JPH1147895A - 連続鋳造用タンディッシュの予熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶鋼を所定量、所定時間タンディッシュに滞
留させた後、鋳型に注入する際に、溶鋼の凝固によるス
ライディングノズル流出孔の閉塞を防止する。 【解決手段】 固定板３と摺動板４とから構成され、内
部に流出孔８を形成するスライディングノズル２が備え
られ、且つ、鋳型への注入開始前に前記スライディング
ノズルを閉状態として前記流出孔内に不活性ガスを吹き
込みつつ所定量の溶鋼を所定時間保持するタンディッシ
ュ１の予熱方法であって、スライディングノズルを開状
態として１２０分間以上、次いで、スライディングノズ
ルを閉状態として３０分間以上、ガスバーナー１３によ
り予熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造の鋳造開
始時において、タンディッシュ内で所定量の溶鋼を所定
時間保持した後、鋳型への注入を開始するに好適なスラ
イディングノズルを具備した連続鋳造用タンディッシュ
の予熱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、取鍋より溶鋼をタン
ディッシュに受け、タンディッシュ底部に設置したスラ
イディングノズル及び浸漬ノズルを介して溶鋼を鋳型へ
注入し、そして、鋳型内で冷却され生成した凝固シェル
を連続的に下方に引抜き、鋳片を得る構成となってい
る。このような構成のために鋳造開始時においては、取
鍋底部の流出孔開閉装置に詰めた開孔用詰め砂や、タン
ディッシュ内での空気酸化による酸化物のため、溶鋼中
には多量の非金属介在物が存在する。そのため、この溶
鋼を直ちに鋳型に注入すると、鋳造開始時期の鋳片品質
は著しく悪化して所定の品質が確保できず、格落ち、又
はスクラップとなり、歩留りが大幅に低下する。

【０００３】この対策として、スライディングノズルを
閉じ、タンディッシュ内に溶鋼を所定量滞留させ、所定
時間保持してタンディッシュ内で十分に非金属介在物を
浮上させた後、鋳型への注入を開始する方法（以下、
「注ぎ上げスタート」と記す）が有効な手段として知ら
れている。しかし、鋳造開始時には、タンディッシュ内
に注入された溶鋼は、溶鋼温度に比べて低温の耐火物と
接触するため、急激に温度降下し、そのため、スライデ
ィングノズルを閉として溶鋼を滞留させると、スライデ
ィングノズルの流出孔内で溶鋼が凝固してスライディン
グノズルが開孔できず、鋳造が不可能となる操業トラブ
ルが多発する。そのため、この対策が多数提案されてい
る。

【０００４】例えば、特開昭５４−１５４２８号公報
（以下、「先行技術１」と記す）には、スライディング
ノズルの摺動板にポーラス煉瓦部を埋設し、スライディ
ングノズルを閉状態として固定板の流出孔とポーラス煉
瓦部とを合致させ、次いで、ポーラス煉瓦部からＡｒガ
スを流出孔内に吹き込みつつ、溶鋼をタンディッシュ内
に溜め、スライディングノズルの流出孔内において溶鋼
が停滞して凝固することを防止する方法が開示されてい
る。

【０００５】又、鋳造開始時のタンディッシュ内に注入
された溶鋼の温度降下を防止するため、タンディッシュ
内壁やスライディングノズル、及び浸漬ノズル等の溶鋼
と接触する耐火物は使用直前に予熱されるが、この予熱
についても、効率良く予熱して流出孔の閉塞を防止する
ために、多数の提案が開示されている。

【０００６】例えば、特開昭６１−２７３２４５号公報
（以下「先行技術２」と記す）には、タンディッシュの
上部開口部を密閉すると共に、ガスバーナーをスライデ
ィングノズルの略直上に挿入して開状態のスライディン
グノズルを予熱し、燃焼排ガスをスライディングノズル
の流出孔から排出させて予熱する方法が開示されてい
る。先行技術２によれば、スライディングノズルから浸
漬ノズルに至る流出孔内部が効率よく予熱されるので、
流出孔の閉塞は無くなるとしている。

【０００７】又、特開昭６１−２６２４５５号公報（以
下、「先行技術３」と記す）には、浸漬ノズルの吐出孔
からバーナーを差し込み、燃焼炎をタンディッシュ内部
にまで吹き込んで、浸漬ノズル及びタンディッシュノズ
ルの流出孔内を直接加熱する方法が開示されている。先
行技術３においても、タンディッシュノズルから浸漬ノ
ズルに至る流出孔内部が効率よく予熱されるので、流出
孔の閉塞は無くなるとしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等の注ぎ上げスタートの試験結果では、先行技術１は
短時間の保持時間であれば開孔率は高いが、保持時間が
１分以上になると、閉塞を完全には防止できず、その成
功率は必ずしも満足のいく結果ではなかった。又、先行
技術１に開示された注ぎ上げスタートに、先行技術２又
は先行技術３に開示された予熱方法を併用する試験も実
施したが、その結果も満足のいくものではなかった。

【０００９】そこで、発明者等は、注ぎ上げスタートに
おけるスライディングノズルの流出孔閉塞防止対策を検
討し、以下の知見を得た。

【００１０】；スライディングノズル流出孔の開孔の
如何は、摺動板の摺動面の地金皮張り防止と流出孔径の
確保との２点に依存する。尚、地金皮張りとは、溶鋼が
摺動面上に凝固することである。

【００１１】；不活性ガスによる攪拌で流出孔壁面に
おける凝固の進行は抑制できるので、流出孔径の確保は
不活性ガス吹き込みにより可能である。

【００１２】；注ぎ上げスタートでは、溶鋼が摺動板
の摺動面と接触する時間が長いため、摺動面による冷却
が問題となる。従来の予熱方法は流出孔の予熱を重点に
行なうために流出孔は十分に予熱されるが、溶鋼と接触
する摺動板の摺動面付近の予熱は不十分である。そのた
め、注ぎ上げスタートにおいては、摺動面における地金
皮張りが流出孔閉塞の主原因となっている。

【００１３】本発明は上記知見に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、スライディングノズルの摺動
板の予熱を十分に行うことができ、その結果、摺動面に
おける地金皮張りを防止して流出孔の閉塞のない安定し
た状態で注ぎ上げスタートのできる連続鋳造用タンディ
ッシュの予熱方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による連続鋳造用
タンディッシュの予熱方法は、固定板と摺動板とから構
成され、内部に流出孔を形成するスライディングノズル
が備えられ、且つ、鋳型への注入開始前に前記スライデ
ィングノズルを閉状態として前記流出孔内に不活性ガス
を吹き込みつつ所定量の溶鋼を所定時間保持するタンデ
ィッシュの予熱方法であって、スライディングノズルを
開状態として１２０分間以上、次いで、スライディング
ノズルを閉状態として３０分間以上、ガスバーナーによ
り予熱することを特徴とするものである。

【００１５】本発明は、タンディッシュ内に所定量の溶
鋼を所定時間保持した後に鋳型に注入する、所謂、注ぎ
上げスタートに用いるスライディングノズルを備えたタ
ンディッシュに限定する。注ぎ上げスタートを行なう場
合には、溶鋼と摺動板の上面即ち摺動面との接触時間が
長くなり、摺動板による冷却により生成する摺動面上の
凝固シェルの成長が、流出孔の開孔に重要な影響を及ぼ
すからである。尚、本発明では、タンディッシュ内に滞
留する所定量の溶鋼とは、タンディッシュ容量の１／３
以上の溶鋼量のことであり、又、所定時間とは、タンデ
ィッシュ内溶鋼量が所定量に達してから１分間以上保持
することを意味している。

【００１６】そして、鋳造開始前にスライディングノズ
ルを開状態として１２０分間以上ガスバーナーにてタン
ディッシュを予熱する。この予熱期間では、ガスバーナ
ーの燃焼排ガスは流出孔を通り抜けて外部に流出される
ので、流出孔内が予熱される。その際にこの予熱時間が
１２０分間未満では、予熱不足となる。次いで、スライ
ディングノズルを閉状態として、３０分間以上ガスバー
ナーにてタンディッシュを予熱する。この予熱期間で
は、ガスバーナーの燃焼排ガスは、注ぎ上げスタート時
に溶鋼と接触する摺動板の摺動面を直接予熱するので、
摺動面の温度が上昇して、摺動面における地金張りが防
止される。その際に、この予熱時間が３０分間未満で
は、予熱不足となり、摺動面での地金張りが生成する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明を図面を用いて説明する。
図１は本発明による予熱方法の１つの実施の形態を示す
タンディッシュ縦断面の概要図、図２は図１に示すＡ部
の詳細図、図３は連続鋳造工程の鋳造開始時の概要説明
図である。但し、図１はスライディングノズルの開状態
を示し、図２は閉状態を示している。

【００１８】図において、鉄皮１０の内側を耐火物１１
にて構築したタンディッシュ１の底部に、ノズル受け耐
火物１１ａと嵌合して、上ノズル６が配置される。そし
て、上ノズル６の下面と密着する固定板３と、固定板３
の下面を密着して摺動する摺動板４とからなるスライデ
ィングノズル２が配置されている。この摺動板４の下面
には整流ノズル７が連結されて、タンディッシュ１から
鋳型１４への流出孔８が形成される。摺動板４は、油圧
シリンダー５と連結され、油圧シリンダー５の作動によ
り摺動してスライディングノズル２の開閉がなされる。
タンディッシュ１の上部はタンディッシュカバー１２で
覆われ、このタンディッシュカバー１２の開孔部に、ガ
スバーナー１３が配置される。ガスバーナー１３で使用
する燃焼用ガスは、発熱量が１２００ｋｃａｌ／Ｎｍ³
以上のものを用い、１つのガスバーナー１３の燃焼量は
１５０００ｋｃａｌ／Ｈｒ以上とする。

【００１９】鋳造に先立ち、ガスバーナー１３にてタン
ディッシュ１、及びスライディングノズル２の予熱を実
施する。予熱開始から少なくとも１２０分間は、スライ
ディングノズル２を開状態として予熱する。この状態で
は、ガスバーナー１３による燃焼炎１９の燃焼排ガスの
一部は、図１に示す排ガス流れ２０のように、流出孔８
内を通り、流出孔８内を加熱して、整流ノズル７より外
部に流出する。その他の燃焼排ガスは、タンディッシュ
カバー１２とガスバーナー１３との間隙等を通り外部に
流出する。

【００２０】この際に、ガスバーナー１３を、スライデ
ィングノズル２の略直上に配置すると、熱い燃焼排ガス
が流出孔８内に導入され、流出孔８内が効率良く加熱さ
れるので好ましい。又、整流ノズル７にエジェクター
（図示せず）等を配置して、強制的に流出孔８内に燃焼
排ガスを導入して整流ノズル７から流出させることも、
効率良く加熱する上で好ましい。

【００２１】予熱開始から１２０分間以上経過したら、
油圧シリンダー５によりスライディングノズル２を閉状
態として、ガスバーナー１３による予熱を継続する。こ
の状態では、流出孔８内に流入した燃焼排ガスは、図２
に示す排ガス流れ２０のように、スライディングノズル
２の閉状態において、固定板３の流出孔８に合致する摺
動板４の摺動面を直接加熱する。そして、この状態で３
０分間以上予熱した後、予熱を停止して鋳造用に供す
る。尚、必要に応じて、整流ノズル７に至る流出孔８を
再度加熱するために、スライディングノズル２を開状態
として、予熱を継続してもよい。この再予熱時間は長く
する必要はなく３０分間程度でよい。

【００２２】こうして所定時間予熱したタンディッシュ
１の整流ノズル７の下面に、別に予熱した浸漬ノズル９
を取付け、次いでタンディッシュ１をタンディッシュカ
ー（図示せず）に搭載して、ダミーバー１７が挿入され
た鋳型１４の上方所定位置に配置する。次いで、溶鋼１
８を収納した取鍋１５をタンディッシュ１の上方所定位
置に配置し、流出孔８内に不活性ガスを吹き込みつつ、
取鍋１５の底部に設けたロングノズル１６を介して、溶
鋼１８のタンディッシュ１への注入を開始する。注入さ
れた溶鋼１８は流出孔８内で不活性ガスにより攪拌さ
れ、流出孔８の壁面での凝固が防止される。そして、タ
ンディッシュ１内に溶鋼１８を所定量、所定時間滞留さ
せた後、鋳型１４への注入を開始する。次いで、ダミー
バー１７にて凝固シェルの引き抜きを開始して連続鋳造
を実施する。尚、図１に示すスライディングノズル２で
は、固定板３の流出孔８側にポーラス煉瓦２１を嵌合
し、固定板３の内部を通りポーラス煉瓦２１の背面に達
する不活性ガス導入管２２から不活性ガスを供給し、ポ
ーラス煉瓦２１から流出孔８内に不活性ガスを吹き込む
構造である。

【００２３】尚、上記の実施の形態では、スライディン
グノズル２の上方に位置するガスバーナー１３にて予熱
するが、整流ノズル７側からタンディッシュ１内に燃焼
炎１９を吹き込む方法でも、本発明に何ら支障とならな
い。又、上記では浸漬ノズル９をスライディングノズル
２と分離して、別々に予熱を行なう方法としたが、浸漬
ノズル９をスライディングノズル２に取り付けた状態で
も本発明を適用できる。但しこの場合には、スライディ
ングノズル２を閉状態として３０分間以上予熱するの
で、この期間での浸漬ノズル９の予熱を行なうために、
浸漬ノズル９の専用の予熱装置を設けることが必要であ
る。

【００２４】図４は、本発明を適用する他の構造のスラ
イディングノズル２の縦断面を概略的に示した図であ
る。図４（ａ）は、摺動板４の摺動面にポーラス煉瓦２
１ａを嵌合させ、摺動板４内部を通りポーラス煉瓦２１
ａの背面に達する不活性ガス導入管２２ａから不活性ガ
スを供給し、ポーラス煉瓦２１ａから不活性ガスを吹き
込む構造としたもので、摺動板４を閉状態とした時にポ
ーラス煉瓦２１ａが固定板３の流出孔８に合致するよう
にしている。

【００２５】又、図４（ｂ）は多孔質の上ノズル６を用
い、上ノズル６の背面に不活性ガス導入管２２ｂに連通
する不活性ガス吹き込み室２３を配置して、上ノズル６
の微細気孔を介して上ノズル６の流出孔８壁面に不活性
ガスを吹き込む構造としている。図４（ａ）及び（ｂ）
に示す構造のスライディングノズル２においても、上記
の方法で本発明を適用することができる。

【００２６】尚、図１及び図４に示す構成のスライディ
ングノズル２は固定板３が１枚の型式であるが、摺動板
４の下面に更に固定板３を配置し、上下の固定板３間を
摺動板４が摺動する型式のスライディングノズル２であ
っても、本発明は何ら支障無く適用可能である。

【００２７】

【実施例】図１に示す構成のタンディッシュを用い、図
３に示す取鍋、タンディッシュ、鋳型からなる構成の連
続鋳造工程における本発明の実施例を説明する。

【００２８】タンディッシュは、容量が４０トン、溶鋼
深さが最大で９００ｍｍであり、鋳片厚みが２５０ｍ
ｍ、鋳片幅が１１５０ｍｍの２ストランドのスラブ連続
鋳造機用である。ガスバーナーは、各ストランドのスラ
イディングノズルの略直上と、中央部に２基、合計４基
を配置し、ガスバーナーの使用ガスは、発熱量が１２５
０ｋｃａｌ／Ｎｍ³ のＣＯ含有ガスで、１つのガスバー
ナーでの燃焼量は２００００ｋｃａｌ／Ｈｒである。対
象鋼種は１ヒートが２５０トンの低炭素Ａｌキルド鋼で
ある。

【００２９】６回の実施例（No.１〜No.６）において、
予熱時間は、スライディングノズルを開状態として１２
０〜２００分間、次いで、スライディングノズルを閉状
態として３０〜９０分間行った。又、２回の実施例（N
o.２、No.６）では、その後更に、スライディングノズ
ルを開状態として３０分間予熱を継続した。予熱期間
中、図２に示すＰ点（摺動板の厚み中心で且つスライデ
ィングノズルが閉状態時に固定板の流出孔に合致する中
心位置）の温度を熱電対により測定した。全ての実施例
において、予熱終了時の摺動板温度は８００℃以上が確
保されていた。

【００３０】このようにして予熱したタンディッシュ
に、別に予熱した浸漬ノズルを取付けた後、鋳型上方の
所定位置に設置して、固定板に嵌合したポーラス煉瓦か
らＡｒを３０〜１５０Ｎｌ／ｍｉｎ吹き込みつつ、取鍋
からタンディッシュへの注入を開始した。そして、タン
ディッシュ内で、２０〜４０トンの溶鋼を、５〜１０分
間滞留させた後、鋳型への鋳造を開始した。鋳造後、得
られたスラブ鋳片を薄鋼板に圧延して、薄鋼板において
非金属介在物による欠陥を調査した。

【００３１】又、比較のために本発明の範囲外の予熱時
間で予熱した比較例を３回実施（No.７〜No.９）した。
比較例は予熱時間が実施例と異なるのみで、その他の条
件は実施例と同一である。実施例及び比較例における予
熱時間と予熱終了時の摺動板温度、及び、注ぎ上げスタ
ートでのＡｒ吹き込み量、溶鋼滞留量、溶鋼滞留時間を
表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】全ての実施例において、流出孔の閉塞も、
耐火物のスポーリングの発生もなく、安定した注ぎ上げ
スタートを実施することができ、又、薄鋼板の非金属介
在物による欠陥調査結果でも、非金属介在物による欠陥
は皆無という極めて良好な結果が得られた。それに対し
て、比較例では何れも流出孔が閉塞し、鋳造が不可能で
あった。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、摺動板を加熱すること
により、摺動面での地金皮張りを防止できるため、流出
孔の閉塞のない安定した状態でタンディッシュ内に溶鋼
を所定量、所定時間滞留させることが可能となり、連続
鋳造法の鋳造開始時の操業の安定及び品質向上に大きく
寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態を示すタンディッシ
ュ縦断面の概要図である。

【図２】図１に示すＡ部の詳細図である。

【図３】本発明の１つの実施の形態を示す鋳造開始時の
概要説明図である。

【図４】本発明を適用する他の構造のスライディングノ
ズルの縦断面の概略図であり、（ａ）は摺動板から、又
（ｂ）は上ノズルから不活性ガスを吹き込む例を示した
図である。

【符号の説明】

１ タンディッシュ ２ スライディングノズル ３ 固定板 ４ 摺動板 ５ 油圧シリンダー ６ 上ノズル ７ 整流ノズル ８ 流出孔 ９ 浸漬ノズル １０ 鉄皮 １１ 耐火物 １２ タンディッシュカバー １３ ガスバーナー １４ 鋳型 １５ 取鍋 １６ ロングノズル １７ ダミーバー １８ 溶鋼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定板と摺動板とから構成され、内部に
   流出孔を形成するスライディングノズルが備えられ、且
   つ、鋳型への注入開始前に前記スライディングノズルを
   閉状態として前記流出孔内に不活性ガスを吹き込みつつ
   所定量の溶鋼を所定時間保持するタンディッシュの予熱
   方法であって、スライディングノズルを開状態として１
   ２０分間以上、次いで、スライディングノズルを閉状態
   として３０分間以上、ガスバーナーにより予熱すること
   を特徴とする連続鋳造用タンディッシュの予熱方法。