JP2016196032A - 溶融金属中の非金属介在物の捕捉装置および除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融金属中の非金属介在物の除去効果が向上された非金属介在物の除去方法を提供する。
【解決手段】タンディッシュ内の溶融金属中に含まれる非金属介在物を除去する方法。この方法では、タンディッシュ内の溶融金属を鋳型へと注出する注出部の中心軸を囲うように配置された堰であって、堰の内部の溶融金属に旋回流を生じさせる堰が、タンディッシュ内に備えられ、かつ、旋回流の中心部分で、注出部への溶融金属の流路が確保される高さ位置に、捕捉装置が配置された状態で、タンディッシュ内の溶融金属を前記鋳型へ注出する。捕捉装置は、ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種を０．５〜１０質量％含有する耐火物からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶鋼などの溶融金属中に含まれる非金属介在物の捕捉装置、および当該非金属介在物の除去方法に関する。

鋼の連続鋳造では、一般的に、溶鋼を、取鍋からロングノズルを介してタンディッシュ内に移送した後、タンディッシュから浸漬ノズルを介して、鋳型へ注入する。溶鋼中に含まれるＡｌ₂Ｏ₃などの非金属介在物は、連続鋳造により得られる製品の表面疵の発生原因となることがあり、また、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に注入する際に使用する浸漬ノズルの閉塞原因となることがある。このため、タンディッシュから鋳型へ溶鋼を注入するまでに、溶鋼中の非金属介在物を、極力多く除去し、非金属介在物のタンディッシュへの流出を極力抑制する必要がある。

溶鋼中の非金属介在物を除去する方法として、タンディッシュ内で少なくとも溶鋼の液面付近に堰を設ける方法、タンディッシュ内に耐火物製のフィルターを設ける方法、旋回流が与えられた溶鋼中に不活性ガスを吹込んで非金属介在物の浮上分離を促進する方法等が提案されている。

タンディッシュ内で、取鍋から溶鋼が注入される領域と、鋳型へ溶鋼を注出する部分（抽出部）との間に、たとえば、特許文献１の方法では、流通口を有する仕切り堰が配置され、また、特許文献２の方法では、下堰、上堰、下堰が順に配置される。これにより、溶鋼中の非金属介在物が除去される。

堰を設けることにより、タンディッシュ内の溶鋼の液面近傍に存在するスラグが、鋳型への溶鋼の注出部まで移動することが阻止される。しかし、堰を設けるだけは、非金属介在物同士が凝集（合体）し大型化して浮上速度が増大することは、ほとんどない。このため、堰が存在しない深さでの微小な非金属介在物が、抽出部へ移動することを阻止できないので、非金属介在物の除去効果は少ない。

ただし、特許文献１では、堰に加えて、不活性ガスの溶鋼中への吹き込みを併用している。吹き込まれた不活性ガスは溶鋼を攪拌するので、非金属介在物同士が接触して合体する機会が増え、非金属介在物が大型化することによる浮上促進が期待できる。しかし、不活性ガスの吹込みは、タンディッシュの底部に配置された煉瓦から行うので、タンディッシュの構造が複雑となり、また、煉瓦の補修も困難であるので、この方法は実用には適さない。

特許文献３では、タンディッシュ内で、取鍋からの溶鋼の注入領域と鋳型への溶鋼の注出部との間に、石灰質耐火物製のフィルターを設置することが提案されている。石灰質耐火物製のフィルターは、溶鋼中の非金属介在物を吸着する。この石灰質耐火物製のフィルターは、非金属介在物の除去効果に優れるが、高額であり、コストの面で、大量生産される炭素鋼の連続鋳造へ適用するのは困難である。

特許文献４では、タンディッシュ内の敷部（底部）および側壁のいずれか一方または両方に、アルミナ系耐火物を設置し、非金属介在物のフィルターとして用いる方法が提案されている。アルミナ系耐火物として、円錐体または円柱体のものが複数個用いられる。このアルミナ系耐火物は、前記石灰質耐火物製のフィルターに比べて安価である。しかし、その構造上、フィルターと溶鋼との接触面積が小さく、また、タンディッシュ内の溶鋼の流速は、一般に、０．１ｍ／秒以下と小さいため、非金属介在物の捕捉効率、すなわち、除去効果は小さい。

特許文献５では、旋回流を付与した溶鋼に不活性ガスを吹き込むことで、不活性ガスの微細な気泡を生成し、この気泡を非金属介在物に付着させて浮上分離する方法が提案されている。この方法では、非金属介在物の捕捉効果は、旋回流によりガス気泡を微細化することで高められている。しかし、溶鋼と非金属介在物との分離は非金属介在物の浮上に任せているので、溶鋼中に懸濁している非金属介在物は、気泡に捕捉されても、溶鋼の液面まで浮上するのに長い時間を要することがあり、非金属介在物の分離効率は高くない。また、溶鋼の流出口および流入口付近の流速が速い領域では、ガス気泡が溶鋼の液面まで浮上する前に下流に流されてしまい、このような領域では、非金属介在物を溶鋼から分離することはできない。

特許文献６では、タンディッシュ内に攪拌機を設けて、溶鋼を攪拌し、非金属介在物の浮上を促進する方法が開示されている。しかし、この方法では、溶鋼を攪拌することで、溶鋼の液面付近にある非金属介在物を溶鋼中に巻き込むおそれがある。溶鋼中に巻き込まれた粗大な非金属介在物は、重大な製品欠陥の原因となるため、この方法を実操業に導入することはできない。

非特許文献１では、溶鋼が０．１質量％未満のＳｅ（セレン）またはＴｅ（テルル）を含有することにより、アルミナに対する溶鋼の接触角が増大することが記載されている。

特開昭６３−１５７７４５号公報 特許第２９３８３２３号公報 特開昭５９−１５６５５６号公報 特開２０１０−１７９３４０号公報 特開昭６０−２５７９５５号公報 特開昭５８−１０３９４６号公報

荻野 和巳 外２名、「溶鋼の表面張力および固体酸化物の濡れ性におよぼすSe, Teの影響」、鉄と鋼、第６６巻（１９８０年）、第２号、ｐ．１７９−１８５

以上のように、従来の方法でコスト面で実現可能なものでは、いずれも、非金属介在物の除去効果が十分には高くなかった。
そこで、本発明の目的は、溶融金属中の非金属介在物の除去効果を高くすることができる捕捉装置を提供することである。本発明の他の目的は、溶融金属中の非金属介在物の除去効果が向上された非金属介在物の除去方法を提供することである。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、下記（１）の非金属介在物捕捉装置、および下記（２）の非金属介在物の除去方法を要旨とする。

（１）溶融金属中に含まれる非金属介在物を捕捉する装置であって、
ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種を０．５〜１０質量％含有する耐火物からなる、非金属介在物の捕捉装置。

（２）タンディッシュ内の溶融金属中に含まれる非金属介在物を除去する方法であって、
前記タンディッシュ内の溶融金属を鋳型へと注出する注出部の中心軸を囲うように配置された堰であって、当該堰の内部の溶融金属に旋回流を生じさせる堰が、前記タンディッシュ内に備えられ、かつ、
前記旋回流の中心部分で、前記注出部への溶融金属の流路が確保される高さ位置に、上記（１）に記載の捕捉装置が配置された状態で、
前記タンディッシュ内の溶融金属を前記鋳型へ注出する、非金属介在物の除去方法。

本発明の非金属介在物の捕捉装置は、溶融金属中に浸漬されると、この捕捉装置（耐火物）に含有されるＳｅおよびＴｅの少なくとも１種が、溶融金属中に溶出する。これにより、溶融金属のうち、捕捉装置近傍の部分では、当該ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種の濃度が高くなる。このような溶融金属に対して、非金属は濡れにくい。したがって、非金属を主体とする耐火物は、溶融金属に対して濡れにくいので、相対的に、非金属介在物が捕捉装置に捕捉されやすくなる。

また、非金属介在物が溶融金属に対して濡れにくいことにより、非金属介在物同士が接触した状態が安定となるので、非金属介在物は凝集して粗大化する。粗大化した非金属介在物は、溶融金属中の浮上速度が大きくなるので、溶融金属から迅速に分離する。

したがって、本発明の捕捉装置により、溶融金属中の非金属介在物の除去効果を高くすることができる。

また、捕捉装置に対して非金属介在物を捕捉されやすくするには、溶融金属のうち捕捉装置近傍の部分のみについて、ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種の濃度を高くすればよい。ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種は、捕捉装置自体から供給されるので、溶融金属のうち捕捉装置近傍の部分のみについて、ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種の濃度を高くすることができる。このため、溶融金属全体について、ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種の濃度を高くする必要はないので、溶融金属から得られる製品の品質に対するＳｅまたはＴｅの影響を低くすることができる。

本発明の非金属介在物の除去方法では、上記捕捉装置による効果に加えて、筒状の堰内に溶融金属の旋回流が形成される。これにより、溶融金属中の非金属介在物は、旋回流の中心に集められる。その結果、溶融金属中の非金属介在物は、捕捉装置に接触して捕捉されやすくなる。また、非金属介在物が旋回流の中心に集められると、非金属介在物同士が接触して凝集および粗大化しやすくなる。この場合、非金属介在物の溶融金属中の浮上速度が大きくなるので、非金属介在物は溶融金属から迅速に分離する。

図１は、本発明の非金属介在物の除去方法を実施するため用いることができる連続鋳造装置の構成の一例を模式的に示した断面図である。 図２Ａは、図１の連続鋳造装置が備え得る堰の第１の例を示す正面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示す堰のＡ−Ａ断面図である。 図３Ａは、図１の連続鋳造装置が備え得る堰の第２の例を示す正面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示す堰のＢ−Ｂ断面図である。 図４Ａは、図１の連続鋳造装置が備え得る捕捉装置の第１の例を示す縦断面図である。 図４Ｂは、図１の連続鋳造装置が備え得る捕捉装置の第２の例を示す縦断面図である。

本明細書において、「耐火物」とは、非金属を主体とし（たとえば、非金属の含有率が８５質量％以上）、耐火物に接触する溶融金属の温度で安定な材料からなる構造物をいうものとする。

以下、図面を参照して、本発明の非金属介在物の捕捉装置、および本発明の非金属介在物の除去方法について、詳細に説明する。

図１は、本発明の非金属介在物の除去方法を実施するために用いることができる連続鋳造装置の構成の一例を示す断面図である。

この連続鋳造装置は、溶融金属としての溶鋼２を凝固して、鋼の鋳片を鋳造するためのものであり、溶鋼２を収容して移送するための取鍋１と、取鍋１から供給される溶鋼２を収容して保持するタンディッシュ４と、タンディッシュ４から供給される溶鋼２を収容して鋳造する鋳型８とを備えている。

取鍋１の底部からは、ロングノズル３が下方へと延びており、取鍋１内の溶鋼２は、ロングノズル３を介してタンディッシュ４に注入される。タンディッシュ４の底部（敷部）４ａで、ロングノズル３の下方の位置から離間した部分には、上ノズル５が嵌め込まれている。上ノズル５の下部には、スライディングゲート６が接続されている。スライディングゲート６の下部には浸漬ノズル７が接続されている。タンディッシュ４内の溶鋼２は、上ノズル５、スライディングゲート６、および浸漬ノズル７を介して、鋳型８に注入される。

上ノズル５は、タンディッシュ４内の溶鋼２の鋳型８への注出部である。上ノズル５と浸漬ノズル７とは、同軸状に配置されている。スライディングゲート６は、上ノズル５から浸漬ノズル７への流路を開閉することができる。したがって、スライディングゲート６の開度を調整することにより、タンディッシュ４から鋳型８への溶鋼２の流量を調整することができる。

鋳型８は、上下に開口を有する。鋳型８に注入された溶鋼２は、鋳型８の内壁から冷却（一次冷却）される。これにより、鋳型８の内壁に沿って、すなわち、溶鋼２の外周に、凝固殻９が形成される。凝固殻９は、鋳型８の下方ほど厚くなる。凝固殻９、およびその内部の溶鋼２は、鋳型８の下部の開口から下方へと引き抜かれ、二次冷却されて完全に凝固し、鋳片となる。

鋳型８内の溶鋼２の液面上には、モールドパウダー１０が供給される。モールドパウダー１０は、溶融して、鋳型８と凝固殻９との間に入り込み、鋳型８と凝固殻９との間の摩擦を低減する。

タンディッシュ４の底部４ａ上には、上ノズル５と同軸に、円筒形の堰１１が設けられている。すなわち、堰１１は、上ノズル５の中心軸を囲うように配置されている。堰１１の側壁には、流入口１１ａが形成されている。

図２Ａは、堰１１の第１の例を示す正面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す堰１１のＡ−Ａ断面図（堰１１の中心軸に垂直な断面図）である。この例では、堰１１の軸方向中間部分より下側に、２つの流入口１１ａが形成されている。図２Ｂに示すように、堰１１の中心軸Ｃに垂直な断面では、堰１１の厚さ方向に関して内面の位置において、流入口の中心軸（図２Ｂに破線で示す。）は、堰１１の中心から放射状に延びる仮想線と角度をなして交わる。２つの流入口１１ａは、堰１１の中心軸Ｃに対して互いに反対側に、この中心軸Ｃに点対称に形成されている。

図３Ａは、堰１１の第２の例を示す正面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す堰１１のＢ−Ｂ断面図（堰１１の中心軸に垂直な断面図）である。この例では、堰１１の軸方向中間部分より下側に、４つの流入口１１ａが形成されている。図３Ｂに示すように、堰１１の中心軸Ｃに垂直な断面では、堰１１の厚さ方向に関して内面の位置において、流入口の中心軸（図３Ｂに破線で示す。）は、堰１１の中心から放射状に延びる仮想線と角度をなして交わる。４つの流入口１１ａは、堰１１の中心軸Ｃに対して９０°の角度間隔で、この中心軸Ｃに点対称に形成されている。

これらの例のように流入口１１ａが形成されていることにより、堰１１の外部から内部に流入した溶鋼２には、水平方向の旋回流が形成される。流入口１１ａの数、形状、開口面積、開口位置、内側壁と堰１１の径方向とがなす角度等のパラメータは、溶鋼２に所望の旋回流が形成されるように決定することができる。すなわち、所望の旋回流を形成できるものであれば、上記パラメータは、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、および図３Ｂに示されているものに限らない。たとえば、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、および図３Ｂでは、堰１１に形成された流入口１１ａの形状は、矩形状であるが、楕円形であってもよい。

また、堰１１は、円筒状のものに限られず、筒状であれば、たとえば、円錐台状、角筒状等のものであってもよい。

図１を参照して、堰１１の内部で、溶鋼２の旋回流の中心部分には、捕捉装置１２が配置される。捕捉装置１２は、棒状であり、長手方向が鉛直方向に沿っている。捕捉装置１２は、ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種を０．５〜１０質量％含有する耐火物からなる。耐火物は、たとえば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂〜２Ａｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂）等の酸化物を主体とするものとすることができる。これらの材料のうち、アルミナは安価であるのでコストの面で好ましい。

捕捉装置１２は、その下端１２ａが、上ノズル５への溶鋼２の流路が確保される高さ位置に配置される。捕捉装置１２には、図示しない駆動機構が接続されており、捕捉装置１２を上下方向に移動できるようになっている。

本発明の一実施形態に係る非金属介在物の除去方法では、堰１１、および捕捉装置１２が、上述の位置に配置にされた状態で、タンディッシュ４内の溶鋼２を、鋳型８へと注出する。

捕捉装置１２に含有されるＳｅおよびＴｅの少なくとも１種は、溶鋼２中に溶出する。これにより、溶鋼２のうち、捕捉装置１２近傍の部分では、当該ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種の濃度が高くなる。このような溶鋼２に対して、非金属は濡れにくい。捕捉装置１２は、非金属を主体とする耐火物からなることにより、ＳｅまたはＴｅが濃化した溶鋼２に対して濡れにくいので、相対的に、非金属介在物が捕捉装置１２に接触した状態が安定となる。すなわち、非金属介在物が捕捉装置１２に捕捉されやすくなる。

また、非金属介在物が溶鋼２に対して濡れにくいことにより、非金属介在物同士が接触した状態が安定となるので、非金属介在物は凝集して粗大化する。粗大化した非金属介在物は、溶鋼２中の浮上速度が大きくなるので、溶鋼２から迅速に浮上して分離する。

また、連続連続鋳造を行う（複数ヒートの溶鋼を連続的に鋳造する）際、ヒートの継目で、溶鋼２の清浄度が低下する。この際も、捕捉装置１２近傍の溶鋼２が、ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種を含有することにより、当該溶鋼２中の非金属介在物を、安定して捕捉できる。

捕捉装置１２のＳｅおよびＴｅの合計含有率が０．５質量％未満であると、溶鋼２中に溶出するＳｅおよびＴｅの量が少なくなり、非金属介在物の捕捉および分離の上記効果を十分に奏することができない。特に、連続連続鋳造を行う場合、鋳造に用いる溶鋼２のヒートが変わる際、溶鋼２の液面が低下して捕捉装置１２において溶鋼２から露出する部分が多くなり、捕捉装置１２から溶鋼２へのＳｅまたはＴｅの供給量が少なくなる。この場合、非金属介在物が捕捉装置１２近傍の溶鋼２に濡れにくい状態を維持することができなくなる。このため、ＳｅおよびＴｅの合計含有率は、０．５質量％以上とする。

ＳｅおよびＴｅの合計含有率が１０質量％より大きくなると、耐火物、すなわち捕捉装置１２の強度が低下する。

ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種は、捕捉装置１２自体から供給されるので、溶鋼２のうち捕捉装置１２の近傍のみについて、ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種の濃度を高くすることができる。このため、溶鋼２全体について、ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種の濃度を高くする必要はないので、溶鋼２から得られる製品の品質に対するＳｅまたはＴｅの影響を低くすることができる。

上述のように、堰１１内には、溶鋼２の水平方向の旋回流が形成される。これにより、溶鋼２中の非金属介在物は、旋回流の中心に集められる。その結果、溶鋼２中の非金属介在物は、捕捉装置１２に接触して捕捉されやすくなる。また、非金属介在物が旋回流の中心に集められると、非金属介在物同士が接触して凝集および粗大化しやすくなる。この場合、非金属介在物の溶鋼２中の浮上速度が大きくなるので、非金属介在物は溶鋼２から迅速に分離する。

以上の効果により、従来の方法と比べて、溶鋼２中の非金属介在物の除去効果が高くなり、したがって、注出部である上ノズル５から鋳型８へと非金属介在物が流出することを抑制できる。

図４Ａは、捕捉装置１２の一例の縦断面図である。捕捉装置１２の内部には、その中心軸に沿って、捕捉装置１２をその長手方向に貫通する孔１２ｂが形成されている。この孔１２ｂは、捕捉装置１２の下端で開口している。

この実施形態の非金属介在物の除去方法では、捕捉装置１２の開口を介して、溶鋼２中に不活性ガスを吹き込む。不活性ガスとして、たとえば、Ａｒ（アルゴン）を用いることができる。この不活性ガスは、上述の旋回流によって微細化され、非金属介在物とともに攪拌される。この際、乱流効果により、非金属介在物同士が接触しやすくなるとともに、非金属介在物が捕捉装置１２に接触しやすくなる。これにより、非金属介在物の凝集体が粗大化し迅速に浮上して、溶鋼２から分離しやすくなるとともに、非金属介在物の捕捉装置１２への付着頻度が高くなる。

溶鋼２中に吹き込む不活性ガスの流量は、特に限定されないが、たとえば、１０ＮＬ（ノルマルリットル）／分以下とすることが好ましい。不活性ガスの流量を１０Ｎリットル／分より大きくすると、上ノズル５を介して浸漬ノズル７へと流れ込む不活性ガスが多くなることがある。この場合、この不活性ガスにより、上ノズル５と浸漬ノズル７との間の圧力損失が大きくなって、鋳造速度を遅くしなければならなくなることがあり、また、浮上せずに鋳型８内へと流出する気泡が多くなる。このような気泡は、凝固シェルに捕捉されて鋳片に取り込まれ、製品の品質を悪化させるなどの問題が生じ得る。

図４Ｂは、図４Ａに示す捕捉装置の代わりに用いることができる捕捉装置の縦断面図である。この捕捉装置１２Ａは中実であり、捕捉装置１２Ａの内部には、孔は形成されていない。したがって、この捕捉装置１２Ａによっては、溶鋼２中に不活性ガスを吹き込むことはできないので、不活性ガスによる上述の効果を得ることはできない。しかし、この場合でも、捕捉装置１２Ａに非金属介在物を付着させて捕捉することは可能である。

捕捉装置１２に非金属介在物が捕捉されると、捕捉装置１２の表面には、非金属介在物の付着層が形成される。非金属介在物の捕捉が継続されると、時間とともに、付着層は厚くなり、捕捉装置１２の下端１２ａに形成される付着層と、上ノズル５との間隔が次第に狭くなる。このため、タンディッシュ４から鋳型８へと注出される溶鋼２の流量（以下、「注出流量」という。）が少なくなり、操業に支障をきたすことがある。また、溶鋼２の流量が小さくなると、溶鋼２の旋回流が弱くなり、捕捉装置１２の非金属介在物捕捉効果が低減する。

この場合、捕捉装置１２を上昇させることにより、捕捉装置１２の下端１２ａに形成される付着層と、上ノズル５との間隔が大きくなり、注出流量を初期の値に回復させることができる。本実施形態の方法では、注出流量を常時測定し、測定された注出流量の値に基づいて、初期の注出流量が維持されるように、捕捉装置１２を適宜上昇させる。これにより、操業に支障が出る事態を回避できるとともに、溶鋼２の旋回流による非金属介在物捕捉効果を高く維持することができる。以上は、図４Ｂに示す捕捉装置１２Ａを用いた場合でも同様である。

本発明の実施形態の説明は、以上の通りであるが、本発明は、他の形態でも実施できる。たとえば、溶融金属として、溶鋼の代わりに、Ｓｎ、Ｃｕ等を用いてもよい。

本発明の効果を確認するために、様々な条件で鋳造試験を行った。鋳造試験には、図１に示すものと同様の構造を有する連続鋳造装置を用いて、アルミキルド極低炭素鋼を鋳造した。表１に、鋳造した炭素鋼の化学組成を示す。

鋳造には、複数のバッチの溶鋼を連続して用い、合計約１００ｔの鋳片を連続連続鋳造により製造した。連続鋳造装置に備えられたタンディッシュは、長さが５１００ｍｍで、幅が９００ｍｍで、高さが１４５０ｍｍの内寸法を有するものであった。鋳造は、図１に示すように、タンディッシュ内に、堰、および捕捉装置を配置して行った。堰は、図２Ａおよび図２Ｂに示す構造を有し、軸対称の位置に、２つの矩形の流入口が形成されたものであった。捕捉装置は、内部に孔が形成されたもの（図４Ａに示す構造を有するもの）と、内部に孔が形成されていないもの（図４Ｂに示す構造を有するもの）とを用いた。

表２に、用いた捕捉装置の組成（Ａｌ₂Ｏ₃：Ｓｅ：Ｔｅ（質量比））と、捕捉装置を介して溶鋼中に吹き込んだＡｒガスの流量、および鋳造を開始してから終了するまでに捕捉装置の表面に付着した非金属介在物の平均厚さを示す。

用いた捕捉装置は、いずれも、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｅ、およびＴｅ以外の成分を実質的に含有しないものであった。本発明の実施例の試験に用いた捕捉装置は、ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種を０．５〜１０質量％含有するものであった。これに対して、比較例の試験に用いた捕捉装置は、ＳｅおよびＴｅのいずれも実質的に含有せず、ほぼＡｌ₂Ｏ₃のみからなるものであった。Ａｒガスの吹き込みを行わなかった試験では、内部に孔が形成されていない捕捉装置を用いた。

いずれの実施例および比較例の試験においても、タンディッシュから鋳型への溶鋼の流量がほぼ一定になるようにした。具体的には、溶鋼の流量が、初期の流量に比べて少なくなり始めたときは、捕捉装置を上昇させて、溶鋼の注出部（上ノズル）と捕捉装置との間隔を大きくすることにより、スライディングゲートの開度を変更することなく、初期の流量を維持することができた。本発明の実施例については、いずれも、捕捉装置を初期の位置から１０ｍｍ上昇させることで、溶鋼の初期の流量を維持することができた。

表２に示す非金属介在物の平均付着厚さは、捕捉装置の中心軸を挟んで互いに反対側の側面のそれぞれについて、捕捉装置の下端から１００ｍｍの高さ位置まで２０ｍｍ間隔で５点、両側の側面で合計１０点、非金属介在物の付着厚さを測定した値を平均したものである。

［実施例１および３と比較例１との対比］
これらの試験では、いずれも、溶鋼中へのＡｒガスの吹き込みを行わなかった。非金属介在物の平均付着厚さは、比較例１では６ｍｍであったのに対して、実施例１では８ｍｍと大きく、実施例３では１０ｍｍとさらに大きかった。これは、捕捉装置が、比較例１では、ＳｅおよびＴｅを実質的に含有しなかったのに対して、実施例１では、Ｓｅを１０質量％含有し、比較例３では、Ｔｅを１０質量％含有していたことと関係していると考えられる。すなわち、実施例１および３では、捕捉装置に含有されるＳｅまたはＴｅが溶鋼中に溶出して、非金属介在物が溶鋼に対して濡れにくくなったために、溶鋼中の非金属介在物の捕捉装置への付着が促進されたものと推察される。

［実施例５と比較例２との対比］
これらの試験では、いずれも、捕捉装置の下端から１０ＮＬ／分の流量でＡｒガスを溶鋼中に吹込んだ。非金属介在物の平均付着厚さは、実施例５では１１ｍｍであり、比較例２の６ｍｍと比べて大きかった。これは、捕捉装置が、比較例２では、ＳｅおよびＴｅを実質的に含有しなかったのに対して、実施例５では、Ｔｅを１０質量％含有していたことと関係していると考えられる。すなわち、捕捉装置がＴｅを含有することにより、溶鋼中の非金属介在物の捕捉装置への付着が促進されたものと推察される。このことから、Ａｒガスを吹き込んだ場合も、捕捉装置がＳｅおよびＴｅを含有するか否かと、非金属介在物の付着厚さとの関係は、Ａｒガスを吹き込まなかった場合と同様であることがわかる。

［実施例２および４と比較例２との対比］
これらの試験では、いずれも、捕捉装置の下端から１０ＮＬ／分の流量でＡｒガスを溶鋼中に吹込んだ。非金属介在物の平均付着厚さは、比較例２の６ｍｍに対して、実施例２では７ｍｍと大きく、実施例４では８ｍｍとさらに大きかった。

実施例２では、捕捉装置のＳｅ含有率は０．５質量％であり、実施例４では、捕捉装置のＴｅの含有率は０．５質量％であった。このように、捕捉装置のＳｅおよびＴｅの含有率は、実施例２および４では、実施例１、３および５と比べて低かったが、いずれも、ＳｅおよびＴｅを実質的に含有しない捕捉装置を用いた比較例２と比べると、捕捉装置への非金属介在物の平均付着厚さは大きかった。このことから、捕捉装置のＳｅおよびＴｅの含有率が０．５質量％であっても、ＳｅおよびＴｅが溶鋼中に溶出して、非金属介在物の捕捉装置への付着を促進させる効果は得られているといえる。

［実施例６と比較例１との対比］
これらの試験では、いずれも、溶鋼中へのＡｒガスの吹き込みを行わなかった。比較例６では、捕捉装置が、ＳｅおよびＴｅを、それぞれ０．５質量％含有していた。非金属介在物の平均付着厚さは、実施例６では７ｍｍであり、比較例１の６ｍｍに比して大きかった。このことから、捕捉装置がＳｅおよびＴｅの双方を含有する場合も、ＳｅおよびＴｅの一方のみを含有する場合と同様に、非金属介在物の捕捉を促進する効果があると考えられる。

［実施例３と実施例５との対比］
これらの試験では、いずれも、同じ組成の捕捉装置を用い、実施例３では、Ａｒガスの吹き込みを行わなかったのに対して、実施例５では、Ａｒガスの吹き込みを行った。非金属介在物の平均付着厚さは、実施例５では、実施例３の１０ｍｍより大きかった。このことから、溶鋼中へＡｒガスを吹き込むことによって、非金属介在物の捕捉が促進されることがわかる。

２：溶鋼、 ４：タンディッシュ、 ８：鋳型、 １１：堰、
１１ａ：流入口、 １２：捕捉装置、 １２ａ：下端、 １３：非金属介在物

Claims (4)

1. 溶融金属中に含まれる非金属介在物を捕捉する装置であって、
   ＳｅおよびＴｅの少なくとも１種を０．５〜１０質量％含有する耐火物からなる、非金属介在物の捕捉装置。
2. タンディッシュ内の溶融金属中に含まれる非金属介在物を除去する方法であって、
   前記タンディッシュ内の溶融金属を鋳型へと注出する注出部の中心軸を囲うように配置された堰であって、当該堰の内部の溶融金属に旋回流を生じさせる堰が、前記タンディッシュ内に備えられ、かつ、
   前記旋回流の中心部分で、前記注出部への溶融金属の流路が確保される高さ位置に、請求項１に記載の捕捉装置が配置された状態で、
   前記タンディッシュ内の溶融金属を前記鋳型へ注出する、非金属介在物の除去方法。
3. 請求項２に記載の非金属介在物の除去方法であって、
   前記捕捉装置には、前記捕捉装置を貫通する孔が形成されており、前記孔は、前記捕捉装置の下端で開口しており、
   前記捕捉装置の前記開口を介して溶融金属中に不活性ガスを吹き込む、非金属介在物の除去方法。
4. 請求項２または３に記載の非金属介在物の除去方法であって、
   前記タンディッシュから前記注出部を介して前記鋳型へと注出される溶融金属の流量に基づいて、前記捕捉装置を上昇させる、非金属介在物の除去方法。

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