JPH0577006A - 静磁場を用いる鋼スラブの連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 浸漬ノズルの吐出口へのアルミナ付着による
ノズル詰まりを防止すると共に、鋳型内に注入された溶
鋼と共に介在物がクレータの奥深くまで進入して凝固シ
ェルにトラップされるのを防止する。 【構成】 連鋳鋳型１内にノズル本体の先端を解放した
ストレート浸漬ノズル２を浸漬して注湯すると共に、ノ
ズル吐出口４の吐出方向領域とそれに直交する鋳型上部
と下部全幅にＩ字型の静磁場発生器３を配置する。この
静磁場発生器３によりノズル２からの吐出溶鋼流動、鋳
型下部の下向きの流動およびメニスカス溶鋼の流動を同
時に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続鋳造によって得
られた鋼スラブの表面および内部品質のより一層の改善
を図ることができる静磁場を用いる鋼スラブの連続鋳造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】幅広の鋼板の製造に用いられるスラブの
如き鋼片の連続鋳造においては、溶鋼を収容したタンデ
ィッシュと連鋳鋳型との間の溶鋼流路として、通常耐火
物製の浸漬ノズルが用いられている。この浸漬ノズル
は、とくにアルミキルド鋼の連続鋳造時にノズル内面に
アルミナが付着し易いため、鋳造時間の経過に伴い溶鋼
流路が狭められ、所望の溶鋼流量を得ることができない
問題があった。

【０００３】このため通常は溶鋼の供給する間中、ノズ
ル内にArなどの不活性ガスを供給してこれに対処してい
たが、不活性ガスの供給速度が大きい場合には、該ガス
が鋳型内の浴上に浮上できずに図１（ａ）、（ｂ）中で
示す凝固シェルａにトラップされるため、最終製品で欠
陥となることがあり、また不活性ガスを単に吹き込むだ
けでは、ノズル詰まりの回避効果は充分でなく、ノズル
交換の頻繁な取替え作業を必要とし、とくに、図５
（ａ）、（ｂ）に示すように浸漬ノズル５の先端部に左
右対象な吐出口６を備えた２孔ノズル形式の浸漬ノズル
５においては、吐出口の左右の非対称な閉塞により品質
低下を招く問題があった。

【０００４】このような問題を解決する試みとしては、
アルミナと低融点の化合物を作る CaOを含有するノズル
を用いる試みもあるが、充分な効果は得られていない。
この他に特開昭60-92064号公報には、ノズル内の溶融金
属流に直流磁界を作用させて溶融金属流を層流化するこ
とにより、ノズル閉塞を抑制する溶融金属の注入方法が
開示されているが、溶融金属流が鋳型内の溶融金属クレ
ータの奥深くまで流下するので、随伴する介在物が浮上
できず凝固シェルにトラップされるおそれがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】連続鋳造における上述
したような問題を解消し表面および内部品質の良好な鋼
スラブを得ることができる静磁場を用いる鋼スラブの連
続鋳造方法を提案することがこの発明の目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】炭素濃度が500ppm以下に
なる、主にAlで脱酸した低炭素アルミキルド鋼を用いて
連続鋳造の際におけるノズル詰まりについて種々調査、
検討を重ねた結果、溶鋼中の酸素濃度を 30ppm以下、よ
り好ましくは 20ppm以下に調整し、浸漬ノズルのノズル
本体の先端を開放して溶鋼の吐出口としたストレートノ
ズルを用いるとノズル詰まりがほとんどないことが、明
らかとなった。また、このようなストレートノズルにお
いては、溶鋼の吐出流が鋳型の出側（下方）に向かうた
め、溶鋼中の介在物やガス気泡などがクレータの奥深く
まで侵入するおそれがある。

【０００７】このような介在物等の侵入防止のためには
連鋳鋳型に、静磁場を作用させる静磁場発生装置を配置
して、前記ストレート浸漬ノズルから吐出溶鋼流の領域
に静磁場を作用させて溶鋼流を制御し、その結果生じる
鋳型下部の幅方向に広がった下向きの溶鋼流およびメニ
スカス方向に広がった溶鋼流は、鋳型下部および鋳型上
部のメニスカス領域に設置した静磁場発生器によって生
じた静磁場の作用にて制動することが有効であるとの知
見を得た。先端を開放したストレート浸漬ノズルを通し
て供給しつつ鋼スラブを連続鋳造するに当たり、前記連
鋳鋳型の上部全幅と下部全幅とこの両者を連結するそれ
らの中央領域すなわち上記ストレート浸漬ノズルの吐出
領域に静磁場が発生するようにしたＩ字型静磁場発生器
を設置し、該幅中央部領域の静磁場内に溶鋼を吐出さ
せ、前記静磁場発生器によって形成される静磁場によ
り、ノズルからの吐出溶鋼流動、鋳型下部全幅の下向き
の溶鋼の流動およびメニスカス溶鋼の流動を同時に制動
することを特徴とする静磁場を用いる鋼スラブの連続鋳
造方法であり、この発明においては、溶鋼の注入過程
で、溶鋼酸素濃度が 20ppm以下と特に低い場合にはスト
レート浸漬ノズル内に不活性ガスを吹き込まないように
する。

【０００８】さて、図１（ａ）、（ｂ）にこの発明の実
施に用いて好適な連続鋳造装置の要部の構成を示し、図
における番号１は、一対の短辺壁１ａと長辺壁１ｂから
なる連鋳鋳型、２はタンディッシュと繋がるストレート
浸漬ノズルであって、このストレート浸漬ノズル２はノ
ズル本体の先端部を開放して溶鋼のストレート吐出口４
とした構造になっている。

【０００９】また、３は連鋳鋳型１の長辺壁１ｂの背面
に配置され、ストレート浸漬ノズル２からの吐出溶鋼流
領域に静磁場が作用し、その後幅方向に広がった下向き
の流れと湯面変動を形成するメニスカス方向に広がった
溶鋼流を制動するＩ字型静磁場発生器である。このＩ字
型静磁場発生器３は上述した３種の溶鋼流を制動する目
的から図１のようなＩ字型形状となる。

【００１０】

【作 用】溶鋼の吐出口が左右対称になる図５（ａ）、
（ｂ）に示すような２孔式浸漬ノズル５は、浸漬ノズル
５の吐出口６から噴出させた溶鋼流がクレータの奥深く
まで流入して注入溶鋼中の介在物や気泡が凝固シェルに
トラップされないように、また噴出流が鋳型内の浴面へ
向かってモールドパウダーの巻き込みを起こさないよう
に吐出口６が横方向に向いた構造がとられている。さら
にこのような構造にすることにより、吐出口からの溶鋼
噴流が凝固シェルに直接接触することを防止して、凝固
が均一に安定して進行することを可能にしている。しか
し、このような構造になる浸漬ノズルは、とくに吐出口
６近傍においてアルミナなどが付着し易く、ノズル詰ま
りを起こし易いことは前述した通りである。

【００１１】この発明においては、浸漬ノズルをノズル
本体の先端が開放されたストレート吐出口４を有する構
造になる図２（ａ）、（ｂ）に示すようなストレート浸
漬ノズル２を用い、このノズルより図１（ａ）、（ｂ）
に示すように連鋳鋳型１内へ供給する溶鋼に対して、連
鋳鋳型１に配置したＩ字型の静磁場発生器３の磁極領域
で制動を加えつつ、連続鋳造するようにしたから、アル
ミナの付着に起因したノズル詰まりを起こすような不具
合はなく、従って所望の速度で溶鋼を鋳型内に注入して
も介在物が溶鋼の奥深くまで侵入したり、鋳型内に上向
きの流れが生じてもメニスカス溶鋼上のモールドパウダ
ーを巻き込むことはない。

【００１２】

【実施例】実施例−１ ２ストランド連鋳機を適用して取鍋精錬を経たＣ濃度 3
60〜450ppm、Al濃度 450〜620ppm、酸素濃度27〜30ppm
になる溶鋼を下記の条件で３チャージ（ 280ｔ／チャー
ジ）分を継続して連続鋳造し、ストレート浸漬ノズル内
のアルミナの付着状況を調査した。なお、この発明に従
う連続鋳造を行うにあたっては、静磁場発生器を図３に
示すような寸法により配置した。２ストランドのうち、
一方のストランドでは従来の２孔型の浸漬ノズルを用
い、もう一方のストランドでは本発明のストレート浸漬
ノズルを用い、ストレート浸漬ノズルを用いたストラン
ドのみに前記静磁場を作用させた。

【００１３】鋳造条件は以下の通りである。 鋳型サイズ ；短辺 220mm、長辺 1600m
m 鋳造速度 ；1.7 ｍ／min タンディッシュ内溶鋼過熱度；25〜30℃ 静磁場発生器の最大磁束 ；3000ガウス その結果、ノズル内に10Nl／min のノズル詰まり防止用
ガスとして例えばArガスを吹き込んだ従来の２孔型の浸
漬ノズルを用いた連続鋳造においては、ノズル吐出口近
傍に最大で10mm厚みになるアルミナ付着物の層が認めら
れたが、この発明に従う連続鋳造においては、Arガスを
ノズル内に吹込まなかったにもかかわらずアルミナの付
着物層は最大で２mm程度であって、ノズル詰まりが極め
て小さいことが確かめられた。

【００１４】実施例−２ 取鍋内の溶鋼（実施例−１と同一組成）浴面上のスラグ
にAl粉末を添加して取鍋内溶鋼浴面上のスラグ中の FeO
を還元して、 FeO濃度を３％以下とした取鍋精錬を行っ
て溶鋼中の酸素濃度を15〜18ppm としたのち、実施例−
１と同様の鋳造条件のもとに、３チャージ（ 280ｔ／チ
ャージ）連続的に連続鋳造を行い、その際の浸漬ノズル
のアルミナの付着状況を調査した。なお、この実施例で
は、両ストランド共に浸漬ノズル内には一切ノズル詰ま
り防止用のガスは吹き込まなかった。

【００１５】その結果、２孔浸漬ノズルを用いる従来法
に従った場合には、３チャージ目においてノズル詰まり
のために所定の注入速度が達成できず、鋳造速度が 1.7
ｍ／min から 1.2ｍ／min に低下したが、この発明に従
う連続鋳造においては、鋳造速度が低下するようなこと
はなく、鋳造終了後にストレート浸漬ノズルを回収して
その内面を観察したところ、１〜２mm程度のアルミナが
付着しているのみであった。

【００１６】なおストレート浸漬ノズルを用い、静磁界
を適用しない実験を別途行ったが、この条件では、ノズ
ル先端から吐出する温度の高い溶鋼噴流が強い流れとな
って鉛直下方に流れて凝固シェルを洗うために、その部
分の凝固進行が妨げられる。そのため、いわゆるブレー
クアウトが発生し、鋳造が不可能であった。これに対し
て、この発明の実施例１、２では静磁界の適用によって
すでに述べたように安定した鋳造が可能であった。

【００１７】以上の実施例−１にて得られた連鋳スラブ
を、次に熱間圧延、冷間圧延して厚さ 0.7mmの冷延板と
し、得られた鋼板の表面欠陥（ふくれ性欠陥とすじ状欠
陥の合計）の発生率について調査した。その結果を図４
に示す。図４において、この発明に従う連続鋳造を行っ
た場合には、表面欠陥の発生率が非常に小さいことがわ
かる。この理由は、連続鋳造用鋳型における静磁界の適
用によって、溶鋼の注入流がクレータの奥深くまで侵入
することがないことと、メニスカスの溶鋼流動が抑制さ
れモールドパウダーの巻き込みがないためと考えられ
る。また実施例−２における適合例の結果が実施例−１
の適合例よりも良好なのは、溶鋼の酸素濃度が低く、ま
たふくれ性欠陥の主因となるArガスの吹き込みを行って
いないためと考えられる。なお、この実施例−２におけ
る比較例でもかなり良い結果が得られているが、ノズル
内にノズル詰まり防止用のガスを吹き込まないために、
ノズル詰まりが発生して所望の鋳造速度が得られず、生
産性の点で問題がある。

【００１８】以上のことから本発明法により表面欠陥の
極めて少ない冷延鋼板を得ることが可能であることが確
認された。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ストレート浸漬ノズルを用いるにもかかわらず、安定し
た連続鋳造が可能で、表面および内部品質の良好な鋳片
を得ることができる。特に溶鋼の酸素濃度が 20ppm以下
と低い場合には、ノズル詰まり防止用のArガスを吹き込
む必要がなく、Arガス気泡の凝固シェルへの捕捉がない
ので、品質の優れた鋳片が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る連続鋳造装置の構成を示す断面
図である。

【図２】この発明に従う鋳造方法に適用して好適なスト
レート浸漬ノズルを示す断面図である。

【図３】この発明の実施例に係る連続鋳造装置の構成を
主要寸法と共に示す断面図である。

【図４】実施例の結果を表面欠陥発生率（指数）につい
て比較した棒グラフである。

【図５】従来の左右吐出口浸漬ノズルを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 連鋳鋳型 １ａ 短辺壁 １ｂ 長辺壁 ２ 浸漬ノズル ３ 静磁場発生器 ４ ストレート吐出口 ５ 左右対称型２孔ノズル ６ 左右対称型２孔ノズルの吐出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈良 正功 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンディッシュに収容した溶鋼を、一対
   の短辺鋳型と一対の長辺鋳型の組合せからなる連鋳鋳型
   内に前記タンディッシュとつながるノズル本体の先端を
   解放したストレート浸漬ノズルを通して供給しつつ鋼ス
   ラブを連続鋳造するに当たり、前記連鋳鋳型に上部全幅
   と下部全幅とこの両者を連結する幅中央領域に静磁場が
   発生するようにしたＩ字型静磁場発生器を設置し、該幅
   中央領域の静磁場内に溶鋼を吐出させ、前記静磁場発生
   器によって形成される静磁場により、ノズルからの吐出
   溶鋼流動、鋳型下部全幅の下向きの流動およびメニスカ
   ス溶鋼の流動を同時に制動することを特徴とする静磁場
   を用いる鋼スラブの連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 酸素濃度が 20ppm以下の溶鋼を用いて、
   浸漬ノズル内に不活性ガスを吹き込まない請求項１記載
   の静磁場を用いる鋼スラブの連続鋳造方法。