JP6167778B2 - Steel continuous casting method - Google Patents
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Description
本発明は、高融点非金属介在物によって浸漬ノズルの閉塞が生じやすいアルミキルド鋼等を連続鋳造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for continuously casting aluminum killed steel or the like, in which a submerged nozzle is likely to be blocked by a high melting point non-metallic inclusion.
鋼等の連続鋳造時、アルミナに代表される高融点非金属介在物が内面に付着することによる浸漬ノズルの閉塞は、連続鋳造操業及び製造する鋳片の品質に大きな影響を及ぼす問題である。 During continuous casting of steel or the like, clogging of the immersion nozzle due to adhesion of high melting point non-metallic inclusions typified by alumina to the inner surface is a problem that greatly affects the quality of the continuous casting operation and the slab to be produced.
そこで、浸漬ノズルの内面の閉塞防止に関して、従来から様々な対策技術が提案されている。 Therefore, various countermeasure techniques have been proposed in the past for preventing the inner surface of the immersion nozzle from being blocked.
例えば、発明者のうちの１名は、アルミナグラファイトに微量のCaO等を含有させることによる浸漬ノズルの内面へのアルミナ介在物の付着を防止する際、さらに通電を併用することで、アルミナ介在物の付着防止効果を高める発明を特許文献１で提案している。
For example, when one of the inventors prevents the alumina inclusion from adhering to the inner surface of the submerged nozzle by adding a small amount of CaO or the like to the alumina graphite, the alumina inclusion is further used in combination with energization.
一方、少なくとも溶鋼と接する浸漬ノズルの内面を形成する耐火物として、連続鋳造中の高温下における化学反応によって緻密なMgO層を形成する、スピネル−ペリクレース−黒鉛系耐火物が特許文献２で提案されている。
On the other hand,
また、特許文献３では、高温の溶鋼と接触することでその一部が溶融して生成される低融点物の被膜を表面に形成する緑柱石を含有し、残部が主としてマグネシア−黒鉛、スピネル−黒鉛、マグネシア−スピネル−黒鉛からなる耐火物が提案されている。 Moreover, in patent document 3, it contains the beryl which forms the coating of the low melting point thing produced | generated by the one part melting | fusing by contact with high temperature molten steel on the surface, and the remainder mainly consists of magnesia-graphite, spinel- Refractories composed of graphite and magnesia-spinel-graphite have been proposed.
さらに、特許文献４では、浸漬ノズルを構成する耐火物として、溶鋼中のアルミナ介在物の付着により低融点化して溶損することで閉塞を防止する自溶性の耐火物が提案されている。 Further, Patent Document 4 proposes a self-fluxing refractory that prevents clogging by lowering the melting point due to adhesion of alumina inclusions in the molten steel and damaging the refractory constituting the immersion nozzle.
前記特許文献１で提案された連続鋳造方法に使用する浸漬ノズル、前記特許文献２〜４で提案された耐火物を内面に配置した浸漬ノズルの中で、連続鋳造時の閉塞防止効果が最も高いのは、自溶性の耐火物を溶鋼と接する内面に配置した浸漬ノズルである。
Among the immersion nozzles used in the continuous casting method proposed in
しかしながら、一方で、自溶性の耐火物は溶損することによって溶鋼中に介在物となって放出されるので、溶鋼を汚染するという問題がある。それゆえ、自溶性の耐火物を内面に配置した浸漬ノズルは、高級鋼の鋳造には使用することができず、その優れた閉塞防止効果を享受することができなかった。 However, on the other hand, since the self-fluxing refractory is melted and released as inclusions in the molten steel, there is a problem of contaminating the molten steel. Therefore, the immersion nozzle in which the self-melting refractory is arranged on the inner surface cannot be used for the casting of high-grade steel and cannot enjoy the excellent blocking prevention effect.
本発明が解決しようとする問題点は、自溶性の耐火物を溶鋼と接する内面に配置した浸漬ノズルは、閉塞防止効果が高いものの、自溶性の耐火物が溶損して溶鋼中に放出され溶鋼を汚染するので、高級鋼の鋳造には使用することができなかったという点である。 The problem to be solved by the present invention is that the immersion nozzle in which the self-melting refractory is disposed on the inner surface in contact with the molten steel has a high blocking prevention effect, but the self-melting refractory is melted and discharged into the molten steel. It can not be used for casting of high-grade steel.
本発明は、
自溶性耐火物を内面に配置した浸漬ノズルを用いた連続鋳造において、前記自溶性耐火物の溶損を抑制して高級鋼の鋳造への適用を可能とするために、
タンディッシュ内の溶鋼を、浸漬ノズルを通して鋳型に供給し、鋼を連続鋳造する方法であって、
前記溶鋼と接する内面全域、或いは前記内面の一部に、化学組成として、ZrO 2 が４０〜８０質量％、CaOが９〜３５質量％、Cが１１〜４５質量％を含有する自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物を配置した浸漬ノズルの前記耐火物に一方の電極を接続すると共に、タンディッシュ内の溶鋼に他方の電極を浸漬して、前記浸漬ノズルの前記耐火物と前記浸漬ノズルの内部を通過する溶鋼との間に通電回路を構成し、
当該通電回路を構成する前記浸漬ノズルの前記耐火物における平均電流密度の絶対値が０．５〜２５mA（ミリアンペア）／cm2で、前記浸漬ノズルの前記耐火物の平均電位が負の極性となるように通電しながら鋳造することで、前記自溶性のZrO 2 −CaO−グラファイト系耐火物の溶損及び鋳片内部の介在物増加を、通常のアルミナグラファイト耐火物を配置した場合に比べて遜色ない程度まで改善することを最も主要な特徴としている。
The present invention
In continuous casting using a submerged nozzle having a self-fluxing refractory disposed on the inner surface, in order to suppress the melting loss of the self-fluxing refractory and enable application to high-grade steel casting,
A method in which molten steel in a tundish is supplied to a mold through an immersion nozzle to continuously cast the steel,
A self- fluxing ZrO containing , as a chemical composition, 40 to 80% by mass of ZrO 2 , 9 to 35% by mass of CaO, and 11 to 45% by mass of C in the entire inner surface in contact with the molten steel or a part of the inner surface. 2- Connect one electrode to the refractory of the immersion nozzle where the CaO-graphite refractory is placed, and immerse the other electrode in the molten steel in the tundish, and the refractory and the immersion of the immersion nozzle. An energizing circuit is constructed between the molten steel that passes through the inside of the nozzle,
The absolute value of the average current density in the refractory of the immersion nozzle constituting the energization circuit is 0.5 to 25 mA (milliampere) / cm 2 , and the average potential of the refractory of the immersion nozzle has a negative polarity. By casting while energizing in this way, the melting loss of the self- fluxing ZrO 2 -CaO-graphite refractory and the increase in inclusions inside the slab are inferior to the case where a normal alumina graphite refractory is arranged. The most important feature is to improve to a certain extent .
以下、上記本発明の技術的思想を、順を追って説明する。
自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物は、主に以下の３つの作用によって溶損する。
Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in order.
The self-fluxing ZrO 2 —CaO—graphite refractory is melted mainly by the following three actions.
１番目は、グラファイトが酸素イオンと結びついて酸化し、COガスを発生する下記(1)式の反応が生じてグラファイト層が失われることによって耐火物の損耗が進行する機構である。
C＋O2-→CO＋２e-…(1)
The first is a mechanism in which wear of the refractory progresses due to the loss of the graphite layer due to the reaction of the following formula (1) in which graphite is oxidized in combination with oxygen ions to generate CO gas.
C + O 2- → CO + 2e - ... (1)
２番目は、前記発生したCOガスが溶鋼中に固溶しているAlを酸化して生じたAl2O3（下記(2)式）と耐火物中のCaOが相互拡散して低融点相を形成し、溶損が進行する機構である。
３CO＋２Al→Al2O3＋３C…(2)
Second, Al 2 O 3 (formula (2) below) generated by oxidizing the dissolved CO gas in the molten steel and CaO in the refractory interdiffuse to form a low melting point phase. This is a mechanism in which melting loss proceeds.
3CO + 2Al → Al 2 O 3 + 3C (2)
３番目は、溶鋼中に介在物として存在する脱酸生成物であるAl2O3が耐火物の稼動面に付着し、耐火物中のCaOと相互拡散して低融点相を形成し、溶損が進行する機構である。 Thirdly, Al 2 O 3 which is a deoxidation product existing as inclusions in molten steel adheres to the working surface of the refractory and interdiffuses with CaO in the refractory to form a low melting point phase. It is a mechanism in which loss proceeds.
発明者らは、溶鋼と接する内面全域、或いは前記内面の一部にZrO2−CaO−グラファイト系耐火物を配置した浸漬ノズルの前記耐火物に最適な条件で通電することによって、前記３つの溶損機構を同時に防止できることに思い至った。 The inventors have energized the three refractories by applying current to the refractories of the immersion nozzle in which the ZrO 2 —CaO—graphite refractories are arranged on the entire inner surface in contact with the molten steel or a part of the inner surfaces. I realized that the loss mechanism could be prevented at the same time.
すなわち、平均電流密度の絶対値が０．５〜２５mA／cm2で、前記浸漬ノズルにおける前記耐火物の平均電位の極性が負となるように通電することによって、前記(1)式のグラファイト分解反応が抑制され、前記１番目の機構が防止できる。この前記(1)式のグラファイト分解反応の抑制は、前記(2)式の反応抑制に繋がり、前記２番目の機構も防止できる。 That is, when the absolute value of the average current density is 0.5 to 25 mA / cm 2 and energization is performed so that the polarity of the average potential of the refractory in the immersion nozzle is negative, the graphite decomposition of the formula (1) The reaction is suppressed and the first mechanism can be prevented. This suppression of the graphite decomposition reaction of the formula (1) leads to the suppression of the reaction of the formula (2), and the second mechanism can also be prevented.
加えて、前記通電により、溶鋼を構成する鉄が下記(3)式のようにイオン化して耐火物の稼動面に侵入した後、下記(4)式のようにグラファイト中の自由電子を受けて粒鉄として電析する。
Fe→Fe2+＋２e-…(3)
Fe2+＋２e-→Fe…(4)
In addition, when the current is applied, the iron constituting the molten steel is ionized as shown in the following formula (3) and enters the working surface of the refractory, and then receives free electrons in the graphite as shown in the following formula (4). Electrodeposit as granular iron.
Fe → Fe 2+ + 2e - ... (3)
Fe 2+ + 2e - → Fe ... (4)
このような溶鋼のイオン化と稼動面への侵入が生じることによって、溶鋼と耐火物の稼動面とが良く濡れた状態となる。いわゆる反応濡れ現象である。この反応濡れ現象によって、溶鋼中に介在物として存在するAl2O3は逆に耐火物の稼動面へ到達し難くなり、耐火物の稼動面へのAl2O3の付着が抑制される。その結果、Al2O3と耐火物中のCaOとの相互拡散による低融点相の形成並びに溶損、すなわち３番目の溶損機構が防止される。 By such ionization of the molten steel and penetration into the working surface, the molten steel and the working surface of the refractory are well wetted. This is a so-called reaction wetting phenomenon. This reaction wetting phenomenon makes it difficult for Al 2 O 3 present as inclusions in the molten steel to reach the working surface of the refractory, and the adhesion of Al 2 O 3 to the working surface of the refractory is suppressed. As a result, formation of a low melting point phase due to interdiffusion between Al 2 O 3 and CaO in the refractory material and erosion, that is, a third erosion mechanism are prevented.
さらに加えて、ZrO2−CaO−グラファイト系耐火物と最適な通電を組み合わせることによって、新たな現象が生じて３番目の溶損機構が防止できることが判明した。 In addition, it has been found that by combining the ZrO 2 —CaO—graphite refractory and the optimum energization, a new phenomenon occurs and the third melting mechanism can be prevented.
固体電解質として知られるZrO2は、酸素イオンを透過させる性質を有する。従って、ZrO2−CaO−グラファイト系耐火物に負の電位を付加することによって、酸素イオンは耐火物中から溶鋼に向けて移動する。そして、前記(3)式の反応を経て耐火物の稼動面に侵入してきた鉄イオンと結び付いてFeOを生じる。すなわち、前記(4)式の反応によって、粒鉄として電析するべき鉄イオンの一部がFeOとなるのである。 ZrO 2 known as a solid electrolyte has a property of allowing oxygen ions to pass therethrough. Accordingly, by applying a negative potential to the ZrO 2 —CaO—graphite refractory, oxygen ions move from the refractory toward the molten steel. And it combines with the iron ion which penetrate | invaded into the working surface of the refractory through the reaction of said Formula (3), and produces FeO. That is, part of the iron ions to be electrodeposited as granular iron becomes FeO by the reaction of the above formula (4).
このFeOは、耐火物の稼動面と溶鋼との濡れ性を高める作用を発揮する。すなわち、上記の反応濡れ現象に加えて、FeO生成による濡れ促進効果を発揮して、上記の機構と同様に３番目の溶損機構を防止するのである。 This FeO exhibits the effect of increasing the wettability between the working surface of the refractory and the molten steel. That is, in addition to the reaction wetting phenomenon, the effect of promoting wetting by the generation of FeO is exhibited, and the third erosion mechanism is prevented in the same manner as the above mechanism.
上記の、FeO生成を促進して溶鋼と耐火物の稼動面との濡れ性を高める効果は、ZrO2−CaO−グラファイト系耐火物と最適な通電を組み合わせた場合に特徴的に発揮される効果であり、他の材質の耐火物と通電との組み合わせに比べて優れた特徴である。 The above effect of promoting the formation of FeO and improving the wettability between the molten steel and the working surface of the refractory is the effect that is characteristically exhibited when combining ZrO 2 -CaO-graphite refractories and optimal energization It is an excellent feature compared to the combination of refractories of other materials and energization.
ZrO2−CaO−グラファイト系耐火物を透過してきた酸素イオンは、溶鋼に直接触れると溶鋼を汚染する問題が生じる。しかしながら、ZrO2−CaO−グラファイト系耐火物の表面には溶鋼中のアルミナ介在物とCaOが反応して形成される低融点のスラグ層が必ず存在する。従って、ZrO2−CaO−グラファイト系耐火物を透過してきた酸素イオンは、溶鋼に直接触れることなく、表面の低融点のスラグ層中にある鉄イオンと結び付いてFeOを形成する。そのような点からも、ZrO2−CaO−グラファイト系耐火物と最適な通電との組み合わせは有効である。 When oxygen ions that have permeated through the ZrO 2 —CaO—graphite refractory directly touch the molten steel, there arises a problem of contaminating the molten steel. However, a slag layer having a low melting point formed by a reaction between alumina inclusions in molten steel and CaO always exists on the surface of the ZrO 2 —CaO—graphite refractory. Accordingly, oxygen ions that have permeated the ZrO 2 —CaO—graphite refractory do not directly touch the molten steel, but are combined with iron ions in the low melting point slag layer on the surface to form FeO. Also from such a point, the combination of ZrO 2 —CaO—graphite refractory and optimum energization is effective.
上記本発明は、上記の技術的思想を基にしてなされたものである。
上記本発明において、カーボンを１１質量％以上含有するグラファイト系耐火物とするのは、安定した通電を行うためには、導電性のあるグラファイトをカーボン濃度換算で１１質量％以上含有する必要があるからである。
The present invention has been made based on the above technical idea.
In the present invention, the graphite refractory containing 11% by mass or more of carbon needs to contain 11% by mass or more of conductive graphite in terms of carbon concentration in order to perform stable energization. Because.
また、通電回路を構成する浸漬ノズルの前記耐火物における平均電流密度の絶対値が０．５〜２５mA／cm2となるように通電するのは、平均電流密度の絶対値が０．５mA／cm2未満の場合は通電効果そのものが失われるからである。反対に２５mA／cm2よりも大きい場合は、酸素イオンの移動が促進され過ぎて溶鋼を直接汚染する悪影響が現れるからである。 Further, the absolute value of the average current density in the refractory of the immersion nozzle constituting the conducting circuit is energized so that the 0.5~25mA / cm 2, the absolute value of the average current density is 0.5 mA / cm If it is less than 2 , the current-carrying effect itself is lost. On the other hand, if it is larger than 25 mA / cm 2 , the movement of oxygen ions is promoted too much, and an adverse effect of directly contaminating the molten steel appears.
本発明において、浸漬ノズルの前記耐火物における平均電流密度とは、電圧を印加したときに浸漬ノズルと溶鋼との間に流れる平均電流値を、溶鋼と接するノズル壁面の総面積で除して得られる電流密度をいう。ここでいう平均電流値は、浸漬ノズルの前記耐火物と溶鋼との間に流れる電流の瞬時値を対象期間について時間平均して求められる電流値である。 In the present invention, the average current density in the refractory of the immersion nozzle is obtained by dividing the average current value flowing between the immersion nozzle and the molten steel when a voltage is applied by the total area of the nozzle wall surface in contact with the molten steel. The current density. The average current value here is a current value obtained by averaging the instantaneous value of the current flowing between the refractory of the immersion nozzle and the molten steel over the target period.
また、浸漬ノズルにおける前記耐火物の平均電位の極性が負となるように通電するのは、前記(1)式及び(2)式の反応の抑制や、前記(3)式及び(4)式の反応の促進には、浸漬ノズルの前記耐火物の平均電位が負である必要があるからである。 Further, the energization so that the polarity of the average potential of the refractory in the immersion nozzle is negative is the suppression of the reaction of the equations (1) and (2) and the equations (3) and (4). This is because the average potential of the refractory of the immersion nozzle needs to be negative to promote the reaction.
本発明において、浸漬ノズルの前記耐火物の平均電位とは、浸漬ノズルの前記耐火物における電位の瞬時値を対象期間について時間平均した値をいう。 In the present invention, the average potential of the refractory of the immersion nozzle refers to a value obtained by averaging the instantaneous value of the potential of the refractory of the immersion nozzle over the target period.
すなわち、前記最適な通電条件を組み合わせることによって、ZrO2−CaO−グラファイト系耐火物の溶損を低減して介在物欠陥を低減することができるのである。 That is, by combining the optimum energization conditions, it is possible to reduce the inclusion defect by reducing the melting loss of the ZrO 2 —CaO—graphite refractory.
上記本発明におけるZrO2−CaO−グラファイト系耐火物の自溶性という特質は、通常の操業においては発揮されることがない。一方、通電作用だけでは防ぎ得ないほど大量のアルミナ介在物が浸漬ノズル内を通過した際には、致命的な閉塞による操業トラブルを防止するという、操業におけるロバスト性向上に自溶性という特質を利用することになる。 The property of self-solubility of the ZrO 2 —CaO—graphite refractories in the present invention is not exhibited in normal operation. On the other hand, when an enormous amount of alumina inclusions that cannot be prevented by the current-carrying action passes through the immersion nozzle, the self-solvent property is used to improve the robustness of the operation, preventing operational troubles due to fatal clogging. Will do.
上記本発明においては、浸漬ノズルの溶鋼と接する内面全域、或いは前記内面の一部に配置する前記耐火物が、化学組成として、ZrO2が４０〜８０質量％、CaOが９〜３５質量％、Cが１１〜４５質量％を含有する黒鉛質耐火物とすることがより望ましい。 In the present invention, the refractory disposed in the entire inner surface of the immersion nozzle in contact with the molten steel, or a part of the inner surface, has a chemical composition of ZrO 2 of 40 to 80% by mass, CaO of 9 to 35% by mass, More preferably, C is a graphite refractory containing 11 to 45% by mass.
その理由は、ZrO2が４０質量％未満の場合は、耐火物としての耐食性が失われるからであり、８０質量％を超えると、ZrO2のネットワークが強固になりすぎて自溶性という特質が失われるからである。 The reason is that when ZrO 2 is less than 40% by mass, the corrosion resistance as a refractory is lost, and when it exceeds 80% by mass, the ZrO 2 network becomes too strong and loses its self-soluble property. Because it is.
また、CaOが９質量％未満の場合は、Al2O3と反応したときに融点が十分に低下せず、自溶性という特質が発揮されないからであり、３５質量％を超えると、Al2O3と反応したときに融点が下がりすぎて耐火物として具備すべき耐熱性を失うからである。 Further, when CaO is less than 9% by mass, the melting point is not sufficiently lowered when reacted with Al 2 O 3, and the characteristic of self-solubility is not exhibited. When it exceeds 35% by mass, Al 2 O This is because when it reacts with 3 , the melting point becomes too low and the heat resistance to be provided as a refractory is lost.
また、Cが１１質量％未満の場合は、電気抵抗が増大して安定した通電が難しくなるからであり、４５質量％を超えると、耐火物の耐食性が低下するからである。 In addition, when C is less than 11% by mass, the electrical resistance increases and stable energization becomes difficult, and when it exceeds 45% by mass, the corrosion resistance of the refractory decreases.
本発明では、浸漬ノズルの内面に配置した自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物の溶損及び鋳片内部の介在物増加という問題を、通常のアルミナグラファイト耐火物を配置した場合に比べて遜色ない程度まで改善でき、かつアルミナ等非金属介在物の浸漬ノズル内面への付着を効果的に抑制することができる。従って、高級鋼の鋳造に適用することが可能になる。 In the present invention, the problem of erosion of the self-fluxing ZrO 2 -CaO-graphite refractory placed on the inner surface of the immersion nozzle and the increase in inclusions inside the slab, compared with the case where a normal alumina graphite refractory is placed. Thus, non-metallic inclusions such as alumina can be effectively prevented from adhering to the inner surface of the immersion nozzle. Therefore, it can be applied to the casting of high-grade steel.
本発明は、自溶性耐火物を内面に配置した浸漬ノズルを用いた連続鋳造において、前記自溶性耐火物の溶損を抑制して高級鋼の鋳造への適用を可能にするという目的を、内面に配置するZrO2−CaO−グラファイト系耐火物に最適な条件で通電することで実現した。 The present invention aims at enabling the application to high-grade steel casting by suppressing the erosion loss of the self-fluxing refractory in continuous casting using a submerged nozzle having a self-fluxing refractory disposed on the inner surface. This was realized by energizing ZrO 2 -CaO-graphite refractories placed in the optimal condition.
以下、本発明の連続鋳造方法を実施するための装置構成の一例を、図１を用いて説明した後、この図１に示した装置を用いて本発明方法で鋼を連続鋳造する方法について説明する。 Hereinafter, after describing an example of the apparatus configuration for carrying out the continuous casting method of the present invention with reference to FIG. 1, a method for continuously casting steel by the method of the present invention using the apparatus shown in FIG. 1 will be described. To do.
１は取鍋であり、取鍋１内の溶鋼２は、取鍋１の底部に設置されたロングノズル３を介してタンディッシュ４に供給された後、タンディッシュ４の底部に設置された上ノズル５、上ノズル５の下部に連続して設けられたスライディングゲート６及び浸漬ノズル７を介して鋳型８に注入される。
1 is a ladle, and the
鋳型８に注入された溶鋼２は、鋳型８の内面からの冷却（一次冷却）で外周に凝固殻９が形成される。この凝固殻９は鋳型８の出側に引き抜かれるのに伴ってその厚さが厚くなり、鋳型８から引き抜かれた後は二次冷却されて完全に凝固して鋳片となる。なお、図１中の７ａは浸漬ノズル７の吐出口、１０は鋳型８内の溶鋼２上面に供給されたモールドパウダーである。
The
本発明は、底部近傍に対向する１対の吐出口７ａを設けた円筒状の本体７ｂの、溶鋼２と接する内面に、カーボンを１１質量％以上含有するZrO2−CaO−グラファイト系耐火物１１を配置した浸漬ノズル７を使用して連続鋳造する方法である。その際、前記耐火物１１は、化学組成として、ZrO2が４０〜８０質量％、CaOが９〜３５質量％、Cが１１〜４５質量％を含有する黒鉛質耐火物とすることが望ましい。
The present invention relates to a ZrO 2 —CaO—graphite refractory 11 containing 11% by mass or more of carbon on the inner surface thereof in contact with the
そして、前記耐火物１１に一方の電極１２を接続するとともに、タンディッシュ４内の溶鋼２に他方の電極１３を浸漬して、前記耐火物１１と浸漬ノズル７の内部を通過する溶鋼２との間に通電回路を構成する。前記両電極１２，１３は、例えばアルミナグラファイト質の耐火物で形成する。
And while connecting one electrode 12 to the said refractory 11 and immersing the other electrode 13 in the
浸漬ノズル７に配置する、カーボンを１１質量％以上含有するZrO2−CaO−グラファイト系耐火物１１への電極１２の取り付けは、例えば特開２００５−１９９３３９号公報に記載のように、前記耐火物１１の外周面に接触状態に電極１２を取り付ければよい。
The electrode 12 is attached to the ZrO 2 —CaO—graphite refractory 11 containing 11 mass% or more of carbon, which is disposed in the
なお、図１中の１４は一方の電極１２と他方の電極１３を繋ぐ配線、１５はこの配線１４の途中に設けた電源装置である。また、１６は浸漬ノズル７とスライディングゲート６の間に設けた絶縁用耐火物、１７はタンディッシュ４と他方の電極１３の間に設けた絶縁用耐火物である。
In FIG. 1, 14 is a wiring connecting one electrode 12 and the other electrode 13, and 15 is a power supply device provided in the middle of the wiring 14. Reference numeral 16 denotes an insulating refractory provided between the
本発明は、上記構成の装置を用いて鋼を連続鋳造するに際し、浸漬ノズル７の前記耐火物１１における平均電流密度の絶対値が０．５〜１５mA／cm2で、前記耐火物１１の平均電位が負の極性となるよう通電しながら鋳造することを特徴としている。
In the present invention, when steel is continuously cast using the apparatus having the above configuration, the absolute value of the average current density in the refractory 11 of the
次に、上記本発明の要件を満たす実施例、及び本発明の要件を満たさない比較例について説明する。 Next, examples that satisfy the requirements of the present invention and comparative examples that do not satisfy the requirements of the present invention will be described.
実施例及び比較例は、図１に示した構成の垂直曲げ型スラブ連続鋳造機（鋳型厚み：０．３m、鋳型幅：１．２〜１．６m）を使用し、非定常部を除く鋳造速度を１．３〜１．８m／minとして、下記表１に示す化学組成のアルミキルド低炭素鋼を連続鋳造したものである。 In Examples and Comparative Examples, the vertical bending slab continuous casting machine (mold thickness: 0.3 m, mold width: 1.2 to 1.6 m) having the configuration shown in FIG. The aluminum-killed low carbon steel having the chemical composition shown in Table 1 below is continuously cast at a speed of 1.3 to 1.8 m / min.
浸漬ノズル７の内面に配置する耐火物１１の組成、及び当該耐火物１１への通電条件を下記表２，３に、浸漬ノズル７の本体７ｂを構成するアルミナグラファイトの化学組成及び浸漬ノズル７のスラグラインに配置する耐火物（ジルコニアグラファイト）７ｃの化学組成を下記表４に示す。
Tables 2 and 3 below show the composition of the refractory 11 disposed on the inner surface of the
表２のＡ〜Ｃは本発明の請求項１を満たす実施例、表３のＤ〜Ｈは本発明の要件を満たさない比較例である。
A to C in Table 2 are examples that satisfy
図２は実施例Ａ，Ｃ及び比較例Ｄ，Ｇに使用した浸漬ノズル７の形状及び主要寸法を示した縦断面図である。この図２に示した浸漬ノズル７は、自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物１１を上端から６９０mmの範囲で浸漬ノズル７の内面に配置したものである。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the shape and main dimensions of the
また、図３は実施例Ｂ及び比較例Ｅに使用した浸漬ノズル７の形状及び主要寸法を示した縦断面図である。この図３に示した浸漬ノズル７は、自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物１１を上端から底部に至る浸漬ノズル７の内面全域に配置したものである。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the shape and main dimensions of the
また、図４は比較例Ｆ，Ｈに使用した浸漬ノズル７の形状及び主要寸法を示した縦断面図である。この図４に示した浸漬ノズル７は、自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物１１を浸漬ノズル７に配置しないものである。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the shape and main dimensions of the
表２の実施例Ａ〜Ｃは、本発明の請求項１の要件を満たしているので、浸漬ノズル内面への介在物付着速度指数が小さく、かつ浸漬ノズルの内面溶損速度指数も小さい結果、鋳片内部の介在物指数もより良好であった。
Examples A to C in Table 2 satisfy the requirements of
これら実施例Ａ〜Ｃにおける浸漬ノズルの内面溶損速度指数は、内面に自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物を配置せず、通常のアルミナグラファイトで形成した浸漬ノズルを用いた比較例Ｆ，Ｈに比べてやや劣るものの、鋳片内部の介在物指数は、比較例Ｆ，Ｈと比べてほぼ遜色がなかった。これは、溶損量の低減に加えて、浸漬ノズル内面の閉塞が抑制された結果、鋳型内流動が安定した効果が生じたことを伺わせる。 The inner surface erosion rate index of the submerged nozzles in Examples A to C is a comparative example using a submerged nozzle formed of ordinary alumina graphite without a self-soluble ZrO 2 —CaO—graphite refractory disposed on the inner surface. Although slightly inferior to F and H, the inclusion index inside the slab was almost inferior to that of Comparative Examples F and H. This indicates that, in addition to the reduction of the amount of erosion loss, the blockage of the inner surface of the immersion nozzle was suppressed, and as a result, the flow in the mold was stabilized.
一方、実施例Ａ，Ｂと同じ浸漬ノズルを使用しながら、通電を行わなかった比較例Ｄ，Ｅは、浸漬ノズルの内面溶損速度指数が実施例Ａ，Ｂに比べて大きく、その結果として鋳片内部の介在物指数が実施例Ａ，Ｂに比べて劣る結果となった。 On the other hand, Comparative Examples D and E, which were not energized while using the same immersion nozzle as in Examples A and B, had a larger inner surface damage rate index than that in Examples A and B, as a result. The inclusion index inside the slab was inferior to Examples A and B.
また、実施例Ａと同じ条件で通電したものの、自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物を浸漬ノズルに配置しない比較例Ｆは、アルミナ介在物が付着しても低融点化しないので、通電による付着防止効果はあるとはいえ、実施例Ａ，Ｃと比べると浸漬ノズル内面への介在物付着速度指数が大きかった。一方、浸漬ノズルの内面溶損速度指数は小さく、その結果として鋳片内部の介在物指数も良好であった。 Further, although energized under the same conditions as in Example A, Comparative Example F is not arranged the ZrO 2 -CaO- graphitic refractories of self-fluxing the immersion nozzle, since the alumina inclusion is not lowering the melting point be attached, Although there was an adhesion preventing effect due to energization, the inclusion adhesion rate index on the inner surface of the immersion nozzle was larger than in Examples A and C. On the other hand, the inner surface melting rate index of the immersion nozzle was small, and as a result, the inclusion index inside the slab was also good.
また、実施例Ａと同じ浸漬ノズルを使用し、実施例Ａと同じ平均電流密度ではあるが逆の正の極性で通電した比較例Ｇは、極性が適正でないので、通電しない比較例Ｄよりも溶損が増大し、その結果として、浸漬ノズルの内面溶損速度指数が大きく、鋳片内部の介在物指数も悪化した。 In addition, Comparative Example G using the same immersion nozzle as Example A and having the same average current density as Example A but energized with the opposite positive polarity was not appropriate in polarity, so Comparative Example D was not suitable. As a result, the melting loss increased, and as a result, the inner surface melting rate index of the immersion nozzle was large, and the inclusion index inside the slab also deteriorated.
また、自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物を浸漬ノズルに配置せず、通電もしなかった比較例Ｈは、溶鋼と接する内面が、アルミナ介在物が付着しても低融点化しないアルミナグラファイトであることに加えて、通電効果も得られないことから、浸漬ノズル内面への介在物付着速度指数が、実施例Ａ〜Ｃや比較例Ｅ〜Ｇに比べて大きかった。 Further, Comparative Example H in which the self-fluxing ZrO 2 —CaO—graphite refractory was not placed in the immersion nozzle and was not energized was an alumina whose inner surface contacting the molten steel did not lower its melting point even when alumina inclusions adhered to it. In addition to being graphite, the energization effect index could not be obtained, so the inclusion adhesion rate index on the inner surface of the immersion nozzle was larger than in Examples A to C and Comparative Examples E to G.
本発明は上記の例に限らず、請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above example, if the scope of the technical spirit as set forth in 請 Motomeko, it may of course be changed as appropriate embodiment.
２ 溶鋼
４ タンディッシュ
７ 浸漬ノズル
８ 鋳型
１１ 耐火物
１２ 一方の電極
１３ 他方の電極
１４ 配線
１５ 電源装置
2 Molten steel 4
Claims (1)
前記溶鋼と接する内面全域、或いは前記内面の一部に、化学組成として、ZrO 2 が４０〜８０質量％、CaOが９〜３５質量％、Cが１１〜４５質量％を含有する自溶性のZrO2−CaO−グラファイト系耐火物を配置した浸漬ノズルの前記耐火物に一方の電極を接続すると共に、タンディッシュ内の溶鋼に他方の電極を浸漬して、前記浸漬ノズルの前記耐火物と前記浸漬ノズルの内部を通過する溶鋼との間に通電回路を構成し、
当該通電回路を構成する前記浸漬ノズルの前記耐火物における平均電流密度の絶対値が０．５〜２５mA（ミリアンペア）／cm2で、前記浸漬ノズルの前記耐火物の平均電位が負の極性となるように通電しながら鋳造することで、前記自溶性のZrO 2 −CaO−グラファイト系耐火物の溶損及び鋳片内部の介在物増加を、通常のアルミナグラファイト耐火物を配置した場合に比べて遜色ない程度まで改善することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。 A method in which molten steel in a tundish is supplied to a mold through an immersion nozzle to continuously cast the steel,
A self- fluxing ZrO containing , as a chemical composition, 40 to 80% by mass of ZrO 2 , 9 to 35% by mass of CaO, and 11 to 45% by mass of C in the entire inner surface in contact with the molten steel or a part of the inner surface. 2- Connect one electrode to the refractory of the immersion nozzle where the CaO-graphite refractory is placed, and immerse the other electrode in the molten steel in the tundish, and the refractory and the immersion of the immersion nozzle. An energizing circuit is constructed between the molten steel that passes through the inside of the nozzle,
The absolute value of the average current density in the refractory of the immersion nozzle constituting the energization circuit is 0.5 to 25 mA (milliampere) / cm 2 , and the average potential of the refractory of the immersion nozzle has a negative polarity. By casting while energizing in this way, the melting loss of the self- fluxing ZrO 2 -CaO-graphite refractory and the increase in inclusions inside the slab are inferior to the case where a normal alumina graphite refractory is arranged. A continuous casting method for steel, characterized in that it is improved to a certain extent .
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