JPH0751814A - タンディッシュ内溶鋼の清浄化方法 - Google Patents

タンディッシュ内溶鋼の清浄化方法

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JPH0751814A
JPH0751814A JP22396093A JP22396093A JPH0751814A JP H0751814 A JPH0751814 A JP H0751814A JP 22396093 A JP22396093 A JP 22396093A JP 22396093 A JP22396093 A JP 22396093A JP H0751814 A JPH0751814 A JP H0751814A
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JP
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tundish
molten steel
cao
ladle
metallic inclusions
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JP22396093A
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Katsuhiro Sasai
勝浩 笹井
Yoshimasa Mizukami
義正 水上
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、タンディッシュ内溶鋼を耐火ボー
ド蓋で覆うのに要する大掛かりな設備を必要とせず、簡
便な方法で最も激しい鋳込初期の溶鋼汚染を速やかに低
減し、さらにタンディッシュにおける非金属介在物除去
効果をも向上させるタンディッシュ内溶鋼の清浄化方法
を提供することを目的とする。 【構成】 鋼の連続鋳造において、取鍋からタンディッ
シュへ溶鋼の注入を開始する際、タンディッシュ内で溶
融性保温剤を使用すると共に、CaO系フラックスを添
加することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造において
取鍋からタンディッシュに溶鋼の注入を開始する際、非
金属介在物除去速度を速めることにより、鋳込み初期の
溶鋼汚染の影響をすみやかに低減し、タンディッシュ内
溶鋼の清浄化を図る方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造において、タンディッシュ
は取鍋と鋳型間に位置し、操業、品質上最も重要な役割
を果たす部分の一つである。その機能は、鋳型内への溶
鋼供給量の調節、溶鋼貯蔵、非金属介在物の分離除去等
である。特に、非金属介在物除去の機能は、近年の鋼材
品質厳格化に伴い極めて重要な機能となっている。しか
し、取鍋からタンディッシュに溶鋼を注入する際、空気
酸化による溶鋼汚染の問題が生じるため、タンディッシ
ュにおける非金属介在物除去効果が十分に発揮されてい
ないのが現状である。このため、タンディッシュ内にお
ける溶鋼汚染防止を目的として種々の方法が検討され、
実用化されている。例えば、特開昭59−1055号公
報に記載されているように、耐火ボード蓋で覆われたタ
ンディッシュ内に不活性ガスを吹き込むことにより、注
入溶鋼の空気酸化防止が図られている。また、特開昭6
0−261651号公報では、取鍋から溶鋼を注入する
際のタンディッシュ内の湯面上昇速度を限定することに
より空気巻き込み量を減少させ空気酸化を抑制する方
法、特開昭61−38749号公報では、取鍋からタン
ディッシュに溶鋼を移送する取鍋ロングノズルからCa
系合金或いはCa系フラックスを添加することにより溶
鋼中の非金属介在物を効果的に除去する方法が提案さ
れ、或程度の効果を発揮している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タンデ
ィッシュを耐火ボード蓋で覆い不活性ガスでシールする
方法については、タンディッシュや耐火ボード自体が高
温で変形するため、空気酸化を防止できる程度までタン
ディッシュ内の酸素分圧を低減することはできない。ま
た、鋳込初期の注入流により巻き込まれた空気気泡は非
常に微細であるため、反応界面積が大きくなり、空気酸
化速度は定常時の注入流に比べて格段に速い。このた
め、鋳込初期においてタンディッシュ内の湯面上昇速度
を限定する方法は、空気酸化を幾分抑制する効果がある
ものの十分な汚染防止対策にはなっていない。さらに、
取鍋ロングノズルからCa系合金或いはCa系フラック
スを添加する方法は、非金属介在物除去速度を速める効
果を有するものの、浮上した非金属介在物が再び注入流
により巻き込まれるため、十分な溶鋼清浄性を確保する
には至っていない。これらの問題に鑑み、本発明は、耐
火ボード蓋等の大がかりな設備を必要とせず、簡便な方
法で最も激しい鋳込初期の溶鋼汚染をすみやかに低減
し、さらにタンディッシュにおける非金属介在物除去効
果をも向上させるタンディッシュ内溶鋼の清浄化方法を
提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼の連続鋳造
において、取鍋からタンディッシュに溶鋼の注入を開始
する際、タンディッシュ内に溶融性保温剤を供給すると
共に、CaO系フラックスを添加することを特徴とする
タンディッシュ内溶鋼の清浄化方法に関するものであ
る。
【0005】
【作用】一般に、取鍋からタンディッシュに溶鋼の注入
を開始すると、取鍋ロングノズルが湯面下に浸漬される
まで、注入流は雰囲気中の酸素を多量に巻き込むため、
溶鋼中には(1)式の反応で示される空気酸化に起因す
る多数の非金属介在物が生成する。 4Al(溶鋼中)+3O2 (空気中)=2Al23
(非金属介在物)…………(1) さらに、酸素は非常に微細な気泡として溶鋼中に巻き込
まれるため、その酸化速度は定常注入時の酸化速度やス
ラグとの反応速度に比べて極めて速く、タンディッシュ
における溶鋼汚染の最大の原因となっている。そこで、
本発明者等らは、この鋳込初期の空気酸化で生成した非
金属介在物及び取鍋から持ち込まれた非金属介在物の浮
上分離を促進する方法について種々の検討を行った結
果、溶融性保温剤を供給すると共に、CaO系フラック
スを添加することにより解決できることを見いだした。
【0006】図1は、本発明を更に詳細に説明するため
の図である。予めタンディッシュ1に溶融性保温剤2を
入れ置きし、溶鋼3の注入を開始する際、取鍋4からタ
ンディッシュ1にワイヤー添加装置5を用いてCaO系
フラックス含有ワイヤー6をタンディッシュ1内の溶鋼
注入点付近に添加する。このCaO系フラックスは、取
鍋から持ち込まれたAl23 及び空気酸化により生成
したAl23 と(2)式により反応し、低融点の非金
属介在物を生成する。 mCaO+nAl23 (非金属介在物)=(CaO)
m ・(Al23n…………(2) 低融点非金属介在物同志の合体は極めて短時間で完了す
るため、CaO系フラックスの添加は非金属介在物の凝
集合体を促進し、浮上分離速度を速める効果を有する。
しかし、保温剤の非金属介在物吸収能が低い場合、浮上
した非金属介在物は湯面近傍で滞留し、再巻き込みを生
じるため非金属介在物濃度の到達値は改善されない。こ
れに対し、溶鋼温度以下で液相が生成する溶融性保温剤
を使用すると非金属介在物吸収能が高くなるため、非金
属介在物濃度の到達値を従来より低下させ清浄性を高め
ることが可能となる。
【0007】図2は、CaO系フラックス添加の効果と
保温剤の効果をるつぼ実験により求めた結果である。図
から分かるように、CaO系フラックスの添加は全酸素
量(非金属介在物濃度)の減少速度を速める効果を、溶
融性保温剤の使用は全酸素量(非金属介在物濃度)の到
達値を下げる効果を持つ。また、溶融性保温剤は溶鋼を
均一に被覆するため、空気酸化による汚染を抑制する効
果も有している。したがって、これらをタンディッシュ
内で併用することにより、鋳込み初期の空気酸化による
影響を低減すると共に、タンディッシュにおける非金属
介在物除去効果をも大幅に向上できる。CaO系フラッ
クスの添加方法としては、粉末状のCaO系フラックス
をArガス等の不活性ガスと同時に吹き込む方法、又は
ワイヤーで包囲した状態にて溶鋼注入点付近に添加する
方法がある。CaO系フラックスの適性な添加量は一概
に規定できるものではなく、注入流の空気巻き込み量及
び取鍋から持ち込まれた非金属介在物量に応じて調整す
る必要があるが、その決定方法の概略はタンディッシュ
内の溶鋼注入点付近における全酸素量を調査し、これに
相当するCaO量を確保できるように添加すれば良い。
CaO系フラックスには非金属介在物低融点化の観点か
ら融点降下剤としてCaF2 等を添加してもよい。
【0008】溶融性保温剤としては、できるだけ粘性が
低く非金属介在物吸収能に優れたものが有効であるが、
低粘性の溶融性保温剤はタンディッシュ耐火物を激しく
溶損するため、耐火物溶損が問題とならない範囲で低粘
性化を図る必要がある。また、保温剤中にSiO2 等の
低級酸化物が多く含有されている場合、溶鋼中のAlと
反応し非金属介在物を生成するため保温剤からの溶鋼汚
染が生じる。このため、保温剤中の低級酸化物の含有率
をできるだけ少なくすることが有効である。ここに溶融
性保温剤としては、CaO+Al23 、CaO+Al
23 +MgO等のものが好都合である。保温剤の供給
方法については、上記説明のように溶鋼注入を開始する
以前に入れ置きする方法以外に、溶鋼注入開始時にCa
O系フラックスと同時添加する方法でも同様の効果が得
られる。
【0009】
【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
について説明する。 (実施例1)CaO:50%、Al23 :50%、融
点1400℃の溶融性保温剤を容量50tのタンディッ
シュ内に予め入れ置きした。成分C:50ppm、S
i:0.015%、Mn:0.25%、P:0.02
%、S:0.01%、Al:0.035%、温度155
0℃(タンディッシュ内)の溶鋼250tを取鍋からタ
ンディッシュ内に注入を開始すると共に、CaO粉末を
Fe箔で包囲したワイヤー(7mmφ)をタンディッシ
ュ注入点付近に添加した。なお、ワイヤーの添加速度
は、タンディッシュ内に溶鋼が充満し、注入初期の空気
巻き込みが終了するまでの溶鋼50tに対して2kg/
minで、それ以降の溶鋼に対しては700g/min
とした。この時、タンディッシュ出側の溶鋼中全酸素量
は注入初期から急激に低下し、2分程度で安定して20
ppmを確保できるようになった。これにより、溶鋼汚
染は確実に防止できた。
【0010】(比較例1)MgO:100%、融点28
00℃の固体保温剤を容量50tのタンディッシュ内に
予め入れ置きした。成分C:50ppm、Si:0.0
15%、Mn:0.25%、P:0.02%、S:0.
01%、Al:0.035%、温度1550℃(タンデ
ィッシュ内)の溶鋼250tを取鍋からタンディッシュ
内に注入を開始し、CaO系フラックスの添加は行わな
かった。鋳造開始から18分までの間に溶鋼中全酸素量
は140ppmから60ppmまで徐々に低下したが、
その後全酸素量の減少は停滞し最終到達値は60ppm
であった。このため、注入初期の溶鋼汚染防止機能及び
その後の非金属介在物除去効果の向上は見られず、圧延
後の製品には表面欠陥が発生した。
【0011】(比較例2)MgO:100%、融点28
00℃の固体保温剤を容量50tのタンディッシュ内に
入れ置きした。成分C:50ppm、Si:0.015
%、Mn:0.25%、P:0.02%、S:0.01
%、Al:0.035%、温度1550℃(タンディッ
シュ内)の溶鋼250tを取鍋からタンディッシュ内に
注入を開始すると共に、CaO粉末をFe箔で包囲した
ワイヤー(7mmφ)をタンディッシュ注入点付近に添
加した。なお、ワイヤーの添加速度は、タンディッシュ
内に溶鋼が充満し、注入初期の空気巻き込みが終了する
までの溶鋼50tに対して2kg/minで、それ以降
の溶鋼に対しては700g/minとした。この時、タ
ンディッシュ出側の溶鋼中全酸素量は注入初期から急激
に低下し2分程度で60ppmに達したが、これ以降全
酸素量は低下しなかった。これにより、注入初期の溶鋼
汚染防止機能は得られたものの、全酸素量の到達値は高
く非金属介在物除去効果は向上しなかった。このため、
圧延後の製品には表面欠陥が発生した。
【0012】(比較例3)CaO:50%、Al2
3 :50%、融点1400℃の溶融性保温剤を容量50
tのタンディッシュ内に予め入れ置きした。成分C:5
0ppm、Si:0.015%、Mn:0.25%、
P:0.02%、S:0.01%、Al:0.035
%、温度1550℃(タンディッシュ内)の溶鋼250
tを取鍋からタンディッシュ内に注入を開始し、CaO
系フラックスの添加は行わなかった。この時、タンディ
ッシュ出側の溶鋼中全酸素量は徐々に低下し、22分程
度で20ppmに達した。このため、全酸素量の到達値
は低く非金属介在物除去効果は向上したものの、全酸素
量の低下速度は遅く、鋳造初期の鋳片には圧延後表面欠
陥が発生した。
【0013】
【発明の効果】以上のごとく、本発明のタンディッシュ
内溶鋼の清浄化方法によれば、大がかりな設備を必要と
せず、最も激しい鋳込初期の溶鋼汚染をすみやかに低減
し、さらにタンディッシュにおける非金属介在物除去効
果をも向上できるため、鋳片の品質は極めて向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタンディッシュ内溶鋼の清浄化方法を
説明するための図
【図2】るつぼ試験により評価したCaO系フラックス
添加及び溶融性保温剤使用の効果を示す図
【符号の説明】
1 タンディッシュ 2 溶融性保温剤 3 溶鋼 4 取鍋 5 ワイヤー添加装置 6 CaO系フラックス含有ワイヤー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼の連続鋳造において、取鍋からタンデ
    ィッシュに溶鋼を注入する際、タンディッシュ内に溶融
    性保温剤を供給すると共に、CaO系フラックスを添加
    することを特徴とするタンディッシュ内溶鋼の清浄化方
    法。
JP22396093A 1993-08-18 1993-08-18 タンディッシュ内溶鋼の清浄化方法 Withdrawn JPH0751814A (ja)

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