JP2017217695A

JP2017217695A - 鋼の連続鋳造方法

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Publication number: JP2017217695A
Application number: JP2016116399A
Authority: JP
Inventors: 智宏小嶋; Tomohiro Kojima; 剛萱間; Go Kayama; 正之小木曽; Masayuki Kogiso; 長谷川　浩司; Koji Hasegawa; 浩司長谷川
Original assignee: TYK Corp
Current assignee: TYK Corp
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2017-12-14

Abstract

【課題】連続鋳造時に取鍋の吹込プラグへガス吹込みを確実に行い吹込プラグの損耗を抑えた鋼の連続鋳造方法を提供する。
【解決手段】本発明の鋼の連続鋳造方法は、溶鋼Ｍが収容された取鍋２と、取鍋２内から溶鋼Ｍが注入されるタンディッシュ３と、タンディッシュ３内から溶鋼Ｍが流し込まれる鋳型４と、を有する連続鋳造装置１を用いて行われる。そして、取鍋２の吹込プラグ２ａの吐出口２ｂへ溶鋼Ｍが浸入することを防止するために、ガス供給源Ｇから流量制御されたガスを吹込プラグ２ａへ供給しながら連続鋳造を行う。この方法によれば、連続鋳造時にガス供給源Ｇから流量制御されたガスが継続的に吹込プラグ２ａへ供給されるので、吹込プラグ２ａの吐出口２ｂへ溶鋼Ｍが浸入することを防ぐことができる。これにより、連続鋳造時に吹込プラグ２ａ内に溶鋼Ｍが浸入して凝固し、吹込プラグ２ａの酸素洗浄時における損耗が大きくなることを防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、取鍋内に収容された溶鋼を鋳型へ流し込む鋼の連続鋳造方法に関する。

従来、鋼の連続鋳造では、連続鋳造装置を用いることにより、取鍋内で精錬された溶鋼を、タンディッシュを介して上方から鋳型に流し込み、下側から引き抜きながら連続的に凝固させることで鋳造された鋼片を製造する。この連続鋳造装置は、溶鋼が収容される取鍋と、取鍋内から溶鋼が注入されるタンディッシュと、タンディッシュ内から溶鋼が流し込まれる鋳型とを有して構成される。

取鍋内における溶鋼の精錬中においては、取鍋鉄皮外側に設けられたガス供給源を介して、取鍋の底部に設けられた吹込プラグへアルゴンガス等のガスが供給され、吹込プラグの吐出口から取鍋内の溶鋼にガスが吹き出される。

溶鋼の精錬が終了すると、ガス供給源が取り外されてガスの吹き出しが止まり、吹込プラグ内に溶鋼が浸入し始める。精錬後に行われる鋳造が終了するまでの時間が長くなると、溶鋼が吹込プラグ内に浸入する深さが深くなると共に、浸入した溶鋼が吹込プラグ内で凝固してしまう。このため、次回の受鋼に備えて、吹込プラグの酸素洗浄を行う必要があるが、溶鋼の吹込プラグ内への浸入深さが深いと、吹込プラグの酸素洗浄時における損耗が大きくなっていた。

この溶鋼の吹込プラグ内への浸入及び凝固を軽減するために、ガス供給源と吹込プラグとの間に蓄圧ボンベを備えたガス供給装置を設置する技術が開発されている。このガス供給装置では、溶鋼の精錬中にガス供給源からのガスの一部を蓄圧ボンベに溜め、精錬が終了してガス供給源からのガス供給が終了すると、蓄圧ボンベに溜められたガスを吹込プラグへ流してガスを継続的に供給するようにしている。

特開２００３−２３９０１０号公報

しかしながら、上記したガス供給装置によるガス供給方法でも、長時間の連続鋳造や何らかの不具合等で待ち時間が長くなった場合には、蓄圧ボンベ内のガスがなくなることがある。この場合、取鍋の吹込プラグへ蓄圧ボンベからガスが供給されなくなり、吹込プラグ内に浸入する溶鋼を阻止できず、吹込プラグ内に溶鋼が浸入して凝固し、次回の受鋼に備えての吹込プラグの酸素洗浄時における吹込プラグの損耗が大きくなるという課題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、連続鋳造時に取鍋の吹込プラグへガス吹込みを確実に行い吹込プラグの損耗を抑えた鋼の連続鋳造方法を提供することを目的とする。

上記目的を解決するためになされた本発明の鋼の連続鋳造方法は、溶鋼が収容された取鍋と、前記取鍋内から前記溶鋼が注入されるタンディッシュと、前記タンディッシュ内から前記溶鋼が流し込まれる鋳型と、を有する連続鋳造装置を用いた鋼の連続鋳造方法において、前記取鍋に取り付けられた吹込プラグの吐出口へ前記溶鋼が浸入することを防止するために、ガス供給源から流量制御されたガスを吹込プラグへ供給しながら連続鋳造を行うことを特徴とする。

この方法によれば、連続鋳造時にガス供給源から流量制御されたガスが継続的に吹込プラグへ供給されるので、吹込プラグの吐出口へ溶鋼が浸入することを防ぐことができる。これにより、連続鋳造時に吹込プラグ内に溶鋼が浸入して凝固し、吹込プラグの酸素洗浄時における損耗が大きくなることを防止できる。

ここで、連続鋳造装置の近辺に設置されたガス供給源にガス流量を調整するための制御部が設けられている場合には、当該ガス供給源にガス供給口を連結することで、制御部により流量制御されたガスを吹込プラグへ供給しながら連続鋳造を行うことができる。

また、ガス供給源に流量制御を行うための制御部が設けられていない場合には、当該ガス供給源とガス供給口との間にガス調整手段を介在させることで、当該ガス調整手段により流量制御された少量のガスを吹込プラグに供給することができる。

また、吹込プラグと第１ガス供給口とこれら第１ガス供給口と吹込プラグとを結ぶ第１配管と、ガスを蓄える蓄圧ボンベと、第１ガス配管からガスを供給され蓄圧ボンベにガスを供給するとともに蓄圧ボンベから吹込プラグに第１配管よりも少ない量のガスを供給するためのガス調整手段とを有する第２配管とからなるガス供給装置が取鍋に設けられている場合は、第１ガス供給口にガス供給源を連結することにより、ガス供給源から流量制御されたガスを吹込プラグへ供給しながら連続鋳造を行うことができる。

この場合には、一部のガスが第２配管を介して蓄圧ボンベに送られ、蓄圧ボンベに補充されて蓄圧ボンベ内のガス圧が高くなる。そして、第１ガス供給口からガス供給源が切り離されると、蓄圧ボンベから吹込プラグにガスが送られて吹込プラグの吐出口への溶鋼の浸入を防ぐことができる。

また、吹込プラグと第１ガス供給口とこれら第１ガス供給口と吹込プラグとを結ぶ第１配管と、ガスを蓄える蓄圧ボンベと、第１ガス配管からガスを供給され蓄圧ボンベにガスを供給するとともに蓄圧ボンベから吹込プラグに第１配管よりも少ない量のガスを供給するためのガス調整手段とを有する第２配管と、第２ガス供給口を有しガス調整手段よりもガス上流側にて第２配管に接続された第３配管とからなるガス供給装置が取鍋に設けられている場合は、第２ガス供給口にガス供給源を連結することにより、ガス供給源から流量制御されたガスを吹込プラグへ供給しながら連続鋳造を行うことができる。

この場合には、ガス供給源から多量のガスが供給されても第２配管のガス調整手段でガス流量が少量に調整されるため、第２ガス供給口とガス供給源との間にガス調整手段を設ける必要はない。更に、一部のガスが第２配管を介して蓄圧ボンベに送られ、蓄圧ボンベに補充されて蓄圧ボンベ内のガス圧が高くなる。このため、第２ガス供給口からガス供給源が切り離されても、蓄圧ボンベから吹込プラグにガスが送られ吹込プラグの吐出口へ溶鋼が浸入することを防ぐことができる。

ガス調整手段としては、ガス流路の断面積が狭い絞り弁、ガス流量を制御できる流量調整弁、ガスの圧力を調整することによりガス流量を調整可能な圧力調整弁等を用いることができる。他にも、管径の小さい細管、ガス流量を制限するフィルタをガス流路に設けた構造を、ガス調整手段として用いてもよい。

本発明の第１実施形態におけるガス供給装置を示す概略図である。第１実施形態における連続鋳造装置を示す図である。第１実施形態における取鍋内に溶鋼が収容された様子を示す図である。第１実施形態における吹込プラグの拡大図である。第２実施形態におけるガス供給装置を示す図である。第３実施形態におけるガス供給装置を示す図である。吹込プラグの変形例を示す図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態における鋼の連続鋳造方法について、図１〜図４を参照して説明する。本実施形態では、図２に示す連続鋳造装置１を用いることにより、鋼の連続鋳造が行われる。連続鋳造装置１は、溶鋼Ｍが収容された取鍋２と、取鍋２内から溶鋼Ｍが注入されるタンディッシュ３と、タンディッシュ３内から溶鋼Ｍが流し込まれる鋳型４と、を有して構成される。この連続鋳造装置１による連続鋳造では、図２に示すように、精錬された取鍋２内の溶鋼Ｍがタンディッシュ３を介して鋳型４に流し込まれることにより鋼片Ｆが製造される。

取鍋２は、高温の溶鋼Ｍを収容可能な耐火物からなる容器であり、その底部には、図３に示すように、吹込プラグ２ａ及びロングノズル５が並んで設けられている。吹込プラグ２ａは、取鍋２内に収容された溶鋼Ｍにガスを吹き込むためのものである。この吹込プラグ２ａは、耐火物で形成され、円錐台形状を有している。

また、吹込プラグ２ａには、図４に示すように、ガスを通過させるためのガス流路として複数のスリット２ｃが設けられている。複数のスリット２ｃは、吹込プラグ２ａ内部を貫通し、スリット状の細孔を形成している。吹込プラグ２ａに供給されたガスは、スリット２ｃを通って吐出口２ｂから取鍋２内へ吐き出される。

取鍋２には、図１に示す一端に第１ガス供給口１１ａを他端に吹込プラグ２ａをもつ第１ガス配管１１を有するガス供給装置１０が設けられている。このガス供給装置１０は、溶鋼Ｍの精錬ができる取鍋２に設けられる基本的なものである。溶鋼Ｍの精錬時においては、図示しないガス供給源から第１配管１１を介して吹込プラグ２ａへ多量のガスが供給され、吹込プラグ２ａの吐出口２ｂから溶鋼Ｍに多量のガスが吐き出されることにより溶鋼Ｍが攪拌され効率的に溶鋼Ｍの精錬が行われる。精錬後の連続鋳造時においては、図２に示すようにガス供給源Ｇから第１配管１１を介して、後述するガス調整手段としての制御部により流量制御された少量のガスが吹込プラグ２ａへ継続的に供給される。尚、ガスとしては、例えばアルゴンガス等の不活性ガスや空気（エアー）を用いるものとする。

また、タンディッシュ３は、取鍋２内で精錬された溶鋼Ｍが、ロングノズル５を介して注入される容器である。このタンディッシュ３内では、溶鋼Ｍの介在物等の除去が行われる。ロングノズル５は、取鍋２の底部に設けられ、取鍋２内で精錬された溶鋼Ｍをタンディッシュ３へ注入するためのものである。このロングノズル５は、その先端の注出口５ａがタンディッシュ３内にまで延びている。取鍋２内で精錬された溶鋼Ｍは、ロングノズル５を通って、注出口５ａからタンディッシュ３内へ注入される。

タンディッシュ３内に注入された溶鋼Ｍは、介在物等が除去された後、浸漬ノズル６を介して鋳型４へ流し込まれる。浸漬ノズル６は、耐火物からなり、タンディッシュ３の底部に設けられている。この浸漬ノズル６は、タンディッシュ３内で介在物等が除去された溶鋼Ｍを鋳型４へ流し込むためのものであり、タンディッシュ３の底部から鋳型４内まで延びている。

また、鋳型４は、例えば銅等からなり、水冷されており、タンディッシュ３から流し込まれた溶鋼Ｍを冷却しながら所望の形状の鋼片Ｆを製造するためのものである。鋳型４を通過した溶鋼Ｍは、ガイドロール７により支持された状態で、図示しない冷却装置により更に冷却されて凝固を促進させながら、図示しない加工装置側へ搬送されていく。

次に、第１実施形態のガス供給装置１０について説明する。第１実施形態では、図１及び図２に示されるガス供給装置１０により、取鍋２の吹込プラグ２ａへガスが供給される。このガス供給装置１０は、吹込プラグ２ａと第１ガス供給口１１ａとこれら吹込プラグ２ａと第１ガス供給口１１ａとを連結する第１配管１１とから構成されている。

第１配管１１の第１ガス供給口１１ａは、精錬中においては、図示しないガス供給源に接続され、精錬終了時に当該ガス供給源から切り離される。そして、取鍋２を連続鋳造装置１の配設された場所へ搬送後、図２に示すに第１ガス供給口１１ａにガス供給源Ｇを連結する。

本実施形態のガス供給源Ｇには、図示しない制御部が内蔵されている。連続鋳造時には、上記制御部により流量制御された少量のガスが第１ガス供給口１１ａに供給される。第１ガス供給口１１ａに供給されたガスは、第１配管１１を通って吹込プラグ２ａに供給される。

連続鋳造は、図２に示す連続鋳造装置１でなされる。取鍋２内の精錬された溶鋼Ｍが、ロングノズル５を介してタンディッシュ３へ注入される。この後、溶鋼Ｍはタンディッシュ３から浸漬ノズル６を介して水冷された鋳型４へ流し込まれる。そして、鋳型４内に上方から流し込まれた溶鋼Ｍが、冷却されて鋼片Ｆとなって、ガイドロール７により支持されて図示しない加工装置側へ搬送される。

本実施形態の連続鋳造方法では、まず、ガス供給装置１０の第１ガス供給口１１ａを精錬時に用いられたガス供給源から切り離し、精錬が終了した取鍋２を連続鋳造装置１に搬送する。取鍋２の搬送後、連続鋳造装置１の近辺に設けられたガス供給源に第１配管１１の第１ガス供給口１１ａを連結して、ガス供給源Ｇから第１ガス供給口１１ａへのガス供給を開始する。このとき、ガス供給源Ｇに内蔵された制御部により流量制御された少量のガスが第１ガス供給口１１ａに供給される。

第１ガス供給口１１ａに供給された少量のガスは、第１配管１１を通って吹込プラグ２ａに供給される。このように本実施形態では、連続鋳造時に僅かな量のガスが第１配管１１を介して吹込プラグ２ａへ継続的に供給されるようにして、吹込プラグ２ａの吐出口２ｂ内に溶鋼Ｍが浸入することを阻止する。

尚、連続鋳造時に連結されるガス供給源Ｇに、適当なガス調整手段が設けられていない場合には、ガス供給源と第１ガス供給口１１ａとの間にガス調整手段を介在させ、当該ガス調整手段により流量制御された少量のガスを吹込プラグ２ａに供給することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態における鋼の連続鋳造方法は、図５に示すガス供給装置１０ａを使用するものである。尚、図５において上記第１実施形態と同一部分には同一の符号を付す。

このガス供給装置１０ａは、吹込プラグ２ａと、第１ガス供給口１１ａと、これら吹込プラグ２ａ及び第１ガス供給口１１ａを連結すると共に第１逆止弁１１ｂを有する第１配管１１とを備える。更に、ガスを蓄える蓄圧ボンベ１２ｃと、ガス調整手段としての流量調整弁１２ｂと、第２逆止弁１２ａとを有し、第１ガス配管１１から第２逆止弁１２ａを介して蓄圧ボンベ１２ｃにガスを供給すると共に、蓄圧ボンベ１２ｃから吹込プラグ２ａに第１配管１１よりも少ない量のガスを供給する第２配管１２を備えている。

第２実施形態における鋼の連続鋳造方法は、ガス供給装置１０ａの第１ガス供給口１１ａにガス供給源Ｇを連結し、上述の通り連続鋳造を行うものである（図２参照）。連続鋳造時には、ガス供給源Ｇから第１ガス供給口１１ａに、ガス供給源Ｇに内蔵された制御部により流量制御された少量のガスが供給される。この少量のガスは、第１ガス配管１１を通って吹込プラグ２ａに送られ、吹込プラグ２ａの吐出口２ｂから溶鋼Ｍ中に吹き出される。これにより、連続鋳造の操作中に、吹込プラグ２ａの吹込プラグ２ａの吐出口２ｂ内に溶鋼Ｍが浸入することが阻止される。

また、第１ガス供給口１１ａに供給された一部のガスは、第２逆止弁１２ａを有する第２配管１２を介して蓄圧ボンベ１２ｃに送られ、蓄圧ボンベ１２ｃ内に補充されて蓄圧ボンベ１２ｃ内のガス圧が高くなる。これにより、取鍋２が連続鋳造装置１より切り離され、第１ガス供給口１１ａもガス供給源が切り離された時でも、蓄圧ボンベ１２ｃ内に蓄えられたガスが吹込プラグ２ａに送られ、吹込プラグ２ａの吐出口２ｂへ溶鋼Ｍが浸入することを防ぐことができる。

［第３実施形態］
第３実施形態における鋼の連続鋳造方法は、図６に示すガス供給装置１０ｂを使用するものである。尚、図６において上記第１実施形態及び第２実施形態と同一部分には同一の符号を付す。

このガス供給装置１０ｂは、図６に示す第２実施形態のガス供給装置１０ａの流量調整弁１２ｂの上流側に、第３逆止弁１３ｂと第２ガス供給口１３ａとを有する第３配管１３を設けたものである。第３実施形態における鋼の連続鋳造方法は、図６に示すガス供給装置１０ｂの第２ガス供給口１３ａに図示しないガス供給源を連結し、このガス供給源から第３配管１３にガスを送り、第２配管１２の流量調整弁１２ｂでガス量を少ない量に調整し、少量のガスを吹込プラグ２ａに供給するものである。

第３実施形態のガス供給装置１０ｂは、流量調整弁１２ｂを使用することにより、ガス供給源がガス調整手段を有しない場合でも、第２ガス供給口１３ａをガス供給源にそのまま連結することで少量のガスを吹込プラグ２ａに供給し、吹込プラグ２ａの吐出口２ｂへ溶鋼Ｍが浸入することを防止できる。

また、このガス供給装置１０ｂでは、流量調整弁１２ｂの上流側の第２配管１２に多量のガスが供給できるため、蓄圧ボンベ１２ｃに蓄えられるガス量も多くなり、ガス供給源から切り離された後も、蓄圧ボンベ１２ｃから吹込プラグ２ａに、より長い時間ガスを供給することができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形又は拡張を施すことができる。例えば、上記実施形態では、吹込プラグ２ａとして、複数のスリット２ｃを有して構成されたスリットプラグを用いたが、これに限られず、図７に示される多孔質の定形耐火物層を有して構成されたポーラスプラグを用いてもよい。

また、上記第１実施形態において、連続鋳造が終了して排滓する場合に、第１ガス供給口１１ａに別のガス供給源を連結して吹込プラグ２ａへガスを供給するようにしてもよい。この場合、吹込プラグ２ａ内にガスが吹き込まれることにより、吹込プラグ２ａ内の残留物を除去することができ、吹込プラグ２ａの損耗を抑えることができる。

また、ガス調整手段として、流量調整弁１２ｂの代わりに、圧力調整弁を用いてもよい。この場合、圧力調整弁によりガスの圧力を調整することにより、ガス流量を調整することができる。また、ガス調整手段として、ガス流路の断面積が狭い絞り弁を用いてもよく、他にも、管径の小さい細管、ガス流量を制限するフィルタをガス流路に設けた構造を、ガス調整手段として用いてもよい。

１・・連続鋳造装置２・・取鍋２ａ・・吹込プラグ２ｂ・・吐出口
３・・タンディッシュ４・・鋳型１０，１０ａ，１０ｂ・・ガス供給装置
１１・・第１配管１１ａ・・第１ガス供給口１２・・第２配管
１２ｂ・・流量調整弁（ガス調整手段）１２ｃ・・蓄圧ボンベ
１３・・第３配管１３ａ・・第２ガス供給口Ｍ・・溶鋼Ｇ・・ガス供給源

Claims

溶鋼が収容された取鍋と、前記取鍋内から前記溶鋼が注入されるタンディッシュと、前記タンディッシュ内から前記溶鋼が流し込まれる鋳型と、を有する連続鋳造装置を用いた鋼の連続鋳造方法において、
前記取鍋に取り付けられた吹込プラグの吐出口へ前記溶鋼が浸入することを防止するために、ガス供給源から流量制御されたガスを吹込プラグへ供給しながら連続鋳造を行うことを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
前記ガス供給源から前記吹込プラグへのガス供給は、
前記取鍋に取り付けられたガス供給口と、前記ガス供給口と前記吹込プラグとを結ぶ配管とからなるガス供給装置の前記ガス供給口に前記ガス供給源を連結することによりなされる請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。
前記ガス供給源から前記吹込プラグへのガス供給は、
前記取鍋に取り付けられた前記吹込プラグと第１ガス供給口とこれら前記第１ガス供給口と前記吹込プラグとを結ぶ第１配管と、ガスを蓄える蓄圧ボンベと、前記第１ガス配管からガスを供給され前記蓄圧ボンベにガスを供給するとともに前記蓄圧ボンベから前記吹込プラグに前記第１配管よりも少ない量のガスを供給するためのガス調整手段とを有する第２配管とからなるガス供給装置の前記第１ガス供給口に前記ガス供給源を連結することによりなされる請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。
前記ガス供給源から前記吹込プラグへのガス供給は、
前記取鍋に取り付けられた前記吹込プラグと第１ガス供給口とこれら前記第１ガス供給口と前記吹込プラグとを結ぶ第１配管と、ガスを蓄える蓄圧ボンベと、前記第１ガス配管からガスを供給され前記蓄圧ボンベにガスを供給するとともに前記蓄圧ボンベから前記吹込プラグに前記第１配管よりも少ない量のガスを供給するためのガス調整手段とを有する第２配管と、第２ガス供給口を有し前記ガス調整手段よりもガス上流側にて前記第２配管に接続された第３配管とからなるガス供給装置の前記第２ガス供給口に前記ガス供給源を連結することによりなされる請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。