JP3787974B2

JP3787974B2 - Method for continuous casting of molten metal

Info

Publication number: JP3787974B2
Application number: JP22790297A
Authority: JP
Inventors: 昌樹 ▲高▼士
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2017-08-25
Also published as: JPH1157958A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属の連続鋳造方法に係り、とくにタンディッシュノズルのノズル詰まり防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶鋼の連続鋳造に際しては、一般に、溶鋼を取鍋からタンディッシュへ移し、タンディッシュからタンディッシュノズルを介して鋳型内に連続的に供給している。この際、タンディッシュノズルの上ノズルからイマージョンノズル間における非金属介在物に起因する詰まりを防止する目的で、タンディッシュ上ノズルから溶鋼中にArガスが吹込まれている。
【０００３】
タンディッシュ上ノズルからのArガス吹込み方法としては、例えば、特開昭63-72455号公報には、上下２段のガス吹込部を設け、ノズル詰まり防止用ガスを主として下段ガス吹込部から吹込み、上段ガス吹込部からはノズル詰まりが生じない最小流量のガスを吹込む方法が提案されている。
また、特開平2-37947 号公報には、鋳造用浸漬ノズルにAr吹込み可能な上下２段の上ノズルを備え、上段からのAr吹込み量を下段からの吹込み量の1.2 倍以上とするArの吹込み方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
タンディッシュ上ノズル内に吹込まれるノズル詰まり防止用ガスには、つぎの２つの機能がある。すなわち、
▲１▼連鋳鋳型に通じる浸漬ノズル内への非金属介在物の付着を防止する機能、
▲２▼タンディッシュ底部の上ノズル上部への非金属介在物の付着を防止する機能である。
【０００５】
特開昭63-72455号公報に記載された方法および特開平2-37947 号公報に記載された方法はいずれもこれら機能に着目し、とくに特開平2-37947 号公報に記載された方法では▲２▼の機能を満足すべく上ノズル上段へのガス吹込を行っている。
しかしながら、タンディッシュ上ノズル上段に吹込まれたガスが上記▲２▼の機能を十分に発揮するためには、上ノズル上段から上方へ浮上するに足る量のガスを供給する必要があるが、上方へ浮上したガスは、最終的にタンディシュ内の溶融金属表面に到達し溶融金属表面を覆っているスラグを攪拌してスラグ巻き込みを生じさせたり、あるいは溶融金属湯面を露出して溶融金属の再酸化をもたらすなど好ましくない作用を生じる。
【０００６】
特開昭63-72455号公報に記載された方法では、下段ガス吹込部からのガス流量を多くし、上段ガス吹込部からのガス流量を少なくするため、ガスは上ノズルの下段からしか溶鋼中に吹き込まれず、したがって、鋳造時間が長くなると上ノズルの上部にアルミナ等の非金属介在物の付着が進み鋳造不能となることが多い。
一方、特開平2-37947 号公報に記載された方法では、上段からのガス流量を多くしているため、低鋳造速度の場合には、吹込ガスの１部がタンディッシュ上部に抜けタンディッシュスラグを攪拌し溶鋼を汚染し、一方、高鋳造速度の場合には、過剰の吹込ガスを鋳型内に持ち込み鋳片のブローホール欠陥の発生を招く、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した問題を有利に解決し、タンディッシュノズルのノズル詰まりを防止し、かつ製品における欠陥発生の少ない溶融金属の連続鋳造方法を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を達成するために、タンディッシュ上ノズル上段から吹込まれたガスが、その近傍においては非金属介在物の付着を妨げるに足る十分な量でありながら、タンディッシュ内溶融金属表面を乱さないという一見矛盾する要求を同時に満足させる方法について鋭意検討した。その結果、タンディッシュ上ノズル上段から吹込むガスを、溶融金属に可溶なガス、またはこれと不活性ガスとの混合ガスとすれば上記した一見矛盾する要求を同時に満足できることに想到し本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明は、タンディッシュ内の溶融金属を該タンディッシュの底部に設けたタンディッシュノズルから鋳型内に供給して連続鋳造する溶融金属の連続鋳造方法において、前記タンディッシュノズルの上部にそれぞれ個別にガス吹込みが可能な上下２段のガス吹込部を設け、上段のガス吹込部からは溶融金属に可溶なガス、好ましくは窒素ガス、または溶融金属に可溶なガス、好ましくは窒素ガスとArガスとの混合ガスを、下段のガス吹込部からはArガスをタンディッシュノズル内の溶融金属中に吹込むことを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明では、タンディッシュ内に保持した溶融金属をタンディッシュの底部に設けたタンディッシュノズルから鋳型内に供給して連続鋳造する。
本発明の方法に使用される装置の１例を図１に示す。
タンディッシュの底部レンガ１には、溶融金属排出用の開孔部２が開けられ、上方から、上ノズル上段３、上ノズル下段４、固定板５、摺動板６、コレクターノズル７、浸漬ノズル８が密接して設置されて所定の金具でタンディッシュの底部に取り付けられている。タンディッシュ内に保持された溶融金属は、ノズル先端の溶融金属吐出口８ａから鋳造用鋳型９内に供給され鋳造される。
【００１１】
上ノズル上段３にはガス吹込口３ａが、上ノズル下段４にはガス吹込口４ａがそれぞれ設けられガスが吹き込まれる。上ノズル上段のガス吹込口３ａからは溶融金属に可溶なガスあるいは溶融金属に可溶なガスと不活性ガスとの混合ガスが、上ノズル下段のガス吹込口４ａからは不活性ガスがそれぞれ吹き込まれる。
上ノズル上段のガス吹込口３ａから吹き込まれたガスは上ノズル上段３内に設けられたガス流路（図示を省略）を経由して、上段ポーラススリーブ11に導かれ、ここから溶融金属中に吹き込まれる。溶融金属中に吹き込まれたガスは、浮力によって浮上し、その際に溶融金属を攪拌するので、上ノズル上段への非金属介在物の付着を防止できる。浮上するガスのうち、溶融金属に可溶なガスは、浮上途中において、溶融金属中に溶解吸収されるので、その体積を減じ、タンディッシュ内溶融金属の表面に到達する際には、もはや溶融金属表面を不必要に攪拌して、スラグの巻込みを生じることはない。
【００１２】
一方、上ノズル下段のガス吹込口４ａから吹き込まれたガスは、上ノズル下段４内に設けられたガス流路（図示を省略）を経由して、下段ポーラススリーブ12に導かれ、ここから溶融金属中に吹き込まれる。ガスは浮力によって浮上しようとするが、この部分のノズル径は、上ノズル上段に比べて小さいので、溶融金属の下降流速が大きいために、溶融金属とともにノズル内を下降し、鋳型内に吐出される。この際、浸漬ノズル内溶融金属流路および吐出口８ａを洗浄し、非金属介在物の付着を防止する。
【００１３】
溶融金属に可溶なガスとしては、水素、窒素、炭化水素ガスなどが考えられるが、取扱が容易でかつ鋳造させる溶融金属成分に悪影響を与えることが少ない窒素ガスが最適である。また、不活性ガスとしては従来から使用されているArガスが好ましい。このようなことから、上ノズル上段から吹き込まれるガスは窒素ガスあるいは窒素とArとの混合ガスとするのが好ましい。また、上ノズル下段から吹き込まれるガスはArガスとするのが好ましい。
【００１４】
なお、上ノズル上段から吹込む窒素ガス、あるいは窒素とArとの混合ガスの流量は鋳造条件に応じ適宜定めればよい。
【００１５】
【実施例】
転炉およびＲＨ真空脱ガス装置によって精錬した極低炭素アルミキルド鋼を、２ストランドの垂直曲げ型スラブ連続鋳造装置を用いて260mm 厚×1800mm幅のスラブに鋳造した。
鋳造速度を2.0m/minとし、230tonの溶鋼を５チャージ連続して鋳造した。浸漬ノズルはアルミナグラファイト質２孔ノズルを使用した。タンディッシュ上ノズルは、図１に示すようにガス吹込を可能とするため上下２段のポーラススリーブ11、12を設けたものを使用し、それぞれから表１に示す条件でガス吹込を行い、浸漬ノズルのノズル詰まり状況を調査した。さらに、鋳造したスラブを熱間圧延、冷間圧延して薄鋼板とし、得られた薄鋼板における欠陥発生状況を調査した。
【００１６】
なお、ノズル詰まり状況は、各実験水準において５チャージ連続鋳造終了後、浸漬ノズルを回収し、吐出口断面を観察して、非金属介在物により閉塞された吐出口の面積を求め、吐出口断面積に占める閉塞面積率で評価し、ノズル詰まり指数とした。ノズル詰まり指数1.0 は、閉塞面積率が100 ％の場合である。
また、薄鋼板における欠陥発生状況は、鋼帯長さ単位当たりのブローホール起因のヘゲ、フクレ欠陥の総欠陥長さで評価し、製品品質指数として表示した。製品品質指数1.0 は無欠陥コイルの比率が０％の場合である。
【００１７】
それらの結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
表１から、本発明例（試験No.1、No.2）では、上ノズル上段および下段からArガスを吹き込む従来例（試験No.3、No.4）に比べ、ノズル詰まり指数および製品品質指数いずれも低下している。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、溶融金属の連続鋳造において、ガス流量を十分確保してタンディッシュノズルのノズル詰まりを防止し、かつ過剰なガスによるタンディッシュスラグの攪拌により溶鋼が汚染されたりすることなく、また、過剰なガスが鋳型内に持ち込まれブローホール欠陥を発生させたりすることなく、製品品質が向上し、さらに製品歩留りが向上するなど産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に好適なタンディッシュ上ノズルを含むタンディッシュノズルの構造を示す概念図である。
【符号の説明】
１タンディッシュ底部レンガ
２開孔部
３上ノズル上段
３ａガス吹込口
４上ノズル下段
４ａガス吹込口
５固定板
６摺動板
７コレクターノズル
８浸漬ノズル
８ａ溶融金属吐出口
９鋳造用鋳型
10 溶融金属
11 上段ポーラススリーブ
12 下段ポーラススリーブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molten metal continuous casting method, and more particularly to prevention of clogging of a tundish nozzle.
[0002]
[Prior art]
In the continuous casting of molten steel, generally, the molten steel is transferred from the pan to the tundish, and is continuously supplied from the tundish through the tundish nozzle into the mold. At this time, Ar gas is blown from the upper tundish nozzle into the molten steel for the purpose of preventing clogging caused by non-metallic inclusions between the upper nozzle and the immersion nozzle.
[0003]
As a method for injecting Ar gas from the upper nozzle of the tundish, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-72455 has two upper and lower gas injection portions, and nozzle clogging prevention gas is mainly injected from the lower gas injection portion. In other words, a method has been proposed in which a gas having a minimum flow rate that does not cause nozzle clogging is blown from the upper gas blowing portion.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-37947 also includes an upper and lower two-stage upper nozzle that can blow Ar into a casting immersion nozzle, and the amount of Ar blown from the upper stage is 1.2 times the amount of blown from the lower stage. A method for blowing Ar is disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The nozzle clogging prevention gas blown into the upper tundish nozzle has the following two functions. That is,
(1) Function to prevent adhesion of non-metallic inclusions in the immersion nozzle leading to the continuous casting mold,
(2) It is a function for preventing non-metallic inclusions from adhering to the upper part of the upper nozzle at the bottom of the tundish.
[0005]
Both the method described in JP-A-63-72455 and the method described in JP-A-2-37947 pay attention to these functions, and in particular, the method described in JP-A-2-37947 In order to satisfy the function of 2 ▼, gas is blown into the upper stage of the upper nozzle.
However, in order for the gas blown to the upper stage of the tundish upper nozzle to sufficiently perform the function (2), it is necessary to supply an amount of gas sufficient to float upward from the upper stage of the upper nozzle. The gas that floats to the end eventually reaches the surface of the molten metal in the tundish and stirs the slag covering the surface of the molten metal to cause slag entrainment, or exposes the molten metal surface and recycles the molten metal. Undesirable effects such as causing oxidation.
[0006]
In the method described in JP-A-63-72455, the gas flow from the lower gas blowing section is increased, and the gas flow from the upper gas blowing section is decreased. Therefore, when the casting time becomes long, non-metallic inclusions such as alumina adhere to the upper portion of the upper nozzle, and casting becomes impossible.
On the other hand, in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-37947, since the gas flow rate from the upper stage is increased, at low casting speed, part of the blown gas escapes to the upper part of the tundish and the tundish slag. In the case of high casting speed, there is a problem that excessive blowing gas is brought into the mold to cause blowhole defects in the slab.
[0007]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems advantageously, to propose a method for continuously casting molten metal that prevents nozzle clogging of a tundish nozzle and has few defects in a product.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have found that the gas blown from the upper stage of the tundish upper nozzle is a sufficient amount in the vicinity to prevent the adhesion of non-metallic inclusions, but the inside of the tundish. We have intensively studied how to satisfy the seemingly contradictory requirements of not disturbing the molten metal surface. As a result, it is conceived that the above-mentioned seemingly contradictory requirements can be satisfied at the same time if the gas blown from the upper stage of the upper nozzle of the tundish is a gas soluble in the molten metal or a mixed gas of this and an inert gas. Was completed.
[0009]
That is, the present invention provides a molten metal continuous casting method in which molten metal in a tundish is supplied into a mold from a tundish nozzle provided at the bottom of the tundish and continuously cast. Two upper and lower gas blowing portions that can be individually blown are provided. From the upper gas blowing portion, a gas soluble in a molten metal, preferably nitrogen gas, or a gas soluble in a molten metal, preferably nitrogen A molten metal continuous casting method is characterized in that a mixed gas of gas and Ar gas is blown into a molten metal in a tundish nozzle from a lower gas blowing portion.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the molten metal held in the tundish is supplied into the mold from a tundish nozzle provided at the bottom of the tundish and continuously cast.
An example of an apparatus used in the method of the present invention is shown in FIG.
The tundish bottom brick 1 is provided with an opening 2 for discharging molten metal. From above, the upper nozzle upper stage 3, the upper nozzle lower stage 4, the fixed plate 5, the sliding plate 6, the collector nozzle 7, and the immersion nozzle 8 is closely installed and attached to the bottom of the tundish with a predetermined metal fitting. The molten metal held in the tundish is supplied from the molten metal discharge port 8a at the tip of the nozzle into the casting mold 9 and cast.
[0011]
The upper nozzle upper stage 3 is provided with a gas blowing port 3a, and the upper nozzle lower stage 4 is provided with a gas blowing port 4a. A gas soluble in the molten metal or a mixed gas of a gas soluble in the molten metal and an inert gas is supplied from the upper gas inlet 3a of the upper nozzle, and an inert gas is supplied from the lower gas inlet 4a of the upper nozzle. Infused.
The gas blown from the upper nozzle upper gas blowing port 3a is guided to the upper porous sleeve 11 via a gas flow path (not shown) provided in the upper nozzle upper stage 3, from which it enters the molten metal. Infused. The gas blown into the molten metal floats by buoyancy, and the molten metal is stirred at that time, so that it is possible to prevent non-metallic inclusions from adhering to the upper stage of the upper nozzle. Of the gas that floats, the gas soluble in the molten metal is dissolved and absorbed in the molten metal in the middle of ascent, so its volume is reduced and it is no longer melted when it reaches the surface of the molten metal in the tundish. The metal surface is unnecessarily agitated and no slag is entrained.
[0012]
On the other hand, the gas blown from the gas blowing port 4a at the lower stage of the upper nozzle is guided to the lower porous sleeve 12 via a gas flow path (not shown) provided in the lower stage 4 of the upper nozzle and melted from here. Infused into metal. Although the gas tries to float by buoyancy, the nozzle diameter of this part is smaller than that of the upper stage of the upper nozzle, so the descending flow velocity of the molten metal is large. The At this time, the molten metal flow path in the immersion nozzle and the discharge port 8a are washed to prevent nonmetallic inclusions from adhering.
[0013]
As the gas soluble in the molten metal, hydrogen, nitrogen, hydrocarbon gas, and the like are conceivable, but nitrogen gas that is easy to handle and has little adverse effect on the molten metal component to be cast is optimal. As the inert gas, conventionally used Ar gas is preferable. For this reason, the gas blown from the upper stage of the upper nozzle is preferably nitrogen gas or a mixed gas of nitrogen and Ar. The gas blown from the upper nozzle lower stage is preferably Ar gas.
[0014]
The flow rate of the nitrogen gas blown from the upper stage of the upper nozzle or the mixed gas of nitrogen and Ar may be appropriately determined according to the casting conditions.
[0015]
【Example】
An ultra-low carbon aluminum killed steel refined by a converter and an RH vacuum degassing apparatus was cast into a slab having a thickness of 260 mm × 1800 mm using a 2-strand vertical bending slab continuous casting apparatus.
The casting speed was 2.0 m / min, and 230 tons of molten steel were continuously cast for 5 charges. As the immersion nozzle, an alumina graphite two-hole nozzle was used. As shown in Fig. 1, the tundish upper nozzle is provided with two upper and lower

porous sleeves

11 and 12 to enable gas injection. The state of nozzle clogging was investigated. Furthermore, the cast slab was hot-rolled and cold-rolled to form a thin steel plate, and the occurrence of defects in the obtained thin steel plate was investigated.
[0016]
As for the nozzle clogging condition, after completion of 5 charge continuous casting at each experimental level, the immersion nozzle was collected, the cross section of the discharge port was observed, the area of the discharge port blocked by the nonmetallic inclusions was obtained, and the discharge port was cut off. The nozzle clogging index was evaluated based on the blockage area ratio in the area. A nozzle clogging index of 1.0 is when the closed area rate is 100%.
In addition, the occurrence of defects in thin steel sheets was evaluated by the total defect length of baldness and blister defects caused by blowholes per unit of steel strip length, and displayed as a product quality index. A product quality index of 1.0 is when the ratio of defect-free coils is 0%.
[0017]
The results are shown in Table 1.
[0018]
[Table 1]

[0019]
From Table 1, the nozzle clogging index and product quality in the present invention example (test No. 1 and No. 2) were compared with the conventional example (test No. 3 and No. 4) in which Ar gas was blown from the upper and lower stages of the upper nozzle. Both indexes are declining.
[0020]
【The invention's effect】
According to the present invention, in continuous casting of molten metal, the gas flow rate is sufficiently secured to prevent nozzle clogging of the tundish nozzle, and the molten steel is not contaminated by stirring of the tundish slag with excess gas, In addition, the product quality is improved without excessive gas being brought into the mold and causing blowhole defects, and the product yield is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a structure of a tundish nozzle including an upper tundish nozzle suitable for implementing the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tundish bottom brick 2 Opening part 3 Upper nozzle upper stage 3a Gas injection port 4 Upper nozzle lower stage 4a Gas injection port 5 Fixed plate 6 Sliding plate 7 Collector nozzle 8 Immersion nozzle 8a Molten metal discharge port 9 Casting mold
10 Molten metal
11 Upper porous sleeve
12 Lower porous sleeve

Claims

In the continuous casting method of molten metal in which the molten metal in the tundish is continuously cast by supplying the molten metal from the tundish nozzle provided at the bottom of the tundish into the mold, gas blowing is individually performed on the upper part of the tundish nozzle. The upper and lower gas blowing parts are provided, and from the upper gas blowing part, a gas soluble in the molten metal or a mixed gas of the gas soluble in the molten metal and Ar gas is supplied from the lower gas blowing part. A continuous molten metal casting method characterized by blowing Ar gas into a molten metal in a tundish nozzle.

The continuous casting method according to claim 1, wherein the gas soluble in the molten metal is nitrogen gas.