JPH04279262A - 鋼の連続鋳造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼の連続鋳造方法に関す
るものであり、浸漬ノズルの閉塞とノズルの内壁の溶損
を同時に防止することを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造で用いるタンディッシュ２、モ
ールド５の間に上ノズル３を介して浸漬ノズル４より溶
鋼６を注入する際に、ストッパー１と上ノズル３と浸漬
ノズル４の一つまたは、複数箇所から、不活性ガスを矢
印方向に吹き込み、浸漬ノズル内壁およびその他の溶鋼
と接する耐火物界面に溶鋼中から析出したアルミナや、
付着したアルミナが成長し、ノズル内の溶鋼流路を狭め
ることを抑制するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】不活性ガスを溶鋼の注
入流に吹き込むことは、浸漬ノズルの閉塞を防止したり
、介在物の溶鋼中からの除去を目的として、一般に行わ
れる。

【０００４】しかしながら、吹き込む流量が適性でない
と、浸漬ノズルの閉塞防止効果が充分得られない他、ノ
ズルの異常溶損を招いて鋳造作業に支障を来したり、モ
ールド内への溶鋼の供給が乱されて得られる鋼の品質が
却って悪化したりすることがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の課
題を有利に解決するものであって、鋼の連続鋳造におけ
るタンディッシュからモールドへの注入方法において、
タンディッシュのストッパーと、上ノズルと、スライデ
ィングノズル用プレートと、中間ノズルと、浸漬ノズル
のいずれか一つまたは複数の耐火物から吹き込む不活性
ガスの流量と、溶鋼の注入流量との関係が、図２の（ロ
）で示される領域にあることを特徴とする鋼の連続鋳造
方法である。

【０００６】以下、本発明を図面に基づいて説明する。

【０００７】図１は、本発明の実施例を示す図である。 即ち、本実施例は、連続鋳造で用いるタンディッシュ２
、モールド５の間に上ノズル３を介して浸漬ノズル４よ
り溶鋼６を注入する際に、ストッパー１と上ノズル３と
浸漬ノズル４の一つまたは、複数箇所から、不活性ガス
を矢印方向に吹き込み、浸漬ノズル内壁およびその他の
溶鋼と接する耐火物界面に溶鋼中から析出したアルミナ
や、付着したアルミナが成長し、ノズル内の溶鋼流路を
狭めることを抑制するものである。

【０００８】ノズル内にアルミナが付着することは、鋳
造中にノズルがやがて閉塞して鋳造の継続が不可能とな
り急に起こる場合は溶鋼がモールド下から漏れる事故を
生じたり、ノズルを介してモールド内に供給される溶鋼
の流れが乱されて、鋳造スラブの品質を悪化させる。

【０００９】したがって、本発明はノズル内のアルミナ
の付着を防止あるいは抑制することを通じて、連続鋳造
の生産性を向上し、鋳造製品の品質を改善することを可
能とするものである。

【００１０】本発明の特徴は、上記耐火物界面における
アルミナの付着や析出の抑制、あるいは防止に最も効果
的な不活性ガスの吹き込みと鋳造速度の条件を与えるこ
とにある。

【００１１】即ち、不活性ガスを吹き込む箇所および吹
き込み位置より、溶鋼の流れの下流側に位置する耐火物
内の溶鋼流路界面において、本発明の特徴とする効果が
期待される。

【００１２】本発明を適用する注入装置は、溶鋼の流量
制御がストッパーで行われるものでも、またスライディ
ングノズルで行われるものであってもよく、本発明の適
用によって同様の効果が期待される。

【００１３】本発明で用いる浸漬ノズルをはじめとする
注入系の耐火物材質は、アルミナグラファイト質、マグ
ネシアカーボン質、ロー石質、ジルコニアと石灰を主成
分とするもののいずれであってもよく、本発明の適用に
よって、同様の効果が得られる。

【００１４】図２は、本発明による不活性ガス吹き込み
流量とノズル内通過溶鋼流量との関係を示す図である。

【００１５】図中、（ａ）　はノズル内壁にアルミナ付
着の限界線を示し、この線を挟んで、領域（イ）側はア
ルミナが付着し、ノズルが閉塞する領域である。領域（
ロ）側はアルミナの付着がなく、ノズルが閉塞しにくい
領域である。

【００１６】図中、（ｂ）　はノズル内壁が溶損する限
界線を示し、この線を挟んで、領域（ロ）側はノズル内
壁の溶損がない領域であり、領域（ハ）側はノズル内壁
が溶損する領域である。

【００１７】即ち、領域（ロ）はアルミナによるノズル
の閉塞がなく、かつノズルが溶損することもない、連続
鋳造を行う上で好適な操業条件を表している。

【００１８】本図中の（ａ）　および（ｂ）　は不活性
ガス吹き込み流量Ｑｇ（ｌ／ｍｉｎ）とノズル内通過溶
鋼流量Ｑｓ（ｔ／ｍｉｎ）を変数とする以下の式で表さ
れる。

【００１９】 線（ａ）　・・・Ｑｓ（ｔ／ｍｉｎ）＋０．０４Ｑｇ（
ｌ／ｍｉｎ）＝６．０線（ａ）　・・・Ｑｓ（ｔ／ｍｉ
ｎ）＋０．０４Ｑｇ（ｌ／ｍｉｎ）＝１．５従って、連
続鋳造を行う上で好適な操業条件である領域（ロ）は以
下の式で表される。

【００２０】Ｑｓ（ｔ／ｍｉｎ）＋０．０４Ｑｇ（ｌ／
ｍｉｎ）≦６．０かつ Ｑｓ（ｔ／ｍｉｎ）＋０．０４Ｑｇ（ｌ／ｍｉｎ）≧１
．５但し、Ｑｓ（ｔ／ｍｉｎ）＞０、Ｑｇ（ｌ／ｍｉｎ
）＞０とする。

【００２１】本条件は、実際の鋳造によって確かめられ
たものであるが、以下に本発明を発明するに到った根拠
となる考え方を説明する。

【００２２】図３は、ノズル内壁と溶鋼との界面に働く
剪断力Ｓと関数Ｆとの関係を表す図である。関数ＦはＱ
ｓ　＋０．０４Ｑｇ　であらわされる。

【００２３】図中、（Ｃ）　はノズル内壁と溶鋼との界
面に働く剪断力Ｓと関数Ｆとの関係である。（ｄ）　は
付着アルミナをノズル内壁から離脱させるのに必要な剪
断力の下限を示す。

【００２４】剪断力Ｓは関数Ｆが大きくなる程増大する
。何故ならば、ノズル内を通過する溶鋼流量と不活性ガ
ス気泡量が増す程、ノズル内壁近くでの溶鋼流速度が増
し、界面近傍での溶鋼と耐火物との相対速度が増大し、
溶鋼の粘性に起因する剪断力が増大するからである。

【００２５】従って、ノズル内壁に析出あるいは付着し
たアルミナは、この剪断力によって、壁から引き離され
ようとする。そしてある剪断力以上になるとついに、ア
ルミナは耐火物の壁から離脱するがこの限界剪断力が（
ｃ）　である。Ｂ点は線（ｃ）　と線（ｄ）　との交点
のＦ値を示す。

【００２６】図中（ロ）はＦ≧Ｂの範囲を示し、アルミ
ナが付着しない領域である。（イ）はＦ＜Ｂの範囲を示
し、アルミナが付着する領域である。

【００２７】このような考え方によって、実際の鋳造試
験によってこのようなＢの値を調査したところ、図２に
示すように、Ｂ＝１．５であることが判明した。

【００２８】即ちアルミナが付着しない条件はＱｓ　＋
０．０４Ｑｇ　≧１．５　である。

【００２９】図４は、ノズル内壁溶損速度と関数Ｆとの
関係およびアルミナの付着速度と関数Ｆとの関係を表す
図である。関数ＦはＱｓ　＋０．０４Ｑｇ　であらわさ
れる。

【００３０】図中、（ｅ）　はノズル内壁溶損速度と関
数Ｆとの関係である。（ｆ）　はアルミナ付着速度と関
数Ｆとの関係である。

【００３１】ノズル内壁溶損速度は関数Ｆが大きくなる
程増大する。何故ならば、ノズル内を通過する溶鋼流量
と不活性ガス気泡量が増す程、耐火物界面への熱の供給
速度が増して溶鋼と耐火物との反応が促進されるととも
に、反応生成物が前述の剪断力によって洗い流されやす
くなるからである。

【００３２】一方、アルミナ付着速度も関数Ｆが大きく
なる程増大する。何故ならば、ノズル内を通過する溶鋼
流量と不活性ガス気泡量が増す程、耐火物界面への溶鋼
中アルミナの衝突頻度がまして、耐火物界面に生成した
溶融層にトラップされ易くなったり、あるいは、アルミ
ナ自身が耐火物界面と焼結反応を起こす等して、付着し
易くなるからである。

【００３３】しかし、アルミナ付着速度は、関数Ｆがあ
る程度以上増大すると耐火物界面と衝突した時の接触時
間が反応するに充分な時間がとれないために、次第に頭
打ち傾向となる。

【００３４】この結果、関数Ｆのある値以上の領域では
、ノズル内壁溶損速度がアルミナ付着速度を上回ること
となり、耐火物の厚みが時間と共に次第に薄くなるので
、安定した連続鋳造ができなくなる。このようなＦの限
界値は、線（ｅ）　と線（ｆ）　との交点Ａで表される
。

【００３５】図中（ロ）はＦ≦Ａの範囲を示し、ノズル
内壁の溶損が進行しない領域である。（ハ）はＦ＞Ａの
範囲を示し、ノズル内壁の溶損が進行し、安定した鋳造
ができない領域である。

【００３６】このような考え方によって、実際の鋳造試
験によってこのようなＡの値を調査したところ、図２に
示すように、Ａ＝６であることが判明した。

【００３７】即ちノズルが溶損しない条件はＱｓ＋０．
０４Ｑｇ≦６である。

【００３８】以上より、連続鋳造を行う上で好適な操業
条件である領域（ロ）は以下の式で表される。

【００３９】Ｑｓ（ｔ／ｍｉｎ）＋０．０４Ｑｇ（ｌ／
ｍｉｎ）≦６．０かつ Ｑｓ（ｔ／ｍｉｎ）＋０．０４Ｑｇ（ｌ／ｍｉｎ）≧１
．５ただし、Ｑｓ（ｔ／ｍｉｎ）＞０、Ｑｇ（ｌ／ｍｉ
ｎ）＞０である。

【００４０】

【発明の効果】本発明により、タンディッシュからモー
ルドへの溶鋼注入において、溶鋼注入流量とそれに吹き
込む不活性ガス流量との関係をある条件範囲に限定する
ことによって、浸漬ノズルのアルミナによる閉塞を防止
し、かつ浸漬ノズルの溶損もない安定した鋳造状態と、
高い品質の鋳造片を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の説明図である。

【図２】本発明の不活性ガス吹き込み流量とノズル内通
過溶鋼流量との関係を示す図である。

【図３】ノズル内壁と溶鋼との界面に働く剪断力Ｓと関
数Ｆとの関係を表す図である。

【図４】ノズル内壁溶損速度と関数Ｆとの関係を表す図
である。

【符号の説明】

１　　ストッパー ２　　タンディッシュ ３　　上ノズル ４　　浸漬ノズル ５　　モールド ６　　溶鋼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋼の連続鋳造におけるタンディッシュ
   からモールドへの注入方法において、タンディッシュの
   ストッパーと、上ノズルと、スライディングノズル用プ
   レートと、中間ノズルと、浸漬ノズルのいずれか一つま
   たは複数の耐火物から吹き込む不活性ガスの流量と、溶
   鋼の注入流量との関係が、図２の（ロ）で示される領域
   にあることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。