JPH08197206A

JPH08197206A - 高清浄度鋼連鋳用タンディッシュ

Info

Publication number: JPH08197206A
Application number: JP3012395A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Okimura; 利昭沖村; Yoshio Nakajima; 義夫中島; Koji Akiyama; 浩二秋山; Atsuo Yamamoto; 厚夫山本
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1996-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】成分及び温度が調整された高清浄度の溶鋼を
連鋳用鋳型に送り込む。【構成】このタンディッシュは、ロングノズル２を介
して取鍋から送り込まれた溶鋼１を下降流として連鋳用
鋳型４に送り出す竪型の炉体１０をもち、炉体１０の上
方から下方に向けて成分調整機構２０，介在物除去機構
３０，温度調整機構４０及び必要に応じて鎮静化機構５
０を設けている。炉体としては、直径に対する軸方向長
さの比が１．０以上である円筒形の炉殻をもち、浸漬ノ
ズル３が装着される底壁１１を備えているものが使用さ
れる。【効果】タンディッシュ内部を溶鋼１が下降する過程
で、成分調整，介在物除去，温度調整，鎮静化等が行わ
れるため、浸漬ノズル３から連鋳用鋳型４に送り出され
る溶鋼は、成分及び温度が目標値に調整された高清浄度
の溶鋼となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、取鍋から供給された溶
鋼を精製し、高清浄度の整流として連鋳用鋳型に送り込
むタンディッシュに関する。

【０００２】

【従来の技術】転炉，電気炉等の製錬炉で溶製された溶
鋼は、取鍋及びタンディッシュを経て連続鋳造用鋳型に
送り込まれ、連鋳スラブに製造される。スラブの清浄度
を高めるため、製錬炉における操業条件や取鍋内での精
錬条件等に関し種々改良されてきている。取鍋内では、
各種精錬剤や合金鉄が必要に応じて添加され、溶鋼に含
まれている不純物元素の除去や成分調整が行われる。ま
た、真空処理によって、溶鋼の脱炭や脱ガスを行う場合
もある。このようにして清浄度が高められた溶鋼は、タ
ンディッシュを介して連続鋳造用鋳型に注湯される。し
かし、溶鋼は、タンディッシュを通過する間に雰囲気ガ
スや耐火物ライニングと接触し、ガス吸収やライニング
材との反応等によって汚染され易い。また、取鍋からタ
ンディッシュに供給された溶鋼には、脱酸反応によって
生成したＡｌ₂ Ｏ₃ 等の介在物が溶鋼から除去されずに
残留している。

【０００３】溶鋼に含まれている介在物は、連鋳時には
浸漬ノズルを閉塞させる原因となり、鋳造条件を不安定
にする。介在物が連鋳スラブに持ち込まれると、後続す
る圧延段階で疵発生原因となり、歩留りを低下させる。
そこで、タンディッシュ内の溶鋼に含まれている介在物
を除去するため、従来から種々の提案がされている。た
とえば、特開平１−２２４１５２号公報では、タンディ
ッシュ内で溶鋼の流動方向を強制的に変更させて上昇流
を作り、溶鋼に含まれている介在物の浮上分離を促進さ
せるように、複数の堰を設けたタンディッシュが紹介さ
れている。特開平２−１４２６５１号公報，特開平３−
１７２２１号公報等では、タンディッシュ内部を堰で上
流側と下流側に区分し、真空脱ガス装置を介して上流側
から下流側に溶鋼を送っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】タンディッシュ内に堰
を設けると、浮上分離効果によって溶鋼の清浄度は確か
に向上する。しかし、鋼材の清浄度に対する要求が苛酷
になってきている最近、堰の浮上分離作用だけでは要求
される清浄度まで溶鋼の介在物を除去することはできな
い。また、堰により溶鋼が汚染される虞れや、注湯初期
や注湯末期に非定常流として介在物もろとも連鋳鋳型に
流入する溶鋼量が多くなり、要求清浄度をもつ鋼材の生
産歩留まりが低下する。清浄度を高めるため複数の堰を
設けたものでは、タンディッシュの保守管理が面倒にな
り、結果として鋼材製造コストを上昇させる原因にな
る。しかも、浮上分離を促進させる上から溶鋼の表面積
を十分に確保する必要があるが、表面積が大きな場合に
は、雰囲気からガス成分が吸収され易く、溶鋼の
［Ｏ］，［Ｎ］等が高くなる。

【０００５】堰によってタンディッシュ内部を区分した
上流側と下流側とを真空脱ガス装置で連絡する方法で
は、設備構成が複雑になる。また、タンディッシュが大
気に開放されていると、下流側で溶鋼が大気からガス成
分を吸収し、真空脱ガスによる処理効果が損なわれる。
タンディッシュ全体を密閉雰囲気に保持することにより
ガス成分の吸収を防止できる。しかし、それによって設
備構成が一層複雑化し、タンディッシュの占有スペース
も大きくなるため、実際的な解決策ではない。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、タンディッシュ形状を従来の舟型に替えて竪型とす
ることにより溶鋼が雰囲気と接触する面積を小さくする
と共に、タンディッシュの垂直方向に各機能を組み込む
ことにより、タンディッシュ内で溶鋼を効果的に清浄化
し、高清浄度の溶鋼を整流化して連鋳用鋳型に注湯し、
清浄度の高い連鋳片を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の高清浄度鋼連鋳
用タンディッシュは、その目的を達成するため、ロング
ノズルを介して取鍋から送り込まれた溶鋼を下降流とし
て連鋳用鋳型に送り出す竪型の炉体をもち、該炉体の上
方から下方に向けて成分調整機構，介在物除去機構及び
温度調整機構が設けられていることを特徴とする。炉体
としては、直径に対する軸方向長さの比が１．０以上の
円筒形炉殻をもつものが使用される。更に、温度調整機
構の下方位置に鎮静機構を設けることもできる。成分調
整機構には、ワイヤ状，粉末状，顆粒状，ペレット状等
の成分調整材を溶鋼の表層部に供給する機構を備えたも
のが使用される。なかでも、効果的な成分調整をする手
段としては、ワイヤフィーダが好適である。介在物除去
機構として、炉壁に設けられ、溶鋼に不活性ガスを吹き
込む多孔質ノズル、及び更に炉体を取り囲む電磁撹拌装
置が使用される。温度調整機構としては、遊動コイルへ
の電流供給による誘導加熱方式が好適である。鎮静機構
としては、溶鋼に静磁場を印加して整流化させるコイル
が炉体を取り囲むように設けられる。

【０００７】

【実施例】本実施例のタンディッシュは、図１に示すよ
うに垂直方向に長い炉体１０をもっている。炉体１０
は、上方から成分調整機構２０，介在物除去機構３０，
温度調整機構４０及び鎮静機構５０が区分して設けられ
るように、垂直方向に長い形状になっている。たとえ
ば、直径Ｄに対する軸方向長さＨの比Ｈ／Ｄが１．０以
上の円筒状の炉殻をもつことが好ましい。円筒状の炉内
空間は、収容した溶鋼１を均等に流動させ、滞留部分を
作らない上でも有効である。本発明者等は、タンディッ
シュの水モデル実験でシリカバルーンを模擬介在物とし
た浮上分離試験を行うことにより、タンディッシュ内に
おける介在物浮上分離効率η、すなわちタンディッシュ
内に入った全介在物量に占める浮上分離された介在物の
割合ｎは、Ｈ／Ｄとの間に図２に示す関係をもっている
ことを解明した。図２から明らかなように、Ｈ／Ｄ＜１
ではηが４０％未満となり、従来の舟型タンディッシュ
並の介在物浮上程度に止まる。したがって、前述したよ
うにＨ／Ｄ≧１．０とすることが好ましい。

【０００８】溶鋼１は、たとえば取鍋（図示せず）に装
着しているロングノズル２から炉体１０内部に送り込ま
れ、タンディッシュ内部を下降する過程で成分調整，介
在物除去，温度調整，鎮静化等の処理を受ける。そし
て、底壁１１に設けられている浸漬ノズル３から、連鋳
用鋳型４に送り出され、スラブ等として鋳造される。成
分調整機構２０は、フェロアロイ等の成分調整材を溶鋼
１の上層部に送り込む。図１に示した例では、成分調整
用ワイヤ２１をリール２２から巻き出し、適宜のガイド
（図示せず）によって溶鋼１の上層部に送り込んでい
る。しかし、これに拘束されることなく、粉末状，顆粒
状，ペレット状等の成分調整材を適宜のホッパーから溶
鋼１に供給する手段を採用することも可能である。成分
調整機構２０にワイヤーフィーダを使用するとき、合金
添加歩留りが一定で且つワイヤの投入量を細かく調整で
きることから、成分の微調整が可能になる。また、装置
そのものがコンパクトであることから、タンディッシュ
に付帯させることも容易である。更に、ワイヤフィーダ
の場合、鋳造速度に伴って変化する溶鋼通過速度に応じ
てワイヤ投入速度を替えることができることから、成分
を一定に調節することも容易である。

【０００９】介在物除去機構３０は、不活性ガス３１を
溶鋼１の内部に吹き込むように、複数個の多孔質ノズル
３２を炉体１０の内周面に沿って埋設している。多孔質
ノズル３２から吹き込まれた不活性ガス３１は、溶鋼１
の内部で微細な気泡３３となって上昇する。溶鋼１中に
浮遊しているＡｌ₂ Ｏ₃ 等の非金属介在物は、上昇中の
気泡３３に捕捉され凝集し、気泡３３と共に溶鋼１の表
面に浮上する。非金属介在物を効率よく捕捉するために
は、溶鋼１の内部に生じた気泡３３をできるだけ微細に
し、且つ溶鋼１の表面までの浮上距離を大きくすること
が好ましい。この点、炉体１０が竪型になっているた
め、従来の舟型タンディッシュに比較して浴深を十分に
大きく取ることができる。したがって、微細な気泡３３
によって非金属介在物を効率よく凝集させると共に、浮
上促進に必要な介在物の合体を行わせる距離も十分にと
れる。

【００１０】気泡３３による非金属介在物の凝集分離
は、炉体１０を取り囲んで設けた電磁撹拌装置３５で溶
鋼１を撹拌することによっても促進される。気泡３３に
よっても溶鋼１は撹拌されるが、電磁撹拌装置３５を組
み合わせるとき一層の撹拌効果が得られる。撹拌によ
り、気泡３３と非金属介在物の接触頻度が増大し、非金
属介在物の捕捉効率が上昇する。また、この帯域で溶鋼
１が撹拌されるため、上方帯域で添加された成分調整用
ワイヤ２１が溶鋼１の内部に均等に分散され、溶鋼１が
均質化される。連続鋳造中には、取鍋交換時のようにタ
ンディッシュ内への溶湯の供給が停止してタンディッシ
ュ内の溶鋼レベルが変化したり、前鍋内の最終溶鋼注入
時或いは次鍋の溶鋼注入開始時のように溶鋼の汚染度が
著しく変化する、いわゆる非定常部が存在する。本発明
にあっては、定常部及び非定常部に拘らず、高い清浄度
を持つ溶鋼を鋳型に供給することができる。すなわち、
溶鋼の清浄度及びタンディッシュ内の溶鋼レベルに応じ
て電磁撹拌装置３５の磁場印加位置や磁場強度を変更し
たり、不活性ガス３１の吹込み量や多孔質ノズル３２で
の吹込み位置を変更することにより、適度な撹拌を溶鋼
に与える。その結果、定常部及び非定常部に拘らず高い
清浄度を持つ溶鋼が鋳型に供給される。

【００１１】非金属介在物が除去された溶鋼１は、鋳造
に必要な温度を補償するため、温度調整機構４０で必要
温度に加熱される。温度調整機構４０としては、たとえ
ば炉体１０を取り囲むように配置された誘導コイル４１
が使用される。誘導コイル４１によって、溶鋼１の内部
に誘導電流を発生させ、ジュール熱により溶鋼１を昇温
させる。このとき、炉体１０が円筒形状であるので、誘
導コイル４１による作用が溶鋼１に万遍なく働き、溶鋼
１が効率よく誘導加熱される。このとき、炉体１０の上
流側の溶鋼温度を連続的に測定しながら、その測定結果
を加熱装置にフィードフォワードし、出力電流を調整す
ると、目標とする鋳込み温度に精度良くコントロールす
ることができる。

【００１２】温度調節された溶鋼１は、必要に応じて鎮
静化され、整流状態で浸漬ノズル３から連鋳用鋳型４に
送り出される。そのため、温度調整機構４０の下方に、
鎮静化機構５０を設けている。鎮静化機構５０として
は、炉内を下降している溶鋼１に上向きの力となる静磁
場をかけるように、炉体１０を取り囲んで配置されたコ
イル５１が使用される。これにより、溶鋼中に残る介在
物の浮上が促進される。また、上流側の強制撹拌領域で
凝集肥大化した介在物は、ここでほぼ全量が浮上分離さ
れる。更に、鎮静整流化は、浸漬ノズル３を介して鋳型
４内に溶鋼を供給する際、浸漬ノズル３内に偏流を生じ
させない上でも有効な手段である。

【００１３】このようにして、竪型の炉体１０を基本と
し、垂直方向に沿って上方から成分調整機構２０，介在
物除去機構３０，温度調整機構４０及び鎮静化機構５０
を設けているので、ロングノズル２を介して取鍋から送
り込まれた溶鋼１は、それぞれの帯域で処理された後、
清浄度の高い溶鋼として連鋳用鋳型４に供給される。こ
のとき、溶鋼１が大気と接触する面積が従来の舟型タン
ディッシュに比較して大幅に少なくなっているので、大
気からガス成分を吸収することが防止される。しかも、
成分調整された溶鋼は、下層側で介在物除去，温度調整
等の処理が施されるので、大気との接触に起因した再酸
化や吸窒が抑制される。その結果、清浄度が高く、目標
とする成分及び温度を持つ溶鋼１が安定して連鋳用鋳型
４に送り出される。大気との接触を避けるために炉体１
０の上部開口を覆う蓋体を装着する場合でも、開口面積
が小さいことから、使用する蓋体が小型のもので良く、
封止機構も簡単になる。また、円筒形状の炉体１０を使
用する場合には、各種コイル３５，４１，５１による電
磁力が効率よく溶鋼１に作用すると共に、内部に生じた
撹拌流に取り残される滞留部分がなくなる。したがっ
て、浸漬ノズル３から送り出される溶鋼１は、品質安定
性に優れたものとなる。

【００１４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のタンデ
ィッシュは、竪型炉体を基本とし、上方から成分調整機
構，介在物除去機構，温度調整機構等を配置している。
タンディッシュに注湯された溶鋼は、タンディッシュ内
部を下降流として流下する間に各種処理が施される。そ
のため、従来の舟型タンディッシュに比較して大気と接
触する液面が大幅に少なくなり、しかも非金属介在物の
浮上分離に必要な浴深が十分にとれる。また、円筒形の
炉体を使用したものでは、溶鋼に対して電磁効果が均等
に働き、品質安定性に優れた高清浄度鋼が得られる。更
に、密閉用の蓋体を装着する場合でも、上部の開口面積
が小さいことから、小型で簡単な密閉機構が使用でき
る。このようにして、本発明のタンディッシュによると
き、清浄度が高い高品質の溶鋼が連鋳用鋳型に注湯さ
れ、健全で且つ品質が高位に安定した連鋳スラブが得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例で採用した竪型タンディッシュ

【図２】タンディッシュの浴深と内径との比が介在物
の排出率に及ぼす影響を表したグラフ

【符号の説明】

１：溶鋼２：ロングノズル３：浸漬ノズル
４：連鋳用鋳型１０：炉体１１：底壁２０：成分調整機構
２１：成分調整用ワイヤ２２：リール３０：介在物除去機構３１：不活
性ガス３２：多孔質ノズル３３：気泡３
５：電磁撹拌装置４０：温度調整機構５０：鎮静機構５１：コイル

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【手続補正書】

【提出日】平成７年４月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２２Ｄ 43/00 Ａ 8414−4Ｋ (72)発明者山本厚夫広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社鉄鋼研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロングノズルを介して取鍋から送り込ま
れた溶鋼を下降流として連鋳用鋳型に送り出す竪型の炉
体をもち、該炉体の上方から下方に向けて成分調整機
構，介在物除去機構及び温度調整機構が設けられている
高清浄度鋼連鋳用タンディッシュ。
【請求項２】請求項１記載の炉体は、直径に対する軸
方向長さの比が１．０以上である円筒形の炉殻をもち、
浸漬ノズルが装着される底壁を備えている高清浄度鋼連
鋳用タンディッシュ。
【請求項３】請求項１記載の成分調整機構は、成分調
整材を溶鋼の表層部に供給する機構を備えている高清浄
度鋼連鋳用タンディッシュ。
【請求項４】請求項１記載の介在物除去機構として、
溶鋼に不活性ガスを吹き込む多孔質ノズルを炉壁に設け
ている高清浄度鋼連鋳用タンディッシュ。
【請求項５】請求項１又は４記載の介在物除去機構
は、炉体を取り囲む電磁撹拌装置を備えている高清浄度
鋼連鋳用タンディッシュ。
【請求項６】請求項１記載の温度調整機構は、炉体を
取り囲む誘導コイルを備えている高清浄度鋼連鋳用タン
ディッシュ。
【請求項７】請求項１記載の温度調整機構の下方位置
で、炉体を取り囲むように、溶鋼に静磁場を印加して整
流化させる鎮静機構が設けられている高清浄度鋼連鋳用
タンディッシュ。