JPH10314892A

JPH10314892A - 高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH10314892A
Application number: JP12881397A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ishige; 俊朗石毛; Takashi Itakura; 孝板倉; Hiroki Fujita; 浩起藤田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法において、鋳片
の表面欠陥を防止して無手入れ圧延を可能とする。【解決手段】０．１〜１．０ｗｔ％のＴｉを含有する
高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法において、浸漬ノズル１の
吐出孔角度θを上向き２〜８度の範囲内とし、且つ、浸
漬ノズルの浸漬深さＨを８０〜１３０ｍｍの範囲内とす
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、浸漬ノズル形状と
浸漬深さとを最適化し、表面欠陥の少ない鋳片を安定し
て製造する高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】析出型耐磨耗鋼を代表として知られるＴ
ｉを０．１〜１．０ｗｔ％（以下、単に「％」と記す）
含有する高Ｔｉ含有鋼は、連続鋳造時の不可避的な酸化
により溶鋼中のＴｉが酸化してＴｉＯ₂が発生する。こ
のＴｉＯ₂は、鋳型内溶鋼湯面（以下、「メニスカス」
と記す）上に添加したモールドパウダー中に濃化して高
融点化合物（ＣａＴｉＯ₃）を析出させ、モールドパウ
ダーの粘性や融点等の特性を変化させる。そのため、鋳
型と凝固シェルとの間へのモールドパウダーの流れ込み
量（以下、「パウダー流れ込み量」と記す）が減少して
鋳片表面に縦割れが発生したり、又、高融点化合物が凝
固シェルに巻き込まれ所謂「ノロカミ」が発生して品質
異常となる。そして、最悪の場合には、パウダー流れ込
み量の不足により鋳型と凝固シェルとの焼き付きを起こ
し、ブレークアウトの操業事故を発生させる。そのた
め、高Ｔｉ含有鋼を安定して鋳造するために、従来様々
な対策が実施されている。

【０００３】例えば、特開平７−３２０９１号公報（以
下、「先行技術１」と記す）には、転炉出鋼時もしくは
出鋼後において取鍋内にＣａＯ系フラックスを添加し、
連続鋳造時にはＣａＯ／ＳｉＯ₂が０．４〜０．７のモ
ールドパウダーを用いた高Ｔｉ含有鋼の製造方法が開示
されている。先行技術１によれば、ＣａＯ系フラックス
が溶鋼中のＴｉＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃を吸収して、溶鋼の清
浄化が行なわれると共に、モールドパウダーのＣａＯ／
ＳｉＯ₂を０．４〜０．７とすることで、モールドパウ
ダー中で高融点化合物の生成が防止できるので、清浄な
高Ｔｉ含有鋼を操業事故なく、安定して鋳造することが
できるとしている。

【０００４】又、特開平７−２５１２５１号公報（以
下、「先行技術２」と記す）には、鋳片引抜き速度を
０．８〜１．２ｍ／ｍｉｎの範囲としてサイン曲線で鋳
型を振動させる際に、鋳型振動ストロークＳを２〜５ｍ
ｍの範囲内とし、鋳型振動数ｆを１２０サイクル／ｍｉ
ｎ以上とし、且つ、鋳型振動数ｆ×鋳型振動ストローク
Ｓ≦６００を満たす振動条件にて高Ｔｉ含有鋼を連続鋳
造する方法が開示されている。先行技術２によれば、振
動条件を低ストローク且つ高振動数とするので、普通鋼
の鋳造に一般的に使用されているモールドパウダーの使
用でも、オシレーションマークを浅くし、且つ、ノロカ
ミ等の表面欠陥を防止することができるとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】連続鋳造鋳片は、歩留
り向上及び省エネルギーのために、無手入れで次工程の
熱間圧延工程に供給されることが望ましい。しかし、無
手入れで供給するためには、縦割れやノロカミ等の表面
欠陥の全てを防止する必要がある。

【０００６】本発明者等は、高Ｔｉ含有鋼を無手入れ化
するための連続鋳造方法を検討した結果、上記の従来技
術には以下の問題点があることが判明した。即ち、先行
技術１では、モールドパウダー中の高融点化合物の生成
が防止されて、ブレークアウト等の操業異常を防止する
には効果があるが、鋳造条件によっては縦割れ又はノロ
カミが発生し、安定して無手入れとすることはできな
い。又、先行技術２では、オシレーションマーク深さは
浅くなるが、鋳型振動条件を低ストローク且つ高振動数
とするので、パウダー流れ込み量が減少して鋳片表面に
縦割れが発生することがあり、安定して無手入れとする
ことはできない。

【０００７】このように従来の方法は、高Ｔｉ含有鋼を
無手入れとするための鋳片表面欠陥の防止に効果を十分
に発揮しているとは言い難く、改善の余地が大きいのが
現状である。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは鋳片の表面欠陥を防止し、無手
入れで圧延することができる高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方
法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による高Ｔｉ含有
鋼の連続鋳造方法は、０．１〜１．０ｗｔ％のＴｉを含
有する高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法において、浸漬ノズ
ルの吐出孔角度θを上向き２〜８度の範囲内とし、且
つ、浸漬ノズルの浸漬深さＨを８０〜１３０ｍｍの範囲
内とすることを特徴とするものである。

【００１０】本発明者等の調査結果から、高Ｔｉ含有鋼
の無手入れ化を阻害する表面欠陥はノロカミと縦割れと
に代表され、そして、これら表面欠陥の発生は、浸漬ノ
ズルからの吐出流によるメニスカスの溶鋼流動に左右さ
れることが分かった。

【００１１】高Ｔｉ含有鋼の場合、モールドパウダーは
溶鋼中から浮上するＴｉＯ₂を吸収するので、モールド
パウダーの融点が上昇する。融点が上昇したモールドパ
ウダーは粘性も増大する。浮上するＴｉＯ₂を順次吸収
してノロカミを防止し、且つ縦割れを防止するために
は、この融点及び粘性が上昇したモールドパウダーを均
一に溶融し、且つ、鋳型と凝固シェル間に均一に流入さ
せる必要がある。そのためには、メニスカスにおける溶
鋼は常時更新され、モールドパウダーの融解熱となる熱
を常に供給しなければならない。従って高Ｔｉ含有鋼の
連続鋳造においては、浸漬ノズルからの吐出流を、通常
の炭素鋼の場合に比較して、メニスカスに多く供給する
ことが必要となる。しかし、供給量を多くし過ぎてメニ
スカスの溶鋼流速を速くすると、メニスカスに渦や湯暴
れ等が発生して未溶融のモールドパウダーが巻き込ま
れ、モールドパウダー性のノロカミが発生する。

【００１２】発明者等は、浸漬ノズルの吐出孔角度θと
浸漬ノズルの浸漬深さＨとを適正に制御することで、メ
ニスカスに渦や湯暴れを発生することなく溶鋼を更新で
き、その結果、高Ｔｉ含有鋼の表面欠陥を防止できるこ
とを見出した。尚、浸漬ノズルの吐出孔角度θとは、吐
出孔の向きと水平線とのなす角度で表して吐出孔の向き
が水平より上側の場合を上向き、水平より下側の場合を
下向きと定義し、又、浸漬ノズルの浸漬深さＨとは、浸
漬ノズル吐出孔の上端位置とメニスカスとの距離で定義
する。

【００１３】即ち、吐出孔角度θが上向き８度を超える
と、吐出孔からメニスカスに向かって流れる吐出流が多
くなり、メニスカスにおいて渦、湯暴れ等が発生して湯
面変動が激しくなる。この湯面変動により、未溶融のモ
ールドパウダーが強制的に溶鋼中に巻き込まれ、凝固シ
ェルに捕捉されてノロカミとなる。又、浸漬深さＨを増
大して深くすると、メニスカスの湯面変動は抑えられノ
ロカミは減少するが、溶鋼の更新が不足してモールドパ
ウダーの溶融化が妨げられ、パウダー流れ込み量が減少
して縦割れが増加する。このように、吐出孔角度θが上
向き８度を超えると浸漬ノズルの浸漬深さを変更して
も、ノロカミと縦割れとを同時に防止することができな
い。この表面欠陥の発生状況と浸漬深さＨとの関係を、
吐出孔角度θが上向き１０度の場合を例として図５に示
す（詳細は後述）。尚、浸漬深さが浅い場合には、湯面
変動が激しくなり、パウダー流れ込み量が鋳型幅方向で
不均一となって縦割れが併発する。

【００１４】又、吐出孔角度θが上向き２度未満では水
平方向に流れる吐出流が多くなり、メニスカスにおける
吐出流による溶鋼の更新が少なくなる。そのため、メニ
スカスの溶鋼温度が低下して、モールドパウダーの溶融
化が阻害され、パウダー流れ込み量が減少して縦割れが
発生する。又、浸漬深さＨを浅くして、メニスカスにお
ける溶鋼の更新を図ると縦割れは減少するが、メニスカ
スの湯面変動が激しくなりモールドパウダーが巻き込ま
れてノロカミが増加する。このように、吐出孔角度θが
上向き２度未満では、浸漬ノズルの浸漬深さＨを変更し
ても、ノロカミと縦割れとを同時に防止することができ
ない。この表面欠陥の発生状況と浸漬深さＨとの関係
を、吐出孔角度θが０度（水平）の場合を例として図６
に示す（詳細は後述）。

【００１５】そして、吐出孔角度θが上向き２〜８度の
範囲で、且つ浸漬深さＨが８０〜１３０ｍｍの範囲で
は、メニスカスにおける湯面変動が無く又溶鋼の更新も
順調に行なわれるので、ノロカミと縦割れとを同時に防
止することができる。但し、浸漬ノズルの浸漬深さＨが
８０ｍｍ未満では、浸漬深さＨが浅過ぎるためメニスカ
スに湯面変動が現れノロカミが発生し、又、逆に浸漬ノ
ズルの浸漬深さＨが１３０ｍｍを超えると、浸漬深さＨ
が深過ぎるためメニスカスにおける溶鋼の更新が阻害さ
れ、縦割れが発生する。尚、メニスカスの湯面変動が激
しい場合には、パウダー流れ込み量が不均一となって縦
割れも併発し、又、溶鋼の更新が阻害されるとモールド
パウダーの溶融化が不十分となりＴｉＯ₂の吸収能が低
下して、浮上するＴｉＯ₂が凝固シェルに捕捉されてノ
ロカミも併発する。この表面欠陥の発生状況と浸漬深さ
Ｈとの関係を、吐出孔角度θが上向き５度の場合を例と
して図３に示す（詳細は後述）。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明を図面に基づき説明する。
図１は本発明を適用した鋳片断面が矩形型の連続鋳造機
の鋳型部の正面断面の概要図を示す。

【００１７】図１において、相対する鋳型長辺４と、鋳
型長辺４内に内装された相対する鋳型短辺５とから構成
された鋳型３の上方に、タンディッシュ１１が配置され
ている。タンディッシュ１１の底部には上部ノズル１２
が配置され、そして、上部ノズル１２の下面側には固定
盤１３と摺動盤１４とから成るスライディングノズルが
配置され、更に摺動盤１４の下面側には整流ノズル１５
と浸漬ノズル１とが順に配置されて、タンディッシュ１
１から鋳型３への溶鋼の流出孔１６が形成される。図示
せぬ取鍋からタンディッシュ１１内に注入された溶鋼６
は、流出孔１６を経由して、浸漬ノズル１の下部に設け
られ、且つ鋳型３内の溶鋼６に浸漬された吐出孔２よ
り、吐出流９を鋳型短辺５に向けて鋳型３内に注入され
る。そして、溶鋼６は鋳型３内で冷却されて凝固シェル
１０を形成し、鋳型３の下方に連続的に引き抜かれ鋳片
となる。尚、図１では吐出流９を片側のみ表示してい
る。

【００１８】上部ノズル１２には図示せぬＡｒガス導入
管が接続され、上部ノズル１２内の微細気孔を通じてＡ
ｒガスが、浸漬ノズル１内壁へのＴｉＯ₂及びＡｌ₂Ｏ
₃の付着防止のために、流出孔１６内に吹き込まれる。
鋳型３内のメニスカス７上には、モールドパウダー８が
添加されている。

【００１９】浸漬ノズル１は外形を円形又は楕円形と
し、浸漬ノズル１の内面底部には凹状の湯溜まり部が形
成されている。吐出孔２は浸漬ノズル１の中心を対称と
して左右に各１つ設けられており、吐出孔２の断面形状
は円形又は楕円形とすればよい。そして、浸漬ノズル１
の吐出孔角度θを上向き２度から上向き８度の範囲内の
任意の値に設定する。但し、鋳片表面性状の安定性から
浸漬ノズル１の吐出孔角度θは限定範囲の中央値である
上向き５度前後（４〜６度）とすることが好ましい。

【００２０】そして、浸漬深さＨを８０ｍｍから１３０
ｍｍの範囲の任意の値に設定して鋳造を実施する。尚、
浸漬深さＨを限定範囲の境界値である８０ｍｍや１３０
ｍｍに設定すると鋳造中の外乱によりメニスカス７位置
が変化して、浸漬深さＨが限定範囲外になることもある
ので、この浸漬深さＨも１００ｍｍから１１０ｍｍの限
定範囲の中央値側に設定することが、安定して表面欠陥
を防止するうえで好ましい。

【００２１】鋳片引抜き速度は０．７〜１．８ｍ／ｍｉ
ｎ、そして、鋳片厚みが１５０〜２５０ｍｍ、鋳片幅が
６５０〜２３００ｍｍであるスラブ形状の鋳片が対象と
なる。又、浸漬ノズル１の肉厚は１０ｍｍ〜５０ｍｍの
寸法でよく、吐出孔２の断面積は２０〜１２０ｃｍ²と
すればよい。

【００２２】又、モールドパウダー８は、高Ｔｉ含有鋼
用のものでも、通常の炭素鋼用のものでも何方でもよい
が、表面欠陥を安定して防止するうえで、高Ｔｉ含有鋼
用モールドパウダーが好ましい。

【００２３】

【実施例】図１に示す構成の連続鋳造機を用いた本発明
の実施例を以下に説明する。

【００２４】鋳片断面寸法が厚み２５０ｍｍ、幅１５０
０ｍｍであるスラブ連続鋳造機にて、Ｔｉ含有量が０．
４％の高Ｔｉ含有鋼を鋳片引抜き速度０．８ｍ／ｍｉｎ
で鋳造した。使用した浸漬ノズルは、内径が８０ｍｍ、
肉厚が３０ｍｍ、吐出孔断面積が５０ｃｍ²で、底部に
深さ１５ｍｍの凹状湯溜まり部が設けられており、吐出
孔角度θは上向き８度、上向き５度、及び上向き２度の
３水準とした。そして、浸漬深さＨを１００ｍｍと１２
５ｍｍの２水準として、高Ｔｉ含有鋼用のモールドパウ
ダーを用いて、Ａｒガスを９Ｎｌ／ｍｉｎ浸漬ノズル内
に吹き込んだ。尚、比較例として浸漬深さＨが本発明の
限定範囲外である、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７５ｍｍ、１
４０ｍｍ及び１５０ｍｍの場合も併せて鋳造した。

【００２５】又、比較例として、浸漬ノズルの吐出孔角
度θが上向き１０度、０度（水平）、及び下向き５度の
３種類の形状の浸漬ノズルにおいても、浸漬深さＨを５
０ｍｍ〜１７５ｍｍまでの範囲とし、その他の条件を上
記実施例と同一として鋳造した。

【００２６】得られた鋳片の表面を浸透探傷試験法によ
り調査して縦割れの長さと個数分布を測定し、又、鋳片
表面を２ｍｍスカーフした後にスカーフ面を浸透探傷試
験法により調査してノロカミの大きさと個数分布を測定
した。そして、縦割れの長さと個数分布、及びノロカミ
の大きさと個数分布とを指数関数近似で統計的に処理し
て、縦割れ評点及びノロカミ評点を定めて表面状況を評
価した。尚、ノロカミ及び縦割れ評点とも、欠陥の発生
率が少ない程評点が小さく、評点０は欠陥が発生してい
ないことを表している。

【００２７】図２、図３、図４、図５、図６、及び図７
は、それぞれ浸漬ノズルの吐出孔角度θが、上向き８
度、上向き５度、上向き２度、上向き１０度、０度（水
平）、及び、下向き５度の場合における調査結果から、
ノロカミ評点と縦割れ評点とを浸漬深さＨごとに区分し
て示したものである。

【００２８】図２、図３、及び図４に示すように、吐出
孔角度θが本発明の範囲内にあり、且つ、浸漬深さＨが
８０〜１３０ｍｍの範囲においては、ノロカミも縦割れ
も発生せず、表面欠陥のない鋳片を得ることができた。
しかし、吐出孔角度θが本発明の範囲内の場合でも、浸
漬深さＨが８０ｍｍ未満では主にノロカミが発生し、
又、浸漬深さＨが１３０ｍｍを超えると主に縦割れが発
生した。

【００２９】又、図５、図６、及び図７に示すように、
吐出孔角度θが本発明の範囲外の場合には、浸漬深さＨ
を深くすると縦割れが発生し、又、浸漬深さＨを浅くす
るとノロカミが発生して、如何なる浸漬深さＨとしても
ノロカミと縦割れとを同時に防止することはできなかっ
た。

【００３０】

【発明の効果】本発明では、浸漬ノズルの吐出孔角度θ
と浸漬深さＨとを最適な範囲に限定して高Ｔｉ含有鋼を
連続鋳造するので、ノロカミも又縦割れもない健全な鋳
片が得られ、無手入れで圧延することができる。そのた
め歩留りが向上すると共に省エネルギーが達成されるの
で、工業的効果は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した鋳片断面が矩形型の連続鋳造
機の鋳型部の正面断面の概要図である。

【図２】吐出孔角度θが上向き８度におけるノロカミ評
点と縦割れ評点とを、浸漬深さＨごとに区分して示した
図である。

【図３】吐出孔角度θが上向き５度におけるノロカミ評
点と縦割れ評点とを、浸漬深さＨごとに区分して示した
図である。

【図４】吐出孔角度θが上向き２度におけるノロカミ評
点と縦割れ評点とを、浸漬深さＨごとに区分して示した
図である。

【図５】吐出孔角度θが上向き１０度におけるノロカミ
評点と縦割れ評点とを、浸漬深さＨごとに区分して示し
た図である。

【図６】吐出孔角度θが０度（水平）におけるノロカミ
評点と縦割れ評点とを、浸漬深さＨごとに区分して示し
た図である。

【図７】吐出孔角度θが下向き５度におけるノロカミ評
点と縦割れ評点とを、浸漬深さＨごとに区分して示した
図である。

【符号の説明】１浸漬ノズル２吐出孔３鋳型４鋳型長辺５鋳型短辺６溶鋼７メニスカス８モールドパウダー９吐出流１０凝固シェル１１タンディッシュ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】０．１〜１．０ｗｔ％のＴｉを含有する
高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法において、浸漬ノズルの吐
出孔角度θを上向き２〜８度の範囲内とし、且つ、浸漬
ノズルの浸漬深さＨを８０〜１３０ｍｍの範囲内とする
ことを特徴とする高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法。