JP5794969B2

JP5794969B2 - 連続鋳造方法

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Publication number: JP5794969B2
Application number: JP2012240484A
Authority: JP
Inventors: 吉田　仁; 仁吉田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: JP2014087835A

Description

本発明は、連続鋳造設備に具備されたＴ型タンディッシュを用いて鋳造を行う連続鋳造方法に関する。

従来より、連続鋳造設備では、転炉や二次精錬設備等から出鋼された溶鋼を取鍋によってタンディッシュまで搬送し、搬送された取鍋内の溶鋼をタンディッシュへ注入後、このタンディッシュから鋳型へ溶鋼を供給することで、溶鋼を連続的に鋳造している。連続鋳造設備に用いられるタンディッシュとしては、平面視でＴ型形状を有するＴ型タンディッシュがあり、このＴ型タンディッシュは、アルミナ系介在物等の脱酸生成物や耐火物の剥離によって溶鋼内に混入した外来系介在物を浮上させる機能を有している。

このようなＴ型タンディッシュやＴ型タンディッシュを用いた鋳造方法として、特許文献１〜３に開示されているものがある。
特許文献１のタンディッシュは、取鍋から装入された溶鋼を連続的に鋳造する連続鋳造設備に具備されたＴ型タンディッシュであって、取鍋からの溶鋼が装入される注入室と、この注入室の溶鋼を鋳型に装入する分配室と、注入室と分配室とを仕切る仕切堰と、仕切堰に設けられて注入室の溶鋼を分配室に流す湯道とを有している。

特許文献２のタンディッシュは、内部に設けられた堰（タンディッシュ堰）が台形状をなし、耐火物で作られており、その底辺を上にしてタンディッシュ内に設置されていて、当該タンディッシュ堰の面（側壁）に複数の溶鋼流通孔が形成されている。
特許文献３の連続鋳造方法では、湯落ち部の溶鋼の湯面にスカムを浮上させ、該スカムの浮上した湯面をタンディッシュの分配部との境界の大堰に設けた通路に設けた通路より高く位置させることにより、湯落ち部の湯面に浮上したスカムが溶鋼と共に分配部へ移動することを阻止し、溶鋼のみを分配部に移動させることにより、分配部からモールドへ注湯する溶鋼中へのスカムの巻き込みをなくしつつ、溶鋼をモールドに鋳込んでいる。

特開２００８−２６４８５９号公報特開昭６３−０７２４５２号公報特開２００７−３２６１１８号公報

特許文献１〜３に示すように、Ｔ型タンディッシュやＴ型タンディッシュを用いた連続鋳造方法が開示されているが、このような技術を用いて操業を行った場合でも、溶鋼内の介在物が鋳型に流入してしまうことが現場の実績として挙がってきており、Ｔ型タンディッシュや当該Ｔ型タンディッシュを用いた連続鋳造方法について、改善や改良を行う必要があった。

そこで、本発明では、Ｔ型タンディッシュを用いて鋳造を行うに際し、介在物を十分に浮上することができる連続鋳造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明の連続鋳造方法は、取鍋から装入された溶鋼を連続的に鋳造する連続鋳造設備に具備されたＴ型タンディッシュを用いて鋳造を行う連続鋳造方法であって、
前記Ｔ型タンディッシュは、前記取鍋からの溶鋼が注入される注入室と、前記溶鋼を鋳型に装入する分配室と、前記注入室からの溶鋼を滞留させると共に前記分配室に溶鋼を装入する滞留室と、前記注入室と滞留室とを仕切る第１仕切堰と、前記滞留室と分配室とを仕切る第２仕切堰とを備え、前記第１仕切堰には、前記注入室から滞留室へ溶鋼を通す第１流通孔を設け、前記第２仕切堰には、前記滞留室から分配室に溶鋼を通す第２流通孔を設けており、前記第１流通孔に関し、当該第１流通孔の上端を基準深さの０．４以下の位置に設定し、第１仕切堰の基準深さ面積に対する当該第１流通孔の断面積の比を０．０４以上０．１５以下とし、第１流通孔の穿孔角度を、水平方向を基準として流通方向に対して下向きに２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下としておき、前記第２流通孔に関し、前記第２流通孔の上端を基準深さの０．６以下の位置に設定し、第２流通孔の下端を基準深さの０．２以上の位置に設定し、第２仕切堰の基準深さ面積に対する当該第２流通孔の断面積の比を０．０３以上０．０９以下とし、第２流通孔の穿孔角度を水平方向を基準として流通方向に対して上向きに２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下としておき、前記Ｔ型タンディッシュにおけるストランドの合計スループットを、３．５〜４．０ｔｏｎ／ｍｉｎで鋳造することを特徴とする。

本発明の連続鋳造方法によれば、Ｔ型タンディッシュを用いて鋳造を行うに際し、介在物を十分に浮上させることが可能となる。特に、多くの溶鋼を短時間で鋳造する場合、即ち、溶鋼のスループットが大きい場合であっても、鋳型に流入する介在物を低減させることができる。

連続鋳造装置の概念図である。Ｔタンディッシュの平面図及び正面断面図である。第１仕切堰を説明する説明図である。溶鋼の流れを示す説明図である。第１仕切堰の基準深さ面積及び第１流通孔の断面積を説明する説明図である。第２仕切堰を説明する説明図である。水モデルにおける第１仕切堰の第１流通孔と、第２仕切堰の第２流通孔の配置を示した配置図である。

本発明の連続鋳造方法について図を基に説明する。
本発明の連続鋳造方法は、取鍋内の溶鋼をＴ型タンディッシュに装入（注入）し、当該Ｔ型タンディッシュに装入した溶鋼を鋳型に装入することによって鋳造を行うものである。
図１は、Ｔ型タンディッシュ及び鋳型を備えた連続鋳造設備を示したものである。まず、連続鋳造設備について説明する。図１に示すように、連続鋳造装置１は、溶鋼を連続的に鋳造する鋳造装置であって、溶鋼２を一時的に貯留するＴ型タンディッシュ３と、このＴ型タンディッシュ３からの溶鋼２が供給される鋳型４と、この鋳型４により成型された鋳片を引き出すと共に、鋳片をサポートする複数のサポートロール５とを有している。

Ｔ型タンディッシュ３は、平面視でＴ型の形状であって且つ全体として有底箱形となっており、Ｔ型タンディッシュ３の底部に溶鋼を注入する注入口６が設けられ、この注入口６に浸漬ノズル７が接続されている。浸漬ノズル７は、スライドバルブ８により開閉可能となっており、スライドバルブ８の開閉によりＴ型タンディッシュ３による鋳型４への溶鋼２の注入が停止又は再開できるようになっている。

連続鋳造装置１では、転炉や二次精錬設備等から出鋼された溶鋼２を取鍋によってＴ型タンディッシュ３まで搬送し、搬送された取鍋内の溶鋼２をＴ型タンディッシュ３へ注入後、スライドバルブ８を開くと共に、鋳型４内の溶鋼２を連続的に鋳造することができるようになっている。この連続鋳造装置１では、同じ鋼種の溶鋼２を連続的に数チャージ鋳造したり、鋼種の異なる溶鋼２を連続的に鋳造することができる。

次に、Ｔ型タンディッシュ３の構成について、詳しく説明する。説明の便宜上、図２（ａ）に示すように、Ｔ型タンディッシュを平面視した状態において、図２（ａ）の下側を前側といい、図２（ａ）の上側を後側といい、図２（ａ）の左右を左右という。
図２に示すように、Ｔ型タンディッシュ３は、取鍋９からの溶鋼２が注入される注入室１０と、溶鋼２を鋳型４に装入する分配室１１と、注入室１０からの溶鋼２を滞留させると共に分配室１１に溶鋼２を装入する滞留室１２とを備えている。Ｔ型タンディッシュ３において、注入室１０は、左右方向の略中央部に位置し、この注入室１０の前側に滞留室１２が位置し、滞留室１２の左右両側に分配室１１が位置している。

さらに詳しくは、Ｔ型タンディッシュ３は、平面視でＴ形状となる底壁１５と、この底壁１５の前側から立ち上がる前壁１６と、この前壁１６の左右両端側であって底壁１５から立ち上がる左右一対の第１側壁１７，１７と、前壁１６の後側であって底壁１５の前後中途部から立ち上がり第１側壁１７，１７に連結する左右一対の第１後壁１８，１８と、第１後壁１８、１８の左右方向内側の端部側であって底壁１５から立ち上がる左右一対の第２側壁１９、１９と、各第２側壁１９、１９の間に配置され底壁１５の後側から立ち上がる第２後壁２０、２０とから構成されている。

注入室１０は、左右一対の第２側壁１９、１９と、第２後壁２０、２０と、底壁１５とで囲むことにより構成されている。各第２側壁１９、１９の前側には、当該注入室１０と滞留室１２とを仕切る第１仕切堰３０が設けられている。分配室１１は、前壁１６と、左右一対の第１側壁１７、１７と、第１後壁１８、１８と、底壁１５とで囲むことにより構成されている。各第２側壁１９、１９の前側には当該分配室１１と滞留室１２とを仕切る第２仕切堰３１が設けられている。この実施形態では、１つの注入室１０につき、２つの浸漬ノズル７が設けられている。滞留室１２は、第１仕切堰３０と、第２仕切堰３１と、前壁１６と、底壁１５とで囲むことにより構成されている。

本発明では、上述したＴ型タンディッシュ３において、特に、第１仕切堰３０の構造、第２仕切壁３１の構造を工夫したうえで、Ｔ型タンディッシュ３内の溶鋼２を鋳型４に装入（注入）するスループットを所定値にすることにより、当該Ｔ型タンディッシュ３内での介在物の浮上分離を促進することとしている。
次に、第１仕切堰３０及び第２仕切堰３１について詳しく説明する。

まず、第１仕切堰３０について説明する。
図２〜５に示すように、第１仕切堰３０は、正面視で（前側から視て）、上端が左右方向に長く下端が左右方向に短い台形状に形成されたものである。この第１仕切堰３０には、注入室１０の溶鋼２を滞留室１２へ通す第１流通孔３３が複数設けられている。
詳しくは、図３（ａ）に示すように、第１仕切堰３０を正面視したとき、当該第１仕切堰３０の下側であって左右方向（幅方向ともいう）に、３つの第１流通孔３３ａが並べて穿設されている。また、第１流通孔３３ａの上側に、他の３つの第１流通孔３３ｂが左右方向に並べて穿設され、第１流通孔３３ａと第２流通孔３３ｂとは、千鳥状（中心が左右方向にずれて）に設置されている。

さて、複数の第１流通孔３３ａ、３３ｂのうち、最も上側に位置する第１流通孔３３ｂの高さは、所定以下に設定されている。詳しくは、図３（ａ）に示すように、Ｔ型タンディッシュ３の底部３４（底壁１５の上面）からの溶鋼の深さを「基準深さ＝１．０」とした場合、第１流通孔３３の上端（最も上側に位置する第１流通孔３３ｂの上側の縁）は、基準深さの０．４以下の位置となるように設定している。

また、各第１流通孔３３ａ、３３ｂの水平方向を向く基準線に対する穿孔角度θ１を所定範囲とし、当該各第１流通孔３３ａ、３３ｂの向きを流通方向（注入室１０から滞留室１２へ溶鋼を流す方向）に対して下向きにしている。詳しくは、図３（ｂ）に示すように、水平方向に引き伸ばした水平方向の基準線Ｌ１と、各第１流通孔３３ａ、３３ｂとのなす角（穿孔角度θ１）を２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下とし、且つ、各第１流通孔３３ａ、３３ｂの向きを流通方向に対して下向きにしている。

このように、各第１流通孔３３ａ、３３ｂの穿孔角度θ１を２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下とし、当該第１流通孔３３ａ、３３ｂを流通方向に対して下向きにした場合、同図の矢印Ａに示すように、注入室１０から第１流通孔３３ａ、３３ｂを通って滞留室１２に入った溶鋼２は、同図の矢印Ａに示すように、タンディッシュ３の底部３４に向けて斜めに進みつつ、前壁１６に当たって上昇するため、介在物は分離浮上し易くなる。

一方、各第１流通孔３３ａ、３３ｂの穿孔角度θ１が２０ｄｅｇ未満であり、図４（ａ）に示すように、例えば、穿孔角度θ１が０ｄｅｇの場合、第１流通孔３３ａ、３３ｂを通って滞留室１２に入った溶鋼２は、タンディッシュ３の前壁１６に向けて直進し易くなると共に、側面視で第２仕切堰３１に設けた第２流通孔３５とオーバラップする部分を通過し易くなる。そのため、滞留室１２に入った溶鋼２が当該滞留室１２内で滞留せずに、第２流通孔３５を通って分配室１１に入り、介在物が分配室１１に流出し易くなる。

また、各第１流通孔３３ａ、３３ｂの穿孔角度θ１が４５ｄｅｇを超えている場合、穿孔角度θ１の角度が大きすぎるため、第１流通孔３３ａ、３３ｂにおいて溶鋼の入側や出側の耐火物の厚みが薄くなり（入側や出側の耐火物が尖った状態になる）、第１流通孔３３ａ、３３ｂを構成する耐火物が欠損し易くなる。
また、第１流通孔３３ａ、３３ｂが上向きであると、図４（ｂ）に示すように、第１流通孔３３を通って滞留室１２に入った溶鋼２は、上向きに上昇しながら進み前壁１６に当たってさらに上側に進むもの（矢印Ａ１）と、上向きに上昇しながら進み前壁１６に当たって下側に向きを変えて進むもの（矢印Ａ２）とに分かれてしまい、特に、下向きに流れる溶鋼（Ａ２）の介在物は、浮上し難くなる。このようなことから、第１流通孔３３ａ、３３ｂは、下向きにしている。

以上をまとめると、第１流通孔３３の上端を基準深さの０．４以下の位置に設定し、第１流通孔３３の垂直方向での穿孔角度θ１を流通方向に対して下向きに２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下としている。
さらに、本発明では上述したように、第１流通孔３３ａ、３３ｂの上端の位置及び穿孔角度θ１を設定するのに加えて、第１仕切堰３０の面積（溶鋼浸漬面積、後述する基準深さ面積）に対する第１流通孔３３（３３ａ、３３ｂ）の総断面積の比を所定範囲内にしている。詳しくは、図５（ａ）に示すように、第１仕切堰３０を正面視した状態において、当該第１仕切堰３０が溶鋼に浸漬する浸漬部の面積、即ち、第１仕切堰３０の下端部から基準高さまでの面積［（図５（ａ）のグレーの面積）］をＳ０（基準深さ面積）とし、図５（ｂ）に示すように、第１仕切堰３０を正面視した状態において、第１流通孔３３の総断面積［各第１流通孔３３の断面積を積算した値であって図５（ｂ）のグレーの面積］をＳ１とし、これら総断面積をＳ１と基準深さ面積Ｓ０との比（Ｓ１／Ｓ０）を断面積比としたとき、断面積比は０．０４以上０．１５以下としている。

言い換えれば、即ち、第１仕切堰３０の基準深さ面積Ｓ０に対する当該第１流通孔の断面積Ｓ１の面積比Ｓ１／Ｓ０は、０．０４以上０．１５以下としている。なお、図５（ａ）に示すように、基準深さ面積Ｓ０は、第１流通孔３３の断面積も含んだ値としている。
次に、第２仕切堰３１について説明する。
図２、６に示すように、第２仕切堰３１は、側面視で（図２（ｂ）の右側乃至は左側から視て）上端が左右方向に長く下端が左右方向に短い台形状に形成されたものである。この第２仕切堰３１には、滞留室１２の溶鋼２を分配室１１へ通す第２流通孔３５が複数設けられている。係る構造は第１仕切堰３０と略同様である。

図６（ａ）に示すように、第２仕切堰３１を側面視したとき、当該第２仕切堰３１の下側であって左右方向に３つの第２流通孔３５ａが並べて穿設されている。また、第２流通孔３５ａの上側に、他の３つの第２流通孔３５ｂが左右方向に並べて穿設され、第２流通孔３５ａと第２流通孔３３ｂとは、千鳥状に設置されている。
複数の第２流通孔３５ａ、３５ｂのうち、最も上側に位置する第２流通孔３５ｂの高さは、所定以下に設定されている。詳しくは、図６（ａ）に示すように、第２流通孔３５の上端（最も上側に位置する第２流通孔３５ｂの上側の縁）は、基準深さの０．６以下の位置に設定している。また、第２流通孔３５の上端（最も下側に位置する第２流通孔３５ｂの上側の縁）は、基準深さの０．２以上の位置に設定している。

また、各第２流通孔３５ａ、３５ｂの水平方向を向く基準線に対する穿孔角度θ２は所定範囲であり、且つ、当該各第２流通孔３５ａ、３５ｂの向きは、第１流通孔３３ａ、３３ｂとは異なり、上向きにしている。詳しくは、図６（ｂ）に示すように、水平方向の基準線Ｌ２と、各第２流通孔３５ａ、３５ｂとのなす角（穿孔角度θ２）は、２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下であり、各第２流通孔３５ａ、３５ｂの向きは流通方向（滞留室１２から分配室１１へ溶鋼を流す方向）に対して上向きになっている。

図６（ｂ）に示すように、各第２流通孔３５ａ、３５ｂの穿孔角度θ２を２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下とし、当該第２流通孔３５ａ、３５ｂを上向きにした場合、滞留室１２から第２流通孔３５ａ、３５ｂを通って分配室１１に入った溶鋼２は、タンディッシュ３の幅方向に進みながら上側に向けて斜めに進む（浸漬ノズル７から離れるように進む）ため、介在物は分離浮上し易くなる。即ち、分配室１１に入った溶鋼２は、直ちに浸漬ノズル７に向かうのではなく、一旦浸漬ノズル７から離れた後に、当該浸漬ノズル７に到達する。

一方、各第２流通孔３５ａ、３５ｂの穿孔角度θ２が２０ｄｅｇ未満である場合、第２流通孔３５ａ、３５ｂを通って滞留室１２に入った溶鋼２は、分配室１１内を左右方向に直線状に進みやすくなるため、浸漬ノズル７に直ちに入りやすくなり、介在物が鋳型４に入り易い。特に、第２流通孔３５ａ、３５ｂが下向きの場合は、第２流通孔３５ａ、３５ｂを通って滞留室１２に入った溶鋼２は、浸漬ノズル７に直接入り易くなる。

また、各第２流通孔３５ａ、３５ｂの穿孔角度θ２が４５ｄｅｇを超えている場合、第１流通孔３３ａ、３３ｂの穿孔角度θ１と同様に、穿孔角度の角度が大きすぎるため、第２流通孔３５ａ、３５ｂにおいて溶鋼の入側や出側の耐火物の厚みが薄くなり、第２流通孔３５ａ、３５ｂを構成する耐火物が欠損し易くなる。
以上をまとめると、第２流通孔３５の上端を基準深さの０．６以下とし、且つ、第２流通孔３５の下端を基準深さの０．２以上とし、第２流通孔３５の水平方向に対する穿孔角度θ２を流通方向に対して上向きであって２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下としている。

さて、第２流通孔３５ａ、３５ｂにおいても第１流通孔３３ａ、３３ｂと同様に、第２仕切堰３１の面積（基準深さ面積）に対する第２流通孔３５（３５ａ、３５ｂ）の面積比を規定している。詳しくは、第２仕切堰３１を正面視した状態において、当該第２仕切堰３１が溶鋼に浸漬する浸漬部の面積、即ち、第２仕切堰３１の下端部から基準高さまでの面積である基準深さ面積Ｓ３と、第２流通孔３５の総断面積をＳ４としたとき、これら総断面積Ｓ４と基準深さ面積Ｓ３との断面積比は０．０３以上０．０９以下としている。即ち、第２仕切堰３１の基準深さ面積Ｓ３に対する当該第２流通孔３５の断面積Ｓ４の面積比Ｓ４／Ｓ３は、０．０４以上０．１５以下としている。なお、基準深さ面積Ｓ３は、基準深さ面積Ｓ０と同じように、第２流通孔３５の断面積も含んだ値としている。

以上のように、Ｔ型タンディッシュ３を構成したうえで、Ｔ型タンディッシュ３を用いて鋳造する際には、分配室１１の溶鋼２を、注入口６（浸漬ノズル７）に注入する合計のスループットを３．５以上４．０ｔｏｎ／ｍｉｎ以下としている。即ち、連続鋳造を行うに際して、各注入口６（浸漬ノズル７）から各鋳型４へ注入するそれぞれのスループットを合計した値（合計スループット）が、３．５以上４．０ｔｏｎ／ｍｉｎ以下となるように、スループットを設定している。

合計スループットが３．５ｔｏｎ／ｍｉｎ未満では、上述したＴ型タンディッシュ３であっても、鋳造後の介在物の減少の効果があまりなく、一方、合計スループットが４．０ｔｏｎ／ｍｉｎを超える場合には、介在物の流出が増加する。
本発明の鋳造方法では、従来の技術（例えば、特開２００８−２６４８５９号公報）に比べて、合計スループットが大きな場合であっても、Ｔ型タンディッシュ３を上述した構成としたうえで、合計スループットを３．５〜４．０ｔｏｎ／ｍｉｎにすることにより、タンディッシュ３で十分に介在物を浮上分離し、介在物の少ない鋳片を鋳造することができる。

上述した条件は、水モデルの実験により求めたものである。なお、水モデルでは、実際のＴ型タンディッシュ３の大きさの１／３である実験用のＴ型タンディッシュを製作して、介在物の浮上の評価（後述する粒子流出率による評価）を行った。また、水モデルでは、溶鋼２の代わりに水を用いると共に、介在物の代わりにフロービーズを使用した。水モデルのＴ型タンディッシュにおいて水の高さは２７０ｍｍとした。

さて、一般的に溶鋼２含まれた介在物が溶鋼２から分離して浮上するのは、粒径で大凡６０μｍとされている（例えば、鉄と鋼；vol73,No12，1987,p216,fig6）ことから、介在物は６０μｍより大きなものを想定した。詳しくは、溶鋼２中の６８〜７８μｍの介在物（比重３．８ｇ／ｃｍ^３）と終末速度とが等価となるフロービーズ（φ１７３μｍ）を使用することとした。なお、使用する全てのフロービーズの粒径をφ１７３μｍに合わせることは不可能であるため、φ１７３μｍが略中心値となる１００〜２２０μｍにふるい分けしたポリエチレン製（エチレン・アクリル酸共合体）のフロービーズを用意した。

水モデルを行うにあたっては、Ｔ型タンディッシュ３内の溶鋼２の流動はゆっくりしており重力場によってのみ支配されると考えられることからフルード数（Ｆｒ；重力と慣性力の比）を一致させてテストを行った。このフルード数において、水モデルのものと実際のものとの相似則計算については、「Ｒ＆Ｄ神戸製鋼技報/vol.31 No４、1981」の文献に記載されている計算を用いた。実際のＴ型タンディッシュ３と、水モデルによる水量Ｌ／ｍｉｎの換算は、フルード数近似で、次のように求めることとした。フルード数Ｆｒ、実験用タンディッシュにおける水の平均速度Ｕ、タンディッシュの長さ（幅）Ｌ、重力加速度ｇとの関係を用いると、式（１）：「Ｆｒ＝（Ｕ^２÷(Ｌ×ｇ)）^０．５」という関係式が成りたつ。一方、流量Ｑは、式（２）：「Ｑ＝Ｕ×Ｌ^２」で表すことができる。式（２）を式（１）に代入して整理すると、式（３）：「Ｆｒ＝Ｑ÷（Ｕ^５＋ｇ）^０．５」となる。式（３）を基に、実際のＴ型タンディッシュの流量を「Ｑ１」とし、水モデルにおける流量を「Ｑ２」とし、水モデルによるタンディッシュの長さをＬ／３とし、フルード数Ｆｒが等しくなるように、流量について整理すると、式（４）：「Ｑ２＝０．０６４２Ｑ１」となる。実際のＴ型タンディッシュのスループットを「Ｗ」とし、溶鋼の比重を７とすると、「Ｗ＝Ｑ１×７／１０００」となるため、式（４）を整理すると、「Ｑ２＝６４．２Ｗ／７」となる。

水モデルでは、実験用のＴ型タンディッシュの下側にフロービーズを受ける容器（鋳型４に相当）を設けておき、Ｔ型タンディッシュの注入室１０に、フロービーズを１００ｇ投入し、３０分間で鋳型に相当する容器に流出したフロービーズの量（重量）を測定した。容器に入ったフロービーズ（流出したフロービーズ）の重量を、投入重量である１００ｇで除すことにより、水モデルでの粒子流出率を求めた（粒子流出率＝流出したフロービーズの重量／１００ｇ）。実際の操業において、鋳片（鋼材）中の介在物が増加すると、その鋼材を伸線して線材としたときの断線率が増加する。一方、過去の操業や水モデルの実験によって水モデルでの粒子流出率と、線材の断線率との関係は分かってきており、表１に示すように、水モデルでの粒子流出率が８％よりも大きくなると、断線率が増加することから、水モデルでは、粒子流出率が８％以下では「良好、○」、粒子流出率が８％を超えると「不良、×」とし、介在物の評価を行った。なお、表１は、例えば、鋼材（Ｃ-＝０．７２〜０．８３質量％）を伸線して０．２ｍｍの鋼材を製造した場合での鋼材５ｔｏｎ当たりの断線回数を示したものであるが、鋼種は、上記鋼種に限定されない。即ち、他の鋼種や他の製品（線材、薄板）においても、介在物を減少させることができる。

表２は、水モデルの実験において、本発明の条件で水モデルでの模擬鋳造を行った実施例と、本発明の条件とは異なる条件で模擬鋳造を行った比較例とをまとめたものである。

実施例及び比較例では、図７に示すような複数の第１仕切堰３３、第２仕切壁３５を製作し、第１仕切堰３３や第２仕切堰３１を変えながらて実験を行った。
実施例１〜４０では、第１流通孔３３の上端を、基準深さの０．４以下の位置に設定し（孔上端／溶鋼高さの欄）、第１仕切堰３３の基準深さ面積Ｓ１に対する第１流通孔３３の断面積比を、０．０４以上０．１５以下とし（断面積／流路面積の欄）、第１流通孔３３の穿孔角度θ１を下向きに２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下としている（孔角度の欄）。

また、実施例１〜４０では、第２流通孔３５の上端を、基準深さの０．６以下の位置に設定し（孔上端／溶鋼高さの欄）、第２流通孔３５の下端を、基準深さの０．２以上の位置に設定し（孔下端／溶鋼高さの欄）、第２仕切堰３１の基準深さ面積Ｓ３に対する第２流通孔３５の断面積比を、０．０３以上０．０９以下とし（断面積／流路面積の欄）、第２流通孔３５の穿孔角度θ２を上向きに２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下としている（孔角度の欄）。そのうえで、実施例１〜４０では、Ｔ型タンディッシュ３におけるストランドの合計スループットを３．５〜４．０ｔｏｎ／ｍｉｎとしている（実機換算スループット）。このようなことから、実施例１〜４０では、粒子流出率を８．０％以下にすることができた。

一方、比較例では、第１流通孔３３及び第２流出孔３５の上端の位置、第２流出孔３５の下端の位置、第１仕切堰３３の基準深さ面積Ｓ０に対する第１流通孔３３の断面積比、第２仕切堰３１の基準深さ面積Ｓ３に対する第流通孔３３の断面積比、第１流通孔３３及び第２流通孔３５の穿孔角度θ１、θ２、或いは、ストランドの合計スループットのいずれかが本発明の規定から外れているため、粒子流出率が大幅に増加し、８．０％よりも大きくなった。

以上述べたように、本願発明の連続鋳造方法を用いることで、溶鋼のスループットが大きい場合であっても、鋳型に流入する介在物を低減させることができる。
なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。

１連続鋳造装置
２溶鋼
３Ｔ型タンディッシュ
４鋳型
５サポートロール
７浸漬ノズル
８スライドバルブ
９取鍋
１０注入室
１１分配室
１２滞留室
１５底壁
１６前壁
１７第１側壁
１８第１後壁
１９第２側壁
２０第２後壁
３０第１仕切堰
３１第２仕切堰
３３第１流通孔
３４底部
３５第２流通孔

Claims

取鍋から装入された溶鋼を連続的に鋳造する連続鋳造設備に具備されたＴ型タンディッシュを用いて鋳造を行う連続鋳造方法であって、
前記Ｔ型タンディッシュは、前記取鍋からの溶鋼が注入される注入室と、前記溶鋼を鋳型に装入する分配室と、前記注入室からの溶鋼を滞留させると共に前記分配室に溶鋼を装入する滞留室と、前記注入室と滞留室とを仕切る第１仕切堰と、前記滞留室と分配室とを仕切る第２仕切堰とを備え、
前記第１仕切堰には、前記注入室から滞留室へ溶鋼を通す第１流通孔を設け、前記第２仕切堰には、前記滞留室から分配室に溶鋼を通す第２流通孔を設けており、
前記第１流通孔に関し、当該第１流通孔の上端を基準深さの０．４以下の位置に設定し、第１仕切堰の基準深さ面積に対する当該第１流通孔の断面積の比を０．０４以上０．１５以下とし、第１流通孔の穿孔角度を、水平方向を基準として流通方向に対して下向きに２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下としておき、
前記第２流通孔に関し、前記第２流通孔の上端を基準深さの０．６以下の位置に設定し、第２流通孔の下端を基準深さの０．２以上の位置に設定し、第２仕切堰の基準深さ面積に対する当該第２流通孔の断面積の比を０．０３以上０．０９以下とし、第２流通孔の穿孔角度を水平方向を基準として流通方向に対して上向きに２０ｄｅｇ以上４５ｄｅｇ以下としておき、
前記Ｔ型タンディッシュにおけるストランドの合計スループットを、３．５〜４．０ｔｏｎ／ｍｉｎで鋳造することを特徴とする連続鋳造方法。