JP2020032442A - Method for casting molten steel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶鋼の鋳造方法に関する。 The present invention relates to a method for casting molten steel.
鉄鋼製品には、製品の用途に応じてＳｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｔｉ等の様々な活性元素が添加されているが、溶鋼の表面が大気に暴露された状態ではこれらの合金元素が大気中の酸素や窒素と反応して、酸化物や窒化物を形成する。これらの酸化物や窒化物は、大型の非金属介在物となり、圧延工程を経た製品にて疵になる場合や、製品の疲労寿命に悪影響を及ぼす場合がある。このため、精錬後の溶鋼と大気とにおける気−液反応を抑止することが重要である。特に、連続鋳造設備にて溶鋼を鋳造する場合では、溶鋼が注入される中間容器であるタンディッシュが大気に暴露され易いことから、タンディッシュ内での溶鋼と大気との気−液反応を低減することが必要とされている。 Various active elements such as Si, Mn, Al, and Ti are added to steel products depending on the use of the products. However, when the surface of the molten steel is exposed to the air, these alloy elements are removed from the atmosphere. Reacts with oxygen and nitrogen to form oxides and nitrides. These oxides and nitrides become large non-metallic inclusions, which may become flaws in the product after the rolling process, or may adversely affect the fatigue life of the product. For this reason, it is important to suppress the gas-liquid reaction between the molten steel after refining and the atmosphere. In particular, when casting molten steel in a continuous casting facility, the tundish, which is an intermediate container into which the molten steel is poured, is easily exposed to the atmosphere, reducing the gas-liquid reaction between the molten steel and the atmosphere in the tundish. There is a need to
例えば、特許文献１には、タンディッシュ内を不活性ガスであるアルゴンでパージすることにより、タンディッシュ内での溶鋼と大気との気−液反応を低減する方法が開示されている。
また、特許文献２には、品質上懸念される非金属介在物として酸化物のみを考慮する場合において、より安価な不活性ガスである窒素でタンディッシュ内をパージすることで、タンディッシュ内での溶鋼と大気との気−液反応を低減する方法が開示されている。
For example,
Further, in
ところで、タンディッシュには、一般的に、耐火物を予熱するためのガスの通り道や、溶鋼の温度測定・サンプル採取を目的とした開口部等が予め加工されて設けられている。さらに、溶鋼のような高温下の環境での鉄容器の変形は不可避であるため、タンディッシュにおけるわずかな隙間の発生を工業的に抑止することは困難である。
特許文献１，２に記載の方法では、タンディッシュ内に混入する大気の影響を除外するため、不活性ガスによってタンディッシュ内を陽圧化することが提案されている。しかし、取鍋から注入された溶鋼を受けるタンディッシュの受鋼部では、溶鋼の自由落下に伴う大気の巻き込みが必ず発生していた。これに加え、パージガスを流している箇所ではそれに伴い不可避的にタンディッシュ内への大気の流入が発生していた。このため、特に、軸受鋼といった鋼中の酸化物に対して厳格な鋼種においては、溶鋼と大気中の酸素との気−液反応をより低減する方法が求められている。
By the way, the tundish is generally provided with a gas passage for preheating the refractory, an opening for measuring the temperature of the molten steel and taking a sample, and the like, which have been processed in advance. Further, since deformation of the iron container in a high-temperature environment such as molten steel is inevitable, it is difficult to industrially suppress the generation of a small gap in a tundish.
In the methods described in
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、溶鋼と大気中の酸素との気−液反応を抑制することができる、溶鋼の鋳造方法を提供することを目的としている。 Then, this invention was made paying attention to the said subject, and an object of this invention is to provide the casting method of molten steel which can suppress the gas-liquid reaction of molten steel and oxygen in air | atmosphere. .
本発明の一態様によれば、連続鋳造設備を用いた溶鋼の鋳造方法であって、上記連続鋳造設備の中間容器であるタンディッシュの内部に、少なくとも還元性ガスを含む置換ガスを完全燃焼させない条件で吹き込む置換工程と、上記置換工程の後、内部に上記還元性ガスを含む上記タンディッシュを用いて、上記連続鋳造設備で連続鋳造を行う鋳造工程と、を含む、溶鋼の鋳造方法が提供される。
本発明の一態様によれば、造塊設備を用いた溶鋼の鋳造方法であって、上記造塊設備の鋳型の内部に、少なくとも還元性ガスを含む置換ガスを完全燃焼させない条件で吹き込む置換工程と、上記置換工程の後、内部に上記還元性ガスを含む上記鋳型を用いて、上記造塊設備で鋳造を行う鋳造工程と、を含む、溶鋼の鋳造方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a method of casting molten steel using a continuous casting facility, wherein a replacement gas containing at least a reducing gas is not completely burned in a tundish that is an intermediate container of the continuous casting facility. A method for casting molten steel, comprising: a replacement step of blowing under conditions; and a casting step of performing continuous casting with the continuous casting facility using the tundish containing the reducing gas therein after the replacement step. Is done.
According to one aspect of the present invention, there is provided a method for casting molten steel using an ingot-making facility, wherein a replacement step of blowing a replacement gas containing at least a reducing gas into a mold of the above-mentioned ingot-making facility under conditions that do not completely burn the replacement gas. And a casting step of performing casting in the ingot making facility using the mold containing the reducing gas therein after the replacement step, to provide a method for casting molten steel.
本発明の一態様によれば、溶鋼と大気中の酸素との気−液反応を抑制することができる溶鋼の鋳造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a method of casting molten steel capable of suppressing a gas-liquid reaction between molten steel and oxygen in the atmosphere.
以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するように、本発明の実施形態を例示して多くの特定の細部について説明する。しかしながら、かかる特定の細部の説明がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかである。また、図面は、簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。 In the following detailed description, numerous specific details are set forth by way of example of embodiments of the invention in order to provide a thorough understanding of the invention. It is apparent, however, that one or more embodiments may be practiced without these specific details. In the drawings, well-known structures and devices are schematically illustrated for brevity.
＜溶鋼の鋳造方法＞
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る溶鋼の鋳造方法について説明する。本実施形態では、精錬処理された溶鋼を、連続鋳造設備を用いて連続鋳造する。連続鋳造設備は、溶鋼の鋳造において一般的に用いられるものであればよく、特に限定されない。連続鋳造設備を用いた連続鋳造では、取鍋（不図示）に収容された溶鋼を、図１に示すタンディッシュ１に注入し、その後、タンディッシュ１から鋳型（不図示）に溶鋼を注入することで所望の形状のスラブやビレット等の鋳片が鋳造される。タンディッシュ１は、図１に示すように、上蓋に形成される注入孔１０と、４個のストッパー孔１１ａ〜１１ｄを有する。注入孔１０は、タンディッシュ１の上蓋の中央に形成され、取鍋に接続されるロングノズル（不図示）が挿通される開口部である。４個のストッパー孔１１ａ〜１１ｄは、タンディッシュ１の長手方向に並ぶようにして形成される孔であり、４本のストッパー（不図示）がそれぞれ挿通される開口部である。なお、注入孔１０は、中央のストッパー孔１１ｂ，１１ｃの間に形成される。なお、図１に示すタンディッシュ１は、４ストランドでブルーム等の鋳片を鋳造する連続鋳造設備に設けられるものである。そして、４個のストッパー孔１１ａ〜１１ｄの位置は、鋳型が設置される各ストランドの位置に対応して設けられる。また、本実施形態において鋳造される溶鋼の鋼種は、非金属介在物として酸化物を低減する必要がある、軸受鋼である。
<Molten steel casting method>
A method for casting molten steel according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the smelted molten steel is continuously cast using a continuous casting facility. The continuous casting equipment is not particularly limited as long as it is generally used in casting molten steel. In continuous casting using a continuous casting facility, molten steel stored in a ladle (not shown) is poured into a tundish 1 shown in FIG. 1, and thereafter, molten steel is poured from the tundish 1 into a mold (not shown). Thus, a slab or a billet of a desired shape is cast. As shown in FIG. 1, the tundish 1 has an
（加熱工程）
本実施形態では、まず、タンディッシュ１を加熱する加熱工程を行う。加熱工程では、図１に示すように、中央側の２個のストッパー孔１１ｂ，１１ｃに、ガス供給管２がそれぞれ設けられる。ガス供給管２は、空気と還元性ガスとを供給する（吹き込む）管であり、ガスが噴射される先端が２個のストッパー孔１１ｂ，１１ｃからタンディッシュ１の内部に向かって設けられる。空気及び還元性ガスは、ガス供給装置からガス供給管２に供給され、それぞれの供給量（流量）が個別に調整可能に構成される。還元性ガスは、コークス炉にて発生し、回収された還元性のガスであるＣガスである。Ｃガスは、還元性のガス成分である、ＣＯガス及び各種の炭化水素ガスを含み、例えば、表１に示すような組成からなる。
(Heating process)
In the present embodiment, first, a heating step of heating the tundish 1 is performed. In the heating step, as shown in FIG. 1, the
そして、加熱工程では、２個のストッパー孔１１ｂ，１１ｃからタンディッシュ１の内部に空気と還元性ガスとを吹き込み、還元性ガスを燃焼させることで、タンディッシュ１の内部を加熱する。このとき、吹き込む空気の量は、空気に含まれる酸素ガスの量が、還元性ガスを完全燃焼させる量以上となるように、流量が調整される。好ましくは、還元性ガスと空気との空燃比が１．４以上となる条件で、還元性ガス及び空気が吹き込まれる。空燃比は、吹き込まれるＣガスを完全燃焼させるのに必要な酸素の量（流量）に対する実際に流す空気の量（流量）の比である。なお、タンディッシュ１の内部の温度が還元性ガスの発火点より低い場合には、自然に着火が行われないため、火点を用いて吹き込むガスの着火が行われる。
加熱工程は、連続鋳造設備による鋳造が開始される直前まで行われる。なお、加熱工程が行われている間、ガス供給管２が設置されていない、２個のストッパー孔１１ａ，１１ｄ及び注入孔１０には、耐火性の蓋が設けられてもよい。
In the heating step, air and a reducing gas are blown into the inside of the tundish 1 from the two
The heating process is performed until immediately before the casting by the continuous casting facility is started. During the heating process, the two
（置換工程）
加熱工程の後、タンディッシュ１の内部に少なくとも還元性ガスを含む置換ガスを完全燃焼させない条件で吹き込む置換工程を行う。
置換ガスは、置換工程において、２個のガス供給管２からタンディッシュ１の内部に吹き込まれるガスであり、還元性ガスと酸素ガスとを混合させたものであることが好ましい。この場合、置換ガスに含まれる酸素ガスの量を、置換ガスに含まれる還元性ガスの完全燃焼に必要な量より少なくする。なお、置換ガスの空燃比を１．３以下とすることが好ましく、１．０以下とすることがより好ましい。このようにすることで、還元性ガスの一部が燃焼するため、置換ガスの吹き込みによるタンディッシュ１の内部の温度低下を抑制または防止することができる。また、置換ガスを、還元性ガスのみとしてもよい。しかし、還元性ガスのみを置換ガスとして吹き込むと、置換ガスの燃焼が起こりにくいため、タンディッシュ１の内部の温度が低下する可能性がある。このため、還元性ガスのみを置換ガスとして吹き込むことは、置換ガスの吹き込み時間が短い場合やタンディッシュ１の内部の温度が充分に高い場合等、温度低下が問題とならない場合のみに行うことが好ましい。
(Replacement process)
After the heating step, a replacement step of blowing a replacement gas containing at least a reducing gas into the inside of the tundish 1 under conditions not to completely burn is performed.
The replacement gas is a gas blown into the tundish 1 from the two
また、還元性ガスに含まれるＣＯ濃度は、還元性ガスに含まれるＣＯガスと溶鋼に含まれるＡｌとの平衡反応に基づいて、溶鋼に含まれるＡｌの再酸化が起こらない範囲となることが好ましい。タンディッシュ１内雰囲気がＣＯ−Ａｒ雰囲気の場合を全圧１ａｔｍの条件下で考えた場合について検討した、溶鋼中のＡｌの再酸化について説明する。ＣＯ−Ａｒ雰囲気での酸化反応は、（１）式を（２）式及び（３）式から考える。また、（１）式の平衡反応は、（４）式〜（７）式を用いて求められる。また、（４）式〜（７）式では、ａＡｌ２Ｏ３は１とし、ｅＣ Ｃ、ｅＣ Ａｌ、ｅＡｌ Ａｌ及びｅＡｌ Ｃは学振推奨値（学振製鋼委員会，製鋼反応の推奨平衡値，１９６８，日刊工業新聞社）を用いた。
Further, the concentration of CO contained in the reducing gas may be in a range where reoxidation of Al contained in the molten steel does not occur based on an equilibrium reaction between the CO gas contained in the reducing gas and Al contained in the molten steel. preferable. The re-oxidation of Al in molten steel, which is a study of the case where the atmosphere in the
上記の平衡反応を計算した結果を図２に示す。図２に示すグラフでは、（１）式の反応が平衡となる条件を示しており、計算結果の実線の上側の領域では溶鋼中のＡｌの再酸化が発生する条件となり、計算結果の実線の下側の領域では溶鋼中のＡｌの再酸化が発生しない条件となる。つまり、溶鋼中のＡｌ濃度または鋳造する溶鋼の鋼種の上限Ａｌ濃度に応じて、これらのＡｌ濃度を図２のグラフの縦軸に対応させて、図２の実線の下側の領域の範囲となるように、ＣＯ濃度の上限が決定される。例えば、高清浄度性が求められる軸受鋼では、一般的に、溶鋼中のＡｌ濃度の上限が０．０２５ｍａｓｓ％以下となっている。このため、このような鋼種の場合には、図２の点線で示すように、ＣＯ濃度を１１ｍａｓｓ％以下とすることで、ＣＯガスによるＡｌの再酸化が抑えられる。また、溶鋼中のＡｌ濃度の上限が０．０２５ｍａｓｓ％以下となる鋼種の鋳造において、還元性ガスとして表１に示す成分のＣガスを用いる場合、ＣＯガス濃度は１１ｍａｓｓ％以下となるため、Ｃガスの成分を調整しなくとも用いることができる。
置換工程は、タンディッシュ１内に還元性ガスが残るまで行われる。なお、加熱工程と同様に、置換工程が行われている間、ガス供給管２が設置されていない、２個のストッパー孔１１ａ，１１ｄ及び注入孔１０には、耐火性の蓋が設けられてもよい。
FIG. 2 shows the result of calculating the above equilibrium reaction. The graph shown in FIG. 2 shows the condition under which the reaction of equation (1) is in equilibrium. The region above the solid line of the calculation result is a condition under which reoxidation of Al in molten steel occurs. In the lower region, the condition is such that reoxidation of Al in the molten steel does not occur. That is, according to the Al concentration in the molten steel or the upper limit Al concentration of the steel type of the molten steel to be cast, these Al concentrations are made to correspond to the vertical axis of the graph of FIG. Thus, the upper limit of the CO concentration is determined. For example, in bearing steels that require high cleanliness, the upper limit of the Al concentration in molten steel is generally 0.025 mass% or less. For this reason, in the case of such a steel type, as shown by the dotted line in FIG. 2, by setting the CO concentration to 11 mass% or less, reoxidation of Al by the CO gas can be suppressed. Further, in the casting of a steel type in which the upper limit of the Al concentration in the molten steel is 0.025 mass% or less, when the C gas having the components shown in Table 1 is used as the reducing gas, the CO gas concentration is 11 mass% or less. It can be used without adjusting the components of the gas.
The replacement step is performed until the reducing gas remains in the
（鋳造工程）
置換工程の後、置換ガスの吹き込みを停止し、タンディッシュ１を用いて溶鋼の連続鋳造を行う鋳造工程が行われる。
鋳造工程では、注入孔１０に挿通されたロングノズル（不図示）を通じて、取鍋からタンディッシュ１へと溶鋼が注入される。そして、タンディッシュ１の下面の各ストランドの位置に設けられた、浸漬ノズルを通じて鋳型へと溶鋼が注入されることで、鋳造が行われる。
(Casting process)
After the replacement step, a casting step of stopping the blowing of the replacement gas and performing continuous casting of molten steel using the
In the casting process, molten steel is injected from the ladle into the
鋳造工程では、タンディッシュ１への溶鋼の注入に伴い、注入孔１０からの大気の巻き込みが発生するため、タンディッシュ１の内部に大気が流入する。また、４個のストッパー孔１１ａ〜１１ｄ及びタンディッシュ１に生じた隙間からの大気の流入が発生する。特に、置換ガスの吹き込み時においては、タンディッシュ１の内部は陽圧化しているため隙間からの大気の流入は抑えられているが、置換ガスの吹き込みを止めた後には、隙間からの大気の流入が発生しやすくなる。しかし、本実施形態の鋳造工程では、タンディッシュ１の内部には、置換ガスの不完全燃焼により還元性ガスが存在した状態となる。このため、鋳造初期においてタンディッシュ１の内部に流入した大気中の酸素ガスは、下記（８）式または（９）式の反応により還元性ガスと反応し、溶鋼中のＡｌとの反応が抑えられることとなる。これにより、溶鋼と大気中の酸素との気−液反応を抑制することができる。
ＣｍＨｎ＋（ｍ／２＋ｎ／４）Ｏ２→ｍＣＯ２＋ｎ／２Ｈ２Ｏ ・・・（８）
ＣＯ＋１／２Ｏ２→ＣＯ２ ・・・（９）
In the casting process, air is drawn into the
C m H n + (m / 2 + n / 4) O 2 → mCO 2 + n / 2H 2 O (8)
CO + 1 / 2O 2 → CO 2 (9)
なお、鋳造工程では、タンディッシュ１へ所定の量の溶鋼が注入されると、タンディッシュフラックス等の被覆材がタンディッシュ１内に投入される。投入された被覆材は、溶融して溶鋼の浴面を被覆する。このため、被覆材を投入した以降は、溶鋼はタンディッシュ１内の雰囲気ガスと遮断され、溶鋼の再酸化は起こりにくくなる。つまり、本実施形態のように、鋳造の初期においてタンディッシュ１内に還元性ガスがある状態とすることで、鋳造工程の全期間にわたって溶鋼の再酸化を抑制することができるようになる。また、本実施形態では、置換工程にて置換ガスの噴射に用いる設備は、加熱工程にて用いられる設備の空燃比を変えるだけでよい。このため、特許文献１，２のように新たな設備を導入する必要がなく、簡易かつ安価に溶鋼の再酸化を防止することができる。さらに、製鉄所のコークス炉にて発生したＣガスを還元性ガスとして用いるため、稼働コストにも優れる。
In the casting process, when a predetermined amount of molten steel is injected into the
＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。
<Modification>
Although the invention has been described with reference to specific embodiments, it is not intended that the invention be limited by these descriptions. With reference to the description of the invention, other embodiments of the invention, including various modifications, as well as the disclosed embodiments, will be apparent to persons skilled in the art. Therefore, it should be understood that the embodiments of the invention described in the claims encompass embodiments including these modifications described in the present specification alone or in combination.
例えば、上記実施形態では、鋳造を行う設備を連続鋳造設備としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、鋳造を行う設備を、図３に示すような造塊設備３であってもよい。造塊設備３は、精錬処理された溶鋼を下注ぎ造塊することで、インゴットを鋳造する設備である。造塊設備３は、下注ぎ造塊法において一般的に用いられる設備であり、注入管３０と、定盤３１と、２個の鋳型３２と、２個の蓋３３とを有する。造塊設備３では、注入管３０及び２個の鋳型３２は、溶鋼４が通る注入経路３４から定盤３１を通じて２個の鋳型３２にそれぞれ達するように、定盤３１の上に設けられる。そして、２個の鋳型３２の上には、断気のために蓋３３がそれぞれ設けられる。
For example, in the above embodiment, the equipment for performing casting is a continuous casting equipment, but the present invention is not limited to such an example. For example, the equipment for performing casting may be an
このような造塊設備３では、従来、以下の鋳造方法が行われていた。まず、不活性ガスを２個の鋳型３２の内部及び注入経路３４に流入させる置換工程を行う。その後、溶鋼４が収容された取鍋５を注入管３０の上部に配した後、溶鋼４を注入管３０から注ぎ、注入経路３４を通じて２個の鋳型３２へと流入させる鋳造工程を行う。このような鋳造方法において、置換工程にて、上記実施形態と同様に、置換ガスを２個の鋳型３２及び注入経路３４に吹き込むことで、蓋３３との隙間から鋳型３２内に流入した大気や注入管３０への注入時に巻き込まれる大気に含まれる酸素ガスを還元することができるようになる。なお、作業性や設備の簡易性の観点からは、２個の鋳型３２の上部からのみ置換ガスを吹き込むようにしてもよい。また、連続鋳造設備１と異なり、鋳型３２を高温に加熱する必要がないことから、置換ガスとして還元性ガスのみを用いるようにしてもよい。これにより、酸化物の介在物が低減されたインゴットを鋳造することができる。なお、図３に示す造塊設備３は一例であり、形状や鋳型の個数等は適宜変更することができる。
In such an ingot-making
また、上記実施形態では、還元性ガスとしてコークス炉にて発生したＣガスを用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。還元性ガスは、酸素ガスと反応して燃焼するものであれば、他のものであってもよい。例えば、還元性ガスは、炭化水素ガスやＣＯガスであってもよい。なお、炭化水素ガスには、水素が含まれるため、溶鋼中の水素濃度が上昇する可能性がある。このため、水素濃度に厳格な鋼種である場合には、水素濃度の許容上限量と溶鋼中の水素濃度とから、用いられる炭化水素の種類や濃度が適宜調整されることが好ましい。 In the above embodiment, the C gas generated in the coke oven is used as the reducing gas, but the present invention is not limited to this example. The reducing gas may be another one as long as it reacts with the oxygen gas and burns. For example, the reducing gas may be a hydrocarbon gas or a CO gas. Since the hydrocarbon gas contains hydrogen, the hydrogen concentration in the molten steel may increase. For this reason, in the case of a steel type having a strict hydrogen concentration, it is preferable to appropriately adjust the type and concentration of the hydrocarbon used from the allowable upper limit of the hydrogen concentration and the hydrogen concentration in the molten steel.
さらに、上記実施形態では、連続鋳造設備が図１に示す形状のタンディッシュ１を有するものとしたが、本発明はかかる例に限定されない。連続鋳造設備は一般的なものであれば、特に限定されるものではない。このため、タンディッシュ１の形状やストランド数は、図１に示すもの以外のものであってもよい。
さらに、上記実施形態では、溶鋼の鋼種が軸受鋼であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。溶鋼の鋼種は、溶鋼中のＳｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｔｉ等の活性元素の酸素ガスによる再酸化が懸念されるものであれば、他の鋼種であってもよい。
Further, in the above embodiment, the continuous casting facility has the
Further, in the above embodiment, the steel type of the molten steel is bearing steel, but the present invention is not limited to such an example. The steel type of the molten steel may be another steel type as long as reoxidation of active elements such as Si, Mn, Al, and Ti in the molten steel by oxygen gas is concerned.
さらに、状実施形態では、加熱工程を行うとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、タンディッシュ１を再使用する場合等、タンディッシュ１が十分に加熱されている場合には、加熱工程を行わずに置換工程以降の処理が行われてもよい。
さらに、上記実施形態では、置換ガスを２個のストッパー孔１１ｂ，１１ｃから吹き込むとしたが、本発明はかかる例に限定されない。置換ガスは、２個のストッパー孔１１ｂ，１１ｃ以外の孔、例えば、注入孔１０やストッパー孔１１ａ，１１ｄ、測温またはサンプリングのために設けられる他の孔を通じて供給されてもよい。
Further, in the embodiment, the heating step is performed, but the present invention is not limited to such an example. For example, when the
Further, in the above embodiment, the replacement gas is blown from the two
＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係る溶鋼の鋳造方法は、連続鋳造設備を用いた溶鋼の鋳造方法であって、連続鋳造設備の中間容器であるタンディッシュ１の内部に、少なくとも還元性ガスを含む置換ガスを完全燃焼させない条件で吹き込む置換工程と、置換工程の後、内部に還元性ガスを含むタンディッシュ１を用いて、連続鋳造設備で連続鋳造を行う鋳造工程と、を含む。
上記（１）の構成によれば、タンディッシュ１へ溶鋼を注入する際に、タンディッシュ１内に還元性ガスが存在している。このため、注入孔や隙間等から流入した大気中の酸素ガスが還元性ガスと反応し、溶鋼と大気中の酸素との気−液反応が抑制されるため、溶鋼の再酸化が抑制される。
<Effects of Embodiment>
(1) A method for casting molten steel according to one embodiment of the present invention is a method for casting molten steel using a continuous casting facility, in which at least a reducing gas is introduced into a
According to the above configuration (1), when the molten steel is injected into the
（２）上記（１）の構成において、置換工程では、置換ガスとして還元性ガス及び空気を少なくとも含むガスを用い、置換ガスの空燃比を１．３以下とする。
上記（２）の構成によれば、置換工程において、置換ガスの一部が燃焼するため、タンディッシュ１の温度低下を抑制または防止することができる。
(2) In the configuration (1), in the replacement step, a gas containing at least a reducing gas and air is used as the replacement gas, and the air-fuel ratio of the replacement gas is set to 1.3 or less.
According to the configuration (2), a part of the replacement gas is burned in the replacement step, so that a decrease in the temperature of the
（３）上記（１）または（２）の構成において、還元性ガスに含まれるＣＯ濃度を、還元性ガスに含まれるＣＯガスと溶鋼に含まれるＡｌとの平衡反応に基づいて、溶鋼に含まれるＡｌの再酸化が起こらない範囲とする。
上記（３）の構成によれば、ＣＯによる溶鋼中のＡｌの再酸化を抑えることができるため、酸化物の発生をより低減することができる。
(3) In the configuration of the above (1) or (2), the concentration of CO contained in the reducing gas is contained in the molten steel based on an equilibrium reaction between the CO gas contained in the reducing gas and Al contained in the molten steel. Within a range where reoxidation of Al does not occur.
According to the configuration of (3), since reoxidation of Al in molten steel by CO can be suppressed, generation of oxides can be further reduced.
（４）上記（１）〜（３）のいずれかの構成において、置換ガスは、ＣＯガスの濃度が１１ｍａｓｓ％以下である。
上記（４）の構成によれば、溶鋼中のＡｌ濃度が０．０２５ｍａｓｓ％以下の鋼種、例えば高品質な軸受鋼等において、ＣＯによる溶鋼中のＡｌの再酸化を抑えることができる。
(4) In any one of the above configurations (1) to (3), the replacement gas has a CO gas concentration of 11 mass% or less.
According to the above configuration (4), in a steel type having an Al concentration of 0.025 mass% or less in molten steel, for example, in a high-quality bearing steel, it is possible to suppress the reoxidation of Al in molten steel by CO.
（５）本発明の一態様に係る溶鋼の鋳造方法は、造塊設備３を用いた溶鋼４の鋳造方法であって、造塊設備３の鋳型３２の内部に、少なくとも還元性ガスを含む置換ガスを完全燃焼させない条件で吹き込む置換工程と、置換工程の後、内部に還元性ガスを含む鋳型３２を用いて、造塊設備で鋳造を行う鋳造工程と、を含む。
上記（５）の構成によれば、図３に示すような造塊設備３においても、上記（１）の構成と同様な理由から、溶鋼４の再酸化を抑制することができる。
(5) The method for casting molten steel according to one embodiment of the present invention is a method for casting
According to the configuration (5), the re-oxidation of the
本発明者らが行った実施例について説明する。実施例では、上記実施形態と同様に、タンディッシュ１を有するブルーム連鋳機である連続鋳造設備にて、軸受鋼（ＳＵＪ２）を鋳造する際に、上記実施形態に係る溶鋼の鋳造方法を用いた。
実施例では、まず、加熱工程として、容量２０ｔのタンディッシュ１の内部をＣガスと空気とを混合燃焼させ、１８０分間予熱を行なった。この際、Ｃガスと空気との混合比率は、Ｃガスを完全燃焼させるため、空燃比を１．４、つまりＣガスを燃焼させるために必要な空気量の１．４倍とした。また、溶鋼には、予め、溶銑予備処理(脱リン・脱硫)、転炉(脱炭・脱リン)、ＬＦ(取鍋内造滓)、ＲＨ脱ガス(介在物浮上)処理を施した。
An example performed by the present inventors will be described. In the example, similarly to the above embodiment, when casting the bearing steel (SUJ2) in a continuous casting facility which is a bloom continuous caster having the
In the example, first, as a heating step, the inside of the
加熱工程の後、置換ガスをタンディッシュ１に吹き込む置換工程を行った。置換工程では、加熱工程で流していたＣガスと空気とを、空燃比が１．４から１．０に低減させた流量で、置換ガスとしてタンディッシュ１に流入させることで、タンディッシュ１の内部に還元性ガスであるＣガスを流入させた。また、置換工程において、置換ガスを流入させた時間は５分であった。
After the heating step, a replacement step of blowing a replacement gas into the
置換工程の後、タンディッシュ１に溶鋼を注入し、連続鋳造を行うことで鋳造工程を行った。鋳造工程では、タンディッシュ１の容量分（２０ｔ）の溶鋼が注入された段階で、溶鋼をサンプリングし、溶鋼中のトータル酸素量及びトータル窒素量を分析した。また、精錬処理が完了した段階であるＲＨ脱ガス処理終了時においても、溶鋼をサンプリング実施し、ＲＨ脱ガス処理終了時における溶鋼中のトータル酸素量及びトータル窒素量を分析した。そして、それぞれの分析結果から、ＲＨ脱ガス処理終了時から２０ｔ溶鋼注入時までにおける、トータル酸素及びトータル窒素のピックアップ量を調査した。トータル酸素及びトータル窒素のピックアップ量は、各分析値のＲＨ脱ガス処理終了時から２０ｔ溶鋼注入時までの変化量である。
また、実施例では比較例として、置換工程を行わずに、加熱工程の後に鋳造工程を行う従来の鋳造方法についても実施し、トータル酸素及びトータル窒素のピックアップ量を調査した。なお、比較例における加熱工程及び鋳造工程の条件は、実施例と同様とした。
After the replacement step, a casting step was performed by injecting molten steel into the
In the examples, as a comparative example, a conventional casting method in which a casting step was performed after a heating step without performing a replacement step was also performed, and the pickup amounts of total oxygen and total nitrogen were investigated. The conditions of the heating step and the casting step in the comparative example were the same as those in the example.
図４に、実施例及び比較例におけるトータル酸素及びトータル窒素のピックアップ量の調査結果を示す。図４に示すように、トータル窒素のピックアップ量は実施例と比較例とで同程度となっているのに対して、トータル酸素のピックアップ量は比較例で１０ｐｐｍであってものが実施例では０ｐｐｍとなっており大幅に低減されることが確認できた。これは、タンディッシュ１内に混入した大気中の酸素が、還元性ガスと燃焼反応を起こすことで消費されたことが示唆される。
FIG. 4 shows the results of an investigation on the pickup amounts of total oxygen and total nitrogen in Examples and Comparative Examples. As shown in FIG. 4, the pickup amount of total nitrogen is almost the same between the embodiment and the comparative example, whereas the pickup amount of total oxygen is 10 ppm in the comparison example, but 0 ppm in the embodiment. It was confirmed that it was significantly reduced. This suggests that oxygen in the atmosphere mixed into the
１ タンディッシュ
１０ 注入孔
１１ａ〜１１ｄ ストッパー孔
２ ガス供給管
３ 造塊設備
３０ 注入管
３１ 定盤
３２ 鋳型
３３ 蓋
３４ 注入経路
４ 溶鋼
５ 取鍋
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記連続鋳造設備の中間容器であるタンディッシュの内部に、少なくとも還元性ガスを含む置換ガスを完全燃焼させない条件で吹き込む置換工程と、
前記置換工程の後、内部に前記還元性ガスを含む前記タンディッシュを用いて、前記連続鋳造設備で連続鋳造を行う鋳造工程と、
を含む、溶鋼の鋳造方法。 A method for casting molten steel using a continuous casting facility,
Inside the tundish which is an intermediate container of the continuous casting facility, a replacement step of blowing a replacement gas containing at least a reducing gas under conditions that do not completely burn,
After the replacement step, using the tundish containing the reducing gas inside, a casting step of performing continuous casting in the continuous casting equipment,
And a method for casting molten steel.
前記造塊設備の鋳型の内部に、少なくとも還元性ガスを含む置換ガスを完全燃焼させない条件で吹き込む置換工程と、
前記置換工程の後、内部に前記還元性ガスを含む前記鋳型を用いて、前記造塊設備で鋳造を行う鋳造工程と、
を含む、溶鋼の鋳造方法。 A method of casting molten steel using an ingot-making facility,
A replacement step in which the replacement gas containing at least a reducing gas is blown under conditions that do not completely burn the inside of the mold of the ingot making equipment,
After the replacement step, using the mold containing the reducing gas therein, a casting step of performing casting in the ingot making facility,
And a method for casting molten steel.
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| JP2018160291A JP2020032442A (en) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | Method for casting molten steel |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020037041A (en) * | 2014-11-30 | 2020-03-12 | 株式会社三洋物産 | Game machine |
| JP2020078661A (en) * | 2020-02-27 | 2020-05-28 | 株式会社三洋物産 | Game machine |
| WO2021106484A1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Method for casting molten steel, method for producing continuous cast slab, and method for producing steel for bearing |
-
2018
- 2018-08-29 JP JP2018160291A patent/JP2020032442A/en active Pending
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