JPH07144261A

JPH07144261A - タンディッシュによる溶湯内の介在物除去方法

Info

Publication number: JPH07144261A
Application number: JP29201593A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Hirashiro; 正平城; Takashi Kanazawa; 敬金沢
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1995-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】溶損や飽和による除去能力の経時的な低下が
ない、微小な介在物も除去可能な、溶湯中の介在物除去
方法を提供する。【構成】タンディッシュ１内に設けた耐火物の容器２
内へ注湯し、耐火物の容器２に設けた流体絞り３によ
り、タンディッシュ側壁内面と垂直方向に溶湯を噴出さ
せ、溶湯を側壁内面に衝突させた後、タンディッシュ側
壁内面と耐火物の容器２との間の側壁内面溶湯流路４を
側壁内面と平行に通過させ、貯湯部６で溶湯の流速を下
げ、介在物を浮上除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造工程におい
て、鋼またはその他の金属の溶湯中の介在物を、タンデ
ィッシュ内で除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属中の介在物は、その加工性、機械的
性質、製品品質に悪影響を与える。そのため、製品品質
の向上が要求されるに伴い、溶湯からの介在物除去技術
が求められてきた。

【０００３】連続鋳造法では、取鍋からタンディッシュ
を経て鋳型に注湯しているが、従来から下記の公知技術
に示されているように、タンディッシュ内で、介在物の
浮上分離や、介在物のCaO 系耐火物への吸収分離がなさ
れている。

【０００４】(a) 特開平５−50193 号公報には、タンデ
ィッシュ内にCaO 系耐火物からなる複数の板を交互に配
置し、溶湯の流速を上げ、通過時間を延ばすことによ
り、CaO系耐火物との接触機会を増やし、介在物を効率
的に吸収分離する方法が開示されている。 (b) 特開昭59−189050号公報には、タンディッシュ内に
石灰質のフィルターを設置し、Al₂O₃ 系介在物を吸着除
去する方法が開示されている。

【０００５】(c) 特開平５−76998 号公報には、タンデ
ィッシュの内壁にCaO 系の吹き付け材の吹き付け層を備
えたタンディッシュが開示されている。 (d) 特開平４−220146号公報には、タンディッシュ内の
溶湯流路に、側表面に凹部を設けた耐火柱を複数本並列
配設し、耐火柱表面に生じる溶湯の渦中で介在物を凝集
させ浮上させ分離する方法と装置が開示されている。

【０００６】前記(a)(b)の公知技術は、主にCaO 系の耐
火物に吸着、吸収させるアルミナ介在物の除去技術であ
るので、反応面が吸着物質で飽和するとそれ以上清浄化
が進まない欠点がある。また、約100 μｍ以上の介在物
については、吸着除去されるが、100 μｍ以下の微小介
在物については、あまり吸着除去がみられないという実
験結果があり、（これは、粒径が小さい程、粘性力が慣
性力に対して大きくなり壁面との衝突機会が減少するか
らだと考えられる。）その点も問題である。

【０００７】前記(c) の公知技術では、吸着、吸収材で
あるCaO 系材料を供給するがやはり飽和の恐れがある。
また、CaO 系材料は吹き付けた壁と介在物との衝突の回
数が少なく、除去効果が上がらない。さらに上記(a)(b)
と同様、微小介在物除去効果が小さい問題がある。

【０００８】前記(d) に開示されている技術は、上記３
技術と異なり介在物を凝集させ、浮上除去する。しかし
ながら、実際上凹部をよほど深くしないと凝集効果がな
いことが考えられる。また、耐火柱の間隔を狭くしなけ
れば凝集効果がないため、耐火柱の作成が困難である。
さらに、耐火柱は浸漬された状態で使われ、かつコーナ
ーが鋭いため、溶損しやすく寿命が短いといった欠点が
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な溶損や飽和による除去能力の経時的な低下がない、微
小な介在物も除去可能な溶湯中の介在物除去方法を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らが予備調査と
して、試験用の連続鋳造設備を使い、タンディッシュ内
溶鋼と、得られたスラブ中の介在物の存在状態を調べた
結果を以下に示す。

【００１１】タンディッシュ内のサンプルおよびスラブ
サンプルの介在物の顕微鏡観察 (以後、検鏡と呼称す
る) による直径50μｍ以上の介在物個数ではスラブ内の
方がタンディッシュ内より多かった。

【００１２】一方、介在物量のマクロ的な傾向の把握の
ため、ブロムメタノール分析により介在物を抽出し、組
成分析を実施して介在物のトータル酸素量を比較する
と、スラブ中よりもタンディッシュ内の方が多かった。

【００１３】以上より、タンディッシュ内では、50μｍ
以下の介在物が懸濁した状態にあるが、浸漬ノズル部で
の噴流によって介在物が凝集、肥大化してスラブ中では
直径50μｍ以上の介在物が増加していると考えられる。
ちなみに、介在物が50μｍ以上の大きさになると溶鋼中
では比較的容易に浮上分離する。

【００１４】本発明者らは、上記のタンディッシュから
鋳型に溶湯を注入するとき起こる現象を参考に本発明を
着想した。つまり、タンディッシュ内である距離をもっ
た流れの絞り領域を設け、溶湯に噴流を起こし、懸濁微
小介在物 (特に50μｍ以下の介在物) どうしを衝突さ
せ、強制的に凝集合体させ、溶湯中で50μｍ以上の大き
さとし、次いで溶湯貯湯部で凝集した介在物を浮上除去
すること、特に上述の絞り領域ではタンディッシュ内面
に衝突させ、流れの方向を変えることによって、そのよ
うな衝突・凝集効果は一層促進され、有効な懸濁微小介
在物除去ができることを知見した。

【００１５】よって、本発明は、その広義な面からはタ
ンディッシュ内面と垂直方向に溶湯を噴出させ、前記溶
湯をタンディッシュ内面に衝突させた後、タンディッシ
ュ内面と平行に設けた流路を通過させ、タンディッシュ
内に設けた貯湯部で溶湯の流速を下げ、溶湯内の介在物
を浮上除去することを特徴とするタンディッシュによる
溶湯内の介在物除去方法である。

【００１６】さらに具体的な態様にあっては、本発明
は、タンディッシュ内に設けた耐火物で形成した容器内
へ溶湯を注ぎ、耐火物の容器に設けた流体絞りにより、
タンディッシュ側壁内面と垂直方向に前記溶湯を噴出さ
せ、前記溶湯をタンディッシュ側壁内面に衝突させた
後、タンディッシュ側壁内面と平行に設けた、側壁内面
と耐火物の容器との間の側壁内面溶湯流路内を通過さ
せ、タンディッシュ内に設けた貯湯部で溶湯の流速を下
げ、溶湯内の介在物を浮上除去することを特徴とするタ
ンディッシュによる溶湯内の介在物除去方法である。

【００１７】

【作用】次に、添付図面を参照し、さらに本発明の作用
を詳述する。なお、同一部材は同一符号で示す。図１
は、本発明に用いる２ストランド連続鋳造機用タンディ
ッシュ内の溶湯流路の概略説明図である。

【００１８】図２(a) は、２ストランド連続鋳造機用タ
ンディッシュの蓋をとったときの上面図、図２(b) は、
図２(a) のＢ−Ｂ線に沿った断面図、図２(c) は、図２
(a)のＣーＣ部断面図である。

【００１９】また、図３(a) は、１ストランド連続鋳造
機用タンディッシュの蓋をとったときの上面図、図３
(b) は、図３(a) のＢ−Ｂ線に沿った断面図、図３(c)
は、図３(a) のＣーＣ部断面図である。図中の数字は寸
法（mm) を表す。なお、図２、図３における流れ関係
は、図１に同じであるから、以下、主に図１に基づいて
説明する。

【００２０】まず、本発明の方法における溶湯の流れを
説明する。溶湯は、取鍋７より耐火物の容器２のＡ部に
供給される。容器２に供給された溶湯は容器２に設けら
れた流体絞り３より、タンディッシュ側壁内面と垂直方
向に流速の高い噴流状態で流出する。

【００２１】この流体絞り３より噴出する溶湯は、次い
で、Ｂ部でタンディッシュ内面、図示例ではタンディッ
シュ側壁内面に衝突し、その流れの方向を大きく変え
て、側壁内面溶湯流路４を通過し、最終的にＣ部より溶
湯貯湯部６、つまり介在物浮上除去部Ｄに出る。溶湯貯
湯部６では、溶湯の流速は低下し、その後、タンディッ
シュ底部から浸漬ノズル (図示せず) へ流出する。以上
のように溶湯が流れることにより、まず流体絞り３、Ｂ
部、および側壁内面溶湯流路４で、そのうち特にＢ部
で、微小介在物が何度も衝突し、凝集、肥大化をする。
肥大化した介在物は、微小介在物より浮上しやすいの
で、溶湯貯湯部６で溶湯の流速が低下すると、容易に溶
湯から浮上除去することができる。

【００２２】このように、本発明によれば、従来容易に
除去できなかった溶湯中の微小介在物を容易に減少させ
ることができるのである。さらに本発明は、上記のよう
に介在物の物理的な除去方法であって、CaO などを消費
せず、鋭角部など溶損しやすい耐火物構造を有しないの
で、経時的な除去効率の低下も見られないのである。

【００２３】以下に構成要件について言及する。ここ
で、タンディッシュ１内に設ける耐火物の容器２は、絞
り領域が設けられ溶湯が内面に衝突し、流れ方向が内面
と平行に変更されるものであれば、図示例のように必ず
しも箱状のものである必要はなく、円筒状やノズル状で
あっても構わない。また、材質は耐熱性のある材料であ
ればよく、狭義の耐火物に限定されない。

【００２４】また、流体絞り３は、単数でも複数であっ
てもよく、円形孔その他、溶湯が噴出すれば形状に制限
はない。流体絞り３の断面積は、小さいほど溶湯の流速
を高め好ましいが、小さ過ぎると付着物によって詰まっ
てしまったり、必要な流量が得られないといった問題が
起こる。設備や操業条件によって様々な場合があるた
め、以下の例示に制限されるものではないが、例えば本
発明実施例の規模で鋳造速度が２〜５m/min のとき、好
ましい断面積は550 〜1100cm²であり、流体絞り３内の
溶湯の流速は３〜15cm/sである。

【００２５】容器２からの噴流を衝突させるタンディッ
シュ内面は、タンディッシュ側壁面の他にタンディッシ
ュ底面でもよい。また溶湯流路にあたる部分、例えば図
１における噴流の当たるＢ部や、側壁内面溶湯流路４に
介在物減少効果を見込んで、従来のCaO 系耐火物材質を
設けてもよい。

【００２６】側壁内面溶湯流路４は、介在物を衝突させ
る他に、介在物浮上除去部Ｄでの溶湯の流れを整える作
用がある。単なる流体絞りのみの場合、噴流によって介
在物浮上除去部Ｄでも乱流が生じ、介在物浮上が妨げら
れ、溶湯が直接、つまり介在物が浮上しないうちに流体
絞り３からタンディッシュ出口へ流出してしまう可能性
が高まる。しかし、本発明では、側壁内面溶湯流路４に
より、Ｃ部の流速を減少させ、乱流を抑え介在物浮上を
促すとともに、介在物浮上除去部Ｄで側壁方向から回り
込む流れとし、タンディッシュ出口への直接の流れをな
くすことができる。

【００２７】以上、図１の側壁内面溶湯流路で説明を行
ったが、側壁内面に限定するものではなく、底内面と平
行に設けた流路においては、タンディッシュ出口への直
接の流れが生じないように流路およびタンディッシュ出
口を適宜設ければよい。

【００２８】側壁内面溶湯流路４の断面積および幅につ
いては、小さ過ぎるとＣ部の流速が高まりＤ部でも乱流
を生じ、介在物浮上が妨げられる。また、大き過ぎると
Ｂ部での凝集、肥大効果がなくなり、側壁内面溶湯流路
４を設けた効果もなくなる。設備や操業条件によって様
々な場合があるため、以下の例にのみ制限されるもので
はないが、例えば本発明実施例の規模で鋳造速度が２〜
５m/min のとき、好ましい幅は５〜10cmで、断面積は15
00〜3000cm²であり、側壁内面溶湯流路４内の溶湯の流
速は1.1 〜5.5cm/s である。

【００２９】また、好ましくは、側壁内面溶湯流路４に
おいて自由表面をなくし、上向きの流れを防ぐため、突
起５を設ける。また、タンディッシュについては、例示
したものの他、一般に使用されるものであって構わな
い。

【００３０】

【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。本例で
はスラブを例にとって記述するが、本発明はこれに限定
するものではなく、溶湯からの製造物であればいずれで
あっても適用される。次に、図３に示す１ストランドの
タンディッシュを用いて連続鋳造試験を行った。

【００３１】図３(a) 中、左側に示した耐火物の容器２
は、耐火物煉瓦で施工した。そのうち主要部の寸法を記
載する。タンディッシュ容量：最大30ton 流体絞り３の幅： 50mm 流体絞り３の高さ： 550mm 側壁内面溶湯流路４の幅： 50mm 側壁内面溶湯流路４の高さ： 750mm 。

【００３２】鋳造条件を次に示す。鋼種：中炭素鋼 (0.16 wt ％Ｃ鋼) 鋳造スラブ寸法：厚み100 mm×幅1000mm 鋳造速度：３ m/min (2.1 ton/min) 鋳造長： 70 m (49 ton) 。

【００３３】上記の条件にて連続鋳造を行い、42トンを
鋳込み、定常状態になったと思われる時点でサンプリン
グを行い、介在物量のマクロ的な傾向の把握のため、ブ
ロムメタノール分析による介在物分析を実施し、介在物
量と正の相関があるトータル酸素値を求めた。

【００３４】なお、比較例は、本発明に用いるタンディ
ッシュのうち耐火物の容器２がないものにあたる通常の
タンディッシュを用いたものである。図４にそのトータ
ル酸素値を示した。●で示した本発明の方法による鋼
は、○で示した比較例に対し、取鍋注入口近傍Ａ部は変
わらないが、出口側のＤ部およびスラブ( 厚みの1/4 の
位置) において、顕著な低下がみられた。

【００３５】さらに、トータル酸素値を求めた上記のス
ラブサンプルの表皮下1mm の介在物の検鏡を行い、幅方
向に区分けしてその個数を指数化した。なお、この指数
は、介在物の個数基準の密度に相当する値である。

【００３６】図５に、通常のタンディッシュを使用した
場合のスラブ表皮下の介在物の検鏡個数の指数、図６
に、本発明の方法によって製造されたスラブ表皮下の介
在物の検鏡個数の指数をスラブ幅方向に区分して示し
た。

【００３７】図５、図６の結果からも分かるように介在
物個数の各測定箇所で指数の合計は、比較例では36.5に
対し、本発明例では11とほぼ70％減少し、従来除去しに
くかった微細な（50μｍ以下）介在物についても比較例
では13.5に対し本発明では6.5 と半減した。

【００３８】

【発明の効果】本発明によって、介在物除去能力の経時
的な低下がない方法で、微小な介在物も除去し、従来よ
り介在物の少ない溶湯およびスラブを得ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いるタンディッシュの溶湯通路部分
を説明する斜視図である。

【図２】図２(a) は、本発明に用いるタンディッシュ
（２ストランド連続鋳造機用）の蓋をとったときの上面
図、図２(b) は、同じく図２(a) のＢ−Ｂ線に沿った断
面図、図２(c) は、図２(a) のＣ−Ｃ部断面図である。

【図３】図３(a) は、本発明に用いるタンディッシュ
（１ストランド連続鋳造機用）の蓋をとったときの上面
図、図３(b) は、図３(a) のＢ−Ｂ線に沿った断面図、
図３(c) は、図３(a) のＣ−Ｃ部断面図である。

【図４】ブロムメタノール分析を用いた介在物組成分析
による、トータル酸素指標値について本発明例と比較例
（通常タンディッシュ使用）を比べたグラフである。

【図５】通常のタンディッシュを使用して鋳造したスラ
ブの表皮下の介在物個数の指数を示すグラフである。

【図６】本発明に用いるタンディッシュを使用して鋳造
したスラブの表皮下の介在物個数の指数を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

Ａ：溶湯流入部Ｂ：溶湯噴出部Ｃ：溶湯流出部Ｄ：介在物浮上除去
部１：タンディッシュ本体１':タンディッシュ
の蓋２：耐火物の容器３：流体絞り４：側壁内面溶湯流路５：耐火物の容器の
上面突起６：溶湯貯湯部７：取鍋

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンディッシュ内面と垂直方向に溶湯を
噴出させ、前記溶湯をタンディッシュ内面に衝突させた
後、タンディッシュ内面と平行に設けた流路を通過さ
せ、タンディッシュ内に設けた貯湯部で溶湯の流速を下
げ、溶湯内の介在物を浮上除去することを特徴とするタ
ンディッシュによる溶湯内の介在物除去方法。
【請求項２】タンディッシュ(1) 内に設けた耐火物で
形成した容器(2) 内へ溶湯を注ぎ、耐火物の容器(2) に
設けた流体絞り(3) により、タンディッシュ側壁内面と
垂直方向に前記溶湯を噴出させ、前記溶湯をタンディッ
シュ側壁内面に衝突させた後、タンディッシュ側壁内面
と平行に設けた、側壁内面と耐火物の容器(2) との間の
側壁内面溶湯流路(4) 内を通過させ、タンディッシュ内
に設けた貯湯部(6) で溶湯の流速を下げ、溶湯内の介在
物を浮上除去することを特徴とする請求項１記載のタン
ディッシュによる溶湯内の介在物除去方法。