JPH09168845A - 介在物と気泡のない溶湯の連続鋳造法および装置 - Google Patents
介在物と気泡のない溶湯の連続鋳造法および装置Info
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- JPH09168845A JPH09168845A JP33292095A JP33292095A JPH09168845A JP H09168845 A JPH09168845 A JP H09168845A JP 33292095 A JP33292095 A JP 33292095A JP 33292095 A JP33292095 A JP 33292095A JP H09168845 A JPH09168845 A JP H09168845A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 介在物および気泡に起因した鋳片欠陥を防止
し、かつ高速鋳造においても内部ワレの発生を防止する
ことができる無欠陥鋳片の高生産性連続鋳造法。を提供
する。 【解決手段】 溶湯に回転運動を与えながら、炉壁より
不活性ガスを吹込むガス吹込み遠心分離により介在物を
除去する介在物除去部とその下に溶湯に回転運動を与え
ながら抜熱する冷却部を設置してなる溶湯の介在物除去
・冷却装置を使用して、通過溶湯量に応じて、吹き込ん
だガスが後工程に流出しないよう、ガス吹込み部の溶湯
通過断面積を決定することにより、凝固工程へガス、介
在物がなく低温の溶湯を供給する連続鋳造法および溶湯
のガス・介在物除去・冷却装置。
し、かつ高速鋳造においても内部ワレの発生を防止する
ことができる無欠陥鋳片の高生産性連続鋳造法。を提供
する。 【解決手段】 溶湯に回転運動を与えながら、炉壁より
不活性ガスを吹込むガス吹込み遠心分離により介在物を
除去する介在物除去部とその下に溶湯に回転運動を与え
ながら抜熱する冷却部を設置してなる溶湯の介在物除去
・冷却装置を使用して、通過溶湯量に応じて、吹き込ん
だガスが後工程に流出しないよう、ガス吹込み部の溶湯
通過断面積を決定することにより、凝固工程へガス、介
在物がなく低温の溶湯を供給する連続鋳造法および溶湯
のガス・介在物除去・冷却装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は連続鋳造において、
気泡と介在物がなく、温度の低い溶湯を凝固工程へ供給
することにより、低温鋳造、あるいは半凝固鋳造を実現
して、鋳片の、偏析、介在物、気泡に起因した欠陥を防
止し生産性の増大および省工程を実現するための低温溶
湯の連続鋳造方法およびその方法を実施するための溶湯
のガス・介在物除去冷却装置に関するものである。
気泡と介在物がなく、温度の低い溶湯を凝固工程へ供給
することにより、低温鋳造、あるいは半凝固鋳造を実現
して、鋳片の、偏析、介在物、気泡に起因した欠陥を防
止し生産性の増大および省工程を実現するための低温溶
湯の連続鋳造方法およびその方法を実施するための溶湯
のガス・介在物除去冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車用、家電用の薄板材や、ま
た、海洋構造物、貯槽、石油およびガス運搬用鋼管、高
張力線材などの材質特性に対する要求は厳しさを増して
いる。一方、近年の凝固プロセスの発展はめざましく、
連続鋳造法は、ほとんどの製品をこの方法で製造するに
至り、またストリップキャスティング法などのニアーネ
ットシェープ技術など新たな連続鋳造法の開発も進んで
いる。これらの凝固プロセスにおいて、鋳造後の品質を
良好にして、かつ生産性を増大するには、目標の凝固組
織が実現できて、介在物および不活性ガスなどからなる
気泡のない清浄な溶湯を凝固工程へ供給することが不可
欠である。
た、海洋構造物、貯槽、石油およびガス運搬用鋼管、高
張力線材などの材質特性に対する要求は厳しさを増して
いる。一方、近年の凝固プロセスの発展はめざましく、
連続鋳造法は、ほとんどの製品をこの方法で製造するに
至り、またストリップキャスティング法などのニアーネ
ットシェープ技術など新たな連続鋳造法の開発も進んで
いる。これらの凝固プロセスにおいて、鋳造後の品質を
良好にして、かつ生産性を増大するには、目標の凝固組
織が実現できて、介在物および不活性ガスなどからなる
気泡のない清浄な溶湯を凝固工程へ供給することが不可
欠である。
【０００３】一方、現在ほとんどの製品を製造するに至
っているコンベンショナルな連続鋳造法の品質について
見ると、連続鋳造で発生した鋳片の表面ワレ、内部ワ
レ、中心偏析および介在物あるいは不活性ガスなどガス
成分に起因した鋳片欠陥は、薄板系列の場合、最終製品
の表面欠陥につながり、線材の場合、伸線時の破断、表
面欠陥の原因となる。また厚板では応力腐食ワレ等の原
因となる。従って、これら製品欠陥の防止には鋳片欠陥
の防止対策の確立が不可欠である。
っているコンベンショナルな連続鋳造法の品質について
見ると、連続鋳造で発生した鋳片の表面ワレ、内部ワ
レ、中心偏析および介在物あるいは不活性ガスなどガス
成分に起因した鋳片欠陥は、薄板系列の場合、最終製品
の表面欠陥につながり、線材の場合、伸線時の破断、表
面欠陥の原因となる。また厚板では応力腐食ワレ等の原
因となる。従って、これら製品欠陥の防止には鋳片欠陥
の防止対策の確立が不可欠である。
【０００４】鋳片欠陥の中で、まず介在物について見る
と、従来、介在物低減対策として、鍋スラグの改質、タ
ンディシュの大型化、モールド内の流動制御、介在物の
形態制御およびスプーニングノズルによる微細気泡の吹
込み、フィルターなど、すでに多くの提案がなされ実行
されている。しかしながら、介在物に起因した欠陥は完
全な克服に至っておらず、また微細介在物に起因したノ
ズル閉塞の防止を目的に浸漬ノズルや浸漬ノズルの上部
に位置する上ノズルから吹き込む不活性ガスは、ノズル
閉塞を軽減して、連々鋳回数の増大には有効であるが、
吹込んだ不活性ガスはモールド内へ侵入して、鋳片にト
ラップされ薄板のふくれ欠陥の例のごとく製品欠陥の原
因になる。従って、ノズル閉塞を防止して、かつ鋳片内
への不活性ガスの侵入を防止する技術の確立が重要課題
である。
と、従来、介在物低減対策として、鍋スラグの改質、タ
ンディシュの大型化、モールド内の流動制御、介在物の
形態制御およびスプーニングノズルによる微細気泡の吹
込み、フィルターなど、すでに多くの提案がなされ実行
されている。しかしながら、介在物に起因した欠陥は完
全な克服に至っておらず、また微細介在物に起因したノ
ズル閉塞の防止を目的に浸漬ノズルや浸漬ノズルの上部
に位置する上ノズルから吹き込む不活性ガスは、ノズル
閉塞を軽減して、連々鋳回数の増大には有効であるが、
吹込んだ不活性ガスはモールド内へ侵入して、鋳片にト
ラップされ薄板のふくれ欠陥の例のごとく製品欠陥の原
因になる。従って、ノズル閉塞を防止して、かつ鋳片内
への不活性ガスの侵入を防止する技術の確立が重要課題
である。
【０００５】また、介在物除去効果が顕著な大型タンデ
ィシュについて見ると、大型タンディシュは定常部の介
在物除去方法としては非常に優れているが、継目部の介
在物が十分除去できず、異鋼種継目では前後チャージの
成分混合の問題があり、また多量の耐火物を採用するこ
ととなりコスト高で、清浄な溶湯を凝固工程へ供給す
る、さらにコンパクトな方法の確立が不可欠である。
ィシュについて見ると、大型タンディシュは定常部の介
在物除去方法としては非常に優れているが、継目部の介
在物が十分除去できず、異鋼種継目では前後チャージの
成分混合の問題があり、また多量の耐火物を採用するこ
ととなりコスト高で、清浄な溶湯を凝固工程へ供給す
る、さらにコンパクトな方法の確立が不可欠である。
【０００６】また、その他の鋳片欠陥の原因について見
ると、内部ワレの低減には連鋳機における矯正曲げ部等
の応力の発生を小さくする設備設計や整備の観点による
対策と、溶湯の高純度化や、「鉄と鋼」７４（１９８
７），Ｓ９１０に示した例のごとく、連鋳機における冷
却条件の強冷化や凝固組織の等軸晶化が効果的であるこ
とが良く知られている。従って、鋳造速度の増大で矯正
曲げ部等の応力が増大する場合、内部ワレ防止の実現に
は溶湯の高純化、強冷、凝固組織の制御など鋳片の高温
強度を上げることが有効な１つの手段で、特に微細な粒
状晶が実現できる低温鋳造が有力な武器になる。
ると、内部ワレの低減には連鋳機における矯正曲げ部等
の応力の発生を小さくする設備設計や整備の観点による
対策と、溶湯の高純度化や、「鉄と鋼」７４（１９８
７），Ｓ９１０に示した例のごとく、連鋳機における冷
却条件の強冷化や凝固組織の等軸晶化が効果的であるこ
とが良く知られている。従って、鋳造速度の増大で矯正
曲げ部等の応力が増大する場合、内部ワレ防止の実現に
は溶湯の高純化、強冷、凝固組織の制御など鋳片の高温
強度を上げることが有効な１つの手段で、特に微細な粒
状晶が実現できる低温鋳造が有力な武器になる。
【０００７】次に、中心偏析について見ると、「材料と
プロセス」Ｖｏｌ．３（１９９０）−２６５に示した例
のごとく、中心偏析は凝固組織の等軸晶化により軽減で
きることが良く知られており、さらに凝固組織の粒状晶
化や微細な粒状晶と軽圧下との組み合わせにより、偏析
は大幅に改善することができる。このように凝固組織を
微細な粒状晶に制御することによって中心偏析や、内部
ワレ等の鋳片品質のさらなる改善と安定化が実現でき
る。従来、等軸晶率や粒状晶率を高い状態に維持する方
法として、低温鋳造やモールド電磁撹拌が良く知られて
いる。モールド電磁撹拌は「材料とプロセス」Ｖｏｌ．
３（１９９０）−２６５に示した例のごとく、注入温度
が高温であっても、等軸晶率を高い状態に確保できるこ
とが良く知られている。しかし、この方法の場合、表面
直下に負偏析帯が発生して、材料の種類によっては製品
特性の劣化が懸念され、また、ワレ防止対策として効果
的と考えられる粒状晶の微細化を鋳片の肌直下から実現
できず、鋳片の表面近傍では柱状晶となる欠点がある。
プロセス」Ｖｏｌ．３（１９９０）−２６５に示した例
のごとく、中心偏析は凝固組織の等軸晶化により軽減で
きることが良く知られており、さらに凝固組織の粒状晶
化や微細な粒状晶と軽圧下との組み合わせにより、偏析
は大幅に改善することができる。このように凝固組織を
微細な粒状晶に制御することによって中心偏析や、内部
ワレ等の鋳片品質のさらなる改善と安定化が実現でき
る。従来、等軸晶率や粒状晶率を高い状態に維持する方
法として、低温鋳造やモールド電磁撹拌が良く知られて
いる。モールド電磁撹拌は「材料とプロセス」Ｖｏｌ．
３（１９９０）−２６５に示した例のごとく、注入温度
が高温であっても、等軸晶率を高い状態に確保できるこ
とが良く知られている。しかし、この方法の場合、表面
直下に負偏析帯が発生して、材料の種類によっては製品
特性の劣化が懸念され、また、ワレ防止対策として効果
的と考えられる粒状晶の微細化を鋳片の肌直下から実現
できず、鋳片の表面近傍では柱状晶となる欠点がある。
【０００８】一方、低温鋳造の場合、鋳片の肌直下に負
偏析帯は発生せず、また凝固組織は注入温度を低くする
ことにより、鋳片の肌直下から微細な粒状晶とすること
が可能である。しかし、低温鋳造を目指した場合、鍋内
の偏熱等の理由により鋳造初期にはタンディシュ内温度
が低く、しだいに温度が上昇し末期に温度が降下するな
どの現象があり、１つの鍋全部を低温で鋳造しようとし
た場合、鋳造不能に至る例が多く、鍋全部を安定に鋳造
するためにはタンディシュ内の加熱度を完鋳可能な温度
にする必要がある。また低温鋳造の場合、モールド以降
での介在物や気泡の分離性が悪化するなどの理由によ
り、鋳片の介在物と気泡が増大する傾向にあり、気泡と
介在物がない微細な粒状晶を安定に実現する大幅な低温
鋳造は困難である。
偏析帯は発生せず、また凝固組織は注入温度を低くする
ことにより、鋳片の肌直下から微細な粒状晶とすること
が可能である。しかし、低温鋳造を目指した場合、鍋内
の偏熱等の理由により鋳造初期にはタンディシュ内温度
が低く、しだいに温度が上昇し末期に温度が降下するな
どの現象があり、１つの鍋全部を低温で鋳造しようとし
た場合、鋳造不能に至る例が多く、鍋全部を安定に鋳造
するためにはタンディシュ内の加熱度を完鋳可能な温度
にする必要がある。また低温鋳造の場合、モールド以降
での介在物や気泡の分離性が悪化するなどの理由によ
り、鋳片の介在物と気泡が増大する傾向にあり、気泡と
介在物がない微細な粒状晶を安定に実現する大幅な低温
鋳造は困難である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、高速鋳造によ
り生産性を増大して、介在物、気泡、内部ワレ、偏析等
に起因した鋳片欠陥を防止するためには、低温で介在物
と気泡の少ない低温・清浄溶湯を凝固工程へ供給する方
法の確立が重要課題である。
り生産性を増大して、介在物、気泡、内部ワレ、偏析等
に起因した鋳片欠陥を防止するためには、低温で介在物
と気泡の少ない低温・清浄溶湯を凝固工程へ供給する方
法の確立が重要課題である。
【００１０】本発明はこのような状況に鑑みなされたも
ので、介在物および気泡に起因した鋳片欠陥を防止し、
かつ高速鋳造においても内部ワレの発生を防止できる無
欠陥鋳片の高生産性連続鋳造法とそれに使用する溶湯介
在物除去・冷却装置を提供することを目的とする。
ので、介在物および気泡に起因した鋳片欠陥を防止し、
かつ高速鋳造においても内部ワレの発生を防止できる無
欠陥鋳片の高生産性連続鋳造法とそれに使用する溶湯介
在物除去・冷却装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは下記のとおりである。 （１）溶湯を連続的に鋳造する連続鋳造法において、タ
ンディシュと凝固工程の間に容器の中で溶湯に回転運動
を与えながら、容器の壁面より不活性ガスを吹き込み、
吹込みガス遠心分離により介在物を除去する介在物除去
部と、その下に回転運動を与えた溶湯から抜熱する冷却
部とからなる溶湯介在物除去・冷却装置を設置して、溶
湯介在物除去部の溶湯通過断面積と通過溶湯量の間に
（１）式または（２）式の関係を成立させることによ
り、凝固工程へガス、介在物のない低温溶湯を供給する
ことを特徴とする連続鋳造法。 １＞ｔ／（ρ・Ｓ） （１） １＞ｔ／｛ρ・π・（Ｒ2 −ｒ2 ）｝ （２） Ｓ：ガス吹込み介在物遠心分離装置断面積（ｍ2 ） ｔ：通過溶湯量（ton/sec ） ρ：溶湯の密度（ton/ｍ3 ） Ｒ：ガス吹込み介在物遠心分離装置内半径（ｍ） ｒ：ストッパー半径（ｍ） π：円周率
ろは下記のとおりである。 （１）溶湯を連続的に鋳造する連続鋳造法において、タ
ンディシュと凝固工程の間に容器の中で溶湯に回転運動
を与えながら、容器の壁面より不活性ガスを吹き込み、
吹込みガス遠心分離により介在物を除去する介在物除去
部と、その下に回転運動を与えた溶湯から抜熱する冷却
部とからなる溶湯介在物除去・冷却装置を設置して、溶
湯介在物除去部の溶湯通過断面積と通過溶湯量の間に
（１）式または（２）式の関係を成立させることによ
り、凝固工程へガス、介在物のない低温溶湯を供給する
ことを特徴とする連続鋳造法。 １＞ｔ／（ρ・Ｓ） （１） １＞ｔ／｛ρ・π・（Ｒ2 −ｒ2 ）｝ （２） Ｓ：ガス吹込み介在物遠心分離装置断面積（ｍ2 ） ｔ：通過溶湯量（ton/sec ） ρ：溶湯の密度（ton/ｍ3 ） Ｒ：ガス吹込み介在物遠心分離装置内半径（ｍ） ｒ：ストッパー半径（ｍ） π：円周率
【００１２】（２）上部より溶湯を供給し、下部より溶
湯を排出する容器内にて、溶湯に回転運動を与えながら
容器の壁面より溶湯へガスを吹き込み、吹込みガス遠心
分離により介在物を除去する介在物除去部と、その下に
回転運動を与えた溶湯から抜熱する冷却部とを設置して
なる溶湯介在物除去・冷却装置であって、ガス吹き込み
部の溶湯通過断面積と通過溶湯の間に上記（１）式ある
いは（２）式の関係を満足させることにより、凝固工程
へガス、介在物のない低温の溶湯を供給することを特徴
とする溶湯のガス・介在物除去・冷却装置。
湯を排出する容器内にて、溶湯に回転運動を与えながら
容器の壁面より溶湯へガスを吹き込み、吹込みガス遠心
分離により介在物を除去する介在物除去部と、その下に
回転運動を与えた溶湯から抜熱する冷却部とを設置して
なる溶湯介在物除去・冷却装置であって、ガス吹き込み
部の溶湯通過断面積と通過溶湯の間に上記（１）式ある
いは（２）式の関係を満足させることにより、凝固工程
へガス、介在物のない低温の溶湯を供給することを特徴
とする溶湯のガス・介在物除去・冷却装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の溶湯のガス・介在
物除去・冷却装置の概略を示す図で、図２は本装置を設
置した例である。本装置は電磁撹拌装置１により回転運
動を与えた溶湯にポーラスプラグやアルミナグラファイ
トからなる多孔質のガス吹込み帯２から不活性ガス３を
吹き込むガス吹込み遠心分離による介在物除去部４と、
その下に溶湯に回転運動を与えながら冷却する冷却部５
からなっている。介在物除去部４において、炉壁より吹
込まれた不活性ガス３は遠心力とせん断力の作用で微細
な気泡６となり、微細気泡は溶湯より軽いため遠心力に
より中心部に集積して粗大化して、粗大気泡７となり、
粗大気泡７は中心部近傍を浮上し、溶湯の流れは壁面近
傍において回転下降流、中心部近傍において回転上昇流
が発生する。この際、気泡は介在物と比べ低密度であり
かつ大径であるため、中心部への移動速度が介在物より
速く、また激しい撹拌下にあることから、その結果、微
細介在物等の介在物は気泡に捕捉され気泡とともに上昇
して、また一部の介在物は中心部近傍の回転上昇流に乗
って上昇分離する。
物除去・冷却装置の概略を示す図で、図２は本装置を設
置した例である。本装置は電磁撹拌装置１により回転運
動を与えた溶湯にポーラスプラグやアルミナグラファイ
トからなる多孔質のガス吹込み帯２から不活性ガス３を
吹き込むガス吹込み遠心分離による介在物除去部４と、
その下に溶湯に回転運動を与えながら冷却する冷却部５
からなっている。介在物除去部４において、炉壁より吹
込まれた不活性ガス３は遠心力とせん断力の作用で微細
な気泡６となり、微細気泡は溶湯より軽いため遠心力に
より中心部に集積して粗大化して、粗大気泡７となり、
粗大気泡７は中心部近傍を浮上し、溶湯の流れは壁面近
傍において回転下降流、中心部近傍において回転上昇流
が発生する。この際、気泡は介在物と比べ低密度であり
かつ大径であるため、中心部への移動速度が介在物より
速く、また激しい撹拌下にあることから、その結果、微
細介在物等の介在物は気泡に捕捉され気泡とともに上昇
して、また一部の介在物は中心部近傍の回転上昇流に乗
って上昇分離する。
【００１４】この不活性ガス吹き込み遠心分離の介在物
除去部４の下方に設置した冷却部５の冷却筒８はＣｕ、
ＳＵＳ、セラミックスやその他の合金で作り、冷却筒８
は冷却水９の循環による水冷チャンバー１０や水スプレ
ー、あるいはガスを吹き付けることにより溶湯を冷却す
る。溶湯の回転運動は水冷チャンバー１０などの冷却機
構の外側に設置した電磁撹拌装置１による回転磁界によ
り与える。この回転運動の目的は冷却筒８の内面に成長
する凝固シェル成長の抑制で、冷却筒内面の凝固シェル
成長は溶湯の回転速度と冷却筒の熱流束等で抑制でき
る。このようなガス吹き込み遠心分離による介在物除去
部４と冷却部５を設けることにより、低温で介在物のな
い清浄な溶湯の製造が可能となる。
除去部４の下方に設置した冷却部５の冷却筒８はＣｕ、
ＳＵＳ、セラミックスやその他の合金で作り、冷却筒８
は冷却水９の循環による水冷チャンバー１０や水スプレ
ー、あるいはガスを吹き付けることにより溶湯を冷却す
る。溶湯の回転運動は水冷チャンバー１０などの冷却機
構の外側に設置した電磁撹拌装置１による回転磁界によ
り与える。この回転運動の目的は冷却筒８の内面に成長
する凝固シェル成長の抑制で、冷却筒内面の凝固シェル
成長は溶湯の回転速度と冷却筒の熱流束等で抑制でき
る。このようなガス吹き込み遠心分離による介在物除去
部４と冷却部５を設けることにより、低温で介在物のな
い清浄な溶湯の製造が可能となる。
【００１５】しかしながら、このような条件で介在物除
去・冷却溶湯を製造した場合、介在物除去部４で吹き込
む不活性ガスが凝固工程へ侵入し欠陥の原因となること
がある。図３は鋳造後採取した鋳片にトラップされた気
泡の有無に及ぼす介在物除去部４の溶湯通過断面積と溶
湯密度の積と通過溶湯量の関係である。本発明者は不活
性ガスの鋳片への巻き込みを防止するためには図３の結
果に基づき、下記（１）式あるいは（２）式を満足する
よう装置を設計して、操業すれば良いことを知見して本
発明を成し遂げた。なお、本発明において、凝固工程へ
の気泡の侵入を防止できる理由は炉壁から吹込んだ微細
気泡が中心部に集積して粗大化し、気泡の浮上速度が、
溶湯の下降速度より大きくできることによる。 １＞ｔ／（ρ・Ｓ） （１） １＞ｔ／｛ρ・π・（Ｒ2 −ｒ2 ）｝ （２） Ｓ：ガス吹込み介在物遠心分離装置断面積（ｍ2 ） ｔ：通過溶湯量（ton/sec ） ρ：溶湯の密度（ton/ｍ3 ） Ｒ：ガス吹込み介在物遠心分離装置内半径（ｍ） ｒ：ストッパー半径（ｍ） π：円周率
去・冷却溶湯を製造した場合、介在物除去部４で吹き込
む不活性ガスが凝固工程へ侵入し欠陥の原因となること
がある。図３は鋳造後採取した鋳片にトラップされた気
泡の有無に及ぼす介在物除去部４の溶湯通過断面積と溶
湯密度の積と通過溶湯量の関係である。本発明者は不活
性ガスの鋳片への巻き込みを防止するためには図３の結
果に基づき、下記（１）式あるいは（２）式を満足する
よう装置を設計して、操業すれば良いことを知見して本
発明を成し遂げた。なお、本発明において、凝固工程へ
の気泡の侵入を防止できる理由は炉壁から吹込んだ微細
気泡が中心部に集積して粗大化し、気泡の浮上速度が、
溶湯の下降速度より大きくできることによる。 １＞ｔ／（ρ・Ｓ） （１） １＞ｔ／｛ρ・π・（Ｒ2 −ｒ2 ）｝ （２） Ｓ：ガス吹込み介在物遠心分離装置断面積（ｍ2 ） ｔ：通過溶湯量（ton/sec ） ρ：溶湯の密度（ton/ｍ3 ） Ｒ：ガス吹込み介在物遠心分離装置内半径（ｍ） ｒ：ストッパー半径（ｍ） π：円周率
【００１６】このように製造した不活性ガスの巻き込み
がなく、清浄で低温な溶湯は例えば浸漬ノズル１１を介
して、通常のモールド１２によるパウダー１３を用いた
凝固工程へ供給する。なお、溶湯の介在物除去部４の通
過速度は、図１に示すストッパー１４の開面積または浸
漬ノズルと本装置の間に設置したスライディングノズル
の開面積のどちらか一方、または両方の開面積で制御す
る。また、冷却部５をガス吹込み介在物除去部４の下に
設ける理由は溶湯が半凝固金属になった場合、ガスは半
凝固金属に巻き込まれやすく、これを回避するためであ
る。
がなく、清浄で低温な溶湯は例えば浸漬ノズル１１を介
して、通常のモールド１２によるパウダー１３を用いた
凝固工程へ供給する。なお、溶湯の介在物除去部４の通
過速度は、図１に示すストッパー１４の開面積または浸
漬ノズルと本装置の間に設置したスライディングノズル
の開面積のどちらか一方、または両方の開面積で制御す
る。また、冷却部５をガス吹込み介在物除去部４の下に
設ける理由は溶湯が半凝固金属になった場合、ガスは半
凝固金属に巻き込まれやすく、これを回避するためであ
る。
【００１７】また、前述の図２は本発明の溶湯のガス、
介在物除去・冷却装置をタンディシュ１５と浸漬ノズル
１１の間に設置した例である。このように凝固工程の直
前に本装置を設置するのは、鍋１６からロングノズル１
７を介してタンディシュ１５内へ流出した鍋スラグやタ
ンディシュ１５での空気酸化など、タンディシュ内での
溶湯汚染が鋳片介在物レベルに敏感に影響を及ぼすため
で、凝固工程より上流の汚染を凝固工程の直前で除去す
るのが効果的であることによる。
介在物除去・冷却装置をタンディシュ１５と浸漬ノズル
１１の間に設置した例である。このように凝固工程の直
前に本装置を設置するのは、鍋１６からロングノズル１
７を介してタンディシュ１５内へ流出した鍋スラグやタ
ンディシュ１５での空気酸化など、タンディシュ内での
溶湯汚染が鋳片介在物レベルに敏感に影響を及ぼすため
で、凝固工程より上流の汚染を凝固工程の直前で除去す
るのが効果的であることによる。
【００１８】図２のプロセスでブルーム、ビレットおよ
びスラブを製造した鋳片の品質改善効果を表１に示す。
本プロセスの適用によって、鋳片内介在物と気泡が大幅
に低減し、また浸漬ノズル内面への付着地金の成長が皆
無になる。また、図４は１６０×１６０mmのビレットを
鋳造した鋳片の凝固組織とタンディシュ内スーパーヒー
トの関係である。凝固組織は温度を低くするにつれ、
等軸晶率が増大、等軸晶のデンドライトの樹間に濃化
溶鋼が観察されない粒状晶の割合が増大、粒状晶の微
細化、の順に粒状晶の微細化が進行して、従来モールド
電磁撹拌のみでは実現困難な微細な粒状晶が介在物と気
泡なしに製造することが可能になった。なお、ここで等
軸晶率は鋳片全厚に対する等軸晶が存在する長さ割合で
ある。
びスラブを製造した鋳片の品質改善効果を表１に示す。
本プロセスの適用によって、鋳片内介在物と気泡が大幅
に低減し、また浸漬ノズル内面への付着地金の成長が皆
無になる。また、図４は１６０×１６０mmのビレットを
鋳造した鋳片の凝固組織とタンディシュ内スーパーヒー
トの関係である。凝固組織は温度を低くするにつれ、
等軸晶率が増大、等軸晶のデンドライトの樹間に濃化
溶鋼が観察されない粒状晶の割合が増大、粒状晶の微
細化、の順に粒状晶の微細化が進行して、従来モールド
電磁撹拌のみでは実現困難な微細な粒状晶が介在物と気
泡なしに製造することが可能になった。なお、ここで等
軸晶率は鋳片全厚に対する等軸晶が存在する長さ割合で
ある。
【００１９】図５は１５０mm厚で１５００mm幅のスラブ
を対象にして、モールド内で測定した溶湯温度とＶ／Ｖ
o の関係図におけるワレ発生条件である。なお、Ｖo は
柱状晶において内部ワレが発生する限界鋳造速度で、Ｖ
は実験鋳造速度である。図５に示すごとく、モールド内
の溶湯温度が低いほど内部ワレが発生し始める限界鋳造
速度は高速にすることが可能である。従って、本法によ
り、モールドに供給する溶湯の温度を降下させ、凝固組
織を改善することにより鋳造速度の増大が可能となる。
以上本発明により気泡がなく、清浄で低温の溶湯を安定
に凝固工程へ供給することが可能になり、その結果鋳造
速度増大による生産性の増大と気泡や介在物および内部
ワレ、偏析に起因した製品欠陥の防止を可能にした。
を対象にして、モールド内で測定した溶湯温度とＶ／Ｖ
o の関係図におけるワレ発生条件である。なお、Ｖo は
柱状晶において内部ワレが発生する限界鋳造速度で、Ｖ
は実験鋳造速度である。図５に示すごとく、モールド内
の溶湯温度が低いほど内部ワレが発生し始める限界鋳造
速度は高速にすることが可能である。従って、本法によ
り、モールドに供給する溶湯の温度を降下させ、凝固組
織を改善することにより鋳造速度の増大が可能となる。
以上本発明により気泡がなく、清浄で低温の溶湯を安定
に凝固工程へ供給することが可能になり、その結果鋳造
速度増大による生産性の増大と気泡や介在物および内部
ワレ、偏析に起因した製品欠陥の防止を可能にした。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上のごとく本発明で提案した溶湯の介
在物とガス分離・冷却装置を凝固工程の直前に設置する
ことにより、介在物とガスがなく、かつ低温の溶湯を凝
固工程へ安定に供給することが可能となり、鋳造速度を
増大しても鋳片の内部ワレが発生せず、偏析および介在
物およびガスの巻き込み起因した欠陥を大幅に低減でき
る。従って、本発明によれば鋳片品質が従来より良好に
なり、かつ高速鋳造においても品質の安定化が可能にな
り、生産性の増大と品質の高位安定化が実現できる。ま
た、介在物とガスの巻き込みのない半凝固金属を凝固・
加工工程へ供給することによる、半凝固加工の実現によ
り大幅な工程省略が可能になる。
在物とガス分離・冷却装置を凝固工程の直前に設置する
ことにより、介在物とガスがなく、かつ低温の溶湯を凝
固工程へ安定に供給することが可能となり、鋳造速度を
増大しても鋳片の内部ワレが発生せず、偏析および介在
物およびガスの巻き込み起因した欠陥を大幅に低減でき
る。従って、本発明によれば鋳片品質が従来より良好に
なり、かつ高速鋳造においても品質の安定化が可能にな
り、生産性の増大と品質の高位安定化が実現できる。ま
た、介在物とガスの巻き込みのない半凝固金属を凝固・
加工工程へ供給することによる、半凝固加工の実現によ
り大幅な工程省略が可能になる。
【図１】凝固工程へガスの侵入を防止する溶湯のガス介
在物除去・冷却装置の概略を示す図。
在物除去・冷却装置の概略を示す図。
【図２】本装置の設置方法を示す図。
【図３】凝固工程への不活性ガスの侵入を防止する条件
を示す図。
を示す図。
【図４】本装置による凝固組織改善効果を示す図。
【図５】本法の鋳造速度増大効果を示す図。
１ 電磁撹拌装置 ２ ガス吹込み帯 ３ 不活性ガス ４ ガス吹込み遠心分離による介在物除去部 ５ 溶湯回転冷却部 ６ 微細気泡 ７ 粗大気泡 ８ 冷却筒 ９ 冷却水 １０ 水冷チャンバー １１ 浸漬ノズル １２ 電磁撹拌が可能なモールド １３ パウダー １４ ストッパー １５ タンディシュ １６ 鍋 １７ ロングノズル １８ 鋳片 １９ 本装置
Claims (2)
- 【請求項１】 溶湯を連続的に鋳造する連続鋳造法にお
いて、タンディシュと凝固工程の間に容器の中で溶湯に
回転運動を与えながら、容器の壁面より不活性ガスを吹
き込み、吹込みガス遠心分離により介在物を除去する介
在物除去部と、その下に回転運動を与えた溶湯から抜熱
する冷却部とからなる溶湯介在物除去・冷却装置を設置
して、溶湯介在物除去部の溶湯通過断面積と通過溶湯量
の間に下記（１）式または（２）式の関係を成立させる
ことにより、凝固工程へガス、介在物のない低温溶湯を
供給することを特徴とする連続鋳造法。 １＞ｔ／（ρ・Ｓ） （１） １＞ｔ／｛ρ・π・（Ｒ2 −ｒ2 ）｝ （２） Ｓ：ガス吹込み介在物遠心分離装置断面積（ｍ2 ） ｔ：通過溶湯量（ton/sec ） ρ：溶湯の密度（ton/ｍ3 ） Ｒ：ガス吹込み介在物遠心分離装置内半径（ｍ） ｒ：ストッパー半径（ｍ） π：円周率 - 【請求項２】 上部より溶湯を供給し、下部より溶湯を
排出する容器内にて、溶湯に回転運動を与えながら容器
の壁面より溶湯へガスを吹き込み、吹込みガス遠心分離
により介在物を除去する介在物除去部と、その下に回転
運動を与えた溶湯から抜熱する冷却部とを設置してなる
溶湯介在物除去・冷却装置であって、ガス吹き込み部の
溶湯通過断面積と通過溶湯との間に下記（１）式あるい
は（２）式の関係を満足させることにより、凝固工程へ
ガス、介在物のない低温の溶湯を供給することを特徴と
する溶湯のガス・介在物除去・冷却装置。 １＞ｔ／（ρ・Ｓ） （１） １＞ｔ／｛ρ・π・（Ｒ2 −ｒ2 ）｝ （２） Ｓ：ガス吹込み介在物遠心分離装置断面積（ｍ2 ） ｔ：通過溶湯量（ton/sec ） ρ：溶湯の密度（ton/ｍ3 ） Ｒ：ガス吹込み介在物遠心分離装置内半径（ｍ） ｒ：ストッパー半径（ｍ） π：円周率
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33292095A JPH09168845A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 介在物と気泡のない溶湯の連続鋳造法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33292095A JPH09168845A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 介在物と気泡のない溶湯の連続鋳造法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09168845A true JPH09168845A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18260291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33292095A Withdrawn JPH09168845A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 介在物と気泡のない溶湯の連続鋳造法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09168845A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100426856B1 (ko) * | 1998-12-29 | 2004-06-24 | 주식회사 포스코 | 로타리형태의전자기교반및스톱퍼를이용한용강의흐름제어방법및그장치 |
| KR101277174B1 (ko) * | 2011-06-17 | 2013-06-19 | 주식회사 포스코 | 이강종 강랭장치 |
-
1995
- 1995-12-21 JP JP33292095A patent/JPH09168845A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100426856B1 (ko) * | 1998-12-29 | 2004-06-24 | 주식회사 포스코 | 로타리형태의전자기교반및스톱퍼를이용한용강의흐름제어방법및그장치 |
| KR101277174B1 (ko) * | 2011-06-17 | 2013-06-19 | 주식회사 포스코 | 이강종 강랭장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030304 |