JP2019155440A - Continuous casting method of Al-containing steel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、Ａｌを質量比で０．１％以上含有するＡｌ含有鋼を連続鋳造するＡｌ含有鋼の連続鋳造方法に関するものである。 The present invention relates to an Al-containing steel continuous casting method for continuously casting Al-containing steel containing 0.1% or more by mass of Al.
鋼の連続鋳造を行う際には、鋳型内の溶鋼湯面上に連続鋳造用モールドフラックス（以下、「モールドフラックス」と記載する場合がある）が添加される。このモールドフラックスは、鋳型内の溶鋼表面において溶融して鋳型壁と凝固殻との間に流入する。
そして、モールドフラックスは、鋳型壁と凝固殻との間でフラックスフィルムを形成し、鋳型と凝固殻の間で潤滑作用を奏する。
また、このフラックスフィルムによって鋳型内の溶鋼が緩冷却化されることになり、凝固により生成する凝固殻の厚みを均一に成長させることが可能となる。
When performing continuous casting of steel, a mold flux for continuous casting (hereinafter sometimes referred to as “mold flux”) is added onto the molten steel surface in the mold. This mold flux melts on the surface of the molten steel in the mold and flows between the mold wall and the solidified shell.
The mold flux forms a flux film between the mold wall and the solidified shell, and exhibits a lubricating action between the mold and the solidified shell.
Further, the molten steel in the mold is slowly cooled by this flux film, and the thickness of the solidified shell generated by solidification can be grown uniformly.
上述のモールドフラックスは、一般的にＳｉＯ２、ＣａＯ，アルカリ金属酸化物、Ｆを主成分としており、この組成中に生じる主な結晶相はｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）である。このｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）の結晶化を促進させることが、凝固殻の均一成長及び鋳片表面割れの防止に有効となる。ここで、ｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）の結晶化を促進させるためには、ＣａＯ、ＳｉＯ２等の濃度を適正化する必要がある。 The above-mentioned mold flux generally contains SiO 2 , CaO, alkali metal oxide, and F as main components, and the main crystal phase generated in this composition is cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ). Promoting the crystallization of cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ) is effective for uniform growth of the solidified shell and prevention of slab surface cracking. Here, in order to promote the crystallization of cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ), it is necessary to optimize the concentrations of CaO, SiO 2 and the like.
そこで、例えば、特許文献１，２には、Ａｌを質量比で０．１％以上含有するＡｌ含有鋼を連続鋳造する際に、鋳片の表面欠陥を抑制する技術が提案されている。
特許文献１においては、モールドフラックスの組成を規定するとともに、溶鋼を注湯する浸漬ノズルの吐出角度、鋳型振動の条件、鋳型内溶鋼撹拌の条件を適正化することにより、鋳型内の溶鋼表面変動や熱流束を制御して、不均一凝固及び鋳片の表面割れの抑制を図っている。
また、特許文献２においては、Ａｌ含有鋼を２．０ｍ／ｍｉｎ以上の鋳造速度で鋳造するためのモールドフラックスが提案されている。このモールドフラックスにおいては、ＭｇＯ濃度と塩基度を所定の範囲に規定することにより、ｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）の結晶化を促進して、鋳型内潤滑の安定化を図っている。
Therefore, for example, Patent Documents 1 and 2 propose a technique for suppressing surface defects of a slab when continuously casting Al-containing steel containing 0.1% or more of Al by mass.
In Patent Document 1, the composition of the mold flux is specified, and the discharge angle of the immersion nozzle for pouring the molten steel, the conditions of the mold vibration, and the conditions for stirring the molten steel in the mold are optimized, so that the surface fluctuation of the molten steel in the mold is achieved. And heat flux are controlled to prevent uneven solidification and surface cracking of the slab.
Patent Document 2 proposes a mold flux for casting Al-containing steel at a casting speed of 2.0 m / min or more. In this mold flux, the crystallization of cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ) is promoted by regulating the MgO concentration and basicity within a predetermined range, thereby stabilizing the in-mold lubrication. .
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、モールドフラックスの組成とともに、鋳型内の溶鋼の流動を制御しているが、このモールドフラックスの組成や鋳型内流動の制御のみでは、凝固殻を安定して均一に形成させることができず、不均一凝固及び鋳片の表面割れを十分に抑制することはできなかった。
また、特許文献２に記載された方法では、単にモールドフラックスの組成を規定しているが、このモールドフラックスの組成では、鋳型内における凝固殻の生成状況を安定して制御することができず、鋳片の表面欠陥の発生を十分に抑制することができなかった。
However, in the method described in Patent Document 1, the flow of molten steel in the mold is controlled together with the composition of the mold flux, but the solidification shell is stabilized only by controlling the composition of the mold flux and the flow in the mold. Thus, it was not possible to form uniformly, and it was not possible to sufficiently suppress uneven solidification and surface cracking of the slab.
Moreover, in the method described in Patent Document 2, the composition of the mold flux is merely defined, but with the composition of the mold flux, it is not possible to stably control the generation state of the solidified shell in the mold, The generation of surface defects on the slab could not be sufficiently suppressed.
ところで、Ａｌ含有鋼を連続鋳造する際には、上述のようにフラックスフィルムの結晶化を促進することにより、凝固殻（特にその先端部）が緩冷却され、均一に成長することになるが、凝固殻自体は薄くなる。この薄い凝固殻が、浸漬ノズルから供給される溶鋼の吐出流の衝突により、さらに薄くなる場合がある。これにより、鋳型表面温度の変動が大きくなることがあった。
さらに、Ａｌ含有鋼は、高温延性が比較的高いため、その凝固殻が溶鋼の静圧を受けてフラックスフィルムを押圧するため、鋳型とフラックスフィルムとが強く接触することになり、わずかな状態変化によって鋳型表面温度がさらに変動しやすくなる。
By the way, when continuously casting the Al-containing steel, by promoting the crystallization of the flux film as described above, the solidified shell (particularly its tip) is slowly cooled, and it grows uniformly. The solidified shell itself becomes thin. The thin solidified shell may be further thinned by collision of the discharge flow of molten steel supplied from the immersion nozzle. Thereby, the fluctuation | variation of the mold surface temperature may become large.
Furthermore, since Al-containing steel has a relatively high hot ductility, its solidified shell receives the static pressure of the molten steel and presses the flux film, resulting in strong contact between the mold and the flux film. As a result, the mold surface temperature is more likely to fluctuate.
通常、鋳型には熱電対が埋設されており、鋳型表面温度が連続的に計測されている。この温度変化が大きく、あるいは、不安定な挙動を示す場合には、凝固殻の破断や溶鋼の漏れ（ブレイクアウト）等のトラブルを未然に防止するために、鋳造速度を低下させる制御システム（以下、ブレイクアウト予知システム）が導入されている。
このため、緩冷却化のために結晶化しやすいモールドフラックスを用いてＡｌ含有鋼を連続鋳造した場合には、上述の鋳型表面温度の変動に起因して、実際には凝固殻が破断していないのに、ブレイクアウト予知システムによって自動的に鋳造速度が低下し、鋳造を効率良く行うことができないといった問題があった。
Usually, a thermocouple is embedded in the mold, and the mold surface temperature is continuously measured. When this temperature change is large or shows an unstable behavior, a control system that reduces the casting speed (hereinafter referred to as “the casting speed”) to prevent troubles such as fracture of the solidified shell and leakage of molten steel (breakout). , A breakout prediction system) has been introduced.
For this reason, when Al-containing steel is continuously cast using a mold flux that is easy to crystallize for slow cooling, the solidified shell is not actually broken due to the above-mentioned fluctuation of the mold surface temperature. However, there is a problem that the casting speed is automatically lowered by the breakout prediction system, and casting cannot be performed efficiently.
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、鋳型表面温度の変動及びブレイクアウト予知システムの誤作動を防止するとともに、鋳片の表面欠陥の発生を抑制し、安定して高品質な鋳片を製造可能なＡｌ含有鋼の連続鋳造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned situation, and prevents the occurrence of fluctuations in the mold surface temperature and the malfunction of the breakout prediction system, suppresses the occurrence of surface defects on the slab, and increases the stability. It aims at providing the continuous casting method of Al containing steel which can manufacture a quality slab.
上記課題を解決するために、本発明に係るＡｌ含有鋼の連続鋳造方法は、Ａｌを質量比で０．１％以上含有するＡｌ含有鋼を連続鋳造するＡｌ含有鋼の連続鋳造方法であって、鋳型内の溶鋼に対して供給するモールドフラックスは、質量比で、ＣａＯを２５％以上６０％以下の範囲内、ＳｉＯ２を１５％以上４５％以下の範囲内、アルカリ金属酸化物の一種以上を０％以上２０％以下の範囲内、Ｆを５％以上２５％以下の範囲内で含有し、その他の成分の合計濃度が２％以上１０％以下の範囲内とされ、ＣａＯのＳｉＯ２に対する質量濃度比が１．３以上とされた組成を有し、凝固点が１２３０℃以上とされており、前記鋳型内の溶鋼に作用させる電磁ブレーキ強度Ｂ（Ｇａｕｓｓ）を、鋳型幅Ｗ（ｍｍ）に応じて、関係式：Ｂ≧−１．８×Ｗ＋５５００を満足する値とすること特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the continuous casting method for Al-containing steel according to the present invention is a continuous casting method for Al-containing steel in which Al-containing steel containing 0.1% by mass or more of Al is continuously cast. The mold flux supplied to the molten steel in the mold is, by mass ratio, CaO in the range of 25% to 60%, SiO 2 in the range of 15% to 45%, one or more alkali metal oxides the range of less than 20% 0% comprises in the range of 25% less than 5% F, the total concentration of the other components is in the range of 10% less than 2%, with respect to SiO 2 of CaO The composition has a mass concentration ratio of 1.3 or more, the freezing point is 1230 ° C. or more, and the electromagnetic brake strength B (Gauss) applied to the molten steel in the mold is set to the mold width W (mm). Accordingly, the relational expression: B ≧ −1.8 × It is characterized by a value satisfying W + 5500.
この構成のＡｌ含有鋼の連続鋳造方法によれば、モールドフラックスとして、質量比で、ＣａＯを２５％以上６０％以下の範囲内、ＳｉＯ２を１５％以上４５％以下の範囲内、アルカリ金属酸化物の一種以上を０％以上２０％以下の範囲内、Ｆを５％以上２５％以下の範囲内で含有し、その他の成分の合計濃度が２％以上１０％以下の範囲内とされ、ＣａＯのＳｉＯ２に対する質量濃度比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が１．３以上とされた組成を有し、凝固点が１２３０℃以上とされたものを用いているので、フラックスフィルムがｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）の結晶相が主体となりやすく、鋳型内を緩冷却でき、凝固殻を均一した厚さで安定して形成することが可能となる。 According to the continuous casting method of Al-containing steel having this structure, as a mold flux, CaO is in a range of 25% to 60%, SiO 2 is in a range of 15% to 45%, alkali metal oxidation as a mass ratio. One or more of the products are contained in the range of 0% to 20%, F is contained in the range of 5% to 25%, and the total concentration of the other components is in the range of 2% to 10%. Since a composition having a mass concentration ratio of Ca 2 to SiO 2 (CaO / SiO 2 ) of 1.3 or more and a freezing point of 1230 ° C. or more is used, the flux film is cuspidine (Ca 4 Si 2 The crystal phase of O 7 F 2 ) is likely to be the main component, the inside of the mold can be slowly cooled, and the solidified shell can be stably formed with a uniform thickness.
さらに、前記鋳型内の溶鋼に作用させる電磁ブレーキ強度Ｂ（Ｇａｕｓｓ）を、鋳型幅Ｗ（ｍｍ）に応じて、関係式：Ｂ≧−１．８×Ｗ＋５５００を満足する値としているので、電磁ブレーキ強度Ｂが十分に確保され、電磁ブレーキによって浸漬ノズルからの溶鋼吐出流の流速を的確に抑制することができ、浸漬ノズルからの溶鋼吐出流が、鋳型表面に形成された凝固殻に対して強く衝突することを抑制でき、凝固殻の厚さ変動を抑制することが可能となる。 Further, the electromagnetic brake strength B (Gauss) applied to the molten steel in the mold is set to a value satisfying the relational expression: B ≧ −1.8 × W + 5500 according to the mold width W (mm). Strength B is sufficiently secured, and the flow rate of the molten steel discharge flow from the immersion nozzle can be accurately suppressed by the electromagnetic brake. The molten steel discharge flow from the immersion nozzle is strong against the solidified shell formed on the mold surface. Collision can be suppressed, and thickness variation of the solidified shell can be suppressed.
したがって、鋳片表面欠陥の発生を抑制し、高品質な鋳片を製造することができる。また、鋳型表面温度の変動が抑制され、ブレイクアウト予知システムの誤作動を防止でき、安定して効率的にＡｌ含有鋼の鋳片を連続鋳造することができる。 Therefore, generation | occurrence | production of a slab surface defect can be suppressed and a high quality slab can be manufactured. Moreover, the fluctuation | variation of the mold surface temperature is suppressed, the malfunction of a breakout prediction system can be prevented, and the slab of Al containing steel can be continuously cast stably and efficiently.
ここで、本発明のＡｌ含有鋼の連続鋳造方法においては、前記モールドフラックスは、前記モールドフラックスに含まれる各元素又は各化合物Ｍの含有量（質量％）をＷＭと表記した場合において、ＳｉＯ２、ＣａＯ、アルカリ金属酸化物、Ｆの含有量が、以下の（１）〜（３）式を満足することが好ましい。
（１）式：０．９０≦ｆ（１）＝（ＣａＯ）ｈ／（ＳｉＯ２）ｈ≦１．９０
（２）式：０．１０≦ｆ（２）＝（ＣａＦ２）ｈ／｛（ＣａＯ）ｈ＋（ＳｉＯ２）ｈ＋（ＣａＦ２）ｈ｝≦０．４０
（３）式：０．００≦ｆ（３）＝｛（アルカリ金属の弗化物）ｈ＋（Ａｌ２Ｏ３）ｈ｝／｛（ＣａＯ）ｈ＋（ＳｉＯ２）ｈ＋（アルカリ金属の弗化物）ｈ＋（Ａｌ２Ｏ３）ｈ｝≦０．４０
ここで、
（ＳｉＯ２）ｈ＝ＷＳｉＯ２
（Ａｌ２Ｏ３）ｈ＝ＷＡｌ２Ｏ３
（ＣａＦ２）ｈ＝（ＷＦ−ＷＬｉ２Ｏ×１．２７−ＷＮａ２Ｏ×０．６１３−ＷＫ２Ｏ×０．４０３）×２．０５
（ＣａＯ）ｈ＝（ＷＣａＯ−（ＣａＦ２）ｈ×０．７１８）
（アルカリ金属の弗化物）ｈ＝ＷＬｉ２Ｏ×１．７４＋ＷＮａ２Ｏ×１．３５＋ＷＫ２Ｏ×１．２３
Here, in the continuous casting method of the Al-containing steel of the present invention, the mold flux, in the case where the content of each element or each compound M contained in the mold flux (mass%) was expressed as W M, SiO 2 , It is preferable that content of CaO, an alkali metal oxide, and F satisfy the following formulas (1) to (3).
(1) Formula: 0.90 ≦ f (1) = (CaO) h / (SiO 2 ) h ≦ 1.90
(2) Formula: 0.10 ≦ f (2) = (CaF 2 ) h / {(CaO) h + (SiO 2 ) h + (CaF 2 ) h } ≦ 0.40
(3) Formula: 0.00 ≦ f (3) = {(alkali metal fluoride) h + (Al 2 O 3 ) h } / {(CaO) h + (SiO 2 ) h + (alkali metal fluoride) Compound) h + (Al 2 O 3 ) h } ≦ 0.40
here,
(SiO 2) h = W SiO2
(Al 2 O 3) h = W Al2O3
(CaF 2) h = (W F -W Li2O × 1.27-W Na2O × 0.613-W K2O × 0.403) × 2.05
(CaO) h = (W CaO - (CaF 2) h × 0.718)
(Alkali metal fluoride) h = W Li2O × 1.74 + W Na2O × 1.35 + W K2O × 1.23
この構成のＡｌ含有鋼の連続鋳造方法によれば、前記モールドフラックスが、ＳｉＯ２、ＣａＯ、アルカリ金属酸化物、Ｆを主成分としており、これらの含有量が、上述の（１）〜（３）式を満足しているので、主にｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）からなる結晶相からなるフラックスフィルムを安定して形成することができ、均一な厚みの凝固殻を安定して成長させることが可能となる。よって、鋳片表面欠陥の発生を抑制し、高品質な鋳片を製造することができる。また、鋳型表面温度の変動が抑制され、ブレイクアウト予知システムの誤作動を防止でき、安定して効率的にＡｌ含有鋼の鋳片を連続鋳造することができる。 According to the continuous casting method of the Al-containing steel having this configuration, the mold flux contains SiO 2 , CaO, alkali metal oxide, and F as main components, and the contents thereof are (1) to (3) described above. ) Is satisfied, it is possible to stably form a flux film composed of a crystal phase mainly composed of cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ), and to stably form a solidified shell having a uniform thickness. It becomes possible to grow. Therefore, generation | occurrence | production of a slab surface defect can be suppressed and a high quality slab can be manufactured. Moreover, the fluctuation | variation of the mold surface temperature is suppressed, the malfunction of a breakout prediction system can be prevented, and the slab of Al containing steel can be continuously cast stably and efficiently.
上述のように、本発明によれば、鋳型表面温度の変動及びブレイクアウト予知システムの誤作動を防止するとともに、鋳片の表面欠陥の発生を抑制し、安定して高品質な鋳片を製造可能なＡｌ含有鋼の連続鋳造方法を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, fluctuations in the mold surface temperature and malfunction of the breakout prediction system are prevented, and the occurrence of surface defects on the slab is suppressed, thereby stably producing a high-quality slab. It becomes possible to provide a continuous casting method of possible Al-containing steel.
以下に、本発明の実施形態であるＡｌ含有鋼の連続鋳造方法について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Below, the continuous casting method of Al containing steel which is embodiment of this invention is demonstrated. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
本実施形態であるＡｌ含有鋼の連続鋳造方法においては、Ａｌを質量比で０．１％以上含有するＡｌ含有鋼からなる鋳片を連続鋳造するものである。 In the continuous casting method of Al-containing steel according to the present embodiment, a slab made of Al-containing steel containing 0.1% or more of Al by mass is continuously cast.
そして、本実施形態であるＡｌ含有鋼の連続鋳造方法においては、鋳型内の溶鋼に作用させる電磁ブレーキ強度Ｂ（Ｇａｕｓｓ）を、鋳型幅Ｗ（ｍｍ）に応じて、関係式：Ｂ≧−１．８×Ｗ＋５５００を満足する値となるように設定している。
さらに、本実施形態であるＡｌ含有鋼の連続鋳造方法においては、鋳型内の溶鋼に対してモールドフラックスを供給し、鋳型壁と凝固殻との間でフラックスフィルムを形成させている。
And in the continuous casting method of Al containing steel which is this embodiment, electromagnetic brake intensity | strength B (Gauss) made to act on the molten steel in a casting_mold | template is represented by relational expression: B> =-1 according to casting_mold | template width W (mm). .8 × W + 5500 is set to satisfy the value.
Furthermore, in the continuous casting method of Al-containing steel according to this embodiment, mold flux is supplied to the molten steel in the mold, and a flux film is formed between the mold wall and the solidified shell.
ここで、本実施形態であるＡｌ含有鋼の連続鋳造方法に用いられるモールドフラックスについて説明する。
このモールドフラックスは、質量比で、ＣａＯを２５％以上６０％以下の範囲内、ＳｉＯ２を１５％以上４５％以下の範囲内、アルカリ金属酸化物の一種以上を０％以上２０％以下の範囲内、Ｆを５％以上２５％以下の範囲内で含有し、その他の成分の合計濃度が２％以上１０％以下の範囲内とされ、ＣａＯのＳｉＯ２に対する質量濃度比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が１．３以上とされた組成を有し、凝固点が１２３０℃以上とされている。すなわち、本実施形態におけるモールドフラックスは、ＳｉＯ２、ＣａＯ、アルカリ金属酸化物、Ｆを主成分とするものとされている。なお、本実施形態におけるモールドフラックスにおいては、溶融速度を調整するために。骨材としてＣ（炭素）が配合されることもある。
ここで、「その他の成分」とは、配合成分に含まれるＦｅ２Ｏ３等の不純物であり、上述のように意図的に添加する「Ｃ」等は含まないものである。
Here, the mold flux used for the continuous casting method of Al-containing steel which is this embodiment is demonstrated.
This mold flux has a mass ratio of CaO in the range of 25% to 60%, SiO 2 in the range of 15% to 45%, and one or more alkali metal oxides in the range of 0% to 20%. among them, containing F in the range of 25% or less than 5%, the total concentration of the other components is in the range of 10% less than 2%, the mass concentration ratio of SiO 2 CaO (CaO / SiO 2) Has a composition of 1.3 or higher and a freezing point of 1230 ° C. or higher. That is, the mold flux in the present embodiment is mainly composed of SiO 2 , CaO, alkali metal oxide, and F. In the mold flux in this embodiment, in order to adjust the melting rate. C (carbon) may be blended as an aggregate.
Here, “other components” are impurities such as Fe 2 O 3 contained in the blending components, and do not include “C” or the like intentionally added as described above.
さらに、このモールドフラックスは、モールドフラックスに含まれる各元素又は各化合物Ｍの含有量（質量％）をＷＭと表記した場合において、主成分であるＳｉＯ２、ＣａＯ、アルカリ金属酸化物、Ｆの含有量が、以下の（１）〜（３）式を満足する。
（１）式：０．９０≦ｆ（１）＝（ＣａＯ）ｈ／（ＳｉＯ２）ｈ≦１．９０
（２）式：０．１０≦ｆ（２）＝（ＣａＦ２）ｈ／｛（ＣａＯ）ｈ＋（ＳｉＯ２）ｈ＋（ＣａＦ２）ｈ｝≦０．４０
（３）式：０．００≦ｆ（３）＝｛（アルカリ金属の弗化物）ｈ＋（Ａｌ２Ｏ３）ｈ｝／｛（ＣａＯ）ｈ＋（ＳｉＯ２）ｈ＋（アルカリ金属の弗化物）ｈ＋（Ａｌ２Ｏ３）ｈ｝≦０．４０
ここで、
（ＳｉＯ２）ｈ＝ＷＳｉＯ２
（Ａｌ２Ｏ３）ｈ＝ＷＡｌ２Ｏ３
（ＣａＦ２）ｈ＝（ＷＦ−ＷＬｉ２Ｏ×１．２７−ＷＮａ２Ｏ×０．６１３−ＷＫ２Ｏ×０．４０３）×２．０５
（ＣａＯ）ｈ＝（ＷＣａＯ−（ＣａＦ２）ｈ×０．７１８）
（アルカリ金属の弗化物）ｈ＝ＷＬｉ２Ｏ×１．７４＋ＷＮａ２Ｏ×１．３５＋ＷＫ２Ｏ×１．２３
Furthermore, the mold flux, in a case where the content of each element or each compound M contained in the mold flux (mass%) was expressed as W M, SiO 2, CaO, alkali metal oxides as the main component of the F The content satisfies the following formulas (1) to (3).
(1) Formula: 0.90 ≦ f (1) = (CaO) h / (SiO 2 ) h ≦ 1.90
(2) Formula: 0.10 ≦ f (2) = (CaF 2 ) h / {(CaO) h + (SiO 2 ) h + (CaF 2 ) h } ≦ 0.40
(3) Formula: 0.00 ≦ f (3) = {(alkali metal fluoride) h + (Al 2 O 3 ) h } / {(CaO) h + (SiO 2 ) h + (alkali metal fluoride) Compound) h + (Al 2 O 3 ) h } ≦ 0.40
here,
(SiO 2) h = W SiO2
(Al 2 O 3) h = W Al2O3
(CaF 2) h = (W F -W Li2O × 1.27-W Na2O × 0.613-W K2O × 0.403) × 2.05
(CaO) h = (W CaO - (CaF 2) h × 0.718)
(Alkali metal fluoride) h = W Li2O × 1.74 + W Na2O × 1.35 + W K2O × 1.23
ここで、上述の（１）式は、モールドフラックスの組成におけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量濃度比を、ｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）における質量濃度比に近似するように規定したものである。すなわち、ｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）の組成におけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量濃度比が（５６×３）／（６０×２）＝１．４であることから、モールドフラックスの組成におけるＣａＯ／ＳｉＯ２の質量濃度比を、１．４を中央値とした上記範囲内に規定しているのである。
（２）式及び（３）式についても、（１）式と同様に、モールドフラックスの組成が、ｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）の組成に近似するようにそれぞれ規定したものである。
Here, the above-mentioned formula (1) defines the mass concentration ratio of CaO / SiO 2 in the composition of the mold flux so as to approximate the mass concentration ratio in cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ). is there. That is, since the mass concentration ratio of CaO / SiO 2 in the composition of cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ) is (56 × 3) / (60 × 2) = 1.4, The mass concentration ratio of CaO / SiO 2 is defined within the above range with the median of 1.4.
The formulas (2) and (3) are also defined so that the composition of the mold flux approximates the composition of cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ), similarly to the formula (1). .
なお、上述の（１）〜（３）式で用いられる（ＣａＯ）ｈ，（アルカリ金属の弗化物）ｈ及び（ＣａＦ２）ｈについて、Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏの質量濃度を用いて規定している理由を以下に示す。
モールドフラックスが溶融した状態の構造は、一般的にイオンの集合体であると考えられる。すなわち、ＣａＦ２やＣａＯ等の化合物原料を配合してモールドフラックスを製造しても、溶融状態では、Ｃａ２＋，Ｆ−，Ｏ２−の各イオンになっていると考えられる。
In addition, with respect to (CaO) h , (alkali metal fluoride) h and (CaF 2 ) h used in the above formulas (1) to (3), mass concentrations of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are used. The reasons for the use of are shown below.
The structure in which the mold flux is melted is generally considered to be an aggregate of ions. That is, even if a compound flux such as CaF 2 or CaO is blended to produce a mold flux, it is considered that the ions are Ca 2+ , F − and O 2− in the molten state.
イオン集合体の状態におけるイオン間の親和性を考慮すると、Ｆイオンは、Ｃａイオンよりも、Ｌｉイオン、Ｎａイオン及びＫイオンに対して、より強い親和性を有しているため、モールドフラックスが溶融した状態では、ＣａＦ２とＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏとが反応し、ＣａＯが生成することになる。
したがって、弗化物の状態を定量的に把握する場合には、以下の２点を考慮することで精度が向上することになる。
＜１＞ モールドフラックス中のＦは、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋと優先的に化合する。
＜２＞ Ｌｉ，Ｎａ，Ｋと化合した後に残存したＦがＣａと化合する。
以上のことから、上述の（１）〜（３）式においては、Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏの質量濃度を用いて、それぞれの化合物の質量濃度を規定している。
Considering the affinity between ions in the state of the ion aggregate, F ions have a stronger affinity for Li ions, Na ions and K ions than Ca ions. In the molten state, CaF 2 reacts with Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O, and CaO is generated.
Therefore, when the state of fluoride is quantitatively grasped, the accuracy is improved by considering the following two points.
<1> F in the mold flux preferentially combines with Li, Na, and K.
<2> F that remains after combining with Li, Na, and K combines with Ca.
From the above, in the above formulas (1) to (3), the mass concentration of each compound is defined using the mass concentrations of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O.
以上のような構成とされた本実施形態であるＡｌ含有鋼の連続鋳造方法によれば、鋳型内の溶鋼に作用させる電磁ブレーキ強度Ｂ（Ｇａｕｓｓ）を、鋳型幅Ｗ（ｍｍ）に応じて、関係式：Ｂ≧−１．８×Ｗ＋５５００を満足する値となるように設定しているので、電磁ブレーキ強度Ｂが十分に確保され、電磁ブレーキによって浸漬ノズルからの溶鋼吐出流の流速を的確に抑制することができ、浸漬ノズルからの溶鋼吐出流が鋳型表面に形成された凝固殻に強く衝突することを抑制でき、凝固殻の厚さ変動を抑制することができる。 According to the continuous casting method of the Al-containing steel according to the present embodiment configured as described above, the electromagnetic brake strength B (Gauss) applied to the molten steel in the mold is set according to the mold width W (mm). Since the relational expression is set so as to satisfy B ≧ −1.8 × W + 5500, the electromagnetic brake strength B is sufficiently ensured, and the flow rate of the molten steel discharge flow from the immersion nozzle is accurately determined by the electromagnetic brake. It can suppress, it can suppress that the molten steel discharge flow from an immersion nozzle collides with the solidified shell formed in the casting_mold | template surface strongly, and can suppress the thickness fluctuation | variation of a solidified shell.
また、本実施形態では、モールドフラックスとして、質量比で、ＣａＯを２５％以上６０％以下の範囲内、ＳｉＯ２を１５％以上４５％以下の範囲内、アルカリ金属酸化物の一種以上を０％以上２０％以下の範囲内、Ｆを５％以上２５％以下の範囲内で含有し、その他の成分の合計濃度が２％以上１０％以下の範囲内とされ、ＣａＯのＳｉＯ２に対する質量濃度比が１．３以上とされた組成を有し、さらに凝固点が１２３０℃以上とされたものを用いているので、フラックスフィルムはｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）の結晶相が主体となり、鋳型内を安定して緩冷却でき、凝固殻を均一した厚さで安定して形成することが可能となる。
なお、ＣａＯの含有量は４５％以上５５％以下の範囲内とすることが好ましく、ＳｉＯ２の含有量は２０％以上３５％以下の範囲内とすることが好ましく、アルカリ金属酸化物の一種以上の含有量を合計で０．１％以上１０％以下の範囲内とすることが好ましく、Ｆの含有量を５％以上１５％以下の範囲内とすることが好ましい。また、凝固点は１２３０℃以上であることが好ましい。
Moreover, in this embodiment, as a mold flux, CaO is in a range of 25% to 60%, SiO 2 is in a range of 15% to 45%, and one or more alkali metal oxides are 0% in terms of mass ratio. In the range of 20% or less, F is contained in the range of 5% or more and 25% or less, the total concentration of other components is in the range of 2% or more and 10% or less, and the mass concentration ratio of CaO to SiO 2 Is a composition having a freezing point of 1230 ° C. or higher, and the flux film is mainly composed of a crystal phase of cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ), The inside of the mold can be stably and slowly cooled, and the solidified shell can be stably formed with a uniform thickness.
The CaO content is preferably in the range of 45% to 55%, the SiO 2 content is preferably in the range of 20% to 35%, and one or more alkali metal oxides. The total content is preferably in the range of 0.1% to 10%, and the content of F is preferably in the range of 5% to 15%. Moreover, it is preferable that a freezing point is 1230 degreeC or more.
さらに、本実施形態では、モールドフラックスが、ＳｉＯ２、ＣａＯ、アルカリ金属酸化物、Ｆを主成分としており、これらの含有量が、上述の（１）〜（３）式を満足しているので、主にｃｕｓｐｉｄｉｎｅ（Ｃａ４Ｓｉ２Ｏ７Ｆ２）からなる結晶相からなるフラックスフィルムを安定して形成することができ、均一な厚みの凝固殻を安定して成長させることが可能となる。
なお、モールドフラックスの組成をさらにｃｕｓｐｉｄｉｎｅの組成に近似させるためには、ｆ（１）が、１．１０≦ｆ（１）≦１．７０の範囲であることが好ましく、ｆ（２）が、０．１５≦ｆ（２）≦０．３０の範囲であることが好ましく、ｆ（３）が、０．０２≦ｆ（３）≦０．２０の範囲であることが好ましい。
Further, in the present embodiment, the mold flux is mainly composed of SiO 2 , CaO, alkali metal oxide, and F, and these contents satisfy the above-described formulas (1) to (3). In addition, it is possible to stably form a flux film composed of a crystal phase mainly composed of cuspidine (Ca 4 Si 2 O 7 F 2 ), and it is possible to stably grow a solidified shell having a uniform thickness.
In order to further approximate the composition of the mold flux to the composition of cuspidine, f (1) is preferably in the range of 1.10 ≦ f (1) ≦ 1.70, and f (2) is The range is preferably 0.15 ≦ f (2) ≦ 0.30, and f (3) is preferably in the range 0.02 ≦ f (3) ≦ 0.20.
したがって、本実施形態であるＡｌ含有鋼の連続鋳造方法によれば、鋳片表面欠陥の発生を抑制し、高品質な鋳片を製造することができる。また、鋳型表面温度の変動が抑制され、ブレイクアウト予知システムの誤作動を防止でき、安定して効率的にＡｌ含有鋼の鋳片を連続鋳造することができる。 Therefore, according to the continuous casting method of Al-containing steel which is this embodiment, generation | occurrence | production of a slab surface defect can be suppressed and a high quality slab can be manufactured. Moreover, the fluctuation | variation of the mold surface temperature is suppressed, the malfunction of a breakout prediction system can be prevented, and the slab of Al containing steel can be continuously cast stably and efficiently.
以上、本発明の実施形態であるＡｌ含有鋼の連続鋳造方法について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although the continuous casting method of the Al-containing steel which is an embodiment of the present invention has been specifically described, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention. It is.
以下に、本発明の効果を確認すべく実施した実験結果について説明する。
表１に示す組成のＡｌ含有鋼を、垂直曲げ型連続鋳造機（以下、連鋳機）により鋳造して、熱間圧延用素材のスラブを製造した。連鋳機は２つのストランドから構成され、各ストランドの鋳型は、厚みを２５０ｍｍ、長さ１１００ｍｍとし、幅は表３に示すものとした。
鋳型には、電磁ブレーキを適用した。電磁ブレーキのためのコイル鉄芯の中心を幅中央および、溶鋼表面の高さから下方６００ｍｍの高さに配置した。この電磁ブレーキの強度を、表３に示すように０〜４５００Ｇの範囲で変化させた。なお、関係式：電磁ブレーキ強度Ｂ（Ｇａｕｓｓ）≧−１．８×鋳型幅Ｗ（ｍｍ）＋５５００を満足するか否かを表３に合わせて示す。
Hereinafter, the results of experiments conducted to confirm the effects of the present invention will be described.
An Al-containing steel having the composition shown in Table 1 was cast by a vertical bending die continuous casting machine (hereinafter, continuous casting machine) to produce a slab as a material for hot rolling. The continuous casting machine was composed of two strands. The mold of each strand had a thickness of 250 mm, a length of 1100 mm, and a width shown in Table 3.
An electromagnetic brake was applied to the mold. The center of the coil iron core for the electromagnetic brake was disposed at the center of the width and 600 mm below the height of the molten steel surface. As shown in Table 3, the strength of this electromagnetic brake was changed in the range of 0 to 4500G. Table 3 shows whether or not the relational expression: electromagnetic brake strength B (Gauss) ≧ −1.8 × mold width W (mm) +5500 is satisfied.
溶鋼を鋳型内へ供給する浸漬ノズルには、円筒二孔型を用いて、その二孔の吐出角度を４５°とした。また、溶鋼表面から吐出孔上端までの距離を３１０ｍｍとした。
引き抜き時の潤滑性を得るために鋳型を振動させており、鋳型振動のストロークを６ｍｍとした。
鋳造中、溶鋼表面の高さを鋳型上端から８０ｍｍの位置に一定に制御しながら溶鋼を供給し、鋳造速度は設定値を１．３ｍ／ｍｉｎとした。
そして、モールドフラックスとして、表２に示すモールドフラックスＡ，モールドフラックスＢの２種類を用いた。
A cylindrical two-hole type was used for the immersion nozzle for supplying molten steel into the mold, and the discharge angle of the two holes was 45 °. The distance from the molten steel surface to the upper end of the discharge hole was 310 mm.
The mold was vibrated in order to obtain lubricity during drawing, and the stroke of the mold vibration was 6 mm.
During casting, molten steel was supplied while controlling the height of the molten steel surface at a position of 80 mm from the upper end of the mold, and the casting speed was set to 1.3 m / min.
And two types of mold flux A and mold flux B shown in Table 2 were used as mold flux.
１回の鋳造あたりに取鍋１杯２５０ｔｏｎの溶鋼を供して、長さ７０００ｍｍのスラブを各ストランドから５本、合計１０本鋳造した。そして、ストランドごとに、鋳型幅、電磁ブレーキの強度、モールドフラックスを変更し、鋳造結果を比較した。鋳造条件を表３に示す。 A single ladle of 250 ton of molten steel was used per casting, and five slabs of 7000 mm in length were cast from each strand, a total of ten. Then, for each strand, the mold width, the strength of the electromagnetic brake, and the mold flux were changed, and the casting results were compared. Table 3 shows casting conditions.
スラブ品質は、スラブの表面割れの個数によって評価した。スラブの表面割れは、スラブの両短辺面および両長辺面に生じる個数を目視により計測した。１０本のスラブで割れ個数を計測し、スラブ当たりの割れ個数を算出した。
スラブ品質の評価として、割れ個数が０．５個／スラブ以下のものを「○」、割れ個数が０．５個／スラブを超え、１．０個／スラブ以下のものを「△」、割れ個数が１．０個／スラブを超えるものを「×」と評価した。評価結果を表４に示す。
Slab quality was evaluated by the number of surface cracks in the slab. The surface cracks of the slab were visually measured for the number of slabs generated on both short side surfaces and both long side surfaces. The number of cracks was measured with 10 slabs, and the number of cracks per slab was calculated.
For evaluation of slab quality, “◯” indicates that the number of cracks is 0.5 pieces / slab or less, “△” indicates that the number of cracks exceeds 0.5 pieces / slab, and 1.0 pieces / slab or less. The number exceeding 1.0 / slab was evaluated as “×”. The evaluation results are shown in Table 4.
また、鋳型の溶鋼表面から下方３００ｍｍの位置において、両短辺面の各１か所および、両長辺面の各３か所、全８個所において鋳型銅板中に埋設した熱電対により、鋳造中の鋳型温度を計測し、８個所全部の平均値及び変動幅の最大値を評価した。評価結果を表４に示す。
さらに、温度の計測結果によりブレイクアウト予知システムが作動した場合、その作動した回数を数えた。評価結果を表４に示す。
また、実際の鋳造時の平均鋳造速度を評価した。評価結果を表４に示す。
In addition, at a position 300 mm below the molten steel surface of the mold, casting is being performed by thermocouples embedded in the mold copper plate at one place on both short sides and three places on both long sides, a total of eight places. The mold temperature was measured, and the average value of all eight locations and the maximum value of the fluctuation range were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
Furthermore, when the breakout prediction system was activated based on the temperature measurement results, the number of activations was counted. The evaluation results are shown in Table 4.
In addition, the average casting speed during actual casting was evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
本発明の実施例１〜６はいずれも、ブレイクアウト予知システムの作動がなく、鋳造は終始安定していた。また、スラブの表面性状は、一本当たりの割れ個数が０．５個以下であり、良好であった。
モールドフラックスを比較すると、モールドフラックスＢを用いた実施例５と比較して、モールドフラックスＡを用いた実施例６の方が、鋳造中の鋳型温度が低く、緩冷却効果があり、その変動幅は小さく、安定した冷却挙動を示した。その結果、モールドフラックスＡを用いた場合の方が、スラブの表面割れが少なく、スラブ表面性状も良好であった。
In all of Examples 1 to 6 of the present invention, the breakout prediction system was not operated, and the casting was stable from start to finish. Moreover, the surface property of the slab was good, with the number of cracks per piece being 0.5 or less.
Comparing the mold flux, compared to Example 5 using Mold Flux B, Example 6 using Mold Flux A has a lower mold temperature during casting and has a slow cooling effect. Was small and showed stable cooling behavior. As a result, when the mold flux A was used, there were few surface cracks of the slab and the slab surface property was also favorable.
これに対して、比較例１〜９では、電磁ブレーキ強度が低いために、短辺面への溶鋼吐出流の衝突強度が大きくなることがあり、鋳造の終盤において１〜１０回、ブレイクアウトの予知システムが作動した。このブレイクアウトの予知システムの作動の度に鋳造速度を低下させたため、平均鋳造速度は０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎに低下し、鋳造の能率が低下した。また、平均鋳造速度の低下により、鋳片のコーナー部が過冷却の状態となり、連鋳機内の曲げ部又は矯正部において生じる応力により、その表面に割れが生じた。 On the other hand, in Comparative Examples 1-9, since the electromagnetic brake strength is low, the collision strength of the molten steel discharge flow to the short side surface may increase, and the breakout of 1-10 times in the final stage of casting. The prediction system has been activated. Since the casting speed was lowered every time the breakout prediction system was operated, the average casting speed was lowered to 0.6 to 1.2 m / min, and the casting efficiency was lowered. Further, due to the decrease in the average casting speed, the corner portion of the slab became supercooled, and the surface was cracked by the stress generated in the bending portion or straightening portion in the continuous casting machine.
以上のことから、本発明によれば、鋳型表面温度の変動及びブレイクアウト予知システムの誤作動を防止するとともに、鋳片の表面欠陥の発生を抑制し、安定して高品質な鋳片を製造可能なＡｌ含有鋼の連続鋳造方法を提供可能であることが確認された。 From the above, according to the present invention, the fluctuation of the mold surface temperature and the malfunction of the breakout prediction system can be prevented, and the occurrence of surface defects on the slab can be suppressed to stably produce a high quality slab. It has been confirmed that it is possible to provide a continuous casting method of a possible Al-containing steel.
Claims (2)
鋳型内の溶鋼に対して供給するモールドフラックスは、質量比で、ＣａＯを２５％以上６０％以下の範囲内、ＳｉＯ２を１５％以上４５％以下の範囲内、アルカリ金属酸化物の一種以上を０％以上２０％以下の範囲内、Ｆを５％以上２５％以下の範囲内で含有し、その他の成分の合計濃度が２％以上１０％以下の範囲内とされ、ＣａＯのＳｉＯ２に対する質量濃度比が１．３以上とされた組成を有し、凝固点が１２３０℃以上とされており、
前記鋳型内の溶鋼に作用させる電磁ブレーキ強度Ｂ（Ｇａｕｓｓ）を、鋳型幅Ｗ（ｍｍ）に応じて、関係式：Ｂ≧−１．８×Ｗ＋５５００を満足する値とすることを特徴とするＡｌ含有鋼の連続鋳造方法。 A continuous casting method of Al-containing steel for continuously casting Al-containing steel containing 0.1% or more by mass of Al,
The mold flux supplied to the molten steel in the mold is, by mass ratio, CaO in the range of 25% to 60%, SiO 2 in the range of 15% to 45%, and one or more alkali metal oxides. It is contained within the range of 0% to 20%, F is contained within the range of 5% to 25%, and the total concentration of other components is within the range of 2% to 10%, and the mass of CaO with respect to SiO 2 It has a composition in which the concentration ratio is 1.3 or higher, and the freezing point is 1230 ° C. or higher.
The electromagnetic brake strength B (Gauss) applied to the molten steel in the mold is set to a value satisfying the relational expression: B ≧ −1.8 × W + 5500 according to the mold width W (mm). A method for continuous casting of contained steel.
（１）式：０．９０≦ｆ（１）＝（ＣａＯ）ｈ／（ＳｉＯ２）ｈ≦１．９０
（２）式：０．１０≦ｆ（２）＝（ＣａＦ２）ｈ／｛（ＣａＯ）ｈ＋（ＳｉＯ２）ｈ＋（ＣａＦ２）ｈ｝≦０．４０
（３）式：０．００≦ｆ（３）＝｛（アルカリ金属の弗化物）ｈ＋（Ａｌ２Ｏ３）ｈ｝／｛（ＣａＯ）ｈ＋（ＳｉＯ２）ｈ＋（アルカリ金属の弗化物）ｈ＋（Ａｌ２Ｏ３）ｈ｝≦０．４０
ここで、
（ＳｉＯ２）ｈ＝ＷＳｉＯ２
（Ａｌ２Ｏ３）ｈ＝ＷＡｌ２Ｏ３
（ＣａＦ２）ｈ＝（ＷＦ−ＷＬｉ２Ｏ×１．２７−ＷＮａ２Ｏ×０．６１３−ＷＫ２Ｏ×０．４０３）×２．０５
（ＣａＯ）ｈ＝（ＷＣａＯ−（ＣａＦ２）ｈ×０．７１８）
（アルカリ金属の弗化物）ｈ＝ＷＬｉ２Ｏ×１．７４＋ＷＮａ２Ｏ×１．３５＋ＷＫ２Ｏ×１．２３ The mold flux, in the case where the content of each element or each compound M contained in the mold flux (mass%) was expressed as W M, SiO 2, CaO, alkali metal oxides, the content of F, below The continuous casting method for Al-containing steel according to claim 1, wherein the following formulas (1) to (3) are satisfied.
(1) Formula: 0.90 ≦ f (1) = (CaO) h / (SiO 2 ) h ≦ 1.90
(2) Formula: 0.10 ≦ f (2) = (CaF 2 ) h / {(CaO) h + (SiO 2 ) h + (CaF 2 ) h } ≦ 0.40
(3) Formula: 0.00 ≦ f (3) = {(alkali metal fluoride) h + (Al 2 O 3 ) h } / {(CaO) h + (SiO 2 ) h + (alkali metal fluoride) Compound) h + (Al 2 O 3 ) h } ≦ 0.40
here,
(SiO 2) h = W SiO2
(Al 2 O 3) h = W Al2O3
(CaF 2) h = (W F -W Li2O × 1.27-W Na2O × 0.613-W K2O × 0.403) × 2.05
(CaO) h = (W CaO - (CaF 2) h × 0.718)
(Alkali metal fluoride) h = W Li2O × 1.74 + W Na2O × 1.35 + W K2O × 1.23
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