JPH11504266A - 鋼ストリップ鋳造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 双ロール鋳造機中の鋼ストリップの連続鋳造が鋳造ロール（１６）で成される。溶融鋼を供給するのが、ロール間隙から下方に凝固ストリップ（２０）を送給するよう回転される鋳造ロール（１６）間のロール間隙（１０）上方に支持された鋳造溜め（３０）への供給ノズル（１９ｂ）から成る供給システムである。ノズル（１９ｂ）を含む金属供給システムの耐火材から炭素が溶出するのを避けるため、溶融鋼は、マンガン成分が０．２０重量％以上、珪素成分が０．１０重量％以上、アルミニウム成分が０．０１重量％より少なく、硫黄成分が少なくとも０．０２重量％である珪素／マンガンキルド炭素鋼である。鋼の所要硫黄成分は供給システムのタンディッシュ（１８）中の一バッチの鋼に硫化鉄を加えることにより達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 鋼ストリップ鋳造 技術分野 本発明は鋼ストリップの鋳造に関する。 双ロール鋳造機で連続鋳造することにより金属ストリップを鋳造することが公 知である。この技術では、冷却されて相反方向に回転する一対の水平鋳造ロール 間に溶融金属を導入し、動いているロール表面上で金属殻を凝固させ、ロール間 隙にてそれら金属殻を合体させ、凝固したストリップ品としてロール間隙から下 方へ送給する。本書では、「ロール間隙」という語はロール同士が最接近する領 域全般を指すのに使われる。溶融金属は取鍋から小容器へと注がれ、更にはそこ からロール間隙上方に位置した金属供給ノズルに流れてロール間隙へと向かい、 その結果、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持されロール間隙長さ方向に延 びる溶融金属の鋳造溜めを形成することができる。通常、この鋳造溜めの端を構 成するのは、鋳造溜め両端からの溢流をせき止めるようロール端面に摺動係合し て保持される側部堰であるが、電磁バリヤ等の代替手段も提案されている。 双ロール鋳造は、冷却によって急速に凝固する非鉄系金属にはある程度の成功 をおさめているが、鉄系金属の鋳造技術に適用するにはいろいろ問題がある。双 ロールストリップ鋳造機で軟鋼を鋳造する際に遭遇する一つの特別な問題は溶融 した軟鋼が固形混在物、特にアルミン酸塩を含む混在物を生じやすく、これら固 形の混在物が、双ロール鋳造機の金属供給システムで必要な非常に小さな金属流 路を詰まらせることである。我々のニュージーランド特許出願第２７０１４７号 において充分に開示されているように、我々が双ロール鋳造機で様々な品位の鋼 をストリップ鋳造する広範なプログラムにより確定したのは、アルミニウム残成 分が０．０１％以上 のアルミニウムキルド軟鋼又は部分キルド軟鋼は充分に鋳造できず、それは固形 混在物が団塊となって金属供給システムの細い流路を塞いで結果としてのストリ ップ品に欠陥や切れ目を形成するからである、ということである。この問題はア ルミニウム成分を０．０１重量％よりも低く保つこと、マンガン成分が０．２０ 重量％以上で珪素成分が０．０２重量％以上の珪素／マンガンキルド鋼を用いる ことにより打ち勝つことができる。しかしながら、そのような珪素／マンガンキ ルド鋼はアルミニウムキルド鋼よりも酸素含量が遥かに多く、これが金属供給シ ステムの耐火材からの炭素分解という問題を生じる。明細には、炭素は溶融鋼の 酸素と結合して一酸化炭素を生み出す。これが供給ノズル内の細い流路の表面を 劣化させることがありうる。更に又、供給ノズルを鋳造溜めに浸漬する鋳造機で は、浸漬された供給ノズル内の炭素と鋳造溜めの溶融金属内の酸素との反応によ り生じる一酸化炭素の泡により溜めが乱される。 珪素／マンガンキルド鋼は１６００〜１７００℃台の典型的な鋳造温度では５ ０〜１５５ｐｐｍの範囲の酸素成分を持つのに対しアルミニウムキルド鋼の酸素 成分は全般に１０ｐｐｍより少なく、珪素／マンガンキルド鋼を鋳造しようとす るとき炭素浸出問題は非常に重要な問題である。 我々は今回、この問題が、鋳造作業の少なくとも開始に珪素／マンガンキルド 鋼に硫黄を制御して加えることにより解決できることを確定した。開始後は鋳造 溜めに浸漬された供給ノズル上に表面スラグが形成する。このスラグが金属供給 システムで最も炭素浸出に対し無防備な部分である供給ノズル浸漬域で炭素が酸 素と反応する可能性を減らす。 硫黄を加えることは、我々の同時係属オーストラリア特許出願第ＰＮ２８１１ 号で充分に開示されている熱流束不規則によるストリップの「チャター」や「鰐 肌」を回避することもできる。発明の開示 本発明によれば、金属供給システムを介して一対の平行な鋳造ロール間のロー ル間隙に溶融金属が導入されて、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持された 溶融金属の鋳造溜めを創り出し、鋳造ロールが回転されてロール間隙から下方に 凝固鋼ストリップを送給する型の鋼ストリップ連続鋳造方法において、金属供給 システムが炭素を含む耐火材料で構成され、前記鋼が、マンガン成分が０．２０ 重量％以上、珪素成分が０．１０重量％以上、アルミニウム成分が０．０１重量 ％より少なく、硫黄成分が少なくとも０．０２重量％である珪素／マンガンキル ド炭素鋼である鋼ストリップ連続鋳造方法が提供される。 好ましくは、鋼のアルミニウム成分は０．００５％以下であり、硫黄成分は０ ．０３〜０．０５重量％の範囲である。 鋼の所要の硫黄成分は供給システムの溶融金属に硫化鉄を加えることにより達 成できる。 好ましくは、金属供給システムはタンディッシュを含み、前記硫化鉄の添加は タンディッシュ内でなされる。 更に好ましくは、そのような添加は鋳造前にタンディッシュ内の一バッチの溶 融金属に対して行われる。 前記バッチの溶融金属から初期長さのストリップを鋳造した後は、更なる溶融 金属の供給により更に鋳造を続けることができ、そのような更なる溶融金属は、 前記初期長さとつながるがより硫黄成分が低い一長さのストリップ鋼を製造する よう、硫黄成分が低い。 前記バッチの溶融鋼は１〜６トンの範囲とすることができる。 前記耐火材料は黒鉛化したアルミナで構成することができる。図面の簡単な説明 本発明を更に充分に説明するため、本発明の実施のための、１つの特定な装置 を、ストリップ鋳造機の部分断面側面図である添付図面に関して記述する。好適な実施の形態の詳細な説明 図示した鋳造機は工場床１２から立上がった、参照番号１１で全般に示される 主機械フレームを有する。フレーム１１が支持する鋳造ロール台車１３はアセン ブリステーションと鋳造ステーションとの間を水平に移動可能である。鋳造ロー ル台車１３が担持する一対の平行な鋳造ロール１６はロール間隙（１０）を形成 し、それに鋳造溜め３０が形成され、ロール端と摺動係合で保持された２枚の側 部板又は堰（図示せず）間に維持される。 溶融金属は鋳造作業において取鍋１７からタンディッシュ１８、供給分配器１ ９ａ及び供給ノズル１９ｂを経て鋳造溜めへ供給される。鋳造ロールは水冷され ているので鋳造溜めからの溶融金属は移動するロール表面上で殻として凝固し、 殻がそれらの間のロール間隙にて合わせられてロール出口で凝固ストリップ品２ ０を製造する。この品がランアウトテーブル２１に、更には標準コイラに送られ る。 タンディッシュ１８には蓋３２が取り付けられ、タンディッシュの左端底部に 凹所又は受け２６を形成するよう床は２４にて段になっている。溶融金属が取鍋 １７から出口ノズル３７及びスライドゲート弁３８を経てタンディッシュの右端 に導入される。受け２６の底部にて、タンディッシュの床に出口４０があり、溶 融金属をタンディッシュから出口ノズル４２を経て供給分配器１９ａとノズル１ ９ｂへと流れさせることができる。タンディッシュ１８にはストッパロッド４６ とスライドゲート弁４７が設けられて出口４０を選択的に開閉して出口を介する 金属流を有効に制御する。 本発明によれば、タンディッシュ１８は硫黄成分を増やした初期バッチ の溶融金属を保持できる。これは取鍋１７からの注入前にタンディッシュに硫化 鉄を単に加えるだけで達成できる。典型的には、４トン台の初期バッチの珪素／ マンガンキルド炭素鋼が０．０３〜０．０５重量％の硫黄成分を持つよう調整さ れる。 次いで、初期バッチの高硫黄成分鋼が鋳造されて高硫黄成分の初期長さのスト リップを生み出す。そのような鋳造は典型的には約２〜４分間続く。安定した鋳 造が確立され、鋳造溜めに浸漬された供給ノズル１９ｂにスラグ層が形成された とき、タンディッシュを満たして鋳造が続くよう満杯のタンディッシュを維持す るよう、更に溶融金属が硫黄の添加なしに取鍋からタンディッシュへと注がれて 初期長さに連なる一長さの低硫黄成分鋼を造り出す。 金属供給ノズル１９ｂはアルミナグラファイトから造ることができる。典型的 には、それは５８％台のＡｌ₂Ｏ₃、３２％台の炭素、５％台のＺｒＯ₂から成る ことができる。開始時に硫黄を加えないと、珪素／マンガンキルド鋼の高酸素成 分がこれから炭素の浸出を引き起こして鋳造溜めに一酸化炭素の泡を生み出し、 供給ノズルのギャラリーと通路を侵食する。より明細には、スラグ内の酸化鉄が 炭素と反応して一酸化炭素と鉄を生み出す。鋳造溜めに浸漬された耐火材表面付 近のスラグのＸ線マッピングでは、スラグの酸化鉄成分が耐火材表面に向かうに つれて減少し、一酸化炭素の泡がはっきりとスラグ中に見られる。これは、耐火 材表面に隣接した溶融物域の酸化鉄が耐火材中の炭素と反応して一酸化炭素の泡 を生じることを示している。硫黄が存在することにより鋼と耐火材表面との間の 湿潤が減少し、鉄溶融物中の酸素に耐火材中の炭素が晒されるのが減少する。更 に又、硫黄は表面活性が強く、溶融物の鉄と反応し、酸化鉄形成よりも好んで硫 化鉄を形成する。この反応が酸素を生み出し、それは鋼中に溶解した ままであり、ノズル耐火材料中の炭素とは容易に反応し得ない。 鋼が次のような重量組成を有すると供給システム耐火材料から炭素が浸出する ことなしに満足のいく珪素／マンガンキルド鋼が鋳造できることが見出された。 炭素 ０．０４〜０．０８％ マンガン ０．５０〜０．７０％ 珪素 ０．２０〜０．４０％ 硫黄 ０．０３〜０．０５％ アルミニウム ０．０１％より小 好適な組成は次の通りである。 炭素 ０．０６％ マンガン ０．６６％ 珪素 ０．３２％ 硫黄 ０．０４％ 全酸素成分 １６００℃で６０ｐｐｍ 鋳造が確立されてスラグが供給ノズル上に集まった後では、供給ノズルの耐火 材から浸出する炭素の問題が大幅に減少することが見出された。スラグは珪素、 マンガン及びアルミニウム酸化物の錯体を含み、それが酸化鉄と耐火材料中の炭 素との反応の可能性を減少させる。ストリップの高硫黄成分が低溶融強さをもた らし得るので、鋳放しストリップを後で９００℃以上の温度に、本質的な酸化が 起き得る時間、再熱するような用途の場合には赤熱脆さや割れの問題が起きる。 そのような用途では、安定した鋳造状態が得られ、適当な厚さのスラグが発生し たら、金属の硫黄成分を０．０１％より少なくするのが望ましい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１２月５日 【補正内容】 供給ノズル浸漬域で炭素が酸素と反応する可能性を減らす。 硫黄を加えることは、我々の同時係属オーストラリア特許出願第ＰＮ２８１１ 号で充分に開示されている熱流束不規則によるストリップの「チャター」や「鰐 肌」を回避することもできる。発明の開示 本発明によれば、金属供給システムを介して一対の平行な鋳造ロール間のロー ル間隙に溶融金属が導入されて、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持された 溶融金属の鋳造溜めを創り出し、鋳造ロールが回転されてロール間隙から下方に 凝固鋼ストリップを送給する型の鋼ストリップ連続鋳造方法において、金属供給 システムが、鋳造ロール間のロール間隙に上方に位置して溶融金属を送給するよ うにした、炭素を含む耐火材料から成る金属供給ノズルで構成され、鋳造中、供 給ノズルの下部が鋳造溜めに浸漬され、前記鋼が、マンガン成分が０．２０重量 ％以上、珪素成分が０．１０重量％以上、アルミニウム成分が０．０１重量％よ り少なく、硫黄成分が少なくとも０．０２重量％である珪素／マンガンキルド炭 素鋼である鋼ストリップ連続鋳造方法が提供される。 好ましくは、鋼のアルミニウム成分は０．００５％以下であり、硫黄成分は０ ．０３〜０．０５重量％の範囲である。 鋼の所要の硫黄成分は供給システムの溶融金属に硫化鉄を加えることにより達 成できる。 好ましくは、金属供給システムはタンディッシュを含み、前記硫化鉄の添加は タンディッシュ内でなされる。 更に好ましくは、そのような添加は鋳造前にタンディッシュ内の一バッチの溶 融金属に対して行われる。 前記バッチの溶融金属から初期長さのストリップを鋳造した後は、更なる溶融 金属の供給により更に鋳造を続けることができ、そのような更なる溶融金属は、 前記初期長さとつながるがより硫黄成分が低い一長さのストリップ鋼を製造する よう、硫黄成分が低い。請求の範囲 １． 金属供給システムを介して一対の平行な鋳造ロール間のロール間隙に溶融 金属が導入されて、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持された溶融金属の鋳 造溜めを創り出し、鋳造ロールが回転されてロール間隙から下方に凝固鋼ストリ ップを送給する型の鋼ストリップ連続鋳造方法において、金属供給システムが、 鋳造ロール間のロール間隙に上方に位置して溶融金属を送給するようにした、炭 素を含む耐火材料から成る金属供給ノズルで構成され、鋳造中、供給ノズルの下 部が鋳造溜めに浸漬され、前記鋼が、マンガン成分が０．２０重量％以上、珪素 成分が０．１０重量％以上、アルミニウム成分が０．０１重量％より少なく、硫 黄成分が少なくとも０．０２重量％である珪素／マンガンキルド炭素鋼である、 鋼ストリップ連続鋳造方法。 ２． 鋼のアルミニウム成分が０．００５％以下であり、硫黄成分が０．０３〜 ０．０５重量％の範囲である、請求項１で請求の方法。 ３． 鋼の所要の硫黄成分が、供給システムの溶融金属に金属硫化物を加えるこ とにより達成される、請求項１又は請求項２で請求の方法。 ４． 前記金属硫化物が硫化鉄である、請求項３で請求の方法。 ５． 金属供給システムがタンディッシュを含み、前記金属硫化物の添加がタン ディッシュ内で一バッチの溶融金属に対してなされる、請求項３又は請求項４で 請求の方法。 ６． 前記バッチの溶融金属から初期長さのストリップを鋳造し、その後は更な る溶融金属の供給により中断なく鋳造が続けられ、そのような更なる溶融金属は 、前 記初期長さとつながるがより硫黄成分が低い一長さのストリップ鋼を製造するよ う、硫黄成分が低い、請求項５で請求の方法。 ７． 前記バッチの溶融鋼が１〜６トンの範囲である、請求項５又は請求項６で 請求の方法。 ８． 前記耐火材が黒鉛化したアルミナで構成される、先述した請求項のいずれ かで請求の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 金属供給システムを介して一対の平行な鋳造ロール間のロール間隙に溶融 金属が導入されて、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持された溶融金属の鋳 造溜めを創り出し、鋳造ロールが回転されてロール間隙から下方に凝固鋼ストリ ップを送給する型の鋼ストリップ連続鋳造方法において、金属供給システムが炭 素を含む耐火材料で構成され、前記鋼が、マンガン成分が０．２０重量％以上、 珪素成分が０．１０重量％以上、アルミニウム成分が０．０１重量％より少なく 、硫黄成分が少なくとも０．０２重量％である珪素／マンガンキルド炭素鋼であ る、鋼ストリップ連続鋳造方法。 ２． 鋼のアルミニウム成分が０．００５％以下であり、硫黄成分が０．０３〜 ０．０５重量％の範囲である、請求項１で請求の方法。 ３． 鋼の所要の硫黄成分が、供給システムの溶融金属に金属硫化物を加えるこ とにより達成される、請求項１又は請求項２で請求の方法。 ４． 前記金属硫化物が硫化鉄である、請求項３で請求の方法。 ５． 金属供給システムがタンディッシュを含み、前記金属硫化物の添加がタン ディッシュ内で一バッチの溶融金属に対してなされる、請求項３又は請求項４で 請求の方法。 ６． 前記バッチの溶融金属から初期長さのストリップを鋳造し、その後は更な る溶融金属の供給により中断なく鋳造が続けられ、そのような更なる溶融金属は 、前記初期長さとつながるがより硫黄成分が低い一長さのストリップ鋼を製造す るよう、硫黄成分が低い、請求項５で請求の方法。 ７． 前記バッチの溶融鋼が１〜６トンの範囲である、請求項５又は請求項６で 請求の方法。 ８． 前記耐火材が黒鉛化したアルミナで構成される、先述した請求項の いずれかで請求の方法。 ９． 金属供給システムが鋳造ロール間のロール間隙上方に位置した金属供給ノ ズルから成ってロール間隙に溶融金属を供給するよう構成され、供給ノズルが黒 鉛化したアルミナで造られる、請求項８で請求の方法。 １０． 鋳造中、供給ノズルの下部が鋳造溜めに浸漬される、請求項９で請求の 方法。