JP2024014995A

JP2024014995A - 鋼の連続鋳造方法

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Publication number: JP2024014995A
Application number: JP2023197157A
Authority: JP
Inventors: 友一塚口; Yuichi Tsukaguchi; 謙治田口; Kenji Taguchi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2023-11-21
Publication date: 2024-02-01
Also published as: JP2021151660A

Abstract

【課題】ノズル流路内面への介在物の付着を抑制することができる鋼の連続鋳造方法を提供する。【解決手段】タンディッシュから鋳型への溶鋼注入にノズルを用いる鋼の連続鋳造方法であって、ノズルは上ノズルと、スライディングゲートと、浸漬ノズルとを含み、スライディングゲートは上ノズルと浸漬ノズルとの間に配置されており、浸漬ノズルの流路内に純度が９９．９９％以上、酸素濃度が２ｐｐｍ以下、露点が－６５℃以下、窒素濃度が１０ｐｐｍ以下のＡｒガスを流し、スライディングゲートを用いて鋳型に注入される溶鋼の流量調整を行い、且つ、スライディングゲートの摺動面の外周部に不活性ガスを流し、外周部の酸素濃度を５％以下にすることを特徴とする、鋼の連続鋳造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、タンディッシュから鋳型への溶鋼注入にノズルを用いる鋼の連続鋳造方法に関し、詳しくは高融点非金属介在物による浸漬ノズルの閉塞が生じやすいアルミキルド鋼などの溶融金属を連続鋳造する方法に関する。

鋼の連続鋳造において、アルミナに代表される高融点非金属介在物の付着による浸漬ノズル内面の閉塞は、操業および鋳片品質に大きな影響を及ぼす問題である。従来、浸漬ノズル閉塞の防止に対して様々な対策技術が開示されている。

例えば、特許文献１には、鋳造中の高温下における化学反応によって緻密な内面を形成する、スピネル－ペリクレース－黒鉛系耐火物が開示されている。また、特許文献２には、低融点の緑柱石を含有し内面に半溶融層を形成するマグネシア－黒鉛あるいはスピネル－黒鉛系の耐火物が開示されている。

一方、本発明者らは、特許文献３において、アルミナグラファイトに微量のＣａＯ等を含有させることでアルミナ介在物の付着を防止し、さらに通電を併用してその効果を向上させる発明を開示している。本発明者らは、さらに特許文献４において、交流パルス状の電流を浸漬ノズルに流して非金属介在物の付着を防止する発明を開示している。特許文献５～７には、浸漬ノズル内への不活性ガスの吹き込み方法を適正化して、浸漬ノズルの閉塞防止と気泡欠陥の防止を両立する方法が開示されている。

これらの方法は、それぞれ一定の効果を発揮することが確認できている。しかしながらＲＥＭ（希土類元素）添加鋼のように、従来の技術では非金属介在物による浸漬ノズルの閉塞が十分に防止できない鋼種もあった。

また本発明者らは、浸漬ノズルの閉塞に影響を及ぼす因子について研究開発を重ねた結果、特許文献８に開示したように、浸漬ノズル内へ吹き込むＡｒガスの純度を通常よりも高めることによって、効果的に浸漬ノズル内へのアルミナ等高融点介在物の付着を抑制できることを知見している。

特許第３３５８９８９号公報特開２００２－３５９０４号公報特開２０１０－２０１５０４号公報特許第５０２４２９６号公報特開２００１－３００７０２号公報特開２０１０－５６９１号公報特開２０１１－１１０５６１号公報特許第５７６８７７３号公報

特許文献８に記載されている発明のように、浸漬ノズル内へ吹き込むＡｒガスの純度を通常よりも高めることによって、効果的に浸漬ノズル内へのアルミナ等高融点介在物の付着を抑制できる。しかしながら、浸漬ノズル内面への介在物の付着を抑制する効果を安定させるためには、まだまだ改善の余地があった。

そこで、本発明では、ノズル流路内面への介在物の付着を抑制することができる鋼の連続鋳造方法を提供することを課題とする。

上記問題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、特許文献８に記載される発明では、ノズルの流路内面に存在する継目等の隙間から外気が吸引されることにより、流路内面に吹き込まれるＡｒガスの純度が低下し、これによりノズル流路内面への介在物の付着を抑制する効果が不安定化するという問題があることを知見した。そこで、本発明者らは当該問題を解決するために、ノズル内面への外気の吸引を抑制することにより、ノズル流路内面への介在物付着抑制効果（ノズル閉塞抑制効果）を向上させることができることをさらに知見した。当該知見に基づいて、本発明を完成させた。

すなわち、上記課題を解決するための本発明の第一態様は、タンディッシュから鋳型への溶鋼注入にノズルを用いる鋼の連続鋳造方法であって、ノズルは上ノズルと浸漬ノズルとを含み、タンディッシュ内の上ノズルの上側に上下方向に移動可能なストッパーが配置されており、浸漬ノズルの流路内に純度が９９．９９％以上、酸素濃度が２ｐｐｍ以下、露点が－６５℃以下、窒素濃度が１０ｐｐｍ以下のＡｒガスを流し、前記上ノズルと前記ストッパーとの間隙を調整することにより鋳型に注入される溶鋼の流量を調整することを特徴とする、鋼の連続鋳造方法である。

第一態様において、ノズルは流路内面の継目に段差が無いこと、或いは、ノズルは流路内面に継目が無い一体型浸漬ノズルであることが好ましい。

また、上記課題を解決するための本発明の第二態様は、タンディッシュから鋳型への溶鋼注入にノズルを用いる鋼の連続鋳造方法であって、ノズルは上ノズルと、スライディングゲートと、浸漬ノズルとを含み、スライディングゲートは上ノズルと浸漬ノズルとの間に配置されており、浸漬ノズルの流路内に純度が９９．９９％以上、酸素濃度が２ｐｐｍ以下、露点が－６５℃以下、窒素濃度が１０ｐｐｍ以下のＡｒガスを流し、スライディングゲートを用いて鋳型に注入される溶鋼の流量調整を行い、且つ、スライディングゲートの摺動面の外周部に不活性ガスを流し、該外周部の酸素濃度を５％以下にすることを特徴とする、鋼の連続鋳造方法である。

さらに、上記課題を解決するための本発明の第三態様は、上記第一態様又は第二態様であって、ノズルの流路内面のうち少なくとも浸漬ノズルの流路内面に、化学組成として、ＺｒＯ_２を５０～８５ｍａｓｓ％、ＣａＯを１～２５ｍａｓｓ％、Ｃを８～４０ｍａｓｓ％含有するジルコニアグラファイト系耐火物を配し、ノズルに一方の電極を接続するとともに、タンディッシュ内の溶鋼に他方の電極を浸漬して、ノズルとその内部を通過する溶鋼との間に通電回路を構成し、ノズルにおける平均電流密度の絶対値を１～５０ｍＡ／ｃｍ^２とし、ノズルの極性が正となるように通電しながら、鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法である。

上記第三態様において、ノズルの極性が正負交互に入れ替わる交流パルス状の電流波形で通電し、電流波形の周期が０．５ｍｓ～２０ｍｓであり、ノズルの極性が負の期間における平均電流密度×通電時間よりも、ノズルの極性が正の期間における平均電流密度×通電時間の方が大きいことによって、ノズルの極性が正となるよう通電しながら、鋳造することが好ましい。

本発明によれば、ノズルの流路内面への介在物の付着を抑制することができる鋼の連続鋳造方法を提供することができる。

ノズル１００の断面を説明する図である。ノズル２００の断面を説明する図である。ノズル３００の断面を説明する図である。ノズル４００の断面及びスライディングゲート４３０の側面を説明する図である。下固定板４３２の三面図である。スライディングゲート４３０に不活性ガスを吹き込む機構を説明するための図である。連続鋳造装置５０を説明する図である。実施例ｊの通電波形を示す図である。実施例ｍの通電波形を示す図である。

本発明の鋼の連続鋳造方法について、各態様を用いて以下に説明する。

［第一態様］
本発明の第一態様は、タンディッシュから鋳型への溶鋼注入にノズルを用いる鋼の連続鋳造方法であって、ノズルは上ノズルと浸漬ノズルとを含み、タンディッシュ内の上ノズルの上側に上下方向に移動可能なストッパーが配置されており、浸漬ノズルの流路内に純度が９９．９９％以上、酸素濃度が２ｐｐｍ以下、露点が－６５℃以下、窒素濃度が１０ｐｐｍ以下のＡｒガスを流し、上ノズルとストッパーとの間隙を調整することにより鋳型に注入される溶鋼の流量を調整することを特徴とする、鋼の連続鋳造方法である。

第一態様は、浸漬ノズルの流路内に高純度のＡｒガスを流し、さらにタンディッシュから供給される溶鋼の流量調整にストッパーを用いた形態である。後述する第二態様は流量調整にスライディングゲートを用いた形態であり、こちらの方が溶鋼の流量調整に優れる。
しかしながら、溶鋼の流量調整にスライディングゲートを用いる場合、上ノズルとスライディングゲートとの継目、スライディングゲートの摺動面と摺動面との合わせ目、スライディングゲートと浸漬ノズルとの継目などから外気が吸引され、当該外気によりノズルの流路内面に吹き込まれるＡｒガスの純度が低下することが確認されている。特に、これらの継目において、流路断面積の変化がある場合に、継目からの外気吸引が顕著に生じることが分かっている。その観点では、スライディングゲートは主要な外気吸引場所と言える。そこで、第一態様ではスライディングゲートを用いた流量調整ではなく、ストッパーを用いて流量調整することで、流路内面への外気の吸引を抑制している。

以下、第一態様について、さらに詳しく説明する。第一態様の説明は主に図１を参照しつつ行うが、適宜図２、３を参照することとする。なお、図中にノズルの大きさを示しているが、これは後述の実施例のノズルの大きさを説明するための数値（単位は「ｍｍ」である）であり、あくまでも一例である。そのため、ノズルの大きさはこれに限定されるものではない。

＜ノズル＞
図１に第一態様に用いることができるノズルの一例であるノズル１００を示した。図１に示したように、ノズル１００は上ノズル１１０と浸漬ノズル１２０とを備えている。上ノズル１１０はタンディッシュから供給される溶鋼を受け取る部分であり、上ノズル１１０の高さ方向の上側（タンディッシュ側）の流路断面積（又は流路直径）は下側（鋳型側）の流路断面積よりも大きく形成されている。浸漬ノズル１２０は上ノズル１１０に供給された溶鋼を鋳型に注入する部分であり、鋳型中の溶鋼に浸漬するように配置されている。また、浸漬ノズル１２０の下部（鋳型側）には溶鋼を注入するための孔１２０ａ（ノズル吐出孔）が設けられている。

図１のように、ノズル１００は上ノズル１１０と浸漬ノズル１２０との間にコレクターノズル１３０を備えていてもよい。コレクターノズル１３０は上ノズル１１０と浸漬ノズル１２０とを接続する役割を有する。

ノズル１００のように、各部分の継目の段差は溶鋼流の方向に流路が拡大する方向に設けることが一般的である。継目から溶鋼が漏れることを抑制するためである。
しかしながら、上記したようにノズルの流路内面の継目から外気が吸引されることにより、吹き込まれるＡｒガスの純度が低下する虞がある。

そのため、第一態様では、流路内面の継目に段差が無いノズルを用いることが好ましい。図２に流路内面の継目に段差が無いノズルの一例であるノズル２００を示した。ノズル２００のように流路内面の継目に段差が無い構成とすることにより、ノズルの流路内面の継目から外気が吸引されることを抑制することができる。

ここで「流路内面の継目に段差が無い」とは、流路内面の継目に完全に段差が無い、すなわち継目に対向する部分同士の流路内面の直径（流路断面積）に全く差が無いことを意味するものではなく、製造上の誤差を許容するものである。例えば、継目の段差が１ｍｍ以内（直径２ｍｍ以内）の誤差であれば、継目に段差が無いと言える。

また、ノズル流路内面の継目からの外気の吸引をなくすために、第一態様では、ノズルとして、流路内面に継目が無い一体型浸漬ノズルを用いることがさらに好ましい。図３に一体型浸漬ノズルの一例であるノズル３００を示した。図３のように、上ノズルとして機能する部分と浸漬ノズルとして機能する部分とを一体としたノズル３００を用いることにより、ノズルの流路内面に継目が無くなるため、継目からの外気の吸引を全く無くすことができる。

ここで、ノズル１００の流路内面に配置される耐火物について説明する。ノズル１００の流路内面において、耐火物を配する位置は特に限定されず、ノズルの内面の少なくとも一部に配置されていればよいが、好ましくは内面の全部に配することである。通常、ノズル１００の内面は全て溶鋼と接触し得るためである。耐火物としては特に限定されないがアルミナグラファイト系耐火物（ＡＧ）や、後述するジルコニアグラファイト系耐火物（ＺＧ）を配置することができる。好ましくは、ジルコニアグラファイト系耐火物である。

＜ストッパー＞
第一態様では、タンディッシュ内の上ノズル１１０の上側に上下方向に移動可能なストッパー１５０が配置されている。ストッパー１５０は、タンディッシュからノズルに供給する溶鋼の流量を調整するための部材であり、図１のように、ストッパーを上下方向に移動させることにより、ストッパー１５０と上ノズル１１０との間隙を調整し、タンディッシュから鋳型に注入される溶鋼の流量を調整している。第一態様では、上記したとおり、流量調整にストッパー１５０を用いることにより、スライディングゲートを用いた場合に比べて、外気の吸引を抑制しつつ、溶鋼の流量を調整することができる。このようなストッパー１５０としては、公知のストッパーを用いることができる。

＜高純度Ａｒガスの吹き込み＞
通常の鋼の連続鋳造時において、浸漬ノズル内に流すＡｒガスは、純度が９９．９％程度のものが用いられる。Ａｒガス中の酸素等不純成分による溶鋼の汚染を防止する観点からは、９９．９％という純度は十分に高いと考えられているためである。

一方で、第一態様では、さらに純度を高めたＡｒガスを流す。すなわち、第一態様では浸漬ノズル１２０の流路内に純度が９９．９９％以上、酸素濃度が２ｐｐｍ以下、露点が－６５℃以下、窒素濃度が１０ｐｐｍ以下のＡｒガス（高純度Ａｒガス）を流す。これにより、ノズルの流路内面への介在物の付着を抑制することができる。

かかる効果は溶鋼の表面張力（Ａｒ気相と溶鋼との界面張力）が高められたためであると、本発明者らは推定している。鋳造後のノズル内面を詳しく調査した結果、高純度Ａｒガスを浸漬ノズル１２０内に流すことによって、Ａｒガス膜が溶鋼と浸漬ノズル１２０の内面との間に安定して形成されていたことから、溶鋼が浸漬ノズル１２０の内面に接触する機会が減少していると考えられたためである。

Ａｒガスの純度が上記規定値よりも低い、酸素濃度が上記規定値よりも高い、露点が上記規定値よりも高い、あるいは窒素濃度が上記規定値よりも高い場合には、Ａｒガスによる非金属介在物付着防止効果が低下する。溶鋼の表面張力を低下させるためである。

ここで、第一態様に用いるＡｒガスの純度は９９．９９９％以上であることが好ましい。Ａｒガスの酸素濃度は１ｐｐｍ以下であることが好ましい。Ａｒガスの露点は－７０℃以下であることが好ましい。Ａｒガスの窒素濃度は５ｐｐｍ以下であることが好ましい。
溶鋼の表面張力に対し、酸素や水分の影響は大きいので、第一態様ではこれら不純分に対する濃度の規定は厳しい値となっている。一方で、溶鋼の表面張力に対する窒素の影響は、酸素や水分の影響に比べると小さいので、窒素に対する濃度の規定は酸素等の規定に比べて緩くなっている。ただし、窒素の影響を完全に無視することはできない。

第一態様では、浸漬ノズル１２０の流路内に高純度Ａｒガスを流す。浸漬ノズル１２０の流路内にＡｒガスを吹き込むのは、浸漬ノズル１２０が他の部分より溶鋼との接触面積が大きくアルミナ等高融点介在物の付着頻度が高いためである。
浸漬ノズル１２０の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法は、例えば、浸漬ノズル１２０の流路内に直接高純度Ａｒガスを流す方法、上ノズル１１０の流路内に高純度Ａｒガスを流し、間接的に浸漬ノズル１２０の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法、又はこれらを組み合わせた方法等を挙げることができる。図１では、好ましい形態である上ノズル１１０及び浸漬ノズル１２０の両方の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法を採用している。

浸漬ノズル１２０の流路内に直接高純度Ａｒガスを流す方法としては、例えば図１のように、Ａｒ吹き込みプラグ１２１からスリット１２２（蓄気用空間、例えば厚さ２ｍｍ）を介してＡｒガス吹き込み部１２３に高純度Ａｒガスを供給し、浸漬ノズル１２０の流路内に直接高純度Ａｒガスを吹き込む方法を挙げることができる。そして、流路内に供給された高純度Ａｒガスは溶鋼流に乗って、溶鋼と共に鋳型に注入される。

Ａｒガス吹き込み部１２３の構成は特に限定されず、Ａｒガスを浸漬ノズル１２０内に供給できる形態であればよい。図１では、Ａｒガス吹き込み部１２３に多孔質耐火物を用いて、多孔質耐火物の隙間からＡｒガスを浸潤させ、浸漬ノズル１２０内にＡｒガスを吹き込む形態を採っている。多孔質耐火物は、例えば気孔率を高めたアルミナグラファイトあるいはジルコニアグラファイトを採用することができる。また、Ａｒガス吹き込み部１２３を配置する位置は特に限定されない。浸漬ノズル１２０の流路内のいずれの位置に配置されていても、高純度Ａｒガスを流すことによる効果を享受することができるためである。さらに、Ａｒガス吹き込み部１２３は、図１のように浸漬ノズル１２０の周方向全体に設けられていることが好ましい。

また、上ノズル１１０の流路内に高純度Ａｒガスを流し、間接的に浸漬ノズル１２０の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法としては、例えば図１のよう、Ａｒ吹き込みプラグ１１１からスリット１１２（蓄気用空間、厚さ３ｍｍ）を介してＡｒガス吹き込み部１１３に高純度Ａｒガスを供給し、上ノズル１１０の流路内に高純度Ａｒガスを吹き込むことで、間接的に浸漬ノズル１２０の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法を挙げることができる。

Ａｒガス吹き込み部１１３の構成は特に限定されず、Ａｒガス吹き込み部１２３と同様の構成を採ることができる。また、Ａｒガス吹き込み部１１３を配置する位置は特に限定されない。上ノズル１１０の流路内のいずれの位置に配置されていても、高純度Ａｒガスを流すことによる効果を享受することができるためである。

浸漬ノズル１２０のＡｒガス吹き込み部１２３からノズル１００の流路内に高純度Ａｒガスを吹き込む量は特に限定されないが、１ＮＬ／ｍｉｎ以上５ＮＬ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。
上ノズル１１０のＡｒガス吹き込み部１１３からノズル１００の流路内に高純度Ａｒガスを吹き込む量も特に限定されないが、２ＮＬ／ｍｉｎ以上５０ＮＬ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。ただし、上ノズル１１０及び浸漬ノズル１２０の両方の流路内に高純度Ａｒガスを流す場合は、Ａｒガス吹き込み部１１３から吹き込む高純度Ａｒガスの量はＡｒガス吹き込み部１２３から吹き込む高純度Ａｒガスの量の２～１０倍とすることが好ましい。上ノズル１１０のＡｒガス吹き込み部１１３からノズル１００の流路内に吹き込まれる高純度Ａｒガスは、一部がタンディッシュ内に浮上するため、通常、浸漬ノズル１２０のＡｒガス吹き込み部１２３から吹き込む高純度Ａｒガスの量よりも多量のガス量を必要とするためである。

上ノズル１１０及び浸漬ノズル１２０の両方の流路内に高純度Ａｒガスを流す場合、より好ましくは、上ノズル１１０のＡｒガス吹き込み部１１３から供給する高純度Ａｒガスの量をｑ１とし、浸漬ノズル１２０のＡｒガス吹き込み部１２３から供給する高純度Ａｒガスの量をｑ２とし、ノズル１００内面の総面積をＡとしたとき、｛（ｑ１／５）＋ｑ２｝／Ａが３～２５の間とすることである。｛（ｑ１／５）＋ｑ２｝／Ａが３よりも小さい場合は、介在物付着抑制効果が発揮し難く、２５より大きい場合は高純度Ａｒガスの供給が過剰であり、鋳造される鋳片に気泡性の欠陥が生じる虞がある。より具体的には、特許文献８を参照することにより行うことができる。

［第二態様］
本発明の第二態様は、タンディッシュから鋳型への溶鋼注入にノズルを用いる鋼の連続鋳造方法であって、ノズルは上ノズルと、スライディングゲートと、浸漬ノズルとを含み、スライディングゲートは上ノズルと浸漬ノズルとの間に配置されており、浸漬ノズルの流路内に純度が９９．９９％以上、酸素濃度が２ｐｐｍ以下、露点が－６５℃以下、窒素濃度が１０ｐｐｍ以下のＡｒガスを流し、スライディングゲートを用いて鋳型に注入される溶鋼の流量調整を行い、且つ、スライディングゲートの摺動面の外周部に不活性ガスを流し、該外周部の酸素濃度を５％以下にすることを特徴とする、鋼の連続鋳造方法である。

第二態様は、第一態様と異なり、ストッパーではなくスライディングゲートによって溶鋼の流量を調整する形態である。上記したように、スライディングゲートはストッパーよりも流量調整の精度が優れる。一方で、スライディングゲートは摺動面と摺動面の合わせ目等から外気を吸引し易い。そこで、第二態様では、スライディングゲートの摺動面の外周部に不活性ガスを流し、スライディングゲートの摺動面の外周部における酸素濃度を５％以下にすることで、外気の吸引による影響を抑制している。

以下、第二態様について、さらに詳しく説明する。第二態様の説明は主に図４を参照しつつ行う。なお、第二実施形態の説明において、第一実施形態と重複する部分については、説明は省略する。また、図中にノズルの大きさを示しているが、これは後述の実施例のノズルの大きさを説明するための数値（単位は「ｍｍ」である）であり、あくまでも一例である。そのため、ノズルの大きさはこれに限定されるものではない。

＜ノズル＞
図４に第二態様に用いることができるノズル４００の一例を示した。図４の左側はノズル４００の断面図であり、右側は左側図の紙面右側から観察したスライディングゲート４３０の図である。直線ｌはノズル４００の中心線である。

図４に示したように、ノズル４００は上ノズル４１０と、スライディングゲート４３０と、浸漬ノズル４２０とを備えている。上ノズル４１０と浸漬ノズル４２０とは第一態様と同様の機能を有するものなので、ここでは説明を省略する。

スライディングゲート４３０は、浸漬ノズル４２０に供給される溶鋼の流量を調整するための部材である。スライディングゲート４３０は、図４に示すように３層構造であり、上固体板４３１、下固定板４３２と、これらの間に中間プレート４３３を備えている。中間プレート４３３はこれらの間を摺動可能に配置されている。中間プレート４３３はスライド板とも呼ばれ、中間プレート４３３が摺動することによって流路を絞る構造となっている。その構造ゆえ、スライディングゲート４３０は、操業中の摺動面には段差が生じ、当該段差から外気が吸引され易い。

＜不活性ガスの吹き込み＞
そこで、第二態様では、スライディングゲート４３０の摺動面の外周部に不活性ガスを流し、当該外周部の酸素濃度を５％以下にしている。これにより、スライディングゲート４３０を用いたノズル４００であっても、摺動面からの外気の吸引による悪影響を抑制することができる。

ここで、「スライディングゲート４３０の摺動面」とは、上固体板４３１と中間プレート４３３との摺動面（摺動面Ａ）、及び、下固定板４３２と中間プレート４３３との摺動面（摺動面Ｂ）を含む概念である。
「摺動面の外周部」とは、摺動面の外周より外側の所定の範囲であり、具体的には摺動面の外周から５ｍｍ以内の位置である。
「不活性ガス」とは、Ａｒガス、窒素ガス、又はこれらの混合ガスである。Ａｒガス又は窒素ガスは一般的に用いられる純度のガスで良い。好ましくはＡｒガスである。

スライディングゲート４３０の摺動面Ａ、Ｂの外周部に不活性ガスを流す構造は何れも同じであるので、ここでは摺動面Ｂの外周部に不活性ガスを流す構造を、図５を用いて説明する。

図５は下固定板４３２の３面図である。中央が下固定板４３２の平面図であり、左が下固定板４３２の左側面図であり、下が下固定板４３２の正面図である。

図５のように、下固定板４３２は下固定板固定金物４３２ａの内部に固定されており、下固定板固定金物４３２ａには、下固定板４３２の外周を取り囲むように不活性ガスを吹き込むガス吹き込み孔４３２ｂ（上固定板固定金物４３１ａにおいてはガス吹き込み孔４３１ｂ）が複数配置されている。図５ではφ１．５ｍｍの不活性ガス吹き込み孔４３２ｂが４８個、下固定板４３２の外周を取り囲むように配置されている。ガス吹き込み孔４３２ｂの具体的な位置は特に限定されず、下固定板（摺動面Ｂ）の外周部の酸素濃度を５％以下にすることができるように不活性ガス吹き込み孔４３２ｂを配置すればよい。そのため必ずしもガス吹き込み孔４３２ｂを下固定板（摺動面Ｂ）の外周部に配置する必要はない。

ガス吹き込み孔４３２ｂは下固定板固定金物４３２ａの内部に設けられているガスチャンネル４３２ｃを通じて不活性ガスを摺動面の外周部に供給する。不活性ガスの流量速度は特に限定されないが、１０～３０Ｎｌ／ｍｉｎとすることが好ましい。上固定板４３１等も同様の構成を備えている。

図６にスライディングゲート４３０をそれぞれの固体金物（上固体板固定金物４３１ａ、下固体板固定金物４３２ａ、中間プレート固定金物４３３ａ）と共に重ねた断面図を示した。なお、中間プレート４３３は中間プレート固定金物４３３ａに完全に固定されているわけではなく、摺動方向に摺動可能なように固定されている。図６のように、上固体板固定金物４３１ａと中間プレート固定金物４３３ａとの間、及び、下固体板固定金物４３２ａと中間プレート固定金物４３３ａとの間には、ガス吹き込み孔から不活性ガスを吹き込むことができる空間（空間Ｃ）がそれぞれ存在している。空間Ｃは上記摺動面の外周部を含むように配置されており、空間Ｃと外側とをつなぐ部分に耐火ウール等のシール部材Ｄを配置することによって、空間Ｃを緩い密閉状態としている。そして、このような空間Ｃに不活性ガスを吹き込むことにより、空間Ｃ内を常に正圧に保つことができるため、空間Ｃ内への外気の侵入が抑制され、これによりスライディングゲート４３０の摺動面の外周部の酸素濃度を５％以下にすることができ、摺動面からの外気の吸引を効果的に抑制することができる。

ここで、「酸素濃度」は、空間Ｃにおける上記摺動面の外周部の任意の例えば３箇所から空気を採取し、当該空気の酸素濃度の平均値から算出することができる。

＜高純度Ａｒガスの吹き込み＞
第二態様では、浸漬ノズル４２０の流路内に純度が９９．９９％以上、酸素濃度が２ｐｐｍ以下、露点が－６５℃以下、窒素濃度が１０ｐｐｍ以下である高純度Ａｒガスを流す。
浸漬ノズル４２０の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法は、例えば、浸漬ノズル４２０の流路内に直接高純度Ａｒガスを流す方法、スライディングゲート４３０の上固定板４３１から高純度Ａｒガスを流し、間接的に浸漬ノズル４２０の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法、又はこれらを組み合わせた方法等を挙げることができる。図４では、好ましい形態である上固定板４３１及び浸漬ノズル４２０の両方の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法を採用している。

浸漬ノズル４２０の流路内に直接高純度Ａｒガスを流す方法は、第一態様と同様である。すなわち、Ａｒ吹き込みプラグ４２１から高純度Ａｒガスを浸漬ノズル４２０に供給する。また、好ましい高純度Ａｒガスの態様も第一態様と同様である。

また、スライディングゲート４３０の上固定板４３１から高純度Ａｒガスを流し、間接的に浸漬ノズル４２０の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法としては、例えば図４のように、Ａｒ吹き込みプラグ４３１ｐからＡｒガスを吹き込み、スリット４３１ｑ（畜気用空間、厚さ７ｍｍ）を通り、上固体板４３１の内面に穿かれた貫通孔４３１ｒを介して、ノズル４００の流路内に高純度Ａｒガスを吹き込むことで、間接的に浸漬ノズル４２０の流路内に高純度Ａｒガスを流す方法を挙げることができる。

貫通孔４３１ｒの構成は特に限定されず、Ａｒガスをノズル４００内に流通できる形態であればよい。好ましくは、上固体板４３１の内面の周方向に１０～１５個の貫通孔を高さ方向に１～３段設けることが好ましい。図４では周方向に１２個の貫通孔を２段設けている。

第二態様におけるＡｒガスの流量は第一態様と同様にすればよい。ここで第二態様の上固体板４３１から吹き込まれるＡｒガスの流量は、第一態様の上ノズルから吹き込まれるＡｒガスの流量を援用することができる。

［第三態様］
本発明の第三態様は、第一態様又は第二態様であって、さらに、ノズルの流路内面のうち少なくとも浸漬ノズルの流路内面に、化学組成として、ＺｒＯ_２を５０～８５ｍａｓｓ％、ＣａＯを１～２５ｍａｓｓ％、Ｃを８～４０ｍａｓｓ％含有するジルコニアグラファイト系耐火物を配し、ノズルに一方の電極を接続するとともに、タンディッシュ内の溶鋼に他方の電極を浸漬して、ノズルとその内部を通過する溶鋼との間に通電回路を構成し、ノズルにおける平均電流密度の絶対値を１～５０ｍＡ／ｃｍ^２とし、ノズルの極性が正となるように通電しながら、鋳造することを特徴とする、鋼の連続鋳造方法である。

このように第三態様は、第一態様又は第二態様の構成に加え、さらにノズルと溶鋼との間を通電しながら連続鋳造を行うものである。

ノズル内を流れる溶鋼は、流路内面において耐火物の溶損によって乖離する酸化物や、耐火物内を透過してノズル内面に達する外気、耐火物壁面近傍における温度低下によって上昇する酸素ポテンシャル等といった汚染に晒される。これらの汚染は、溶鋼の表面張力を低下させるため、吹き込まれた高純度Ａｒガスによる効果を損なう方向に作用する。そこで、第三態様では、酸素イオン透過性を有するジルコニアグラファイト系耐火物を浸漬ノズル内面に配し、ノズルの極性が正となるように通電することで、酸素イオンをノズル内面から外面へ移送して上記の汚染を軽減するのである。

＜ジルコニアグラファイト系耐火物＞
第三態様では、ノズルの流路内面うち少なくとも浸漬ノズルの流路内面にジルコニアグラファイト系耐火物を配する。従来、ジルコニアの脱酸効果を発揮するにはグラファイト等の導電性カーボンとの共存はできないと考えられていた。しかしながら、本発明者らの研究によって、溶鋼と触れる耐火物の稼働面においては脱炭が生じジルコニア単体として作用し脱酸効果が発揮されることが確認できている。

ジルコニアグラファイト系耐火物は、ノズルの流路内面のうち少なくとも浸漬ノズルの流路内面によいが、好ましくはノズルの内面の全部に配することである。

ジルコニアグラファイト系耐火物は、化学組成として、ＺｒＯ_２を５０～８５ｍａｓｓ％、ＣａＯを１～２５ｍａｓｓ％、Ｃを８～４０ｍａｓｓ％含有するものである。
ＺｒＯ_２の濃度（含有量）が５０～８５ｍａｓｓ％であるのは、５０ｍａｓｓ％未満では耐火物としての耐食性が失われるからであり、８５ｍａｓｓ％を越えると熱衝撃に弱くなるからである。ＣａＯの濃度が１～２５ｍａｓｓ％であるのは、１ｍａｓｓ％未満ではジルコニアが不安定化し耐火物の耐久性が低下してしまうからであり、２５ｍａｓｓ％を越えると介在物であるアルミナと反応した時に低融点化が著しく生じて溶損が過大になってしまうからである。なお、ジルコニア結晶の安定化にはＣａＯに代えてＭｇＯやＹ_２Ｏ_３を同じ組成範囲で用いても構わない。Ｃの濃度が８～４０ｍａｓｓ％であるのは、８ｍａｓｓ％未満であると電気抵抗が増大して安定した通電が難しくなるからであり、４０ｍａｓｓ％を越えると耐火物の耐食性が低下するからである。

ノズル内面への耐火物の配置は、例えば特開２００５－１９９３３９号公報に記載のような方法で行うことができる。

＜通電形式＞
第三態様では、ノズルに一方の電極を接続するとともに、タンディッシュ内の溶鋼に他方の電極を浸漬して、ノズルとその内部を通過する溶鋼との間に通電回路を構成し、ノズルにおける平均電流密度の絶対値を１～５０ｍＡ／ｃｍ^２とし、ノズルの極性が正となるように通電する。通電は直流であっても交流であってもよい。

ここで、「ノズルにおける平均電流密度」とは、電圧を印加したときにノズルと溶鋼との間に流れる平均電流値を、溶鋼と接するノズル内外面の総面積（通電面積）で除して得られる電流密度を意味する。

第三態様において、平均電流密度の絶対値を１～５０ｍＡ／ｃｍ^２とするのは、１ｍＡ／ｃｍ^２を下回ると、酸素イオンの移動による溶鋼の脱酸作用や耐火物・溶鋼界面の反応濡れといった通電効果が失われるからであり、逆に５０ｍＡ／ｃｍ^２よりも大きいと、電流値が大きくなり過ぎてケーブルが太くなるなど実施上の困難が表面化するからである。

また、第三態様ではノズルの極性が正となるよう通電する。ジルコニア系耐火物は酸素イオン透過性を有する固体電解質として知られ、正の極性で通電することにより、脱酸効果を得ることができるためである。

（交流パルス通電）
第三態様において、交流パルス状の電流波形で通電する場合は、次のように通電しながら鋳造を行うことが好ましい。すなわち、上記の構成に加えて、さらにノズルの極性が正負交互に入れ替わる交流パルス状の電流波形で通電し、電流波形の周期が０．５ｍｓ～２０ｍｓであり、ノズルの極性が負の期間における平均電流密度×通電時間よりも、ノズルの極性が正の期間における平均電流密度×通電時間の方が大きいことによって、ノズルの極性が正となるよう通電しながら、鋳造することが好ましい。

ここで、「ノズルの極性が負の期間の平均電流密度」とは、ノズルの極性が負、すなわち、陰極である期間において、ノズルと溶鋼との間に流れる平均電流値を、溶鋼と接する浸漬ノズル内外面の総面積（通電面積）で除して得られる電流密度を意味し、負極実効電流密度とも言い換えることができる。「浸漬ノズルの極性が負の期間の平均電流密度×通電時間」とは、浸漬ノズルの極性が負である期間の平均電流密度（負極実効電流密度）に、浸漬ノズルの極性が負である期間の通電時間（負極通電時間）を掛けたものである。
同様に、「浸漬ノズルの極性が正の期間における平均電流密度」とは、ノズルの極性が正、すなわち、陽極である期間において、ノズルと溶鋼との間に流れる平均電流値を、溶鋼と接する浸漬ノズル内外面の総面積（通電面積）で除して得られる電流密度を意味し、正極実効電流密度とも言い換えることができる。「浸漬ノズルの極性が正の期間における平均電流密度×通電時間」とは、ノズルの極性が正の期間における平均電流密度（正極実効電流密度）に、ノズルの極性が正の期間における通電時間（正極通電時間）を掛けたものである。
「ノズルの極性が正となる」とは、交流パルス状波形を用いて通電を行う場合は、ノズルの極性が負の期間における平均電流密度×通電時間よりも、ノズルの極性が正の期間における平均電流密度×通電時間の方が大きくなることを意味する。なお、直流で通電を行う場合は、ノズルの極性が正となるように通電されていることを意味する。

交流パルス通電波形を用いて通電を行う理由は次のとおりである。
ジルコニアグラファイト系耐火物は正極で通電を行うことにより、溶鋼の脱酸効果を得ることができるものであるが、正極で長時間の通電を行うと、下記（１）式の反応が進行し、グラファイトが酸化されＣＯガスが発生してしまう問題がある。
Ｃ＋Ｏ^２－→ＣＯ＋２ｅ^－・・・（１）

グラファイトの酸化は耐火物構造の崩壊に繋がることから避けるべきである。さらにＣＯガスは下記（２）式の反応によって溶鋼中のアルミニウムを酸化し、アルミナを生成する。アルミナは溶鋼汚染を引き起こすため、これも避けるべきである。
２Ａｌ＋３ＣＯ→Ａｌ_２Ｏ_３＋３Ｃ・・・（２）

そこで、交流パルス通電波形を用いることによって、ジルコニアグラファイト耐火物が正の極性に保たれる時間を短くして、（１）式反応の進行を抑制する方法を、本発明者らは考案した。交流パルス通電波形は、ノズルの極性が負の期間における平均電流密度×通電時間よりも、ノズルの極性が正の期間における平均電流密度×通電時間の方が大きくすることによって、ノズルの極性を正とすることである。これは、ＣＯガス発生反応が素反応過程を多く含み時間を要する化学反応であることを利用して、耐火物を正極に保つ時間を短くしてＣＯガス発生を防止するものである。

交流パルス状通電波形の周期が０．５ｍｓ～２０ｍｓであるのは、その周期が０．５ｍｓよりも短いと通電に伴う様々の現象が十分に発現しなくなり、脱酸効果が減少してしまうからである。また、その周期が２０ｍｓよりも長いと、正極通電期間に（１）式反応によってＣＯガスが発生してしまうからである。（１）式のＣＯガス発生反応を抑制するには、交流パルス通電波形における陽極通電時間を１５ｍｓ以下とすることが、さらに好ましい。

［連続鋳造装置］
次に、本発明の連続鋳造方法を実施するために用いる連続鋳造装置について説明する。図７は、本発明の連続鋳造方法を実施するために用いる連続鋳造装置の一例である連続鋳造装置５０を模式的に示した図である。ただし、本発明の連続鋳造方法を実施するために用いる連続鋳造装置はこれに限定されない。例えば、図７では、スライディングゲートを含むノズルを用いた形態を示したが、ノズルの形態もこれに限定されない。また、図７では連続鋳造装置に通電を行う形態を示したが、通電を行わない形態であってもよい。

図７に示すように、取鍋１から注がれる溶鋼２を収容するタンディッシュ４は、底部に上ノズル３が設けられ、この上ノズル３の下部に、流量制御機構としてスライディングゲート５と、円筒状の浸漬ノズル６が順に連なって設けられている。

さらに、浸漬ノズル６と溶鋼２との間に通電回路を構成するため、浸漬ノズル６に一方の電極７が接続され、その電極７の対極となる他方の電極（以下、「対極」ともいう）８がタンディッシュ４内の溶鋼２に浸漬され、それぞれ配線９ａ、９ｂにより電源装置１０と接続されている。電極７および対極８は、いずれも導電性を有するグラファイト質の耐火物からなる。また、電極７が接続された浸漬ノズル６は、絶縁用耐火物１１によってタンディッシュ４と電気的に絶縁され、溶鋼２に浸漬する対極８は、これを支持する絶縁用耐火物１２によりタンディッシュ４から絶縁されている。絶縁用耐火物１１、１２は、いずれもカーボンを含まないアルミナ質の耐火物である。

このような連続鋳造装置５０を用いて次のように連続鋳造が実施される。まず、取鍋１からタンディッシュ４に供給された溶鋼２は、上ノズル３、スライディングゲート５、および浸漬ノズル６を通じた後、浸漬ノズル６のノズル吐出孔１３から鋳型１４内に注入される。このとき、浸漬ノズル６の内部を通過する溶鋼は、スライディングゲート５の開閉度合いにより、その流量が調整される。また、電源装置１０の駆動により、電極７と対極８とを介して、浸漬ノズル６と溶鋼２との間に所定の条件で通電を行う。そして、鋳型１４に供給された溶鋼２は、湯面に散布されたモールドパウダー１７により大気と遮断されながら、鋳型１４からの抜熱作用により鋳型１４との接触部から凝固殻１５を形成し、下方に引き抜かれて鋳片１６となる。

以下、実施例に基づいて本発明についてさらに説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。

ノズルの構成を除き、図７に示した連続鋳造装置を用いて連続鋳造を行った。ノズルの内面に配置する耐火物の組成を表１に示した。表１中のＯｔｈｅｒｓは、極微量に含まれる化合物や不可避不純物である。

連続鋳造機での鋳造試験は、鋳型厚みが０．２５ｍ、鋳型幅は１．０～１．６ｍ、非定常部を除く鋳造速度は１．０～１．５ｍ／ｍｉｎ、の条件で行った。Ａｒを吹き込む実施例（参考例）、比較例では、Ａｒ吹き込み流量は浸漬ノズルから２ＮＬ／ｍｉｎ、上ノズルあるいはスライディングゲート上固定板からは１０ＮＬ／ｍｉｎ（図３に示す一体型浸漬ノズルの場合には、下部の吹き込み部位から２ＮＬ／ｍｉｎ、上部の上ノズル相当部位から１０ＮＬ／ｍｉｎ）とした。

鋳造した鋼種は、Ｃ濃度０．０２～０．０７ｍａｓｓ％、Ｓｉ濃度０．０１～０．２０ｍａｓｓ％、Ｍｎ濃度０．３～０．６ｍａｓｓ％、ｓｏｌ．－Ａｌ濃度０．０２～０．０５ｍａｓｓ％のアルミキルド低炭素鋼とした。浸漬ノズル当たりの鋳鋼量は、３９０～１０５０ｔｏｎで、実施例（参考例）と比較例とは、２つのストランドで同一の溶鋼を同一量鋳造したものを比較対象とし、各条件を組み合わせた複数回の鋳造試験の結果を平均化して評価した。

また、これらの実施例（参考例）、比較例において用いた浸漬ノズルは、いずれも８０ｍｍ角の吐出孔を浸漬ノズル底部近傍の側面に２つ対向して穿ったものであり、浸漬深さを２５０ｍｍとして操業した。また実施例（参考例）、比較例において、浸漬ノズルの内面積および通電面積は、吐出孔の開口部および吐出孔の側壁（上下左右）の面積を無視して計算した近似値を用いた。

以下、それぞれの実施例（参考例）、比較例についてさらに説明する。ここで、表１のノズル閉塞指数は、浸漬ノズルの直径に対する閉塞度合いを数値化したものである。具体的には次のように数値化した。まず、溶鋼が連続して通過した浸漬ノズルの使用後品を回収し、その縦断面から内面全体の平均付着厚さを算出し、その結果を用いて平均付着速度を求めた。試験は複数回行われているので、次に複数回の試験から得られた平均付着速度の平均値を求めた。そして、得られた平均値に基づいて、比較例ｒの値を１００として指数化し、比較例ｒに対する割合として示した。以下の実施例（参考例）、比較例では、ノズル閉塞指数が４０以下であるものを良好な結果であると評価した。

（参考例ａ～ｄ）
参考例ａ～ｄは、ストッパーを用いてタンディッシュから鋳型への流量調整を行ないつつ、ノズルから高純度Ａｒガスを吹き込んで鋳造を行った例である。
参考例ａは、流路内面の継ぎ目に段差があるノズルを用いている。図１に参考例ａで用いたノズルの断面を示している。参考例ｂは、流路内面の継ぎ目に段差がないノズルを用いている。図２に参考例ｂに用いたノズルの断面を示している。参考例ｃ、ｄはノズルの流路内面に継目が無い一体型浸漬ノズルを用いている。図３に参考例ｃ、ｄに用いたノズルの断面を示している。

ここで、参考例ａは、上ノズルとコレクターノズルとの勘合部（継目）及びコレクターノズルと浸漬ノズルとの勘合部（継目）にいずれも２．５ｍｍ（直径差５ｍｍ）の段差がある。参考例ｂのノズルはこれらの継目に段差がない。参考例ｃ、ｄは継目が無い一体型浸漬ノズルを用いている。また、参考例ｄは参考例ａ～ｃに比べて純度の低いＡｒガスを用いている。

表１より、参考例ａ～ｄは何れもノズル閉塞指数が低く、良好な結果であった。
参考例ａ～ｃの結果を比較すると、継目に段差が無いノズルを用いている参考例ｂに比べると、継目に段差があるノズルを用いている参考例ａは継目からの外気吸引の影響でノズル閉塞防止効果は小さいものとなっていた。また、継目が無い一体型浸漬ノズルを用いている参考例ｃに比べると、影響は小さいものの参考例ｂは継目からの外気吸引の影響でノズル閉塞防止効果は小さいものとなっていた。このことから、継目からの外気吸引の影響によりノズルの閉塞防止効果が小さくなることが分かり、さらに継目に段差があるとさらにノズルの閉塞防止効果が小さくなることが分かる。また、参考例ｃ、ｄの結果を比較すると、Ａｒガスの純度が高いほどノズルの閉塞防止効果が高いことが分かる。後述する比較例ｑの結果からも上記の効果が裏図けられる。

（実施例ｅ、ｆ）
実施例ｅ、ｆは、スライディングゲート（Ｓ／Ｇ）を用いてタンディッシュから鋳型への流量調整を行ないつつ、ノズルから高純度Ａｒガスを吹き込んで鋳造を行った例である。図４に実施例ｅ、ｆで用いたノズルの断面を示している。

ここで、実施例ｅではスライディングゲートの摺動面の外周にＡｒガスを流し、実施例ｆではスライディングゲートの摺動面の外周にＮ_２ガスを流して、摺動面の外周部の酸素濃度を５％以下に保っている。

表１より、実施例ｅ、ｆは何れもノズル閉塞指数が低く、良好な結果であった。また、スライディングゲートの摺動面の外周に不活性ガスを吹き付ける効果は、ＡｒガスであってもＮ_２ガスであっても効果に差は出なかった。これは、溶鋼の表面張力に対する窒素の影響が酸素の影響に比べて小さいことに起因すると考えられる。また、後述する比較例ｏとの対比から明らかなように、摺動面の外周部に不活性ガスを流さないと、摺動面から外気が吸引され、ノズル閉塞防止効果が非常に小さくなる。

（参考例ｇ、実施例ｈ、参考例ｉ）
参考例ｇ、実施例ｈ、参考例ｉは、溶鋼とノズルとの間を直流で通電して鋳造を行った例である。参考例ｇ、ｉは参考例ｄの条件にさらに直流通電を行ったものであり、実施例ｈは実施例ｅの条件にさらに直流通電を行ったものである。ここで、参考例ｇ、ｉはノズルの極性を正負逆にして試験している。

表１より、参考例ｇ、実施例ｈ、参考例ｉは何れもノズル閉塞指数が低く、良好な結果であった。
参考例ｇ、実施例ｈは、それぞれ参考例ｄ、実施例ｅよりもノズル閉塞指数が低くなっており、通電による電気化学的脱酸作用により浸漬ノズル閉塞防止効果が向上することが確認できた。
一方で、参考例ｉはノズルの極性が負であることから、電気化学的脱酸作用は発揮されず逆に酸素イオンを溶鋼側へ供給する条件となったことから、通電を行わない参考例ｄに比べてノズル閉塞防止効果が劣る結果となった。ただし、ノズルに対して高純度のＡｒガスを吹き込みながら鋳造を行っていることから、高純度のＡｒガスを吹き込みによるノズル閉塞防止効果は十分に発揮されていた。これは。高純度Ａｒガス吹き込まない比較例ｑの結果から確認することができる。

（参考例ｊ、実施例ｋ、実施例ｍ）
参考例ｊ、実施例ｋ、実施例ｍは、溶鋼とノズルとの間を交流パルス状の通電波形で通電して鋳造を行った例である。参考例ｊは参考例ｇの通電条件を交流パルスに変更した例であり、実施例ｋは実施例ｈの通電条件を交流パルスに変更した例であり、実施例ｍは実施例ｋにおいてスライディングゲート外周に流す不活性ガスをＮ_２ガスに変更し、通電条件を再設定した例である。ここで、参考例ｊの通電波形を図８に、実施例ｍの通電波形を図９に示した。

表１より、参考例ｊ、実施例ｋ、実施例ｍは何れもノズル閉塞指数が非常に低く、優れた結果であった。これは、ノズルの極性が負の期間における平均電流密度×通電時間よりも、ノズルの極性が正の期間における平均電流密度×通電時間の方が大きいことによって、ノズルの極性が正となるよう通電しながら鋳造を行うことにより、電気化学的脱酸作用維持しつつＣＯガス発生反応を抑制する作用が発揮されたためであると考えられる。このようなことから、参考例ｊは参考例ｇよりも効果が高く、実施例ｋ、ｍは実施例ｈよりも効果が高くなっていると考えられる。

（比較例ｎ～ｒ）
比較例ｎは、実施例ｋのＡｒガスに低純度のＡｒガスを用い、さらに耐火物にＣａＯが３０ｍａｓｓ％含まれたノズルを用いた例である。表１より、比較例ｎはノズルの閉塞指数が０であり非常に優れた例であるように見える。しかしながら、ノズル内面の耐火物が溶損し、損耗が激しいものであったため、実用には適さないものであった。また、溶損した耐火物とアルミナ介在物が合体した大きな介在物が鋳片内に持ち込まれ品質欠陥を生じる虞がある。

比較例ｏは、実施例ｅ、ｆにおいてスライディングゲートの外周に不活性ガスを吹き込まなかった例である。表１より、比較例ｏはノズル閉塞指数が高く、実施例に比べて劣った結果となった。これは、比較例ｏはＡｒガスの純度が高いものの、スライディングゲートの摺動面が外気に晒されているため、摺動面から吸い込んだ外気中の酸素による影響により、ノズルに吹き込まれたＡｒガスの純度が低下したためであると考えられる。

比較例ｐは、比較例ｏよりもさらにノズルに吹き込まれるＡｒガスの純度を低下させた例である。そのため、表１に記載されているとおり、比較例ｏよりもさらに結果が劣ったものとなった。

比較例ｑは、参考例ｃ、ｄにおいて純度の低いＡｒガスを用いた例である。そのため、表１に記載されているとおり、ノズル閉塞指数が低く、劣った結果となった。

比較例ｒは、比較例ｐにおいて酸素濃度の高いＡｒガスを用いた例である。表１に記載されているとおり、ノズル閉塞指数が低く、劣った結果となった。また、酸素濃度が高いためＡｒ気相と溶鋼との界面の表面張力に影響し、比較例ｐよりもさらに劣る結果となった。

本発明の鋼の連続鋳造方法によれば、浸漬ノズルの流路内に高純度のＡｒガスを流し、さらにノズル内への外気の浸入を抑制することにより、ノズル内面への介在物の付着を抑制し、ノズルの閉塞を抑制することができる。従って、本発明の鋼の連続鋳造方法は、ノズルの閉塞を抑制し、安定した操業を実施できる極めて有用な技術である。

１：取鍋
２：溶鋼
３：上ノズル
４：タンディッシュ
５：スライディングゲート
６：浸漬ノズル
７：電極
８：対極
９ａ：ケーブル
９ｂ：ケーブル
１０：電源装置
１１：絶縁用耐火物
１２：絶縁用耐火物
１３：吐出口
１４：鋳型
１５：凝固殻
１６：鋳片、
１７：モールドパウダー
５０：連続鋳造装置
１００、２００、３００、４００：ノズル
１１０、４１０：上ノズル
１２０、４２０：浸漬ノズル
１３０：コレクターノズル
１５０：ストッパー
４３０：スライディングゲート
４３１：上固定板
４３２：下固定板
４３３：中間プレート

Claims

タンディッシュから鋳型への溶鋼注入にノズルを用いる鋼の連続鋳造方法であって、
前記ノズルは上ノズルと、スライディングゲートと、浸漬ノズルとを含み、前記スライディングゲートは前記上ノズルと前記浸漬ノズルとの間に配置されており、
前記浸漬ノズルの流路内に純度が９９．９９％以上、酸素濃度が２ｐｐｍ以下、露点が－６５℃以下、窒素濃度が１０ｐｐｍ以下のＡｒガスを流し、前記スライディングゲートを用いて前記鋳型に注入される溶鋼の流量調整を行い、且つ、前記スライディングゲートの摺動面の外周部に不活性ガスを流し、該外周部の酸素濃度を５％以下にすることを特徴とする、
鋼の連続鋳造方法。
前記ノズルの流路内面のうち少なくとも前記浸漬ノズルの流路内面に、化学組成として、ＺｒＯ_２を５０～８５ｍａｓｓ％、ＣａＯを１～２５ｍａｓｓ％、Ｃを８～４０ｍａｓｓ％含有するジルコニアグラファイト系耐火物を配し、
前記ノズルに一方の電極を接続するとともに、前記タンディッシュ内の溶鋼に他方の電極を浸漬して、前記ノズルとその内部を通過する溶鋼との間に通電回路を構成し、前記ノズルにおける平均電流密度の絶対値を１～５０ｍＡ／ｃｍ^２とし、前記ノズルの極性が正となるように通電しながら、鋳造することを特徴とする、
請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。
前記ノズルの極性が正負交互に入れ替わる交流パルス状の電流波形で通電し、前記電流波形の周期が０．５ｍｓ～２０ｍｓであり、前記ノズルの極性が負の期間における平均電流密度×通電時間よりも、前記ノズルの極性が正の期間における平均電流密度×通電時間の方が大きいことによって、前記ノズルの極性が正となるよう通電しながら、鋳造することを特徴とする、請求項２に記載の連続鋳造方法。