JP3391607B2 - 極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の連続鋳造法 - Google Patents
極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の連続鋳造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、金属の製造におい
て薄板製品、厚板製品、条鋼製品等の製品欠陥につなが
る介在物およびノズル閉塞を防止することが可能なＡｌ
レスＴｉ脱酸の極低炭素鋼の連続鋳造法に関する。
て薄板製品、厚板製品、条鋼製品等の製品欠陥につなが
る介在物およびノズル閉塞を防止することが可能なＡｌ
レスＴｉ脱酸の極低炭素鋼の連続鋳造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車や家電用薄板材および海洋
構造物、貯槽、石油およびガス運搬用鋼管、高張力線材
などの表面や内質の欠陥に対する要求は厳しさを増して
いる。これらの欠陥は、鋳片の表面気泡、内部気泡、内
部割れ、中心偏析、介在物などに起因して発生する。こ
の中で介在物は薄板の表面疵、厚板の内部欠陥の原因と
なり、線材では圧延時の断線原因となる。これらの製品
欠陥に観察される介在物は、転炉出鋼後の溶湯脱酸や２
次精錬における脱炭精錬後の脱酸生成物や、あるいは耐
火物、スラグなどの巻き込みに起因した外来介在物が起
源である。
構造物、貯槽、石油およびガス運搬用鋼管、高張力線材
などの表面や内質の欠陥に対する要求は厳しさを増して
いる。これらの欠陥は、鋳片の表面気泡、内部気泡、内
部割れ、中心偏析、介在物などに起因して発生する。こ
の中で介在物は薄板の表面疵、厚板の内部欠陥の原因と
なり、線材では圧延時の断線原因となる。これらの製品
欠陥に観察される介在物は、転炉出鋼後の溶湯脱酸や２
次精錬における脱炭精錬後の脱酸生成物や、あるいは耐
火物、スラグなどの巻き込みに起因した外来介在物が起
源である。
【０００３】このような製品の欠陥になる介在物の低減
法は、例えば第１２７回、西山技術記念講座（１９８８
年）に示される如く、良く研究がなされている。しかし
ながら、製品成分の制約から、Ａｌのみで脱酸するＡｌ
脱酸鋼の場合、脱酸の安定性や作業性および材質の観点
からは非常に優れているが、介在物に起因した表面欠陥
の解消には至っておらず、また、溶湯中に懸濁した微細
な脱酸生成物がノズル内面に堆積してノズルが閉塞する
ため、多連鋳が困難となりＡｌ脱酸における脱酸生成物
は効率的な生産の阻害要因になる。
法は、例えば第１２７回、西山技術記念講座（１９８８
年）に示される如く、良く研究がなされている。しかし
ながら、製品成分の制約から、Ａｌのみで脱酸するＡｌ
脱酸鋼の場合、脱酸の安定性や作業性および材質の観点
からは非常に優れているが、介在物に起因した表面欠陥
の解消には至っておらず、また、溶湯中に懸濁した微細
な脱酸生成物がノズル内面に堆積してノズルが閉塞する
ため、多連鋳が困難となりＡｌ脱酸における脱酸生成物
は効率的な生産の阻害要因になる。
【０００４】これらのノズル閉塞防止対策として、本発
明者らはＣａＯ・ＺｒＯ2 粒を含有したＣａＯ・ＺｒＯ
2 −グラファイトノズルを使用することにより、稼動面
にＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 の低融点層を生成し、ノズル閉塞
を防止できることを「材料とプロセス」Vol.4(1991).P2
19,220に報告した。しかしながら、介在物に起因した製
品欠陥の解消には至っておらず、さらなる対策が必要で
ある。
明者らはＣａＯ・ＺｒＯ2 粒を含有したＣａＯ・ＺｒＯ
2 −グラファイトノズルを使用することにより、稼動面
にＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 の低融点層を生成し、ノズル閉塞
を防止できることを「材料とプロセス」Vol.4(1991).P2
19,220に報告した。しかしながら、介在物に起因した製
品欠陥の解消には至っておらず、さらなる対策が必要で
ある。
【０００５】このような製品欠陥を回避するために、種
々の脱酸法についてさらに研究した結果、本発明者ら
は、Ａｌを非常に少なくしたＴｉ脱酸（以下ＡｌレスＴ
ｉ脱酸と略称）鋼は薄板材質として非常に良好な特性を
有し、また製造した薄板の表面欠陥が低減できることを
知見するに至った。しかしながら、ＡｌレスＴｉ脱酸の
場合、Ａｌ脱酸以上に、鍋ノズルやタンディシュ浸漬ノ
ズルの閉塞が発生しやすく、多量生産が困難である。
々の脱酸法についてさらに研究した結果、本発明者ら
は、Ａｌを非常に少なくしたＴｉ脱酸（以下ＡｌレスＴ
ｉ脱酸と略称）鋼は薄板材質として非常に良好な特性を
有し、また製造した薄板の表面欠陥が低減できることを
知見するに至った。しかしながら、ＡｌレスＴｉ脱酸の
場合、Ａｌ脱酸以上に、鍋ノズルやタンディシュ浸漬ノ
ズルの閉塞が発生しやすく、多量生産が困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、薄板の表面欠
陥の低減が可能で、材質特性も良好なＡｌレスＴｉ脱酸
による極低炭素薄板材の多量生産を実現するには、ノズ
ル閉塞防止方法の確率が解決すべき重要課題である。
陥の低減が可能で、材質特性も良好なＡｌレスＴｉ脱酸
による極低炭素薄板材の多量生産を実現するには、ノズ
ル閉塞防止方法の確率が解決すべき重要課題である。
【０００７】即ち、本発明の目的は、ノズル閉塞を効果
的に防止し、かつ、良好な品質の薄板を得ることができ
る極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の連続鋳造法を提供する
ことにある。
的に防止し、かつ、良好な品質の薄板を得ることができ
る極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の連続鋳造法を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次のとおりである。 （１）Ｃ＜０．００５％、Ａｌ＜０．０１５％、０．０
２％＜Ｔｉ＜０．１５％からなる極低炭素のＡｌレスＴ
ｉ脱酸鋼の連続鋳造法において、鍋内溶湯の全酸素量を
６０ppm以上にすることによって、鍋ノズルの閉塞を防
止し、タンディシュ浸漬ノズルへの注入直前において、
外壁から回転した溶湯にガスを吹き込み、溶湯の遠心力
で中心部に集積するガス気泡によって、介在物を捕捉・
浮上分離して、清浄な溶湯をモールドへ供給する、表面
欠陥のない極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の多量生産を可
能にすることを特徴とする連続鋳造法。 （２）鍋内溶湯中の１０μｍ以上の介在物量を６個／cm
2以上にすることによって、鍋ノズルの閉塞を防止する
ことを特徴とする上記（１）記載の連続鋳造法。
ろは次のとおりである。 （１）Ｃ＜０．００５％、Ａｌ＜０．０１５％、０．０
２％＜Ｔｉ＜０．１５％からなる極低炭素のＡｌレスＴ
ｉ脱酸鋼の連続鋳造法において、鍋内溶湯の全酸素量を
６０ppm以上にすることによって、鍋ノズルの閉塞を防
止し、タンディシュ浸漬ノズルへの注入直前において、
外壁から回転した溶湯にガスを吹き込み、溶湯の遠心力
で中心部に集積するガス気泡によって、介在物を捕捉・
浮上分離して、清浄な溶湯をモールドへ供給する、表面
欠陥のない極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の多量生産を可
能にすることを特徴とする連続鋳造法。 （２）鍋内溶湯中の１０μｍ以上の介在物量を６個／cm
2以上にすることによって、鍋ノズルの閉塞を防止する
ことを特徴とする上記（１）記載の連続鋳造法。
【０００９】
【作用及び実施例】本発明に係る連続鋳造法を実施する
に適した設備構成を図８に示す。図８に示すように、ス
ライディングノズル１６を備えた鍋１９からロングノズ
ル１７を介して鍋溶湯１５をタンディシュ１０に供給
し、次いでタンディシュから浸漬ノズル８を経てモール
ド１３内に溶湯を注入し、連続的に鋳片１８を鋳造す
る。図において、１は鍋１９の下部ノズル、９はタンデ
ィシュのストッパー、１４は鍋内溶湯のスラグ層であ
る。
に適した設備構成を図８に示す。図８に示すように、ス
ライディングノズル１６を備えた鍋１９からロングノズ
ル１７を介して鍋溶湯１５をタンディシュ１０に供給
し、次いでタンディシュから浸漬ノズル８を経てモール
ド１３内に溶湯を注入し、連続的に鋳片１８を鋳造す
る。図において、１は鍋１９の下部ノズル、９はタンデ
ィシュのストッパー、１４は鍋内溶湯のスラグ層であ
る。
【００１０】図１に表１の成分からなる極低炭素鋼を、
鍋の下部ノズル１の材質としてアルミナグラファイト質
を採用し連続鋳造した場合の下部ノズル１の内面に成長
する地金２の発生実態を示す。下部ノズル１の内面には
地金２が成長しており、この地金２をミクロ観察した結
果、地金２の中には微細な介在物が多量に観察され、ク
ラスターを形成している。本発明者らはこのクラスター
とクラスター含有地金２の特徴をさらに調査研究した結
果、このクラスターはクラスター生成物質として良く知
られているＡｌ2 Ｏ3 のみではなく、Ａｌを若干含有し
たＴｉ3 Ｏ5 も多量に含有していることを確認した。
鍋の下部ノズル１の材質としてアルミナグラファイト質
を採用し連続鋳造した場合の下部ノズル１の内面に成長
する地金２の発生実態を示す。下部ノズル１の内面には
地金２が成長しており、この地金２をミクロ観察した結
果、地金２の中には微細な介在物が多量に観察され、ク
ラスターを形成している。本発明者らはこのクラスター
とクラスター含有地金２の特徴をさらに調査研究した結
果、このクラスターはクラスター生成物質として良く知
られているＡｌ2 Ｏ3 のみではなく、Ａｌを若干含有し
たＴｉ3 Ｏ5 も多量に含有していることを確認した。
【００１１】
【表１】
【００１２】また、図２に示すごとく、鍋の下部ノズル
２の閉塞発生頻度は、ＲＨやＤＨによる真空脱炭後の鍋
スラグ１４の酸化鉄量が１０％以上で、鍋溶湯１５の全
酸素量が高く介在物が多い場合の方が、ガスインジェク
ションなどで溶湯を清浄化した場合より少い。このこと
より、鍋の下部ノズル１の閉塞防止には溶湯１５の清浄
性を改善しても効果はあるが、逆に介在物がある程度以
上存在することによっても実現できることを知見して本
発明に至った。
２の閉塞発生頻度は、ＲＨやＤＨによる真空脱炭後の鍋
スラグ１４の酸化鉄量が１０％以上で、鍋溶湯１５の全
酸素量が高く介在物が多い場合の方が、ガスインジェク
ションなどで溶湯を清浄化した場合より少い。このこと
より、鍋の下部ノズル１の閉塞防止には溶湯１５の清浄
性を改善しても効果はあるが、逆に介在物がある程度以
上存在することによっても実現できることを知見して本
発明に至った。
【００１３】付着地金２の厚さに及ぼす溶湯１５の清浄
性の影響を調査した結果を、図３、図４に示す。溶湯１
５の清浄性が悪い場合、例えば、溶湯中の全酸素量が６
０ppm 以上、あるいは、１０μｍ以上の介在物個数が６
個／cm2 以上では、付着地金の厚さは清浄性が良好な場
合と同じように薄くなっている。これらを調査してみる
と溶湯１５の清浄性が悪化した場合の下部ノズル１に成
長する付着地金２の中には、数μｍの微細なＴｉ酸化物
が多数集積した集積介在物（以下白墨状と称する）が層
状に堆積して、この白墨状介在物を構成する微細介在物
の粒間は空隙で、付着地金の厚い場合のクラスターが分
散したクラスター含有地金とは構造が異なっている。溶
湯１５中の介在物が多量に存在する場合に、ノズル内に
付着する地金の厚さが薄いのはノズル内の地金の構造が
白墨状を含んだ箇所が多くなるために付着地金が崩壊し
易くなるものと考えられる。
性の影響を調査した結果を、図３、図４に示す。溶湯１
５の清浄性が悪い場合、例えば、溶湯中の全酸素量が６
０ppm 以上、あるいは、１０μｍ以上の介在物個数が６
個／cm2 以上では、付着地金の厚さは清浄性が良好な場
合と同じように薄くなっている。これらを調査してみる
と溶湯１５の清浄性が悪化した場合の下部ノズル１に成
長する付着地金２の中には、数μｍの微細なＴｉ酸化物
が多数集積した集積介在物（以下白墨状と称する）が層
状に堆積して、この白墨状介在物を構成する微細介在物
の粒間は空隙で、付着地金の厚い場合のクラスターが分
散したクラスター含有地金とは構造が異なっている。溶
湯１５中の介在物が多量に存在する場合に、ノズル内に
付着する地金の厚さが薄いのはノズル内の地金の構造が
白墨状を含んだ箇所が多くなるために付着地金が崩壊し
易くなるものと考えられる。
【００１４】従って、鍋の下部ノズル１の閉塞を防止す
るには溶湯１５の清浄性を非常に良好にする以外に、逆
に清浄性を悪くすることによっても防止できて、且つ、
溶湯の清浄性を良好にする方法に比較し、インジェクシ
ョン等の清浄性向上の為の処理工程を経由する必要がな
く、このことにより、製造コストダウンを図ることがで
き、更に、ＡｌレスＴｉ脱酸により極低炭素鋼の多量生
産が可能であることを知見するに至った。
るには溶湯１５の清浄性を非常に良好にする以外に、逆
に清浄性を悪くすることによっても防止できて、且つ、
溶湯の清浄性を良好にする方法に比較し、インジェクシ
ョン等の清浄性向上の為の処理工程を経由する必要がな
く、このことにより、製造コストダウンを図ることがで
き、更に、ＡｌレスＴｉ脱酸により極低炭素鋼の多量生
産が可能であることを知見するに至った。
【００１５】しかしながら、自動車の外板向けなど介在
物に起因した製品欠陥の検査基準が厳しい場合、このま
ま鋳造したのでは表面欠陥の多発に至るため、基準の厳
しい鋼種ではタンディシュ１０において溶湯の清浄化対
策の確立が不可欠である。
物に起因した製品欠陥の検査基準が厳しい場合、このま
ま鋳造したのでは表面欠陥の多発に至るため、基準の厳
しい鋼種ではタンディシュ１０において溶湯の清浄化対
策の確立が不可欠である。
【００１６】本発明者らはタンディシュ溶湯の清浄性が
悪化しても、モールドへ供給する溶湯の清浄性を確保す
る方法を研究した結果、図８、図５に示すごとく、タン
ディシュ１０の出側、浸漬ノズル８の直前に電磁力によ
り回転運動を与えた溶湯に炉壁より不活性ガスを吹込
み、吹込みガス遠心分離による介在物除去部７を設ける
ことにより、微細介在物を含めた介在物除去が可能であ
ることを知見して本発明を成し遂げた。
悪化しても、モールドへ供給する溶湯の清浄性を確保す
る方法を研究した結果、図８、図５に示すごとく、タン
ディシュ１０の出側、浸漬ノズル８の直前に電磁力によ
り回転運動を与えた溶湯に炉壁より不活性ガスを吹込
み、吹込みガス遠心分離による介在物除去部７を設ける
ことにより、微細介在物を含めた介在物除去が可能であ
ることを知見して本発明を成し遂げた。
【００１７】なお、この方法の介在物除去原理は、炉壁
のガス吹込み耐火物４から吹込んだ不活性ガスの微細気
泡１１が、遠心力により中心部に集積する際、微細介在
物を含む介在物を衝突・捕捉し、粗大化し大気泡１２と
して浮上分離することによる。
のガス吹込み耐火物４から吹込んだ不活性ガスの微細気
泡１１が、遠心力により中心部に集積する際、微細介在
物を含む介在物を衝突・捕捉し、粗大化し大気泡１２と
して浮上分離することによる。
【００１８】以上のように浸漬ノズル直前で吹き込みガ
スの遠心分離による介在物除去部７によって、微細介在
物を除去した場合と、除去しない場合の鋳片表層２０mm
に観察される介在物の粒径分布を図６に示し、製品に発
生する介在物起因の表面欠陥の発生率を図７に示す。吹
込みガス遠心分離部７を浸漬ノズル直前に設けることに
より、表層介在物が大幅に低減し、また薄板材介在物起
因の表面欠陥が大幅に改善することが分かる。
スの遠心分離による介在物除去部７によって、微細介在
物を除去した場合と、除去しない場合の鋳片表層２０mm
に観察される介在物の粒径分布を図６に示し、製品に発
生する介在物起因の表面欠陥の発生率を図７に示す。吹
込みガス遠心分離部７を浸漬ノズル直前に設けることに
より、表層介在物が大幅に低減し、また薄板材介在物起
因の表面欠陥が大幅に改善することが分かる。
【００１９】以上のごとくＡｌレスＴｉ脱酸により極低
炭素鋼を鋳造した場合の鍋ノズル１の閉塞は、鍋溶湯１
５の全酸素量を増大し、鍋溶湯中の介在物量をある一定
以上に維持することにより回避することが可能で、且
つ、この介在物を多量に含む溶湯は浸漬ノズル直前に設
置した吹込みガス遠心分離による介在物除去部７により
清浄化した溶湯をモールドへ供給することによって、表
面欠陥のない、ＡｌレスＴｉ脱酸により極低炭素鋼の多
量生産が可能となる。
炭素鋼を鋳造した場合の鍋ノズル１の閉塞は、鍋溶湯１
５の全酸素量を増大し、鍋溶湯中の介在物量をある一定
以上に維持することにより回避することが可能で、且
つ、この介在物を多量に含む溶湯は浸漬ノズル直前に設
置した吹込みガス遠心分離による介在物除去部７により
清浄化した溶湯をモールドへ供給することによって、表
面欠陥のない、ＡｌレスＴｉ脱酸により極低炭素鋼の多
量生産が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】以上のごとく本発明により、従来鍋ノズ
ルの閉塞により多量生産が困難であった、ＡｌレスＴｉ
脱酸鋼のノズル閉塞を防止し、且つ、薄板の表面欠陥の
大幅な改善が可能なＡｌレスＴｉ脱酸鋼の多量生産を可
能にした。
ルの閉塞により多量生産が困難であった、ＡｌレスＴｉ
脱酸鋼のノズル閉塞を防止し、且つ、薄板の表面欠陥の
大幅な改善が可能なＡｌレスＴｉ脱酸鋼の多量生産を可
能にした。
【図１】ＡｌレスＴｉ脱酸鋼をアルミナグラファイトノ
ズルで鋳造した場合のノズル内付着地金の実態を示す断
面図。
ズルで鋳造した場合のノズル内付着地金の実態を示す断
面図。
【図２】ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の鍋ノズルの閉塞発生頻度
を示す図。
を示す図。
【図３】ノズル内面に成長した付着地金の厚さと鍋内溶
湯中全酸素量との関係を示す図。
湯中全酸素量との関係を示す図。
【図４】ノズル内面に成長した付着地金の厚さと溶湯中
の介在物個数との関係を示す図。
の介在物個数との関係を示す図。
【図５】吹込みガス遠心分離による浸漬ノズル以降への
清浄溶湯の供給法の部分説明図。
清浄溶湯の供給法の部分説明図。
【図６】吹込みガス遠心分離法の鋳片表層介在物の改善
効果を説明するための図。
効果を説明するための図。
【図７】本発明法による薄板表面欠陥の改善効果の説明
図。
図。
【図８】本発明法を実施するための設備構成の概略図。
１ 鍋の下部ノズル
２ ノズル内面付着地金
３ 電磁撹拌コイル
４ ガス吹込み耐火物
５ 吹込み不活性ガス
６ 不活性ガス流量制御、背圧測定装置
７ ガス吹込み遠心分離による介在物除去部
８ 浸漬ノズル
９ ストッパー
１０ タンディシュ
１１ 微細気泡
１２ 大気泡
１３ モールド
１４ 鍋スラグ
１５ 鍋溶湯
１６ 鍋のスライディングノズル
１７ 鍋のロングノズル
１８ 鋳片
１９ 鍋
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 門矢 哲治
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 平８−281394（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−277676（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 11/00
B22D 11/10
B22D 11/11
B22D 11/117
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ＜０．００５％、Ａｌ＜０．０１５
％、０．０２％＜Ｔｉ＜０．１５％からなる、極低炭素
のＡｌレスＴｉ脱酸鋼の連続鋳造法において、鍋内溶湯
の全酸素量を６０ppm以上にすることによって、鍋ノズ
ルの閉塞を防止し、タンディシュ浸漬ノズルへの注入直
前において、外壁から回転した溶湯にガスを吹き込み、
溶湯の遠心力で中心部に集積するガス気泡によって、介
在物を捕捉・浮上分離して、清浄な溶湯をモールドへ供
給する、表面欠陥のない極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の
多量生産を可能にすることを特徴とする連続鋳造法。 - 【請求項２】 鍋内溶湯中の１０μｍ以上の介在物量を
６個／cm2以上にすることによって、鍋ノズルの閉塞を
防止することを特徴とする請求項１記載の連続鋳造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17712295A JP3391607B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の連続鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17712295A JP3391607B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の連続鋳造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0924440A JPH0924440A (ja) | 1997-01-28 |
| JP3391607B2 true JP3391607B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=16025557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17712295A Expired - Fee Related JP3391607B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 極低炭素ＡｌレスＴｉ脱酸鋼の連続鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3391607B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6855213B2 (en) | 1998-09-15 | 2005-02-15 | Armco Inc. | Non-ridging ferritic chromium alloyed steel |
-
1995
- 1995-07-13 JP JP17712295A patent/JP3391607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0924440A (ja) | 1997-01-28 |
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