造を行なうために、タンディッシュ２００内には、常に所定量以上の溶鋼１０６が存在している。また、タンディッシュ２００には、堰板を設けて耐火物製ノズル１０２から注入された溶鋼の流れを上向きにし、介在物を浮上させるようにしてもよい。また、堰板に介在物吸収フィルターを設置し、介在物を吸収させてもよい。堰板は、タンディッシュ２００の底面から立設されていてもよく、タンディッシュ２００の上部から必要時に堰板を浸漬するようにしてもよい。

また、タンディッシュ２００の底部には、溶鋼供給ノズル２０２、２０４を介して、例えば２つの鋳型３００、３０２が設けられており、タンディッシュ２００内に貯えられている溶鋼１０６が、これらの鋳型３００、３０２に注入される。鋳型３００、３０２は、タンディッシュ２００から供給された溶鋼１０６の側面を凝固させ、鋳型３００、３０２の底部から送出するための容器である。

（連続鋳造方法について）
続いて、図２を参照しながら、本実施形態に係る連続鋳造方法について、詳細に説明する。図２は、タンディッシュ（ＴＤ）２００中の溶鋼量に着目して、連続鋳造方法を説明するための説明図である。図２の縦軸は、タンディッシュ２００内の溶鋼量であり、図２の横軸は、経過時間である。

まず、最初の取鍋１００（図２における１鍋目の取鍋）が所定の位置にセットされると、取鍋１００内の溶鋼１０６が耐火物製ノズル１０２を介して、タンディッシュ２００内に供給され、タンディッシュ２００からは連続的に鋳型３００、３０２へ溶鋼が供給される。この際、取鍋１００からタンディッシュ２００に供給される溶鋼量は、タンディッシュ２００から鋳型３００、３０２へ供給される溶鋼量よりも多いため、タンディッシュ２００内の溶鋼量は増加していく（ステップＳ１０１）。

タンディッシュ２００内の溶鋼量がタンディッシュ２００の容量やタンディッシュ２００から鋳型３００、３０２へのスループット量等で規定される溶鋼量に達した後は、タンディッシュ２００内の溶鋼量を一定に保つように取鍋１００から溶鋼１０６が供給される（ステップＳ１０３：定常状態）。この定常状態におけるタンディッシュ中の溶鋼量は、例えば、鋳型３００および鋳型３０２への合計スループット量の６倍以上であることが必要である。なお、以下の説明では、定常状態におけるタンディッシュ内の溶鋼量を、Ｗ_０と表すこととする。

１鍋目の取鍋に存在した溶鋼が全てタンディッシュ２００に供給されると、空になった取鍋を新たな取鍋へと交換する必要がある。この鍋交換作業時には、取鍋からタンディッシュ２００へ新たな溶鋼１０６の供給がなく、タンディッシュ２００から鋳型３００、３０２に溶鋼が供給されるのみになるため、タンディッシュ２００中の溶鋼量は、減少していく（ステップＳ１０５）。なお、以下の説明では、取鍋の交換が完了した時点を、鍋交換点と称することとする。また、鍋交換時のタンディッシュの溶鋼量（すなわち、鍋交換点でのタンディッシュの溶鋼量）は、連続鋳造過程における最低容量となるが、以下では、鍋交換点でのタンディッシュの溶鋼量を、Ｗ_ｍｉｎと表すこととする。

鍋の交換が完了すると、２鍋目の取鍋から溶鋼が供給され、再びタンディッシュ２００内の溶鋼量は増加していき（湯面回復期、ステップＳ２０１）、タンディッシュ２００内の溶鋼量がＷ_０に達すると、以降は、タンディッシュ２００内の溶鋼量が一定となるように、溶鋼が取鍋から供給される（ステップＳ２０３）。その後、２鍋目の取鍋が空になると、上記と同様に取鍋の交換作業が行われ、この取鍋交換作業中は、タンディッシュ２００内の溶鋼量は減少していく（ステップＳ２０５）。鍋の交換が完了すると、以下、上記と同様にして、３鍋目（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５）、４鍋目（ステップＳ４０１、４０３・・・）と連続して鋳造が行なわれる。ここで、上記の湯面回復期とは、鍋交換点から定常状態となるまでの間の期間をいう。

（タンディッシュに介在物が流入する時期について）
本願発明者らは、取鍋１００からの溶鋼注入末期における清浄性悪化の原因を探るべく、実機におけるサンプリングを行ない、酸化物等の介在物がタンディッシュに流入する時期を特定することを試みた。図３は、取鍋内の溶鋼の高さとタンディッシュに流入した介在物の量との関係を示したグラフ図である。なお、図３の横軸は、取鍋内溶鋼高さ［ｃｍ］を表しており、図３の縦軸は、タンディッシュに流入した介在物指標である。

ここで、タンディッシュに流入した介在物指標とは、取鍋内の溶鋼高さが１００ｃｍである場合にタンディッシュに流入した介在物の量の平均を１として指標化した、タンディッシュに流入した介在物の量である。介在物の量は、スライム法を用いて、粒径３７μｍ以上の球形介在物の個数をカウントすることで行なった。なお、球形介在物を指標としたのは、液体状態のスラグが溶鋼中に巻き込まれると、球状の介在物となるためである。

図３に示した例では、取鍋からタンディッシュへの溶鋼供給速度Ｑ［ｔｏｎ／ｍｉｎ］が５ｔｏｎ／ｍｉｎの場合、７．５ｔｏｎ／ｍｉｎの場合、および、１０ｔｏｎ／ｍｉｎの場合における介在物指標を示しているが、いずれの溶鋼供給速度の場合でも、取鍋内溶鋼高さが５０ｃｍ超過の場合には、介在物指標が約１程度であるのに対し、５０ｃｍ以下となる場合には、介在物指標が増加傾向にあることがわかる。これは、取鍋内溶鋼高さが５０ｃｍ以下となる場合には、タンディッシュに流入した介在物量が増加することを示している。

図３に示した結果から、タンディッシュに介在物が流入する時期は、取鍋内の溶鋼高さが５０ｃｍ以下となる時期であることがわかった。

（取鍋交換時の介在物流出挙動について）
続いて、本願発明者らは、取鍋交換時を模擬した水モデル実験を行い、擬似介在物粒子の流出挙動について検討した。水モデル実験は、介在物に見立てた擬似粒子をタンディッシュに流し、タンディッシュから流出した擬似粒子の量を計測する。計測の結果は、タンディッシュ溶鋼量が定常状態の量である場合の流出量を１として、指標化した（介在物指標）。ここで、水モデル実験に用いた擬似粒子は、粒径２００μｍ程度の球状の粒子であり、粒子の比重は約０．９ｇ／ｃｍ^３である。この擬似粒子は、実際の溶鋼の介在物系において、約１００μｍの粒子に相当するものである。

計測結果を、図４に示す。図４の縦軸は、タンディッシュから鋳型へと流出した擬似介在物粒子の量を指標化したものであり、図４の横軸は、擬似介在物粒子添加後の時間である。図４では、定常状態におけるタンディッシュから鋳型への擬似介在物粒子の流出挙動と、取鍋交換時におけるタンディッシュから鋳型への擬似介在物粒子の流出挙動とを示している。図４を参照すると、介在物流出量が一旦増大し、その後介在物流出量が減少していくという挙動は、定常状態時および取鍋交換時の双方の場合で共通であることがわかった。更に、取鍋交換時を模擬した場合における鍋交換点以降の湯面回復期（すなわち、タンディッシュの溶鋼量が増大している時期）の介在物流出量は、定常状態における介在物流出量よりも少ないことが判明した。

湯面回復期の介在物流出量が定常状態時よりも少ないという結果は、「後鍋の溶鋼注入開始時にスラグ巻き込みが起こり、取鍋交換時に鋳造された鋳片の清浄性を悪化させる」という従来から考えられてきた考察は誤りであることを示している。本願発明者らは、湯面回復期に介在物流出量が少ない理由として、タンディッシュ内の溶鋼全体の流れが上昇流となり介在物の浮上を促進するためであると考えている。この結果から、湯面回復期を有効に活用することで、取鍋交換時に鋳造される鋳片の品質を向上させることが可能であることがわかった。具体的には、耐火物製浸漬ノズルの浸漬深さを深くしてタンディッシュの深部から溶鋼の上昇流が生じるようにするとともに、後鍋注入開始後の湯面回復時間を長くすることで、取鍋交換時に鋳造される鋳片の清浄性を向上可能であることがわかった。

（耐火物製ノズルの浸漬深さについて）
次に、タンディッシュ内の溶鋼への耐火物製ノズルの浸漬深さと介在物の巻き込み量との関係を検討するために水モデル実験を行い、耐火物製ノズルの浸漬深さを変化させて介在物の巻き込み量を計測した。水モデル実験では、タンディッシュ内に溶鋼の代わりに水を送入した上で水面に上記の擬似粒子を浮かべておき、耐火物製ノズルの浸漬深さを変化させて、鋳型に流出する擬似粒子の量を計測した。この際、定常状態時における耐火物製ノズルの浸漬深さである５００ｍｍの巻き込み量を１として、各浸漬深さにおける介在物の巻き込み量を指標化した。

計測結果を、図５に示す。図５の縦軸は、タンディッシュから鋳型へと流出した擬似介在物粒子の量を指標化したものであり、図５の横軸は、耐火物製ノズルの浸漬深さ［ｍｍ］を表している。なお、浸漬深さの負の数字は、耐火物製ノズルがタンディッシュ内の水に浸漬していない状態、換言すれば、耐火物製ノズルが水面よりも上に存在している状態を表している。

図５を参照すると、耐火物製ノズルの先端部が水面から１００ｍｍの高さにある場合（図５の横軸が−１００ｍｍの場合）には、介在物の巻き込み量は、定常状態の約４．５倍であることがわかる。また、耐火物製ノズルの先端部が水面に近づくにつれて、介在物の巻き込み量は低下し、耐火物製ノズルの先端部が水面上に存在する場合（図５の横軸が０の場合）では、介在物の巻き込み量は定常状態の約２．５倍であることがわかった。また、耐火物製ノズルの浸漬深さが１００ｍｍ以上の場合には、巻き込み指標の値はほぼ１となることがわかった。この結果から、耐火物製ノズルの浸漬深さ（耐火物製ノズルの先端部とタンディッシュ内溶鋼表面との距離）が１００ｍｍ以上となるように維持することにより、介在物の巻き込みは、定常状態と同様の水準を維持可能であることがわかった。

（前鍋注入末期のタンディッシュへの供給速度）
続いて、タンディッシュへの溶鋼の供給速度と介在物の流出挙動との関係を検討するために、取鍋内の溶鋼高さに応じて取鍋からタンディッシュへの溶鋼供給速度を変化させて、タンディッシュに流出した介在物の量を計測した。図６は、タンディッシュへの溶鋼供給速度と介在物の量との関係を示したグラフ図である。図６の横軸は、タンディッシュへの溶鋼供給速度Ｑ［ｔｏｎ／ｍｉｎ］を取鍋内溶鋼高さ［ｃｍ］で割った値［ｔｏｎ／ｍｉｎ・ｃｍ］であり、図６の縦軸は、同一条件で計測した介在物量指数のうち最大のものを示したものである。

図５を参照すると、Ｑ／ｈの値が０．５以上の場合には、介在物指標は２を超えるのに対して、Ｑ／ｈの値が０．５未満の場合には、介在物指標が２程度に漸近している。この結果より、前鍋注入末期の溶鋼供給速度を制御することで、取鍋からタンディッシュへの介在物の流入量を、定常状態の２倍程度に抑制することが可能であることがわかる。

（タンディッシュ溶鋼量と介在物量との関係について）
次に、再び取鍋交換時を模擬した水モデル実験を行い、タンディッシュ内の溶鋼量と、タンディッシュから鋳型へと流出する介在物の量との関係を検討した。ここで、タンディッシュ内の溶鋼量として、鍋交換時におけるタンディッシュ溶鋼量の最低容量であるＷｍｉｎと、定常状態のタンディッシュ溶鋼量Ｗ_０とＷｍｉｎとの差であるΔＷに着目した。Ｗｍｉｎは、上記の通り、タンディッシュ内溶鋼の最低容量を表す量であるが、最低容量が少なくなりすぎると、タンディッシュ内溶鋼中の介在物が浮上できずに鋳型へと流入してしまい、介在物の巻き込みが増加すると考えられる。また、ΔＷが大きいほど、後鍋注入開始時の介在物浮上効果が大きいと考えられる。他方、ＷｍｉｎやΔＷは、タンディッシュから全ての鋳型へと供給される溶鋼の供給速度Ｑｍにも影響されることから、Ｗｍｉｎ／ＱｍやΔＷ／Ｑｍといった変数を考慮することで、タンディッシュ内の溶鋼量と介在物の量との関係を明らかにすることが可能である。

水モデル実験では、取鍋からタンディッシュへの溶鋼供給速度Ｑが５ｔｏｎ／ｍｉｎの場合、７．５ｔｏｎ／ｍｉｎの場合、および、１０ｔｏｎ／ｍｉｎの場合のそれぞれについて、ΔＷ／Ｑｍと介在物指標との関係およびＷｍｉｎ／Ｑｍと介在物指標との関係を検討した。それぞれの結果を、以下の図７および図８に示す。

上述のタンディッシュへの溶鋼の供給速度と介在物の流出挙動との関係から、前鍋の溶鋼注入末期には、取鍋からタンディッシュへの溶鋼供給速度を低下させたとしても、タンディッシュに流入した介在物量指数は２程度にしかならない。そのため、取鍋交換時における介在物量を、定常状態における介在物量と同程度以下にするためには、タンディッシュ溶鋼量の制御を行うことで、介在物量を定常状態の０．５倍程度にすることが必要となる。

図７を参照すると、いずれのＱの場合においても、ΔＷ／Ｑｍが３超過の場合には、介在物指標が０．５以下となる場合が存在することがわかった。また、取鍋からの溶鋼供給速度Ｑが小さいほど、介在物指標が０．５以下となるΔＷ／Ｑｍの範囲が広くなることもわかった。

図８を参照すると、図７の場合と同様に、いずれのＱの場合においても、Ｗｍｉｎ／Ｑｍが３超過の場合には、介在物指標が０．５以下となる場合が存在することがわかった。また、取鍋からの溶鋼供給速度Ｑが小さいほど、介在物指標が０．５以下となるＷｍｉｎ／Ｑｍの範囲が広くなることもわかった。

図７および図８から得られた結果を、縦軸にΔＷ／Ｑｍ、横軸にＷｍｉｎ／Ｑｍをとってまとめたものが、図９である。図９には、定常状態での溶鋼量Ｗ_０とＱｍとの関係を表す直線も記載してある。図９を参照すると、Ｗｍｉｎ／Ｑが３よりも大きく、かつ、ΔＷ／Ｑｍが３よりも大きく、かつ、Ｗ_０が６×Ｑｍよりも大きい場合に、介在物指標が０．５以下となることがわかった。また、上記の３つの条件（Ｗｍｉｎ／Ｑｍ＞３、ΔＷ／Ｑｍ＞３、Ｗ_０＞６×Ｑｍ）のいずれか１つでも満足しない場合は、介在物指標が０．５超過となることがわかった。

これらの知見より、取鍋交換時に鋳造された鋳片の清浄性を向上させるためには、前鍋の溶鋼注入末期には、できるだけ取鍋からの溶鋼供給速度を低下させ、かつ、耐火物製ノズルのタンディッシュへの浸漬深さを１００ｍｍ以上となるように制御し、かつ、後鍋注入開始後の湯面回復時間を長くすることが必要であることがわかった。すなわち、（１）耐火物製ノズルの浸漬深さを１００ｍｍ以上で維持する、かつ、（２）Ｗ_０＞６×Ｑｍ、かつ、（３）Ｑ／ｈ＜０．５、かつ、（４）Ｗｍｉｎ／Ｑｍ＞３、かつ、（５）ΔＷ／Ｑｍ＞３、の５つの条件が満たされることが必要であることがわかった。

以上説明したように、上記５つの条件を満たすように制御を行なうことで、操業性の低下やコストの増加を招くことなく、取鍋交換時においても鋳造される鋳片の清浄性を向上させることが可能であり、定常状態において鋳造された鋳片と同程度の清浄性を得ることが可能であることがわかった。また、タンディッシュ内に堰を設けることで、更なる清浄性の向上を図ることが可能である。

以下、実施例および比較例を示しながら、本発明に係る連続鋳造方法について、詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明のあくまでも一具体例であって、本発明が以下に示す実施例に規制されるわけではない。

耐火物製ノズルの浸漬深さを１００ｍｍ以上に維持した上で以下の表１に示す条件で鋳造した鋳片を用いて冷延板を製造し（実施例１〜５および比較例１〜５）、それぞれの冷延板について、探傷試験を行なった。評価は、定常状態において鋳造された鋳片を用いて製造された冷延板の探傷結果の平均値を１として、指標化した。探傷試験の結果は、表１に合わせて記載した。なお、探傷試験に関する指標は、小さいほど結果が良好であったことを示す。また、全体評価も合わせて表１に記載した。

なお、上述の探傷試験では、極間法を用いて磁粉探傷により１００μｍ以上の介在物個数を検出したものである。そして、冷延鋼板のコイルを１ｍ程度に切り出して、切り出したコイル中に含まれる介在物の個数の平均値を計測した。また、評価に際しては、定常状態時に鋳造した鋳片から製造した冷延鋼板のコイルにおける介在物の個数の平均値を１として探傷試験における介在物の個数を指標化し、指標が１．５未満の場合を○、指標が１．５以上のものを×とした。

表１から明らかなように、Ｗ_０＞６×Ｑｍ、Ｑ／ｈ＜０．５、Ｗｍｉｎ／Ｑｍ＞３、ΔＷ／Ｑｍ＞３、の４つの条件を満足する実施例１〜５では、冷延鋼板での磁粉探傷結果が、定常状態における探傷結果と同程度の値を示し、全体評価も良好であるのに対し、上記の４つの条件を満足しない比較例１〜５では、磁粉探傷結果が定常状態の倍程度の値を示し、全体評価も不良であることがわかった。また、タンディッシュ内に堰を設けた実施例２および実施例４では、堰を設けなかった実施例１、実施例３、実施例５に比べ、探傷結果が良好であることがわかった。

なお、上記実施例２は、図１０に示したように、タンディッシュ２００内に上堰２０６と下堰２０８の２段堰を設けた場合の例であり、上記実施例４は、タンディッシュ２００内に下堰２０８のみの１段堰を設けた場合の例であり、上記比較例１は、タンディッシュ２００内に上堰２０６のみの１段堰を設けた場合の例である。ここで、図１０に示したように、上堰２０６は、タンディッシュ中央部からの距離Ｌ_１が２０００ｍｍ、タンディッシュ下部からの高さＨ_１が８００ｍｍとなるように設けられており、下堰２０８は、タンディッシュ中央部からの距離Ｌ_２が１０００ｍｍ、タンディッシュ下部からの高さＨ_２が４００ｍｍとなるように設けられている。

以上のように、本発明に係る連続鋳造方法によれば、操業性の低下やコストの増加を招くことなく、取鍋交換時に鋳造される鋳片の清浄性を、定常状態において鋳造された鋳片と同程度の清浄性とすることが可能である

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の好適な実施形態に係る連続鋳造方法に用いられる装置について説明するための説明図である。 同実施形態に係る連続鋳造方法について説明するための説明図である。 取鍋内溶鋼高さとタンディッシュに流入した介在物の量との関係を示したグラフ図である 取鍋交換時の介在物流出挙動について説明するための説明図である。 耐火物製ノズルの浸漬深さと介在物の巻き込み量との関係を示したグラフ図である。 タンディッシュへの溶鋼供給速度と介在物の量との関係を示したグラフ図である。 タンディッシュ溶鋼量と介在物量との関係を示したグラフ図である。 タンディッシュ溶鋼量と介在物量との関係を示したグラフ図である。 タンディッシュ溶鋼量と介在物量との関係を示したグラフ図である。 タンディッシュ内に設けた堰について説明するための説明図である。 従来の連続鋳造方法に用いられる装置について説明するための説明図である。

符号の説明

１００ 取鍋
１０２ 耐火物製ノズル
１０４ 先端部
１０５ スラグ混入防止板
１０６ 溶鋼
２００ タンディッシュ
２０２、２０４ 溶鋼供給ノズル
２０６ 上堰
２０８ 下堰
３００，３０２ 鋳型

Claims (2)

1. 耐火物製ノズルをタンディッシュの溶鋼内に浸漬した状態で、溶鋼を取鍋から前記タンディッシュに対して注入する連続鋳造方法において、
   定常状態における前記タンディッシュ内の溶鋼量Ｗ_０が、前記連続鋳造機への溶鋼供給速度Ｑ［ｔｏｎ／ｍｉｎ］の６倍以上を維持するように前記耐火物製ノズルから前記タンディッシュ内に溶鋼を注入し、前記取鍋内の溶鋼高さが５０ｃｍ以下になる時点から、前記取鍋から前記タンディッシュへの溶鋼供給速度が下記（式１）を満たすようにして前記溶鋼の注入を終了し、
   後鍋注入開始時に再び前記耐火物製ノズルを前記タンディッシュ内に残留している溶鋼内に浸漬する際に、前記耐火物製ノズルのノズル先端にスラグ混入防止用の板を付けて溶鋼に浸漬する時の浸漬深さが１００ｍｍ以上となるように確保するとともに、前記浸漬時の前記タンディッシュ内溶鋼量Ｗｍｉｎが下記の（式２）を満足し、かつ、定常状態での溶鋼量との差ΔＷが下記の（式３）を満足する
   ことを特徴とする連続鋳造方法。
   
   Ｑ／ｈ＜０．５ ・・・（式１）
   Ｗｍｉｎ＞３×Ｑｍ ・・・（式２）
   ΔＷ＞３×Ｑｍ ・・・（式３）
   
   Ｑ ：取鍋からタンディッシュへの溶鋼供給速度［ｔｏｎ／ｍｉｎ］
   Ｑｍ ：タンディッシュから連続鋳造機への溶鋼供給速度［ｔｏｎ／ｍｉｎ］
   ｈ ：取鍋内の溶鋼高さ［ｃｍ］
   Ｗｍｉｎ：取鍋交換時のタンディッシュ内の最低溶鋼量［ｔｏｎ］
   ΔＷ ：定常状態でのタンディッシュ内溶鋼量と最低溶鋼量との差［ｔｏｎ］
   
2. 前記タンディッシュ内に、耐火物製の堰を設置することを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造方法。

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