JP3525894B2 - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

鋼の連続鋳造方法

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JP3525894B2 JP2000401973A JP2000401973A JP3525894B2 JP 3525894 B2 JP3525894 B2 JP 3525894B2 JP 2000401973 A JP2000401973 A JP 2000401973A JP 2000401973 A JP2000401973 A JP 2000401973A JP 3525894 B2 JP3525894 B2 JP 3525894B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造方法
に関するもので、詳しくは、Al23 等の溶鋼中の酸
化物系非金属介在物をタンディッシュ内で効率良く除去
することができる連続鋳造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼中のAl23 を主体とする酸化物系
非金属介在物(以下「介在物」と記す)は、最終製品に
おける表面疵等欠陥の発生原因となるので、極力除去す
る必要があり、そのため、最終製品の品質に直接関与す
る連続鋳造工程では、清浄性の優れた鋳片を得る手段と
して種々の介在物低減対策が実施されてきた。そして、
生産性向上のために鋳片引抜き速度を高速度化させた最
近の操業形態では、鋳型内での介在物の分離・除去に限
界があり、更に、近年の要求される品質の厳格化も加味
され、溶鋼を鋳型に供給する以前のタンディッシュにお
ける清浄性向上対策も極めて重要となっている。
【0003】タンディッシュ内における介在物除去手段
としては、従来、種々の堰をタンディッシュに設け、タ
ンディッシュ内での溶鋼流を制御して介在物の浮上・分
離を促進させる方法が採用されてきた。更に、堰を用い
つつ介在物の浮上・分離を一層促進させる手段として、
特開昭63−157745号公報にはタンディッシュ内
の溶鋼中へAr吹き込みを併用する方法が開示され、特
開昭59−189050号公報には石灰質系のフィルタ
ー形状の堰を用いる方法が開示されている。
【0004】一方、タンディッシュ内の溶鋼に磁場を印
加し、タンディッシュ内での溶鋼流を制御して介在物を
低減する方法も提案されている。例えば特開昭58−2
2317号公報にはタンディッシュ外部からの磁力によ
り溶鋼を水平回転させて介在物を中心部に集中させ且つ
浮上・分離させる方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、堰を用
いる方法では、介在物同士の凝集・合体による浮上速度
の促進は期待できず、積極的な介在物除去効果は少ない
と言わざるを得ない。堰の効果はタンディッシュ内の溶
鋼表面のスラグを鋳型への注入点まで流出させないこと
によるスラグの巻込み防止の点にあると言える。タンデ
ィッシュ内へArを吹き込む方法では、介在物同士の凝
集・合体が起こり、介在物の大型化による浮上速度の促
進が期待できるが、従来、タンディッシュの底部煉瓦か
ら吹き込むため、吹き込み方法が複雑となり、且つ、補
修も困難なため、実用には不向きである。別の吹き込み
方法として、吹き込み用の耐火物ランスをタンディッシ
ュ内溶鋼に浸漬させる方法があるが、ランスの浸漬・引
き上げ装置が必要になり、新たな設備を追加する必要が
ある。フィルター形状の堰を用いる方法は介在物除去効
果に優れるが、フィルターの目詰まりにより長時間の除
去効果を発揮できず、又、フィルターが高額であり、大
量生産の炭素鋼の鋳造には実用化されていない。タンデ
ィッシュ内の溶鋼に磁場を印加する方法は介在物除去効
果に優れるが、高額な磁場発生装置が必要であり、又、
磁場による溶鋼流動方向を制御するためにタンディッシ
ュを複雑な形状にする必要があり、これらによる製造コ
ストの上昇が問題である。
【0006】このように、従来のタンディッシュ内にお
ける介在物除去手段は、製造コストの増加が少ない場合
には介在物低減効果が少なく、又、介在物低減効果が期
待できる場合には製造コストの上昇を招いており、介在
物を効率良く且つ安価に低減する手段は未だ実用化され
ていないのが実状である。
【0007】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、Al2 3 等の溶鋼中に懸濁
する介在物をタンディッシュ内で安価に且つ効率良く除
去し、清浄性の優れた鋼を鋳造することができる鋼の連
続鋳造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明による鋼の連続鋳
造方法は、取鍋内の溶鋼をタンディッシュ内へ注入し、
次いで、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型内へ鋳造する鋼
の連続鋳造方法において、その一端を前記取鍋の溶鋼流
出孔に密着させ、他端を前記タンディッシュ内の溶鋼に
浸漬させた注入管を介して取鍋内の溶鋼をタンディッシ
ュ内に注入する際に、注入管のタンディッシュ内溶鋼に
浸漬させた部位に注入管の内面側に露出させてポーラス
煉瓦を配置すると共に、ポーラス煉瓦を配置した部位の
直上の注入管の内面積(S S )を、ポーラス煉瓦を配置
した部位の注入管の内面積(S L )に比べて面積比(S
S /S L )で0.5〜0.7の範囲内で狭くなし、前記
ポーラス煉瓦から注入管内に不活性ガスを吹き込みなが
ら溶鋼を注入することを特徴とするものである。
【0009】本発明では、取鍋とタンディッシュとを繋
ぐ注入管の、タンディッシュ内溶鋼に浸漬された部位
で、注入管内にAr等の不活性ガスを吹き込む。この部
分では、溶鋼が取鍋から落下する落下エネルギーを有す
るために溶鋼流速は十分に高速であり、吹き込まれた不
活性ガスは落下する溶鋼流の剪断力により粉砕され、容
易に微細化される。更に、この部分では、溶鋼が注入管
内に常に充満しているので、吹き込んだガスは溶鋼中に
混入する。そして、溶鋼と共にタンディッシュ内に流入
した微細な気泡は、微細であるがために浮上速度が小さ
く、溶鋼中の滞在時間が長くなり、溶鋼中を浮遊中に介
在物と衝突・合体し、介在物を捕捉して浮上・分離する
ので、タンディッシュ内において介在物を効率良く除去
することができる。
【0010】注入管の内面積が急激に拡大すると、拡大
した部位での流体内圧力がベルヌーイの法則により低下
する。発明では、不活性ガスを吹き込むためのポーラ
ス煉瓦を配置した部位の直上に絞り部を設け、ポーラス
煉瓦を配置した部位に比べて絞り部での内面積を狭くす
るので、ポーラス煉瓦から供給された不活性ガスは溶鋼
に迅速に吸引され、微細な気泡として溶鋼中に分散す
る。但し、絞り部での内面積(SS )とポーラス煉瓦を
配置した部位での内面積(SL )との面積比(SS /S
L )を0.5〜0.7とすることが好ましい。面積比
(SS /SL )が0.7よりも大きいと絞り部の効果が
少なく、一方、面積比(SS /SL )が0.5未満にな
ると溶鋼注入量が減少し、注入管サイズを拡大する必要
が生じて製造コストの上昇を招き、好ましくない。
【0011】
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づき説明
する。図1は、本発明の実施の形態の1例を示す連続鋳
造設備の概要図であり、図2は、図1における注入管の
取り付け構造の詳細図、図3は、注入管先端部の拡大図
である。
【0013】これらの図において、内面を耐火物で構築
されたタンディッシュ1が、タンディッシュカー(図示
せず)に搭載されて鋳型3の上方所定位置に配置され、
又、タンディッシュ1の上方所定位置には溶鋼9を収容
した取鍋2が配置されている。取鍋2の底部には、鉄皮
17を貫通し、取鍋耐火物18と嵌合して上ノズル6が
設置され、この上ノズル6の下面側には、固定板14、
摺動板15、及び整流ノズル16から成るスライディン
グノズル7が設置されている。スライディングノズル7
は溶鋼9の流量調整手段であり、このようにして、上ノ
ズル6とスライディングノズル7とで取鍋2の溶鋼流出
孔を形成している。
【0014】そして、スライディングノズル7の下面側
には、整流ノズル16に密着して注入管4が接続されて
いる。注入管4には、その内部に空洞部であるスリット
11が設けられ、このスリット11は、注入管4の内壁
面に露出するようにして注入管4の先端部に埋め込まれ
たポーラス煉瓦12につながっており、注入管4に取り
付けられたガス導入管8からスリット11内に供給され
るAr等の不活性ガスは、スリット11を通り、ポーラ
ス煉瓦12を介して注入管4の管内に吹き込まれるよう
になっている。
【0015】ポーラス煉瓦12の直上には、注入管4の
内面積を狭くするための絞り部13を設けることが好ま
しい。その際、前述したように、絞り部13での注入管
4の内面積(SS )と、ポーラス煉瓦12を配置した部
位での内面積(SL )との面積比(SS /SL )を0.
5〜0.7とすることが好ましい。タンディッシュ1の
注入管4の設置位置に対して長手方向反対側の底部に
は、鋳型3への溶鋼排出孔となる浸漬ノズル5が設置さ
れている。
【0016】このような構成の連続鋳造設備を用いて、
注入管4の先端をタンディッシュ1内の溶鋼9に浸漬さ
せながら取鍋2内の溶鋼9をタンディッシュ1に注入す
る際に、注入管4のポーラス煉瓦12を埋設した部位を
タンディッシュ1内の溶鋼9に浸漬させ、ポーラス煉瓦
12から注入管4の管内に不活性ガスを吹き込む。吹
込む不活性ガス量は、注入管4内を通過する溶鋼9の体
積流量に対して1/100〜1/10の範囲、望ましく
は1/70〜1/28の範囲とすることが好ましい。
尚、溶鋼9の通過質量から体積流量を換算する際には、
溶鋼9の密度を7000kg/m3 程度とすれば良い。
【0017】注入管4内に吹き込まれた不活性ガスは、
タンディッシュ1内の溶鋼9中に微細な気泡となって混
入し、気泡中に溶鋼9中の介在物を吸着させ、次いで、
タンディッシュ1内の溶鋼湯面に浮上する。そのため、
介在物は効率良く溶鋼9から除去され、鋳型3へは介在
物の少ない清浄な溶鋼9が鋳造される。鋳型3内に鋳造
された溶鋼9は鋳型3内で冷却されて凝固し、清浄性の
優れた鋳片10が鋳造される。
【0018】尚、上記説明は単ストランド鋳造のタンデ
ィッシュ1における説明であるが、本発明は単ストラン
ド鋳造に限るものではなく、多ストランド鋳造であって
も上記に従って本発明を適用することができる。
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【実施例】図1に示す連続鋳造設備を用い、内径100
mm、外径200mm、肉厚50mm、長さ2mのAl
2 3 −黒鉛製の注入管にスリットを設け、そのスリッ
トを浸漬部分まで伸長させ、浸漬部分にArを吹き込む
ためのポーラス煉瓦を埋め込んだ注入管を用いて スラブ
鋳片を鋳造した。注入管へのArの導入口は注入管の上
部、即ち、スライディングノズルとの繋ぎの直下に設け
た。この位置から浸漬部までの長さは1m以上あった。
実施例ではポーラス煉瓦の直上に絞り部を設置した。
その際に、絞り部での内面積(SS )とポーラス煉瓦部
での内面積(SL )との面積比(SS /SL )を1〜
0.4 の範囲で変化させて鋳造した。溶鋼の注入量は
9.8トン/分、ポーラス煉瓦からのAr流量は20N
l/分とした。
【0024】図にスラブ鋳片からの抽出介在物量と、
絞り部での内面積とポーラス煉瓦部での内面積との面積
比(SS /SL )との関係を示す。面積比(SS /S
L )が小さくなるほど、介在物量は少なくなる。しか
し、面積比(SS /SL )が0.5以下になると、溶鋼
の注入量が減少する現象が現れた。その理由は、絞り部
に溶鋼中に懸濁するAl23 が付着して溶鋼の通過を
妨げるためであった。そのため、面積比(SS /SL
は0.5以上とする必要があることが分かった。又、絞
り部を設置しない場合に較べて設置した方が介在物の分
離が良好であった。その理由は、吹き込まれたArの粒
径がより小さくなり、タンディッシュ内の溶鋼中にAr
が広範囲に分散するためである。これらの観点から面積
比(SS /SL )は0.5〜0.7の範囲がより効果的
であった。
【0025】
【発明の効果】本発明では、タンディッシュ内溶鋼に浸
漬させた部位から注入管内に不活性ガスを吹き込むの
で、微細な気泡を溶鋼中に混入させることが可能とな
り、この気泡によりタンディッシュ内において介在物を
効率良く除去することができ、工業上有益な効果がもた
らされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例を示す連続鋳造設備
の概要図である。
【図2】図1における注入管の取り付け構造の詳細図で
ある。
【図3】注入管先端部の拡大図である。
【図4】スラブ鋳片の介在物量に及ぼす面積比(S S
L )の影響を示す図である。
【符号の説明】
1 タンディッシュ 2 取鍋 3 鋳型 4 注入管 5 浸漬ノズル 6 上ノズル 7 スライディングノズル 8 ガス導入管 9 溶鋼 10 鋳片 11 スリット 12 ポーラス煉瓦 13 絞り部
フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−202602(JP,A) 特開 昭62−203663(JP,A) 実開 昭61−4853(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/11 B22D 41/58 B22D 11/10 360

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 取鍋内の溶鋼をタンディッシュ内へ注入
    し、次いで、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型内へ鋳造す
    る鋼の連続鋳造方法において、その一端を前記取鍋の溶
    鋼流出孔に密着させ、他端を前記タンディッシュ内の溶
    鋼に浸漬させた注入管を介して取鍋内の溶鋼をタンディ
    ッシュ内に注入する際に、注入管のタンディッシュ内溶
    鋼に浸漬させた部位に注入管の内面側に露出させてポー
    ラス煉瓦を配置すると共に、ポーラス煉瓦を配置した部
    位の直上の注入管の内面積(S S )を、ポーラス煉瓦を
    配置した部位の注入管の内面積(S L )に比べて面積比
    (S S /S L )で0.5〜0.7の範囲内で狭くなし、
    前記ポーラス煉瓦から注入管内に不活性ガスを吹き込み
    ながら溶鋼を注入することを特徴とする鋼の連続鋳造方
    法。
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