JP4429195B2 - タンディッシュによる連続鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明はタンディッシュによる連続鋳造方法に関する。

特許文献１には、溶鋼を保持するタンディッシュの底部に設けられたノズル耐火物を介して鋳型内に溶鋼を注入して連続鋳造する第１連続鋳造を実施し、その後、タンディッシュ内の溶鋼、地金、スラグ等の残鋼滓を除去して第２連続鋳造を実施する方法が開示されている。この方法によれば、第１連続鋳造の終了後に、タンディッシュ内に残留した残鋼滓の除去とタンディッシュの補修とを行い、タンディッシュの予熱後に第２の連続鋳造を実施することにしている。

特許文献２には、タンディッシュを用いて連続鋳造を終了した後、タンディッシュ内に残留する残鋼等の融点を低下させて流動性を高める固形添加剤をタンディッシュに供給するタンディッシュの再使用方法が開示されている。このものによれば、タンディッシュにおける残鋼等の除去性を高めることができる。
特開平１０−２２５７６５号公報 特開平５−１７７３１６号公報

産業界では、前記したタンディッシュによる連続鋳造方法の開発を更に進めている。本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、吹込プラグを再利用することにより、溶鋼の連続鋳造を良好に行うのに有利なタンディッシュによる連続鋳造方法を提供することを課題とする。

本発明に係るタンディッシュによる連続鋳造方法は、内壁部に吹込プラグを取り付けたタンディッシュを用い、タンディッシュの内部に取鍋の溶鋼を注入し、その後、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に流し込んで連続鋳造するタンディッシュによる連続鋳造方法において、
タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に流し込んだ後に、タンディッシュ内の残鋼または残滓を取り除くために水をタンディッシュにかけて水冷する水冷工程と、
水冷工程後に、吹込プラグの実質温度を１２０℃以上に保持した状態で、吹込プラグをタンディッシュの内壁部から取り外す取外工程とを実施することを特徴とするものである。

吹込プラグは、通気性を有する多数の気孔を有するセラミックス多孔質体で形成しても良いし、あるいは、通気路となるスリットを有するものでも良い。吹込プラグからガスをタンディッシュの溶鋼内に吹き込めば、溶鋼中の滓を浮上させるので、連続鋳造を良好に行うことができる。

吹込プラグに水をかけたとき、水がかけられた吹込プラグの先端面は瞬間的に冷却されるものの、水かけを中止すれば、吹込プラグやタンディッシュの内壁部に蓄熱されている熱の伝達により、吹込プラグの先端面は一定温度域（実質温度）に昇温する。従って、本明細書でいう吹込プラグの実質温度とは、吹込プラグやタンディッシュの内壁部に蓄熱されている熱を考慮したときにおける吹込プラグの温度をいう。吹込プラグの先端面の実質温度が１２０℃以上であれば、吹込プラグの表面及び内部に含浸した液体状の水が蒸気となって吹込プラグから離散するため、液体状の水が吹込プラグに残留することが抑制される。

水冷工程では、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に流し込んで連続鋳造した後、タンディッシュの残鋼または残滓を取り除くために水をタンディッシュの内壁部にかけて水冷する。タンディッシュに残留している残鋼または残滓は冷却されるので、残鋼または残滓の取り除きが容易となる。そして、水冷工程後に、吹込プラグの実質温度を１２０℃以上に保持した状態で、吹込プラグをタンディッシュの内壁部から取り外す。この場合、吹込プラグの実質温度は１２０℃以上に保持されているため、液体状の水が吹込プラグの表面及び内部に残留することが抑制される。このため、取り外した吹込プラグをタンディッシュの内壁部に再び取り付けたとき、吹込プラグに残留する液体状の水に起因する不具合が防止される。

本発明に係るタンディッシュによる連続鋳造方法によれば、吹込プラグをタンディッシュの内壁部に取り付けたとき、吹込プラグに残留する液体状の水に起因する不具合が防止される。これによりタンディッシュから取り外した吹込プラグをタンディッシュに再び取り付けたとしても、連続鋳造を良好に行うことができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。図１に示すように、吹込プラグ２を内壁部１２に取り付けた有底容器形状をなすタンディッシュ１を用いる。タンディッシュ１は、有底容器形状をなす鉄皮１１と、鉄皮１１の内壁面に内張りされた耐火物で形成された内壁部１２とを有する。吹込プラグ２はタンディッシュ１の内壁部１２のうちの底壁部１３に埋設されている。そして、連続鋳造の際には、タンディッシュ１の上方に配置した取鍋３００の溶鋼Ｍをタンディッシュ１の貯留室１ｃ内に注入する。そして、タンディッシュ１の貯留室１ｃ内の溶鋼Ｍをスライディングノズル３の通路及び浸漬ノズル４の通路を介して連続鋳造用の鋳型５に流し込む。これにより連続鋳造片が形成される。このような連続鋳造の際には、吹込プラグ２からバブリング用のガスをタンディッシュ１の溶鋼Ｍに吹き込み、溶鋼Ｍ中の滓等を浮上させる。これにより滓の混入が抑えられ、連続鋳造の品質を高めることができる。

図２に示すように、吹込プラグ２は、上羽口１４及び下羽口１５を介してタンディッシュ１の底壁部１３に着脱可能に埋設状態に保持されている。上羽口１４は上方に向かうにつれて内径が小さくなる傾斜面で形成された円錐面１４ｉを有する。なお、１００は吹込プラグ２の底面２ｂを支えるリング形状の押さえれんがであり、１０１は押さえれんが１００の底面１０１ｂを支えるためにタンディッシュ１の鉄皮１１にボルト等の取付具１０４で固定された押さえ板である。２０１，２０２は底壁部１３の一部を構成するれんがである。

図２に示すように、吹込プラグ２は、互いに連通する多数の気孔２１を有する通気性を有する多孔質セラミックス体で形成されたプラグ本体２２と、プラグ本体２２の外周壁面を被う金属製の筒体２３と、筒体２３及びプラグ本体２２を被覆する被覆層であるキャスタブル層２４と、プラグ本体２２及びキャスタブル層２４を保持する金属製またはセラミックス製のパイプ体２５とを備えている。

パイプ体２５は、バブリング用のガスを通過させてプラグ本体２２に供給するガス通路２６と、ガス供給側に接続される継手としてのカプラ２７とを有する。筒体２３は、キャスタブル層２４に一体的に係合する断面異形状（断面Ｖ形状）の係合体２８を有する。プラグ本体２２の外周壁面２２ｐは、先端に向かうにつれて外径が小さくなるような円錐面とされている。キャスタブル層２４の外周壁面２４ｐは、先端に向かうにつれて外径が小さくなるような円錐面とされている。吹込プラグ２を取り付けたとき、吹込プラグ２のキャスタブル層２４の外周壁面２４ｐは、底壁部１３の一部を構成する上羽口１４の円錐面１４ｉに対面して係合する。この場合、吹込プラグ２の取付位置が規制される。

吹込プラグ２において、キャスタブル層２４の底層２４ｍは筒体２３に係合している。このため押さえ板１０１をタンディッシュ１から外した状態で、パイプ体２５をこれの長さ方向に沿って下方向（矢印Ｗ１方向）に引っ張れば、プラグ本体２２及びキャスタブル層２４は同方向に移動するため、吹込プラグ２はタンディッシュ１の底壁部１３から下方（真下）に取り外される。

本実施形態によれば、吹込プラグ２のうちプラグ本体２２以外の先端部には、緩衝機能を有する欠損抑制用の保護材層２９が設けられている。つまり、欠損抑制用の保護材層２９はキャスタブル層２４の先端面２４ｅにカーボン系の流動性を有する塗布材を塗布して固化させることにより積層されている。このため取外工程及び再取付工程において、吹込プラグ２の欠損が抑えられる。なお、プラグ本体２２のガス吹出し性を確保するため、保護材層２９はプラグ本体２２の先端面２２ｅ（溶鋼Ｍに対向する面）には被覆されていない。

タンディッシュ１の貯留室１ｃ内の溶鋼Ｍを鋳型５に流し込んで連続鋳造を実施した後、溶鋼Ｍが空の状態のタンディッシュ１をタンディッシュ整備ヤードに移送し、水冷工程を実施する。水冷工程を実施するときには、タンディッシュ１の貯留室１ｃ内には溶鋼Ｍは基本的には残留していない。水冷工程では、冷却用の水を給水器具から一定時間タンディッシュ１の内壁部１２及び吹込プラグ２にかけて冷却する。これによりタンディッシュ１の内壁部１２に残留している残鋼または残滓が冷却されるので、残鋼または残滓を機械的に取り除く。この場合、吹込プラグ２の実質温度を１２０℃以上、殊に１８０℃以上に保持する。ここで、吹込プラグ２に水をかけたとき、水がかけられた吹込プラグ２の先端面は冷却されるものの、水かけを中止すれば、吹込プラグ２やタンディッシュ１の内壁部１２に蓄熱されている熱の伝達により、吹込プラグ２の先端面（貯留室１ｃに対面する表面）は一定温度域に昇温し、実質温度となる。この場合、吹込プラグ２の実質温度の上限温度としては８００℃、殊に６５０℃、５５０℃、３５０℃とすることができる。

水冷工程後あるいは水冷工程中に吹込プラグ２の温度を判定する。この場合、判定者による肉眼で行っても良いし、温度センサ等の測定装置で測温して行っても良い。そして吹込プラグ２の実質温度が１２０℃以上に保持されている条件のもとで、水冷を停止し、取外工程を実施し、吹込プラグ２をタンディッシュ１の内壁部１２から取り外す。また、水冷工程後にタンディッシュ１の補修も適宜行うことができる。

本実施形態によれば、前記した水冷工程及び取外工程では、吹込プラグ２の実質温度が１２０℃以上に保持されているため、液体状の水が吹込プラグ２の内部に含浸したとしても、蒸気化が促進されるので、、液体状の水が吹込プラグ２の内部に残留することが抑制される。このため吹込プラグ２をタンディッシュ１の内壁部１２に取り付けたとき、吹込プラグ２に残留する液体状の水に起因する不具合が防止される。

取外工程では、取付具１０４を外して押さえ板１０１をタンディッシュ１の鉄皮１１から取り外す。更に、タンディッシュ１を傾転させることなく、押さえれんが１００と共に、吹込プラグ２を鉛直方向に対してプラスマイナス３０度以内の角度で下方（矢印Ｗ１方向）に引き抜く。これによりタンディッシュ１の底壁部１３から吹込プラグ２を取り外す。このように吹込プラグ２を鉛直方向に対してプラスマイナス３０度以内の角度で下方向に引き抜くため、吹込プラグ２を外し易く、吹込プラグ２に損傷を与えることを抑えることができる。この場合、吹込プラグ２のうちプラグ本体２２以外の先端部には、緩衝機能を有する欠損抑制用の保護材層２９が設けられているため、吹込プラグ２の欠損が抑えられる。

本実施形態によれば、前記した取外工程を実施した後に、タンディッシュ１から取り外した吹込プラグ２のプラグ本体２２の通気度及び欠損状態を判定する。吹込プラグ２に液体としての水が多量に含浸しているときには、吹込プラグ２のプラグ本体２２の通気度は低下する。このため吹込プラグ２のプラグ本体２２の通気度を判定すれば、水洗工程を実施した吹込プラグ２のプラグ本体２２の含水状況を検知することができる。水洗工程を実施した吹込プラグ２のプラグ本体２２の通気度が良好であれば、液体としての水は問題になるほど吹込プラグ２に残留していないと判定できる。なお、水洗工程を実施した吹込プラグ２のプラグ本体２２が多量に含水していると、溶鋼Ｍをタンディッシュ１に注入したとき、液体としての水が多量に蒸気化するため、好ましくない。

通気度を判定するにあたり、判定者による肉眼で行っても良いし、あるいは、通気度測定装置を用いて行っても良い。判定者による肉眼の判定であっても、吹込プラグ２の通気度の変化は予測でき、実用上支障ない。ここで、タンディッシュ１から取り外した吹込プラグ２の通気度を判定するにあたり、新品の状態の吹込プラグ２の通気度を相対値として１００％としたとき、通気度がしきい値（例えば８０％または７０％）以上に維持されていれば、再取付可能な良品であると判定することができる。また、通気度がしきい値未満であれば、新しい吹込プラグ２と交換することが好ましい。通気度を判定するしきい値としては、吹込プラグ２の種類、材質、連続鋳造の操業程度等に応じて適宜変更できる。

そして、吹込プラグ２の通気度が良好であり、吹込プラグ２の欠損状態が許容範囲内であるときには、再取付工程を実施し、その吹込プラグ２をタンディッシュ１の内壁部１２に再取付する。この場合、タンディッシュ１の底壁部１３の取付孔に対して吹込プラグ２を下方から上方に嵌めて取り付ける（図２参照）。これに対して、取り外した吹込プラグ２の通気度または欠損状況が良好でないときには、通気度が良好で欠損していない別の吹込プラグ２（好ましくは新品）をタンディッシュ１の内壁部１２に取付ける。

そして、タンディッシュ１に吹込プラグ２を再取付した状態において、吹込プラグ２の少なくとも先端部、あるいは、タンディッシュ１に取付した新品の吹込プラグ２の少なくとも先端部を、ガスバーナ等の加熱手段により３５０℃以上に加熱するプラグ加熱工程を実施する。これにより溶鋼Ｍをタンディッシュ１に注入したとき、吹込プラグ２の保護性を高めることができる。なお、吹込プラグ２の先端部は溶鋼Ｍに対向する部分を意味する。

ところで、水冷工程の実施によりタンディッシュ１の内壁部１２に液体状の水が残留する残留量が多い場合には、残留している水を除去すべく、タンディッシュ１に取り付けた吹込プラグ２の先端部をかなり高温領域（７００〜８００℃程度）に加熱する必要がある。この点本実施形態によれば、水冷工程において吹込プラグ２の実質温度が１２０℃以上に保持されていると共に、タンディッシュ１の内壁部１２の実質温度も１２０℃以上に維持されている。このため、吹込プラグ２ばかりかタンディッシュ１の内壁部１２にも液体状の水が残留することが抑制される。故に、タンディッシュ１の貯留室１ｃ内に溶鋼Ｍを注入するにあたり、タンディッシュ１に再取付した吹込プラグ２の先端部を従来よりも低温の温度領域（３５０℃以上）に加熱すればよい。この場合、加熱温度としては高温領域とすることもできるが、加熱に時間を要するため、生産性が低下する。加熱温度の上限としては、生産性及び保温性等を考慮して、８００℃、７００℃、６００℃、５００℃が例示される。従って、タンディッシュ１に取り付けた吹込プラグ２の先端部を例えば３５０〜８００℃、３５０〜７５０℃、３５０〜７００℃、３５０〜６００℃に加熱することができる。タンディッシュ１の内壁部１２もこの温度領域に加熱できる。

その後、取鍋３００に貯留されている溶鋼Ｍをタンディッシュ１の貯留室１ｃに受ける。この状態で、パイプ体２５のガス通路２６から吹込プラグ２のプラグ本体２２にガスを吹き込み、タンディッシュ１の貯留室１ｃに貯留されている溶鋼Ｍに対して、溶鋼Ｍ中の滓等を浮上させるバブリング処理を行なう。そして、タンディッシュ１に貯留した溶鋼Ｍを鋳型５に流し込み、連続鋳造を開始する。このような本実施形態によれば、吹込プラグ２をタンディッシュ１の底壁部１３に再取付したときであっても、連続鋳造を良好に行うことができる。

またタンディッシュ１の貯留室１ｃの溶鋼Ｍが空になり、連続鋳造が終了した後に、前述同様に、タンディッシュ１をタンディッシュ整備ヤードに移送し、水冷工程を実施する。以下、同様に、タンディッシュ１から取り外した吹込プラグ２の通気度及び欠損状態を判定し、良好と判定された吹込プラグ２をタンディッシュ１に再取付し、吹込プラグ２をガスバーナ等の加熱手段により３５０℃以上に加熱するプラグ加熱工程を実施し、その後、連続鋳造を行う。このようにして吹込プラグ２を繰り返して使用する。

なお本実施形態によれば、プラグ本体２２は、通気性を有する多数の気孔２１を有するセラミックス多孔質体で形成されているが、これに限らず、通気路となるスリットを有するものでも良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。

上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
・連続鋳造用のタンディッシュの内壁部に取り付けられる吹込プラグにおいて、
吹込プラグはタンディッシュの内壁部に着脱可能であり、且つ 、吹込プラグは、通気性を有するセラミックス体で形成されたプラグ本体と、プラグ本体の外周壁面を被う被覆層とを備えており、
吹込プラグの被覆層の先端部には、欠損抑制用の保護材層が設けられており、プラグ本体の先端部には保護材層が設けられていないことを特徴とする吹込プラグ。吹込プラグの損傷性を抑えつつ、プラグ本体の通気度が確保される。

本発明は溶鋼の連続鋳造に利用することができる。

連続鋳造しているタンディッシュ付近を示す構成図である。 タンディッシュの底壁部に埋設されている吹込プラグ付近の構成図である。

符号の説明

図中、１はタンディッシュ、１２は内壁部、２は吹込プラグ、２１は気孔、２２はプラグ本体、５は鋳型、２９は保護材層を示す。

Claims (7)

1. 内壁部に吹込プラグを取り付けたタンディッシュを用い、前記タンディッシュの内部に取鍋の溶鋼を注入し、その後、前記タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に流し込んで連続鋳造するタンディッシュによる連続鋳造方法において、
   前記タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に流し込んだ後に、前記タンディッシュ内の残鋼または残滓を取り除くために水を前記タンディッシュにかけて前記タンディッシュを水冷する水冷工程と、
   前記水冷工程後に、前記吹込プラグの実質温度を１２０℃以上に保持した状態で、前記吹込プラグを前記タンディッシュの内壁部から取り外す取外工程とを実施することを特徴とするタンディッシュによる連続鋳造方法。
2. 請求項１において、前記取外工程では、前記吹込プラグの温度を判定し、前記吹込プラグの実質温度が１２０℃以上に保持されているとき、前記吹込プラグを前記タンディッシュの内壁部から取り外すことを特徴とするタンディッシュによる連続鋳造方法。
3. 請求項１または２において、前記吹込プラグは前記タンディッシュの底壁部に設けられており、前記タンディッシュを傾転させることなく、前記吹込プラグを鉛直方向に対してプラスマイナス３０度以内の角度で引き抜いて取り外すことを特徴とするタンディッシュによる連続鋳造方法。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか一項において、前記取外工程後に、前記タンディッシュから取り外した前記吹込プラグの通気度を判定し、通気度が良好な前記吹込プラグを前記タンディッシュの内壁部に再取付する再取付工程を実施することを特徴とするタンディッシュによる連続鋳造方法。
5. 請求項１〜３のうちのいずれか一項において、前記取外工程後に、前記タンディッシュから取り外した吹込プラグの通気度を判定し、通気度が良好な吹込プラグを前記タンディッシュの内壁部に再取付する再取付工程を実施し、取り外した前記吹込プラグの通気度が良好でないとき、別の吹込プラグを前記タンディッシュの内壁部に取付けることを特徴とするタンディッシュによる連続鋳造方法。
6. 請求項１〜５のうちのいずれか一項において、前記タンディッシュに再取付した前記吹込プラグの少なくとも先端部を３５０℃以上に加熱するプラグ加熱工程を実施し、その後、溶鋼を前記タンディッシュに受けることを特徴とするタンディッシュによる連続鋳造方法。
7. 請求項１〜６のうちのいずれか一項において、前記吹込プラグのうち吹き込み部以外の先端部は、欠損抑制用の保護材層を有することを特徴とするタンディッシュによる連続鋳造方法。

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