JP2925374B2 - 静磁場による鋼スラブの連続鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続鋳造によって得
られた鋼スラブの表面および内部品質のより一層の改善
を図ることができる静磁場による鋼スラブの連続鋳造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】幅広の鋼板の製造に用いられるスラブの
如き鋼片の連続鋳造においては、溶鋼を収容したタンデ
ィッシュと連鋳鋳型との間の溶鋼流路として、通常耐火
物製の浸漬ノズルが用いられている。この浸漬ノズル
は、とくにアルミキルド鋼の連続鋳造時にノズル内面に
アルミナが付着し易いため、鋳造時間の経過に伴い溶鋼
流路が狭められ、所望の溶鋼流量を得ることができない
問題があった。

【０００３】このため通常は溶鋼を供給する間中、ノズ
ル内にArなどの不活性ガスを供給してこれに対処してい
たが、不活性ガスの供給速度が大きい場合には、該ガス
が鋳型内の浴上に浮上できずに図１（ａ）、（ｂ）中で
示す凝固シェルａにトラップされるため、最終製品で欠
陥となることがあり、また不活性ガスを単に吹き込むだ
けでは、ノズル詰まりの回避効果は充分でなく、ノズル
交換の頻繁な取替え作業を必要とし、とくに、図４
（ａ）、（ｂ）に示すように浸漬ノズル５の先端部に左
右対称吐出口６を備えた２孔ノズル形式の浸漬ノズル５
においては、吐出口の左右の非対称な閉塞により品質低
下を招く問題があった。

【０００４】このような問題を解決する試みとしては、
アルミナと低融点の化合物を作るCaO を含有するノズル
を用いる試みもあるが、充分な効果は得られていない。
この他に特開昭60-92064号公報には、ノズル内の溶融金
属流に直流磁界を作用させて溶融金属流を層流化するこ
とにより、ノズル閉塞を抑制する溶融金属の注入方法が
開示されているが、溶融金属流が鋳型内の溶融金属クレ
ータの奥深くまで流下するので、随伴する介在物が浮上
できず凝固シェルにトラップされるおそれがある。

【０００５】また、介在物の巻込みを防止する方法とし
て、例えば特開平2-284750号公報の如く２孔ノズルの吐
出口を含む鋳型の全幅に対応する鋳型の背面に静磁場発
生装置を設置し、吐出口からの溶鋼流を制御する方法が
提案されているが、前記した如く左右の吐出口のノズル
詰りが不均等になる場合は、品質低下を招くおそれがあ
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】連続鋳造における上述
したような問題を解消し表面および内部品質の良好な鋼
スラブを得ることができる連続鋳造方法を提案すること
がこの発明の目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】炭素濃度が500ppm以下に
なる、主にAlで脱酸した低炭素アルミキルド鋼を用いて
連続鋳造の際におけるノズル詰まりについて種々調査、
検討を重ねた結果、溶鋼中の酸素濃度を 30ppm以下、よ
り好ましくは 20ppm以下に調整し、浸漬ノズルのノズル
本体の先端を開放して溶鋼の吐出口としたストレートノ
ズルを用いるとノズル詰まりがほとんどないことが明ら
かとなった。また、このようなストレートノズルにおい
ては、溶鋼の吐出流が鋳型の出側( 下方) に向かうた
め、溶鋼中の介在物やガス気泡などがクレータの奥深く
まで侵入するおそれがある。

【０００８】このような介在物等の侵入防止のためには
連鋳鋳型に、静磁場を作用させる静磁場発生装置を配置
して、上記ストレート浸漬ノズルからの吐出溶鋼流を制
動し、その結果生じる周囲の鋳型内の溶鋼流に対しても
制動を作用させることが鋳片内の品質向上に有効である
知見を得た。この発明は前記の知見に基いてなされたも
のであり、その要旨とするところは下記の通りである。

【０００９】すなわち、本発明は、タンディッシュに収
容した溶鋼を、一対の短辺鋳型と一対の長辺鋳型の組合
せからなる連鋳鋳型内に該タンディッシュとつながるノ
ズル本体の先端を解放したストレート浸漬ノズルを通し
て供給しつつ鋼スラブを連続鋳造するに当り、上記連鋳
鋳型全域に静磁場が作用する静磁場発生器を配置し、上
記ストレート浸漬ノズルからの吐出流や、その周囲の鋳
型内の溶鋼流に制動を作用させつつ、酸素濃度が20ppm
以下の溶鋼を用いて、ストレート浸漬ノズル内に不活性
ガスを吹き込むことなく溶鋼を連鋳鋳型に注入すること
を特徴とする静磁場による鋼スラブの連続鋳造方法であ
る。

【００１０】さて、図１（ａ）、（ｂ）にこの発明の実
施に用いて好適な連続鋳造装置の要部の構成を示し、図
における番号１は、一対の短辺壁１ａと長辺壁１ｂから
なる連鋳鋳型、２はタンディッシュと繋がるストレート
浸漬ノズルであって、このストレート浸漬ノズル２はノ
ズル本体の先端部を開放して溶鋼のストレート吐出口４
とした構造になっている。

【００１１】また、３は連鋳鋳型１の長辺壁１ｂの背面
に配置され鋳型内溶鋼全域に静磁場が発生して鋳型内溶
鋼流を制動する静磁場発生器である。

【００１２】

【作用】溶鋼の吐出口が左右対称になる図４（ａ）、
（ｂ）に示すような２孔式浸漬ノズル５は、ノズルから
噴出させた溶鋼流がクレータの奥深くまで流入して注入
溶鋼中の介在物や気泡が凝固シェルにトラップされない
ように、また噴出流が鋳型内の浴面へ向かってモールド
パウダーの巻き込みを起こさないような構造がとられて
いる。さらにこのような構造にすることにより、吐出口
６からの溶鋼噴流が凝固シェルに直接接触することを防
止して、凝固が均一に安定して進行することを可能にし
ている。しかし、このような構造になる浸漬ノズルは、
とくに吐出口近傍においてアルミナなどが付着し易く、
ノズル詰まりを起こし易いことは前述した。

【００１３】この発明においては、浸漬ノズルをノズル
本体の先端が開放されたストレート吐出口４を有する構
造になる図２（ａ）、（ｂ）に示すようなストレート浸
漬ノズル２を用い、このノズルより図１（ａ）、（ｂ）
に示すように連鋳鋳型１内へ供給する溶鋼に対して、連
鋳鋳型１の相対する一対の長辺壁の背面全域にわたって
配置した静磁場発生器３の磁極領域で制動を加えつつ連
続鋳造するようにしたから、アルミナの付着に起因した
ノズル詰まりを起こすような不具合はなく、従って所望
の速度で溶鋼を鋳型内に注入しても介在物が溶鋼の奥深
くまで侵入したり、鋳型内に上向きの流れが生じてもメ
ニスカス溶鋼上のモールドパウダーを巻き込むことはな
い。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。〔比較例〕 ２ストランド連鋳機を適用して取鍋精錬を経たＣ濃度36
0 〜450ppm、Al濃度450 〜620ppm、酸素濃度27〜30ppm
になる溶鋼を下記の条件で３チャージ（280t／チャー
ジ）分を継続して連続鋳造し、浸漬ノズル内のアルミナ
の付着状況を調査した。

【００１５】２ストランドのうち、一方のストランドで
は２孔浸漬ノズルを用い（比較例Ｃ１）、もう一方のス
トランドではストレート浸漬ノズルを用い（比較例Ｃ
２）、ストレート浸漬ノズルを用いたストランドのみに
前記静磁場を作用させた。Ｃ１ではノズル内にノズル詰
まり防止用Arガスを流量10Nl/minで吹き込み、Ｃ２では
吹き込まなかった。鋳造条件は以下の通りである。 鋳型サイズ 短辺；220mm 、長辺；1600mm 鋳造速度；1.7 ｍ／min タンディッシュ内溶鋼過熱度；25〜30℃ 静磁場発生器の最大磁束；3000ガウス その結果、Ｃ１ではノズル吐出口近傍に最大で10mm厚み
になるアルミナ付着物の層が認められたが、Ｃ２ではア
ルミナの付着物層は最大で２mm程度であって、ノズル詰
まりは比較的小さいことが確かめられた。

【００１６】〔実施例〕 取鍋内の溶鋼（比較例と同一組成）浴面上のスラグにAl
粉末を添加して該スラグ中のFeO を還元して、FeO 濃度
を３％以下とした取鍋精錬を行って溶鋼中の酸素濃度を
15〜18ppm としたのち、比較例と同様の鋳造条件のもと
に、３チャージ（280t／チャージ）連続的に連続鋳造を
行い、その際の浸漬ノズルのアルミナの付着状況を調査
した。なお、この実施例では、２孔浸漬ノズルを用い静
磁場を作用させなかったストランド側を比較例Ｃ３、ス
トレート浸漬ノズルを用い静磁場を作用させたストラン
ド側を実施例Ａとし、両ストランド共に浸漬ノズル内に
は一切ノズル詰まり防止用Arガスは吹き込まなかった。
その結果、比較例Ｃ３では、３チャージ目においてノズ
ル詰まりのために所定の注入速度が達成できず、鋳造速
度が1.7 ｍ／min から1.2 ｍ／min に低下したが、実施
例Ａにおいては、鋳造速度が低下するようなことはな
く、鋳造終了後にストレート浸漬ノズルを回収してその
内面を観察したところ、１〜２mm程度のアルミナが付着
しているのみであった。

【００１７】なおストレート浸漬ノズルを用い、静磁界
を適用しない実験を別途行ったが、この条件では、ノズ
ル先端から吐出する温度の高い溶鋼噴流が強い流れとな
って鉛直下方に流れて凝固シェルを洗うために、その部
分の凝固進行が妨げられる。そのため、いわゆるブレー
クアウトが発生し、鋳造が不可能であった。これに対し
て、比較例Ｃ２および実施例Ａでは静磁界の適用によっ
てすでに述べたように安定した鋳造が可能であった。

【００１８】以上の比較例Ｃ１〜Ｃ３および実施例Ａに
て得られた連鋳スラブを、次に熱間圧延、冷間圧延して
厚さ0.7mm の冷延板とし、得られた鋼板の表面欠陥（ふ
くれ性欠陥とすじ状欠陥の合計）の発生率について調査
した。その結果を図３に示す。図３において、実施例Ａ
では、表面欠陥の発生率が非常に小さいことがわかる。
この理由は、連続鋳造用鋳型における磁界の適用によっ
て、溶鋼の注入流がクレータの奥深くまで侵入すること
がないことと、メニスカスの溶鋼流動が抑制されてモー
ルドパウダーの巻きこみがないことに加え、本発明に従
い、酸素濃度20ppm 以下の溶鋼を用い、かつ、ふくれ性
欠陥の主因となるArガスの吹き込みを行っていないため
である。なお、比較例Ｃ２，Ｃ３でもかなり良い結果が
得られているが、ともに実施例Ａには及ばず、特に比較
例Ｃ３では、ノズル内にノズル詰まり防止用のガスを吹
き込まないために、ノズル詰まりが発生して所望の鋳造
速度が得られず、生産性の点で問題がある。

【００１９】以上のことから、本法により表面欠陥の極
めて少ない冷延鋼板を得ることが可能であることが確認
された。

【００２０】以上説明したようにこの発明によれば、ス
トレート浸漬ノズルを用いるにもかかわらず、安定した
連続鋳造が可能で、表面および内部品質の良好な鋳片を
得ることができ、特に溶鋼の酸素濃度が20ppm と低い場
合にノズル詰まり防止用のArガスを吹き込む必要がな
く、アルゴンガス気泡の凝固シェルへの捕捉がないの
で、品質の優れた鋳片が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る連続鋳造装置の構成を示す断面
図である。

【図２】この発明に従う鋳造方法に適用して好適なスト
レート浸漬ノズルを示す断面図である。

【図３】実施例の結果を表面欠陥発生率（指数）につい
て比較した棒グラフである。

【図４】従来の左右対称吐出口浸漬ノズルを示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 連鋳鋳型 １ａ 短辺壁 １ｂ 長辺壁 ２ 浸漬ノズル ３ 静磁場発生器 ４ ストレート吐出口 ５ 左右対称型２孔ノズル ６ 左右対称型２孔ノズルの吐出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 11/04 ３１１ Ｂ２２Ｄ 11/04 ３１１Ｊ 27/02 27/02 Ｗ (72)発明者 奈良 正功 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社 技術研究本部内 (56)参考文献 特開 平２−284750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−55157（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−77007（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−361858（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−197553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−154246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−62249（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/10 350 B22D 11/10 B22D 11/10 330 B22D 11/04 111 B22D 11/04 311 B22D 27/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンディッシュに収容した溶鋼を、一対
   の短辺鋳型と一対の長辺鋳型の組合せからなる連鋳鋳型
   内に該タンディッシュとつながるノズル本体の先端を解
   放したストレート浸漬ノズルを通して供給しつつ鋼スラ
   ブを連続鋳造するに当り、上記連鋳鋳型全域に静磁場が
   作用する静磁場発生器を配置し、上記ストレート浸漬ノ
   ズルからの吐出流や、その周囲の鋳型内の溶鋼流に制動
   を作用させつつ、酸素濃度が20ppm 以下の溶鋼を用い
   て、ストレート浸漬ノズル内に不活性ガスを吹き込むこ
   となく溶鋼を連鋳鋳型に注入することを特徴とする静磁
   場による鋼スラブの連続鋳造方法。