JP5516235B2 - Manufacturing method of high cleanliness steel slab by continuous casting - Google Patents
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Description
本発明は、連続鋳造による高清浄度鋼鋳片の製造方法に関し、詳しくは、タンディッシュにおいて、脱酸生成物などの酸化物系非金属介在物の浮上分離を促進させて溶鋼の清浄性を高める方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a high cleanliness steel slab by continuous casting. More specifically, the tundish promotes the floating separation of oxide-based non-metallic inclusions such as deoxidation products to improve the cleanliness of molten steel. It relates to how to increase.
鋼の連続鋳造では、取鍋内の溶鋼を一旦タンディッシュに注入し、タンディッシュ内に所定量の溶鋼を滞留させた状態で、タンディッシュから鋳型内に溶鋼を注入して鋳片を製造している。タンディッシュは、複数ヒートの連続鋳造を継続する際の取鍋交換時の溶鋼の供給機能、及び、複数の鋳型への溶鋼の分配機能を有するのみならず、タンディッシュ内に所定量の溶鋼を滞留させることで、タンディッシュから鋳型への溶鋼流出量が精度良く制御される、更には、溶鋼中に懸濁する脱酸生成物などの酸化物系非金属介在物(以下、単に「介在物」と記す)の浮上分離が促進されるなどの機能を有している。特に、近年の高品質の鉄鋼材料の要求から、タンディッシュにおいて介在物を効率的に浮上分離する技術が広く行われている。 In continuous casting of steel, the molten steel in the ladle is once poured into the tundish, and with a predetermined amount of molten steel retained in the tundish, the molten steel is poured into the mold from the tundish to produce a slab. ing. The tundish not only has the function of supplying molten steel at the time of ladle replacement when continuing continuous casting of multiple heats and the function of distributing molten steel to multiple molds, but also provides a predetermined amount of molten steel in the tundish. The amount of molten steel flowing out of the tundish from the mold to the mold is accurately controlled by the retention, and further, oxide-based nonmetallic inclusions such as deoxidation products suspended in the molten steel (hereinafter simply referred to as “inclusions”). )), And the like. In particular, due to the recent demand for high-quality steel materials, a technique for efficiently levitating and separating inclusions in tundish is widely used.
タンディッシュにおける介在物の浮上分離方法は、タンディッシュ内に堰を設置し、堰によって溶鋼の流動を制御する方法が一般的である。例えば、特許文献1には、下部に貫通孔を有し、タンディッシュの底部からタンディッシュ内の溶鋼湯面上にまで伸びる堰を、取鍋からの溶鋼の注入部位を挟んでタンディッシュ内の2箇所に相対して配置し、タンディッシュ内を受鋼領域と鋼準静止領域とに分離し、鋼準静止領域での介在物の浮上分離を目的とするタンディッシュが開示されている。
As a method for floating and separating inclusions in a tundish, a method is generally used in which a weir is installed in the tundish and the flow of molten steel is controlled by the weir. For example, in
特許文献2には、タンディッシュの底部に接する2個の貫通孔を有する堰によりタンディッシュ内を受鋼側と出鋼側とに分離し、且つ、前記堰の下流側にダム状の堰(下堰という)を配置し、更に、タンディッシュの長辺長さLと短辺長さWとの比L/Wを2〜7、受鋼側の容積比率を全体の10〜40%とするタンディッシュが開示されている。
In
また、特許文献3には、耐熱性組成物から形成されるタンディッシュ衝突パッドであって、該パッドが衝突面を備えたベースと、該ベースから上方に伸び且つ前記溶融金属の流れを受け入れるための上側開口部を備えた内部空間を完全に囲む無端の外側側壁部とを有し、前記外側側壁部が前記開口部へ向けて内方に且つ上方に伸びる少なくとも第1部分を備えた環状の内面を含むタンディッシュ衝突パッドが開示されている。
特許文献3の技術を改善する技術も提案されており、特許文献4には、取鍋から注入される溶融金属流がタンディッシュ底部に衝突する部分に設置される、タンディッシュ内溶融金属の流動制御パッドであって、溶融金属流の衝突部を囲んでタンディッシュの底部から上方へ伸びる壁部と、該壁部の上端部位から壁部の囲み中心へ向かって伸びる庇状部とを有し、タンディッシュの長辺内壁と対向する側の壁部に、切り欠きを有する流動制御パッドが開示されている。
A technique for improving the technique of
また、特許文献5には、特許文献3の衝突パッドは一体構造の耐火物であることから、衝突パッドに代えて堰とするべく、取鍋からタンディッシュへの溶融金属流に相対してタンディッシュの底部から上方へ伸びる壁部と、該壁部の上端部位から溶融金属流へ向かって伸びる庇状部と、を有する流動制御用堰であって、前記壁部の高さh及び庇状部の幅dが、0.1≦d/h≦1.0なる関係式を満足する堰が開示されている。
Further, in
更に、特許文献6には、取鍋からタンディッシュへの溶鋼流がタンディッシュ底部に衝突する部分に、該溶鋼流の衝突部を囲んでタンディッシュの底部から上方へ伸びる壁部と、該壁部の上端部位から壁部の囲み中心へ向かって伸びる庇状部とを有する流動制御パッドの配置されたタンディッシュを用い、溶鋼注入速度Q(m3/min)と、庇状部を除いた流動制御パッド上面の面積S1(m2)と、流動制御パッド底面の面積S2(m2)とが、0.5<(Q/S2)×(S1/S2)<5.0なる関係式を満足する条件で連続鋳造する高清浄鋼鋳片の製造方法が開示されている。
Further,
特許文献1〜6によって、タンディッシュにおける介在物の浮上分離は大幅に改善され、堰を設置しない場合に比較して溶鋼の清浄性は大幅に向上した。特に、特許文献3〜6では、「開口部へ向けて内方に且つ上方に伸びる環状の内面」、または、「壁部の上端部位から壁部の囲み中心へ向かって伸びる庇状部」により、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入流は溶鋼の注入部位側に戻るように攪拌されることで、溶鋼注入流が減速され、介在物の浮上分離を阻害する、タンディッシュ内での短絡流及び高速流が解消されて、介在物の浮上に寄与している。
By patent documents 1-6, the floating separation of the inclusion in a tundish was improved significantly, and the cleanliness of the molten steel improved significantly compared with the case where a weir is not installed. In particular, in
しかしながら、特許文献3〜6においても、未だ改善の余地がある。即ち、特許文献4を例にとれば、取鍋からの溶鋼注入流は、タンディッシュの底部から上方へ伸びる壁部に衝突することによって流れの向きを変え、更にその上部に存在する、壁部の上端部位から壁部の囲み中心へ向かって伸びる庇状部によって溶鋼注入部位側に戻るように攪拌されるが、この庇状部を有する堰で囲まれる空間の体積と壁部に設ける切り欠きの開口面積とが適切な関係でない場合、及び、庇状部を有する堰の形状に対して取鍋からの溶鋼注入流量が適切でない場合には、取鍋からの溶鋼注入流を均一に減速することができず、つまり、堰の効果を得られず、タンディッシュ内での介在物の浮上分離の促進は期待できない。
However,
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、タンディッシュの溶鋼注入部位と溶鋼流出口との間に、タンディッシュ底部から上方に伸びる壁部と、該壁部の上端部位に前記溶鋼注入部位側を向いて水平方向に突出した庇状部と、を有する堰を設置したタンディッシュを用いて連続鋳造するにあたり、庇状部を有する堰の形状を最適化するとともに、タンディッシュへの溶鋼注入流量を堰の形状に応じて制御することで、介在物の浮上分離を従来に比較して確実に行うことができ、その結果、介在物起因の製品欠陥を大幅に低減することのできる、連続鋳造による高清浄度鋼鋳片の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a wall portion extending upward from the bottom of the tundish between the molten steel injection site of the tundish and the molten steel outlet, and the wall. When continuously casting using a tundish equipped with a weir having a bowl-like part that protrudes in the horizontal direction facing the molten steel injection site side at the upper end part of the part, the shape of the weir having the bowl-like part is optimized In addition, by controlling the flow rate of molten steel injected into the tund according to the shape of the weir, the floating separation of inclusions can be performed more reliably than before, and as a result, product defects caused by inclusions can be reduced. To provide a method for producing a high cleanliness steel slab by continuous casting, which can be greatly reduced.
上記課題を解決するための第1の発明に係る連続鋳造による高清浄度鋼鋳片の製造方法は、アルミニウムで脱酸された溶鋼を取鍋から一旦タンディッシュに注入し、次いでタンディッシュから鋳型に注入して鋼鋳片を連続鋳造するにあたり、取鍋からの溶鋼注入流がタンディッシュ底部に衝突する溶鋼注入部位と、タンディッシュから鋳型への溶鋼流出口との間に、前記溶鋼注入部位を四方向から囲んでタンディッシュの底部から上方に伸びる壁部と、該壁部の上端部位に前記溶鋼注入部位側を向いて水平方向に突出した庇状部と、を有する堰であって、前記壁部及び前記庇状部を貫通する切り欠きの開口面積と、前記堰で囲まれる空間の体積とが、下記の(1)式の関係を満足する形状となる堰を配置したタンディッシュを使用し、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入流量が、前記堰の上部開口部面積に対して下記の(2)の関係を満足するように、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入流量を制御しながら鋼鋳片を連続鋳造することを特徴とする。
0.5≦V/(D×H)≦250…(1)
0.18≦Q/A≦6.8…(2)
但し、(1)式及び(2)式において、Vは、庇状部を有する堰で囲まれる空間の体積(m3)、Dは、切り欠きの開口幅(m)、Hは、堰の高さ(m)、Qは、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入流量(m3/min)、Aは、庇状部を有する堰の上部開口部面積(m2)である。
A method for producing a high cleanliness steel slab by continuous casting according to the first invention for solving the above-mentioned problem is as follows: molten steel deoxidized with aluminum is once poured into a tundish from a ladle, and then cast from the tundish to a mold. In the continuous casting of the steel slab by injecting into the molten steel, between the molten steel injection site where the molten steel injection flow from the ladle collides with the bottom of the tundish and the molten steel outlet from the tundish to the mold, the molten steel injection site A weir having a wall extending from the bottom of the tundish upward from the four directions, and a hook-like portion protruding in the horizontal direction toward the molten steel injection site at the upper end portion of the wall, A tundish in which a weir is arranged in which the opening area of the notch penetrating the wall and the bowl-shaped portion and the volume of the space surrounded by the weir satisfy the relationship of the following expression (1): Use and ladle The steel slab is adjusted while controlling the flow rate of molten steel injected from the ladle to the tundish so that the flow rate of molten steel injected into the tundish satisfies the following relationship (2) with respect to the upper opening area of the weir. It is characterized by continuous casting.
0.5 ≦ V / (D × H) ≦ 250 (1)
0.18 ≦ Q / A ≦ 6.8 (2)
However, in the formulas (1) and (2), V is the volume of the space (m 3 ) surrounded by the weir having the hook-shaped part, D is the opening width (m) of the notch, and H is the weir of the weir Height (m), Q is the molten steel injection flow rate from the ladle to the tundish (m 3 / min), and A is the upper opening area (m 2 ) of the weir having the bowl-shaped portion.
第2の発明に係る連続鋳造による高清浄度鋼鋳片の製造方法は、第1の発明において、前記堰は、壁部の溶鋼注入部位側の面と庇状部の下面側の面とが半径をRとする円弧によって結ばれた形状であり、該円弧の半径Rが前記庇状部の突出長に対して下記の(3)式の関係を満足することを特徴とする。
R≦3Y…(3)
但し、(3)式において、Rは、壁部の溶鋼注入部位側の面と庇状部の下面側の面とを結ぶ円弧の半径(m)、Yは、庇状部の突出長(m)である。
In the method for producing a high cleanliness steel slab by continuous casting according to the second invention, in the first invention, the weir has a surface on the molten steel injection site side of the wall portion and a surface on the lower surface side of the bowl-shaped portion. It is a shape connected by an arc having a radius R, and the radius R of the arc satisfies the relationship of the following expression (3) with respect to the protrusion length of the bowl-shaped portion.
R ≦ 3Y (3)
However, in the formula (3), R is a radius (m) of an arc connecting a surface of the wall portion on the molten steel injection site side and a surface on the lower surface side of the bowl-shaped portion, and Y is a projection length (m ).
本発明によれば、庇状部を有する堰の形状を最適化し、更に、取鍋からタンディッシュへの溶鋼の注入流量を、堰の形状に応じた注入流量に制御するので、タンディッシュにおける介在物の浮上分離が促進され、鋳型に注入される溶鋼の清浄性が高まり、連続鋳造される鋼鋳片の清浄度が向上して、介在物起因の製品欠陥を大幅に低減することが実現される。 According to the present invention, the shape of the weir having the bowl-shaped portion is optimized, and furthermore, the injection flow rate of the molten steel from the ladle to the tundish is controlled to the injection flow rate according to the shape of the weir. Floating separation of objects is promoted, the cleanliness of molten steel injected into the mold is improved, the cleanliness of continuously cast steel slabs is improved, and product defects caused by inclusions are greatly reduced. The
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明の実施の形態を示す図であって、連続鋳造設備のタンディッシュ及び鋳型の部分を示す正面断面概略図、図2は、図1に示すタンディッシュの平面図、図3は、図1に示すタンディッシュの側面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a schematic front sectional view showing a tundish and a mold part of a continuous casting facility, FIG. 2 is a plan view of the tundish shown in FIG. FIG. 2 is a side view of the tundish shown in FIG. 1.
図1〜3において、符号1はタンディッシュ、2は鋳型、3は取鍋(図示せず)の底部に取り付けられたロングノズル、4はタンディッシュの底部に取り付けられた浸漬ノズルであり、予めアルミニウムで脱酸され、取鍋内に収容された溶鋼13がロングノズル3を介してタンディッシュ1に注入されながら、タンディッシュ内に所定量の溶鋼13を滞留させた状態で、タンディッシュ内の溶鋼13が浸漬ノズル4を介して鋳型2に注入されて、鋼鋳片14が製造されている。これらの図は、2台の鋳型2で、2条(2ストランド)のスラブ鋳片を連続鋳造する図である。
1-3,
本発明で使用するタンディッシュ1は、図1〜3に示すように、取鍋(図示せず)からロングノズル3を介してタンディッシュ1に注入される溶鋼注入流がタンディッシュ1の底部に衝突する位置である溶鋼注入部位5と、タンディッシュ1から鋳型2への溶鋼流出口6との間に、タンディッシュ1の底部から鉛直方向上方に伸びる壁部8と、壁部8の上端部位に溶鋼注入部位側を向いて水平方向に突出した庇状部9と、を有する堰7が配置されている。この堰7の縦断面の拡大図を図4に示す。図4に示すように、堰7は、壁部8の溶鋼注入部位側の面と、庇状部9の下面側の面とが、半径をRとする凹状の円弧により滑らかに結ばれた形状となっている。更に詳しく説明すれば、壁部8の溶鋼注入部位側の面の下端点Cを通る鉛直線Zと、庇状部9の先端部の下端点Eを通る水平線Xと、の交点Pを通り、前記の点C、点P、点Eにより形成される角CPEの二等分線上に中心位置Oを置く半径Rの円弧によって、壁部8の溶鋼注入部位側の面と庇状部9の下面側の面とが形成されている。尚、半径Rの円弧は、鉛直線Z及び水平線Xと接することはあっても、鉛直線Z及び水平線Xを越えて堰7の内面側まで至ることはない。このような形状とすることで、壁部8と庇状部9との境界での応力集中を防止することができ、堰7の長寿命化が得られる。但し、本発明において、円弧の部分を設けることは必須条件ではなく、壁部8の溶鋼注入部位側の面と、庇状部9の下面側の面とが、直交する形状であっても構わない。つまり、半径Rをゼロとしても構わない。図4において、符号Yは、庇状部9の突出長を示している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the tundish 1 used in the present invention has a molten steel injection flow injected into the tundish 1 from the ladle (not shown) through the
堰7は、溶鋼注入部位5を囲むように、タンディッシュ1の長辺面側にも配置されている。つまり、溶鋼注入部位5は、平面形状の外殻が正方形或いは長方形の四角形である堰7によって四方向から囲まれている。但し、堰7には、壁部8及び庇状部9を貫通する切り欠き10が少なくも一箇所は設けられており、鋳造終了時には、堰7で囲まれる空間内の溶鋼13が、切り欠き10を通り、溶鋼流出口6に向いて排出されるように構成されている。図1〜3に示すタンディッシュ1では、二箇所に切り欠き10が配置されているが、三箇所以上であっても構わない。また、図2では、切り欠き10がタンディッシュ1の長辺面側に設置されているが、切り欠き10の設置位置はタンディッシュ1の長辺面側に限る必要はなく、タンディッシュ1の短辺面側を向いた面に設置しても構わない。ここで、切り欠き10の開口幅が0.5mm未満では、切り欠き10を通過する溶鋼流量が少なすぎ、堰7で囲まれる空間内に溶鋼13が残留する恐れがあることから、切り欠き10の開口幅は0.5mm以上を確保することが好ましい。
The
ロングノズル3を介して溶鋼注入部位5に注入された溶鋼13は、溶鋼注入部位5に衝突した後、溶鋼注入流の落下エネルギーによってタンディッシュ1の底面に沿って四方を向いて流れるが、堰7の壁部8に衝突して上向き方向となり、更に、堰7の上端部の庇状部9によって溶鋼注入部位5を向いた流れになる。溶鋼注入部位5を向いた、四方から来る流れは、互いに衝突し合い、運動エネルギーを消費して減速する。即ち、堰7によって、ロングノズル3を介して注入された高速の溶鋼流は大幅に減速されると同時に、タンディッシュ内の溶鋼流が均一化される。これにより、タンディッシュ内での短絡流及び高速流が解消されて、これらの流れに随伴して溶鋼流出口6から鋳型2に流出する介在物が減少する。つまり、タンディッシュ1における介在物の浮上分離が促進される。
After the
但し、この堰7による作用・効果を得るためには、堰7の形状を最適化すると同時に堰7の形状に応じた流量で溶鋼を注入する必要があることを知見した。
However, in order to obtain the action and effect of the
即ち、堰7を配置したタンディッシュ1において、堰7で囲まれる空間の体積、切り欠き10の開口面積、取鍋からタンディッシュ1への溶鋼注入流量、堰7の上部開口部面積の鋼清浄化に及ぼす影響を調査した結果、特に、堰7で囲まれる空間の体積と切り欠き10の開口面積との比、並びに、取鍋からタンディッシュ1への溶鋼注入流量と堰7の上部開口部面積との比が、溶鋼13の清浄性に大きく影響することが分った。堰7で囲まれる空間の体積をV(m3)、切り欠き10の開口面積をB(m2)、取鍋からタンディッシュ1への溶鋼注入流量をQ(m3/min)、堰7の上部開口部面積をA(m2)として、以下に調査結果を説明する。尚、切り欠き10の開口面積Bは、切り欠き10の開口幅をD(m)とし、堰7の高さをH(m)とすると、B=D×Hで表される。この開口幅Dは全ての切り欠き10の開口幅の合計値である。また、堰7で囲まれる空間の体積Vとは、タンディッシュ1の底面と、堰7の壁部8と、堰7の庇状部9の下面とで囲まれる空間の体積であり、堰7の上部開口部面積Aとは、四方を庇状部9で囲まれた範囲の面積である。
That is, in the
図5に、溶鋼注入流量Qと上部開口部面積Aとの比(Q/A)を3.3の一定とした条件下で、鋼板での介在物起因の欠陥の発生密度に及ぼす、空間体積Vと切り欠き開口面積B(=D×H)との比(V/(D×H))の影響を調査した結果を示す。図5に示すように、V/(D×H)が下記の(1)式の関係を満足する場合に、介在物性欠陥の発生が少なくなることが分った。つまり、堰7による前述した作用・効果を得るためには、配置する堰7は、空間体積Vと、切り欠き開口面積B(=D×H)とが、下記の(1)式の関係を満足する形状であることが必要である。
0.5≦V/(D×H)≦250…(1)
V/(D×H)は、注入された溶鋼13の堰7の内部空間内における運動量減衰度を示す因子であり、堰7による介在物浮上分離の尺度と考えることができる。V/(D×H)が0.5未満の場合は、切り欠き10からの溶鋼13の上昇流速度が大きくなりすぎ、タンディッシュ内の溶鋼湯面を荒らし、該溶鋼湯面上に存在するスラグの巻き込みなどを引き起こす恐れがあり、一方、V/(D×H)が250を超える場合は、堰内での溶鋼運動量の減衰度が小さくなり、介在物の浮上分離効果が乏しくなる。
FIG. 5 shows the spatial volume that affects the density of defects due to inclusions in the steel sheet under the condition that the ratio (Q / A) of the molten steel injection flow rate Q to the upper opening area A is 3.3. The result of investigating the influence of the ratio (V / (D × H)) between V and the notch opening area B (= D × H) is shown. As shown in FIG. 5, it has been found that when V / (D × H) satisfies the relationship of the following formula (1), the occurrence of inclusion physical defect is reduced. That is, in order to obtain the above-mentioned action / effect by the
0.5 ≦ V / (D × H) ≦ 250 (1)
V / (D × H) is a factor indicating the degree of momentum attenuation in the internal space of the
図6は、比(V/(D×H))を30の一定とした条件下で、鋼板での介在物起因の欠陥の発生密度に及ぼす、溶鋼注入流量Qと上部開口部面積Aとの比(Q/A)の影響を調査した結果を示す。図6に示すように、Q/Aが下記の(2)式の関係を満足する場合に、介在物性欠陥の発生が少なくなることが分った。つまり、堰7による前述した作用・効果を得るためには、取鍋からタンディッシュ1への溶鋼注入流量Qが、堰7の上部開口部面積Aに対して下記の(2)の関係を満足するように、取鍋からタンディッシュ1への溶鋼注入流量を制御する必要がある。
0.18≦Q/A≦6.8…(2)
Q/Aは、注入された溶鋼13の堰内からの上昇度合いを示し、溶鋼中介在物の上昇しやすさの尺度を示す因子であり、V/(D×H)と同様に、堰7による介在物浮上分離の尺度と考えることができる。Q/Aが0.18未満の場合は、堰内での溶鋼運動量の減衰度が小さいために介在物の浮上分離効果が乏しくなり、清浄性の高い溶鋼を得ることができない。一方、Q/Aが6.8を超える場合は、堰内からの上昇速度が大きくなりすぎ、タンディッシュ内の溶鋼湯面を荒らし、該溶鋼湯面上に存在するスラグの巻き込みなどを引き起こす恐れがある。
FIG. 6 shows the relationship between the molten steel injection flow rate Q and the upper opening area A on the density of defects caused by inclusions in the steel sheet under the condition that the ratio (V / (D × H)) is constant at 30. The result of having investigated the influence of ratio (Q / A) is shown. As shown in FIG. 6, it has been found that when Q / A satisfies the relationship of the following formula (2), the occurrence of inclusion physical defect is reduced. That is, in order to obtain the above-described action / effect by the
0.18 ≦ Q / A ≦ 6.8 (2)
Q / A is a factor indicating the degree of rise of the injected
ここで、堰7は、上方に溶鋼13が存在することを前提とした堰であり、従って、堰7の高さは、少なくとも、堰7を配置する位置でのタンディッシュ内の溶鋼深さ未満とすることが必要である。また、好ましくは、堰7の高さは、堰7を配置する位置でのタンディッシュ内の溶鋼深さの1/2以下とする。一方、堰7の高さが余りに低いと、堰7の効果が得られないので、堰7の高さは100mm以上確保することが好ましい。
Here, the
また、実際の溶鋼注入部位5は「点」ではなく、或る程度の面積を持っており、このような溶鋼注入部位を四方から囲むと同時に、堰7で囲まれる空間の絶対量を確保するために、堰7の上部開口部のタンディッシュ長手方向の長さを、少なくともロングノズル3の下端部内径と同等とし、好ましくはそれ以上とする。尚、図1では、面積を有する溶鋼注入部位の中心位置を、溶鋼注入部位5として表示している。
In addition, the actual molten
また、本発明で使用するタンディッシュ1には、堰7と溶鋼流出口6との間に、下方に開口部を有する上堰11が配置され、更に、上堰11と溶鋼流出口6との間に、上方に開口部を有する下堰12が、タンディッシュ1の溶鋼注入部位5を挟んだ両側に配置されている。
Moreover, in the
上記形状の堰7及び上堰11、下堰12を有するタンディッシュ1を使用し、溶鋼注入流量Qが(2)式の関係式を満足するように、溶鋼注入流量を制御しながら溶鋼13を連続鋳造すると、ロングノズル3から注入された溶鋼中の介在物は、堰7により上向き方向の流動を得て、タンディッシュ内の溶鋼湯面に浮上分離する。また、溶鋼湯面に浮上しなかった介在物は、その後、溶鋼流に乗って上堰11の溶鋼湯面近傍の壁部に至り、溶鋼流は、上堰11によって上向き及び下向きの流れに別れる。上向き流れの溶鋼中の介在物は、溶鋼湯面に浮上し、一方、下向き流れの溶鋼中の介在物は、上堰11のタンディッシュ底部近傍の開口部分から溶鋼流出口6の方向に流れ出る。その後、上堰11の外側にある下堰12により、溶鋼の流れが上向き方向となり、溶鋼湯面への介在物の浮上が促進される。つまり、堰7、上堰11及び下堰12によって溶鋼中の介在物の浮上分離が促進される。但し、上堰11及び下堰12の設置は、本発明を実施する上で必須の条件ではなく、堰7のみであっても介在物の浮上分離は促進される。
Using the
ここで、壁部8の溶鋼注入部位側の面と庇状部9の下面側の面とを結ぶ、凹状の円弧の半径Rは、堰内に注入された溶鋼13の運動量減衰に大きく影響する。つまり、半径Rの大小によって溶鋼13の流速は大きく変化し、介在物の浮上分離に大きく影響する。そこで、比(Q/A)を3.3の一定、比(V/(D×H))を30の一定とし、且つ、庇状部9の突出長Yを0.12mの一定として半径Rを変化させ、鋼板での介在物起因の欠陥の発生密度に及ぼす半径Rの影響を調査した。調査結果を図7に示す。図7に示すように、円弧の半径Rが、庇状部9の突出長Yに対して下記の(3)式の関係を満足する場合に、つまり、半径Rが突出長Yの3倍以下の場合に、介在物性欠陥の発生が少なくなることが分った。但し、下記の(3)式において、Rは、壁部8の溶鋼注入部位側の面と庇状部9の下面側の面とを結ぶ円弧の半径(m)、Yは、庇状部9の突出長(m)である(図4参照)。
R≦3Y…(3)
半径Rが突出長Yの3倍を超える場合には、堰内での溶鋼の運動量減衰効果が著しく低下するため好ましくない。即ち、円弧の半径Rと庇状部9の突出長Yとが、上記の(3)式の関係を満足するように、堰7の形状を決めることが好ましい。
Here, the radius R of the concave arc connecting the surface of the
R ≦ 3Y (3)
When the radius R exceeds 3 times the protrusion length Y, the effect of damping the molten steel momentum in the weir is significantly reduced, which is not preferable. That is, it is preferable to determine the shape of the
以上説明したように、本発明によれば、庇状部9を有する堰7の形状を最適化し、更に、取鍋からタンディッシュ1への溶鋼13の注入流量を、堰7の形状に応じた注入流量に制御するので、タンディッシュ1における介在物の浮上分離が促進され、鋳型2に注入される溶鋼13の清浄性が高まり、連続鋳造される鋼鋳片14の清浄度が向上して、介在物起因の製品欠陥を大幅に低減することが実現される。
As described above, according to the present invention, the shape of the
転炉での溶銑の脱炭精錬及びその後のRH真空脱ガス装置での真空脱ガス精錬によって溶製した約250トンのアルミキルド極低炭素鋼を、図1に示す構成の容量70トンのタンディッシュを有するスラブ連続鋳造機を用いて鋼のスラブ鋳片に連続鋳造する試験を実施した。 About 250 tons of aluminum-killed ultra-low carbon steel melted by decarburization and refining of hot metal in the converter and subsequent vacuum degassing and refining in the RH vacuum degassing unit, is a tundish with a capacity of 70 tons having the configuration shown in FIG. A test for continuously casting a slab slab of steel using a slab continuous casting machine having a slab was carried out.
その際に、堰7で囲まれる空間の体積Vと切り欠きの開口面積D×Hとの比(V/(D×H))、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入流量Qと堰7の上部開口部面積Aとの比(Q/A)を変更して鋳造した(水準1〜9)。上堰11及び下堰12は全ての試験鋳造でタンディッシュの同一箇所に同一サイズのものを設置した。また、全てのタンディッシュで、庇状部の突出長Yを0.12m、壁部と庇状部とを結ぶ円弧の半径Rを0.06mとした。また、比較のために、堰7を設置していない以外は試験鋳造と同一のタンディッシュを使用した鋳造試験も実施した(水準10:従来例)。鋳造後、超音波探傷測定により鋳片の介在物数を調査した。
At that time, the ratio (V / (D × H)) of the volume V of the space surrounded by the
表1に、使用したタンディッシュの堰7の形状、溶鋼注入流量、比(Q/A)及び鋳片の介在物調査結果を示す。ここで、介在物調査結果は、堰7を配置していないタンディッシュを使用した水準10の測定値を基準として指数化して表示した。尚、表1に示す切り欠きの開口幅Dは、二箇所に設置した切り欠きでの合計値である。また、表1の備考欄には、水準1〜9において本発明の範囲の試験は「本発明例」と表示し、それ以外は「比較例」と表示した。
Table 1 shows the shape of the
表1に示すように、本発明を適用することで、スラブ鋳片の介在物数を大幅に削減できることが確認できた。つまり、本発明を適用することにより、タンディッシュにおける介在物の浮上効果を大幅に促進できることが確認できた。 As shown in Table 1, it was confirmed that the number of inclusions in the slab slab can be significantly reduced by applying the present invention. That is, by applying the present invention, it has been confirmed that the floating effect of inclusions in the tundish can be greatly promoted.
1 タンディッシュ
2 鋳型
3 ロングノズル
4 浸漬ノズル
5 溶鋼注入部位
6 溶鋼流出口
7 堰
8 壁部
9 庇状部
10 切り欠き
11 上堰
12 下堰
13 溶鋼
14 鋼鋳片
DESCRIPTION OF
Claims (2)
0.5≦V/(D×H)≦250…(1)
0.18≦Q/A≦6.8…(2)
但し、(1)式及び(2)式において、Vは、庇状部を有する堰で囲まれる空間の体積(m3)、Dは、切り欠きの開口幅(m)、Hは、堰の高さ(m)、Qは、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入流量(m3/min)、Aは、庇状部を有する堰の上部開口部面積(m2)である。 When molten steel deoxidized with aluminum is once poured into the tundish from the ladle and then poured into the mold from the tundish to continuously cast the steel slab, the molten steel pouring stream from the ladle collides with the bottom of the tundish. Between the molten steel injection portion and the molten steel outlet from the tundish to the mold, a wall portion surrounding the molten steel injection portion from four directions and extending upward from the bottom of the tundish, and the molten steel at the upper end portion of the wall portion A weir having a flange-like portion that faces the injection site side and protrudes in the horizontal direction, and an opening area of a notch that penetrates the wall portion and the saddle-like portion, and a volume of a space surrounded by the weir, However, using a tundish in which a weir having a shape satisfying the relationship of the following equation (1) is used, the flow rate of molten steel injected from the ladle to the tundish is as follows with respect to the upper opening area of the weir: (2) Seki So as to satisfy the, characterized by continuously casting a steel slab at a controlled molten steel injection flow to the tundish from a ladle, a manufacturing method of a high cleanliness steel slabs by continuous casting.
0.5 ≦ V / (D × H) ≦ 250 (1)
0.18 ≦ Q / A ≦ 6.8 (2)
However, in the formulas (1) and (2), V is the volume of the space (m 3 ) surrounded by the weir having the hook-shaped part, D is the opening width (m) of the notch, and H is the weir of the weir Height (m), Q is the molten steel injection flow rate from the ladle to the tundish (m 3 / min), and A is the upper opening area (m 2 ) of the weir having the bowl-shaped portion.
R≦3Y…(3)
但し、(3)式において、Rは、壁部の溶鋼注入部位側の面と庇状部の下面側の面とを結ぶ円弧の半径(m)、Yは、庇状部の突出長(m)である。 The weir has a shape in which a surface on the molten steel injection site side of the wall portion and a surface on the lower surface side of the bowl-shaped portion are connected by an arc having a radius R, and the radius R of the arc is a protrusion of the bowl-shaped portion. The method for producing a high cleanliness steel slab by continuous casting according to claim 1, wherein the relationship of the following expression (3) is satisfied with respect to the length.
R ≦ 3Y (3)
However, in the formula (3), R is a radius (m) of an arc connecting a surface of the wall portion on the molten steel injection site side and a surface on the lower surface side of the bowl-shaped portion, and Y is a projection length (m ).
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