JP3093617B2 - タンディッシュの熱間連続使用方法 - Google Patents

タンディッシュの熱間連続使用方法

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JP3093617B2 JP07259465A JP25946595A JP3093617B2 JP 3093617 B2 JP3093617 B2 JP 3093617B2 JP 07259465 A JP07259465 A JP 07259465A JP 25946595 A JP25946595 A JP 25946595A JP 3093617 B2 JP3093617 B2 JP 3093617B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造用タンデ
ィッシュの耐火物コスト削減、および冷間での整備工程
を省略し、品質確保のための設備、操業負荷を与えずに
安定した品質の鋳片を得るタンディッシュの熱間連続使
用方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造においては取鍋から出鋼された
溶鋼を一旦タンディッシュに受け、そのタンディッシュ
に収容された溶鋼をタンディッシュ底部に設けた浸漬ノ
ズルから鋳型へ注入し、鋳片を鋳造する。鋳造終了後に
タンディッシュに残存する残留物はタンディッシュから
排出され、次回の鋳造までに耐火物等の補修を行い、再
度使用される。このような連続鋳造に使用されるタンデ
ィッシュにおいては、かねてから耐火物コスト削減およ
び冷間整備工程の省略を目的とし、タンディッシュを複
数回連続使用することが行われている。
【0003】タンディッシュを熱間にて連続使用する際
にポイントとなることは、鋳造初期の品質確保である。
タンディッシュ内の残留物は酸化され、この酸化物は次
回鋳造開始時にタンディッシュ内に流入された溶鋼を酸
化し、非金属介在物(クラスタ)生成の原因となり溶鋼
清浄性の悪化へとつながる。
【0004】従来の連続使用におけるタンディッシュの
使用後の温度変化状況の1例を図2に示す。通常タンデ
ィッシュは溶鋼湯面の酸化防止のため蓋付きの状態で使
用され、残留物を排出後は再度蓋を閉めて保温状態を維
持するため、その温度降下は図2に示されるように可成
り長時間に亘って高温に保たれている。従って前述のご
とく、この期間にタンディッシュ内の残留物はその表面
を酸化されるため、溶鋼汚染の元凶となっていた。
【0005】そこで、特開平6−246408号公報に
見られるように、まずタンディッシュ内での残留物量の
低減、すなわち、タンディッシュからの排出性を向上さ
せるために、溶鋼をタンディッシュ内に流入する段階
で、タンディッシュ内に低融点で粘性のあるフラックス
を投入し、残留物をできるだけ低粘性化して排出性を向
上させる例がある。
【0006】さらに、タンディッシュに付着した残留物
が酸化されにくいように、タンディッシュ内部の酸素分
圧制御が行われている。また、鋳造スタート時のタンデ
ィッシュの予熱を回避するために、鋳造間隔によらずタ
ンディッシュ内壁温度を1000〜1100℃の高温に
保つ必要があり、そのために耐火物ライニング中に断熱
材を挿入して保温性を向上している例もある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】だが、これら種々の対
策を実施しても対策前と比較して、品質の悪化の程度は
多少緩和されているものの、残留スラグや残留地金の酸
化が原因とする溶鋼汚染が生じるため、熱間連続使用を
実施しない時と比較して同一レベルの品質を保つことが
できていないのが現状である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するためになされたものであり、その要旨とすると
ころは、その内面が所定の耐火物で形成され、溶鋼鍋か
ら流入された溶鋼を浸漬ノズルから鋳型に注入するのに
用いるタンディッシュにおいて、該タンディッシュを複
数回連続使用するに際し、鋳造中に残存されたスラグお
よび地金を排出後、タンディッシュ内壁に付着したスラ
グおよび地金の表面温度が、1000〜1150℃にな
るまで5〜10℃/分の冷却速度で冷却した後、100
0〜1100℃の温度に保ち次回の鋳造に使用すること
を特徴とするタンディッシュの熱間連続使用方法にあ
る。
【0009】
【作用】タンディッシュ内部表面の残存地金/スラグの
酸化は酸素との反応によって生じるが、その酸化反応定
数はアレニウスの式に従って決定され、反応箇所の温度
の関数である。従って、熱間連続使用操業の際に品質を
確保するためには、表面温度を適切な冷却速度にて冷却
し、その後1000〜1100℃の温度を保ち、予熱な
しにて鋳造を実施することが、表面酸化を防止し、品質
を確保できる最良の方法である。
【0010】上記課題を解決するに必要な最適なタンデ
ィッシュ温度履歴を求めるために、鋳造終了からのタン
ディッシュ温度と、その時の酸化物の生成量を理論式か
ら算出し、温度と生成量、酸素分圧との関係について検
討した。本発明で用いた計算には前提を設けている。内
部酸化に関するモデルとして以下を用いる。表面に生成
される酸化物の厚みは反応速度係数の平方根に比例、ま
た酸素分圧の1/4乗に比例する。反応速度係数kはア
レニウスの式logk=−a/T+bこのうち、草野の
式 logk=−9100/T+10.53を適用して
いる。ただし、Tは絶対温度である。
【0011】以上の前提から求めた計算結果を図4,5
に示した。図4に示すのは分圧20%と一定のもと、内
壁温度を1100〜1400℃の場合の生成量を示す図
である。図4から明らかなように内部温度の数100℃
の差で生成量に違いが生じることが分かる。一方、図5
では、表面温度1100℃で雰囲気の酸素分圧が20〜
1%までの場合である。酸素分圧の違いでも温度の場合
と同様な差異が生じている。以上から、鋳造終了後のタ
ンディッシュ内壁温度の冷却速度を適正化する必要があ
ることが理論付けされる。
【0012】そこで、本発明者らは種々の条件を設定し
て、タンディッシュの熱間連続使用を行い鋳片に発生す
るクラスタ(残留酸化物が原因と考えられる)を調査し
た。まず、タンディッシュ使用後の冷却速度(℃/mi
n)とクラスタ発生個数の関係であるが、鋳造初期は溶
鋼は汚染され易く、従ってクラスタ発生のバラツキも大
きいのでほぼ安定する鋳造後、鋳造長さ5〜10m間の
鋳片から試料を採取し、冷却速度との関係をみたのが図
1である。図から明らかなように、冷却速度が早い5℃
/min以上では殆どクラスタの発生がみられず、冷間
使用タンディッシュ材(通常材)と変わらない値を示し
ている。
【0013】従って、少なくとも5℃/min以上の冷
却速度が必要であることがこの図からも判る。しかし、
冷却速度が早ければ早い程クラスタの発生からは良好で
はあるが余り早過ぎると、タンディッシュ内張耐火物の
スポーリング性に悪影響を及ぼし、耐火物に亀裂を生じ
る惧れがあり、その速度の限度は10℃/min以下で
ある。
【0014】次に、初期に冷却すべきタンディッシュ表
面温度であるが、前述の如く酸化度は高温になるに従
い、その効力を増すので低温まで急速に冷却するのは好
ましい。図3にタンディッシュ表面温度とクラスタの発
生個数の関係を示したが、その上限温度は1150℃程
度まで許容できる。また、余り温度を下げ過ぎるとタン
ディッシュへの溶鋼流出時にタンディッシュ内溶鋼温度
を下げ、鋳型への注入時に浸漬ノズル温度降下によるノ
ズル詰りが発生し、鋳造不能の状態となり、不都合を生
ずる。従ってその温度は1000℃以上を確保する必要
がある。
【0015】これらタンディッシュの冷却速度、冷却温
度を適正な値に持っていくためには、冷却手段に種々の
工夫を採用せねばならない。冷却に当っては非酸化性を
重んずる意味から、非酸化性の不活性ガスの利用が考え
られ、これらのガスのタンディッシュ内面への吹き付け
を行うことは好ましいことである。また、タンディッシ
ュ内を保温する蓋に設けた小蓋の開閉を行い、その時の
タンディッシュ内温度状況に応じて冷却条件が前記範囲
内を保持するよう、小蓋の開度調整によって行うことも
できる。
【0016】上記の冷却条件を満たしたタンディッシュ
が整備されても(通常40分程を要する)、次回の使用
まで待機せねばならないときは、そのタンディッシュを
特定の保温状態で保持しなければならない。その時の温
度は前述の説明で自から明らかなように、また図6に示
される如く1000〜1100℃の間の温度であり、こ
の温度を維持して置くことにより何時でも使用可能な状
態で待機できる。本発明を実施した時のタンディッシュ
内面温度の冷却の1例を図2に示した。本発明の冷却曲
線が従来法と大きく異なっているのが判る。
【0017】
【実施例】330tレードルから定常状態時で10t/
minの速度で2ストランド用タンディッシュに流出さ
れた溶鋼を、浸漬ノズルからモールドに注入し鋳造を行
った。鋳造は3〜5tの残鋼/スラグの時点で終了し
た。タンディッシュを所定の残存物排出位置まで移動
し、鋳造終了時点から8〜10分後に残存物を排出し
た。タンディッシュ内には0.3〜0.5tのスラグ/
地金が残った。排出後、タンディッシュ内部温度を冷却
速度5〜10℃/分にて1000〜1150℃まで冷却
し、冷却が終了してから1000〜1100℃を保ち、
次回の鋳造まで待機した。
【0018】本発明の有効性を確認するために、実際に
本発明で得た操業パターンによって溶鋼をタンディッシ
ュに注入し、得られた鋳片の品質を確認した。発明の効
果を確認するために、連続使用でない場合(冷間整備)
と熱間連続使用とで比較した。また、連続使用した場合
は、鋳造終了からの内部温度の冷却速度の違いに注目し
た。それぞれの条件は表1の通りである。鋳片の品質を
評価するために目視で介在物量を調べた(通常、鋳片の
清浄性を評価する場合は断面の介在物個数で評価するの
が一般的である)。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、鋳造終了時のタンディ
ッシュ内壁高温残存物の温度を高速冷却によって急激に
低下させ、表面の酸化物生成を抑制したため、タンディ
ッシュを熱間で連続使用する上で通常レベルの品質材を
製造することが可能となり、連続鋳造作業上の省エネ、
省力化に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】タンディッシュの冷却速度と鋳片クラスタ発
生、耐火物亀裂発生の関係を示す図
【図2】タンディッシュ内壁残存物の冷却速度を本発明
と従来例とを比較して示す図
【図3】タンディッシュの表面冷却温度とクラスタ発生
の関係を示す図
【図4】酸素分圧一定とした時の温度による酸化物生成
量の依存性を示す図
【図5】温度を一定とした時の酸素分圧による酸化物生
成量の依存性を示す図
【図6】タンディッシュ保持温度とクラスタ発生、ノズ
ル詰り発生の関係を示す図
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−300112(JP,A) 特開 平8−294756(JP,A) 特開 平8−155599(JP,A) 特開 平8−159664(JP,A) 特開 平1−122641(JP,A) 特開 平5−309456(JP,A) 特開 昭61−235064(JP,A) 特開 昭52−19120(JP,A) 特開 昭64−68417(JP,A) 特開 平6−142858(JP,A) 特開 平6−246408(JP,A) 実開 平1−139958(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 41/00 B22D 11/10 310 B22D 41/005 B22D 43/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その内面が所定の耐火物で形成され、溶
    鋼鍋から供給された溶鋼を浸漬ノズルを介して鋳型に注
    入するのに用いるタンディッシュにおいて、該タンディ
    ッシュを複数回連続使用するに際し、鋳造中に残存した
    スラグおよび地金を排出後、タンディッシュ内壁に付着
    したスラグおよび地金の表面温度が、1150℃になる
    まで5〜10℃/分の冷却速度で冷却した後、次回の鋳
    造に使用することを特徴とするタンディッシュの熱間連
    続使用方法。
  2. 【請求項2】 タンディッシュの冷却に際し、非酸化性
    の不活性ガスを用いることを特徴とする請求項1記載の
    タンディッシュの熱間連続使用方法。
  3. 【請求項3】 タンディッシュの冷却に際し、該タンデ
    ィッシュ保温蓋に設けた小蓋の開度を、タンディッシュ
    内温度を基に調整することを特徴とする請求項1または
    2記載のタンディッシュの熱間連続使用方法。
  4. 【請求項4】 タンディッシュを冷却した後、1000
    〜1100℃の温度を保持しつつ、次回の鋳造に使用す
    ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載
    のタンディッシュの熱間連続使用方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010269359A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Kobe Steel Ltd 前チャージと次チャージの温度差に着目した、タンディッシュの熱間再使用方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010269359A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Kobe Steel Ltd 前チャージと次チャージの温度差に着目した、タンディッシュの熱間再使用方法

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