JPS59159259A - 連続鋳造における鋼成分調整方法 - 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】 この発明は異鋼種小量鋼材を連続鋳造によって得るべく
、連続鋳造工程で溶鋼の成分調整を行う方法に関するも
のである。

周知のように鋼材の製造過程においては、強さや靭性、
耐誘性、耐摩耗性等を向上させるべくその鋼材の用途や
目的に応じてｆｉ、ｔ　、　Ｔｉ　、　Ｖ　、　Ｂ　。

Ｎｊ　、　Ｃｒ　、　Ｍｏ　、　Ｃｕ　、　Ｎｂ等の合
金成分を添加して鋼の成分調整を行うことが多い。従来
このような成分調整方法としては、上述のような合金成
分を含有する合金材例えばＦｅ合金や単体（以下これら
を成分調整用添加物と記す）を転炉吹錬前に転炉中に装
入するかあるいは転炉出鋼時に溶鋼に添加する方法、あ
るいは出鋼後取鍋において添加する方法が一般的であっ
た。このような従来方法では、特定成分に調整された鋼
材の生産量が転炉出鋼量により制約され、またこの転炉
出鋼量は転炉容量により制約されるから、結局転炉容量
の整数倍の駿の鋼材が生産されることになる。

し−かるに最近では鋼材の用途、目的に応じた最適な成
分の鋼材の要請が強まり、また用途や目的も細分化され
ているため、多品種小量鋼材の生産が要求されるように
なっている。この場合その要求生産量が転炉容量よυも
小さい場合が多く、したがってその場合には前述の従来
方法で成分調整して生産すれば、余剰材が発生してしま
い、また要求生産量が転炉容量より大きい場合でも要求
生産量と転炉容量の倍数との差の余剰材が発生し、その
結果、トータルコストが高くなってしまう問題がある。

このような余剰材の問題全解消する方法としては、合金
成分最終目標の異なる鋼種を転炉において一括、して溶
製し、また鋳塊製造法としては連続鋳造法を用いずにい
わゆる造塊−分塊圧延法を採用して、各インゴットの鋳
造時に成分調整を行う方法がある。しかしながらこの場
合には連続鋳造法を採用した場合と比較してコスト高と
なる問題がある。

一方、Ａｔの添加方法に関しては、特開昭５１−４２０
５０号公報において、連続鋳造機のタンディツシュノズ
ルからモールド内へ溶融Ａ／＝を添加する方法が提案さ
れている。しかしながらこの方法においては溶鉄が凝固
完了するまでに添加したＡｔが均一に分散しないおそれ
があり、またＡｔ添加によって溶鋼が温度降下してタン
ディツシュノズル詰りか生じ易い問題があり、さらに添
加材の添加による溶鋼の凝固温度の変動や熱伝導特性の
変動によって円滑な鋳込み作業が困難となるおそれがあ
る等の問題があり、しだがってこの提案の方法を前述の
ような異鋼種小量生産のための成分調整に適用すること
は実際には困難であった。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、前記提
案の方法のような問題を招くことなく、連続鋳造工程に
おいて成分調整用添加物を添加して、１チヤーゾの転炉
吹錬溶鋼から２種以上の成分の鋼を円滑に得ることがで
きるようにすることを目的とするものである。

すなわちこの発明の成分調整方法は、成分調整用添加物
を予め溶融して密閉容器内に保持しておき、一端が前記
密閉容器内の溶融添加物液面下に開口する中空部材の他
端部を連続鋳造機のタンディツノ−内の溶鋼中にその液
面上から浸漬させ、前記密閉容器内を加圧することによ
り溶融添加物を前記中空部材を介してタンディツシュ内
溶鋼中に加圧注入することを特徴とするものである。

以下この発明の方法をさらに詳細に説明する。

第１図はこの発明の方法を実施している状況の一例を示
すものであり、第１図において１は取鍋であって、その
取鍋１内の溶鋼２はその底部に設けられた注出口３から
スライディングダート４およびノズル５を介してタンデ
ィ、ジュロ内に注入される。このタンディツシュ６内は
堰７によって少くとも二つの領域６Ａ、６Ｂに区分され
ている。

すなわち一方の領域６Ａは前記取鍋１から溶鋼２が注入
される領域であって、その領域（以下これを攪拌領域と
記す）６Ａの溶鋼中には、取鍋１からのノズル５が浸漬
されるほか、後述する中空部材８の一端部８Ｂが浸漬さ
れており、またその攪拌領域６Ａの底部には溶鋼を攪拌
するだめの攪拌ガス吹込み用のポーラスプラグ等の吹込
口９が設けられており、さらにその攪拌領域６Ａの側壁
部には、攪拌領域６Ａ内の溶鋼２を誘導加熱等により加
熱する／ｈめの加熱手段１０が設けられている。

また、タンディツシュ６内の他方の領域（以下これを静
置領域と配す）６Ｂの底部には溶鋼２を注出するだめの
注出口１１が形成されており、その溶鋼は注出口１１か
らスライディングダート１２および浸漬ノズル１３を介
して連続鋳造用モールド１４内に注入されるようになっ
ている。

前記中空部材８は溶融Ａｔ等の溶融添加物１５を保持す
る密閉容器１６から溶融添加物１５′ｆｃタンデイツシ
ユ６の攪拌領域６Ａの溶鋼２中に導くだめのものであり
、全体として逆Ｕ字状をなすように作られるとともに、
その一方の端部８Ａが密閉容器１６内の溶融添加物１５
中に浸漬され、かつ他方の端部８Ｂが前記攪拌領域６Ａ
の溶鋼２中に浸漬され、さらにその中間部８Ｃが密閉容
器１６内の溶融添加物１５の液面よシーヒ方に位置する
ように配置されている。またその中空部材８の最上部の
位置、もしくは最上部よりも密閉容器１６の側の位置に
は必要に応じて中空部材８内へＡｒ　：ｈ″ス等のガス
金吹込むためのポーラスジラグ１７が設けられている。

前記密閉容器１６の上部には、その内部の空間を加圧す
るだめの加圧気体供給配管１８が接続されており、また
その密閉容器１６内には溶融添加物１５の液位を検出す
るだめの例えば炭素棒等の液面レベル検出計１９が挿入
されている。密閉容器１６はその重量の検出、ひいては
密閉容器１６内の溶融添加物１５の重量の検出を行うだ
めのロードセル等の重量計２０を介してエレベータ２１
上に載置されており、このエレヘー・り２１により垂直
なガイドレール２２に沿って昇降し得るように構成され
ている。

次に第１図に示されるような装置を用いて連続鋳造機の
タンディツシュ６内の溶鋼２中に成分調整用添加物を添
加するこの発明の方法の一例を説明する。

成分調整用の添加物は予め別の溶解炉により溶融して、
これを密閉容器１６内に収容・保持しておく。そして添
加時には密閉容器１６をエレベータ２０によυ降下させ
て中空部材８の一端部８Ｂをタンディラン−６の攪拌領
域６Ａ内の溶鋼２中に浸漬させ、加圧気体供給配管１８
から密閉容器１６内にＡｒ　ｆス等の加圧気体を供給し
て密閉容器１６内を加圧し、中空部材８を介して密閉容
器１６Ａ内の溶融添加物１５をタンディツシュ６の攪拌
領域６Ａ内の溶鋼２中に加圧注入添加する。

溶鋼２中に加圧注入さｆｔた溶融添加物は溶鋼との液−
液反応により速やかに溶鋼に均一混合され、まだ攪拌領
域６ＡＴは取鍋１からノズル５を介して流入される溶鋼
の流れにより攪拌されて溶融添加物の均一混合が助長さ
れるが、その均一混合をより一層促進させるためにはタ
ンデイッシー攪拌領域６Ａの底部の吹込口９からｆｉ、
ｒｊｆス等の攪拌用ガスを吹込み、領域６入内の溶鋼２
を攪拌することが望ましい。またこのようなガス吹込み
によって、攪拌領域６Ａにおける溶鋼中介在物の浮上も
促進され、かつ溶鋼温度の均一化も図れる。なお攪拌領
域６Ａに対する攪拌手段としては、ガス吹込みのほか、
電磁攪拌等を採用しても良い。また攪拌領域６Ａ内にお
いて溶融添加物の添加により溶鋼２の温［Ｗ降下が予想
される場合には、誘導加熱あるいはノラズマ加熱等の加
熱手段１０によｐ溶鋼２を加熱することができる。

このようにして攪拌領域６Ａにおいて成分調整用の添加
物が添加されかつ成分、温度とも均一化さ力、た溶鋼２
は、堰７を通って静置領域６Ｂに流入する。堰７から静
置領域６Ｂにおける溶鋼２の流れは攪拌を殆どともなわ
な−い押出し流れ（プラグフロー）となり、その溶鋼２
は連続的に浸漬ノズル１３を介してモールド１４内に鋳
込、まれる。

前記攪拌領域６Ａ内の溶鋼２に対する溶融添加物１５の
添加速度は、密閉容器１６内の圧力によって調整するこ
とができる。また溶融添加物１５の添加速度は、密閉容
器１６の液面レベル検出計１９および／または重量計２
０によって監視することができる。そこで所定の鋼種の
鋳込みを行うためには、目標とする鋼成分値に応じ、取
鍋１からタンディツシュ６への溶鋼の注入速度、タンデ
ィラン−６の攪拌領域６Ａにおける溶鋼２の滞留媚等全
勘案して溶融添加物１５の添加速度を調整すれば良い。

ぞしてその所定の鋼種の鋳込み量が目標量に達したこと
が取鍋１のクレーンスケール、タンディツシュ重量針、
タンディツシュ液面計等により確認されれば、密閉容器
１６からの溶融添加物１５の除加を停止ζせる。そのた
めには密閉容器１６に対する加圧を停止させて、その内
圧を減じれば良い。そして加圧注入停止後密閉容器１６
を上昇させて中空部材８を攪拌領域６Ａの溶鋼２中から
引上げる。

また溶融添加物の加圧注入を伴った第１０鋼種の鋳込み
終了に引続いて、同じ合金成分を含有ししかもその成分
濃度が異なる第２の鋼種を鋳込む場合には、第１のＸ鋼
種の鋳込み量が目標量が上記と同様に確認された後、溶
融添加物１５の添加を停止させずに面別速度のみを変化
させれば良い。

すなわち前述の場合と同様に取鍋１からメンディツシュ
６への溶鋼の注入速度、タンディラン−６の攪拌領域６
Ａにおける溶鋼滞留量等を勘案し、１℃２の鋼種の成分
目標値に応じた添加速度に調整する。そして第２の鋼種
の鋳込み後、さらに同一の合金成分を含有しかつ成分濃
度が異なる第３の鋼種を続いて鋳込む場合も同様に操作
すれば良い。

なおこのように順次成分濃度の異なる鋼種を鋳込む場合
には、通常は添加合金元素濃度の低いものから順次鋳込
むことが望房しい。

前述のようにタンディツシュ６の攪拌領域６Ａにおいて
は添加された溶融添加物の均一混合および温度の均一化
が速やかになされ、その均一混合された溶鋼は堰７から
押出し流ｔしとなって静置領域６Ｂに流入し、その押出
流れのまま浸漬ノズル１３を経てモールド１４内に鋳込
まれる。したがって鋳込゛まれた鋳片における異鋼種の
継目では鋳込み成分の変化はステップ状となシ、異鋼種
の継目における中間成分の領域が極めて短かくなって、
目標鋼種以外の不要な中間成分の鋼材発生量が著しく少
なくなる。しだがって同一の転炉吹錬溶鋼によって異な
る品種の小量の調合連続鋳造により連続的に鋳造するこ
とが、不要材の発生量増大を招くことなく実際的かつ低
コストで実施可能となる。

なお溶融添加物１５は攪拌領域６Ａの溶鋼中に浸漬され
た中空部Ｈ８の先端部８Ｂから直接溶鋼中に加圧注入さ
れるから、タンディッシー内スラグや大気により酸化さ
れるおそれがなく、シたがって添加歩留りは著しく高く
、井た溶鋼の清浄度も確保される。また添加物と溶鋼と
け液−液混合がなされるから、固形の添加物全添加する
固−液混合の場合を比較して合金成分の均一分散が速や
かになされ、またその液−液混合による作用と前述のよ
うな取鍋１からの溶鋼流による攪拌作用、さらには必要
に応じてなされるＡｒガス吹込み等の堺拌手段による作
用とが相俟って、合金成分の均一混合効果が著ｉ〜く増
大し、その結果同一鋼種内において成分が均一な鋼材を
容易に得ることができ、しかもタンディツシュ６の堰７
にょる押出］−流れへの変換効果と上述の攪拌領域６Ａ
における均一混合効果とが相俟って、前述のように異鋼
種間の継目における不要な中間成分の鋼材の発生を可及
的に少なくすることができるのである。

なおまた、密閉容器１６がら攪拌領域６Ａへの溶融添加
物の添加開始直後の短期間においては、攪拌領域６Ａ内
に滞留する溶鋼の全量を速やかに目的とする成分値とす
るべく溶融添加物の添加速度を大きくして多量の添加物
を急速添加し、その後は取鍋１からの溶鋼注入速度に応
じた小さい添加速度とすることが望まし７い。また溶融
添加物を添加しつつ第１０鋼種の鋳込みを行った後、こ
れに引続いて同一の合金成分を含有ししかもその合金濃
度が高い第２の鋼種を鋳込む場合にも、上記同様に切替
初期段階では攪拌領域６Ａ内溶鋼量に応じて多量の溶融
添加物を急速添加し、その後は溶鋼流入量に応じた比較
的低い添加速度に調整することが望ましい。

」−述の例においては密閉容器１６からの溶融添加物１
５の加圧注入開始および停止を密閉容器１６内への加圧
気体の供給および停止（圧力開放）によって行うものと
したが、場合によってはこれに併せて第１図に示す中空
部材８０頂部のポーラスゲラグ１７からのＡｒガス等の
吹込みを行っても良い。すなわち添加開始前に密閉容器
１６を・上方から降下させて中空部材８の先端部８Ｂを
溶鋼２中に浸漬させる際には溶鋼２が中空部材８内に侵
入１〜で凝固し、管内全閉塞させるおそれがあるが、中
空部材８の浸漬前の段階で密閉容器１６内への加圧気体
の供給を停止させるとともにポーラスゲラグＩ７を介Ｌ
２て中空部材８内にガス全吹込み、中空部材８の先端部
８Ｂからガスを流出させながら中空部材８を溶鋼に浸漬
させることによって溶鋼の管内侵入を防Ｉトすることが
できる。そして添加開始時にポーラスゲラグ１７がらの
ガス吹込み全停止させるとともに密閉容器１６内への加
圧気体供給全開始させれば良い。なおとのような浸漬時
におけるポーラスゲラグ１７の先端の圧力Ｐ２は、密閉
容器１６内の圧力Ｐ１　とほぼ等しく、シかも中空部材
８の先端の溶鋼庄カＰ３　よりも大きい値に設定する。

丑だ一方、溶融添加物１５の加圧注入全停止させた後、
中空部材８ｆｃ溶鋼２中から引上げる際においても溶鋼
２が中空部材８内に侵入凝固して管内を閉塞（−１次回
の添加を不可能にすることがあるが、この時点でも密閉
容器１もへの加圧気体の供給を停止させるとともに？−
ラスゾラグ１７から中空部材８内へガスを吹込み、かつ
圧力関係全前記同様に設定することによって中空部材８
の管内への溶鋼の侵入全防止することができる・なおこ
の場合、上述のような圧力関係でポーラスノラグ１７を
介１〜中空部ｎ８内へガスを吹込むことによって、中空
部材Ｂ内の溶融添加物１５の流れが遮断されるから、ポ
ーラスノラグ１７からの吹込みを、溶融添加物の溶鋼中
への注入停止手段としても機能させることができる、さ
らに、溶融添加物１５の溶鋼中への添加中においてもｐ
ｌ＞ｐ２なる条件でボーラスゾラグ１７を介して中空部
材８内へ小量のガスを吹込み、溶融添加物を気液混和状
態で溶鋼中に圧入しても良く、との」ハ合には気液混相
流によって溶鋼の攪拌がなさ八、添加物の均一混合が促
進される・ なお、タンディツシュ６における堰７の形状は、要は攪
拌領域６Ａから静置領域６Ｂに流れ込む溶鋼流が押出し
流れとなるように定めれば良く、シたがって堰７は第１
図に示すように上側全溶鋼が流ｎるような構成に限らず
、中間部あるいは底部に溶鋼が流通する貫通孔もしくは
スリットを形成した構成としても良い。

以下にこの発明の実施例を記す。

実施例１ 転炉出鋼後の１００１−ンの溶鋼に対し取鍋にて成分調
整して第１表の鋼種Ａの組成の溶鋼とし、その溶鋼全連
続鋳造するにあたって、先ず前記鋼種Ａを４０トン鋳造
し、引続いてタンディツシュの攪拌領域内の溶鋼にＭｎ
含有量７０チのＦｅ−Ｍｎ溶融合金を第１図に示される
装置によや加圧注入添加して第１表の鋼種Ｂ１３０１−
ン鋳造し、さらにＦｅ　−Ｍｎ溶融合金の添加量を変え
て第１表の鋼種Ｃを３０トン鋳造した。但し鋳片厚みは
２００　ｍ。

鋳片幅ば１６８０　＋ｔｍ、引抜速度は１００　Ｃｒｎ
／　ｍｌ　ｎ　、用いたタンディツシュの容量は７トン
で、その攪拌領域の容量は４トン、静置領域の容量は３
トンである。また添加するＦｅ　−Ｍｎ溶融合金は密閉
容器にて１３５０℃で保持した。なおタンディツシュの
攪拌領域のＲ４鋼の加熱、および攪拌のフコ７めのＡｒ
ガス吹込みは行なわなかった。甘たＦｅ、　−Ｍｎ溶融
合金の添加速度は第２図実線で示すように変化させた。

実施例２ タンディツシュの攪拌領域の溶鋼をみそ形誘導加熱によ
り加熱して１５６０℃に保ち、またその攪拌領域の底部
から撹拌用のＡｒ力゛スを吹込んだ以外の点は実施例Ｉ
と同じ条件で鋼種へ、　Ｂ　、　Ｃを鋳造した。但し」
Ｗ伴用Ａｒガス吹込み流量は第２図の破線で示すように
変化させた。なおＦｅ　−Ｍｎ溶融合金の添加速度・Ｐ
ターンは実施例１の場合（第２図の実線）と同じである
。

実施例１および実嬢例２により鋳造した鋳片の長さ方向
の各位置におけるＭ、ｎ濃度の分布を第３図に示す。な
おここでＭｎ＃度は、長さ方向の各位置において幅方向
に１．０等分（〜た各箇所の干均濃）象で示す。

第１表 第３図から、実施例１の場合でも３鋼種を連続的に鋳造
することが可能であるが、実施例２の場合には実施例１
と比較して異鋼種継目でのＭｎ濃度の目標値からのばら
つきが少なり、シかもそのばらつきが生じる鋳片長さ方
向の範囲も狭いことが確認された。また実施例１および
実施例２により得られた鋳片の介在物指数音調べたとこ
ろ、実施例１の鋳片の介在物指数を１とすれば、実施例
２の切片の場合には０２に低減されることが判明した。

これは、実施例２の場合ガス吹き攪拌あるいは溶鋼加熱
による溶鋼の粘性低下によって介在物の浮上分離が促進
されたためと考えられる・以」二の説明で明らかなよう
に、この発明の鋼成分調整方法によれば、特定鋼種の小
量鋼材、あるいは異鋼種小縫鋼利金連続鋳造によシ低コ
ストかつ実際的に製造でき、壕だその場合鋼種間の継目
における中間組成あるいは規格外組成の部分の発生ＪＬ
カ著１〜く少なく、シたがってトータルコストが低減さ
れ、しかも添加物がタンディツシュにおいて均一に混合
されかつ溶鋼温度も均一化されるため、従来のメンディ
、シュノズルからのＡｔ添加方法の場合のように同一鋼
種での鋼材成分が不均一となったり温度降下によシノズ
ル詰りか生じたりさらには添加材の添加による溶鋼凝固
温度の変動や熱伝導特性の変動によシ円滑な鋳込み作業
が困難となるとと等が有効に防止される効果も得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施している状況を示す略解
的な断面図、第２図はこの発明の実施例における鋳込み
時間に対するＦｅ　−Ｍｎ溶融合金の添加速度および吹
込みｋｒノｆス流駿の変化パターンを示す線図、第３図
はこの発明の実施例により得られた鋳片の長さ方向のＭ
ｎ濃度分布を示す線図である。 ■・・・取鍋、２・・・溶鋼、６・・・タンディツシュ
、ｆｉ　Ａ−・攪拌領域、６Ｂ・・・静置領域、７由堰
、８・・・中？　ＭＢ材、９・・・攪拌用ガス吹込［コ
、１ｏ・・・加熱手段、１４・・・モールド、１５・・
・溶融添加物、１６・・・袷閉８器。 出願人　川崎製鉄株式会社 代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ほか１名） 第１図 ２図 ６Ｊ　込　ａ　　Ｂｔ）」ｆｉ　　　（ｎ＋ｎ　）１３
図 ４ｆ１丹長さく司）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）成分調整用添加物を予め溶融して密閉容器内に保
   持しておき、一端が前記密閉容器内の溶融添加物液面下
   に開口する中空部材の他端部を連続鋳造機のタンディツ
   シュ内の溶鋼中にその液面上から浸漬させ、前記密閉容
   器内を加圧することにより前記中空部材を介して溶融添
   加物をタンディツシュ内溶鋼中に加圧注入することを特
   徴とする連続鋳造における鋼成分調整方法。
2. （２）　　前記タンディツシュ内において溶鋼の攪拌を
   行う特許請求の範囲第１項記載の成分調整方法。
3. （３）　　前記タンディツシュ内の溶鋼を加熱する特許
   請求の範囲第１項記載の成分調整方法。
4. （４）　　前記タンディツシュ内を、取鍋からの溶鋼が
   注入される側の領域と、溶鋼をモールドへ注出させる側
   の領域とに堰によって区分し、前記溶鋼が注入される側
   の領域に前記中空部材を浸漬させて溶融添加物の加圧注
   入を行う特許請求の範囲第１項記載の成分調整方法。