JPH07204806A

JPH07204806A - 鋼の連続鋳造用耐火物構造体及び鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH07204806A
Application number: JP1979594A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Okumura; 恭司奥村; Hiroyuki Katayama; 裕之片山; Naoki Tokumitsu; 直樹徳光
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1994-01-21
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼を連続鋳造する際、溶鋼の酸化・汚染源と
なる耐火物を排除して溶鋼内における介在物生成を防止
し、溶鋼の被酸化反応を抑制する。【構成】耐火物構造体２の溶鋼側内壁を金属体１１で
構成する。金属体１１は冷却構造１０を有し、溶鋼１３
に直接接触して溶鋼１３を冷却する。【効果】溶鋼が耐火物と直接接触することがなくな
り、耐火物と溶鋼との界面における介在物生成反応が防
止できる。冷却構造により金属体と溶鋼との界面におけ
る合金反応も抑制される。

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用耐火物構
造体及び鋼の連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、鋼の連続鋳造方法では、図８に示
すように、前工程で処理の完了した取鍋１内にある溶鋼
を、注入ノズル３を介してタンディッシュ２内に注入す
る。取鍋１からの注入流量は、図８（ａ）に示すよう
に、注入ノズル３の上に配した上ノズル４とストッパー
５との間隔や、図８（ｂ）に示すように、上ノズル４の
下にこれと接触して平行に摺動するスライディングノズ
ル６などにより調整する。

【０００３】タンディッシュ２内の溶鋼は、タンディッ
シュ２内の堰または仕切り７などで流れを制御された
後、取鍋１と同様にストッパー５′やスライディングノ
ズル６′で注入流量を調整しながら注入ノズル８を介し
て水冷鋳型９に注入される。

【０００４】取鍋１及びタンディッシュ２のような耐火
構造容器や、その底部に配した溶鋼注入系設備である注
入ノズル３、８、上ノズル４、４′、ストッパー５、
５′、及びスライディングノズル６、６′などはほとん
ど耐火物で構成されており、特に溶鋼と直接接触する面
は全てブロックまたは不定形の耐火物であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この場合、高温の溶鋼
と耐火物が直接接して反応が起きるために、耐火物が溶
鋼への酸素供給源となって介在物が生成し、溶鋼を酸化
・汚染していた。それらの介在物対策を、取鍋から水冷
鋳型内に至る間においていくつか実施していたが、介在
物を完全には除去できていなかった。

【０００６】そこで、本発明は溶鋼の酸化・汚染源とな
る耐火物をできる限り排除した耐火物構造体、例えばノ
ズルやタンディッシュと、これらを用いて溶鋼内におけ
る介在物生成を防止すると同時に溶鋼を冷却することに
より、溶鋼の被酸化反応の抑制を図ることが可能な連続
鋳造方法を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の鋼の連続
鋳造用耐火物構造体及び鋼の連続鋳造方法である。

【０００８】耐火物構造体の溶鋼側内壁の一部また
は全部を溶鋼と直接接触して溶鋼を冷却する金属体で構
成したことを特徴とする鋼の連続鋳造用耐火物構造体。

【０００９】前記の鋼の連続鋳造用耐火物構造体
を用いて行う鋼の連続鋳造方法。

【００１０】前記の鋼の連続鋳造用耐火物構造体
を用い、溶鋼を注入する前に予め溶融スラグを該耐火物
構造体内に充填して溶鋼と直接接触する金属体の表面に
スラグ層を形成した後、溶鋼を注入して連続鋳造を行う
鋼の連続鋳造方法。

【００１１】耐火物構造体の溶鋼側内壁の一部また
は全部を金属体で構成し、溶鋼側の金属体表面の一部ま
たは全部をスラグ層で被覆したことを特徴とする鋼の連
続鋳造用耐火物構造体。

【００１２】前記の鋼の連続鋳造用耐火物構造体
を用いて行う鋼の連続鋳造方法。

【００１３】なお、本発明において耐火物構造体とは、
取鍋、タンディッシュなどの耐火構造容器や、その底部
に配した溶鋼注入系設備である注入ノズル、上ノズル、
ストッパー、スライディングノズルを指す。

【００１４】

【作用】図１に示す鋼の連続鋳造用耐火物構造体の１つ
であるタンディッシュ２を例にして本発明の作用を説明
する。

【００１５】図１に示すように、冷却構造１０を有し、
溶鋼１３に直接接触して溶鋼１３を冷却する金属体１１
で、タンディッシュ２の溶鋼側内壁の上ノズル４′付近
の一部を構成する。一部のみを金属体１１で構成する理
由は、タンディッシュ２内において注入ノズル３直下は
溶鋼流動が激しいので、ここに金属体を設けると金属体
表面の損傷が懸念されるからであり、注入ノズル３直下
は従来と同じ耐火物面１２とする。しかし、耐火物面１
２と金属体１１が共存すると、施工上その継ぎ目を完全
に塞ぐことは困難であり、溶鋼１３が侵入するなどの問
題があるという点では、図２に示すように全体を金属体
１１にする方が望ましい。

【００１６】金属体１１で構成することにより溶鋼１３
が耐火物１２と直接接触することがなくなり、耐火物と
溶鋼界面における介在物生成反応が解消できる。また、
冷却構造１０により金属体１１を通して溶鋼１３を冷却
することにより、金属体１１と溶鋼１３の界面における
合金反応が抑制され、金属体１１側に鋼の凝固シェル１
４を形成させて金属体１１表面を保護できる。

【００１７】溶鋼１３の熱による金属体１１の変形対策
としては、高融点金属を選定して金属体１１に採用する
のが好ましい。この場合、図６に示すように、金属体１
１そのものの保護のための冷却構造１０は不要となるた
め、水を使用しないで済み、水蒸気爆発などの危険がな
くなって安全な設備となるが、強度的に弱く、且つ溶鋼
１３を冷却する能力が小さい。冷却構造１０を有する高
融点の金属体１１の場合は、冷却の効果を最大限に活か
すため、熱伝導率の良い高融点金属を使用するのが好ま
しい。

【００１８】しかし、高融点金属を選定した場合でも、
金属体１１が溶鋼１３と反応して低融点合金になって溶
損することがある。その対策には、図３に示すように、
溶鋼１３と金属体１１との間にスラグ層１５を設けるの
が有効である。すなわち、溶鋼１３と接する範囲におい
て、溶鋼１３と金属体１１との間にスラグ層１５を設け
て、金属体１１を通してスラグ層１５を十分に冷却して
おく。スラグ層１５の熱伝導は低いため、金属体１１に
よる冷却も、溶鋼１３の熱による溶融軟化の双方に対す
る抵抗は充分である。溶鋼１３の注入直後に始めて溶鋼
１３とスラグ層１５が接した時は、スラグ層１５の溶鋼
側表面が溶鋼１３の熱により溶融軟化したり、溶鋼流に
より削り取られたりする可能性があるが、スラグは比重
差で浮上するので容易に除去できるため、品質を悪化さ
せることはない。また、溶鋼通過量に見合う初期のスラ
グ層１５厚みと冷却能力に設定すれば問題にならない。

【００１９】スラグ層１５は金属体１１を通して冷却さ
れているため、溶鋼１３とスラグ層１５との界面の反応
を抑制することができる。更に冷却を強化すれば、金属
体１１側に鋼の凝固シェル１４が生成して、スラグ層１
５を保護することもできる。

【００２０】スラグ層１５を溶鋼１３と接する範囲に限
るのでは溶鋼飛沫の飛散などが懸念される場合には、図
４に示すように、金属体１１の表面全体にわたってスラ
グ層１５′を設けるのが好ましい。

【００２１】溶鋼注入前に、金属体１１表面にスラグ層
１５を設ける具体方法の一例として、溶鋼注入前に溶融
スラグを充填しておく方法を図５で説明する。溶鋼注入
前に、タンディッシュ２内の上ノズル４′側に設けた冷
却構造１０を有する金属体１１で囲まれた部分に溶融ス
ラグ１６を充填する。溶融スラグ１６を金属体１１を通
して十分冷却しながら、取鍋１から溶鋼１３を注入ノズ
ル３を介して注入すると、溶鋼１３は次第に溶融スラグ
１６内に浸透し、比重差で溶融スラグ１６の下側に溜ま
る。溶鋼量の増大に伴って溶融スラグ１６が自動的にタ
ンディッシュ２壁上面から溢れるように、樋１７を設け
ておく。その後は、図３と同様に溶鋼１３と金属体１１
表面との間にスラグ層１５を形成させることができる。

【００２２】こうして溶鋼はタンディッシュ内で酸化汚
染されることなく、連続鋳造することができる。

【００２３】

【実施例１】図１に示すように、タンディッシュ２の上
ノズル４′近傍の壁及び堰または仕切り７の内壁だけ
を、水冷構造１０を有する高融点で熱伝導率の良い極低
炭素鋼製で、厚み１００ｍｍの金属体１１で構成した。
極低炭素鋼を金属体１１に用いた理由は、万一溶解して
も溶鋼成分に影響が少なく、また比較的融点も高いため
である。これによりタンディッシュ２内壁耐火物による
溶鋼の酸化汚染が格段に減少し、鋳片内残留介在物量も
半減した。

【００２４】

【実施例２】図２に示すように、タンディッシュ２の内
壁及び堰または仕切り７全体の内壁を、水冷構造１０を
有する高融点で熱伝導率の良い極低炭素鋼製の金属体１
１で構成した。極低炭素鋼を金属体１１に用いた理由は
実施例１と同じである。これによりタンディッシュ２内
壁耐火物による溶鋼の酸化汚染が格段に減少し、鋳片内
残留介在物量も半減した。

【００２５】

【実施例３】実施例１と同じタンディッシュ２を用いて
極低炭素鋼を連続鋳造する場合に、溶鋼温度が高く、熱
変形や溶損傷が懸念されたため、その防止策として、図
３に示すように、溶鋼１３の定常的湯面高さ範囲に限
り、溶鋼１３と金属体１１との間に厚み２０ｍｍのＣａ
Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃系のスラグ層１５を設けた。これによ
り、溶鋼１３はスラグ層１５に遮られて金属体１１を溶
損することなく、また、スラグ層１５と溶鋼１３との界
面においても温度が低いために反応が抑制されて、タン
ディッシュ２内における溶鋼の酸化・汚染及び介在物の
生成が解消され、鋳片内残留介在物量は半減した。

【００２６】

【実施例４】実施例３と同じタンディッシュを用いて極
低炭素鋼を連続鋳造する場合に、注入初期において溶鋼
飛沫の飛散が激しいため、図４に示すように、金属体１
１表面全体を３ｍｍのボロンナイトライド系のスラグ層
１５′で被覆した。更にタンディッシュ２以外の注入ノ
ズル３、８についても金属体１１を設け、金属体１１全
表面を同じスラグ層１５′で被覆した。これらを用いて
鋼の連続鋳造を行った結果、耐火物面１２による溶鋼の
酸化・汚染及び介在物の生成を減少させることができ、
鋳片内残留介在物量は半減した。

【００２７】

【実施例５】図５に示すように、実施例１と同じタンデ
ィッシュ２に、厚み５０ｍｍの高融点金属のチタンの金
属体１１を用いた。溶鋼注入前に加熱溶融したＣａＯ−
Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の溶融スラグ１６を流し込んで
充填し、金属体１１表面を通して溶融スラグ１６を冷却
した。その後、溶鋼１３を注入開始し、溶鋼１３がその
熱で溶融スラグ１６を軟化溶融させながら、且つ溶鋼１
３と溶融スラグ１６との比重差により溶融スラグ１６の
下層に侵入した。金属体１１を外側から強く水冷してい
るため、溶融スラグ１６と溶鋼１３との界面は熱的にバ
ランスしてスラグ層１５及び鋼の凝固シェルを形成させ
ることができる。

【００２８】これにより、溶鋼１３と金属体１１との間
にスラグ層１５ができ、金属体１１が保護され、スラグ
と溶鋼との界面反応が抑制されて、タンディッシュ内に
おける溶鋼の酸化・汚染は減少した。これらを用いて鋼
の連続鋳造開始及び取鍋交換を行った結果、タンディッ
シュ２による溶鋼の酸化・汚染及び介在物の生成を減少
させることができ、鋳片内残留介在物量は半減した。

【００２９】

【実施例６】図６に示すように、鋼の連続鋳造用耐火物
構造体であるタンディッシュ２の内壁の一部及び注入ノ
ズル８全体を冷却構造を持たない厚み８０ｍｍの高融点
のチタン製の金属体１１により構成した。金属体１１表
面全体には予め厚み３ｍｍのジルコニア−ライム系のス
ラグ層１５′被覆を施して保護した。金属体１１の冷却
は、金属体１１側の耐火物面１２内にスリット１８を配
して、ここに不活性ガスを吹き込んで行った。これらを
用いて鋼の連続鋳造を行った結果、タンディッシュ２及
び注入ノズル８による溶鋼の酸化・汚染及び介在物の生
成を減少させることができ、鋳片内残留介在物量は半減
した。

【００３０】

【実施例７】図７に示すように、取鍋１内壁の一部を冷
却構造を持つ高融点のチタン製の厚み５０ｍｍの金属体
１１により構成した。金属体１１表面全体には予め厚み
３ｍｍのジルコニア−ライム系のスラグ層１５′被覆を
施して保護した。更に溶鋼１３を注入する前に、ＳｉＯ
₂とＭｇＯを微量添加したＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系主体の
溶融スラグ１６′を充填した。このような取鍋１を用い
て鋼の連続鋳造を行った結果、取鍋内壁の耐火物による
溶鋼の酸化・汚染及び介在物の生成を減少させることが
でき、鋳片内残留介在物量は半減した。

【００３１】

【比較例】図８（ａ）、（ｂ）に示すように、取鍋１か
ら水冷鋳型９に溶鋼を注入する耐火物構造体であるタン
ディッシュ２等の溶鋼と直接接する面を全て耐火物で構
成して鋼の連続鋳造を行った結果、溶鋼と耐火物面の反
応により微小な介在物が大量に生成し、鋳片内残留介在
物量は実施例７の場合の２倍に達した。

【００３２】

【発明の効果】本発明により、特に連続鋳造の開始時、
取鍋交換時及び連続鋳造末期において、溶鋼の酸化汚染
による介在物の生成量を半減させることができ、鋳片内
残留介在物量が半減する。また、耐火物の使用量及び整
備費用の削減、耐火物予熱用の燃料費削減ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼の連続鋳造用耐火物構造体及び鋼の
連続鋳造方法の例を示す断面図である。

【図２】本発明の鋼の連続鋳造用耐火物構造体及び鋼の
連続鋳造方法の例を示す断面図である。

【図３】本発明の鋼の連続鋳造用耐火物構造体及び鋼の
連続鋳造方法の例を示す断面図である。

【図４】本発明の鋼の連続鋳造用耐火物構造体及び鋼の
連続鋳造方法の好ましい例を示す断面図である。

【図５】本発明の鋼の連続鋳造用耐火物構造体及び鋼の
連続鋳造方法の最も好ましい例を示す断面図である。

【図６】本発明の鋼の連続鋳造用耐火物構造体及び鋼の
連続鋳造方法の好ましい例を示す断面図である。

【図７】本発明の鋼の連続鋳造用耐火物構造体及び鋼の
連続鋳造方法の例を示す断面図である。

【図８】従来の鋼の連続鋳造用設備の一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１取鍋２タンディッシュ３注入ノズル４，４′ 上ノズル５，５′ ストッパー６，６′ スライディングノズル７堰または仕切り８注入ノズル９水冷鋳型１０冷却構造１１金属体１２耐火物面１３溶鋼１４凝固シェル１５，１５′ スラグ層１６，１６′ 溶融スラグ１７樋１８スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火物構造体の溶鋼側内壁の一部または
全部を溶鋼と直接接触して溶鋼を冷却する金属体で構成
したことを特徴とする鋼の連続鋳造用耐火物構造体。
【請求項２】請求項１記載の鋼の連続鋳造用耐火物構
造体を用いて行う鋼の連続鋳造方法。
【請求項３】請求項１記載の鋼の連続鋳造用耐火物構
造体を用い、溶鋼を注入する前に予め溶融スラグを該耐
火物構造体内に充填して溶鋼と直接接触する金属体の表
面にスラグ層を形成した後、溶鋼を注入して連続鋳造を
行う鋼の連続鋳造方法。
【請求項４】耐火物構造体の溶鋼側内壁の一部または
全部を金属体で構成し、溶鋼側の金属体表面の一部また
は全部をスラグ層で被覆したことを特徴とする鋼の連続
鋳造用耐火物構造体。
【請求項５】請求項４記載の鋼の連続鋳造用耐火物構
造体を用いて行う鋼の連続鋳造方法。