JPH05318027A - 鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳造時の溶鋼へのアルゴンガスシールのアル
ゴンガスの溶け込みと、水素の吸収を防止する。 【構成】 下注ぎ鋳造法において、注入管２と注入管れ
んが３との間に、砂４で固定されている一端が密閉さ
れ、吸引のための多数の小孔６を有するた吸引パイプ５
を配設し、この吸引パイプ５の一端を真空ポンプに接続
し、吸引減圧しながら鋳造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼の鋳造方法に関
し、詳しくは溶鋼を減圧状態で鋳造する鋳造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】製鋼プロセスにおける溶鋼の脱ガスに
は、出鋼脱ガス法、ＤＨ法、ＲＨ法、真空鋳造法などが
あり、これらはすべて真空脱ガス法で、鋼種によって使
い分けられている。また、真空鋳造法以外は造塊あるい
は鋳造時に、溶鋼が大気と接触するのを避けるために、
アルゴンガスシールを行うのが一般的である。

【０００３】アルゴンガスシールの目的は、鋳造過程に
おいて溶鋼が大気と接触して、酸化、窒化あるいは水素
のピックアップを起こすのを防止するためである。

【０００４】図３に従来の下注ぎ鋳造法を示す。下注ぎ
鋳造法は図３に示すように、定盤１上に注入管２と鋳型
11を配し、取鍋13の溶鋼を注入して鋳造する方法であ
る。注入管２の内側には注入管れんが３が、定盤１には
湯道れんが10があり、注入管れんが３、湯道れんが10等
の接続はモルタルで行っている。注入管２と注入管れん
が３の間、定盤１と湯道れんが10の間には砂（バックア
ップサンド）４が充填されている。また、取鍋13と注入
管２の間はアルゴンガスシール装置12でシールされてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のアルゴンガスシ
ールをより完全なものにするためには多量のアルゴンガ
スの供給が必要となるが、アルゴンガスが多すぎると、
アルゴンガスが溶鋼に混入することになる。溶鋼に混入
したアルゴンガスは鋳型内で、溶鋼凝固時、インゴット
表面の凝固前面のデンドライトアーム間にアルゴンガス
気泡としてトラップされ、欠陥となることがある。

【０００６】一方、注入管れんが、砂、モルタルには、
乾燥するものの数％の水分が残存している。この水分
が、鋳造時、溶鋼熱で加熱されて気化し水蒸気となり、
その一部が溶鋼と反応し、溶鋼中に水素として吸収さ
れ、水素性欠陥の原因となる。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解消するために
なされたもので、注入管と注入管れんがの間を減圧する
ことによって、溶鋼へのアルゴンガスの混入と、水素の
吸収を防止する鋳造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】下注ぎ鋳造法において、
注入管れんがと注入管との間を減圧状態に保持して、鋳
造する鋳造方法である。

【０００９】

【作用】注入管れんがと注入管との間を減圧状態に保持
して鋳造することによって、注入管れんが内を下流する
溶鋼内のアルゴンガスは、注入管れんがを通して注入管
れんがと注入管との間に吸引される。すなわち、注入管
れんがは気孔率が16％程度あり、アルゴンガスの通過は
可能で、減圧することによって、溶鋼内のアルゴンガス
を注入管れんがと注入管との間に吸引することができ
る。注入管れんがと注入管との間に吸引されたアルゴン
ガスは、真空ポンプで吸引され外部に放出される。

【００１０】したがって、アルゴンガスシールのアルゴ
ンガスを増量することができ、酸化、窒化あるいは水素
のピックアップを軽減することができる。

【００１１】水素吸収の軽減については、下記式の法則
が成り立ち、 〔％Ｈ〕＝ｋ（Ｐ_H2）^1/2 ここで、 〔％Ｈ〕：鋼中水素値 ｋ：平衡定数 （Ｐ_H2）^1/2 ：気相の分圧 気相すなわち溶鋼がさらされている外気の水素分圧を低
くすることにより、鋼中の水素量を低下することができ
る。したがって、溶鋼がさらされている外気は減圧され
ているため、水素分圧は低く、鋼中の水素は低減され
る。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。図
１は実施例の説明図で、図中１は定盤で、定盤１の上に
は注入管２が配置されおり、注入管２の内側には注入管
れんが３があり、注入管２と注入管れんが３との間に
は、一端が密閉された外径10mmの銅製の吸引パイプ５が
２本配設され、吸引パイプ５は注入管２と注入管れんが
３との間に充填された砂４で固定されている。また、吸
引パイプ５には吸引のための小孔６が多数開けてある。
さらに、吸引パイプ５の一端はダストフィルター（図示
せず）を経由して真空ポンプ（図示せず）に接続されて
いる。ダストフィルターは吸引ガス中の砂を除去するた
めのものである。

【００１３】注入管２と定盤１の間にはモールドシール
板７があり、これで注入管と定盤間の隙間をシールして
いる。さらに、モールドシール板７直上の注入管２と注
入管れんが３との間はモルタル８が充填されシールされ
ている。一方、上部の注入管２と注入管れんが３との間
は、モルタル８とモールドシール９でシールされてい
る。

【００１４】注入管２の上方には、取鍋13があり、取鍋
13と注入管２の間にはアルゴンガスシール装置12があ
り、アルゴンガスシール装置12内には、鋳造時アルゴン
ガスを供給し、取鍋13と注入管２の間をシールする。

【００１５】定盤１上には鋳型11があり、鋳型11と注入
管れんが３の下端は湯道れんが10で繋がれている。な
お、定盤１と湯道れんが10の間には砂が充填されてい
る。

【００１６】つぎに、本発明法による鋳造時の脱ガス結
果について説明する。なお、比較のために大気鋳造、ア
ルゴンガスシール鋳造の結果も合わせて説明する。鋼種
は普通鋼で、アルゴンガスシール鋳造および本発明法と
もアルゴンガスシール装置12内にはアルゴンガスを450l
/min流した。本発明法は800l/min吸引できる真空ポンプ
で吸引し、このときの注入管内のアルゴンガスの吸引力
は約140l/minで、アルゴンガス供給量の約30％に当た
る。なお、アルゴンガスシールおよび真空ポンプによる
吸引は鋳造開始から終了まで行った。

【００１７】上記の条件の下で鋳造を行い、鋳造前後の
サンプルについて水素分析を行い水素の挙動を調査し
た。その結果を図２に示す。図２は横軸に鋳造前の水素
量を、縦軸に鋳造後の水素量をとり、鋳造前後の水素量
の変化を示したものである。

【００１８】図から明らかなように、大気鋳造では鋳造
前の水素量が低いと水素のピックアップが認められる
が、本発明法では全般わたって、鋳造前よりも鋳造後の
方が水素量が低下している。各々の鋳造について、平均
的に見て比較すると、大気鋳造に比べてアルゴンガスシ
ール鋳造は0.19ppm 、本発明法は0.48ppm 水素量が低下
している。

【００１９】このようにして減圧しながら鋳造すると、
アルゴンガスシール装置12内で溶鋼14に混入したアルゴ
ンガスは、溶鋼が注入管れんが３内を下流する間に、吸
引除去され外部に放出される。したがって、インゴット
表面の凝固前面のデンドライトアーム間にトラップされ
ていたアルゴンガス気泡による欠陥は皆無となった。ま
た、注入管れんが、砂、モルタルから発生する水蒸気も
吸引除去されるとともに、鋼中の水素量も鋳造前の水素
量に対して、低下させることができた。

【００２０】上記実施例では、注入管と注入管れんがと
の間に吸引パイプを配設して吸引減圧を行ったが、吸引
パイプに替えて、注入管に吸引減圧のための小孔を開
け、直接注入管から吸引減圧することも可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、注入管と注入管れんがとの間
を減圧保持して鋳造することによって、溶鋼へのアルゴ
ンガスシールのアルゴンガスの溶け込みと、注入管れん
が、砂、モルタルから発生する水蒸気に起因する水素の
吸収を防止する鋳造方法であって、この方法によれば、
インゴット表面の凝固前面のデンドライトアーム間にト
ラップされていたアルゴンガス気泡による欠陥は皆無と
なり、鋼中の水素量も軽減され水素性欠陥が減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の説明図である。

【図２】鋳造前後の水素量の変化を示す図である。

【図３】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１…定盤、２…注入管、３…注入管れんが、４…砂、５
…吸引パイプ、６…小孔、７…モールドシール板、８…
モルタル、９…モールドシール、10…湯道れんが、11…
鋳型、12…アルゴンガスシール装置、13…取鍋、14…溶
鋼。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 隆志 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下注ぎ鋳造法において、注入管れんがと
   注入管との間を減圧状態に保持して、鋳造することを特
   徴とする鋳造方法。