JPH11277198A - 鋼の連続鋳造方法及び注入流断気装置 - Google Patents
鋼の連続鋳造方法及び注入流断気装置Info
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- JPH11277198A JPH11277198A JP7930598A JP7930598A JPH11277198A JP H11277198 A JPH11277198 A JP H11277198A JP 7930598 A JP7930598 A JP 7930598A JP 7930598 A JP7930598 A JP 7930598A JP H11277198 A JPH11277198 A JP H11277198A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼を連続鋳造する鋳型への溶湯注入時にタン
ディッシュ注入ノズルからの溶湯流が浸漬ノズルで覆わ
れていないオープン注入を行う鋼の連続鋳造において、
鋳型内の溶鋼飛散の発生を防止してオープン注入の注入
流を整流化する鋼の連続鋳造方法及びそのための装置を
提供する。 【解決手段】 タンディッシュ注入ノズル下部から下方
へ向かい溶湯流に沿って溶湯流の全周を覆うように不活
性ガスを流すことを特徴とする、鋳型内での鋼飛沫発生
の少ない鋼の連続鋳造方法及び注入流断気装置である。
炭素含有量が０．１重量％以下の低炭素鋼において、特
に顕著な効果を得ることができる。鋳型内の鋼に脱酸用
のアルミニウムを添加することも可能である。
ディッシュ注入ノズルからの溶湯流が浸漬ノズルで覆わ
れていないオープン注入を行う鋼の連続鋳造において、
鋳型内の溶鋼飛散の発生を防止してオープン注入の注入
流を整流化する鋼の連続鋳造方法及びそのための装置を
提供する。 【解決手段】 タンディッシュ注入ノズル下部から下方
へ向かい溶湯流に沿って溶湯流の全周を覆うように不活
性ガスを流すことを特徴とする、鋳型内での鋼飛沫発生
の少ない鋼の連続鋳造方法及び注入流断気装置である。
炭素含有量が０．１重量％以下の低炭素鋼において、特
に顕著な効果を得ることができる。鋳型内の鋼に脱酸用
のアルミニウムを添加することも可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造鋳型への
溶湯注入時にタンディッシュ注入ノズルからの溶湯流が
浸漬ノズルで覆われていないオープン注入を行う鋼の連
続鋳造方法及び注入流断気装置に関するものである。
溶湯注入時にタンディッシュ注入ノズルからの溶湯流が
浸漬ノズルで覆われていないオープン注入を行う鋼の連
続鋳造方法及び注入流断気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼は、転炉あるいは電気炉等での精錬を
完了した後、主に連続鋳造法によって鋳造し、鋳片とす
る。精錬を完了した溶鋼は取鍋に収容され、次いでタン
ディッシュと呼ばれる中間容器を経て連続鋳造鋳型内に
注入され、鋳型の下方に引抜かれる過程で四周から凝固
が進行し、最終的に凝固が完了した鋳片となる。タンデ
ィッシュを用いる理由は、複数ストランドへ同時に溶鋼
を分配するため、及び連続鋳造においては鋳造は取鍋１
ヒート分の鋳造が完了しても鋳造を中断せず、取鍋複数
ヒートにわたって鋳造を連続することが行われるが、取
鍋交換時に鋳型への溶鋼の供給が中断することを防止す
るための中間容器として機能するためである。
完了した後、主に連続鋳造法によって鋳造し、鋳片とす
る。精錬を完了した溶鋼は取鍋に収容され、次いでタン
ディッシュと呼ばれる中間容器を経て連続鋳造鋳型内に
注入され、鋳型の下方に引抜かれる過程で四周から凝固
が進行し、最終的に凝固が完了した鋳片となる。タンデ
ィッシュを用いる理由は、複数ストランドへ同時に溶鋼
を分配するため、及び連続鋳造においては鋳造は取鍋１
ヒート分の鋳造が完了しても鋳造を中断せず、取鍋複数
ヒートにわたって鋳造を連続することが行われるが、取
鍋交換時に鋳型への溶鋼の供給が中断することを防止す
るための中間容器として機能するためである。
【０００３】タンディッシュは溶鋼を中間的に収容する
容器であり、その内表面は耐火物で覆われ、底部に溶鋼
を連続鋳造鋳型内に注入するための耐火物製の注入ノズ
ルを有する。同時に多数の鋳型による鋳造を行う多スト
ランドミルにおいては、タンディッシュの注入ノズルは
鋳型の数だけ存在する。各注入ノズルにおいては、通
常、注入流路の開閉及び注入流の流量を制御するための
バルブに相当する耐火物製ストッパーあるいはスライデ
ィングノズルが設置される。
容器であり、その内表面は耐火物で覆われ、底部に溶鋼
を連続鋳造鋳型内に注入するための耐火物製の注入ノズ
ルを有する。同時に多数の鋳型による鋳造を行う多スト
ランドミルにおいては、タンディッシュの注入ノズルは
鋳型の数だけ存在する。各注入ノズルにおいては、通
常、注入流路の開閉及び注入流の流量を制御するための
バルブに相当する耐火物製ストッパーあるいはスライデ
ィングノズルが設置される。
【０００４】鋳片の断面サイズの大きいスラブ連続鋳造
装置、あるいはブルーム連続鋳造装置においては、注入
ノズルは連続鋳造鋳型内まで延び、鋳型内の鋼浴内に浸
漬する浸漬ノズルを用い、注入時に溶鋼が周囲の雰囲気
と接触して酸化が進行することを防止する。しかし、小
断面のビレット連続鋳造装置においては、鋳型の断面サ
イズが小さいため、浸漬ノズルを鋳型内に挿入すること
が困難であり、タンディッシュ底部の注入ノズルから下
方の鋳型内への注入流が浸漬ノズルで覆われていないオ
ープン注入が一般的に用いられている。
装置、あるいはブルーム連続鋳造装置においては、注入
ノズルは連続鋳造鋳型内まで延び、鋳型内の鋼浴内に浸
漬する浸漬ノズルを用い、注入時に溶鋼が周囲の雰囲気
と接触して酸化が進行することを防止する。しかし、小
断面のビレット連続鋳造装置においては、鋳型の断面サ
イズが小さいため、浸漬ノズルを鋳型内に挿入すること
が困難であり、タンディッシュ底部の注入ノズルから下
方の鋳型内への注入流が浸漬ノズルで覆われていないオ
ープン注入が一般的に用いられている。
【０００５】オープン注入を行う場合、注入流は安定し
た整流であることが必須である。注入流が整流でなく、
飛散を伴う場合、飛沫の表面からの酸化の進行、鋳型内
溶湯表面の不安定化によって製造した鋳片の表面品質欠
陥が増大する。また飛沫が鋳型の壁面に付着・成長する
と、鋳型直下で凝固シェルが破断して内部の溶湯が外部
に漏出するブレークアウトが発生する原因となる。ま
た、鋳型の壁面への飛沫の付着により、鋳型内溶湯表面
レベル検出器の誤動作に伴う溶湯表面レベル変動が増大
したり、鋳片の上端の液面レベルが鋳型下端から抜け出
てしまうトラブルの原因となる。
た整流であることが必須である。注入流が整流でなく、
飛散を伴う場合、飛沫の表面からの酸化の進行、鋳型内
溶湯表面の不安定化によって製造した鋳片の表面品質欠
陥が増大する。また飛沫が鋳型の壁面に付着・成長する
と、鋳型直下で凝固シェルが破断して内部の溶湯が外部
に漏出するブレークアウトが発生する原因となる。ま
た、鋳型の壁面への飛沫の付着により、鋳型内溶湯表面
レベル検出器の誤動作に伴う溶湯表面レベル変動が増大
したり、鋳片の上端の液面レベルが鋳型下端から抜け出
てしまうトラブルの原因となる。
【０００６】オープン注入における注入流を安定した整
流とするため、注入流量制御のためのストッパーやスラ
イディングノズルを採用せず、注入ノズル内の形状を単
純な円筒形とすることが行われている。
流とするため、注入流量制御のためのストッパーやスラ
イディングノズルを採用せず、注入ノズル内の形状を単
純な円筒形とすることが行われている。
【０００７】鋼の小断面ビレット連続鋳造に関しては、
従来は鋼中の炭素含有量が０．１重量％を超えるいわゆ
る中炭素鋼、高炭素鋼が中心であり、炭素含有量０．１
重量％以下の低炭素鋼をオープン注入によって小断面ビ
レット連続鋳造することは知られていなかった。しか
し、最近になって低炭素鋼の小断面ビレット連続鋳造を
行う必要性が生じ、実施されるに至った。低炭素鋼は、
鋼中酸素レベルが高く、オープン鋳造に適さなかったこ
とが主な理由であるが、最近鋳型内でのアルミニウム添
加技術の進歩によって、低炭素鋼でも実施されるように
なった。このアルミニウム添加技術は、線径２〜３ｍｍ
のアルミニウムワイヤを鋳型内に連続的に供給するもの
であり、特に、アルミニウムの溶け残りによる鋳片表面
のヘゲ疵を防止するため、アルミニウムワイヤは注入流
に確実に当るようにして注入流の滝壷に供給する必要が
ある。
従来は鋼中の炭素含有量が０．１重量％を超えるいわゆ
る中炭素鋼、高炭素鋼が中心であり、炭素含有量０．１
重量％以下の低炭素鋼をオープン注入によって小断面ビ
レット連続鋳造することは知られていなかった。しか
し、最近になって低炭素鋼の小断面ビレット連続鋳造を
行う必要性が生じ、実施されるに至った。低炭素鋼は、
鋼中酸素レベルが高く、オープン鋳造に適さなかったこ
とが主な理由であるが、最近鋳型内でのアルミニウム添
加技術の進歩によって、低炭素鋼でも実施されるように
なった。このアルミニウム添加技術は、線径２〜３ｍｍ
のアルミニウムワイヤを鋳型内に連続的に供給するもの
であり、特に、アルミニウムの溶け残りによる鋳片表面
のヘゲ疵を防止するため、アルミニウムワイヤは注入流
に確実に当るようにして注入流の滝壷に供給する必要が
ある。
【０００８】そのため、低炭素鋼の小断面ビレット連続
鋳造においては、オープン注入における注入流の断気を
実現する手段として鋳型開口部と注入流を覆う形状の装
置を用いることはできない。
鋳造においては、オープン注入における注入流の断気を
実現する手段として鋳型開口部と注入流を覆う形状の装
置を用いることはできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上のようなオープン
注入に対応した注入ノズルを有するタンディッシュを用
いて鋼の連続鋳造をオープン注入によって行う場合、注
入流が整流とならず、飛散が発生することを完全に防止
することができなかった。特に、鋼の連続鋳造におい
て、鋼中の炭素含有量が０．１重量％以下であるいわゆ
る低炭素鋼をオープン注入する場合において、飛沫の発
生が激しく、正常な連続鋳造が妨げられるという問題が
発生した。飛散が発生することによる問題は上述したと
おりである。また、低炭素鋼のオープン注入による連続
鋳造においては、鋳型内の鋼にアルミニウムを添加する
必要があるため、鋳型の開口部と注入流を完全に覆って
しまう対策を取ることができないという制約がある。本
発明は、このような飛散の発生を防止してオープン注入
の注入流を整流化する鋼の連続鋳造方法及びそのための
装置を提供することを目的とする。
注入に対応した注入ノズルを有するタンディッシュを用
いて鋼の連続鋳造をオープン注入によって行う場合、注
入流が整流とならず、飛散が発生することを完全に防止
することができなかった。特に、鋼の連続鋳造におい
て、鋼中の炭素含有量が０．１重量％以下であるいわゆ
る低炭素鋼をオープン注入する場合において、飛沫の発
生が激しく、正常な連続鋳造が妨げられるという問題が
発生した。飛散が発生することによる問題は上述したと
おりである。また、低炭素鋼のオープン注入による連続
鋳造においては、鋳型内の鋼にアルミニウムを添加する
必要があるため、鋳型の開口部と注入流を完全に覆って
しまう対策を取ることができないという制約がある。本
発明は、このような飛散の発生を防止してオープン注入
の注入流を整流化する鋼の連続鋳造方法及びそのための
装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らが、小断面ビ
レット連続鋳造のオープン注入における溶鋼飛散発生挙
動について研究を行った結果、溶鋼飛散発生は、注入流
中の鋼の酸素含有量によって影響を受け、酸素含有量が
高いほど溶鋼飛散の発生が激しいことが判明した。溶鋼
中の酸素は、オープン注入によって注入流が大気に曝さ
れる結果として、注入流が注入ノズルから鋳型に落下す
るまでの間に大気と接触し、大気酸化をうけることによ
って増大する。特に炭素含有量が０．１重量％以下の低
炭素鋼においては、溶鋼飛散の発生が注入流中の酸素含
有量の影響を大きく受けることも明らかになった。
レット連続鋳造のオープン注入における溶鋼飛散発生挙
動について研究を行った結果、溶鋼飛散発生は、注入流
中の鋼の酸素含有量によって影響を受け、酸素含有量が
高いほど溶鋼飛散の発生が激しいことが判明した。溶鋼
中の酸素は、オープン注入によって注入流が大気に曝さ
れる結果として、注入流が注入ノズルから鋳型に落下す
るまでの間に大気と接触し、大気酸化をうけることによ
って増大する。特に炭素含有量が０．１重量％以下の低
炭素鋼においては、溶鋼飛散の発生が注入流中の酸素含
有量の影響を大きく受けることも明らかになった。
【００１１】溶鋼中の酸素含有量の増大によって溶鋼の
飛散が増大する理由は、溶鋼中の酸素含有量が増大する
と溶鋼表面を覆う酸素イオンが増大し、それによって溶
鋼の表面張力が減少するためであると考えられる。
飛散が増大する理由は、溶鋼中の酸素含有量が増大する
と溶鋼表面を覆う酸素イオンが増大し、それによって溶
鋼の表面張力が減少するためであると考えられる。
【００１２】本発明は、上記研究結果に基づいてなされ
たもので、その要旨とするところは以下のとおりであ
る。
たもので、その要旨とするところは以下のとおりであ
る。
【００１３】その第１は、連続鋳造鋳型への溶湯注入時
にタンディッシュ注入ノズルからの溶湯流が浸漬ノズル
で覆われていないオープン注入を行う鋼の連続鋳造方法
において、タンディッシュ注入ノズル下部から下方へ向
かい溶湯流に沿って溶湯流の全周を覆うように不活性ガ
スを流すことを特徴とする、鋳型内での溶鋼飛沫発生の
少ない鋼の連続鋳造方法である。炭素含有量が０．１重
量％以下の低炭素鋼において、特に顕著な効果を得るこ
とができる。鋳型内の鋼に脱酸用のアルミニウムを添加
することも可能である。
にタンディッシュ注入ノズルからの溶湯流が浸漬ノズル
で覆われていないオープン注入を行う鋼の連続鋳造方法
において、タンディッシュ注入ノズル下部から下方へ向
かい溶湯流に沿って溶湯流の全周を覆うように不活性ガ
スを流すことを特徴とする、鋳型内での溶鋼飛沫発生の
少ない鋼の連続鋳造方法である。炭素含有量が０．１重
量％以下の低炭素鋼において、特に顕著な効果を得るこ
とができる。鋳型内の鋼に脱酸用のアルミニウムを添加
することも可能である。
【００１４】タンディッシュ注入ノズル下部から下方へ
向かい溶湯流に沿って溶湯流の全周を覆うように不活性
ガスを流すことによって、注入ノズルから鋳型内に至る
注入流と周辺の大気との間を不活性ガスの層で覆うこと
が可能になり、注入流の大気による酸化を防止でき、結
果として注入流によって発生する溶鋼の飛散が大幅に低
減した。
向かい溶湯流に沿って溶湯流の全周を覆うように不活性
ガスを流すことによって、注入ノズルから鋳型内に至る
注入流と周辺の大気との間を不活性ガスの層で覆うこと
が可能になり、注入流の大気による酸化を防止でき、結
果として注入流によって発生する溶鋼の飛散が大幅に低
減した。
【００１５】従来、オープン注入における注入流の酸化
防止対策としては、タンディッシュ底部と鋳型開口部と
の間を断気筒で完全に覆うことによって大気と遮断する
方法、あるいは注入流のまわりを液体窒素でコーティン
グする方法が知られていた。しかし、断気筒で覆う方法
では注入流が断気筒で遮断されてしまうために注入流ア
ルミニウム添加を行うことができないため不都合であ
り、また液体窒素コーティング法は設備が大掛かりにな
るためコストアップの要因となって不都合である。それ
に対し、本発明法であれば注入流を断気筒で遮断するこ
となく安価に注入流の酸化を防止できるため、従来法が
有していた不都合を解消できた。
防止対策としては、タンディッシュ底部と鋳型開口部と
の間を断気筒で完全に覆うことによって大気と遮断する
方法、あるいは注入流のまわりを液体窒素でコーティン
グする方法が知られていた。しかし、断気筒で覆う方法
では注入流が断気筒で遮断されてしまうために注入流ア
ルミニウム添加を行うことができないため不都合であ
り、また液体窒素コーティング法は設備が大掛かりにな
るためコストアップの要因となって不都合である。それ
に対し、本発明法であれば注入流を断気筒で遮断するこ
となく安価に注入流の酸化を防止できるため、従来法が
有していた不都合を解消できた。
【００１６】炭素含有量０．１重量％以下の低炭素鋼に
おいて本発明法を採用した場合、溶鋼飛散減少の効果は
特に顕著である。また、本発明法により、注入流の酸化
を防止しつつ鋳型内の溶鋼にアルミニウムを添加するこ
とにより、噛み込み疵の大幅な低減が可能になった。
おいて本発明法を採用した場合、溶鋼飛散減少の効果は
特に顕著である。また、本発明法により、注入流の酸化
を防止しつつ鋳型内の溶鋼にアルミニウムを添加するこ
とにより、噛み込み疵の大幅な低減が可能になった。
【００１７】その第２は、鋼を連続鋳造する鋳型への溶
湯注入時にタンディッシュ注入ノズルからの溶湯流が浸
漬ノズルで覆われていないオープン注入を行う連続鋳造
のタンディッシュ注入ノズル下部から下方へ向かい溶湯
流に沿って溶湯流の全周を覆うように不活性ガスを流す
ための注入流断気装置であって、溶湯流を取り囲み、内
部を不活性ガスが通過する円盤状をなし、不活性ガスは
該円盤内の全周において放射状に溶湯流に向かって流れ
る第１ステージと、第１ステージの下方に位置し、溶湯
流を取り囲み、第１ステージの円盤の直径よりも小さい
直径のつばを有し、第１ステージからの不活性ガスが該
つばの中を溶湯流と平行に下方に向かって流れる第２ス
テージとを有することを特徴とする注入流断気装置、及
び前記注入流断気装置を用いた第１の発明の鋼の連続鋳
造方法である。
湯注入時にタンディッシュ注入ノズルからの溶湯流が浸
漬ノズルで覆われていないオープン注入を行う連続鋳造
のタンディッシュ注入ノズル下部から下方へ向かい溶湯
流に沿って溶湯流の全周を覆うように不活性ガスを流す
ための注入流断気装置であって、溶湯流を取り囲み、内
部を不活性ガスが通過する円盤状をなし、不活性ガスは
該円盤内の全周において放射状に溶湯流に向かって流れ
る第１ステージと、第１ステージの下方に位置し、溶湯
流を取り囲み、第１ステージの円盤の直径よりも小さい
直径のつばを有し、第１ステージからの不活性ガスが該
つばの中を溶湯流と平行に下方に向かって流れる第２ス
テージとを有することを特徴とする注入流断気装置、及
び前記注入流断気装置を用いた第１の発明の鋼の連続鋳
造方法である。
【００１８】不活性ガスの吐出部を上記のような構造と
することにより、注入流を取り巻いて下方に吹き出され
る不活性ガスの流れが注入流の全周で均一となり、かつ
下方へ安定して供給されるため、注入流の酸化をより有
効に防止することが可能になる。
することにより、注入流を取り巻いて下方に吹き出され
る不活性ガスの流れが注入流の全周で均一となり、かつ
下方へ安定して供給されるため、注入流の酸化をより有
効に防止することが可能になる。
【００１９】その第３は、不活性ガスにかえ、あるいは
不活性ガスとともに可燃性ガスを用いることを特徴とす
る上記第１及び第２の発明の鋼の連続鋳造方法及び注入
流断気装置である。
不活性ガスとともに可燃性ガスを用いることを特徴とす
る上記第１及び第２の発明の鋼の連続鋳造方法及び注入
流断気装置である。
【００２０】これにより、注入流の周囲に送り込まれた
可燃性ガスは、注入流周辺の酸素ガスと混合し、高温の
注入流によって着火して燃焼するので、注入流周辺を非
酸化性の雰囲気とすることができる。
可燃性ガスは、注入流周辺の酸素ガスと混合し、高温の
注入流によって着火して燃焼するので、注入流周辺を非
酸化性の雰囲気とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】オープン注入を行う小断面ビレッ
ト連続鋳造においては、タンディッシュ底部に注入ノズ
ルを有し、この注入ノズルから下方の鋳型に対して溶鋼
が注入される。オープン注入の場合、鋳片断面積が小さ
いので単位時間の注入量は少なく、注入ノズルの貫通孔
の内径は１４〜１９ｍｍφ前後となる。注入ノズル下端
から鋳型上端までの距離は３００〜５００ｍｍ前後であ
り、この間の注入流が周辺の雰囲気に曝される。
ト連続鋳造においては、タンディッシュ底部に注入ノズ
ルを有し、この注入ノズルから下方の鋳型に対して溶鋼
が注入される。オープン注入の場合、鋳片断面積が小さ
いので単位時間の注入量は少なく、注入ノズルの貫通孔
の内径は１４〜１９ｍｍφ前後となる。注入ノズル下端
から鋳型上端までの距離は３００〜５００ｍｍ前後であ
り、この間の注入流が周辺の雰囲気に曝される。
【００２２】不活性ガスの吹き出し口は、タンディッシ
ュ底部の注入ノズルの下部に注入流を取り囲むように配
置する。吹き出し口の形状として、図１〜５には５種類
の実施の形態を示す。図１は注入流１のまわりに下方に
向けた多数の不活性ガス吐出口７を備えたもの、図２は
図１の不活性ガス吐出口７の外側下方に円筒状の整流板
９を設けたもの、図３は注入流１のまわりに円筒１０を
設け、その内部に不活性ガスを導入したものである。図
４は、不活性ガスの流路が第１ステージ１３と第２ステ
ージ１４とを有し、第１ステージ１３は注入流１を取り
囲み、内部を不活性ガスが通過する円盤状であり、不活
性ガスは円盤１１の上部の全周に設けられた３２個の吐
出口１５から第１ステージ内に送り込まれる。不活性ガ
スは第１ステージ１３の円盤内の全周において放射状に
注入流に向かって流れる。第２ステージ１４は、第１ス
テージの下方に位置し、注入流を取り囲み、直径が第１
ステージの円盤１１より小さい円筒状のつば１２を有す
る。第１ステージにおいて注入流に収束した不活性ガス
は注入流１に沿って下方に向きを変え、第２ステージの
円筒状のつば１２に沿って注入流１を包囲するように下
方に流出し、そのまま鋳型４上端まで注入流１を包囲し
続ける。図５は、注入流を取り囲む不活性ガスの吐出口
７が上方に向けて開口し、鉄皮２と注入ノズル３の間の
空間に不活性ガスを吹き出すものである。
ュ底部の注入ノズルの下部に注入流を取り囲むように配
置する。吹き出し口の形状として、図１〜５には５種類
の実施の形態を示す。図１は注入流１のまわりに下方に
向けた多数の不活性ガス吐出口７を備えたもの、図２は
図１の不活性ガス吐出口７の外側下方に円筒状の整流板
９を設けたもの、図３は注入流１のまわりに円筒１０を
設け、その内部に不活性ガスを導入したものである。図
４は、不活性ガスの流路が第１ステージ１３と第２ステ
ージ１４とを有し、第１ステージ１３は注入流１を取り
囲み、内部を不活性ガスが通過する円盤状であり、不活
性ガスは円盤１１の上部の全周に設けられた３２個の吐
出口１５から第１ステージ内に送り込まれる。不活性ガ
スは第１ステージ１３の円盤内の全周において放射状に
注入流に向かって流れる。第２ステージ１４は、第１ス
テージの下方に位置し、注入流を取り囲み、直径が第１
ステージの円盤１１より小さい円筒状のつば１２を有す
る。第１ステージにおいて注入流に収束した不活性ガス
は注入流１に沿って下方に向きを変え、第２ステージの
円筒状のつば１２に沿って注入流１を包囲するように下
方に流出し、そのまま鋳型４上端まで注入流１を包囲し
続ける。図５は、注入流を取り囲む不活性ガスの吐出口
７が上方に向けて開口し、鉄皮２と注入ノズル３の間の
空間に不活性ガスを吹き出すものである。
【００２３】図１の形状において、吐出口７は注入流１
と同心円状に配置する。注入流中心から吐出口７までの
距離は、３０〜５０ｍｍが適切である。吐出口７は円周
上に均等に配置する。吐出口７の数は１６個以上が好適
であり、数が多いほど不活性ガスの均一性が増大する。
図２の形状において、円筒９の直径は８０〜１２０ｍ
ｍ、長さは１０〜２０ｍｍが適切である。図３の形状に
おいて、円筒１０の直径は８０〜１２０ｍｍφが好適で
あり、円筒長さは２０ｍｍ以上が好適である。図４の形
状において、第１ステージの円盤１１の外径は１００〜
２００ｍｍφ、不活性ガスが通過する部分の円盤１１の
厚みは５〜１５ｍｍが好適である。第１ステージに不活
性ガスを供給する吐出口１５は、円盤状の第１ステージ
の全周に配置し、かつ極力円盤の外周に近い部分に配置
する。吐出口１５の個数は多い方がガスの均一流入を得
ることができる。吐出口１５は円形の口ではなく、注入
流と同心円のスリット状としてもよい。第２ステージの
周辺の円筒状のつば１２は、直径は８０〜１２０ｍｍ
φ、長さは１０〜２０ｍｍが好適である。
と同心円状に配置する。注入流中心から吐出口７までの
距離は、３０〜５０ｍｍが適切である。吐出口７は円周
上に均等に配置する。吐出口７の数は１６個以上が好適
であり、数が多いほど不活性ガスの均一性が増大する。
図２の形状において、円筒９の直径は８０〜１２０ｍ
ｍ、長さは１０〜２０ｍｍが適切である。図３の形状に
おいて、円筒１０の直径は８０〜１２０ｍｍφが好適で
あり、円筒長さは２０ｍｍ以上が好適である。図４の形
状において、第１ステージの円盤１１の外径は１００〜
２００ｍｍφ、不活性ガスが通過する部分の円盤１１の
厚みは５〜１５ｍｍが好適である。第１ステージに不活
性ガスを供給する吐出口１５は、円盤状の第１ステージ
の全周に配置し、かつ極力円盤の外周に近い部分に配置
する。吐出口１５の個数は多い方がガスの均一流入を得
ることができる。吐出口１５は円形の口ではなく、注入
流と同心円のスリット状としてもよい。第２ステージの
周辺の円筒状のつば１２は、直径は８０〜１２０ｍｍ
φ、長さは１０〜２０ｍｍが好適である。
【００２４】不活性ガスとしては、窒素ガスが安価なガ
スとして好適である。もちろん、アルゴンガス等の他の
不活性ガスを用いてもよい。不活性ガスの流量は、１０
０〜２００Ｎｌ／ｍｉｎの範囲が良好である。
スとして好適である。もちろん、アルゴンガス等の他の
不活性ガスを用いてもよい。不活性ガスの流量は、１０
０〜２００Ｎｌ／ｍｉｎの範囲が良好である。
【００２５】不活性ガスにかえ、あるいは不活性ガスと
ともに使用する燃焼ガスとしては、プロパンガスをはじ
めとする各種の炭化水素ガスを用いることができる。通
常は工場内にプロパンガスが供給されているので、この
工場に供給されているプロパンガスを用いることによっ
て、容易に本発明を実施することができる。プロパンガ
スの供給量は１０００Ｎｌ／ｍｉｎ以下、好ましくは５
００Ｎｌ／ｍｉｎ前後とし、ガス吹き出し口としては図
４に示すものを用いることがより好適である。これによ
り、未燃焼ガス、不完全燃焼ガスを若干量積極的に生成
させて注入流周辺の酸素ガスを消費することができる。
ともに使用する燃焼ガスとしては、プロパンガスをはじ
めとする各種の炭化水素ガスを用いることができる。通
常は工場内にプロパンガスが供給されているので、この
工場に供給されているプロパンガスを用いることによっ
て、容易に本発明を実施することができる。プロパンガ
スの供給量は１０００Ｎｌ／ｍｉｎ以下、好ましくは５
００Ｎｌ／ｍｉｎ前後とし、ガス吹き出し口としては図
４に示すものを用いることがより好適である。これによ
り、未燃焼ガス、不完全燃焼ガスを若干量積極的に生成
させて注入流周辺の酸素ガスを消費することができる。
【００２６】注入流の酸素からの遮断の程度を評価する
手段として、注入流のかわりに水流を用いた１：１の水
モデル装置を用い、タンディッシュ底部から１５０ｍ
ｍ、２５０ｍｍの２箇所について注入流付近の雰囲気酸
素濃度を測定した。タンディッシュ底部から鋳型上端ま
での距離は３５０ｍｍである。図１〜５に示した５種類
の吹き出し口について水モデル装置による測定を行った
ところ、表１に示す結果が得られた。５種類とも雰囲気
酸素濃度の低減に効果が見られ、特に図４に示すタイプ
が良好な成績を有していた。
手段として、注入流のかわりに水流を用いた１：１の水
モデル装置を用い、タンディッシュ底部から１５０ｍ
ｍ、２５０ｍｍの２箇所について注入流付近の雰囲気酸
素濃度を測定した。タンディッシュ底部から鋳型上端ま
での距離は３５０ｍｍである。図１〜５に示した５種類
の吹き出し口について水モデル装置による測定を行った
ところ、表１に示す結果が得られた。５種類とも雰囲気
酸素濃度の低減に効果が見られ、特に図４に示すタイプ
が良好な成績を有していた。
【００２７】
【表１】
【００２８】不活性ガスの吹き出し口はタンディッシュ
底部から５０〜１５０ｍｍ程度突出する程度であり、吹
き出し口と鋳型上端との間には十分な空間が確保されて
いる。そのため、鋳型内の溶鋼にアルミニウムワイヤー
等を供給することも従来と同様容易に行うことができ、
またパウダー鋳造のために鋳型内にパウダーを定常的に
投入することも可能である。炭素含有量０．１重量％以
下の低炭素鋼のオープン注入においては、従来不可能で
あった鋳造が安定的に行えるようになり、飛沫の減少に
よる飛沫起因の噛み込み疵の減少、スカム疵の発生防止
を実現することができる。
底部から５０〜１５０ｍｍ程度突出する程度であり、吹
き出し口と鋳型上端との間には十分な空間が確保されて
いる。そのため、鋳型内の溶鋼にアルミニウムワイヤー
等を供給することも従来と同様容易に行うことができ、
またパウダー鋳造のために鋳型内にパウダーを定常的に
投入することも可能である。炭素含有量０．１重量％以
下の低炭素鋼のオープン注入においては、従来不可能で
あった鋳造が安定的に行えるようになり、飛沫の減少に
よる飛沫起因の噛み込み疵の減少、スカム疵の発生防止
を実現することができる。
【００２９】
【実施例】鋼のビレット連続鋳造装置において本発明を
適用した。連続鋳造装置は８ストランドミルであり、鋳
片サイズは１３０ｍｍ×１３０ｍｍ、鋳造速度は２．６
〜３．２ｍ／ｍｉｎの条件で鋳造を行った。タンディッ
シュ容量は３３トンであり、転炉精錬法で精練した溶鋼
を２４０トンの容量の取鍋に受け、この取鍋からタンデ
ィッシュへはロングノズルを介して溶鋼を注入する。タ
ンディッシュ底部には８個の注入孔が一列に配置されて
いる。注入ノズル３の注入流が通過する貫通孔の内径は
１７．５ｍｍφである。注入ノズル下端と鋳型上端との
間の間隔は３５０ｍｍである。
適用した。連続鋳造装置は８ストランドミルであり、鋳
片サイズは１３０ｍｍ×１３０ｍｍ、鋳造速度は２．６
〜３．２ｍ／ｍｉｎの条件で鋳造を行った。タンディッ
シュ容量は３３トンであり、転炉精錬法で精練した溶鋼
を２４０トンの容量の取鍋に受け、この取鍋からタンデ
ィッシュへはロングノズルを介して溶鋼を注入する。タ
ンディッシュ底部には８個の注入孔が一列に配置されて
いる。注入ノズル３の注入流が通過する貫通孔の内径は
１７．５ｍｍφである。注入ノズル下端と鋳型上端との
間の間隔は３５０ｍｍである。
【００３０】不活性ガスの吹き出し口として、図１のタ
イプ（タイプＡ）と図４のタイプ（タイプＢ）の２種類
を用いた。タイプＡの形状において、吐出口７の直径は
５ｍｍφ、吐出口７と注入流１との間の距離は３０ｍｍ
とした。タイプＢの形状において、第１ステージの円盤
１１の外径は１５０ｍｍφ、不活性ガスが通過する部分
の円盤１１の厚みは１０ｍｍ、第１ステージに不活性ガ
スを供給する吐出口１５の個数は３２個とした。第２ス
テージの周辺の円筒状のつば１２は、直径は８０ｍｍ
φ、長さは３０ｍｍとした。不活性ガスとして窒素ガス
を用い、流量は１００Ｎｌ／ｍｉｎとした。
イプ（タイプＡ）と図４のタイプ（タイプＢ）の２種類
を用いた。タイプＡの形状において、吐出口７の直径は
５ｍｍφ、吐出口７と注入流１との間の距離は３０ｍｍ
とした。タイプＢの形状において、第１ステージの円盤
１１の外径は１５０ｍｍφ、不活性ガスが通過する部分
の円盤１１の厚みは１０ｍｍ、第１ステージに不活性ガ
スを供給する吐出口１５の個数は３２個とした。第２ス
テージの周辺の円筒状のつば１２は、直径は８０ｍｍ
φ、長さは３０ｍｍとした。不活性ガスとして窒素ガス
を用い、流量は１００Ｎｌ／ｍｉｎとした。
【００３１】上記タイプＢについては、更に可燃性ガス
を吐出する例についても実施を行った。可燃性ガスとし
てはプロパンガスを用い、流量は５００Ｎｌ／ｍｉｎと
した。
を吐出する例についても実施を行った。可燃性ガスとし
てはプロパンガスを用い、流量は５００Ｎｌ／ｍｉｎと
した。
【００３２】鋳造する品種として、中炭素鋼と低炭素鋼
を用い、低炭素鋼については鋳型内アルミワイヤー有無
で２品種を選択した。各品種の代表的タンディッシュ内
溶鋼成分を表２に示す。各品種について、不活性ガス吹
き出しなし、タイプＡ使用、タイプＢ使用の３種類につ
いて鋳型内の飛散発生状況を評価した。鋳型内の溶鋼の
飛散は、鋳型の外に飛散する飛沫の単位時間あたりの重
量比として評点化した。評価結果を表３に示す。数字が
小さい程飛沫が少なく良好であることを示す。
を用い、低炭素鋼については鋳型内アルミワイヤー有無
で２品種を選択した。各品種の代表的タンディッシュ内
溶鋼成分を表２に示す。各品種について、不活性ガス吹
き出しなし、タイプＡ使用、タイプＢ使用の３種類につ
いて鋳型内の飛散発生状況を評価した。鋳型内の溶鋼の
飛散は、鋳型の外に飛散する飛沫の単位時間あたりの重
量比として評点化した。評価結果を表３に示す。数字が
小さい程飛沫が少なく良好であることを示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】本発明の不活性ガス吹き出し口を有しない
実施例においては、鋼中の炭素濃度が低いほど鋳型内飛
散評点が高く、飛散の発生が激しいことがわかる。これ
に対し、本発明の不活性ガス吹き出し口を有する実施例
はいずれも飛散評点が低下し、改善されている。特にタ
イプＢにおいて、使用ガスが窒素ガス、プロパンガスい
ずれも良好な成績を実現することができた。
実施例においては、鋼中の炭素濃度が低いほど鋳型内飛
散評点が高く、飛散の発生が激しいことがわかる。これ
に対し、本発明の不活性ガス吹き出し口を有する実施例
はいずれも飛散評点が低下し、改善されている。特にタ
イプＢにおいて、使用ガスが窒素ガス、プロパンガスい
ずれも良好な成績を実現することができた。
【００３６】
【発明の効果】本発明によってタンディッシュ注入ノズ
ル下部から下方へ向かい溶湯流に沿って溶湯流の全周を
覆うように不活性ガスを流す断気鋳造を行うことによ
り、オープン注入を行う鋼の連続鋳造において鋳型内で
の溶鋼飛沫発生の少ない連続鋳造が可能になった。特に
低炭素鋼においてその効果が顕著である。また、断気鋳
造を行いながら鋳型内にアルミニウム等を添加すること
も可能となった。不活性ガスにかえて、あるいは不活性
ガスとともに可燃性ガスを導入することによっても同様
の効果を得ることができた。
ル下部から下方へ向かい溶湯流に沿って溶湯流の全周を
覆うように不活性ガスを流す断気鋳造を行うことによ
り、オープン注入を行う鋼の連続鋳造において鋳型内で
の溶鋼飛沫発生の少ない連続鋳造が可能になった。特に
低炭素鋼においてその効果が顕著である。また、断気鋳
造を行いながら鋳型内にアルミニウム等を添加すること
も可能となった。不活性ガスにかえて、あるいは不活性
ガスとともに可燃性ガスを導入することによっても同様
の効果を得ることができた。
【図１】本発明の第１の実施の形態の不活性ガス吹き出
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＡ−Ａ’部の横断面図である。
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＡ−Ａ’部の横断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の不活性ガス吹き出
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＢ−Ｂ’部の横断面図である。
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＢ−Ｂ’部の横断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の不活性ガス吹き出
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＣ−Ｃ’部の横断面図である。
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＣ−Ｃ’部の横断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の不活性ガス吹き出
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＤ−Ｄ’部の横断面図である。
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＤ−Ｄ’部の横断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態の不活性ガス吹き出
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＥ−Ｅ’部の横断面図である。
し口を示す図であり、（ａ）はガス吹き出し口を下から
見た図、（ｂ）はＥ−Ｅ’部の横断面図である。
１ 注入流 ２ 鉄皮 ３ 注入ノズル ４ 鋳型 ５ 鋳片 ６ 不活性ガスたまり ７ 吐出口 ８ 不活性ガス導入口 ９ 円筒 １０ 整流板 １１ 円盤 １２ つば １３ 第１ステージ １４ 第２ステージ １５ 吐出口 １６ タンディッシュ底部耐火物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千田 勝也 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 (72)発明者 出口 徳昭 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内
Claims (7)
- 【請求項１】 連続鋳造鋳型への溶湯注入時にタンディ
ッシュ注入ノズルからの溶湯流が浸漬ノズルで覆われて
いないオープン注入を行う鋼の連続鋳造方法において、
タンディッシュ注入ノズル下部から下方へ向かい溶湯流
に沿って溶湯流の全周を覆うように不活性ガスを流すこ
とを特徴とする、鋳型内での溶鋼飛沫発生の少ない鋼の
連続鋳造方法。 - 【請求項２】 鋼は、炭素含有量が０．１重量％以下の
鋼であることを特徴とする請求項１に記載の鋼の連続鋳
造方法。 - 【請求項３】 鋳型内の鋼に脱酸用のアルミニウムを添
加することを特徴とする請求項２に記載の鋼の連続鋳造
方法。 - 【請求項４】 鋼を連続鋳造する鋳型への溶湯注入時に
タンディッシュ注入ノズルからの溶湯流が浸漬ノズルで
覆われていないオープン注入を行う連続鋳造のタンディ
ッシュ注入ノズル下部から下方へ向かい溶湯流に沿って
溶湯流の全周を覆うように不活性ガスを流すための注入
流断気装置であって、溶湯流を取り囲み、内部を不活性
ガスが通過する円盤状をなし、不活性ガスは該円盤内の
全周において放射状に溶湯流に向かって流れる第１ステ
ージと、第１ステージの下方に位置し、溶湯流を取り囲
み、第１ステージの円盤の直径よりも小さい直径のつば
を有し、第１ステージからの不活性ガスが該つばの中を
溶湯流と平行に下方に向かって流れる第２ステージとを
有することを特徴とする注入流断気装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の注入流断気装置を用い
ることを特徴とする請求項１乃至３に記載の鋼の連続鋳
造方法。 - 【請求項６】 不活性ガスにかえ、あるいは不活性ガス
とともに可燃性ガスを用いることを特徴とする請求項１
乃至３又は５に記載の鋼の連続鋳造方法。 - 【請求項７】 不活性ガスにかえ、あるいは不活性ガス
とともに可燃性ガスを用いることを特徴とする請求項４
に記載の注入流断気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07930598A JP3964978B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 鋼の連続鋳造方法及び注入流断気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07930598A JP3964978B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 鋼の連続鋳造方法及び注入流断気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11277198A true JPH11277198A (ja) | 1999-10-12 |
| JP3964978B2 JP3964978B2 (ja) | 2007-08-22 |
Family
ID=13686144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07930598A Expired - Fee Related JP3964978B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 鋼の連続鋳造方法及び注入流断気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3964978B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009066650A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 連続鋳造開始時の断気方法 |
| JP7010575B1 (ja) * | 2021-08-06 | 2022-01-26 | 山田 榮子 | 鋼の連続鋳造における鋳込流の酸化防止装置 |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP07930598A patent/JP3964978B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009066650A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 連続鋳造開始時の断気方法 |
| JP7010575B1 (ja) * | 2021-08-06 | 2022-01-26 | 山田 榮子 | 鋼の連続鋳造における鋳込流の酸化防止装置 |
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|---|---|
| JP3964978B2 (ja) | 2007-08-22 |
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