JPH02155539A - 薄肉鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミキルド鋼１合金鋼等の薄肉鋳片を溶融
金属から直接的に製造する連続鋳造方法に関する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数叩〜数十
鮒程度の肉厚をもつ薄肉鋳片を直接的に！！造する方法
が注目されている。この連続鋳造方法によるとき、従来
のような多段階にわたる熱延工程を必要とすることなく
、また最終形状にするための圧延も軽度なもので済み、
工程及び設備の簡略化が図られる。

この種の連続鋳造方法として、互いに逆方向に回転する
一対の冷却ドラムの開に湯溜り部を形成するツインドラ
ム方式、冷却ドラムとベルトとの間に湯溜り部を形成す
るドラム−ベルト方式。

本の冷却ドラムの周面一部に湯溜り部を形成する単ドラ
ム方式、互いに逆方向に走行する一対のベルトの間に湯
溜り部を形成するツインベルト方式等がある。これらの
方式においては、いずれも冷却ドラｌ、或いはベルトの
表面に接する部分で、溶融金属が急激に冷却・凝固され
て、凝固シェルを生成する。そのため、湯溜り部に注入
された溶融金属が雰囲気の酸素で酸化されると、生成し
た酸化物が冷却ドラムの回転成いはベルトの走行に随伴
されて、凝固シェルに巻き込まれ易い。その結果、鋳造
された薄肉鋳片に、肌荒れ、亀裂等の欠陥が発生し易く
なる。

そこで、特開昭６２−１３０７４９号公報においては、
冷却ドラムの間に形成された湯溜り部の上方空間を密閉
体で覆い、そこに不活性ガスを吹き込み溶融金属の酸化
を防止したツインドラム方式の連続鋳造方法が提案され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

これら新方式の連続鋳造方法により、溶融金属の酸化を
防止することが可能になった。しかし、蒸発が起こり易
いアルミニウム、マンガン、カルシウム等の元素を含有
する溶鋼等から薄肉鋳片を製造しようとする場合、湯溜
り部での蒸発により歩留りが悪くなると共に、蒸発した
元素がドラムやベルトに不均一に付着して再酸化する。

この酸化物は、鋳片割れの原因となるため、湯溜り部に
おけるアルミニウム、マンガン、カルンウム等の蒸発を
抑止する必要がある。

また、新方式の連続鋳造方法における溶融金属は、湯溜
り部に注入される前に成分調整されている。そのため、
易酸化性元素を多量に含む鋼材を製造しようとする場合
には、成分の制御が難しく厳格な雰囲気制御が必要とな
る。その結果、設備構成が複雑化し、しかも処理操作が
面倒なものとなる。

更に、酸素レベルが高い鋼材を製造しようとする場合に
は、溶鋼中の酸素と炭素とが反応し、ＣＯガスが発生ず
る。このＣＯガスは、湯皺等の原因となる。この点で、
Ｃ○ガスの発生を防止する必要がある。

そこで、本発明は、大気圧以上の非酸化性雰囲気に維持
した湯溜り部に蒸発しｂく易酸化性の金属又は合金を添
加することにより、中間容器等が保持される雰囲気に対
する制限を緩和し、添加元素の添加効率を高めると共に
、添加元素が均一に分散された鋼材を簡単な設備で製造
することを目的とする。更に、本発明は、ＣＯガスのボ
イリングを抑制し、湯皺等の欠陥がない高酸素レベルの
鋼（才をも製イす４ることを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の連続鋳造方法は、その目的を達成するために、
走行する冷却ドラム及び／又はベルトによって区画され
た湯溜り部を形成し、該湯溜り部に注入された溶融金属
を冷却・凝固して薄肉鋳片を製造する際、前記湯溜り部
の上方空間を大気圧以上の不活性ガス雪囲気に維持し、
該雰囲気のもとで易酸化性の金属又は合金を前記湯溜り
部に添加することを特徴とする。

或いは、前述の大気圧以上の不活性ガス雲囲気に維持し
た湯溜り部に、特に酸素含有量の高い溶融金属の鋳造の
際に発生し易いＣＯガスボイリングを抑制しながら、湯
皺等の欠陥がない薄肉鋳片を製造することもできる。

〔作用〕

本発明は、ツインドラム方式、ドラム−ベルト方式、単
ドラム方式、ツインベルト方式等の何しの連続鋳造法に
対しても適用可能であるが、以下の説胡においてはツイ
ンドラム方式に適用した場合を述べる。

ツインドラム方式の連続鋳造装置は、第１図に示すよう
に、一対の冷却ドラムｌａ、　ｌｂが互いに逆方向に回
転するように配置されている。そして、この冷却ドラム
ｌａ、　ｌｂの間に湯溜り部２が形成される。タンデイ
ツシュ等の中間容器３から延びた注湯ノズル４が湯溜り
部２に浸漬され、中間容器３内の溶融金属５が湯溜り部
２に注入される。このとき、湯溜り部２の上方空間をケ
ーシング６で覆い、ケーシング６内に開口させたガス導
入管７からアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを吹き込
む。

ガス導入管７から吹き込まれる不活性ガスの量は、ケー
シング６内の圧力が大気圧以上になるように設定する。

なお、ケーシング６の下端には冷類ドラムｌａ、　ｌｂ
の周面に接触する摺動部８が設けられ、ケーシング６内
から外部に不活性ガスが逸散することを抑制している。

しかし、この逸散を完全に抑えることができないので、
逸散量を見込んだ吹込み量で不活性ガスを供給する。

このようにして、大気圧以上の不活性雰囲気に維持され
た湯溜り部２の上方空間に、アルミ、カルシウム等の蒸
発し易く易酸化性の元素或いはそれらの合金等の添加剤
９を、ケーシング６内に開口させた投入管１０から添加
する。添加された添加剤９は、湯溜り部２の溶融金属に
溶解し、拡散する。このとき、ケーシング６内を不活性
７囲気に維持しているため、溶解するまでの段階で添加
剤９が酸化されることがない。そのため、添加剤９の添
加効率は高いものとなる。しかも、ケーシング６内が大
気圧以上の雰囲気であるため、蒸発による損失も抑制さ
れる。また、添加剤９として、ワイヤ状は勿論、図示す
るように粉末状のものも使用することができる。

この添加剤９の酸化及び蒸発を抑えるため、ケーシング
６内の雰囲気圧を１．３〜２気圧に維持することが好ま
しい。この雰囲気圧が１．３気圧未満であると、不活性
力スによる酸化又は蒸発抑制効果が充分でない。逆に、
雰囲気圧が２気圧を超えるとき、多量の不活性ガスを消
費するばかりか、ケーシング６内の圧力が溶鋼静圧に打
ち勝ち、中間容器３からの溶融金属５の円滑な落下を阻
害する。

添加剤９を粉末状態で添加する場合、キャリアガスとし
て不活性ガスを使用する。この不活性ガスは１、ケーシ
ング６内を不活性雰囲気に維持することにも役立つ。ま
た、専用の投入管１０を設けることなく、ガス導入管７
から吹き込まれる不活性ガスに添加剤９を混合しても良
い。

この上うに、大気圧以上の非酸化性雰囲気下で蒸発し易
く易酸化性の添加剤９が添加されるために、易酸化性元
素の添加効率が向上し、アルミキルド鋼や多量にアルミ
、カルシウム等を含有する鋼材を鋳造することも可能に
なる。なお、本発明によって効果を発揮する添加剤９と
しては、アルミ、カルシウムの他にマンガン等がある。

湯溜り部２に添加された添加剤９は、急速に冷却・凝固
する溶融金が或いは凝固７エルに取り込まれて、鋳片の
内郭に均一に分散する。この種の鋳造法の一般的な傾向
として、凝固が急速に進行することから、湯溜り部にお
いて介在物浮上の効果が得られないため、大きな介在物
が存在すると鋳片に重大な欠陥が生じ易い。この点、本
発明においては、湯溜り部２に添加剤９を添加すること
で、介在物が集合して大きく成長することが阻止される
。したがって、介在物は微細なままで鋳片に分散され、
欠陥発生の原因とはならない。

更に、湯溜り部２の上方空間を大気圧以上に保ち鋳造す
ることにより、ＣＯガスによるボイリングを抑止するこ
とができる。そのため、装入管から脱酸元素等の添加を
行わなくても、酸素レベルの高い鋼材の製造も充分に可
能となる。

〔実施例〕

実施例１ 温度１５４５℃の普通鋼組成をもつ溶鋼を、８００ｋｇ
／分の割合で湯溜り部２に注入し、肉厚３．Ｏｍｍ板幅
８００印の薄肉鋳片を鋳造した。このとき、ケーシング
６内に開口している投入管１０から、粉末状のアルミ系
添加剤９（Δｊ７９９％）を所定量で湯溜り部２に添加
した。第１表は、そのときの添加剤９の歩留りを表した
ものである。なお、ケーシング６内は、流’７１２５０
　Ｎ　ｍ’　７分で不活性ガスを吹き込むことによって
＝囲気圧を１．４気圧に設定した。

また、添加剤９の添加量は、アルミに換算した値で表し
た。

第１表ニアルミ系添加剤の添加効率 第１表から明らかなように、添加剤９は、極めて高い歩
留りで添加され、しかもアルミ含有量の高い鋳片を製造
することができた。これに対し、たとえば中間容器３段
階でアルミ０．１５％含有の溶鋼を調整するときには、
中間容器３の雰囲気を真空或いは不活性雰囲気に維持す
ることが必要となるので、その分だけ設備の複雑なもの
となる。

また、第２図は、雰囲気圧が添加効率に与える影響を表
したグラフである。第２図に示されるように、雰囲気圧
の上昇に伴って添加剤９０歩留りが向上するのは、湯溜
り部２に添加された添加剤９の損失が酸化だけではなく
、蒸発によっても起こっていることに起因するものと考
えられる。すなわち、雰囲気圧を高くするとき、添加剤
９の蒸発が抑制され、添加効率が改善される。特に、カ
ルンウムのように蒸気圧の高い元素を添加剤９として使
用するとき、この傾向は顕著である。

実施例２ 温度１５４５℃の普通鋼組成をもつ溶鋼を８００ｋｇ／
分の割合で湯溜り部２に注入し、肉厚３羅、板幅８００
　＋ｎｍの薄肉鋳片を鋳造した。このとき、ケーシング
６内の雰囲気圧を、ヘリウムガスの吹込みによって１気
圧から２気圧まで変化させた。第３図は、雰囲気圧とＣ
Ｏガスボイリングによる湯皺発生状況との関係を示した
グラフである。なお、５皺発生指数は、薄肉鋳片１ｍ″
当りの湯皺長さ（ｍ）で表している。図中、印○で示し
ているものは：゛易皺発生指数Ｏｍ　／　ｍ’、印へて
示しているものは湯皺発生指数１．０ｍ／ｍ’未満、印
×で示しているものは湯皺発生指数１．Ｏｍ／ｍ″以上
のものである。

第３図から明らかなように、雰囲気圧の上昇に伴って、
酸素レベルが高い溶鋼からでも湯皺のない薄肉鋳片が得
られており、雰囲気圧の上昇によりＣＯガスボイリング
が抑制されていることが判る。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、大気圧以上
の不活性雰囲気に維持した湯溜り部に添加剤を添加する
ことによって、易酸化性元素を効率良く鋳片に含有させ
ることができ、アルミキルド鋼や合金鋼等の製造が可能
となる。しかも、凝固直前に易酸化性元素を添加してい
るので、たとえばタンデイツシュ等の中間容か３を不活
性雰囲気に維持することが不要となり、簡単な設備で所
定の組成をもつ薄肉鋳片が製造される。

更に、湯溜り部を大気圧以上に維持してし）るため、湯
溜り部でのＣＯガスボイリングを抑制することができＸ
酸素レベルの高い鋼材を湯皺等の欠陥なしに製造するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をツインドラム方式の連続鋳造法に適用
した場合の設備構成を示し、第２図は不活性雰囲気圧と
添加剤の歩留りとの関係を表したグラフ、第３図は不活
性雰囲気圧と湯皺発生との関係を表したグラフである。 ｌａ、ｌｂ：冷却ドラム　　　２：湯溜り部３：中間容
器　　　　　　４：注湯ノズル５：溶融金属　　　　　
　６：ケーシング７：ガス導入管　　　　　８；摺動部 ９：添加剤　　　　　　　１０：投入管特許出願人　　
　　新日本製鐵　株式會社（ほか１名） 代　　理　　人　　　　　　小　　堀　　　益　（ほか
２名）第 図 第 図 々Ｆ 囲 気 圧 （ａｔｍｌ 第 図 雰 囲 気 圧 （ａ　ｔ　ｍ　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行する冷却ドラム及び／又はベルトによって区画
   された湯溜り部を形成し、該湯溜り部に注入された溶融
   金属を冷却・凝固して薄肉鋳片を製造する際、前記湯溜
   り部の上方空間を大気圧以上の不活性ガス雰囲気に維持
   し、該雰囲気のもとで易酸化性の金属又は合金を前記湯
   溜り部に添加することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造
   方法。 ２、走行する冷却ドラム及び／又はベルトによって区画
   された湯溜り部を形成し、該湯溜り部に注入された溶融
   金属を冷却・凝固して薄肉鋳片を製造する際、前記湯溜
   り部の上方空間を大気圧以上の不活性ガス雰囲気に維持
   し、該雰囲気のもとで溶融金属を前記湯溜り部に注入す
   ることを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。