JPS58100951A - 連続鋳造用溶鋼の温度調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続鋳造する溶鋼の温度をＩｆｌ蜜に調整する
だめの方法に関する〇 連続鋳造により良好な鋳片全得るためには鋳型に供給さ
れる溶鋼温度を厳督に制御する必要がおる。このために
、通常、転炉から出鋼する溶鋼温度を管埋すること、ま
た、出鋼後取鍋内浴鋼をＡｒなどで攪拌均一化すること
、必要に応じである時間放置して放熱による温度抵下を
待つこと、めるいは除材を添加することなどによって注
入前の取鍋内浴鋼温度を制御する方法が用いられている
。

すなわち、必要温度に寺しいか、やや高い温度で出鋼し
て、以後の冷却条件を・−理することによって所定の温
度に合せる方式である。

一方、出鋼温度を高くすることは転炉の耐火物原単位に
悪影＃を及ぼし、また、脱リンなとの梢錬反応にとって
も不利である。したがって、転炉吹止温度は極力低くす
ることが望まれるが、現在、次のような理由によって阻
督されている。

（１）出鋼以後、効率的に情調を加熱する手段がないた
め連ｆｌＹｊｒ、鋳造時の溶鋼温度が所定の値以下にな
るおそれのあるようなゼリギリの値を設定できない。

（ＩＩ）　　最近は溶鋼の取鍋梢錬法が広く採用され、
転炉出鋼後注入までの時間が艮くなる順回にろる。

転炉吹止ｔ！［金もつと合理的に設定しようとすｎば、
出鋼以後８妥に応じて加熱できる機能をもつことが遣−
ましい。実際に、取鍋内でｍ鋼全アーク加熱することは
一部用いゆれているが、精魂処理（レリえば説ガス）と
アーク加熱を同時に行うことかできない場合があり１．
Ｉ＃課期と力０熱期を分けると、全処理時間が酸くなり
放熱ｔの増力口、耐火物原単位の増ノＪＯなどの間：魂
を伴っており、必ずし゛も十分満足できるレベルに達し
ているとはぎえない。転炉出鋼後の請訓をカロ熱しよう
とすれば強酸化反応は好ましくないので、電気加熱によ
らざるを寿ない。七の場合に加熱Ｍを短縮しようとすれ
ば嵯源容遣が大きくなって設備費が犬になること、また
、加熱に伴って望−ましくない副作用、列えば耐火勿の
損傷や、溶鋼と雰囲気との反応（蚊遣、再酸化）、卯炭
などがおこりやすい。

また、最近は転炉の大容量化に伴って、１つの取崩から
の注入所要時間が長くなジ、その間の俗調温度変化が問
題になっている。

以上のような事情から、連続−造刷型に供給する溶鋼（
１旨度全調擢するために効率的に昇温できる機ｉしが望
′ま７Ｌるが、比較的小さな′に＃谷孟でかつ、副作用
を伴わないで行える方法はこれ′までに確立されていな
かった。本発明はこのような要求に応するためのもので
あって、連続鋳造鋳型に溶鋼を供給するための容器内で
溶鋼の一部を凝固させた部分を一方の直・謝として、俗
鋼面にグラズマアークをあてて溶鋼の刀１熱を行うこと
を特・敵とする連続焉造用浴鋼の温度調整方法である。

以下、本発明を具体的な実施例によって詳細に説明する
。

本発明では加熱のだめの場所として連続鋳造鋳型に溶鋼
を供給する容器（通常の場合はタンディシュ）を用いる
。これは注入中での溶鋼温度低下も含めて、的を商に温
度−］呻するためである。また、加熱は溶鋼注入時間を
利用しているので、取鍋でのカロ熱のように特別な刀口
熱期が必要でなく、俗調保持時間短縮によりそれに対応
する放熱−が減少する。さらに、注入時間を加熱に利用
できることから、取鍋内加熱よりも単位時１…内の熱供
給道を小さくでき、冠源設備が小さくできる。しかし、
タンディシュを採用すわば、取鍋の場合のように容器内
体囲気制御を厳慴にすることがむづかしいので、特にア
ークが不安定な黒鉛電・１函法では外気の捲込み（アー
クが切れたり再発生したりする時におこりやすい）が犬
で、溶鋼の再酸化や吸楢がおこ９やずいという問題があ
る。そこで、本発明では／＋１１熱のためにグラズマア
ークを用いる。不発′明を実施するために用いる設備の
１例を第１図に示す。取鍋１からタンディシュ２に供給
さ扛た溶鋼はタンディシュ内を訛れて、ノズル３より連
続鋳造鋳型８に送られる。図中４はストッ・母−で、注
入ｉ’７Ｊ期にタンディシュ内に溶鋼をためるのに用い
らＣる。本発明に用いるタンディジーが通常のタンディ
シュと異なるのは次の２点である。

（１）　　プラズマトーチ５がタンディ７ユ蓋９を通し
てタンディシュ内に挿入されている。

（２）　　溶鋼と４気的に接する’ｌ＋１億６（陽極）
が設けら扛ている。

鑞腐部の１ｖＩｌを第２図に示す。（、）ではタン７’
イシユ内の溶鋼の一部を、タンディジー内心鋼本体とは
仕切りを設けた部分に導き、その部分の冷却（５） を促進して（向えばガス吹付けなどにより）その中に挿
入した金属′１極を取り込むように凝固させる。−万、
（ｂ）では耐火物管１６を挿入することによって溶鋼の
一部を本体とは分離し、その部分を′電極をと９込んだ
まま凝固させている。（ａ）　、　（ｂ）とも電極のう
ち、溶鋼中に入らない部分は水冷することができる。通
常、プラズマ／１１１熱の場合には炉底電極を設けてい
るが、本発明は容器の下からではなく、容器の上から電
極を挿入してそのまわりの醗鋼の一部を凝固させるとい
う方法で安全で安定した′を極を形成させているのが特
徴である。

本装置による具体的な操業形態の１列は次の通りである
。注入開始前にタン７’（シュはバーナーなどで十分に
カロ熱される。そしてプラズマトーチをタンディシュ内
に挿入・セットしまわり全シール材１３でおおう。つい
でトーチからＡｒ”ｋ供給してタンディシュ内をＡｒ雰
囲気に置換する。この際、加熱用のバーナーを挿入する
のに用いた孔などは耐火性物質で蓋をして、外気の侵入
が少ない状態にする。注入開始直前にＭｇを３０チ以上
含有する（６） 金属あるいは合金をタンガイシェ内に装入する。

これは、注入された浴鋼の熱によって蒸発し、タンディ
シュ内に残留し　いた０２やＮ２、あるいは注入流とと
もにタンガイシ−内に持ち込まれた０２＋Ｎ２と反応し
て固定する。

３　Ｍｇ　＋　Ｎ２　　→Ｍｇ　３　Ｎ　２　　　　　
　　（２）そして、注入初期、非定常状態での溶鋼−雰
囲気間の反応による溶鋼汚染を防止する。タンディシュ
内の湯面レベルが定常状態になる゛までストッ・母−４
は閉じらｎている。湯面レベルがこの高さに近づくとプ
ラズマアーク１２を発生させる。プラズマはトーチ側を
陰極にした直流Ａｒ７’ラズマである。以後、連続鋳造
鋳型への注入が始まり、俗ｖ８４温度の測定精米により
、プラズマ畦力を調整して、連続鋳造鋳型に供給される
溶鋼温度が所定値になるようにする。浴融金属の加熱方
法としてプラズマを用いることは公知であるが、プラズ
マガロ熱をタンディシュのように溶鋼が流ｎている場に
適用することは次のような特色をもっている。

取鍋のような容器内でグラズマＩＪ口熱すると、溶鋼を
十分に攪拌しないと、金鋼上部のみが加熱されて効率的
なＵｎ熱ができない。しかし、攪拌のためにがス吹込な
どを行うと漬鋼面レベルが不安定で、安定したノラズマ
乗件にしにくい。湯面レベルが変動するとプラズマ柱に
外気全捲込みゃすく、溶鋼の再酸化や吸ｊの原因になる
。それに対して、本発明のように１＆面レベルが一定で
流れている溶鋼面にプラズマをｈ−ｃる方式でば、ガス
吹込みによる攪拌を行わなくても、ガロ熱さ汎た溶鋼の
更新が連続的に秒こり、安定した効率の高い０口熱が行
える。

上記のグラｔマυｎ熱時に付・４的にひこる俗調の若干
の吸４、あるいは再酸化が間」になる場合は、以丁に述
べるようにＭｇを含む金礪あるいは合金の添カロを組合
せるとよい。

プラズマガロ熱に、ＩＶ［ｇを含む金、４あるいは合金
の添加を組合せた場合添加されたＭｇ分は、プラズマ、
あるいは浴−の熱によって蒸発しプラズマ柱、あるいは
その周辺にＭｇを含んだ雰囲気を形成する。

これはプラズマ柱近傍に侵入する０２やＮ２ト＆ｒｆ；
して（１）　＋　（２）式により固定し、プラズマ柱内
の０２及びＮ２％を低い値に保つ。何故ならばプラズマ
柱内のＮ２及び０□チはプラズマに供給するＡｒとそこ
に倦込まｎるタンディシュ内界１」気との混合比によっ
てきめられるが、本発明によると、プラズマ柱近傍の雰
囲気がＭｇ’ｉ／（よって０２　”２分圧を低下させら
れているので、結果的にはプラズマ柱内の０　　、Ｎ　
　％を低くできることになる。このように２ Ｍｇ添加位置に近いプラズマ柱近傍では雰囲気にｇｇが
蒸気として存在しているが、それを離れるにしたがって
（ｇ　、　（２）式の反応によってＭｇは消耗され、特
に０２チが高い雰囲気向えばタンディジーからのガス排
出孔近傍では の反応がおこり最終的にはＭｇはＭｇＯＫなる。

Ｍｇの添、す１方法としては、 ■　プラズマトーチとは別に設けた水冷・ぐイノから、
プラズマアーク近傍の溶鋼（あるいはスラ（９） グ上に）落し込む。

■　プラズマアークに直接加える。

ノイスレテモヨい。Ｍｇは蒸発してプラズマアーク近傍
の雰囲気にＭｇ蒸気を含ませれば目的を達することがで
きる。

なお、添加したＭｇから生成したＭｇＱは、スラグに入
ってその流動性を低下せしめ、溶鋼−７９７間の反応（
主としてスラグによる情調の再酸化あルイハスラクの捲
込み）及び、スラグとタンディシエ耐火物の反応を防止
すること、また、ダストとしてタンディシュ内雰囲気に
存在するＭｇＯは、タンディジー及びその蓋の内部に付
着してプラズマアーク熱によって焼結し、耐火物を保護
することなどの副次効果がある。タンディシュ外に出た
ＭｇＱダストは装ｊＭ７によって吸引収束される。

ＭｇＯは安定であるから、集塵さえ十分に行わｎると項
境上の問題はない。なｐ１ノラズマトーチ内に入ったＭ
ｇＯ蒸気は！ラズマアーク内の４囲気の脱酸を行い、プ
ラズマアークをきわめて低い酸素ポテンシャルに保って
溶鋼の再酸化を防止すると（１０） ともに、グラでマアーク近傍のスラブを還元してスラグ
による溶鋼の再酸化も防止する。

Ｍｇをきむ物質としては、純Ｍｇ　、　ＭｇとＳｔやＡ
ｔなどの合金のいずれでもよい。勿論、後者はＳｔやＡ
ｔがｔｄ鋼に入ってもいい場合に限られる。なお、Ｍｇ
のかわりにＣａを用いても、はぼ同じ効果が得られる。

本発明ではＭｇ　（あるいはＣａ　）を蒸気として利用
することから、ある蒸発速度が必要である。そのための
条件は、Ｍｇ＋Ｃａが３０％以上である。金ＰＡＭｇが
俗調成分に何らの悪影響を及ぼさず、耐火物侵食防止の
副次効果もすぐれていることから最も一般的である。

溶鋼の蚊遣および再酸化防止するだめの必要Ｍｇ添／Ｉ
ｌ１着は主としてノラズマＡｒ流童（ノラズマ力ロ熱中
のＡｒｆｉ着は！ラズマ鑞力にほぼ比例する）に依・σ
する。試験結果のｌりＩｌを第３図に示す。なお再酸化
盪は溶鋼中のＡｔの低下から逆算した。第３図から、Ｍ
ｇ分の添加量は ｇｇ分ｔａ　／ｌＩｌ　ｊｉＬ　（Ｋｇ）　、−＞　０
．７　Ｘ　Ａｒ流ｉ（Ｎｍ’）の関係を満足しているこ
とが望ましいことがわかる。

実施しＵ ２５０ｔの溶鋼を４０分で４Ａ洸、＠造するタン・ディ
’／　５　Ｋ　１．２　（’４＋Ｖのａ　ｆＡｔ通源２
もつ！ラズマトーチを第１図のような方式で用いて刀口
熱した。Ｊ４！２Ａ内の俗調成分・温度は次の通りであ
る。

注入開始直前にタン７’４シー内に金属Ｍｇを２０　Ｋ
ｌ？装入してから注入を開始し、３分たってからＡｔノ
ラズマ加熱を行った。第４図にグラズマ加熱を行わない
場合（４）のタンディジー内沼鋼呂度、鋳片〔Ｎ〕。

〔Ａｔ〕推移と比較して、グラズマ加熱を行った本発明
による方法の場合（Ｂ、Ｃ）の結果を示している。タン
ｒ（シュ内浴ａ＃温度変化が従来の土１２Ｃに対して±
５℃以内に小さくなっている。

一片の（Ｎ）アップ、（Ａ／！、　）　低下は、注入初
期に　　　□ついては、Ｍｇの添加を１テわない従来方
法が大であるが、それ以降はグラズマ力ロ熱を行ってＭ
ｇ添〃ｌを行わないＡ法の方が大になる。しかしノラズ
マ加熱を行うとともＶＣ！ラズマトーテを通してＭｇの
添加を行ったＣ法では従来法と同程度に抑制されている
。

以上のように、本発明は連、洸鋳造用溶鋼の温度を調整
する方法として、タンディシュのように鋳型に連続的に
溶鋼を供給する容器内で溶鋼にノラズマアークをあてる
こと、もし、グラズマ加熱時におこる溶鋼の吸叉、再酸
化をきわめて低いレベルに抑制したい場合には（Ｍｇ十
〇ａ）；３０％以上の金ｇあるいは合金の添加を組合せ
ることにより、比較的小さな電源容量で副作用少なく、
効率的にｎ鋼を刀口熱できることを可能にしたものであ
り、良好な一片を得るだめの手段として工業的な測置が
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明を、ｉ！施するのに用いゐ設備の１例金
示す図、第２図＜ａ）　、　（ｂ）は俗調間の成極部の
溝道の２つの？ｌｌヲ示す図、第３図はノラズマ加熱時
の俗調再酸化、吸室曹に及ぼすＭｇ添加量、ゾラズ（１
３） マＡｒ流量の関係を示す図、第４図は、グラズマ加熱を
行なわない場合と、本発明方法に従った場合の結果を示
す図である。 １：取鍋、　　　　　　２：タンディシュ、３：ノズル
、　　　　　４：ストッノ千−１５：グラズマトーチ、
６：陽柱、 ７：集塵装置、　　　　８：連続鋳造鋳型、９：タンデ
ィシュ蓋、１０：溶鋼、 １１ニスラグ、　　　　１２；ノラズマアーク、１３：
シール材、　　　１４：仕切り、１５：凝固鋼、　　　
　１６：耐火物管。 手続補正書 １．事件の表示 昭和ｆｂ年持　許願第７７？ρｔ７号 事件との関係　出　願　人 ｒ”−８（８４ｔ）　（６６５）新「１本製鐵株式会社
４、代理人 ゛ｍ−− ７、補正の月象 Ｉｌｌ川１用ｐ山１）’＋ｊ　ｐｊ、）−□］・七１・
；’ｌ：Ｊ明１１ｎｉｌ＋′１３０１１１ｊ、す、１１
」′、３・’（：、：］禰　　　　　正　　　　　誓 本願明細書中ｔ″６６ピ小項正いたし捷す。 記 １、特許請求の範囲を別紙の如く訂正する。 ２、第６頁最下行〜第７頁１行目に ［Ｍｇを３０チ以上含有する金Ｗ４あるいは合金を」と
あるを ［ＭｇあるいはＣａの金属あるいは合金を構成物質とし
て含むものを］と訂正する。 ３、第１１員７〜１０行目に 「本発明では・・・・・・・３０％以上である。」とあ
るを削除する。 ４、第１３頁１０−４１行目に ｒ　（Ｍｇ＋Ｃａ）；３０俤以上の金属あるいは合戴の
」とあるを 「ＭｇあるいはＣａの金属あるいは合金を構成物質とし
で含むものの」と訂正する。 特許請求の範囲 ｌ　連続晶造釦型に溶鋼を供給するための容器内で溶鋼
の一部を凝固させた部分を一方の電極として、溶鋼面に
づラズマアークをあてて溶鋼の加熱を行うことを％徴と
する連続鋳造用溶鋼の温度調整方法。 によシ溶鋼の再酸化・吸窒を防止することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の連続鋳造用溶鋼の温度調整
方法。 ２４３−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続−造鋳型に溶鋼を供給するための容器内で溶
   鋼の一部を凝固させた部分を一方の電極と・して、浴鋼
   面にプラズマアークをあてて溶鋼の刀ｎ熱を行うことを
   特徴とする連続鋳造用溶鋼の温度調整方法。
2. （２）　　容器内に（Ｍｇ　＋　Ｃａ　）　３０％以上
   の金属あるいは合金を奈カロすることにより溶鋼の再酸
   化・吸４を防止することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記Ｉ或の連伏鋳造用浴鋼の温度調整方法。