JPH11104789A - 連続鋳造方法 - Google Patents

連続鋳造方法

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JPH11104789A
JPH11104789A JP26427997A JP26427997A JPH11104789A JP H11104789 A JPH11104789 A JP H11104789A JP 26427997 A JP26427997 A JP 26427997A JP 26427997 A JP26427997 A JP 26427997A JP H11104789 A JPH11104789 A JP H11104789A
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JP
Japan
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flow
mold
molten steel
weir
powder
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JP26427997A
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English (en)
Inventor
Tadashi Hirashiro
正 平城
Hideo Mizukami
英夫 水上
Kazuhiro Kiyo
和弘 計
Yasuro Ito
泰朗 伊藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳片表面層のピンホールの発生およびモール
ドパウダーの巻き込みを低減できる連続鋳造方法を提供
する。 【解決手段】 鋳型内の溶鋼の上向き流が浸漬ノズルと
鋳型短辺の隙間に勢い良く潜り込まないよう、浸漬ノズ
ルと鋳型短辺との間に溶鋼の流動を調整する整流堰を設
置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造鋳片の表
面層のピンホールの発生やモールドパウダーの巻き込み
を低減し、清浄性の良好な鋳片を製造する連続鋳造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造では、鋳型内の溶鋼表面に
粉末状あるいは顆粒状のモールドパウダー(以下、単に
「パウダー」という)を投入して、溶鋼の表面を被覆す
るパウダー鋳造が一般的に行われている。
【0003】このパウダーの役割は、(1) 溶鋼表面を被
覆してパウダーが溶融してできた溶融層と、その上の未
溶融のパウダー層とによって大気を遮断し溶鋼の空気酸
化を防止する、(2) 前記パウダーの溶融層と未溶融層に
より熱放散を防止し溶鋼表面を保温する、(3) 浮上分離
した溶鋼中の非金属介在物を吸収して溶鋼を清浄化す
る、(4) 前記パウダーの溶融層が溶鋼表面を覆いながら
鋳型と鋳片との間に流入して潤滑剤となり鋳片の表面形
状を改善する、等である。
【0004】パウダーは、一方では品質不良の原因にも
なる。すなわち溶融パウダーの流動性が低いと、いわゆ
る爪(鋳型内の初期凝固シェル先端部に発生する断面が
カギ状の爪形状をした部分)深さが深くなり溶鋼中の気
泡が凝固シェル先端部に捕捉され、鋳片表面層にピンホ
ールとして残留する。
【0005】パウダーの巻き込みは、浸漬ノズルから鋳
込んだ鋳型内溶鋼の循環流により起こり、鋳片表面層に
パウダーが残留する。
【0006】ピンホールについて、CAMPAOSIJ VoL.8 (1
995)AU52(日本鉄鋼協会発行)には、鋳型内の溶鋼を電
磁攪拌によって攪拌し、凝固シェル内面を洗浄すること
により(凝固中の凝固シェル表面に付着、捕捉されよう
とする気泡を溶鋼流動によるせん断力により引き離す)
ピンホールの低減効果があると提案されている。しか
し、この方法では電磁コイルを使用するため設備がコス
ト高となる。
【0007】CAMPAOSIJ VoL.7 (1994)Aa81(日本鉄鋼協
会発行)には、ピンホール対策としては、いわゆる爪深
さを浅くするために発熱性のパウダーを使用し、パウダ
ー巻き込み対策として、溶鋼表面流によりパウダーが引
きずり込まれないようにするために高粘度パウダーを使
用し、非金属介在物の改善には、鋳型内溶鋼の電磁ブレ
ーキによる流動制御を適用するのが効果的であると提案
されている。
【0008】しかし、この方法では特に広幅材において
は、電磁ブレーキにより吐出流が制動され、メニスカス
近傍でノズルの方に向かう表面の溶鋼流速が減衰し、凝
固シェル内面の洗浄効果が減殺されるとともに、ノズル
近傍への熱供給が滞るためメニスカス近傍、特に浸漬ノ
ズル周辺の溶鋼温度が低下する。このため初期凝固シェ
ルの爪深さが深くなり、気泡(鋳片表面層では、ピンホ
ールとなる)の捕捉が危惧される。
【0009】また、特開平2―280949号公報に
は、ピンホールの低減対策として浸漬ノズルの吐出口に
突起物を設け、溶鋼の浮上流と吐出流の干渉を防ぐこと
により、気泡が凝固殻に捕捉されることが著しく減少す
ると提案されている。しかし、この方法ではノズルの形
状が複雑なため、ノズルの出口にアルミナ等が付着し易
くなりノズル閉塞が発生するおそれがある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、連続
鋳造鋳片の表面層に発生するピンホールやパウダーの巻
き込みを低減する方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】図3は、従来の連続鋳造
方法で、浸漬ノズルから鋳型内に供給された溶鋼の流動
状況示す縦断面模式図である。図3に示すように、二つ
の吐出口2a、2bを備えた浸漬ノズル2から鋳込んだ
溶鋼1は、吐出流3となって鋳型4の内に入る。その
後、吐出流3は上向き流3aと下向き流3bに分流し、
上向き流3aは、メニスカス部5に向かい、循環流を形
成して溶鋼表面では浸漬ノズル2に向かった後、浸漬ノ
ズル2と鋳型4の短辺との間に潜り込む。この潜り込み
の際に渦流3C が発生し、溶鋼1の中にパウダー巻き込
み8の状況が起こると考えられる。
【0012】本発明者等は、種々の実験を行い検討した
結果、下記の知見を得た。 (1) ピンホールの発生原因は、浸漬ノズルを介して溶鋼
を鋳型内に注入する際、浸漬ノズルが結合されているタ
ンデイシュ(図示していない)内の溶鋼中に存在する気
泡(水素、アルゴン等)や、浸漬ノズルとタンディシュ
の結合部などから侵入する空気の気泡とが鋳型内に流入
することによるものである。これらは溶鋼との比重差に
よって浮上し、パウダーをへて大気中に放出されるが、
鋳型の内壁近傍に浮上した気泡は凝固シェル先端部に捕
捉され、鋳片表面層に残留する。
【0013】(2) パウダーの巻き込み欠陥の発生原因
は、浸漬ノズルから出た溶鋼の吐出流が、鋳型短辺の内
面に衝突した後、上向き流と下向き流に分かれ、この上
向き流により形成される循環流が浸漬ノズルと鋳型短辺
との間(約1/4幅の位置)でノズルの下方側へ潜り込
み、このときに発生する巻き込み流により、溶鋼表面を
被覆しているパウダーが巻き込まれ鋳片表面層に残留す
ることによるものである。
【0014】(3) したがって、溶鋼の上向き流が浸漬ノ
ズルと鋳型短辺の間で勢い良く潜り込まないよう、浸漬
ノズルと鋳型短辺間に優先的に案内して鋳型内溶鋼の流
動を調整する整流堰を設置すれば良い。
【0015】本発明は、このような知見に基づきなされ
たもので、その要旨は「鋳型内の浸漬ノズルの両側部
に、鋳型内に供給された溶鋼の流動を調整する整流堰を
設置し、鋳型内壁と整流堰との間に優先的に溶鋼の流動
を案内して、鋳込みを行うことを特徴とする連続鋳造方
法」にある。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の鋳型内の浸漬ノズルの両
側に、鋳型内の溶鋼流動を調整する整流堰の設置方法と
(浸漬ノズルより鋳型内に鋳込まれた)溶鋼の流動状況
について、図面に基づいて以下に説明する。なお、鋳型
内の溶鋼流動を調整する整流堰については、浸漬耐火物
製の整流堰を例にして説明する。
【0017】図1に、本発明の鋳型内溶鋼に浸漬した整
流堰の機能を説明する模式図を示す。同図(a)は鋳型
上部の平面断面を示し、同図(b)は縦断面を示し、同
図(c)は上部側面断面を示し、同図(d)は整流堰の
設置方法の一例を示す。
【0018】図1(d)に示すように、整流堰9を固定
板13に取り付け、溶鋼を鋳込む前に、浸漬ノズルの両
側部に位置決め金枠11を鋳型4の上にセットし、整流
堰9を案内金枠12の上部から下部に移動し、ピン14
で整流堰9を固定する。次に図1(b)に示すように、
溶鋼1を浸漬ノズル2を通して鋳型4の内に鋳込む。浸
漬ノズル2の吐出口2a、2bからの吐出流3は、上向
き流3aと下向き流3bに分流する。上向き流3aは、
整流堰9の下部に衝突してさらに再分流3a1〜3a4
になる。再分流3a1 〜3a4 の一部は鋳型4の長辺面
と整流堰9の隙間に優先的に案内される。したがって、
従来のように上向き流による循環流が発生せず鋳型4の
短辺と浸漬ノズル2の間で勢い良く潜り込まないため、
メニスカス部5での巻き込み流が発生しないのでパウダ
ーの巻き込みが防止できるとともに再分流3a1 〜3a
4 による凝固シェル10(図3参照)の洗浄効果により
気泡の離脱浮上が促進される。
【0019】図2に、本発明における整流堰の形状の一
例を示す。同図(a)は、上部平面断面を示し、同図
(b)は、縦断面を示し、同図(c)は、上部側面断面
を示す。図2に示すように、整流堰9の下部10には傾
斜を付けて、循環流の発生を防ぐような形状にしてい
る。なお、形状は必ずしも台形でなく、⊂型と⊃型の組
み合わせ等で循環流が発生しない形状であれば良い。整
流堰の材質は、溶鋼に浸漬するため耐熱衝撃性および耐
溶損性を有することが望ましい。材質として通常使用さ
れる浸漬ノズル用のアルミナグラファイトや例えば、ジ
ルコニアグラファイト等が考えられる。
【0020】整流堰に溶鋼が付着しないように、鋳込み
前はガスバーナ等で900℃以上に加熱すると共に、鋳
込み中は1100℃以上に加熱することが望ましい。本
発明と手段が類似した技術として特開平6―23840
3号公報には、連続鋳造鋳片の中心偏析を低減する方法
として、鋳型内で冷却体を用いることにより、溶鋼を従
来よりも短時間で中心部まで凝固させ、鋳片中心部の偏
析を低減することが提案されている。しかし、この方法
は目的がまったく異なっておりピンホール、パウダー巻
き込みに関する検討は全くなされていない。
【0021】
【実施例】湾曲型の2ストランド連続鋳造機により、表
1に示す条件にて80トンの溶鋼を鋳造した。
【0022】
【表1】
【0023】鋳造後、鋳片表面層の球状非金属介在物と
ピンホールの個数を調査し、その結果を本発明例と比較
例で対比した。調査方法としては、球状非金属介在物は
スラブ幅方向の1/4幅より20mm×20mm×20
mmのブロックサンプルを採取し、表層を1mm研削
後、鏡面研磨し20mm×20mm視野を顕微鏡により
観察し4cm2 当たりの個数を数え、比較例を1.0と
して指数化した。ピンホールは、スラブ幅方向を長さ1
50mmに10等分し、鋳片表皮から1mmピッチで5
mmまで段削りを行い各段の個数を目視で数え、100
cm2 当たりの個数に換算して幅方向の10区画を算術
平均し、比較例で得た最大値を1.0として指数化し
た。
【0024】図4に、本発明例と比較例の球状非金属介
在物指数をグラフで示す。図4に示すように、本発明例
は比較例に比し、球状非金属介在物指数は1/8と大幅
に減少した。
【0025】図5に、本発明例と比較例のピンホール個
数指数をグラフで示す。図5に示すように、本発明例は
比較例に比し、ピンホール個数指数は1/18〜1/5
と大幅に減少した。本発明方法を用いることにより、鋳
片表面層にピンホールの発生やモールドパウダーの巻き
込みが低減し、清浄の良好な鋳片が得られた。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、鋳型内の溶鋼の上向き
流が浸漬ノズルと鋳型短辺の間で勢い良く潜り込まない
ように、浸漬ノズルと鋳型短辺との間に鋳型内の溶鋼の
流動を調整する整流堰を浸漬することによりピンホール
の発生およびモールドパウダーの巻き込みが低減し鋳片
品質が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における鋳型内溶鋼に浸漬した整流堰の
機能を説明する模式図である。同図(a)は上部平面断
面を示し、同図(b)は縦断面を示し、同図(c)は上
部側面断面を示し、同図(d)は浸漬耐火物の設置方法
の一例を示す。
【図2】本発明における整流堰の形状の一例を示す。同
図(a)は、上部平面断面を示し、同図(b)は、縦断
面を示し、同図(c)は、上部側面断面を示す。
【図3】従来の連続鋳造方法で、浸漬ノズルから鋳型内
に供給された溶鋼の流動状況を示す縦断面模式図であ
る。
【図4】本発明例と比較例の球状非金属介在物指数を示
すグラフである。
【図5】本発明例と比較例のピンホール個数指数を示す
グラフである。
【符号の説明】
1 :溶鋼、 2 :浸漬ノズル、 2a:吐出口、 2b:吐出口、 3 :吐出流、 3a:上向き流、 3b:下向き流、 3a1 〜3a4 :再分流、 4 :鋳型、 5 :メニスカス部、 6 :溶鋼表面、 7 :パウダー、 8 :パウダー巻き込み、 9 :整流堰、 10 :凝固シェル、 11 :位置決め金枠、 12 :案内金枠、 13 :固定板、 14 :ピン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 泰朗 大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金 属工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型内の浸漬ノズルの両側部に、鋳型内
    に供給された溶鋼の流動を調整する整流堰を設置し、鋳
    型内壁と整流堰との間に優先的に溶鋼の流動を案内し
    て、鋳込みを行うことを特徴とする連続鋳造方法。
JP26427997A 1997-09-29 1997-09-29 連続鋳造方法 Pending JPH11104789A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011036060A1 (de) * 2009-09-23 2011-03-31 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Verfahren und vorrichtung zum vergiessen von metallischer schmelze in einer stranggiessmaschine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011036060A1 (de) * 2009-09-23 2011-03-31 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Verfahren und vorrichtung zum vergiessen von metallischer schmelze in einer stranggiessmaschine
CN102497944A (zh) * 2009-09-23 2012-06-13 西门子Vai金属科技有限责任公司 在坯条连续铸造机器中浇铸金属熔液的装置和方法
AT508790B1 (de) * 2009-09-23 2013-11-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und vorrichtung zum vergiessen von metallischer schmelze zu stranggegossenen vorprodukten in einer stranggiessmaschine

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