JPH10121124A - ノズル閉塞を防止する溶湯及び材料とその製造方法 - Google Patents

ノズル閉塞を防止する溶湯及び材料とその製造方法

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JPH10121124A
JPH10121124A JP27800596A JP27800596A JPH10121124A JP H10121124 A JPH10121124 A JP H10121124A JP 27800596 A JP27800596 A JP 27800596A JP 27800596 A JP27800596 A JP 27800596A JP H10121124 A JPH10121124 A JP H10121124A
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molten metal
alumina
nozzle
inclusions
clogging
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JP27800596A
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Mitsuo Uchimura
光雄 内村
Shigenori Tanaka
重典 田中
Yoji Idemoto
庸司 出本
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ca添加においてノズル閉塞を防止する溶湯
の特徴を明らかにした溶湯材料とその製造方法を提供す
ることにある。 【解決手段】 凝集しやすいアルミナ等の介在物の組成
をCa添加により低融点に制御するCa処理溶湯におい
て、溶湯中の残留アルミナ個数を指標として、溶湯中の
10μm以上の残留アルミナを1個/cm2 (6万個/k
g)以下にすることを特徴とするノズル閉塞のない溶湯
及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属の製造において
薄板製品、厚板製品、条鋼製品等の製品欠陥およびノズ
ル閉塞につながる介在物の除去に有効な溶湯及び材料と
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車や家電用薄板材および海洋
構造物、貯槽、石油およびガス運搬用鋼管、高張力線材
などの表面や内質の製品欠陥に対する要求は厳しさを増
している。これらの欠陥の多くは、鋳片に存在する気
泡、割れ、中心偏析、介在物等の鋳片欠陥に起因すると
考えられている。鋳片に存在する介在物や気泡は薄板の
表面疵、厚板の内部欠陥および線材では圧延時の断線原
因となる。この介在物や気泡による製品欠陥は脱酸生成
物や鍋スラグ、タンディッシュスラグ、モールドパウダ
ーおよびノズル閉塞の防止用に吹込む不活性ガスが起源
であり、これらの防止対策として従来、大型タンディッ
シュの採用、タンディッシュ雰囲気の制御、鍋スラグの
改質、タンディッシュ堰の設置、およびモールドにおけ
る吐出流の制御、連鋳機に垂直部を設置するなど、さま
ざまな対策が考えられ実行されてきた。しかし、介在物
や気泡に起因した製品欠陥の完全な発生防止には至って
いない。
【0003】また、介在物や気泡に関連したもう一つの
問題はノズル閉塞である。アルミナなど凝集しやすくク
ラスターを形成する微細な介在物は、クラスター含有地
金として浸漬ノズル内で成長して、ノズル閉塞の原因と
なり、生産性を阻害し、これらの防止対策の確立が必要
である。ノズル閉塞の防止対策としては、不活性ガスを
浸漬ノズル内あるいは上ノズルから吹込む方法が良く知
られている。しかし、このように吹込まれた不活性ガス
は鋳片内に侵入して鋳片欠陥の原因となり、また不活性
ガスを吹き込むだけではノズル閉塞の完全な防止には至
っていない。ノズル閉塞の防止対策として良く知られて
いるもう一つの方法は、ワイヤーやインジェクション法
でCaを含有する合金を鍋内等の溶湯へ添加し、凝集し
やすいアルミナ等をCa/OやCa/Al等を指標とし
て低融点な組成に制御する方法である。しかし、この方
法の場合、ノズル閉塞の発生する場合があり、ノズル閉
塞の完全な防止には至っておらず、さらに完全なノズル
閉塞が発生しない溶湯の特徴を明確にし、且つ、その所
定の溶湯の溶製方法を確立する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、ノズル閉塞を
防止し、鋳造を安定にするためには、ノズル閉塞を防止
するための溶湯の具備すべき特徴を明確にする必要があ
る。また、所定の溶湯を得るための溶製方法をも明確に
する必要がある。本発明の目的は、ノズル閉塞の防止に
効果的な溶湯と材料、また、所定の溶湯を得るための製
造方法を提供することにある。
【0005】
【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)Ca添加によりアルミナ等のクラスターを形成し
やすい介在物の組成を制御して、ノズル閉塞を防止する
Ca処理溶湯において、溶湯中の10μm以上の残留ア
ルミナ個数が1個/cm2 以下、あるいは6万個/kg以下
であることを特徴とするノズル閉塞を防止する溶湯。 (2)Ca添加により介在物の形態を制御してノズル閉
塞を防止するCa処理材において、鋳片の全厚に残留す
る10μm以上の残留アルミナ個数を10個/cm2
下、あるいは55万個/kg以下であることを特徴とする
ノズル閉塞のない材料。 (3)Ca添加によりアルミナ等のクラスターを形成し
やすい介在物の組成制御によりノズル閉塞を防止するC
a処理法において、鍋スラグ中のT.Feを4%以下に
して、CaをCa合金等で添加することにより、(1)
記載の溶湯を溶製することを特徴とするノズル閉塞のな
い溶湯の製造法。 (4)Ca添加によりアルミナ等のクラスターを形成す
る介在物の組成制御によりノズル閉塞を防止するCa処
理法において、スラグ中のT.Fe+MnOを6%以下
にした後、CaをCa合金等で添加することにより
(1)記載の溶湯を溶製することを特徴とするノズル閉
塞を防止する溶湯の製造方法。
【0006】以下本発明の概要を述べる。本発明は、イ
ンジェクション法等の二次精錬やワイヤー添加法により
溶湯にCaを添加して、介在物の組成・形態を制御し、
ノズル閉塞を防止するCa処理溶湯において、ノズル閉
塞の防止効果が安定する溶湯および材料を提案するもの
である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明をさらに詳述する。本
発明者はインジェクション法やワイヤー添加法によりC
aを添加して介在物を低融点組成に形態制御して、ノズ
ル閉塞を防止する方法を種々研究した結果、処理後の酸
素濃度やCa濃度およびAl濃度を適正範囲に制御して
も、ノズル閉塞が完全に防止できないことを経験した。
これらの経験に基づき、ノズル閉塞の発生機構について
さらに研究を進めた結果、浸漬ノズルに注入する溶湯に
残留するアルミナが多い場合、ノズル閉塞に至り、従っ
てノズル閉塞を防止するためには残留アルミナが少ない
溶湯材料が有効であることを知見して本発明を成し遂げ
た。
【0008】図1に浸漬ノズルに注入する溶湯から採取
した試料中の10μm以上のアルミナ個数とノズル閉塞
の発生状況の関係を示す。ノズル閉塞の発生状況は溶湯
中の10μm以上の残留アルミナ個数と明瞭な相関かあ
り、残留アルミナ個数を指標・管理することで、ノズル
閉塞の発生を防止することが可能で、残留アルミナ個数
を1個/cm2 (6万個/kg)以下にすることでノズル閉
塞の発生を防止し、鋳造を安定化することができる。し
かしながら、残留アルミナ個数が1〜5個/cm2 の場
合、ノズルは閉塞ぎみで、あおり、しゃくり等のストッ
パー操作の介入が必要となり、残留アルミナ個数が5個
/cm2 (30万個/kg)以上の場合、ノズルは短時間の
うちに閉塞して、注入が困難になる。従って、ノズル閉
塞を防止し、鋳造を安定化するには、10μm以上の残
留アルミナの個数が1個/cm2 の特徴を有する溶鋼が有
効である。
【0009】図2は浸漬ノズルに注入する溶湯の残留ア
ルミナ個数と1/2幅全厚の鋳片の残留アルミナ個数の
関係を示す。溶湯と鋳片全厚の残留アルミナ個数の間に
は良好な相関があり、溶湯出側溶湯の残留アルミナ個数
1個/cm2 以下は鋳片全厚の残留アルミナ個数10個/
cm2 (55万個/kg)以下に相当する。鋳片全厚の介在
物個数が注入溶湯の介在物個数より増大する理由は10
μm以下のアルミナが凝集し、粗大化するためと考えら
れる。
【0010】図3は浸漬ノズルへ注入する溶湯中の残留
アルミナ個数と、スライム法で抽出した鋳片全厚の粗大
なアルミナ個数との関係であり、図4は鋳片表層下20
mm以内の粗大なアルミナ個数に及ぼす浸漬ノズルへ注入
する残留アルミナ個数の影響である。鋳片の全厚、表層
の粗大アルミナは溶湯中の残留アルミナ個数を少なくす
ることにより低減でき、残留アルミナ個数を少なくする
ことにより介在物に起因した欠陥の防止が可能となる。
なお、残留アルミナの組成は図5に示すごとくCaOを
0〜20%程度含有したアルミナである。
【0011】また、図6にタンデディシュ溶湯の10μ
m以上の介在物個数と全酸素量の関係を示す。残留アル
ミナが多い場合、大きさが10μm以上の残留アルミナ
個数は10μm以下の残留アルミナを含めた全介在物量
を示す全酸素量と良好な相関があり、大きさが10μm
以上の残留アルミナ個数は、比較的簡単に測定可能な、
全残留アルミナ個数を示す指標になっていることが分か
る。しかし、残留アルミナが殆ど観察されず、介在物の
殆どが球状に形態制御された場合、残留アルミナ量と全
酸素量の関係は上記関係とは無関係で、全酸素量で残留
アルミナ量を示すことができない。また、本試験に使用
したノズル径は60mmφである。表1は本溶湯、材料の
ノズル閉塞防止効果と欠陥防止効果を示す表である。鋳
片形状に関係なく、本発明の溶湯、材料によりノズル閉
塞の防止と介在物に起因した欠陥が防止できることが分
かる。また、介在物の大きさは、検鏡により介在物の長
径と短径を測定して、その面積を円相当径に換算した。
また、試料単位重量当たりの介在物個数は検鏡観察で測
定した単位面積当たりの介在物個数を式(1)に示すDe
Hoffの式により換算した。 Nv =(2/π)・NA ・(1/d*)/ρ (1) 1/d*={Σ1/di }/n Nv :単位重量当たりの介在物個数 di :n個中のi番目の介在物の粒径 NA :単位面積当たりの介在物個数 ρ:測定試料の密度
【0012】図7はCa処理前スラグ中のT.Feとタ
ンディッシュ出側溶湯の残留アルミナ個数との関係であ
る。Ca処理前のスラグ中のT.Feが4%以下におい
て、溶湯中の大きさが10μm以上の残留アルミナは1
個/cm2 以下に制御することができる。また、図8はC
a処理前スラグ中のT.Fe+MnOとタンディッシュ
出側溶湯の残留アルミナ個数との関係である。Ca処理
前のスラグ中のT.Fe+MnOが6%以下において、
溶湯中の残留アルミナは1個/cm2 以下に制御すること
ができる。なお、Ca添加前のスラグ中のT.Feや、
MnOは転炉からの溶湯出鋼中にアルミ灰や、CaO等
を投入することによりスラグを還元することにより制御
するか、または、鍋蓋を設けた溶湯中に、CaO等を不
活性ガスでインジェクションすることなどで制御でき
る。なお、転炉出鋼中のスラグ改質では、良く知られた
ごとく転炉に湯残しすれば、効果は大きい。
【0013】Ca添加は以上のごとくスラグ改質した
後、CaSiインジェクション法や、Caを含有したワ
イヤーを溶湯に挿入することにより添加した。表1は、
本発明法を採用した結果である。本発明法により鋳片形
状に関係なく、ノズル閉塞と鋳片介在物の粗大化の防止
を可能にした。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】以上のごとく本発明の溶湯を鋳造するこ
とにより、ノズル閉塞の発生を防止して、ノズル閉塞に
起因した生産性の悪化の改善を可能にし、製品成績に影
響を及ぼす鋳片中の粗大アルミナ量を少なくすることを
可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図1】注入溶湯中の残留アルミナ個数とノズル閉塞と
の関係を示す図。
【図2】注入溶湯中の残留アルミナ個数と鋳片の残留ア
ルミナ個数の関係を示す図。
【図3】鋳片全厚の粗大アルミナ個数に及ぼす注入溶湯
の残留アルミナ個数の影響を示す図。
【図4】鋳片表層20mmの粗大アルミナ個数に及ぼす注
入溶湯の残留アルミナ個数の影響を示す図。
【図5】残留アルミナの成分的特徴を示す図。
【図6】残留アルミナ個数と全酸素量の関係を示す図。
【図7】Ca添加前のスラグ中T.Feと残留アルミナ
個数との関係を示す図。
【図8】Ca添加前のスラグ中T.Fe+MnOと残留
アルミナ個数との関係を示す図。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ca添加によりアルミナ等のクラスター
    を形成しやすい介在物の組成を制御して、ノズル閉塞を
    防止するCa処理溶湯において、溶湯中の10μm以上
    の残留アルミナ個数が1個/cm2 以下、あるいは6万個
    /kg以下であることを特徴とするノズル閉塞を防止する
    溶湯。
  2. 【請求項2】 Ca添加により介在物の形態を制御して
    ノズル閉塞を防止するCa処理材において、鋳片の全厚
    に残留する10μm以上の残留アルミナ個数を10個/
    cm2 以下、あるいは55万個/kg以下であることを特徴
    とするノズル閉塞のない材料。
  3. 【請求項3】 Ca添加によりアルミナ等のクラスター
    を形成しやすい介在物の組成制御によりノズル閉塞を防
    止するCa処理法において、鍋スラグ中のT.Feを4
    %以下にして、CaをCa合金等で添加することによ
    り、請求項1記載の溶湯を溶製することを特徴とするノ
    ズル閉塞のない溶湯の製造方法。
  4. 【請求項4】 Ca添加によりアルミナ等のクラスター
    を形成する介在物の組成制御によりノズル閉塞を防止す
    るCa処理法において、スラグ中のT.Fe+MnOを
    6%以下にした後、CaをCa合金等で添加することに
    より請求項1記載の溶湯を溶製することを特徴とするノ
    ズル閉塞を防止する溶湯の製造方法。
JP27800596A 1996-10-21 1996-10-21 ノズル閉塞を防止する溶湯及び材料とその製造方法 Withdrawn JPH10121124A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105378118A (zh) * 2013-07-10 2016-03-02 杰富意钢铁株式会社 钢材的制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105378118A (zh) * 2013-07-10 2016-03-02 杰富意钢铁株式会社 钢材的制造方法
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