JP4724606B2 - 溶鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
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(1)長辺41と短辺42とで形成し長辺長さが800mm以上の鋳型17を用い、鋳型内に溶鋼を供給する浸漬ノズル10は、溶鋼が上から下に通過する筒状のノズル本体11と、ノズル本体下端の溶鋼浸漬部12に設けられた吐出口14を有し、吐出口14の数が4個以上かつ高さ方向に複数段であり、吐出口14から鋳型内に短辺42へ指向して溶鋼を供給しつつ、鋳型17を取り囲むように配置したソレノイド式電磁コイル20、または鋳型壁内に埋設したソレノイド式電磁コイル20に交流電流を通電して鋳型内の溶鋼に電磁力を印加し、鋳造を行うことを特徴とする溶鋼の連続鋳造方法。
(2)浸漬ノズル10の吐出口14の数Nn、個々の吐出口14の面積Sni,i=1〜Nn(m2)、前記鋳型の断面積Sm(m2)、鋳造速度Vc(m/s)の間に
0.5 < Sm・Vc/Σi=1〜NnSni < 5
の関係が成立することを特徴とする(1)記載の溶鋼の鋳造方法
(3)鋳型上端から浸漬ノズル10の吐出口14の上端までの距離Ln1(m)、鋳型上端から浸漬ノズル10の吐出口14の下端までの距離Ln2(m)、鋳型上端からソレノイド式電磁コイル20の上端までの距離Lc1(m)、鋳型上端からソレノイド式電磁コイル20の下端までの距離Lc2(m)の間に
Ln1>Lc1−0.5×(Lc2−Lc1)
かつ
Ln2<Lc2+2.5×(Lc2−Lc1)
の関係が成立することを特徴とする(1)または(2)記載の溶鋼の鋳造方法。
(4)浸漬ノズル10は、溶鋼と接する吐出口14を含む内面の少なくとも一部にCaOを10質量%以上含む耐火物を配置することを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載の溶鋼の連続鋳造方法。
0.5 < Sm・Vc/Σi=1〜NnSni < 5
の関係が成立する場合、鋳造速度に関わらず吐出口からの吐出流速を適正な範囲とすることができ、吐出流を分散させることができ、鋳片の表層欠陥や内部欠陥をより抑制した鋳造が可能になる。そして、鋳型を取り囲むように配置したソレノイド式電磁コイル、または、鋳型壁内に埋設したソレノイド式電磁コイルに交流電流を通電し、鋳型内の溶鋼に電磁力を印加し、鋳型内の溶鋼を広域かつ均一に撹拌することにより、気泡・介在物の凝固シェルへの捕捉を抑制し、浮上を促進することができる。
Ln1>Lc1−0.5×(Lc2−Lc1)
かつ
Ln2<Lc2+2.5×(Lc2−Lc1)
の関係が成立する場合、個々の吐出口からの流出する吐出流の流速が、鋳型壁内に埋設したソレノイド式電磁コイルに交流電流を通電し、鋳型内の溶鋼に電磁力を印加することによって誘起する鋳型短辺に垂直な流れと衝突して、低減するので、鋳片の表層欠陥や内部欠陥をより抑制した鋳造が可能になり、鋳型内の溶鋼を広域かつ均一に撹拌することにより、気泡・介在物の凝固シェルへの捕捉を抑制し、浮上を促進することができる。
0.5 < Sm・Vc/Σi=1〜NnSni < 5
の関係を持たせると良い。Sm・Vc/Σi=1〜NnSniは吐出口からの吐出流の見かけの平均流速である。
0.5 ≧ Sm・Vc/Σi=1〜NnSni
の関係が成立する場合、浸漬ノズルの個々の吐出口14から吐出する吐出流22の流速が著しく低下するため、溶鋼中の介在物は吐出口14近傍に付着堆積し、吐出口14の閉塞を招き、吐出流22の見かけ平均流速は低いままで実質の吐出流速はきわめて高くなり、電磁力により誘起される溶鋼流との衝突によっても流速が減衰されず、上向き流や下向き流の流れが強まり、鋳片の表面品質や内部品質の低下を招く場合がある。
Sm・Vc/Σi=1〜NnSni ≧ 5
の関係が成立する場合、浸漬ノズルの個々の吐出口14から吐出する吐出流22の流速が著しく増加し、ソレノイド式電磁コイル20に交流電流を通電し、鋳型17内の溶鋼16に電磁力を印加することによって発生する鋳型短辺に垂直な流れ21aと衝突させても流速が減衰されず、上向き流や下向き流の流れが強まり、鋳片の表面品質や内部品質の低下を招く場合がある。
Ln1>Lc1−0.5×(Lc2−Lc1)
かつ
Ln2<Lc2+2.5×(Lc2−Lc1)
の関係を持たせると良い。上記関係を成立させるには、電磁コイル20の高さ(Lc2−Lc1)や浸漬ノズル11の浸漬深さを調節すれば良い。なお、溶鋼メニスカスは鋳型上端から平均100mmの位置にあるものとした。
Ln1≦Lc1−0.5×(Lc2−Lc1)
の場合は、吐出口14から流出する吐出流22から分岐した上向き流が強まり溶鋼メニスカスが不安定になりパウダーを巻き込み、鋳片表面品質が悪化する場合がある。
Ln2≧Lc2+2.5×(Lc2−Lc1)
の場合は、吐出口14から流出する溶鋼流動22により介在物、気泡が鋳型内深部まで持ち込まれ、鋳片の内部品質が悪化する場合がある。
ノズルの吐出口数Nn(2〜6の範囲)、個々のノズル吐出口の面積Sni,i=1〜Nn(0.0010m2〜0.0042m2の範囲)、鋳型の断面積Sm(0.3m2〜0.625m2の範囲)、鋳造速度Vc(0.0117m/s〜0.0417m/sの範囲)をそれぞれ変化させながら、鋳片を製造した。そして、得られた鋳片の不具合(不良品)発生率を調べた。なお、上記以外の条件は以下とした。メニスカスの位置:鋳型上端から100mm下、ノズル吐出口角度:水平、ノズル吐出口段数(Nn=2):1段、ノズル吐出口段数(Nn=4):2段、ノズル吐出口段数(Nn=6):3段、ノズル内面(吐出口含む)の溶鋼との接触部位の耐火物:ドロマイトクリンカーを含有する耐火物(ドロマイトクリンカー91.3質量%、MgO粉7.0質量%、炭素分1.5質量%とし、成分としてCaO:52.8質量%、MgO:43.8質量%、Fe2O3:0.84質量%、SiO2:0.59質量%、C:1.5質量%、その他は不可避的不純物のもの)。また、鋳型を取り囲むように配置したソレノイド式電磁コイルを用い、コイルには交流(60Hz)を用いて5000A通電し、コイル巻数は20ターンである。試験条件を表1に、試験結果を図8に示す。ここで、鋳片の不具合発生率とは、所定期間(70t)製造した鋳片に対する不具合の発生割合(スラブの個数比率)を示しており、1に近づくほど不具合が多く発生していることを示している。
ノズルの吐出口数Nn(2〜6の範囲)、鋳型上端からノズルの吐出口の上端までの距離Ln1(0.23m〜0.38mの範囲)、鋳型上端からノズルの吐出口の下端までの距離Ln2(0.35m〜0.50mの範囲)、鋳型上端からソレノイド式電磁コイルの上端までの距離Lc1(0.05m〜0.35mの範囲)、鋳型上端からソレノイド式電磁コイルの下端までの距離Lc2(0.15m〜0.55mの範囲)をそれぞれ変化させながら、鋳片を製造した。上記以外の試験条件は試験例1と同様である。そして、得られた鋳片の不具合発生率を調べた。その試験条件を表2に、試験結果を図9に示す。
Ln1>Lc1−0.5×(Lc2−Lc1)
かつ
Ln2<Lc2+2.5×(Lc2−Lc1)
の関係が成立する場合、ノズルの吐出口数Nn、鋳型上端からノズルの吐出口の上端までの距離Ln1、鋳型上端からノズルの吐出口の下端までの距離Ln2、鋳型上端からソレノイド式電磁コイルの上端までの距離Lc1、鋳型上端からソレノイド式電磁コイルの下端までの距離Lc2の各条件を変化させても、不具合発生指数は0から0.1前後となっており、高品質の鋳片を製造できることを確認できた。また、吐出口数が4(吐出口段数2)あるいは6(吐出口段数3)の場合で、
Ln1≦Lc1−0.5×(Lc2−Lc1)
又は
Ln2≧Lc2+2.5×(Lc2−Lc1)
の関係が成立する場合は不具合発生指数が増加したが、不具合発生率が約0.4か、0.4以下となり、従来例よりも改善できることが確認できた。以上のことから、吐出口数4以上で吐出口段数を複数段とすることが良く、および、
Ln1>Lc1−0.5×(Lc2−Lc1)
かつ
Ln2<Lc2+2.5×(Lc2−Lc1)
とすることが更によいことが確認できた。
表1の条件1−5は、ノズル内面(吐出口含む)の溶鋼との接触部位の耐火物はドロマイトクリンカーを含有する耐火物(ドロマイトクリンカー91.3質量%、MgO粉7.0質量%、炭素分1.5質量%とし、成分としてCaO52.8質量%、MgO43.8質量%、Fe2O30.84質量%、SiO20.59質量%、C1.5質量%、その他は不可避的不純物のもの)であるが、該ドロマイトクリンカーを含有する耐火物に代えて、アルミナ黒鉛質耐火物(CaOを添加せず。従って、CaOは10質量%未満)で構成された多孔浸漬ノズルを従来例として用いて鋳片を製造した。
Claims (4)
- 長辺と短辺とで形成し長辺長さが800mm以上の鋳型を用い、鋳型内に溶鋼を供給する浸漬ノズルは、溶鋼が上から下に通過する筒状のノズル本体と、ノズル本体下端の溶鋼浸漬部に設けられた吐出口を有し、該吐出口の数が4個以上かつ高さ方向に複数段であり、該吐出口から鋳型内に短辺へ指向して溶鋼を供給しつつ、鋳型を取り囲むように配置したソレノイド式電磁コイル、または鋳型壁内に埋設したソレノイド式電磁コイルに交流電流を通電して鋳型内の溶鋼に電磁力を印加し、鋳造を行うことを特徴とする溶鋼の連続鋳造方法。
- 前記浸漬ノズルの吐出口の数Nn、個々の吐出口の面積Sni,i=1〜Nn(m2)、前記鋳型の断面積Sm(m2)、鋳造速度Vc(m/s)の間に
0.5 < Sm・Vc/Σi=1〜NnSni < 5
の関係が成立することを特徴とする請求項1記載の溶鋼の連続鋳造方法。 - 鋳型上端から前記浸漬ノズルの吐出口の上端までの距離Ln1(m)、鋳型上端から前記浸漬ノズルの吐出口の下端までの距離Ln2(m)、鋳型上端から前記ソレノイド式電磁コイルの上端までの距離Lc1(m)、鋳型上端から前記ソレノイド式電磁コイルの下端までの距離Lc2(m)の間に
Ln1>Lc1−0.5×(Lc2−Lc1)
かつ
Ln2<Lc2+2.5×(Lc2−Lc1)
の関係が成立することを特徴とする請求項1または2記載の溶鋼の連続鋳造方法。 - 前記浸漬ノズルは、溶鋼と接する吐出口を含む内面の少なくとも一部にCaOを10質量%以上含む耐火物を配置することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶鋼の連続鋳造方法。
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