JPH09239501A - タンディッシュ内の溶鋼精錬方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小ロット多品種の生産に対応して実施された
タンディッシュ内での精錬及び鋳造方法は、大量生産方
式に比べて鋳片品質、歩留とも劣っていた。 【解決手段】 仕切部４Ａ，４Ｂによりタンディッシュ
１内を精錬室２と複数の鋳造室３Ａ，３Ｂに分割し、仕
切部４Ａ，４Ｂには溶鋼通路の湯道５Ａ，５Ｂと湯道を
遮断する閉鎖装置６Ａ，６Ｂとを設け、精錬室２には合
金鉄を添加する合金鉄添加装置１０と溶鋼を昇熱するプ
ラズマ加熱装置９とを設け、鋳造室３Ａ，３Ｂには溶鋼
を鋳型１５Ａ，１５Ｂに注入する浸漬ノズル１２Ａ，１
２Ｂを設けたタンディッシュ１内における溶鋼精錬方法
において、閉鎖装置６Ａ，６Ｂを閉として溶鋼１７を精
錬室２に注入し、注入した溶鋼１７に合金鉄添加及びプ
ラズマ加熱を行い溶鋼成分と溶鋼温度とを調整し、調整
完了後、予めダミーバー１８が挿入されて鋳造準備が完
了した鋳型に、鋳造室を通じて溶鋼を鋳造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は連続鋳造設備のタン
ディッシュ内で合金等の添加により小ロット部の精錬を
効率的に行うタンディッシュ内の溶鋼精錬方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造法は、転炉等で溶製された
溶鋼を取鍋よりタンディッシュに受け、浸漬ノズルを経
由して鋳型に注入し、注入された溶鋼は鋳型壁側より凝
固シェルを形成し、この凝固シェルは鋳型直下よりスプ
レーにより冷却されながら引抜かれるようになってい
る。

【０００３】タンディッシュへ供給される溶鋼は同一成
分のものを続けることが一般的であるが、最近、鋼の用
途が多様化する中で、製鋼工程に要求されるロットサイ
ズ、鋼種の種類も多様化が進んでいる。

【０００４】従来は鋼種の異なる溶鋼を製造する場合、
独立した精錬容器にて精錬する方法が採られ、小容量の
溶鋼を精錬する場合でも、転炉から出鋼された溶鋼を分
湯し、小容量の取鍋に受け、取鍋単位に鋼種を造り分け
る事が一般的であった。

【０００５】従って、引当される製品の溶製容量が取鍋
の容量より小さい場合には、引当量以外の溶鋼は余材も
しくはスクラップとなることを前提に歩留を落として鋳
造されていた。

【０００６】かかる課題を解決する方法としてタンディ
ッシュ内での溶鋼成分を変更する方法が開示されてい
る。

【０００７】（１） 特開昭６４−４０１５３号公報
（以下、「先行技術１」という）には、タンディッシュ
内を受鋼側と排出側とに仕切り装置で仕切り、仕切り装
置をまたいで設けられた２本以上の浸漬管を有する真空
処理装置を設け、この真空処理装置内で溶鋼の脱ガスと
溶鋼の成分調整と溶鋼の加熱等とを連続的に実施する方
法が記載されている。

【０００８】（２） 特開平０２−９９２５１号公報
（以下、「先行技術２」という）には、マルチストラン
ド方式の連続鋳造機のタンディッシュを分割用堰により
複数の室に区分し、分割用堰をまたぐ真空溶鋼吸引装置
を介して、溶鋼を分割された室に導き、その室で溶鋼の
成分調整と溶鋼の加熱とを連続的に行い、別々の成分を
有する鋼として鋳造する方法が記載されている。

【０００９】（３） 特開平０３−１５１１４４号公報
（以下、「先行技術３」という）には、タンディッシュ
内を流入室と流出室に区分し、両室を電磁ピンチ力発生
装置を有する通流路で連結して、先の溶鋼の鋳造中に通
流路に電磁ピンチ力発生装置の電磁ピンチ力にて通流路
を通る溶鋼流を遮断し、流入室内に残留した溶鋼の成分
調整及び加熱をバッチ的に実施し、先の溶鋼の鋳造に引
続いて成分調整した溶鋼を同一の鋳型に鋳造する方法が
記載されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術１及び先行技術２は鋳型に溶鋼を鋳造しながら、連続
的に溶鋼への合金鉄の添加や溶鋼の昇熱を行うため、必
然的にタンディッシュ内での溶鋼の滞留時間が短くなる
ので、溶鋼の成分や溶鋼温度の均一性を保つことは困難
であり、従って鋳片全長にわたり製品の品質を満足する
ことは難しい。

【００１１】また、先行技術１では、鋳型に注入しなが
ら連続的に成分を変更するので、成分変更の範囲、即ち
二つの成分の中間成分の範囲の溶鋼が多量に発生する。
このため１チャージ内で複数回の成分変更を行う場合に
は、製品の歩留を著しく低下させる。

【００１２】一方、先行技術３ではバッチ処理で溶鋼の
成分変更を行い同一鋳型に先の鋳造に引き続いて連続し
て鋳造するため、タンディッシュ内で次回の溶鋼の成分
調整を行っている期間、先の鋳造は鋳片の引き抜き速度
を遅くするか、又は一旦停止をする必要がある。

【００１３】鋳造された鋳片の品質は鋳造速度に影響
し、鋳造中に鋳造速度を変更すると未凝固先端が連続鋳
造機内で上下に変動するため、中心編析等の鋳片中心部
の品質が低下する。また、一定鋳造速度であっても、低
速鋳造を続けると鋳型内溶鋼温度の低下を起こし、モー
ルドパウダーの巻き込みを誘発し、鋳片の清浄性が著し
く悪くなる。このように、鋳片の品質を維持するには適
正な鋳造速度範囲が必要である。

【００１４】しかしながら、先行技術３にはこのような
点が配慮されておらず、品質的に劣ると言わざるを得な
い。

【００１５】また、鋳片の最終部分は引け巣等の欠陥に
より切り落とされるのに加え、先行技術３では、先の鋳
造に引き続いて鋳造する異鋼種連々鋳であるため、鋳型
内に成分混合防止治具をセットしたとしても、鋳型内の
成分混合範囲を皆無にすることはできず、この範囲を切
り落とす必要があり、バッチ処理で成分調整された少量
の溶鋼の製品採取率を更に低下させる原因となってい
る。

【００１６】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであって、小ロット多品種の生産に対応し、品
質と歩留とも低下させることのないタンディッシュ内の
溶鋼精錬方法を提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のタンディッシュ
内の溶鋼精錬方法は、仕切部によりタンディッシュ内を
精錬室と複数の鋳造室に分割し、仕切部には溶鋼通路の
湯道と湯道を遮断する閉鎖装置とを設け、精錬室には合
金鉄を添加する合金鉄添加装置と溶鋼を昇熱するプラズ
マ加熱装置とを設け、鋳造室には溶鋼を鋳型に注入する
浸漬ノズルを設けたタンディッシュ内における溶鋼精錬
方法において、閉鎖装置を閉として溶鋼を精錬室に注入
し、注入した溶鋼に合金鉄添加及びプラズマ加熱を行い
溶鋼成分と溶鋼温度とを調整し、調整完了後に閉鎖装置
を開として、予めダミーバーが挿入されて鋳造準備が完
了した鋳型に、鋳造室を通じて溶鋼を鋳造するものであ
る。

【００１８】タンディッシュ内を仕切部で精錬室と複数
の鋳造室とに分割し、仕切部には溶鋼を流通させる湯道
と湯道を遮断する閉鎖装置とを設け、精錬室には合金鉄
を添加する合金鉄添加装置と溶鋼を昇熱するプラズマ加
熱装置とを設け、鋳造室には溶鋼を鋳型に注入する浸漬
ノズルを設けているので、精錬室では溶鋼成分と溶鋼温
度との調整が鋳造室内溶鋼と独立に実施できて、小ロッ
ト材の成分調製および温度調製が可能となる。また逆
に、鋳造室では精錬室と独立に溶鋼の鋳型への鋳造がで
き、更に、複数の鋳造室を有するようにすれば、１つの
鋳造室に対応する鋳型で鋳造準備を行っている間に、他
の鋳造室で溶鋼の鋳造が可能であり、従って、鋳造が終
了した鋳型から順にダミーバーを挿入する鋳造準備が可
能となり、そのため異鋼種連々鋳を行わなくても、精錬
室で調製した鋼種毎に鋳造が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２０】図１は、本発明の実施の形態を示す連続鋳
造設備のタンディッシュ近傍の概略断面図である。

【００２１】１はタンディッシュ、２は精錬室、３Ａ，
３Ｂは精錬室左右の鋳造室、４Ａ，４Ｂは精錬室と鋳造
室とを分割する高アルミナ耐火物製の仕切部、５Ａ，５
Ｂは仕切部４Ａ，４Ｂ内に設けられた精錬室２と鋳造室
３Ａ，３Ｂとの溶鋼の通路となる湯道、６Ａ，６Ｂは仕
切部内に設けられた湯道５Ａ，５Ｂを遮断する閉鎖装置
であり、閉鎖装置６Ａ，６Ｂは３枚板式スライドバルブ
を仕切部４Ａ，４Ｂ内に設置したもので、内側にはスラ
イドする慴動板を、慴動板の両側には固定板を配置して
ある。尚、３枚板式スライドバルブの構成は図示してい
ない。

【００２２】精錬室２はプラズマトーチ９Ｂとプラズマ
トーチの昇降装置９Ａとからなるプラズマ加熱装置９
と、合金鉄等のホッパー１０Ａと投入シュート１０Ｂと
からなる合金鉄添加装置１０とを有し、精錬室２の溶鋼
に合金鉄等を添加して成分調製しながら、プラズマ加熱
装置９で合金鉄の溶解及び溶鋼の昇熱を行うことができ
る。１１はタンディッシュの上蓋で、１２Ａ，１２Ｂは
鋳造室の底部に設けられた浸漬ノズルである。

【００２３】仕切部４Ａ，４Ｂの閉鎖装置６Ａ，６Ｂを
閉にした状態で、取鍋１３の溶鋼１７を取鍋１３の底部
に取り付けたロングノズル１４を介して、精錬室２に注
入する。注入した溶鋼に合金鉄添加装置１０から必要な
合金鉄等を添加して、プラズマ加熱装置９で溶鋼成分と
温度とを調整すると共に、精錬室２の底部に設けたガス
吹込装置７からアルゴンガス等の不活性ガスを吹き込む
ことにより、溶鋼中で気泡８が生成して溶鋼が攪拌さ
れ、溶鋼成分及び温度が均一化する。

【００２４】溶鋼成分及び溶鋼温度の調整を完了した
後、予めダミーバー１８が挿入され、鋳造準備が完了し
ている鋳型１５Ａ乃至１５Ｂ、例えば鋳型１５Ａに通じ
る鋳造室３Ａ側の仕切部４Ａの閉鎖装置６Ａを開にして
精錬室２と鋳造室３Ａとをつなぎ、溶鋼１７を鋳造室３
Ａに導入し、浸漬ノズル１２Ａから鋳型１５Ａに鋳造を
開始する。所定量の溶鋼量の鋳造を行った後、仕切部４
Ａの閉鎖装置６Ａを閉にして、精錬室２と鋳造室３Ａと
を遮断する。

【００２５】更に、精錬室２には取鍋１３から新たな所
定量の溶鋼１７を受鋼し、溶鋼成分及び溶鋼温度の調節
を再開する。鋳造室３Ａ内の先の溶鋼の鋳造速度は、精
錬室２での次の溶鋼の成分及び温度調節の進捗に関わら
ず、所定の鋳造速度で鋳造を終了する。鋳造終了後はダ
ミーバー１８を鋳型１５Ａに挿入して、次の鋳造に備え
る。

【００２６】精錬室２での成分及び温度調節の済んだ溶
鋼１７は、鋳造準備のできた鋳型１５Ａ、１５Ｂに対応
する鋳造室３Ａ、３Ｂにて鋳造を再開する。

【００２７】このようにして、精錬室２内での溶鋼精錬
から精錬された溶鋼の鋳型への鋳造を実施して、小ロッ
ト材の製造を行う。２回以上行う場合は、精錬室２での
精錬から鋳型１５Ａ，１５Ｂへの鋳造を繰り返して実施
すればよい。

【００２８】精錬室２、及び鋳造室３Ａ，３Ｂの上部に
は上蓋１１が配置され、上蓋１１の鋳造室３Ａ，３Ｂの
開口部にはガスバーナー１６Ａ，１６Ｂが設置されてい
る。

【００２９】鋳造しない場合は、ガスバーナー１６Ａ，
１６Ｂで鋳造室３Ａ，３Ｂの耐火物の昇熱を行うことで
鋳造室３Ａ，３Ｂの放熱を防止している。

【００３０】また、プラズマトーチ９Ｂ、投入シュート
１０Ｂ、ロングノズル１４は上蓋１１の開口部を貫通し
て、精錬室２に挿入されている。

【００３１】

【実施例】本実施例では２ストランドのスラブ連続鋳造
機を使用した。

【００３２】このスラブ連続鋳造機のタンディッシュ１
の総容量は６０トンで、精錬室２の容量は４０トン、鋳
造室３Ａ，３Ｂの容量は各々１０トンである。

【００３３】２５０トン転炉にて脱炭吹錬した溶鋼１７
を取鍋１３に出鋼し、その後ＲＨ脱ガスにて処理して、
表１に示す鋼種Ａの溶鋼１７を溶製した。

【００３４】

【表１】

【００３５】この溶鋼１７を図１に示す２ストランドの
スラブ連続鋳造機にて鋳造した。図２は本発明の実施例
の鋳造フロー図である。最初に仕切部４Ａ，４Ｂの閉鎖
装置６Ａ，６Ｂを閉にして、鋼種Ａの溶鋼１７を２５０
トン収納した取鍋１３から精錬室２にロングノズル１４
を介して溶鋼１７が４０トンになるまで注入した。以下
この工程を「タンディッシュ注上げ」という。

【００３６】この時のタンディッシュ注上げ時間は５分
であった。精錬室２内の溶鋼１７が４０トンなった段階
で仕切部４Ａ，４Ｂの閉鎖装置６Ａ，６Ｂを開にして、
精錬室２内の鋼種Ａの溶鋼１７を鋳造室３Ａと３Ｂとに
流入した。精錬室２の溶鋼レベルと鋳造室３Ａと３Ｂの
溶鋼レベルが安定した段階で、鋳造室３Ａ，３Ｂと浸漬
ノズル１２Ａ，１２Ｂの間に設置された溶鋼閉鎖装置
（図示せず）を開にして、鋳型１５Ａ，１５Ｂに溶鋼Ａ
を鋳造速度１．０ｍｍ／分で鋳造を開始した。

【００３７】尚、精錬室２の溶鋼レベルと鋳造室３Ａ，
３Ｂの溶鋼レベルを常に安定させるために鋳型１５Ａ，
１５Ｂに鋳造した溶鋼１７の量に見合う量を、取鍋１３
から精錬室２にロングノズル１４を介して注入した。

【００３８】鋳造室３Ａ内と鋳造室３Ｂ内との溶鋼量
と，鋳型１５Ａと鋳型１５Ｂに鋳造された溶鋼量との合
計量が１７０トンになった段階（ＴＤ注入開始から４７
分後）で、仕切部４Ａ，４Ｂの閉鎖装置６Ａ，６Ｂを閉
にして精錬室２と鋳造室３Ａ，３Ｂとを遮断し、その後
精錬室２内の鋼種Ａの溶鋼１７が４０トンになるまで取
鍋１３よりロングノズル１４を介して、再度、タンディ
ッシュ注上げを行った。この時のタンディッシュ注上げ
時間は３分であった。

【００３９】尚、鋳造室３Ａ，３Ｂに残っている鋼種Ａ
の溶鋼は鋳造速度は１．０ｍｍ／分のまま鋳造を完了し
た。この時点は鋳型１５Ａ，１５Ｂに鋳造を開始してか
ら４５分後であった。

【００４０】その後、精錬室２内の鋼種Ａの溶鋼１７の
４０トンに、炭材、Ｆｅ−Ｍｎ合金、Ｆｅ−Ｎｂ合金を
合金鉄添加装置１０より添加して、表１に示す鋼種Ｂを
溶製した。この時、精錬室２内の溶鋼１７は定期的にサ
ンプリングされ、溶鋼成分が鋼種Ｂの成分になっている
か否かチェックした。鋼種Ｂの溶製時間は５分間であっ
た。

【００４１】鋼種Ａの鋳型１５Ａ，１５Ｂへの鋳造が終
了した後、一旦タンディッシュ１を鋳型１５Ａ，１５Ｂ
上からタンディッシュカー（図示せず）にて外し、ダミ
ーバー１８を鋳型１５Ａ，１５Ｂに挿入して、鋳造準備
を行った。鋼種Ａの鋳造終了から鋳造準備作業の終了ま
でに要した時間は約１８分であった。

【００４２】この間、精錬室２内の溶鋼はプラズマ加熱
装置９で加熱され、溶鋼温度は１５５０℃に保持され
た。タンディッシュ１を鋳型１５Ａ，１５Ｂ上に戻し、
仕切部４Ａの閉鎖装置６Ａを開にして、タンディッシュ
１内の鋼種Ｂの溶鋼がなくなるまで、鋳造室３Ａを介し
て鋳型内に鋼種Ｂを注入した。鋼種Ｂの鋳造時間は２０
分であった。

【００４３】鋼種Ｂの溶鋼の鋳造終了後、仕切部４Ａの
閉鎖装置６Ａを閉にして、取鍋１３内の鋼種Ａの残溶鋼
４０トンをロングノズル１４を介して精錬室２に注入し
た。タンディッシュ注上げ時間は５分であった。その
後、この溶鋼に炭材、金属ニッケル、金属銅を合金鉄添
加装置１０より添加して、プラズマ加熱装置９で加熱し
て温度を１５４０℃に調製し、表１に示す鋼種Ｃを溶製
した。

【００４４】尚、精錬室２内の溶鋼１７は定期的にサン
プリングされ、溶鋼成分が鋼種Ｃの成分になっているか
否かチェックした。鋼種Ｃの溶製時間は５分で終了し
た。

【００４５】仕切部４Ｂの閉鎖装置６Ｂを開にして、タ
ンディッシュ１内の鋼種Ｃの溶鋼がなくなるまで、鋳造
室３Ｂを介して鋳型１５Ｂ内に鋼種Ｃを注入した。鋼種
Ｂの鋳造時間は２０分であった。

【００４６】なお、鋼種Ａの溶鋼を鋳型１５Ａ，１５Ｂ
に鋳造開始してから鋼種Ｃの溶鋼を鋳型に鋳造終了する
までの時間は１１３分であった。

【００４７】このように鋼種Ａの鋳片を１７０トン、鋼
種Ｂ及び鋼種Ｃの鋳片をそれぞれ４０トン製造すること
ができた。この鋳片を厚鋼板に圧延して鋼板の超音波探
傷、断面の腐食テストを実施して内質の調査をした結
果、鋼種Ｂ及び鋼種Ｃとも、大量生産方式の鋼種Ｂ及び
鋼種Ｃと遜色のない結果が得られた。

【００４８】

【発明の効果】本発明によればオーダー量に応じて溶鋼
の成分調整が可能となり、しかも鋳造速度を変更するこ
ともないので高品質の鋳片が得られる。また、異鋼種連
々鋳を実施しないので歩留の低下も抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す連続鋳造設備のタン
ディッシュ近傍の概略断面図である。

【図２】本発明の実施例の鋳造フロー図である。

【符号の説明】 １ タンディッシュ ２ 精錬室 ３Ａ，３Ｂ 鋳造室 ４Ａ，４Ｂ 仕切部 ５Ａ，５Ｂ 湯道 ６Ａ，６Ｂ 閉鎖装置 ７ ガス吹込装置 ８ 気泡 ９ プラズマ加熱装置 ９Ａ 昇降装置 ９Ｂ プラズマトーチ １０ 合金鉄添加装置 １０Ａ ホッパー １０Ｂ 投入シュート １１ 上蓋 １２Ａ，１２Ｂ 浸漬ノズル １３ 取鍋 １４ ロングノズル １５Ａ，１５Ｂ 鋳型 １６Ａ，１６Ｂ ガスバーナー １７ 溶鋼 １８ ダミーバー

───────────────────────────────────────────────────── 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 11/10 ３７０ Ｂ２２Ｄ 11/10 ３７０Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仕切部によりタンディッシュ内を精錬室
   と複数の鋳造室に分割し、仕切部には溶鋼通路の湯道と
   湯道を遮断する閉鎖装置とを設け、精錬室には合金鉄を
   添加する合金鉄添加装置と溶鋼を昇熱するプラズマ加熱
   装置とを設け、鋳造室には溶鋼を鋳型に注入する浸漬ノ
   ズルを設けたタンディッシュ内における溶鋼精錬方法に
   おいて、 閉鎖装置を閉として溶鋼を精錬室に注入し、注入した溶
   鋼に合金鉄添加及びプラズマ加熱を行い溶鋼成分と溶鋼
   温度とを調整し、調整完了後に閉鎖装置を開として、予
   めダミーバーが挿入されて鋳造準備が完了した鋳型に、
   鋳造室を通じて溶鋼を鋳造することを特徴とするタンデ
   ィッシュ内の溶鋼精錬方法。