JP3260543B2 - 清浄鋼鋳造のための操業方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造鋳片内のチャー
ジとチャージの継目部分において、取鍋からタンディッ
シュに流入したスラグ、溶鋼を止めてあった硅砂粒もし
くはタンディッシュに既に存在するスラグを溶鋼中に懸
濁させることなく鋳造する技術に関するものであり、製
鉄業あるいは非鉄製造業における連続鋳造技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼製造業における溶鋼清浄化の要望は
強く、単にＣ、Ｐ、Ｓ等の不純物元素の低減にとどまら
ず、転炉、二次精錬工程、連続鋳造工程における脱酸生
成物、精錬材、耐火物、保温材、パウダーに起因する非
金属介在物を極力取り除いた高清浄度の鋼片の製造が求
められている。製品の表面欠陥及び内部欠陥発生原因と
なる非金属介在物は特に、連続鋳造のチャージとチャー
ジの継目部分において、空気酸化、取鍋スラグの流出、
タンディッシュスラグの懸濁により、顕著に増加するこ
とが知られている。従来からの鋼の連続鋳造における取
鍋〜タンディッシュへの溶鋼注入は、図２に示すごとく
取鍋１の底部に装着されたスライディングノズル２の開
度を調整しつつ、当該ノズル２の下部に位置するロング
ノズル３の先端部をタンディッシュ内溶鋼４に浸漬させ
た状態で行っている。

【０００３】取鍋１の交換時に溶鋼の空気酸化を防止し
た状態で溶鋼の注入を行うためには、図３に示すよう
に、前鍋（前回タンディッシュに溶鋼を注入した取鍋を
言う）が残したタンディッシュ内溶鋼４にロングノズル
３を浸漬させたまま、後鍋（次回タンディッシュに溶鋼
を注入する取鍋を言う）からの溶鋼注入を開始すると、
前鍋からの注入末期に流出しロングノズル３の下部に浮
上貯溜しているスラグ７を後鍋の注入流９によってタン
ディッシュ内の溶鋼４中にたたき込むことになり、その
結果、鍋交換部の溶鋼を汚染し清浄な鋳片の製造を困難
にしていた。

【０００４】以上のような問題点を解決するために、従
来、特公昭６２−４７６２０号公報に示されるようにチ
ャージとチャージの継目部分において、図４（Ａ）に示
すように前鍋取鍋に引続き後鍋内溶鋼をタンディッシュ
に供給するにあたり、ロングノズル３を上方（矢印Ａ）
に機械的ないし入力で持ち上げ、ロングノズル下端をタ
ンディッシュ溶鋼面より上方に移すことにより、その空
隙８よりロングノズル内のスラグを流出（破線の矢印）
させ、タンディッシュ溶鋼上面に分散させた後、ロング
ノズルを元の位置に降し（矢印Ｂ）、再び鋼中に浸漬さ
せた状態で図４（Ｂ）を後鍋の溶鋼の注入を開始する方
法を採り、継目鋳片の介在物量を減少させる法案が考案
されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らがさらに実験、研究を進めた結果、既発明の、例え
ば特公昭６２−４７６２０号公報に示される技術を用い
ることにより、空気酸化を防止するとともにロングノズ
ル内のスラグをたたき込む事を防止することが可能であ
ったが、後鍋溶鋼の注入開始時に、ロングノズル３の下
端がタンディッシュ湯面下に十分に浸漬されていない
と、溶鋼の注入流により、タンディッシュ溶鋼上面に存
在するスラグ層５を巻き込むという問題点が有ることが
わかった。

【０００６】また、鍋交換から後鍋溶鋼注入開始までに
１〜２分の準備時間を要するため、通常鋳造を継続すれ
ば必然的にタンディッシュ内溶鋼４量が低下する。従っ
て、タンディッシュ内溶鋼４量を回復させるため、通常
図３中のスライディングノズルを全開にし、急激に溶鋼
量を増加させる操作を行う。そのため、タンディッシュ
内を前鍋の流出スラグ、タンディッシュスラグ及び後鍋
の溶鋼を止めていた硅砂粒を巻き込みもしくは懸濁させ
た汚い溶鋼が、非金属介在物を浮上させる時間もなく、
直送流となってモールド内に流入する。このために鍋交
換時に特に前鍋側鋳造片品質が悪化し例えば自動車用の
薄板材を製造する際の製品欠陥発生率が悪化し、日々厳
格化する高清浄度鋼製造の要求を必ずしも満足していな
いことがわかった。

【０００７】しかしながら、本発明者らがさらに実験、
研究を続けた結果、後鍋の溶鋼注入速度を適切に制御す
れば、直送流の発生を抑制し、前鍋側鋳片の品質劣化を
防止できることができ、本発明は以上の事情に鑑みてな
されたもので、従来の問題点の根本原因の一つであるロ
ングノズル３からの注入流９によるスラグ層５巻き込み
を効果的に抑制し、かつ、後鍋溶鋼注入速度を適切に制
御することにより前鍋側鋳片の品質劣化を防ぐことを目
的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は厳格化
した高清浄度鋼製造の要求を満足するための清浄鋼を得
るための方法を提供するもので、その要旨とするところ
は以下の通りである。取鍋からタンディッシュに溶鋼を
注入する方法としてロングノズルを用い、タンディッシ
ュ内の溶鋼レベルに関係なくロングノズルを溶鋼中に浸
漬した状態で鋳造を行う連続鋳造方法において、前鍋に
引続き後鍋内溶鋼をタンディッシュに供給するにあた
り、前鍋から注入末期にロングノズル内に貯溜している
スラグを、ロングノズルを溶鋼から上昇させることによ
りタンディッシュ内に排出し、しかる後再びロングノズ
ルを溶鋼中に浸漬して鋳造する場合に、ロングノズル下
端が少なくともタンディッシュ湯面下３０ｍｍ以上溶湯
内に位置した時点で、後鍋溶鋼の注入を開始し、ロング
ノズルが３０ｍｍ以上浸漬した状態を保持し、かつタン
ディッシュへの溶鋼供給量：Ｍを下記の（１）式に従っ
て制御する事を特徴とする高清浄鋼の鋳造方法。 Ｍ＝Ｍｃ＋Ｍα …（１） ここで ０≦Ｍα≦（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／２ Ｍ ：タンディッシュへの溶鋼供給量 （ｔｏｎ／分） Ｍｃ：鋳造に必要な溶鋼供給量 （ｔｏｎ／分） Ｍα：タンディッシュ内溶鋼量を増加させるために必要な溶鋼供給量 （ｔｏｎ／分） Ｖｍｉｎ：ロングノズル下端がタンディッシュ内溶鋼表面に浸漬するに必要 なタンディッシュ内溶鋼量 （ｔｏｎ） Ｖｍａｘ：タンディッシュ内に最大限保持可能な溶鋼量 （ｔｏｎ）

【０００９】

【作用】すなわち、取鍋の注入末期でのスラグの流入防
止方法として特公昭６２−４７６２０号公報で示される
操業方法は、有効であったが、後鍋の注入を開始する時
に、ロングノズル下端がタンディッシュ溶鋼湯面下に、
十分に浸漬されていないと、ロングノズル３からの注入
流９によるスラグ層５の巻き込みが避けられない。

【００１０】これを防止するための方法として、本発明
者らは、図５（Ａ）に示すごとく前鍋注入終了後、ロン
グノズル３を上方（矢印Ａ）に機械的ないし人力で持ち
上げ、ロングノズル下端をタンディッシュ溶鋼面より上
方に移すことにより、その空隙８よりロングノズル内の
スラグを流出（破線の矢印）させ、タンディッシュ溶鋼
上面に分散させた後、ロングノズルを元の位置に降し
（矢印Ｂ）、再び鋼中にタンディッシュ湯面下３０ｍｍ
以上浸漬させた状態〔図５（Ｂ）でＸ＝３０ｍｍ以上〕
で後鍋の溶鋼の注入を開始する方法を採り、ロングノズ
ル３からの注入流９によるスラグ層５の巻き込みを防止
する。

【００１１】タンディッシュスラグを巻き込むと、鋳片
品質悪化の原因となるので、常にロングノズル３をタン
ディッシュ内溶鋼４に十分浸漬した状態で保持し、かつ
タンディッシュへの溶鋼供給量は（１）式の条件を満た
すものでなければならない。Ｖｍａｘ＝６０ｔｏｎ、Ｖ
ｍｉｎ＝４５ｔｏｎのタンディッシュを用い、鍋交換時
期のロングノズル下端のタンディッシュ内溶鋼への浸漬
深さを３０ｍｍ確保した状態で、タンディッシュ内溶鋼
量を増加させるための溶鋼供給量Ｍαを変化させた場合
の、継目部鋳片振り当て線材の内質欠陥による降格材の
発生比率との関係を図１に示す。上記条件では、Ｍαの
上限値は、（６０−４５）／２＝７．５（ｔｏｎ／分）
となり、本発明法（Ｍα＝６ｔｏｎ／分のケース）によ
り鍋交換部の鋳片品質が広範囲に渡って向上し、従来法
に比べて優れた製品品質が得られることを示している。
その結果、継目部鋳片の介在物量を減らし、日々厳格化
する高清浄度鋼製造が可能となった。

【００１２】本発明方法において使用するロングノズル
としては、図示の通常のストレート型のものの他、ノズ
ル先端の内径が拡大した、いわゆるラッパ状のものも使
用することができる。また、量は少ないが、図４に示す
如く、ロングノズル３内に存在する、スラグのたたき込
みが問題になる場合には、ロングノズルの再浸漬時に、
浸漬部分のスラグ５’を再浸漬前に浸漬部分のスラグを
除去しておくことが望ましい。

【００１３】スラグ除去の方法としては、機械的に取り
除く方法、例えばロングノズルの下端に陣笠状に成形し
たタンディッシュのノロ切り治具を取り付ける、ノロか
き棒で除去する方法がある。また、上方からＡｒ、Ｎ₂
などの不活性ガスの吹き付け、タンディッシュ底部から
の不活性ガス吹込みによるタンディッシュスラグ排除な
どの方法がある。上記の方法のいずれか、または併用に
よりタンディッシュスラグを排除した位置にロングノズ
ルを浸漬して後鍋の注入を開始することにより、スラグ
による汚染を完全になくすことが可能となった。

【００１４】ロングノズル３の位置は、鋳造中に湯面高
さを実測して決定することが望ましいが、タンディッシ
ュの幾何学的形状は操業中に顕著な変化がみられないの
で、鋳造中定期的に測定しているタンディッシュ重量を
一定値以上に保持することで制御可能である。尚、図６
は、ロングノズル浸漬深さを変え、その鍋交換直後鋳片
から製造した自動車用薄板材のスリバー発生による降格
材の発生比率を表わした図である。本発明法の特徴であ
る、後鍋溶鋼注入開始時のロングノズル先端３の浸漬深
さを３０ｍｍ以上確保することにより、従来法に比べて
優れた製品品質が得られることを示している。

【００１５】

【発明の効果】上記のように構成した本発明の適用によ
り、継目部鋳片にスラグを巻き込む事なく清浄な鋳片が
得られ、鍋交換直後の鋳片歩留まりの向上を図ることが
可能となり、製品の品質が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】タンディッシュ内溶鋼量を増加させるための溶
鋼供給量Ｍαを変化させた場合の、継目部鋳片振り当て
線材の内質欠陥による降格材の発生比率との関係を示す
図。

【図２】本発明の実施態様図。

【図３】本発明の比較例を示す図。

【図４】本発明の比較例を示す図。

【図５】本発明の比較例を示す図。

【図６】後鍋注入開始時のロングノズル３先端のタンデ
ィッシュ内溶鋼への浸漬深さと、継目部鋳片を用いた薄
板製品のスリバーによる不良品発生率との関係を示した
図。

【符号の説明】

１ 取鍋 ２ スライディングノズル ３ ロングノズル ４ タンディッシュ内溶鋼 ５ スラグ層 ６ タンディッシュ ７ ロングノズル内に存在するノロ ８ 空隙（ロングノズル下端とスラグ層との距離） ９ （ロングノズルからの）注入流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮沢 憲一 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (72)発明者 杉丸 聡 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭59−197356（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−115950（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−72460（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−187239（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−261651（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−47620（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/103 B22D 11/10 B22D 41/50 540 B22D 11/10 320

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取鍋からタンディッシュに溶鋼を注入す
   る方法としてロングノズルを用い、タンディッシュ内の
   溶鋼レベルに関係なくロングノズルを溶鋼中に浸漬した
   状態で鋳造を行う連続鋳造方法において、前鍋に引続き
   後鍋内溶鋼をタンディッシュに供給するにあたり、前鍋
   から注入末期にロングノズル内に貯留しているノロを、
   ロングノズルを溶鋼から上昇させることによりタンディ
   ッシュ内に排出し、しかる後再びロングノズルを溶鋼中
   に浸漬して後鍋内溶鋼を鋳造する場合に、ロングノズル
   下端が少なくともタンディッシュ湯面下３０ｍｍ以上浸
   漬した時点で、後鍋溶鋼の注入を開始し、ロングノズル
   が３０ｍｍ以上浸漬した状態を保持し、かつタンディッ
   シュへの溶鋼供給量：Ｍを下記の（１）式に従って制御
   することを特徴とする高清浄鋼の鋳造方法。 Ｍ＝Ｍｃ＋Ｍα … （１） ここで ０≦Ｍα≦（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／２ Ｍ ：タンディッシュへの溶鋼供給量 （ｔｏｎ／分） Ｍｃ：鋳造に必要な溶鋼供給量 （ｔｏｎ／分） Ｍα：タンディッシュ内溶鋼量を増加させるために必要な溶鋼供給量 （ｔｏｎ／分） Ｖｍｉｎ：ロングノズル下端がタンディッシュ内溶鋼表面に浸漬するに必要 なタンディッシュ内溶鋼量 （ｔｏｎ） Ｖｍａｘ：タンディッシュ内に最大限保持可能な溶鋼量 （ｔｏｎ）