JPH1177267A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼の連続鋳造において、鋳型内湯面の流動を
制御してモールドパウダーの巻き込みを防止する。 【解決手段】 ２孔以上の吐出孔７を有した浸漬ノズル
６を用い、鋳片幅Ｗ(mm)、浸漬ノズルの吐出孔角度θ(d
eg) 、浸漬ノズルの吐出孔断面積Ｓ(cm² )、浸漬ノルの
浸漬深さＤ(mm)、及び鋳型１への溶鋼注入量Ｑ(l/min)
の５つの鋳造条件が、（１）式又は（２）式を満足する
範囲として鋳造し、鋳型内湯面１０の変動量が５mm以上
となる際には、溶鋼注入量Ｑの減少、鋳型内溶鋼への静
磁場の印加、浸漬ノズルの浸漬深さＤの増大のうちの１
以上を実施して、鋳型内湯面の変動量を５ｍｍ以下に制
御する。 Q/S≦[(143-5.95θ) ×(W/D)-10]/3 ……
（１）、Q/S≧[(573-18.6θ) ×(W/D)-30]/11……
（２）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型内溶鋼の流動
により発生するモールドパウダーの巻き込みを防止して
高品質の鋳片を製造する鋼の連続鋳造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造において、浸漬ノズルを介
して鋳型内に注入される溶鋼の吐出流に起因した鋳型内
湯面の流動は、鋳片表面品質と密接に関係する。即ち、
吐出流速が遅過ぎて鋳型内湯面に淀みが生じると、アル
ミナ等の脱酸生成物が分離されずに巻き込まれ、所謂ノ
ロカミが発生し、逆に、吐出流速が速過ぎて鋳型内湯面
に渦が生じたり湯面変動量が大きくなると、鋳型内湯面
上に酸化物吸収剤や保温剤等として添加したモールドパ
ウダーが溶鋼中に巻き込まれる。

【０００３】これらの巻き込まれたモールドパウダーや
脱酸生成物は、製品におけるヘゲ疵や線状疵等の表面疵
となる。そのため、ステンレス鋼板や冷延鋼板等の表面
が特に美麗なことが要求される製品では、鋳片を常温ま
で冷却してグラインダーやスカーファーによる表面手入
れを行い、モールドパウダー等の表面疵を除去した後、
圧延に供していた。更に、鋳片引抜き速度の増速に伴う
吐出流速の上昇により、モールドパウダーの巻き込みが
多発するため、これらの鋼種は低速の鋳片引抜き速度で
鋳造されていた。

【０００４】しかし、常温まで冷却することによりエネ
ルギーの無駄や、表面手入れでの研削による歩留りの低
下を招いていた。更に、鋳片引抜き速度が低速のため、
連続鋳造設備の能率低下も余儀無くされており、そのた
め、これらを解決する試みが多数提案されている。

【０００５】例えば、特開昭５５−９２２５５号公報
（以下、「先行技術１」と記す）には、浸漬ノズルの軸
心と直交する向きを基準にして、それより５°〜１５°
の上向き角度を有する吐出孔を備えた浸漬ノズルを使用
したステンレス鋼の連続鋳造方法が開示されている。先
行技術１によれば、吐出孔が上向き角度であるので、鋳
型内において上向きの吐出流を形成させることができ、
鋳型上部の溶鋼の淀みが減少し、モールドパウダーによ
る脱酸生成物の吸収が促進され、ノロカミが減少し、そ
の結果、無手入れで圧延できるとしている。

【０００６】又、特開平６−２６２３０２号公報（以
下、「先行技術２」と記す）には、浸漬ノズルの軸心と
直交する向きを基準として、それよりも上向きに５°、
下方に３５°の範囲の角度を有する吐出孔を備えた浸漬
ノズルを、浸漬深さを１５０〜３００ｍｍとして用い、
鋳片引抜き速度を０．８〜１．８ｍ／ｍｉｎとしたステ
ンレス鋼の連続鋳造方法が開示されている。先行技術２
によれば、この範囲に制御すればステンレス鋼を高速で
鋳造した際に発生するモールドパウダーの巻き込みを防
止でき、品質欠陥の発生は無くなるとしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１では、吐出
流が上向きのために鋳片引抜き速度を増速させた場合に
は、吐出流速が速くなり、鋳型内湯面が変動し、そし
て、この湯面変動によりモールドパウダーの巻き込みが
発生する。その結果、モールドパウダーの吸収による脱
酸生成物の減少量よりも、モールドパウダーの巻き込み
による増加量が多くなり、却って鋳片の表面品質が悪化
する。従って、先行技術１は有効な手段とは言い難い。

【０００８】又、先行技術２では、鋳片引抜き速度は考
慮されているが、鋳片引抜き速度と共に鋳片の厚みと幅
とに依存する単位時間当たりの溶鋼注入量が考慮されて
いない。又、浸漬ノズルの吐出孔断面積も考慮されてい
ない。鋳型内湯面の流動は、鋳片引抜き速度に依存する
わけではなく、単位時間当たりの溶鋼注入量に依存し、
又、浸漬ノズルの吐出孔角度のみに依存するわけではな
く、浸漬ノズルの吐出孔断面積にも依存する。そのた
め、先行技術２の方法では、鋳型内湯面の流動は完全に
は制御されず、条件によっては、モールドパウダーの巻
き込みを生ずる流動パターンとなることがあり、従っ
て、先行技術２のみでは不十分である。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的は、鋳型内湯面の流動を制御してモールド
パウダーの巻き込みが無い高品質の鋳片を製造する鋼の
連続鋳造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明による鋼の連
続鋳造方法は、２孔以上の吐出孔を有した浸漬ノズルを
用いた連続鋳造方法において、鋳片幅Ｗ（mm）、浸漬ノ
ズルの吐出孔角度θ（deg ）、浸漬ノズルの吐出孔断面
積Ｓ（cm² ）、浸漬ノズルの浸漬深さＤ（mm）、及び、
単位時間当たりの鋳型への溶鋼注入量Ｑ（l/min ）の５
つの鋳造条件が、（１）式を満足する範囲として鋳造を
開始し、鋳造中、鋳型内湯面の変動量が５ｍｍ以上とな
る際には、溶鋼注入量Ｑの減少、鋳型内溶鋼への静磁場
の印加、浸漬ノズルの浸漬深さＤの増大のうちの１以上
を実施して、鋳型内湯面の変動量を５ｍｍ以下に制御す
ることを特徴とするものである。

【００１１】 Q/S≦[(143-5.95θ) ×(W/D)-10]/3 ……（１） 又、第２の発明による鋼の連続鋳造方法は、２孔以上の
吐出孔を有した浸漬ノズルを用いた連続鋳造方法におい
て、鋳片幅Ｗ（mm）、浸漬ノズルの吐出孔角度θ（deg
）、浸漬ノズルの吐出孔断面積Ｓ（cm² ）、浸漬ノズ
ルの浸漬深さＤ（mm）、及び、単位時間当たりの鋳型へ
の溶鋼注入量Ｑ（l/min ）の５つの鋳造条件が、（２）
式を満足する範囲として鋳造を開始し、鋳造中、鋳型内
湯面の変動量が５ｍｍ以上となる際には、鋳型内溶鋼に
静磁場を印加し、鋳型内湯面の変動量を５ｍｍ以下に制
御することを特徴とするものである。

【００１２】 Q/S≧[(573-18.6θ) ×(W/D)-30]/11……（２） 連続鋳造設備の鋳型部の正面縦断面の概略図を図１に示
す。鋳型長辺２と鋳型短辺３とからなる鋳型１内の溶鋼
５に、浸漬ノズル６の先端に設けた吐出孔７を浸漬し、
そして、吐出孔７を介して溶鋼５を鋳型１内に注入す
る。尚、９は凝固シェル、１０は鋳型内湯面、１７はモ
ールドパウダーである。

【００１３】鋳型１内の溶鋼５の流動は、鋳片幅Ｗ、浸
漬ノズル６の吐出孔角度θ、浸漬ノズル６の吐出孔断面
積Ｓ、浸漬ノズル６の浸漬深さＤ、及び、単位時間当た
りの鋳型１への溶鋼注入量Ｑの５つの鋳造条件により決
定される。尚、図１に示すように、浸漬ノズル６の吐出
孔断面積Ｓとは、それぞれの吐出孔７に直交する面にお
ける吐出孔面積Ｓ₁ 、Ｓ₂ の和であり、吐出角度θと
は、浸漬ノズル６の軸心と直交する向きを基準（基準線
Ｐで示す）とした角度（deg ）であり、上向きが正の
値、下向きが負の値である。浸漬深さＤとは、鋳型内湯
面１０から浸漬ノズル６の外壁における吐出孔７上端ま
での距離である。これら鋳造条件が鋳型１内の溶鋼５の
流動に及ぼす影響を、水モデル実験により調査した。表
１に水モデル実験装置の仕様と実験条件とを示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】実験装置は実機と同一寸法であり、実機と
の相似則はフルード数及びレイノズル数にて一致させ
た。吐出角度θは、基準線Ｐに対して上向き１５°（以
下、「＋１５°」とも記す）から、下向き２０°（以下
「−２０°」とも記す）の範囲に５°ずつ変更した８水
準とし、浸漬深さＤは２０〜３００ｍｍの範囲で変更し
た。そして実験では、鋳型内湯面１０近傍での流速、湯
面の変動量、及び、鋳型内流動のパターンを調査した。
又、一部の実験では、シリコンオイル（粘性率１０pois
e ）を疑似モールドパウダーとして鋳型１内に浮かべ、
モールドパウダー１７の巻き込み状況を調査した。

【００１６】水モデル実験の調査結果から、鋳型内の流
動パターンは３種類に大別できることが分かった。図２
〜図４に、大別した鋳型内溶鋼の流動パターンの概略図
を示す。尚、図２〜図４の（ａ）は鋳型１内の縦断面で
の流動パターンを示す正面縦断面図、又、（ｂ）は鋳型
内湯面１０での流れの方向を示す平面図であり、図２の
流動パターンをパターンＡ、図３の流動パターンをパタ
ーンＢ、図４の流動パターンをパターンＣと定義する。

【００１７】パターンＡは、浸漬ノズル６からの吐出流
８の主流が鋳型短辺３側に到達し衝突した後、鋳型短辺
３側に沿って鋳型内湯面１０まで上昇し、更に、鋳型内
湯面１０を鋳型短辺３側から浸漬ノズル６側（鋳型中央
側）に向かう流れとなる流動パターンである。

【００１８】パターンＢは、一部の吐出流８は鋳型内湯
面１０の近傍を浸漬ノズル６側から鋳型短辺３側に向か
い、又、他の一部の吐出流８ａは鋳型短辺３側に衝突し
た後、鋳型短辺３に沿って鋳型内湯面１０まで上昇し、
その後、鋳型内湯面１０を鋳型短辺３側から浸漬ノズル
６側に向かう。そのため、鋳型内湯面１０では、浸漬ノ
ズル６から鋳型短辺３側に向かう流れと、鋳型短辺３か
ら浸漬ノズル６側に向かう流れとが混在する流動パター
ンである。

【００１９】又、パターンＣは、吐出流８の主流が鋳型
内湯面１０の近傍を浸漬ノズル６側から鋳型短辺３側に
向かって流れた後、鋳型短辺３側で鋳型短辺３に沿って
下降する流動パターンであり、鋳型内湯面１０では浸漬
ノズル６側から鋳型短辺３側への一方向流れとなる。

【００２０】疑似モールドパウダーの巻き込みの調査結
果から、パターンＢの場合には、鋳型内湯面１０におい
て、逆向きの２つの流れが衝突する位置で渦が発生し、
この渦により疑似モールドパウダーが水中に巻き込まれ
ることが分かった。従って、モールドパウダー１７の巻
き込みを防止するためには、少なくとも、鋳型内湯面１
０の流動をパターンＡ又はパターンＣの一方向流れとす
る必要がある。

【００２１】図５〜図１２は、吐出角度θが上向き１５
°から下向き２０°までの８水準の水モデル実験の調査
において、鋳片幅Ｗと浸漬深さＤとの比Ｗ／Ｄ（以下、
「Ｗ／Ｄ」と記す）を横軸に、注入量Ｑと吐出孔断面積
Ｓとの比Ｑ／Ｓ（以下、「Ｑ／Ｓ」と記す）を縦軸と
し、吐出角度θ毎に、鋳型内の流動をパターン別に示し
た図であり、図中の直線は流動パターンの境界線を示し
ている。

【００２２】これらの図５〜図１２を基に、パターンＡ
及びパターンＣが形成される領域を回帰的に求めると、
パターンＡの領域は（１）式の範囲に、又、パターンＢ
は（２）式の範囲となる。

【００２３】 Q/S≦[(143-5.95θ) ×(W/D)-10]/3 ……（１） Q/S≧[(573-18.6θ) ×(W/D)-30]/11……（２） 又、図５〜図１２から流動パターンに関して以下の４点
が明らかとなった。 ；吐出角度θが上向きの場合には、鋳造条件により、
鋳型内流動はパターンＡ、パターンＢ、及びパターンＣ
と変化するが、吐出角度θが下向きになるとパターンＡ
が主体となる。 ；Ｗ／Ｄが小さい場合、即ち、浸漬深さＤが相対的に
大きくなると、鋳型内流動はパターンＡになり易い。 ；Ｗ／Ｄを一定として、Ｑ／Ｓを減少させると、即
ち、注入量Ｑを減少させると、パターンＢ及びパターン
Ｃの領域では、それぞれパターンＡ及びパターンＢへと
流動パターンが変化するが、パターンＡの領域では流動
パターンは変化しない。 ；Ｑ／Ｓを一定として、Ｗ／Ｄを減少させると、パタ
ーンＢ、及び、パターンＣの領域では、それぞれパター
ンＡ及びパターンＢへと流動パターンが変化するが、パ
ターンＡの領域では流動パターンは変化しない。

【００２４】又、モールドパウダー１７の巻き込みは、
鋳型内湯面１０の流動パターンだけに影響されるのでは
なく、鋳型内湯面１０の変動量にも影響される。図１３
（詳細は後述する）は、連続鋳造設備での鋳型内湯面１
０の変動量と薄鋼板における表面疵発生指数との関係を
調査した結果である。尚、薄鋼板における表面疵発生指
数とは、得られた鋳片を圧延し、酸洗終了時の薄鋼板に
おいて、モールドパウダー性による表面疵発生率を調査
して指数化したものである。湯面変動量が大きくなれば
なる程、表面疵が多発し、表面疵発生指数が高くなるこ
とが分かる。発明者等は、表面疵発生指数が１．５以下
であれば、表面欠陥による歩留りの低下が少なく満足で
きる範囲であり、そこで、表面疵発生指数＝１．５を合
格水準とした。

【００２５】図１３に示すように、パターンＡ及びパタ
ーンＣのように鋳型内湯面１０が一方向流れの場合に
は、鋳型内湯面１０の変動量を５ｍｍ以下とすれば、表
面疵発生指数を１．５以下とすることができる。このよ
うに、モールドパウダー１７の巻き込みの無い清浄な鋳
片を製造するためには、鋳型内湯面１０の流れの方向を
一方向に制御すると共に、鋳型内湯面１０の変動量を５
ｍｍ以下とすることが必要である。

【００２６】尚鋳造中、鋳型湯面１０の変動量を減少さ
せるには、以下の対策を実施すれば良い。 ；溶鋼注入量Ｑを低下して、吐出流８の速度を減速さ
せる。吐出孔断面積Ｓが一定の条件では、溶鋼注入量Ｑ
を低下すれば、吐出流８の速度は減速し、鋳型内湯面１
０での流速が低下して湯面変動量が減少する。 ；静磁場を鋳型内溶鋼５に印加する。静磁場を通過す
る溶鋼５には、溶鋼流動の方向と反対向きの電磁力が作
用し、溶鋼５は強制的に減速され、鋳型内湯面１０の変
動量が低下する。静磁場の印加では、後述するように、
鋳型内の流動パターンの変化は無い。 ；浸漬深さＤを増大する。図１４は、水モデル実験に
おいて、Ｑ／Ｓ＝６、吐出角度θ＝−１０°の条件で、
Ｗ／Ｄが鋳型内湯面１０の変動量に及ぼす影響を調査し
た結果を示す。尚、鋳型内湯面１０の変動量は、浸漬ノ
ズル6 と鋳型短辺３との中間位置、即ち鋳片幅Ｗの１／
４だけ浸漬ノズル６から離れた位置（以下、「Ｗ／４位
置」と記す）で測定した測定値である。図１４に示すよ
うに、Ｗ／Ｄが小さくなる、即ち、鋳片幅Ｗが一定条件
では浸漬深さＤが増大すると、湯面の変動量は小さくな
る。

【００２７】第１の発明は、鋳造条件が（１）式を満足
する範囲、即ち、パターンＡの領域で鋳造を開始し、鋳
造中に鋳型内湯面の変動量が５ｍｍを超える場合には、
溶鋼注入量Ｑの減少、鋳型内溶鋼への静磁場の印加、浸
漬深さＤの増大、のうちの１以上を実施して、鋳型内湯
面の変動量を５ｍｍ以下に抑える。溶鋼注入量Ｑを低下
すれば吐出流速が低下して湯面変動量が減少し、静磁場
を印加すれば溶鋼流速が低下して湯面変動量が減少し、
浸漬深さＤを増大させれば湯面変動量が減少する。パタ
ーンＡの領域では、溶鋼注入量Ｑを低下させても、又、
浸漬深さＤを増大させても流動パターンは変化しない。
又、静磁場の印加では流動パターンは変化しない。この
ようにして、パターンＡを維持したまま、鋳型内湯面の
変動量を５ｍｍ以下に抑えることができる。

【００２８】第２の発明は、鋳造条件が（２）式を満足
する範囲、即ち、パターンＣの領域で鋳造を開始し、鋳
造中湯面変動量が５ｍｍを超える場合には、鋳型内溶鋼
への静磁場を印加して、鋳型内湯面の変動量を５ｍｍ以
下に抑える。上述のように静磁場を印加すれば、鋳型内
溶鋼流動パターンは変化せず、溶鋼流速のみが減少して
湯面変動量が低下する。このようにして、パターンＣを
維持したまま、鋳型内湯面の変動量を５ｍｍ以下に抑え
ることができる。パターンＣの領域では、浸漬深さＤの
増大、溶鋼注入量Ｑの減少は、湯面変動量の低減には効
果があるが、流動パターンが変化することがあり、湯面
変動量の対策として好ましくない。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明を図面に基づき説明する。
図１５は本発明を適用した鋳片断面が矩形型の連続鋳造
設備の鋳型部の正面断面の概略図を示す。

【００３０】図において、相対する鋳型長辺２と、鋳型
長辺２内に内装された相対する鋳型短辺３とから構成さ
れた鋳型１の上方に、内面を耐火物２３で構築したタン
ディッシュ４が配置されている。タンディッシュ４の底
部には、耐火物２３と嵌合する上ノズル１８と、上ノズ
ル１８の下面側の固定板１９及び摺動板２０から成るス
ライディングノズルと、摺動板２０の下面側の整流ノズ
ル２１と、整流ノズル２１の下面側の浸漬ノズル６とが
順に備えられ、タンディッシュ４から鋳型１への溶鋼流
出孔２２が形成される。取鍋（図示せず）からタンディ
ッシュ４内に注入された溶鋼５は、溶鋼流出孔２２を経
由して、浸漬ノズル６の下部に設けられ、且つ鋳型１内
の溶鋼５に浸漬された左右の吐出孔７より、吐出流８を
鋳型短辺３に向けて鋳型１内に注入される。そして、溶
鋼５は鋳型１内で冷却されて凝固シェル９を形成し、鋳
型１の下方に連続的に引き抜かれ鋳片となる。鋳型内湯
面１０はモールドパウダー１７で覆われている。尚、溶
鋼流出孔２２内に、上ノズル１８や浸漬ノズル６等から
多量のＡｒガス等の不活性ガスを吹き込むと、不活性ガ
スの影響で鋳型１内の流動パターンが変化するので、本
発明では、１つの溶鋼流出孔２２内に吹き込む不活性ガ
ス量を５Ｎｌ／ｍｉｎ以下とする。５Ｎｌ／ｍｉｎ以下
であれば、吹き込まれる不活性ガスにより鋳型１内の溶
鋼流動パターンが変化しない。

【００３１】鋳型長辺２の背面には、直流電源（図示せ
ず）に連結された静磁場発生装置１３、１４が、吐出孔
７の左右に、鋳型長辺２を挟み異極を対向して、配置さ
れている。この配置では、吐出流８が静磁場発生装置１
３、１４の形成する磁場中を通過するため、吐出流８が
直接減速され、鋳型内湯面１０の変動量が制御される。
磁場強度は、対向する鋳型長辺２の中間位置における最
大磁場強度が０．３テスラ〜０．４テスラ程度の工業的
に通常使用されているもので良く、磁場強度が調節可能
であることが好ましい。

【００３２】鋳型内湯面１０上には、渦流式距離計で構
成された湯面レベル計１１、１２が配置され、鋳型内湯
面１０の変動量を測定している。湯面レベル計１１はＷ
／４位置に、又、湯面レベル計１２は鋳型短辺３側に配
置されている。又、１つの端を鋳型内湯面１０に浸漬
し、他端を作動トランス１６に連結する耐火物棒１５が
配置され、耐火物棒１５に作用する力を作動トランス１
６にて計測し、鋳型内湯面１０における溶鋼５の流れの
方向を測定している。但し、耐火物棒１５及び作動トラ
ンス１６は、流れの方向を確認する測定器であり、必ず
しも配置する必要はない。

【００３３】個別の鋳造に先立ち、最終製品である薄鋼
板の幅から決められる鋳片幅Ｗ（但し、７００mm≦Ｗ≦
２１００mm）と、使用する浸漬ノズル６の吐出孔角度θ
（但し、−２０°≦θ≦＋１５°）及び吐出孔断面積Ｓ
（但し、Ｓ≦６０cm² ）と、任意に決めた浸漬ノズル６
の浸漬深さＤ（但し、２０mm≦Ｄ≦３００mm）、及び、
任意に決めた単位時間当たりの溶鋼注入量Ｑ（但し、Ｑ
≦１０００l/min ）の５つの鋳造条件を（１）式及び
（２）式に代入して、（１）式及び（２）式を算出す
る。そして５つの鋳造条件が、（１）式又は（２）式を
満足しない場合には、浸漬深さＤ又は溶鋼注入量Ｑを変
更して、再度（１）式及び（２）式を算出する。こうし
て、５つの鋳造条件が（１）式又は（２）式を満足する
ように設定する。尚、浸漬深さＤ及び溶鋼注入量Ｑの変
更では、（１）式又は（２）式を満足しない場合には、
吐出孔角度θ又は吐出孔断面積Ｓの異なる浸漬ノズル６
に使用変更し、５つの鋳造条件が（１）式又は（２）式
を満足するように設定する。そして、設定した５つの鋳
造条件で個別の鋳造を開始する。

【００３４】溶鋼注入量Ｑが所定値に達した定常鋳造
中、湯面レベル計１１、１２による鋳型内湯面１０の変
動量の測定値のどちらかが５ｍｍ以上となる際には、第
１の発明では、 ；摺動板２０を移動させて溶鋼流出孔２２の開孔面積
を狭め、溶鋼注入量Ｑを減少する。 ；静磁場発生装置１３、１４により鋳型内溶鋼５へ静
磁場を印加する。 ；鋳型内湯面１０位置を上昇させる、又は、タンディ
ッシュ４を下降させ、浸漬ノズル６の浸漬深さＤを増大
する。 の１以上を実施して、鋳型内湯面１０の変動量を５ｍｍ
以下に制御する。

【００３５】又、第２の発明では、定常鋳造中に湯面レ
ベル計１１、１２による鋳型内湯面１０の変動量の測定
値のどちらかが５ｍｍ以上となる際には、静磁場発生装
置１３、１４により鋳型内溶鋼５へ静磁場を印加して、
鋳型内湯面１０の変動量を５ｍｍ以下に制御する。

【００３６】定常鋳造中、耐火物棒１５に作用する力を
作動トランス１６にて計測し、鋳型内湯面１０における
溶鋼５の流れの方向を測定し、設定した方向の流れであ
ることを確認することができる。

【００３７】尚、湯面レベル計１１、１２は２個配置し
たが、浸漬ノズル６を挟み左右にそれぞれ２個ずつ配置
すれば、更に鋳型内湯面１０の安定性が向上する。又、
片側に３個以上配置すれば、鋳型内湯面１０の安定性が
より一層向上する。湯面レベル計を１つのみ配置する場
合には、湯面変動量が最も大きくなる位置を予め調査
し、その位置に配置すれば良いが、複数個の場合より制
御性が劣るので、好ましくない。

【００３８】

【実施例】

〔実施例１〕図１５に示す構成の連続鋳造設備による本
発明の実施例を以下に説明する。対象鋼種はＳＵＳ３０
４相当のステンレス鋼で、鋳造条件は、鋳片断面寸法が
厚み２２０ｍｍ、幅１２６０ｍｍ、鋳片引抜き速度が
１．０ｍ／ｍｉｎの一定値とし、溶鋼流出孔内への不活
性ガス吹き込みは無しとした。これらの鋳造条件と共
に、浸漬ノズルの吐出孔断面積Ｓ、吐出角度θ、浸漬深
さＤ等の他の鋳造条件を表２に示す。表２に示すよう
に、吐出角度θは６水準、吐出孔断面積Ｓは３水準、浸
漬深さＤは３水準で、合計５４水準の鋳造条件になる。
又、鋳型長辺の背面には鋳型幅方向で浸漬ノズルを挟ん
で左右に２分割された静磁場発生装置を、鋳型長辺を挟
んで対向して配置した。静磁場発生装置の鋳造方向の中
心位置は浸漬ノズル吐出孔の下端位置である。この静磁
場発生装置により最大０．３テスラの移動磁場を印加す
ることができる。

【００３９】

【表２】

【００４０】静磁場を印加せず、又、湯面変動量の制御
も行なうことなく、５４水準について鋳造し、鋳造中、
鋳型内湯面での流れの方向及び湯面変動量を測定し、水
モデル実験の結果との整合性を調査した。又、得られた
鋳片を圧延し、酸洗終了時の薄鋼板において、モールド
パウダー性による表面疵発生率を調査し、モールドパウ
ダーの巻き込みを表面疵発生指数で評価した。表３及び
表４に、５４水準の各鋳造条件において、鋳造中耐火物
棒により測定した鋳型内湯面の流れのパターン、Ｗ／４
位置及び鋳型短辺位置での湯面変動量、表面疵発生指
数、及び表面成績の判定結果（○は合格、×は不合格を
示す）を合わせて示す。尚、発明者等の調査結果では、
表面疵発生指数が１．５以下であれば、表面欠陥による
歩留りの低下が少なく満足できる範囲であり、そこで、
表面疵発生指数＝１．５を合格水準として、表面疵発生
指数が１．５以下を合格とした。

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】表３及び表４に示すように、（１）式及び
（２）式による鋳型内の流動パターンと実機での鋳型内
の流動パターンとは良く一致していることが分かる。
又、鋳型内流動がパターンＡの場合に、浸漬ノズルの浸
漬深さＤを増大してＷ／Ｄを減少すれば、例えば試験Ｎ
ｏ．１、２、３を比較して分かるように、湯面変動量が
減少し、この現象も水モデル実験の結果と良く一致す
る。更に、例えばＮｏ．１、４、７を比較して分かるよ
うに、Ｑ／Ｓを減少すれば、湯面変動量が減少すると共
に、表面疵発生指数も減少しており、これは、吐出孔断
面積Ｓが一定の条件では、注入量Ｑを減少すれば湯面変
動量が減少することを示している。

【００４４】図１６は、Ｗ／４位置及び鋳型短辺側で測
定した湯面変動量のうち大きい方を鋳型内湯面の変動量
として横軸にとり、縦軸に薄鋼板における表面疵発生指
数をとって、鋳型内湯面の変動量と表面疵発生指数との
関係を示した図である。図に示すように、鋳型内湯面の
変動量が大きくなればなる程、表面疵が多発して表面疵
発生指数が高くなる。そして、パターンＡの場合には、
鋳型内湯面の変動量が５ｍｍ以下の時に、表面疵発生指
数が１．５以下となり、又、パターンＡ及びパターンＣ
のように鋳型内湯面が一方向流れの場合においても、鋳
型内湯面の変動量が５ｍｍ以上であれば、合格水準を満
足しないことが分かる。 〔実施例２〕実施例１の５４水準の鋳造条件のうち、表
面疵発生指数が１．５を超えた全ての水準（３１水準）
の鋳造条件で、吐出流に静磁場を印加して鋳造した。静
磁場の強度は、対向する鋳型長辺の中間位置で０．３テ
スラである。その他の鋳造条件は実施例１と同一であ
る。そして、実施例１と同様に、鋳型内湯面での流れの
方向、湯面変動量、及び、酸洗終了時の薄鋼板における
モールドパウダー性による表面疵発生率を調査した。表
５に調査結果を示す。表５に示すように、静磁場を印加
しても、鋳型内湯面の流動パターンは変化しないが、静
磁場により湯面変動量は５ｍｍ以下に制御できた。

【００４５】

【表５】

【００４６】図１３は、Ｗ／４位置及び鋳型短辺側で測
定した湯面変動量のうち大きい方を鋳型内湯面の変動量
として横軸にとり、縦軸に薄鋼板における表面疵発生指
数をとって、鋳型内湯面の変動量と表面疵発生指数との
関係を示した図である。尚、図１３には実施例１の結果
も合わせて示している。図１３に示すように、実施例１
で不合格であったパターンＡ及びパターンＢの全ての鋳
造条件で、表面疵発生指数は１．５以下となり、合格水
準を満足した。

【００４７】それに対して、パターンＢの鋳造条件で
は、静磁場の印加により湯面変動量を５ｍｍ以下に抑制
しても、表面疵発生指数は安定して１．５以下にはなら
ず、表面品質の合格水準を満足していない。パターンＢ
の場合には、湯面変動量が小さくなっても、鋳型内湯面
で２つの流れが衝突して渦が発生し、この渦によりモー
ルドパウダーが巻き込まれるためである。

【００４８】

【発明の効果】本発明では、鋳型内湯面の流れの方向を
一方向に制御すると共に、湯面変動量を５ｍｍ以下に制
御するので、モールドパウダーの巻き込みが防止され、
表面清浄の優れた高品質の鋳片を安定して製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続鋳造設備の鋳型部の正面縦断面を示す概略
図である。

【図２】パターンＡの鋳型内流動を示す概略図であり、
（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）は平面図である。

【図３】パターンＢの鋳型内流動を示す概略図であり、
（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）は平面図である。

【図４】パターンＣの鋳型内流動を示す概略図であり、
（ａ）は正面縦断面図、（ｂ）は平面図である。

【図５】吐出角度θが上向き１５°の水モデル実験にお
いて、Ｗ／ＤとＱ／Ｓとの関係で、鋳型内の流動パター
ンを区分した図である。

【図６】吐出角度θが上向き１０°の水モデル実験にお
いて、Ｗ／ＤとＱ／Ｓとの関係で、鋳型内の流動パター
ンを区分した図である。

【図７】吐出角度θが上向き５°の水モデル実験におい
て、Ｗ／ＤとＱ／Ｓとの関係で、鋳型内の流動パターン
を区分した図である。

【図８】吐出角度θが水平（０°）の水モデル実験にお
いて、Ｗ／ＤとＱ／Ｓとの関係で、鋳型内の流動パター
ンを区分した図である。

【図９】吐出角度θが下向き５°の水モデル実験におい
て、Ｗ／ＤとＱ／Ｓとの関係で、鋳型内の流動パターン
を区分した図である。

【図１０】吐出角度θが下向き１０°の水モデル実験に
おいて、Ｗ／ＤとＱ／Ｓとの関係で、鋳型内の流動パタ
ーンを区分した図である。

【図１１】吐出角度θが下向き１５°の水モデル実験に
おいて、Ｗ／ＤとＱ／Ｓとの関係で、鋳型内の流動パタ
ーンを区分した図である。

【図１２】吐出角度θが下向き２０°の水モデル実験に
おいて、Ｗ／ＤとＱ／Ｓとの関係で、鋳型内の流動パタ
ーンを区分した図である。

【図１３】実施例１及び実施例２の結果から、鋳型内湯
面の変動量が薄鋼板における表面疵発生指数に及ぼす影
響を示した図である。

【図１４】水モデル実験にて、Ｗ／Ｄが湯面変動量に及
ぼす影響を調査した図である。

【図１５】本発明を適用した連続鋳造設備の鋳型部の正
面断面の概略図である。

【図１６】実施例１の結果から、鋳型内湯面の変動量が
薄鋼板における表面疵発生指数に及ぼす影響を示した図
である。

【符号の説明】

１ 鋳型 ２ 鋳型長辺 ３ 鋳型短辺 ５ 溶鋼 ６ 浸漬ノズル ７ 吐出孔 ９ 凝固シェル １０ 鋳型内湯面 １１ 湯面レベル計 １２ 湯面レベル計 １３ 静磁場発生装置 １４ 静磁場発生装置 １７ モールドパウダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 洋 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中田 正之 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２孔以上の吐出孔を有した浸漬ノズルを
   用いた連続鋳造方法において、鋳片幅Ｗ（mm）、浸漬ノ
   ズルの吐出孔角度θ（deg ）、浸漬ノズルの吐出孔断面
   積Ｓ（cm² ）、浸漬ノズルの浸漬深さＤ（mm）、及び、
   単位時間当たりの鋳型への溶鋼注入量Ｑ（l/min ）の５
   つの鋳造条件が、（１）式を満足する範囲として鋳造を
   開始し、鋳造中、鋳型内湯面の変動量が５ｍｍ以上とな
   る際には、溶鋼注入量Ｑの減少、鋳型内溶鋼への静磁場
   の印加、浸漬ノズルの浸漬深さＤの増大のうちの１以上
   を実施して、鋳型内湯面の変動量を５ｍｍ以下に制御す
   ることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。 Q/S≦[(143-5.95θ) ×(W/D)-10]/3 ……（１）
2. 【請求項２】 ２孔以上の吐出孔を有した浸漬ノズルを
   用いた連続鋳造方法において、鋳片幅Ｗ（mm）、浸漬ノ
   ズルの吐出孔角度θ（deg ）、浸漬ノズルの吐出孔断面
   積Ｓ（cm² ）、浸漬ノズルの浸漬深さＤ（mm）、及び、
   単位時間当たりの鋳型への溶鋼注入量Ｑ（l/min ）の５
   つの鋳造条件が、（２）式を満足する範囲として鋳造を
   開始し、鋳造中、鋳型内湯面の変動量が５ｍｍ以上とな
   る際には、鋳型内溶鋼に静磁場を印加し、鋳型内湯面の
   変動量を５ｍｍ以下に制御することを特徴とする鋼の連
   続鋳造方法。 Q/S≧[(573-18.6θ) ×(W/D)-30]/11……（２）