JP3075911B2 - タンディッシュ内スラグ軟質化及び排出方法 - Google Patents
タンディッシュ内スラグ軟質化及び排出方法Info
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Description
シュの内張り耐火物を繰り返し再使用を操業において、
タンディッシュ内スラグを軟質化し排出性を向上させる
方法に関する。
耐火物や耐火物施工コストの低減、タンディッシュ予熱
ガスの省エネルギー等を目的に、鋳造後のタンディッシ
ュ内張り耐火物を無補修のまま、注入用ノズル耐火物の
みを新規なものと交換し、再使用する熱間回転操業が行
われている。タンディッシュを無補修のまま再使用する
場合、タンディッシュ内残留スラグを出来る限り排出除
去する必要がある。その理由は、残留スラグがタンディ
ッシュ底部の注入ノズル部で凝固付着すると、タンディ
ッシュから鋳型への注入作業時に作業性が悪化したり、
残留スラグが後キャストの取鍋内溶鋼のタンディッシュ
内への注入時に溶鋼中に巻き込まれて鋳片並びに成品で
介在物系欠陥となって品質上有害であるためである。従
って、タンディッシュ内残留スラグの排出は、タンディ
ッシュ熱間回転操業において重要な課題である。
に関して、例えば特開平01−107949号公報に
は、タンディッシュを傾転させてスラグの排出を行う方
法が、特開平02−99250号公報には、バーナーで
加熱しながらスラグを排出する方法が述べられている
が、これらの方法ではタンディッシュの傾転装置や加熱
バーナー等を新たに設ける必要があるため、設備的に大
規模になる問題がある。また、特開平01−23706
1号公報には、タンディッシュ内溶鋼及びスラグ中に発
熱剤を投入し、昇温して排出を行う方法が述べられてい
るが、この方法では発熱剤の燃焼反応に伴う発煙の発生
や耐火物の熱損傷等が問題である。
通常数ヒートから数10ヒートの取鍋内溶鋼の連々鋳が
行われるが、取鍋内の溶鋼表面上には製鋼炉からの出鋼
時に流出した炉内スラグ、出鋼時や二次精錬時に生成し
た脱酸生成物、取鍋精錬用フラックスや取鍋保温材など
が混合したスラグが存在する。そして、取鍋内溶鋼注入
終了の都度不可避的に数10Kg/ヒートずつタンディ
ッシュ内に流出し、その累積量は連々鋳の進行と共に増
加して、重量にして数100Kg以上、厚みで100m
m以上に達する場合がある。
aO−Al2O3−SiO2 系を基本成分としタンディッ
シュ内溶鋼と接触している下層部分は溶融しているが、
表面及び上層部分は凝固している場合が多い。従って、
鋳造終了後に残留スラグを排出する際に、排出が円滑に
行われずにタンディッシュ内に残留し、該タンディッシ
ュ内の側壁、底部、或は注入ノズル部等に付着凝固し易
く、タンディッシュ熱間再使用時に操業上及び品質上の
問題となる。以上より、タンディッシュ熱間回転操業を
良好に行うためには、容易且つ効率的な方法でスラグを
排出することが課題である。
決するものである。即ち、前キャスト溶鋼の連続鋳造終
了後、タンディッシュ内残留スラグを排出し、該タンデ
ィッシュの溶鋼注入用ノズルを交換した後、後キャスト
の取鍋内溶鋼を受鋼し該タンディッシュにより連続鋳造
を再開するタンディッシュ熱間回転操業を行うに際し、
前キャスト溶鋼を鋳造中のタンディッシュ内スラグ中に
該スラグの融点及び粘度低下用の合成フラックスを添加
して、該スラグの融点が1400℃以下、且つ1350
℃での粘度が100ポアズ以下になるように調整し、当
該キャストの鋳造終了後にタンディッシュ底部に設けた
スラグ排出孔からスラグの排出を行うものである。
グの融点及び粘度低下用の合成フラックスを添加した
後、該タンディッシュに設置した溶鋼加熱装置で溶鋼を
加熱撹拌せしめるものである。更に、本発明ではタンデ
ィッシュ内に添加するスラグの融点及び粘度低下用の合
成フラックスの主要成分を、CaO−Al2O3−CaF
2 −SrO系としてCaF2 を60%以下、SrOを1
0%以下、MgOを6%以下の濃度とし、該合成フラッ
クスをスラグ中に添加溶融せしめた後のCaO、Al2
O3、SiO2 の濃度の合計値を70%以上とし、且つ
CaO、Al2O3、SiO2 の重量比を、それぞれ20
〜35、30〜45、20〜40に調整せしめることに
より、スラグの融点及び粘度を低下せしめて排滓性の一
層の向上を図るものである。
く取鍋流出スラグを起源としており、多くの場合その基
本組成はCaO−Al2O3−SiO2 系であり、例えば
図1に示した平衡状態図においてMulliteやAn
orthite等と接する領域Aである。この領域Aの
スラグは、融点が約1500℃以上と比較的高温である
ために、タンディッシュ内溶鋼と接触している下層部分
は溶融しているが粘度が高く、また表面並びに上層部分
は凝固しているので、鋳造が終了した後でのタンディッ
シュ底部に設けたスラグ排出孔からの完全な排出は困難
である。
グの融点及び粘度を低下させる目的で合成フラックスを
添加するものであるが、合成フラックスを添加し完全に
混合溶融した後のスラグの融点を1400℃以下、粘度
を100ポアズ以下になるように調整せしめるが、その
目的は鋳造終了後にタンディッシュ底部に設けた排出孔
からの排出性を向上させるためである。
スラグの排出性に関する発明者らの調査結果を示した
が、図から明らかなようにスラグの排出性は、スラグの
融点が1400℃以下で且つ粘度が100ポアズ以下の
場合に良好であり、融点または粘度のどちらかが前記の
規定値を満足しない場合には、流動性が不十分であり排
出性は不良である。尚、図2は合成フラックスをスラグ
中に添加した後、該タンディッシュに設置した溶鋼加熱
装置で溶鋼を加熱撹拌しない場合と加熱撹拌した場合に
分けて図示したが、加熱撹拌を適用した場合の方がタン
ディッシュ内溶鋼表面上スラグと合成フラックスとの均
一混合並びに溶融が促進され、スラグ全体の流動化が図
られる結果、排滓性が明らかに向上している。
分をCaO−%Al2 O3 −CaF2 −SrO系とする
ことにより、該合成フラックスを添加した後のタンディ
ッシュ内スラグ組成を、領域AからCaO及びAl2O3
の濃度の高い領域Bに調整する。領域Bは、Anort
hite(CAS2)、Gehlenite(C2AS)
及びCA6等の共融組成の領域であり、CaO、Al2O
3、SiO2の重量比が、それぞれ20〜35、30〜4
5、20〜40である。そして、融点は約1380〜約
1500℃未満の範囲に低下し排滓性は向上するが、本
発明ではスラグの融点を1400℃以下及び粘度を10
0ポアズ以下に低下させるためにCaF2やSrOを添
加して、排滓性の一層の向上を図るものである。
ッシュ耐火物の溶損を進行させるので60%以下に抑え
る。また、SrOはアルカリ土類金属酸化物で塩基性で
あり融点低下作用を有するのでCaOに置き換えて添加
するが、発明者らの調査では10%を超えて添加しても
融点低下作用が飽和することと原料が割高なことから1
0%以下の添加量とする。
ラグ中にスピネル(Al2O3・MgO化合物)を析出せ
しめ融点と粘度を高めスラグの排出性を悪化させるた
め、基本的には添加しない。また、SiO2 その他の成
分については原料等から不可避的に混入する以外には特
に添加しない。その理由は、SiO2 はタンディッシュ
内スラグの塩基度を下げてスラグ中の(FeO)や(M
nO)等の酸化性成分を増加せしめ、溶鋼中のAlと反
応してAl2O3系介在物を生成し易いためである。以上
の理由から、本発明になるスラグの融点及び粘度低下剤
としての合成フラックスの成分系を規定するものであ
る。
は次のように求める。先ず、タンディッシュ内スラグは
図1に示した領域Aの組成を有することが判っている。
従って、合成フラックスの添加前にタンディッシュ内ス
ラグの厚みを測定し、予め求めておいたスラグ厚みとス
ラグの重量との関係から、合成フラックスの添加量を決
定することが出来、目標とするスラグ組成に調整するこ
とが出来る。
加時期としては、前キャストの最初のヒート、途中のヒ
ート、或は最終ヒートでも良く、要は添加された合成フ
ラックスがタンディッシュ内スラグと均一に混合溶融し
て流動化し、鋳造終了後に完全な排滓が可能であること
である。しかしながら、該フラックスを添加してから排
滓までの時間が長過ぎる場合には、タンディッシュスト
ッパーや側壁のスラグライン部の耐火物が低融点スラグ
に侵食されて溶損が進行することがあるので、その場合
には前キャストの最終ヒートで添加することが好まし
い。但し、フラックスがスラグと混合し均一溶融させる
ための最低限の時間の確保が必要なのは言うまでもな
い。このように構成した方法により、タンディッシュ傾
動装置等の大規模な設備が必要なく、発煙等の障害が伴
う発熱剤等を使用する必要もなくなり、容易且つ効率的
にタンディッシュ内スラグを排出することが可能であ
る。
において、270トン転炉及びRH脱ガス装置で精錬し
た機械構造用鋼(S10C〜S58C)を、図3に示す
容量30トンのタンディッシュ1を用いて、鋳片サイズ
350mm×560mmのブルームを連続鋳造した。
尚、図3において、1はタンディッシュ、2は浸漬ノズ
ル、3はタンディッシュストッパー、4はスラグ排出
孔、5はスラグ排出用ストッパー、6はスラグ排出用ポ
ット、7はタンディッシュ内スラグ、8は溶鋼、9は誘
導加熱装置、10は合成フラックス、11は鋳型、12
は鋳片である。
170トン行われた時点で、タンディッシュ内スラグ7
の表面に該スラグの融点が1400℃以下、粘度が10
0ポアズ以下になるように、30%CaO−20%Al
2O3−40%CaF2 −10%SrOの組成の合成フラ
ックス10を150Kg散布した後、タンディッシュ1
に設置した誘導加熱装置9で溶鋼8を加熱撹拌しながら
鋳造した。合成フラックス10の添加及び溶鋼の誘導加
熱により、タンディッシュ内スラグは約10分未満で表
面まで完全に溶融し流動化した。
ュ内スラグ7の重量は約450Kg(厚み測定値から算
出)、その組成は図1の領域A内に相当する12%Ca
O−35%Al2O3−31%SiO2 −残部(MgO、
FeO、MnO等)であった。合成フラックスを添加後
の溶融スラグをサンプリングし分析した結果、組成は図
1の領域B内に相当する組成の24%CaO−32%A
l2O3−24%SiO2 −5%F−3%SrO−残部
(MgO、FeO、MnO等)であった。CaO、Al
2O3、SiO2 の濃度の合計値は80%、それぞれの重
量比は、30、40、30そして融点は1340℃、1
350℃における粘度は20ポアズであった。
時点で、タンディッシュストッパー5を閉止し、タンデ
ィッシュ1を上昇させて鋳込み位置から、図4に示した
スラグ排出用ポット6の位置までタンディッシュカーで
移動後、スラグ排出用ストッパー5を開いてスラグ排出
を行った。本発明になる上記方法でのタンディッシュ内
スラグの排滓を多数回実施した結果、排滓完了後のタン
ディッシュ内底部に残留した付着スラグはほぼ皆無であ
った。これに対して、合成フラックスを添加しなかった
比較例、並びに合成フラックスを何等添加しないで溶鋼
の加熱撹拌のみを行った比較例においては、タンディッ
シュ内スラグが溶融軟質化せずスラグの排出は不能であ
った。このため、タンディッシュ内にスラグが多量に残
留したため該タンディッシュを再使用することが出来な
かった。
鋳造並びに排滓完了後、注入用のタンディッシュストッ
パー及び浸漬ノズルを新規のものと交換すると共に、前
キャストの鋳片搬出及びダミーバーセット等の鋳造準備
作業を行った後、後キャスト溶鋼の鋳造用に当該タンデ
ィッシュを再使用し機械構造用鋼を鋳造したが、後キャ
ストの鋳片及び成品の介在物レベルは、タンディッシュ
を再使用しない場合と同等に良好であった。また、本発
明により前キャストの排滓を行った後、タンディッシュ
ストッパー及び浸漬ノズル等を新品のものと交換して当
該タンディッシュを冷却し、無補修で次々キャスト以降
の鋳造に再使用するに当り、予熱バーナーで加熱した後
に機械構造用鋼を鋳造した場合でも、良好な介在物レベ
ルが得られた。
法で効率よくタンディッシュ内スラグの排出を行うこと
が可能であり、その工業的価値は極めて高い。
の状況を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 前キャスト溶鋼の連続鋳造終了後、タン
ディッシュ内残留スラグを排出し、該タンディッシュの
溶鋼注入用ノズルを交換した後、後キャストの取鍋内溶
鋼を受鋼し該タンディッシュにより連続鋳造を再開する
タンディッシュ熱間回転操業を行うに際し、前キャスト
溶鋼を鋳造中のタンディッシュ内スラグ中に該スラグの
融点及び粘度低下用の合成フラックスを添加して、該ス
ラグの融点が1400℃以下、且つ1350℃での粘度
が100ポアズ以下になるように調整し、当該キャスト
の鋳造終了後にタンディッシュ底部に設けたスラグ排出
孔からスラグの排出を行うことを特徴とする、タンディ
ッシュ内スラグ軟質化及び排出方法。 - 【請求項2】 タンディッシュ内にスラグの融点及び粘
度低下用の合成フラックスを添加した後、該タンディッ
シュに設置した溶鋼加熱装置で溶鋼を加熱撹拌せしめる
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 タンディッシュ内に添加するスラグの融
点及び粘度低下用の合成フラックスの主要成分を、Ca
O−Al2O3−CaF2−SrO 系としてCaF2 を6
0%以下、SrOを10%以下、MgOを6%以下の濃
度とし、該合成フラックスをタンディッシュ内スラグ中
に添加溶融せしめた後のスラグ中のCaO、Al2O3、
SiO2 の濃度の合計値を70%以上とし、且つCa
O、Al2O3、SiO2 の重量比を、それぞれ20〜3
5、30〜45、20〜40に調整せしめることを特徴
とする請求項1又は2記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06058376A JP3075911B2 (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | タンディッシュ内スラグ軟質化及び排出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07241652A JPH07241652A (ja) | 1995-09-19 |
JP3075911B2 true JP3075911B2 (ja) | 2000-08-14 |
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ID=13082616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP3075911B2 (ja) |
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1994
- 1994-03-04 JP JP06058376A patent/JP3075911B2/ja not_active Expired - Fee Related
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