JP3054897B2 - タンディッシュ内溶鋼の清浄化方法 - Google Patents

タンディッシュ内溶鋼の清浄化方法

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JP3054897B2 JP4356474A JP35647492A JP3054897B2 JP 3054897 B2 JP3054897 B2 JP 3054897B2 JP 4356474 A JP4356474 A JP 4356474A JP 35647492 A JP35647492 A JP 35647492A JP 3054897 B2 JP3054897 B2 JP 3054897B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造において
取鍋からタンディッシュに溶鋼の注入を開始する際、鋳
造初期の溶鋼汚染を防止すると共に、介在物除去速度を
速めることによりタンディッシュ内溶鋼の清浄化を図る
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造において、タンディッシュ
は取鍋と鋳型間に位置し、操業、品質上最も重要な役割
を果たす部分の一つである。
【0003】その機能は、鋳型内への溶鋼供給量の調
節、溶鋼貯蔵、介在物の分離除去等である。特に、介在
物除去の機能は、近年の鋼材品質厳格化に伴い極めて重
要な機能となっている。
【0004】しかし、取鍋からタンディッシュに溶鋼を
注入する際、空気酸化による溶鋼汚染の問題が生じるた
め、タンディッシュにおける介在物除去機能が十分に発
揮されていないのが現状である。
【0005】このため、タンディッシュ内における溶鋼
汚染防止を目的として種々の方法が検討され、実用化さ
れている。
【0006】例えば、特開昭59―1055号公報に記
載されているように、耐火ボード蓋で覆われたタンディ
ッシュ内に不活性ガスを吹き込むことにより、注入溶鋼
の空気酸化防止が図られている。
【0007】また、特開昭60―261651号公報で
は、取鍋から溶鋼を注入する際のタンディッシュ内の湯
面上昇速度を限定することにより空気酸化を抑制する方
法、特開昭61―38749号公報では、取鍋からタン
ディッシュに溶鋼を移送する取鍋ロングノズルからCa
系合金或はCa系フラックスを添加することにより溶鋼
中の介在物を効率的に除去する方法が提案され、或程度
の効果を発揮している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タンデ
ィッシュを耐火ボード蓋で覆い不活性ガスでシールする
方法については、タンディッシュや耐火ボード自体が高
温で変形するため、空気酸化を防止できる程度までタン
ディッシュ内の酸素分圧を低減することはできない。
【0009】また、鋳込初期の注入流により巻き込まれ
た気泡は非常に微細であるため、反応界面積が大きくな
り、空気酸化速度は定常時の注入流に比べて格段に速
い。
【0010】このため、鋳込初期においてタンディッシ
ュ内の湯面上昇速度を限定する方法は、空気酸化を幾分
抑制する効果があるものの十分な汚染防止対策にはなっ
ていない。
【0011】さらに、取鍋ロングノズルからCa系合金
或はCa系フラックスを添加する方法は、介在物除去速
度を速める効果を有するものの、浮上した介在物が再び
注入流により巻き込まれるため、十分な溶鋼清浄性を確
保するには至っていない。
【0012】これらの問題を鑑み、本発明は、耐火ボー
ド蓋等の大がかりな設備を必要とせず、簡便な方法で最
も激しい鋳込初期の溶鋼汚染を確実に防止し、さらにタ
ンディッシュにおける介在物除去機能をも向上させるタ
ンディッシュ内溶鋼の清浄化方法を提示することを目的
とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼の連続鋳造
において、取鍋からタンディッシュに溶鋼を注入する
際、溶融性保温剤をタンディッシュに入れ置きし、ある
いは溶鋼注入開始時にタンディッシュ内へ供給すると共
に、Caを添加することを特徴とするタンディッシュ内
溶鋼の清浄化方法である。
【0014】
【作用】一般に、取鍋からタンディッシュに溶鋼の注入
を開始すると、取鍋ロングノズルが湯面下に浸漬される
まで、注入流は雰囲気中の酸素を多量に巻き込むため、
溶鋼中には(1)式の反応で示される空気酸化に起因す
る多数の介在物が生成する。
【0015】
【化1】 4Al(溶鋼中)+3O2(空気中)=2Al23(介在物) (1)
【0016】また、酸素は非常に微細な気泡として溶鋼
中に巻き込まれるため、その酸化速度は定常注入時の酸
化速度やスラグとの反応速度に比べて極めて速く、タン
ディッシュにおける溶鋼汚染の最大の原因となってい
る。
【0017】そこで、本発明者等らは、この鋳込初期の
空気酸化を抑制すると共に、生成した介在物及び取鍋か
ら持ち込まれた介在物の浮上分離を促進する方法につい
て種々の検討を行った結果、溶融性保温剤を供給すると
共に、Caを添加することにより解決できることを見い
だした。
【0018】図1は、本発明を更に詳細に説明するため
の図である。予めタンディッシュ1に溶融性保温剤2を
入れ置きし、取鍋3からタンディッシュ1に溶鋼4の注
入を開始する際、ワイヤー添加装置5を用いてCa含有
ワイヤー6をタンディッシュ1内の溶鋼注入点付近に添
加する。CaはAlに比べて活性であり、酸素と反応し
易い成分である。
【0019】このため、溶鋼中に溶解したCa成分が注
入時に巻き込まれた酸素と(2)式により反応し、
(1)式の反応に起因するAl23系介在物の生成を抑
制する。
【0020】
【化2】 2Ca(溶鋼中)+O2(空気中)=2CaO (2)
【0021】さらに、(2)式の反応により生成したC
aOは取鍋から持ち込まれたAl23系介在物と(3)
式により反応し、低融点の介在物を生成する。
【0022】
【化3】 mCaO+nAl23(介在物)=(CaO)n・(Al23n (3)
【0023】低融点介在物同志の合体は極め短時間で完
了するため、Ca添加は介在物の凝集合体を促進し、浮
上分離速度を速める効果を有する。
【0024】しかし、保温剤の介在物吸収能が低い場
合、浮上した介在物は湯面近傍で滞留し、再巻き込みを
生じるため介在物濃度の到達値は改善されない。
【0025】これに対し、溶融性保温剤を供給すると保
温剤が液相化し介在物吸収能が高くなるため、介在物濃
度の到達値を従来より低下させ清浄性を高めることが可
能となる。
【0026】図2は、Caの効果と保温剤の効果をるつ
ぼ実験により求めた結果である。
【0027】図から分かるように、Ca添加は全酸素量
(介在物濃度)の減少速度を速める効果を、溶融性保温
剤の使用は全酸素量(介在物濃度)の到達値を下げる効
果を持つ。
【0028】したがって、これらをタンディッシュ内で
併用することにより、注入初期の空気巻き込みによる溶
鋼汚染を確実に防止し、さらにタンディッシュにおける
介在物除去機能をも向上できる。
【0029】Ca添加は粉末状、又はワイヤーで包囲し
た状態にて添加すれば良い。Caの適性な添加量は一概
に規定できるものではなく、注入流の空気巻き込み量及
び取鍋から持ち込まれた介在物量に応じて調整する必要
があるが、その決定方法の概略はタンディッシュ内の溶
鋼注入点付近における全酸素量の経時変化を評価し、こ
れに相当するCa量を歩留りを考慮して添加すれば良
い。
【0030】ワイヤーはCa歩留り向上の観点からCa
―Alワイヤー、Ca―Siワイヤー等を用いることが
有効であり、ワイヤーの種類の選択は成分上問題となら
ないものを使用し、鋼種に応じて変更する必要がある。
【0031】溶融性保温剤としては、できるだけ粘性が
低く介在物吸収能に優れたものが有効であるが、低粘性
の溶融性保温剤はタンディッシュ耐火物を激しく溶損す
るため、耐火物溶損が問題とならない範囲で低粘性化を
図る必要がある。
【0032】また、保温剤中にSiO2等の低級酸化物
が多く含有されている場合、溶鋼中のAlと反応し介在
物を生成するため保温剤からの溶鋼汚染が生じる。
【0033】このため、保温剤中の低級酸化物の含有率
をできるだけ少なくすることが有効である。
【0034】ここに溶融性保温剤としては、CaO+A
23、CaO+Al23+MgO等のものが好都合で
ある。
【0035】保温剤の供給方法については、上記説明の
ように溶鋼注入を開始する以前に入れ置きする方法以外
に、溶鋼注入開始時にCaと同時添加する方法でも同様
の効果が得られる。
【0036】
【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
について説明する。
【0037】
【実施例1】CaO:50%、Al23:50%、融点
1400℃の溶融性保温剤を容量50tのタンディッシ
ュ内に予め入れ置きした。
【0038】成分C:50ppm、Si:0.015
%、Mn:0.25%、P:0.02%、S:0.01
%、Al:0.035%、温度1550℃(タンディッ
シュ内)の溶鋼250tを取鍋からタンディッシュ内に
注入を開始すると共に、Ca:50%、Al:20%、
Fe:30%のCa―Alワイヤー(7mmφ)をタン
ディッシュ注入点付近に添加した。
【0039】なお、ワイヤーの添加速度は、タンディッ
シュ内に溶鋼が充満し、注入初期の空気巻き込みが終了
するまでの溶鋼50tに対して2kg/minで、それ
以降の溶鋼に対しては700g/minとした。
【0040】この時、タンディッシュ出側の溶鋼中全酸
素量は注入初期から常に安定して20ppmを確保で
き、溶鋼汚染は確実に防止できた。
【0041】
【比較例1】MgO:100%、融点2800℃の固体
保温剤を容量50tのタンディッシュ内に予め入れ置き
した。
【0042】成分C:50ppm、Si:0.015
%、Mn:0.25%、P:0.02%、S:0.01
%、Al:0.035%、温度1550℃(タンディッ
シュ内)の溶鋼250tを取鍋からタンディッシュ内に
注入を開始し、Ca含有ワイヤーの添加は行わなかっ
た。
【0043】鋳造開始から15分までの間に溶鋼中全酸
素量は140ppmから60ppmまで徐々に低下した
が、その後全酸素量の減少は停滞し最終到達値は60p
pmであった。
【0044】このため、注入初期の溶鋼汚染防止機能及
びその後の介在物除去機能の向上は見られず、圧延後の
成品には表面欠陥が発生した。
【0045】
【比較例2】MgO:100%、融点2800℃の固体
保温剤を容量50tのタンディッシュ内に入れ置きし
た。
【0046】成分C:50ppm、Si:0.015
%、Mn:0.25%、P:0.02%、S:0.01
%、Al:0.035%、温度1550℃(タンディッ
シュ内)の溶鋼250tを取鍋からタンディッシュ内に
注入を開始すると共に、Ca:50%、Al:20%、
Fe:30%のCa―Alワイヤー(7mmφ)をタン
ディッシュ注入点付近に添加した。
【0047】なお、ワイヤーの添加速度は、タンディッ
シュ内に溶鋼が充満し、注入初期の空気巻き込みが終了
するまでの溶鋼50tに対して2kg/minで、それ
以降の溶鋼に対しては700g/minとした。
【0048】この時、タンディッシュ出側の溶鋼中全酸
素量は注入初期から250t注入終了まで60ppm一
定で、鋳造初期の溶鋼汚染防止機能は得られたものの、
介在物除去機能は向上しなかった。このため、圧延後の
成品には表面欠陥が発生した。
【0049】
【発明の効果】以上のごとく、本発明のタンディッシュ
内溶鋼の清浄化方法によれば、大がかりな設備を必要と
せず、最も激しい鋳込初期の溶鋼汚染を確実に防止し、
さらにタンディッシュにおける介在物除去機能をも向上
できるため、鋳片の品質は極めて向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタンディッシュ内溶鋼の清浄化方法を
説明するための図。
【図2】るつぼ試験により評価したCa添加及び溶融性
保温剤使用の効果を示す図である。
【符号の説明】
1 タンディッシュ 2 溶融性保温剤 3 取鍋 4 溶鋼 5 ワイヤー添加装置 6 Ca含有ワイヤー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−1457(JP,A) 特開 平3−243252(JP,A) 特開 平2−270907(JP,A) 特開 昭61−38749(JP,A) 特開 昭59−1055(JP,A) 特開 昭52−35126(JP,A) 特開 昭63−149057(JP,A) 特開 昭54−86433(JP,A) 特開 昭60−261651(JP,A) 特開 昭61−276756(JP,A) 特開 平1−99761(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/11 B22D 11/108 B22D 11/111

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼の連続鋳造において、取鍋からタンデ
    ィッシュに溶鋼を注入する際、溶融性保温剤をタンディ
    ッシュに入れ置きし、あるいは溶鋼注入開始時にタンデ
    ィッシュ内へ供給すると共に、Caを添加することを特
    徴とするタンディッシュ内溶鋼の清浄化方法。
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AUPN937696A0 (en) * 1996-04-19 1996-05-16 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Casting steel strip
CN1319677C (zh) * 2003-05-09 2007-06-06 宝钢集团上海第一钢铁有限公司 一种用于金属液体中合金加入的装置

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