JPH0557397A - 湯面下凝固法による二層鋼の連続鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湯面下凝固法を利用して上下２層で異なる成
分を有する鋼を経済的に連続的に鋳造する。 【構成】 湯面下凝固法による二層鋼の連続鋳造法に於
いて、タンディッシュ内鋼浴の湯面の上昇下降に伴う体
積変化が所定の比率となる様に堰等で二槽に分割し、タ
ンディッシュ内溶鋼の浴深を制御することにより鋳型内
へ供給溶鋼量を所定の比率として二層鋼を連続的に鋳造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼の連続鋳造法に関し、
詳しくは湯面下凝固法を利用した上下二層で異なる成分
を有する鋼の連続鋳造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、連続鋳造法においては鋳
型に連続的に溶鋼を供給し該鋳型内で凝固殻を生成せし
め鋳型下方より連続的に引き出すことによって鋳片の製
造が行われている。この連続的引き抜きの過程に於いて
鋳型内で合金等を添加した連鋳機内で浸漬ノズル吐出流
の攪拌力や下方に設けた電磁攪拌装置での攪拌により溶
鋼成分を混合したり、或いは複数のタンディッシュ（以
下、ＴＤと略記する）からそれぞれ成分の異なる溶鋼を
供給する複数の成分からなる鋼板の製造技術が考案され
ている。しかし現行のＴＤから鋳型への注入方式では浸
漬ノズル吐出流の強さが鋳片巾方向に不均一であり、全
巾にわたり大きな濃度変動を生じる等の問題がある。

【０００３】そこで鋳型内に成分混合防止隔壁を設けた
り、注入流による鋳片巾方向の成分変動を抑制するため
連鋳機内の適切な位置で注入流と鉛直方向に電磁力を付
与し機内流動を制御したりすることにより、当該位置の
上下の溶鋼の混合を抑制し鋳片巾方向に均質な成分濃度
分布を得る等種々の考案がなされている。例えば、特開
昭６３−２１２０５２号公報に示されるように連鋳機鋳
型内に供給された溶鋼の上部に隔壁を設けて両金属が混
合することを防止しながら隔壁の下部にワイヤー等によ
り元素を供給して上下二層に分割したり、特開昭６３−
１０８９４７号公報に示されるように二成分の溶鋼を独
立した長さの異なる二つの浸漬ノズルから供給し、二本
のノズルの間に連鋳機内の溶鋼厚み方向に静止磁界を付
与し溶鋼流を上下二層に分割したりして複層鋼板を製造
する考案等がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電磁力を活用した溶鋼を連鋳機内で上下二層に分割する
方式では凝固が外周から進行するため鋳片は内層と外層
とに分離しリング状に成分濃度が違う鋳片となるため、
上下部での要求特性の違いから成分が異なる鋳片の製造
は不可能であった。本発明は前記従来法の問題点の抜本
的な解決を図り、上下或いは左右に異なる成分濃度を有
する鋳片を製造し得る連続鋳造法を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めの本発明は、湯面下凝固法による二層鋼の連続鋳造法
に於いて、ＴＤの湯面の上昇下降に伴う体積変化が所定
の比率となる様に仕切り部でＴＤ内を二槽に分割し、Ｔ
Ｄ内溶鋼の浴深を適正な範囲内に制御することで鋳型内
への供給溶鋼量を所定の比率とし、且つ湯面下凝固法の
適用によりＴＤから鋳型に至る過程での流動抵抗を小さ
く抑えることが可能となり流れの持つ運動エネルギーを
小さく抑えることで二層の混合を抑制し、上下或いは左
右に異なる成分濃度または合金成分を有する鋳片を製造
し得ることにある。

【０００６】ＴＤ入側の注入口に流下した溶鋼は堰、フ
ィルターや電磁力等により流動を鎮静化した後に、ＴＤ
内に設けた仕切り部により製品に要求される特性に応じ
て３％から５０％の範囲の予め設定した体積比で二層に
分割し、然る後に一方の槽に必要な元素を添加し成分調
整を行う。その後ＴＤと鋳型を直結した湯面下凝固法を
利用することによりＴＤ内の湯面レベルが所定の範囲と
なる様に注入量を制御するだけで、鋳型に供給する溶鋼
量を所定の比率に保ちながら二つの槽から鋳造速度に見
合った量をＴＤから鋳型内に自動的に供給することがで
き、ＴＤ内の二槽の表面積比に対応した断面積比を持つ
鋳片を鋳造することが可能となる。

【０００７】この時、鋳型以降の連鋳機として水平連鋳
機を適用することにより溶鋼比重差に起因した溶鋼流動
が抑制でき、二層の撹拌現象は完全に回避され大きな成
分変動抑制効果を得ることができる。更に水平連鋳機の
適用に当たって仕切り部として堰や電磁力が用いられ
る。堰を用いる際の堰形状はＴＤの体積比を所定の値に
するための垂直堰と鋳型への注入時に二層の成分混合を
抑制するため引き抜き方向と平行に上層の投影面積の１
／２以上を占める水平堰とからなるＬ型堰を配置し、流
量制御と混合抑制機能を分離することが鋳片長さ方向の
成分変動抑制の観点からも望ましい。また電磁力を用い
る際には堰同様ＴＤの体積比を所定の値にするための垂
直な磁界と鋳型への注入時に二層の成分混合を抑制する
ため引き抜き方向と平行に上層の投影面積の１／２以上
を占める水平な磁界とからなるＬ型磁界を配置し、流量
制御と混合抑制機能を分離することが鋳片長さ方向の成
分変動抑制の観点からも望ましい。この場合、鋳造方向
の成分の安定性の面からは堰を使用することが望まし
い。

【０００８】ＴＤへの溶鋼供給方法として予め成分調整
された溶鋼を二つに完全分離した二槽に別々供給量を管
理しながら必要量を鋳型内に供給する方式を用いても上
述の成分の違う鋼種や濃度の大きく異なる鋼種の二層鋳
片の製造が可能となる。また、上記のタンディッシュ内
湯面の上昇下降に伴う体積変化が所定の比率となる様に
仕切り部で二槽に分割しする方式では、鍋ノズル閉塞に
起因した偏流や堰の異常溶損等の原因でＴＤ内鋼浴々深
が左右二層で異なるため複層率の変動が発生する。そこ
でＴＤ入り側に鋼浴々深調節部を設けることにより各槽
から鋳型への供給溶鋼量とは無関係に浴深を所定のレベ
ルに保つことができ鋳型内へ安定して所定の比率の溶鋼
量を供給することが可能となる。

【０００９】

【作用】本発明者等は、前述した湯面下凝固法による二
層鋼製造技術確認のため実機鋳造試験を実施した。鋳片
調査の結果、ＴＤ内に設けた堰により二成分の分離が可
能であり、ＴＤ内溶鋼表面積を所定の比率で管理するこ
とにより所定の断面積比の二層鋳片製造が可能であるこ
とが確認できた。

【００１０】鋳片長さ方向の成分変動は垂直型連鋳機と
比較し水平連鋳機の鋳造材の方が小さく、また同じ水平
連鋳機であっても垂直堰のみの場合と比較しＬ型堰を使
用した方が成分変動が小さく抑えられることが確認でき
た。また、ＴＤ入り側に鋼浴々深調節部を設けることに
より各槽から鋳型への供給溶鋼量とは無関係にＴＤ浴深
を所定のレベルに保つこと可能となり鋳造長さ方向の成
分の経時変化は大幅に改善された。

【００１１】

【実施例】本実施例の操業条件は、垂直型連鋳機および
水平連鋳機を用いて鋳片サイズが巾３００mm×厚み４０
０mm、鋳造速度１．０m/minで高炭素鋼を連続鋳造した
ものである。鍋からの落下流を減速するために下流側に
フィルター堰を配した減速域（図示せず）を設け鋳型へ
の注入孔付近の流速低減に大きな効果を発揮している。
図１は本発明に基づく仕切り堰２（図ではＬ型堰）を備
えたＴＤ１から水平連鋳機の鋳型３にかけての側面図で
ある。本実施例では、ＴＤ内の二層は図示するように、
溶鋼表面積が上層と下層で１対４となる様に仕切られて
いる。溶鋼を二層に分割後、一方の槽にカーボンを４％
含有した溶解鉄を適当な体積比で添加し（図示せず）Ｃ
濃度が０．８％となる様に調整した。ＴＤ湯面レベルは
目視で約１００mmの範囲に制御した。

【００１２】図２は本実施例により製造された鋳片の成
分分析結果を示している。図に示す如く、鋳片内のＣ濃
度は上層側で０．４％であるのに対し下層側では０．８
％となっている。垂直型連鋳機での試験結果は中心部で
濃度にやや大きなバラツキが存在し二層の混合が認めら
れるが、水平連鋳機を使用した場合は二層の断面積比率
がＴＤ表面積比に対応してほぼ１対４と良好な結果が得
られた。

【００１３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の実施によ
り鋳片断面が所定の比率で二層に分離され表層側と下層
側で相反する特性を合わせ持つ高機能材の製造が可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく仕切り堰を有するＴＤから水平
連鋳機の鋳型にかけての側面図。

【図２】本発明により製造された鋳片の成分分析結果を
示す。

【符号の説明】

１ ＴＤ ２ 仕切り堰 ３ 鋳型

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湯面下凝固法による二層鋼の連続鋳造法
   に於いて、タンディッシュ内湯面の上昇下降に伴う体積
   変化が所定の比率となる様にタンディッシュ内を仕切り
   部で二槽に分割し、タンディッシュ内溶鋼の浴深を制御
   することにより鋳型内への供給溶鋼量を所定の比率とす
   る二層鋼の連続鋳造法。
2. 【請求項２】 タンディッシュ入り側に溶鋼浴深調節部
   を設け鋳型への各槽からの供給溶鋼量とは無関係に浴深
   を同じレベルに保つことにより鋳型内への供給溶鋼量を
   所定の比率とする請求項１記載の二層鋼の連続鋳造法。