JP2019535524A - 鋳造設備及びこれを用いた鋳造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、鋳造設備及びこれを用いた鋳造方法に関するものであり、タンディッシュを設ける過程と、前記タンディッシュに溶鋼を注入する過程と、前記タンディッシュの上部であって、前記タンディッシュに収められる溶鋼の湯面の上部の少なくとも一部の領域に、真空を形成するための真空形成部材を配設する過程と、前記溶鋼にガスを吹き込んで回転流を形成する過程と、前記溶鋼の湯面の上部の少なくとも一部の領域に真空を形成する過程と、を含んで、さらに詳しくは、溶鋼中の介在物を効率よく取り除き、溶鋼の再酸化を抑えることができる。

Description

本発明は、鋳造設備及びこれを用いた鋳造方法に係り、より詳しくは、溶鋼中の介在物を効率よく取り除き、溶鋼の再酸化を抑えることのできる鋳造設備及びこれを用いた鋳造方法に関する。

連続鋳造設備は、製鋼設備から精錬済みの溶鋼を供給されて鋳片を製造する設備である。連続鋳造設備は、溶鋼（ｍｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌ）を運ぶ取鍋（Ｌａｄｌｅ）と、取鍋から溶鋼を供給されて一時的に貯留するタンディッシュ（Ｔｕｎｄｉｓｈ）と、タンディッシュから持続的に溶鋼を供給されながら、これを鋳片（Ｓｌａｂ）として１次的に凝固させる鋳型（Ｍｏｌｄ）、鋳型から持続的に引き抜かれる鋳片を２次的に冷却させ、一連の成形作業を行う冷却帯と、により構成される。

溶鋼は、タンディッシュに受鋼されて所定の時間だけ滞留し、介在物が浮き上がって分離され、スラグ（鉱滓）が安定化し、再酸化が防がれる。次いで、溶鋼は鋳型に供給されて、鋳片の形状に初期の凝固層を形成するが、このときに鋳片の表面品質が決定される。

鋳型における鋳片の表面品質は、溶鋼の介在物に対する清浄度によってその度合いが決定される。例えば、介在物に対する溶鋼の清浄度が良くない場合、介在物そのものによって鋳片の表面に欠陥が生じる恐れがあり、介在物によって浸漬ノズルの目詰まり（閉塞）が生じ、溶鋼の流れに異常が生じて鋳片の表面品質が低下する恐れがある。

溶鋼は、タンディッシュにおいて溶鋼が所定の時間だけ滞留しながら介在物が浮き上がって分離される度合いに応じて、介在物に対する清浄度がかなり変わり、介在物が浮き上がって分離される度合いは、溶鋼タンディッシュにおいて滞留する時間に比例する。

そこで、従来は、タンディッシュにおける溶鋼の滞留時間を延ばすための方案として、タンディッシュの内部にダム（Ｄａｍ）や堰（Ｗｅｉｒ）を構築し、溶鋼の流れを抑えて、溶鋼の滞留時間を調節していた。しかし、溶鋼に混入された介在物の大きさが３０μｍ以下である場合、介在物が浮き上がって分離されるまでかかる時間が溶鋼の滞留時間よりも長く、この理由から、３０μｍ以下の大きさを有する介在物は、タンディッシュのダムと堰を用いて取り除き難いという不具合がある。

特許第４０９６６３５号公報 特許第３６５４１８１号公報

本発明は、溶鋼中の介在物を効率よく取り除いて、鋳造中のノズルの目詰まり（閉塞）現象を抑えることのできる鋳造設備及びこれを用いた鋳造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、溶鋼の再酸化を抑えて清浄度を確保することのできる鋳造設備及びこれを用いた鋳造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る鋳造設備は、タンディッシュに収められる溶鋼の湯面の上部の少なくとも一部に空間部を形成するように前記タンディッシュに配設されるカバー部材と、前記空間部に真空を形成するように前記カバー部材と連結される真空ポンプと、前記真空ポンプの動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

前記カバー部材は、上部及び下部が開放される中空状に形成され、少なくとも一部が前記溶鋼に浸漬されるように上下方向に配備される垂直部と、前記垂直部の上部に連結されて、前記垂直部との間に空間部を形成する水平部と、を備え、前記水平部には、前記真空ポンプと連結されるように排気口が形成されることを特徴とする。

前記水平部は、前記垂直部の上部のみを覆うように形成されることを特徴とする。

前記水平部は、前記タンディッシュの上部に載置されるように形成されることを特徴とする。

前記タンディッシュの内部には、溶鋼の流動を形成するために前記タンディッシュの底面から離れて前記タンディッシュの内部を横切る構造物が配備され、前記タンディッシュの底面から離れて前記構造物の両側に前記構造物と並ぶように配置される誘導部材が配備されることを特徴とする。

前記誘導部材の上部面は、前記構造物の上部面の高さよりも高所に配備されることを特徴とする。

前記タンディッシュにガスを供給するようにノズルが配備され、前記ノズルは、前記誘導部材の間において前記構造物の一方の側に配備されることを特徴とする。

前記空間部における溶鋼の湯面レベルを測定するための検知手段を備えていることを特徴とする。

前記検知手段は、距離センサー及び温度センサーの少なくともどちらか一方を備えていることを特徴とする

本発明に係る鋳造方法は、タンディッシュを設ける過程と、前記タンディッシュに溶鋼を注入する過程と、前記タンディッシュの上部であって、前記タンディッシュに収められる溶鋼の湯面の上部の少なくとも一部の領域に、真空を形成するための真空形成部材を配設する過程と、前記溶鋼にガスを吹き込んで回転流を形成する過程と、前記溶鋼の湯面の上部の少なくとも一部の領域に真空を形成する過程と、を含んでいることを特徴とする。

前記タンディッシュを設ける過程において、真空を形成するための領域を限定する誘導部材を形成し、前記誘導部材は、前記タンディッシュの底面から離れて前記タンディッシュの内部を横切るように配備される構造物の両側に前記構造物と並ぶように形成することを特徴とする。

前記真空形成部材を配設する過程は、前記誘導部材の間にカバー部材を配設する過程と、前記カバー部材の少なくとも一部を前記溶鋼に浸漬させて、前記カバー部材の内部に溶鋼の湯面から離れる空間部を形成する過程と、前記カバー部材に真空ポンプを連結する過程と、を含んでいてることを特徴とする。

前記回転流を形成する過程は、前記構造物の一方の側にガスを吹き込む過程を含んでいることを特徴とする。

前記真空を形成する過程は、前記真空ポンプを作動させて前記空間部を吸引する過程を含んでいることを特徴とする。

前記真空を形成する過程は、前記カバー部材の少なくとも一部が前記溶鋼に浸漬されれば行ってもよいことを特徴とする。

前記真空を形成する過程は、前記空間部における溶鋼の湯面レベルの変動を測定する過程を含み、前記溶鋼の湯面レベルの変動に基づいて、前記空間部の真空度を調節してもよいことを特徴とする。

本発明に係る鋳造設備及びこれを用いた鋳造方法によれば、溶鋼の湯面の変化とは無関係に、溶鋼に回転流を持続的に形成することにより、溶鋼中の介在物を効率よく取り除くことができる。すなわち、タンディッシュに収められる溶鋼の湯面の上部の少なくとも一部に空間部を形成し、空間部の内部を吸引して真空を形成することにより、溶鋼の湯面レベルを常時一定に保つことができる。したがって、空間部の外部における溶鋼の湯面の変化とは無関係に空間部内に真空を形成して、溶鋼の湯面レベルを一定に保つことにより、タンディッシュ内における溶鋼の滞留時間を延ばして、溶鋼中の介在物を効率よく取り除くことができる。

また、回転流を形成するために注入されるガスが真空の形成された空間部を介して外部に排出されるので、ガスの排出によって生じる裸湯が大気と接触することを防いで、溶鋼の再酸化を抑制もしくは防止することができる。

さらに、溶鋼の清浄度を保つことができ、鋳造の際に生じるノズルの目詰まりや鋳片の欠陥を抑制もしくは防止することができる。

本発明の実施形態に係る鋳造設備を概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係る鋳造設備の要部の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る鋳造設備に適用される真空形成部材の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る鋳造設備に適用される真空形成部材の変形例を示す図である。 本発明の実施形態に係る鋳造設備に溶鋼の湯面レベルを測定する検知手段を配設した例を示す図である。 本発明の実施形態に係る鋳造設備を用いて鋳造を行うとき、溶鋼に回転流を形成する状態を示す図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は以下に開示する実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。図中、同じ参照符号は、同じ構成要素を示す。

図１は、本発明の実施形態に係る鋳造設備を概略的に示す図であり、図２は、本発明の実施形態に係る鋳造設備の要部の構成を示す図であり、図３は、本発明の実施形態に係る鋳造設備に適用される真空形成部材の一例を示す図であり、図４は、本発明の実施形態に係る鋳造設備に適用される真空形成部材の変形例を示す図であり、図５は、本発明の実施形態に係る鋳造設備に溶鋼の湯面レベルを測定する検知手段を配設した例を示す図である。

図１に示す通り、鋳造設備１、例えば、連続鋳造設備は、精錬を経た溶鋼を収める容器である取鍋（ｌａｄｌｅ）１０から供給される溶鋼Ｍを貯留し且つ分配する役割を果たすタンディッシュ２０と、溶鋼Ｍの流量を制御するストッパー（図示せず）または摺動プレート（図示せず）と、タンディッシュ２０内の溶鋼Ｍをモールド３０に供給する浸漬ノズル３２及び溶鋼Ｍを凝固させて鋳片Ｓにするモールド３０を備えていてもよい。なお、モールド３０の下部には、鋳片Ｓを冷却させるための冷却ライン５０が配備されてもよい。

図２に示す通り、タンディッシュ２０は、上部が開放され、下部に溶鋼の排出される出鋼口２１が形成される中空状に形成されてもよい。タンディッシュ２０の内部には、溶鋼の流動を形成するために様々な構造物が配備されてもよい。このような構造物としては、ダム２３、堰２４及び渦流防止ダム（図示せず）が挙げられる。このとき、ダム２３は、タンディッシュ２０の底面から上部に向かって突設されてもよい。堰２４は、タンディッシュ２０の底面から離れて配備され、溶鋼のレベルよりも高所、ダム２３の高さよりも高所において、タンディッシュ２０の側壁にタンディッシュ２０の内部を横切るように形成されてもよい。なお、渦流防止ダムは、タンディッシュ２０の下部における出鋼口２１側に配備されて、スラグがモールド３０に流れ込むことを防ぐために渦流の発生を抑えることができる。ダム２３と堰２４は、互いに離れて並ぶように配置されてもよく、ダム２３と堰２４との間に溶鋼が利用する通路を形成してもよい。

出鋼口２１は、タンディッシュ２０の長手方向に両側にそれぞれ一つずつ配備されてもよく、タンディッシュ２０の長手方向に中心にはシュラウドノズル１２が配置されて、取鍋１０に収められた溶鋼をタンディッシュ２０に注入してもよい。

このような構成を通じて、シュラウドノズル１２から注入される溶鋼は、タンディッシュ２０内において堰２４とダム２３によって形成される通路を移動しながら出鋼口２１に排出されてもよい。このように、タンディッシュ２０内において溶鋼の流れを形成して、タンディッシュ２０内における溶鋼の滞留時間を延ばすことにより、溶鋼中の介在物を溶鋼の上部のスラグＳに捕らえることができる。

しかしながら、このようなタンディッシュ２０の構造では、シュラウドノズル１２から注入される溶鋼は、堰２４とダム２３によって形成される通路を単に通るだけの流れを形成するため、溶鋼中の介在物を十分に取り除き難いという不具合がある。したがって、タンディッシュ２０の下部にノズル２６を配設し、タンディッシュ２０の内部にガス、例えば、不活性ガスを吹き込んでタンディッシュ２０内において溶鋼の回転流を形成することができる。このとき、ノズル２６は、堰２４の一方の側、例えば、シュラウドノズル１２の隣の側に形成されてもよい。このため、溶鋼は、ノズル２６から供給されるガスによって堰２４を包み込みながら移動する回転流を形成することにより、タンディッシュ２０内における溶鋼の滞留時間をさらに延ばすことができる。

なお、この場合、タンディッシュ２０の内部に注入されるガスが溶鋼の外部に排出されながらスラグを移動させて裸湯を形成するため、溶鋼が大気と接触して再酸化されてしまうという不具合がある。また、取鍋の取り替えの際にタンディッシュ２０内における溶鋼の湯面レベルが下がるため、タンディッシュ２０内において溶鋼の回転流が円滑に生成されないという不具合もある。

このため、本発明では、タンディッシュ２０の内部の少なくとも一部に真空を形成可能な真空形成部材１００を配設して、溶鋼の湯面レベルの変動とは無関係に回転流を持続的に生成して溶鋼中の介在物を効率よく取り除くことができ、溶鋼が大気と接触することにより生じる再酸化を抑えることができる。

真空形成部材１００を配設するために、タンディッシュ２０内には、溶鋼の湯面レベルを一定に保つための領域、すなわち、回転流が形成される領域を限定する誘導部材２５が配備されてもよい。真空形成部材１００を用いてタンディッシュ２０内の所定の領域に真空を形成する場合、溶鋼の湯面レベルが堰２４の上部よりも低くなると、真空状態を保ち難いため、タンディッシュ２０に誘導部材２５を形成して、真空形成部材１００を配設するための領域、すなわち、回転流が形成される領域を予め設けておいてもよい。例えば、溶鋼の湯面レベルが堰２４の上部よりも高い場合、真空形成部材１００を用いて真空を形成することができるが、溶鋼の湯面レベルが堰２４の上部よりも低くなる場合は、真空形成部材１００と溶鋼の湯面との間に空間が形成されて真空が解除される恐れがある。

誘導部材２５は、タンディッシュ２０の底面から離れてタンディッシュ２０の内部を横切るように配備され、堰２４の両側に堰２４から離れて並ぶように配置されるように配備されてもよい。このとき、誘導部材２５は、これらの間において溶鋼の回転流が形成可能なように、ノズル２６の形成された上部側に形成されてもよい。このため、誘導部材２５の間には堰２４が配置可能であり、ノズル２６を介して供給されるガスによって誘導部材２５の間において溶鋼が堰２６に沿って移動しながら回転流が形成可能である。このとき、溶鋼の回転流が円滑に生成されるように、誘導部材２５の少なくとも一方の側面にはガイド部材２５ａが形成されてもよい。ガイド部材２５ａは、誘導部材２５の一方の側面に斜面を形成して溶鋼の移動方向を制御してもよい。図面には、下降流が形成される堰２４の一方の側に配備される誘導部材２５に斜面２５ａが形成された場合を示しているが、上昇流が形成される堰２４の他方の側に配備される誘導部材２５にも斜面が形成されてもよい。但し、上昇流が形成される側と、下降流が形成される側とに形成される斜面の方向が互いに異なっていてもよい。

誘導部材２５の下部は、堰２４の上部よりも低所に配置され、誘導部材２５の上部は、堰２４の上部よりも高所に配置されてもよい。このため、取鍋の取り替え時のように溶鋼の湯面レベルが下がる場合であっても、溶鋼は、誘導部材２５の間において堰２４の上部よりも高い湯面レベルを保ちながら回転流を円滑に生成することができる。

図３に示す通り、真空形成部材１００は、タンディッシュ２０の内部の少なくとも一部に空間部ａを形成するカバー部材１１０と、カバー部材１１０の内部を吸引するようにカバー部材１１０に連結される真空ポンプ１２０と、を備えていてもよい。また、カバー部材１１０内における溶鋼の湯面レベルを測定するための検知手段１３０と、検知手段１３０において測定された溶鋼の湯面レベルに基づいて、真空ポンプ１２０の動作を制御する制御部（図示せず）と、を備えていてもよい。

カバー部材１１０は、タンディッシュ２０の幅方向に沿って配置されてもよく、下部は開放され、上部には排気口１１４が形成される中空状に形成されてもよい。カバー部材１１０は、上下方向に延びる垂直部１１１と、垂直部１１１の上部に連結される水平部１１２と、を備えていてもよい。このとき、排気口１１４は水平部１１２に形成されてもよく、別途の排気管の連結されて真空ポンプ１２０と連結されてもよい。

垂直部１１１は、誘導部材２５の間に嵌合してその下部が溶鋼に浸漬されてもよく、溶鋼に浸漬された状態でカバー部材１１０の内部において溶鋼の湯面の上部側に空間部ａを形成できるほどの長さに形成されてもよい。このような構成を通じて、カバー部材１１０は、タンディッシュ２０の上部において、少なくとも一部、例えば、下部が溶鋼に浸漬されてその内部に空間部ａを形成することができる。

また、水平部１１２は、垂直部１１１の上部を連結して、水平部１１２と垂直部１１１との間に空間部ａを形成してもよい。水平部１１２は、垂直部１１１の内側に形成される面積の大きさに対応する面積を有するように形成されて、垂直部１１１の上部のみを覆うように形成されてもよいが、図４に示すように、カバー部材１１０ａは、タンディッシュ２０の上部を覆うように形成されてもよい。この場合、水平部１１２ａがタンディッシュ２０の上部に載置されるように、すなわち、タンディッシュ２０の上部を覆うように形成され、垂直部１１１ａは、水平部１１２ａの下部の一部に上下方向に延びるように配備されてもよい。

そして、カバー部材１１０には、空間部ａにおける溶鋼の湯面レベルを測定するための検知手段１３０が配備されてもよい。検知手段１３０としては、図５の（ａ）に示すように、水平部１１２に配備されて水平部から溶鋼の湯面までの距離を測定する距離センサー１３０ａが用いられてもよい。なお、検知手段１３０としては、図５の（ｂ）に示すように、溶鋼に浸漬される垂直部１１１に配備されて溶鋼の温度を測定する温度センサー１３０ｂが用いられてもよい。

真空ポンプ１２０は、カバー部材１１０に連結されてカバー部材１１０の内部の空間部ａを吸引して空間部ａに真空を形成してもよい。このため、カバー部材１１０の内部、すなわち、空間部ａの圧力は周りの圧力よりも低くなって、カバー部材１１０の内側における溶鋼の湯面レベルは、周り、すなわち、カバー部材１１０の外側における溶鋼の湯面レベルよりも高くなる。

制御部は、検知手段１３０において測定された結果を受け取り、溶鋼の湯面レベルに基づいて、真空ポンプ１２０の動作を制御し、空間部ａにおける溶鋼の湯面レベルを一定に調節することができる。例えば、取鍋１０からタンディッシュ２０へと溶鋼が持続的に注入される場合、ノズル２６を介して吹き込まれるガスによって回転流が円滑に形成されるが、取鍋１０の取り替えのために溶鋼の供給が一時的に中断されれば、タンディッシュ２０内における溶鋼の湯面レベルが低くなる恐れがある。このため、カバー部材１１０の内側における溶鋼の湯面レベルの変動に基づき、真空ポンプ１２０の動作を制御して、空間部ａの圧力を適宜に調節し、カバー部材１１０の内部における溶鋼の湯面レベルを一定に保つことができる。

以下では、本発明の実施形態に係る鋳造方法について説明する。

図６は、本発明の実施形態に係る鋳造設備を用いて鋳造を行うとき、溶鋼に回転流を形成する状態を示す図である。

まず、精錬済みの溶鋼を取鍋１０に装入し、取鍋１０を連続鋳造設備に移動させて取鍋ターレットに載置する。取鍋ターレットに取鍋が載置されれば、取鍋１０の下部の出鋼口２１にシュラウドノズル１２付きノズルユニット（図示せず）を連結する。

取鍋１０にノズルユニットが連結されれば、タンディッシュ２０の上部に真空形成部材１００を配設し、取鍋１０の下部の排出口を開いてタンディッシュ２０に溶鋼を注入する。

タンディッシュ２０に溶鋼が注入され、タンディッシュ２０に注入された溶鋼の湯面レベルが、回転流が形成されるほど、例えば、堰２４の上部まで至ると、ノズル２６を介して溶鋼にガスを吹き込んでもよい。このとき、タンディッシュ２０に吹き込まれるガスとしては、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスが挙げられる。タンディッシュ２０にガスが供給されれば、図６の（ａ）に示すように、タンディッシュ２０内において溶鋼の回転流が形成可能である。溶鋼の回転流は、誘導部材２５の間において形成されてもよく、ノズル２６付き堰２４の一方の側では上昇流が形成され、堰２４の他方の側では下降流が形成されてもよい。なお、堰２４の他方の側において誘導部材２５とダム２３との間に形成される空間に溶鋼が抜け出ながら、タンディッシュ２０の出鋼口２１側に移動することになる。

タンディッシュ２０に溶鋼が注入されて溶鋼の湯面レベルが上がると、タンディッシュ２０の配設されたカバー部材１１０の下部、すなわち、垂直部１１１の一部が溶鋼に浸漬され、その結果、カバー部材１１０の内側において溶鋼の湯面の上部に空間部ａが形成可能である。

垂直部１１１が溶鋼に浸漬されてカバー部材１１０の内部に空間部ａが形成されれば、制御部は、真空ポンプ１２０を作動させてカバー部材１１０の内部を吸引して真空を形成してもよい。このとき、垂直部１１１が浸漬される前に真空ポンプ１２０でカバー部材１１０の内部を吸引すれば、空気がタンディッシュ２０の内部に流れ込む恐れがあるため、カバー部材１１０の垂直部１１１が溶鋼に浸漬された後に、カバー部材１１０の内部を吸引して真空を形成した方がよい。

溶鋼への垂直部１１１の浸漬有無は、検知手段１３０を用いて測定 してもよい。図５の（ａ）に示すように、検知手段１３０として距離センサー１３０ａを用いる場合、距離センサー１３０ａにおいてカバー部材１１０の内部における溶鋼の湯面までの距離を測定することにより、垂直部１１１の浸漬有無を判断することができる。すなわち、距離センサー１３０ａにおいて測定された結果を制御部に転送すれば、制御部では、距離センサー１３０ａにおいて測定された溶鋼の湯面までの距離と、既に設定された距離測定された距離と、を互いに比較することにより、垂直部１１１の浸漬有無を判断することができる。

そして、図５の（ｂ）に示すように、検知手段１３０として温度センサー１３０ｂを用いる場合、垂直部１１１に垂直部１１１の長手方向に配設された複数の温度センサー１３０ｂを用いて、溶鋼に浸漬された垂直部１１１の温度の変化を検出することにより、垂直部１１１の浸漬有無を判断することができる。

出鋼口２１を開いて、タンディッシュ２０の下部に出鋼口２１と連通するように連結される浸漬ノズル３２を介してモールド３０に溶鋼を注入して、鋳片を鋳造することができる。

鋳片を鋳造する間に、タンディッシュ２０の内部にガスを持続的に注入して溶鋼の回転流を形成し、真空ポンプ１２０を用いてカバー部材１１０の内部を吸引して真空状態を保つことができる。このため、鋳造する間にタンディッシュ２０内に回転流が持続的に形成可能である。なお、回転流を生じさせるガスが真空の形成された領域に排出されるので、溶鋼が大気と接触することを防ぐことができる。

一方、取鍋の取り替えに際して、取鍋が取り替えられる間にタンディッシュ２０への溶鋼の供給が一時的に中断されることがある。この場合、図６の（ｂ）に示すように、タンディッシュ２０内の溶鋼がモールド３０に持続的に注入されるため、タンディッシュ２０内における溶鋼の湯面レベルを下げることになる。このように、溶鋼の湯面レベルが下がると、真空ポンプ１２０を用いて、カバー部材１１０の内部をなお一層強く吸引して、内部の真空の形成度を調節することができる。すなわち、タンディッシュ２０内における溶鋼の湯面レベルが下がると、これに応じて、カバー部材１１０の内部における溶鋼の湯面レベルが下がることがある。したがって、検知手段１３０によって測定される溶鋼の湯面レベルの変化に基づいて、真空ポンプ１２０の動作を制御して、真空の形成度を、溶鋼の湯面レベルが下がる前よりもカバー部材１１０の内部の真空の形成度を高くして、カバー部材１１０の内部における溶鋼の湯面レベルを一定に保つことができる。このとき、カバー部材１１０の内部をあまりにも強く吸引すれば、排気口１１４を介して溶鋼が流れ出る恐れがあるため、湯面レベルの変動量に 応じて適宜に真空ポンプ１２０の動作を制御すればよい。なお、誘導部材２５の間における溶鋼の湯面レベルを一定に保つことができるので、湯面レベルの変動とは無関係に、溶鋼の回転流を持続的に形成することができる。

このように、タンディッシュ２０内における溶鋼の湯面レベルの変化とは無関係に、誘導部材２５の間において、すなわち、カバー部材１１０の下部において形成される溶鋼の回転流を持続的に保つことができる。このように、鋳片を鋳造する間に、タンディッシュ２０内において溶鋼の回転流を持続的に形成することにより、タンディッシュ２０内における溶鋼の滞留時間を延ばして、溶鋼中の介在物を効率よく取り除くことができる。なお、溶鋼の回転流が形成される領域において溶鋼が大気と接触することを防ぐことにより、溶鋼の再酸化を防ぐことができる。

以上、本発明の好適な実施形態が特定の用語を用いて説明及び図示したが、これらの用語は、単に本発明を明確に説明するためのものに過ぎず、本発明の実施形態及び記述された用語は、特許請求の範囲の技術的思想及び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び変化が加えられるということは明らかである。これらの変形された実施形態は、本発明の思想及び範囲から個別的に理解されてはならず、本発明の特許請求の範囲内に属するものとすべきである。

本発明に係る鋳造設備及びこれを用いた鋳造方法は、溶鋼中の介在物を効率よく取り除いて溶鋼の清浄度を保つことができて、鋳造の際に生じるノズルの目詰まりや鋳片の欠陥を抑制もしくは防止することができ、これにより、工程効率及び生産性を向上させることができる。

１０ 取鍋
１２ シュラウドノズル
２０ タンディッシュ
２１ 出鋼口
２３ ダム
２４ 堰
２５ 誘導部材
２５ａ ガイド部材、斜面
２６ ノズル
３０ モールド
３２ 浸漬ノズル
５０ 冷却ライン
６０ 鋳片
１００ 真空形成部材
１１０ カバー部材
１１１ 垂直部
１１２、１１２ａ 水平部
１１４ 排気口
１２０ 真空ポンプ
１３０ 検知手段
１３０ａ 距離センサー
１３０ｂ 温度センサー
Ｍ 溶鋼
ａ 空間部

図１に示す通り、鋳造設備１、例えば、連続鋳造設備は、精錬を経た溶鋼を収める容器である取鍋（ｌａｄｌｅ）１０から供給される溶鋼Ｍを貯留し且つ分配する役割を果たすタンディッシュ２０と、溶鋼Ｍの流量を制御するストッパー（図示せず）または摺動プレート（図示せず）と、タンディッシュ２０内の溶鋼Ｍをモールド３０に供給する浸漬ノズル３２及び溶鋼Ｍを凝固させて鋳片６０にするモールド３０を備えていてもよい。なお、モールド３０の下部には、鋳片６０を冷却させるための冷却ライン５０が配備されてもよい。

誘導部材２５は、タンディッシュ２０の底面から離れてタンディッシュ２０の内部を横切るように配備され、堰２４の両側に堰２４から離れて並ぶように配置されるように配備されてもよい。このとき、誘導部材２５は、これらの間において溶鋼の回転流が形成可能なように、ノズル２６の形成された上部側に形成されてもよい。このため、誘導部材２５の間には堰２４が配置可能であり、ノズル２６を介して供給されるガスによって誘導部材２５の間において溶鋼が堰２４に沿って移動しながら回転流が形成可能である。このとき、溶鋼の回転流が円滑に生成されるように、誘導部材２５の少なくとも一方の側面にはガイド部材２５ａが形成されてもよい。ガイド部材２５ａは、誘導部材２５の一方の側面に斜面を形成して溶鋼の移動方向を制御してもよい。図面には、下降流が形成される堰２４の一方の側に配備される誘導部材２５に斜面２５ａが形成された場合を示しているが、上昇流が形成される堰２４の他方の側に配備される誘導部材２５にも斜面が形成されてもよい。但し、上昇流が形成される側と、下降流が形成される側とに形成される斜面の方向が互いに異なっていてもよい。

カバー部材１１０は、タンディッシュ２０の幅方向に沿って配置されてもよく、下部は開放され、上部には排気口１１４が形成される中空状に形成されてもよい。カバー部材１１０は、上下方向に延びる垂直部１１１と、垂直部１１１の上部に連結される水平部１１２と、を備えていてもよい。このとき、排気口１１４は水平部１１２に形成されてもよく、別途の排気管が連結されて真空ポンプ１２０と連結されてもよい。

そして、カバー部材１１０ａには、空間部ａにおける溶鋼の湯面レベルを測定するための検知手段１３０が配備されてもよい。検知手段１３０としては、図５の（ａ）に示すように、水平部１１２ａに配備されて水平部から溶鋼の湯面までの距離を測定する距離センサー１３０ａが用いられてもよい。なお、検知手段１３０としては、図５の（ｂ）に示すように、溶鋼に浸漬される垂直部１１１ａに配備されて溶鋼の温度を測定する温度センサー１３０ｂが用いられてもよい。

タンディッシュ２０に溶鋼が注入されて溶鋼の湯面レベルが上がると、タンディッシュ２０に配設されたカバー部材１１０の下部、すなわち、垂直部１１１の一部が溶鋼に浸漬され、その結果、カバー部材１１０の内側において溶鋼の湯面の上部に空間部ａが形成可能である。

溶鋼への垂直部１１１の浸漬有無は、検知手段１３０を用いて判断 してもよい。図５の（ａ）に示すように、検知手段１３０として距離センサー１３０ａを用いる場合、距離センサー１３０ａにおいてカバー部材１１０ａの内部における溶鋼の湯面までの距離を測定することにより、垂直部１１１ａの浸漬有無を判断することができる。すなわち、距離センサー１３０ａにおいて測定された結果を制御部に転送すれば、制御部では、距離センサー１３０ａにおいて測定された溶鋼の湯面までの距離と、既に設定された距離測定された距離と、を互いに比較することにより、垂直部１１１ａの浸漬有無を判断することができる。

そして、図５の（ｂ）に示すように、検知手段１３０として温度センサー１３０ｂを用いる場合、垂直部１１１ａに垂直部１１１ａの長手方向に配設された複数の温度センサー１３０ｂを用いて、溶鋼に浸漬された垂直部１１１ａの温度の変化を検出することにより、垂直部１１１ａの浸漬有無を判断することができる。

Claims (16)

1. 鋳造設備であって、
   タンディッシュに収められる溶鋼の湯面の上部の少なくとも一部に空間部を形成するように前記タンディッシュに配設されるカバー部材と、
   前記空間部に真空を形成するように前記カバー部材と連結される真空ポンプと、
   前記真空ポンプの動作を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする鋳造設備。
2. 前記カバー部材は、
   上部及び下部が開放される中空状に形成され、少なくとも一部が前記溶鋼に浸漬されるように上下方向に配備される垂直部と、
   前記垂直部の上部に連結されて、前記垂直部との間に空間部を形成する水平部と、
   を備え、
   前記水平部には、前記真空ポンプと連結されるように排気口が形成されることを特徴とする請求項１に記載の鋳造設備。
3. 前記水平部は、前記垂直部の上部のみを覆うように形成されることを特徴とする請求項２に記載の鋳造設備。
4. 前記水平部は、前記タンディッシュの上部に載置されるように形成されることを特徴とする請求項３に記載の鋳造設備。
5. 前記タンディッシュの内部には、溶鋼の流動を形成するために前記タンディッシュの底面から離れて前記タンディッシュの内部を横切る構造物が配備され、
   前記タンディッシュの底面から離れて前記構造物の両側に前記構造物と並ぶように配置される誘導部材が配備されることを特徴とする請求項４に記載の鋳造設備。
6. 前記誘導部材の上部面は、
   前記構造物の上部面の高さよりも高所に配備されることを特徴とする請求項５に記載の鋳造設備。
7. 前記タンディッシュにガスを供給するようにノズルが配備され、
   前記ノズルは、前記誘導部材の間において前記構造物の一方の側に配備されることを特徴とする請求項６に記載の鋳造設備。
8. 前記空間部における溶鋼の湯面レベルを測定するための検知手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の鋳造設備。
9. 前記検知手段は、距離センサー及び温度センサーの少なくともどちらか一方を備えることを特徴とする請求項８に記載の鋳造設備。
10. 鋳造方法であって、
    タンディッシュを設ける過程と、
    前記タンディッシュに溶鋼を注入する過程と、
    前記タンディッシュの上部であって、前記タンディッシュに収められる溶鋼の湯面の上部の少なくとも一部の領域に、真空を形成するための真空形成部材を配設する過程と、
    前記溶鋼にガスを吹き込んで回転流を形成する過程と、
    前記溶鋼の湯面の上部の少なくとも一部の領域に真空を形成する過程と、
    を含むことを特徴とする鋳造方法。
11. 前記タンディッシュを設ける過程において、
    真空を形成するための領域を限定する誘導部材を形成し、
    前記誘導部材は、前記タンディッシュの底面から離れて前記タンディッシュの内部を横切るように配備される構造物の両側に前記構造物と並ぶように形成することを特徴とする請求項１０に記載の鋳造方法。
12. 前記真空形成部材を配設する過程は、
    前記誘導部材の間にカバー部材を配設する過程と、
    前記カバー部材の少なくとも一部を前記溶鋼に浸漬させて、前記カバー部材の内部に溶鋼の湯面から離れる空間部を形成する過程と、
    前記カバー部材に真空ポンプを連結する過程と、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載の鋳造方法。
13. 前記回転流を形成する過程は、
    前記構造物の一方の側にガスを吹き込む過程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の鋳造方法。
14. 前記真空を形成する過程は、前記真空ポンプを作動させて前記空間部を吸引する過程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の鋳造方法。
15. 前記真空を形成する過程は、前記カバー部材の少なくとも一部が前記溶鋼に浸漬されれば行うことを特徴とする請求項１４に記載の鋳造方法。
16. 前記真空を形成する過程は、
    前記空間部における溶鋼の湯面レベルの変動を測定する過程を含み、
    前記溶鋼の湯面レベルの変動に基づいて、前記空間部の真空度を調節することを特徴とする請求項１５に記載の鋳造方法。

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