JP3269465B2 - タンディッシュの予熱方法 - Google Patents
タンディッシュの予熱方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造用タ
ンディッシュを予熱する方法に関するものである。
ンディッシュを予熱する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、タンディッシュ耐火物のコストや
タンディッシュにおける熱的ロスの軽減を目的として、
日本国内の連続鋳造機では、タンディッシュ多数回使用
操業が広まりつつある。しかしながら、このタンディッ
シュ多数回使用操業時には、タンディッシュの内壁に付
着・残留した地金（Fe）が、バーナによる予熱雰囲気
（CO2 等）で酸化され、FeO を生成する。
タンディッシュにおける熱的ロスの軽減を目的として、
日本国内の連続鋳造機では、タンディッシュ多数回使用
操業が広まりつつある。しかしながら、このタンディッ
シュ多数回使用操業時には、タンディッシュの内壁に付
着・残留した地金（Fe）が、バーナによる予熱雰囲気
（CO2 等）で酸化され、FeO を生成する。
【０００３】生成されたFeO は、次の鋳込み時に、鋼中
の脱酸元素によって還元され、反対に、脱酸元素が酸化
されて、介在物例えばAl2O3 が生じる。生成したAl2O3
は、鋼の清浄度を悪化させるばかりか、浸漬ノズル詰ま
りや、浸漬ノズル詰まりに伴うモールドの湯面変動、あ
るいは、モールドパウダーに富化して物性を変化させる
ことによる鋳片の表面疵や、ブレークアウトの誘発な
ど、操業や品質に著しい悪影響を及ぼすという問題があ
る。
の脱酸元素によって還元され、反対に、脱酸元素が酸化
されて、介在物例えばAl2O3 が生じる。生成したAl2O3
は、鋼の清浄度を悪化させるばかりか、浸漬ノズル詰ま
りや、浸漬ノズル詰まりに伴うモールドの湯面変動、あ
るいは、モールドパウダーに富化して物性を変化させる
ことによる鋳片の表面疵や、ブレークアウトの誘発な
ど、操業や品質に著しい悪影響を及ぼすという問題があ
る。
【０００４】そこで、従来、このFeO の生成を抑制する
ために、例えば、鉄と鋼 Vol.80（1994)-T140に開示さ
れているような、タンディッシュの無予熱待機や、CAMP
-ISIJ Vol.9 (1996)-771,772 に開示されているよう
な、高温の不活性ガスを用いた予熱が試みられていた。
ために、例えば、鉄と鋼 Vol.80（1994)-T140に開示さ
れているような、タンディッシュの無予熱待機や、CAMP
-ISIJ Vol.9 (1996)-771,772 に開示されているよう
な、高温の不活性ガスを用いた予熱が試みられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者で
は、無予熱で待機できる時間に限りがあり、操業上の柔
軟性に欠けるという問題があった。また、後者は、多額
の設備投資が必要であること、及び、加熱熱量がガスバ
ーナに比べると小さく、一旦、タンディッシュが冷える
と予熱が困難であるという問題がある。
は、無予熱で待機できる時間に限りがあり、操業上の柔
軟性に欠けるという問題があった。また、後者は、多額
の設備投資が必要であること、及び、加熱熱量がガスバ
ーナに比べると小さく、一旦、タンディッシュが冷える
と予熱が困難であるという問題がある。
【０００６】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、簡便、安価に、タンディッシュ内
における付着・残留地金の酸化を抑制できるタンディッ
シュの予熱方法を提供することを目的としている。
なされたものであり、簡便、安価に、タンディッシュ内
における付着・残留地金の酸化を抑制できるタンディッ
シュの予熱方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明のタンディッシュの予熱方法は、タンデ
ィッシュを予熱するに際し、タンディッシュ内壁におけ
る地金付着部位に、炭素、または、燃焼により炭化する
有機物、或いは、Al又はAl合金のうちの１種以上を付着
させた後、ガスバーナにより予熱することとしている。
そして、このようにすることで、タンディッシュ内壁近
傍のCOガス分圧を高めたり、地金の表層部におけるAl濃
度を高くし、FeO の生成を防止したり、抑制することが
出来る。
ために、本発明のタンディッシュの予熱方法は、タンデ
ィッシュを予熱するに際し、タンディッシュ内壁におけ
る地金付着部位に、炭素、または、燃焼により炭化する
有機物、或いは、Al又はAl合金のうちの１種以上を付着
させた後、ガスバーナにより予熱することとしている。
そして、このようにすることで、タンディッシュ内壁近
傍のCOガス分圧を高めたり、地金の表層部におけるAl濃
度を高くし、FeO の生成を防止したり、抑制することが
出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明者は、タンディッシュの予
熱時における地金酸化（FeO 生成）防止策として、種々
の実験を繰り返した結果、予熱時、タンディッシュ内壁
に、炭素粒、または燃焼により炭化する有機物、或い
は、Al又はAl合金を散布・塗布・吹き付け等の手段によ
り、付着させておくことが効果的であることを見出し
た。以下にそれぞれについて、その作用を述べる。
熱時における地金酸化（FeO 生成）防止策として、種々
の実験を繰り返した結果、予熱時、タンディッシュ内壁
に、炭素粒、または燃焼により炭化する有機物、或い
は、Al又はAl合金を散布・塗布・吹き付け等の手段によ
り、付着させておくことが効果的であることを見出し
た。以下にそれぞれについて、その作用を述べる。
【０００９】［炭素粒の作用］予熱中におけるタンディ
ッシュ内のような高温雰囲気下においては、ガスバーナ
による予熱雰囲気中のCO2 ガスは、下記の化学式１に示
すように、酸化性ガスとして作用し、タンディッシュ内
壁に付着した地金を酸化する。
ッシュ内のような高温雰囲気下においては、ガスバーナ
による予熱雰囲気中のCO2 ガスは、下記の化学式１に示
すように、酸化性ガスとして作用し、タンディッシュ内
壁に付着した地金を酸化する。
【００１０】
【化１】Fe＋CO2 →FeO ＋CO
【００１１】Fe−Ｏ−Ｃ系を例にとると、１２００℃に
おいて、上記した化学式１の反応によるFeO 生成を防止
するためには、例えば図３に示すように、雰囲気圧力Ｐ
に対するCOガス分圧ｐCOの比（ｐCO／Ｐ）を０．７５ま
で高める必要がある。しかしながら、ガスバーナにおい
て、多量のCOガスを発生する不完全燃焼条件は、安全上
実現しがたいので、タンディッシュ内の雰囲気全体を還
元雰囲気に保つバーナ加熱は不可能と言える。
おいて、上記した化学式１の反応によるFeO 生成を防止
するためには、例えば図３に示すように、雰囲気圧力Ｐ
に対するCOガス分圧ｐCOの比（ｐCO／Ｐ）を０．７５ま
で高める必要がある。しかしながら、ガスバーナにおい
て、多量のCOガスを発生する不完全燃焼条件は、安全上
実現しがたいので、タンディッシュ内の雰囲気全体を還
元雰囲気に保つバーナ加熱は不可能と言える。
【００１２】これに対して、タンディッシュ内壁に炭素
粒を付着させておけば、タンディッシュ内壁近傍のみに
おいて、下記の化学式２に示すように、炭素粒の燃焼に
より生じたCOガスが還元雰囲気を形成するのである。こ
の方法によれば、バーナの燃焼条件を変化させることな
く、安全かつ簡便に、タンディッシュ内壁近傍のCOガス
分圧を高めることができ、FeO の生成を防止することが
できる。
粒を付着させておけば、タンディッシュ内壁近傍のみに
おいて、下記の化学式２に示すように、炭素粒の燃焼に
より生じたCOガスが還元雰囲気を形成するのである。こ
の方法によれば、バーナの燃焼条件を変化させることな
く、安全かつ簡便に、タンディッシュ内壁近傍のCOガス
分圧を高めることができ、FeO の生成を防止することが
できる。
【００１３】
【化２】Ｃ＋CO2 →２CO
【００１４】なお、炭素粒の代わりに燃焼により炭化す
る有機物を用いても同等の効果が得られることは言うま
でもない。
る有機物を用いても同等の効果が得られることは言うま
でもない。
【００１５】［Al又はAl合金の作用］鉄の高温酸化を防
止するためには、例えば図４に示すように、Cr，Si，Al
を添加すると有効であることが知られている。すなわ
ち、図４はCr、Si、Al量が多い程、高温酸化の割合が少
ないことを示している。これは、高温酸化が、表層の表
皮のみに留まり、内部まで酸化が進まないためと考えら
れる。一方、地金（Fe）については、高温酸化が表皮に
留まらずに内部まで浸透し、酸化量が増加する。
止するためには、例えば図４に示すように、Cr，Si，Al
を添加すると有効であることが知られている。すなわ
ち、図４はCr、Si、Al量が多い程、高温酸化の割合が少
ないことを示している。これは、高温酸化が、表層の表
皮のみに留まり、内部まで酸化が進まないためと考えら
れる。一方、地金（Fe）については、高温酸化が表皮に
留まらずに内部まで浸透し、酸化量が増加する。
【００１６】本発明者は、予熱開始前にタンディッシュ
内壁の地金付着部位（主に敷部）にAl又はAl合金粒を付
着させておくと、予熱時、溶融したAl又はAl合金粒が付
着地金の表層部に拡散し、表層部のみのAl濃度が高まる
結果、表層Alの表皮のみの酸化に留まり、付着地金によ
るFeO 生成が抑制されることを実験的に見出した。
内壁の地金付着部位（主に敷部）にAl又はAl合金粒を付
着させておくと、予熱時、溶融したAl又はAl合金粒が付
着地金の表層部に拡散し、表層部のみのAl濃度が高まる
結果、表層Alの表皮のみの酸化に留まり、付着地金によ
るFeO 生成が抑制されることを実験的に見出した。
【００１７】なお、散布粒としてAl合金を用いる場合に
は、予熱時に溶融拡散が可能な融点に調整する必要があ
る。例えば、Al−Si合金の場合、Si濃度が８０％を超え
ると液相線温度が１３００℃以上となるので、予熱時に
溶融しがたくなる。
は、予熱時に溶融拡散が可能な融点に調整する必要があ
る。例えば、Al−Si合金の場合、Si濃度が８０％を超え
ると液相線温度が１３００℃以上となるので、予熱時に
溶融しがたくなる。
【００１８】本発明のタンディッシュの予熱方法は、上
記した本発明者の知見によってなされたものであり、タ
ンディッシュを予熱するに際し、タンディッシュ内壁に
おける地金付着部位に、炭素、または、燃焼により炭化
する有機物、或いは、Al又はAl合金のうちの１種以上を
付着させた後、ガスバーナにより予熱するものである。
記した本発明者の知見によってなされたものであり、タ
ンディッシュを予熱するに際し、タンディッシュ内壁に
おける地金付着部位に、炭素、または、燃焼により炭化
する有機物、或いは、Al又はAl合金のうちの１種以上を
付着させた後、ガスバーナにより予熱するものである。
【００１９】本発明のタンディッシュの予熱方法のう
ち、炭素又は燃焼により炭化する有機物を付着させるも
のにあっては、燃焼により生じたCOガスが還元雰囲気を
形成するので、安全かつ簡便に、タンディッシュ内壁近
傍におけるFeO の生成を防止できる。
ち、炭素又は燃焼により炭化する有機物を付着させるも
のにあっては、燃焼により生じたCOガスが還元雰囲気を
形成するので、安全かつ簡便に、タンディッシュ内壁近
傍におけるFeO の生成を防止できる。
【００２０】また、本発明のタンディッシュの予熱方法
のうち、Al又はAl合金を付着させるものにあっては、予
熱時、溶融したAl又はAl合金粒が付着地金の表層部に拡
散し、その部位のAl濃度が高まる結果、FeO の生成が抑
制できる。なお、本発明の適用に際しては、次回の鋳込
み溶鋼への炭素やAlの富化が許容される範囲内に納まる
ように、炭素粒やAl又はAl合金の添加量を決定すること
は言うまでもない。
のうち、Al又はAl合金を付着させるものにあっては、予
熱時、溶融したAl又はAl合金粒が付着地金の表層部に拡
散し、その部位のAl濃度が高まる結果、FeO の生成が抑
制できる。なお、本発明の適用に際しては、次回の鋳込
み溶鋼への炭素やAlの富化が許容される範囲内に納まる
ように、炭素粒やAl又はAl合金の添加量を決定すること
は言うまでもない。
【００２１】
【実施例】以下、本発明のタンディッシュの予熱方法を
図１に示す一実施例に基づいて説明する。図１の（ａ）
は本発明のタンディッシュの予熱方法を実施するタンデ
ィッシュの平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
図１に示す一実施例に基づいて説明する。図１の（ａ）
は本発明のタンディッシュの予熱方法を実施するタンデ
ィッシュの平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【００２２】図１において、１は本発明方法を適用する
例えば容量が５０ton のタンディッシュであり、その内
壁の地金付着部位、特に斜線で示す敷部１ａに、例えば
炭素粒を吹き付けるのである。なお、図１中の２は浸漬
ノズルを示す。
例えば容量が５０ton のタンディッシュであり、その内
壁の地金付着部位、特に斜線で示す敷部１ａに、例えば
炭素粒を吹き付けるのである。なお、図１中の２は浸漬
ノズルを示す。
【００２３】図１に示したタンディッシュ１を多数回使
用操業に供し、Mn濃度が０．７〜１．０％のAlーSiキル
ド炭素鋼を鋳込んだ場合において、本発明方法を実施し
た場合と、実施しない場合の結果を下記表１に示す。
用操業に供し、Mn濃度が０．７〜１．０％のAlーSiキル
ド炭素鋼を鋳込んだ場合において、本発明方法を実施し
た場合と、実施しない場合の結果を下記表１に示す。
【００２４】なお、表１中の「Ｔ／Ｄ」はタンデシュ
を、「空Ｔ／Ｄ時間」とは、前回の鋳込み終了から次回
の鋳込み開始まで、タンディッシュが鋳込みに供されて
いない時間を、「予熱時間」とは、タンディッシュがコ
ークス炉ガスバーナにより予熱された時間を、「鋳込み
初期Mn酸化ロス」とは、鋳込み開始から５ton 鋳込み時
と、１００ton 鋳込み時の鋳片のMn濃度の差を、「鋳込
み初期T.[O] 上昇」とは、鋳込み開始から５ton 鋳込み
時と、１００ton 鋳込み時の鋳片のトータル酸素濃度の
差を、「Ｔ／Ｄ内添加物に起因する鋳込み初期成分変
化」とは、鋳込み開始から５ton 鋳込み時と、１００to
n 鋳込み時の鋳片成分のうち、[C],[Al],[Si] につい
て、タンディッシュ内添加物の影響と見積もられる差、
を表す。
を、「空Ｔ／Ｄ時間」とは、前回の鋳込み終了から次回
の鋳込み開始まで、タンディッシュが鋳込みに供されて
いない時間を、「予熱時間」とは、タンディッシュがコ
ークス炉ガスバーナにより予熱された時間を、「鋳込み
初期Mn酸化ロス」とは、鋳込み開始から５ton 鋳込み時
と、１００ton 鋳込み時の鋳片のMn濃度の差を、「鋳込
み初期T.[O] 上昇」とは、鋳込み開始から５ton 鋳込み
時と、１００ton 鋳込み時の鋳片のトータル酸素濃度の
差を、「Ｔ／Ｄ内添加物に起因する鋳込み初期成分変
化」とは、鋳込み開始から５ton 鋳込み時と、１００to
n 鋳込み時の鋳片成分のうち、[C],[Al],[Si] につい
て、タンディッシュ内添加物の影響と見積もられる差、
を表す。
【００２５】
【表１】
【００２６】上記した表１より、比較例Ｆに示すよう
に、本発明方法を適用せずに、１３時間にも及ぶ予熱を
実施すると、生成したFeO が鋳込み初期に鋼中の合金成
分を著しく酸化するので、Mnロス、T.[O] 上昇が顕著に
表れた。更に、酸化により生じたAl2O3 等の介在物が浸
漬ノズルの内壁に付着し、明らかなノズル閉塞が発生し
た。
に、本発明方法を適用せずに、１３時間にも及ぶ予熱を
実施すると、生成したFeO が鋳込み初期に鋼中の合金成
分を著しく酸化するので、Mnロス、T.[O] 上昇が顕著に
表れた。更に、酸化により生じたAl2O3 等の介在物が浸
漬ノズルの内壁に付着し、明らかなノズル閉塞が発生し
た。
【００２７】また、比較例Ｇは無予熱操業の一例である
が、空タンディッシュ時間を短く設定し、熱ロスを抑
え、無予熱化することにより、予熱に起因する諸問題を
解消している。しかしながら、実操業においては、工程
上、全ての鋳込みに無予熱タンディッシュを適用するこ
とは不可能に近い。
が、空タンディッシュ時間を短く設定し、熱ロスを抑
え、無予熱化することにより、予熱に起因する諸問題を
解消している。しかしながら、実操業においては、工程
上、全ての鋳込みに無予熱タンディッシュを適用するこ
とは不可能に近い。
【００２８】これに対して、実施例では、本発明の予熱
方法を適用した上、予熱されたタンディッシュを用いた
ので、Ａ〜Ｅに示すいずれの場合も、タンディッシュの
予熱に起因する諸問題が抑制されている。また、タンデ
ィッシュ内添加物に起因する鋳込み初期成分の変化も、
０．０１mass％までにとどまっており、品質上の問題は
なかった。以上より、本発明によれば、タンディッシュ
のガスバーナ予熱に起因する鋼の汚染を効果的に抑制で
きることが判明した。
方法を適用した上、予熱されたタンディッシュを用いた
ので、Ａ〜Ｅに示すいずれの場合も、タンディッシュの
予熱に起因する諸問題が抑制されている。また、タンデ
ィッシュ内添加物に起因する鋳込み初期成分の変化も、
０．０１mass％までにとどまっており、品質上の問題は
なかった。以上より、本発明によれば、タンディッシュ
のガスバーナ予熱に起因する鋼の汚染を効果的に抑制で
きることが判明した。
【００２９】図２は、タンディッシュの予熱時間に対し
て、鋳込み初期のMn酸化ロスを表したものであるが、本
発明方法を適用しない場合（△）には、タンディッシュ
の予熱時間に対して鋳込み初期のMn酸化ロスは明らかな
正の相関を持って増大する。これに対して、本発明の予
熱方法（○）では、タンディッシュの予熱時間の長短に
関わらず、鋳込み初期のMn酸化ロスを低位に抑制できる
ことが明らかである。
て、鋳込み初期のMn酸化ロスを表したものであるが、本
発明方法を適用しない場合（△）には、タンディッシュ
の予熱時間に対して鋳込み初期のMn酸化ロスは明らかな
正の相関を持って増大する。これに対して、本発明の予
熱方法（○）では、タンディッシュの予熱時間の長短に
関わらず、鋳込み初期のMn酸化ロスを低位に抑制できる
ことが明らかである。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安全かつ簡便に、タンディッシュ内壁近傍におけるFeO
の生成を抑制、防止できる。
安全かつ簡便に、タンディッシュ内壁近傍におけるFeO
の生成を抑制、防止できる。
【図１】（ａ）は本発明のタンディッシュの予熱方法を
実施するタンディッシュの平面図、（ｂ）は（ａ）の側
面図である。
実施するタンディッシュの平面図、（ｂ）は（ａ）の側
面図である。
【図２】タンディッシュの予熱時間に対する鋳込み初期
のMn酸化ロスの関係を表した図である。
のMn酸化ロスの関係を表した図である。
【図３】Fe−Ｏ−Ｃ系における還元平衡図であり、横軸
は温度（℃）を、縦軸は雰囲気圧力Ｐに対するCOガス分
圧ｐCOの比（ｐCO／Ｐ）を示す。
は温度（℃）を、縦軸は雰囲気圧力Ｐに対するCOガス分
圧ｐCOの比（ｐCO／Ｐ）を示す。
【図４】１０００℃で１時間酸化させた場合の、鉄の高
温酸化に対するAl、Cr、及びSiの影響を示す図であり、
横軸は合金元素含有量（質量％）を、縦軸は酸化による
質量増加（kg/m-2）を示す。
温酸化に対するAl、Cr、及びSiの影響を示す図であり、
横軸は合金元素含有量（質量％）を、縦軸は酸化による
質量増加（kg/m-2）を示す。
１ タンディッシュ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−107948（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−127146（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−238656（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−22567（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−299548（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−257708（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−177316（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−76005（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−43844（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/10 310 B22D 41/015 B22D 43/00
Claims (1)
- 【請求項１】 タンディッシュを予熱するに際し、タン
ディッシュ内壁における地金付着部位に、炭素、また
は、燃焼により炭化する有機物、或いは、Al又はAl合金
のうちの１種以上を付着させた後、ガスバーナにより予
熱することを特徴とするタンディッシュの予熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23558298A JP3269465B2 (ja) | 1997-08-29 | 1998-08-21 | タンディッシュの予熱方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-233482 | 1997-08-29 | ||
| JP23348297 | 1997-08-29 | ||
| JP23558298A JP3269465B2 (ja) | 1997-08-29 | 1998-08-21 | タンディッシュの予熱方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11129057A JPH11129057A (ja) | 1999-05-18 |
| JP3269465B2 true JP3269465B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=26531058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23558298A Expired - Fee Related JP3269465B2 (ja) | 1997-08-29 | 1998-08-21 | タンディッシュの予熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269465B2 (ja) |
-
1998
- 1998-08-21 JP JP23558298A patent/JP3269465B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11129057A (ja) | 1999-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080118 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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