JPH081289A - タンディッシュ内溶鋼中の介在物低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導加熱の出力が低くても鋼中介在物の除去
効果が損なわれず、中空耐火物への鋼中介在物付着によ
る閉塞を防止する。 【構成】 連続鋳造用タンディッシュ１を受鋼部３と溶
鋼排出部４とに区切って複数の中空耐火物５で両部を連
結し、中空耐火物５内の溶鋼を誘導加熱装置６により加
熱するタンディッシュ内溶鋼中の介在物低減方法におい
て、中空耐火物内溶鋼流のレイノルズ数Ｒｅが２×１０
⁵以上となるよう中空耐火物５の内径を設定すると共
に、中空耐火物５の溶鋼入口側外周部７より不活性ガス
を吹込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続鋳造におけるタ
ンディッシュ内溶鋼中の介在物を低減する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造におけるタンディッシュは、取
鍋と鋳型の中間に位置し、取鍋からの溶鋼流の安定化、
各ストランドへの溶鋼の分配などの役割を果たすほか、
溶鋼中の介在物量を低減させる役割をも果たしている。
タンディッシュ内溶鋼中の介在物を低減する方法として
は、取鍋からの注入口と鋳型への鋳込み口との間で、タ
ンディッシュ底面から均一な気泡を溶鋼中に吹込み、溶
鋼中の介在物の浮上を促進させて浮上した介在物を浮遊
フラックスに吸収させる方法（特開昭６１−８２９５５
号公報）、溢流堰と潜流堰からなる二重堰構造を用いて
タンディッシュ内における溶鋼流れを制御し、介在物の
浮上分離を促進する方法（特開昭５１−１３８５３７号
公報）、タンディッシュ堰の溶鋼通流孔の直径を特定値
以下に小さくし、この孔の角度を溶鋼通流方向に対して
所定角度上向きに形成し、介在物の浮上分離を促進する
方法（特開昭６３−７２４５２号公報）、タンディッシ
ュの堰に設けた通気性筒体の外周に不活性ガスを導入
し、筒体を通る溶鋼にガス気泡を接触させることによ
り、溶鋼中の介在物をガス気泡で吸着分離させる方法
（特開昭５６−２６６６２号公報）等が提案されてい
る。

【０００３】また、他の方法としては、電磁撹拌により
溶鋼中介在物を強撹拌域における撹拌凝集域と緩慢流域
における浮上分離域を介して除去する方法（特開平３−
２４３２５３号公報）、タンディッシュを受鋼部と溶鋼
排出部とに分けて複数の中空耐火物で結合し、中空耐火
物内の溶鋼を誘導加熱して上昇流を与え、溶鋼中の介在
物の浮上を促進する方法（特開昭６３−９３４５２号公
報、特開平４−３６７３５５号公報）等が提案されてい
る。

【０００４】上記特開昭６１−８２９５５号公報、特開
昭５１−１３８５３７号公報、特開昭６３−７２４５２
号公報および特開昭５６−２６６６２号公報等に開示の
方法は、軸受鋼のような鋼中酸素濃度が１０ｐｐｍ以下
の清浄鋼に対しては効果が認められておらず、実用化の
報告例はない。また、特開平３−２４３２５３号公報、
特開昭６３−９３４５２号公報、特開平４−３６７３５
５号公報等に開示の方法のうち、電磁撹拌力を利用した
方法は、溶鋼清浄度向上効果のみを得るものとしては設
備費用が高額なため実用化されておらず、特開昭６３−
９３４５２号公報に開示の誘導加熱型タンディッシュヒ
ーターによる溶鋼加熱の副次作用として得られる溶鋼上
昇流により介在物の浮上分離を促進するもののみであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６３−９３
４５２号公報に開示の方法は、タンディッシュ内に受入
れる段階で操業上のバラツキにより溶鋼温度が高かった
場合、誘導加熱の出力を低く設定せざるを得ず、前記溶
鋼の清浄度向上効果が得られない。また、受鋼部と溶鋼
排出部とを連結する中空耐火物は、鋼中介在物により閉
塞し易く操業続行が不可能となる場合がある。さらに、
中空耐火物の鋼中介在物による閉塞を防止するには、中
空耐火物を高頻度で交換する必要があり、タンディッシ
ュ準備作業に多大な工数とコストを要するといった問題
点を有している。

【０００６】この発明の目的は、前記誘導加熱型ヒータ
ーを備えたタンディッシュにおいて、誘導加熱の出力が
低い場合においても鋼中介在物の除去効果が損なわれ
ず、中空耐火物への鋼中介在物付着による閉塞を防止で
きるタンディッシュ内溶鋼中の介在物低減方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、中空耐
火物内溶鋼流のレイノルズ数Ｒｅを２×１０⁵以上とす
ることによって、中空耐火物内の溶鋼流が乱れの大きな
流れとなり、中空耐火物内における介在物の凝集が促進
すること、また、中空耐火物内の溶鋼入口側外周部から
不活性ガスを吹込むことを付加することによって、中空
耐火物出側において上昇流が生じ、中空耐火物内の溶鋼
流の乱流効果と相まって凝集した介在物を効果的に浮上
分離できると共に、中空耐火物の鋼中介在物による閉塞
を防止できることを確認し、この発明に到達した。

【０００８】すなわちこの発明は、連続鋳造用タンディ
ッシュを受鋼部と溶鋼排出部とに区切って複数の中空耐
火物で両部を連結し、中空耐火物内の溶鋼を誘導加熱装
置により加熱するタンディッシュ内溶鋼中の介在物低減
方法において、中空耐火物内溶鋼流のレイノルズ数Ｒｅ
が２×１０⁵以上となるよう中空耐火物の内径を設定す
ると共に、中空耐火物の溶鋼入口側外周部より不活性ガ
スを吹込むことを特徴とするタンディッシュ内溶鋼中の
介在物低減方法である。

【０００９】

【作用】この発明においては、中空耐火物内溶鋼流のレ
イノルズ数Ｒｅが２×１０⁵以上となるよう中空耐火物
の内径を設定することによって、中空耐火物内の溶鋼流
が乱れの大きな流れとなり、中空耐火物内における介在
物の凝集が促進される。また、中空耐火物の溶鋼入口側
外周部より不活性ガスを吹込むことによって、中空耐火
物内溶鋼流が不活性ガスを含んだ気液二相流となり、中
空耐火物出側における上昇流の発生が顕著となり、誘導
加熱装置の出力が小さい場合においても、中空耐火物内
の溶鋼流の乱流効果と相まって凝集した介在物を効果的
に浮上分離できると共に、中空耐火物の鋼中介在物によ
る閉塞を防止することができる。

【００１０】この発明において、中空耐火物内溶鋼流の
レイノルズ数Ｒｅが２×１０⁵以上となるよう中空耐火
物の内径を設定したのは、中空耐火物内溶鋼流のレイノ
ルズ数Ｒｅの上昇に伴い、タンディッシュ内溶鋼中の介
在物の減少効果が高まることが確認され、中空耐火物内
溶鋼流のレイノルズ数Ｒｅ≦２×１０⁵であれば効果に
有意差が見られないことから、中空耐火物内溶鋼流のレ
イノルズ数Ｒｅ≧２×１０⁵となるよう中空耐火物の内
径を設定した。一般に円管内の流れを論じる場合は、レ
イノルズ数Ｒｅ≧１．０×１０⁴であれば完全な乱流と
云われる。溶鋼流の中で介在物が衝突する確率は、流れ
の乱れが激しくなるに従い大きくなり、介在物凝集の可
能性が高まる。この発明では、中空耐火物内溶鋼流のレ
イノルズ数Ｒｅ≧２×１０⁵とすることによって、中空
耐火物内溶鋼流の乱れが十分に大きくなり、介在物の凝
集が促進されたものと考えられる。

【００１１】この発明において、中空耐火物の溶鋼入口
側外周部より吹込む不活性ガスとしては、アルゴン、ヘ
リウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素ガス等が
考えられるが、アルゴンガスを用いるのが種々の面から
得策である。また、不活性ガスの吹込み位置を中空耐火
物の溶鋼入口側としたのは、吹込み位置を中空耐火物の
溶鋼出口側とすると、吹込み位置より入口側の中空耐火
物に対する介在物による閉塞防止効果が小さいためであ
る。タンディッシュ内溶鋼中の介在物の減少効果は、不
活性ガスの吹込み量にほとんど関係なく一様に得られ
る。

【００１２】

【実施例】

実施例１ 受鋼部と溶鋼排出部とからなり誘導加熱コイルを備えた
タンディッシュを用い、中空耐火物内径、個数、中空耐
火物外周からのアルゴンガス吹込み部位、吹込み量を変
更しつつ、種々の誘導加熱コイル出力下において、溶鋼
中の介在物低減効果を確認する試験を行った。その結果
を図１、図２に示す。なお、試験に際しては、タンディ
ッシュ内溶鋼の滞留時間が同一となるようタンディッシ
ュ内溶鋼レベルを調整した。また、図１、図２中の溶鋼
中の介在物の減少指数は、鋳込み前の取鍋内溶鋼中と鋳
片中の介在物の濃度差により求めた値である。

【００１３】図１に示すとおり、中空耐火物内溶鋼流の
レイノルズ数Ｒｅの上昇に伴い、タンディッシュ内溶鋼
中の介在物の減少効果が高まることが確認され、また、
中空耐火物内溶鋼流のレイノルズ数Ｒｅ≧２×１０⁵で
あれば、溶鋼中の介在物の減少効果に大きな差が見られ
なかった。また、図２に示すとおり、中空耐火物内にア
ルゴンガスを吹込むと、アルゴンガス吹込み量に殆ど関
係なく一様にタンディッシュ内溶鋼中の介在物の減少効
果が見られる。

【００１４】実施例２ 図３に示すとおり、連続鋳造用タンディッシュ１を取鍋
２からの受鋼部３と溶鋼排出部４とに区切って複数の中
空耐火物５で連結し、誘導加熱コイル６を備えたタンデ
ィッシュ１において、中空耐火物５の溶鋼入口側外周部
に不活性ガス吹込み部７を設け、表１に示すとおり、中
空耐火物５の内径を変えて中空耐火物内溶鋼流のレイノ
ルズ数Ｒｅを変化させると共に、不活性ガス吹込み部７
からの吹込み不活性ガスの種類、吹込み量を変化させ、
浸漬ノズル８から鋳型に流し込んで連続鋳造し、タンデ
ィッシュ１内溶鋼中の介在物の減少指数と中空耐火物閉
塞指数を求めた。その結果を図４、図５に示す。この試
験での誘導加熱コイル６の出力は、０〜１０００ｋｗの
間で適用した。なお、表１中の中空耐火物５内溶鋼流の
レイノルズ数Ｒｅの計算は、不活性ガス吹込み前の溶鋼
流について、下記式により算出した。 レイノルズ数Ｒｅ＝ＵＬ／Ｖ ただし、Ｕ：溶鋼流速 Ｌ：中空耐火物の中空内径 Ｖ：溶鋼の動粘度（Ｖ＝４．４６７×１０^-8ｍ²／ｓｅ
ｃとした） また、中空耐火物閉塞指数は、一定量の溶鋼が通過した
後の平均内径の変化により求めた値である。

【００１５】

【表１】

【００１６】図４に示すとおり、試験Ｎｏ．１の実施例
では、誘導加熱コイル出力２００〜１０００ｋｗの広範
囲に亘り、ほぼ一様なタンディッシュ内溶鋼中の介在物
減少効果が得られたのに対し、試験Ｎｏ．５、Ｎｏ．８
の比較例では、誘導加熱コイル出力が低い場合にタンデ
ィッシュ内溶鋼中の介在物減少効果が低下している。ま
た、比較例の試験Ｎｏ．５、Ｎｏ．７、Ｎｏ．８におい
ては、中空耐火物内溶鋼通過量が５００Ｔｏｎを超える
と介在物による中空耐火物閉塞が発生したが、実施例の
試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４では、中空耐火物内溶鋼通過量
が１０００Ｔｏｎを超えても介在物による中空耐火物閉
塞は見られなかった。さらに、図５に示すとおり、不活
性ガス吹込み量が２０Ｎｌ／Ｔ以上の場合には、中空耐
火物閉塞指数は殆ど零であった。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、タンディッシュ内溶鋼加熱のための誘導加熱コイル
出力が低い場合においても、タンディッシュ内溶鋼中の
介在物減少効果が得られると共に、中空耐火物の介在物
による閉塞も防止することができ、中空耐火物の寿命が
飛躍的に向上し、タンディッシュ準備作業を簡素化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】不活性ガス吹込みなしの場合の誘導加熱コイル
出力２００ｋｗと６００ｋｗでの中空耐火物内溶鋼流の
レイノルズ数Ｒｅとタンディッシュ内溶鋼中の介在物減
少指数との関係を示すグラフである。

【図２】中空耐火物内溶鋼流のレイノルズ数Ｒｅ（４．
０〜４．９）×１０⁵、誘導加熱コイル出力２００〜３
５０ｋｗでの中空耐火物内アルゴンガス吹込み量とタン
ディッシュ内溶鋼中の介在物減少指数との関係を示すグ
ラフである。

【図３】実施例２の試験に用いたタンディッシュの全体
説明図である。

【図４】試験Ｎｏ．１、Ｎｏ．５、Ｎｏ．８における誘
導加熱コイル出力とタンディッシュ内溶鋼中の介在物減
少指数との関係を示すグラフである。

【図５】中空耐火物内アルゴンガス吹込み量と中空耐火
物閉塞指数との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ タンディッシュ ２ 取鍋 ３ 受鋼部 ４ 溶鋼排出部 ５ 中空耐火物 ６ 誘導加熱コイル ７ 不活性ガス吹込み部 ８ 浸漬ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造用タンディッシュを受鋼部と溶
   鋼排出部とに区切って複数の中空耐火物で両部を連結
   し、中空耐火物内の溶鋼を誘導加熱装置により加熱する
   タンディッシュ内溶鋼中の介在物低減方法において、中
   空耐火物内溶鋼流のレイノルズ数Ｒｅが２×１０⁵以上
   となるよう中空耐火物の内径を設定すると共に、中空耐
   火物の溶鋼入口側外周部より不活性ガスを吹込むことを
   特徴とするタンディッシュ内溶鋼中の介在物低減方法。