TW201507791A - 連續鑄造方法 - Google Patents

Abstract

在鑄造不鏽鋼鋼片(3c)之連續鑄造裝置(100)中，將延伸至餵槽(101)內之長噴嘴(2)設置於澆桶(1)。通過長噴嘴(2)於餵槽(101)內注入不鏽鋼熔融鋼液(3)，使長噴嘴(2)之噴出口(2a)浸漬於所注入的不鏽鋼熔融鋼液(3)。注入時，將氬氣(4a)供給至餵槽(101)內之不鏽鋼熔融鋼液(3)之周圍。接著，一邊使長噴嘴(2)之噴出口(2a)浸漬於餵槽(101)內之不鏽鋼熔融鋼液(3)，一邊將不鏽鋼熔融鋼液(3)從澆桶(1)注入於餵槽(101)內，並從餵槽(101)內注入於鑄模(105)，而進行連續鑄造。鑄造時，置換氬氣(4a)，將氮氣(4b)供給至餵槽(101)內之不鏽鋼熔融鋼液(3)之周圍。

Description

連續鑄造方法

本發明係關於一種連續鑄造方法。

作為一種金屬之不鏽鋼之製造步驟中，在電爐熔解原料而生成熔鐵，所生成的熔鐵係進行含有去除在轉爐、真空脫氣裝置使不鏽鋼特性降低之碳的脫碳處理等之精煉而形成熔融鋼液，之後，藉由連續鑄造熔融鋼液並凝固且形成板狀的扁塊(slab)等。再者，精煉步驟中進行熔融鋼液之最終成分的調整。

連續鑄造步驟中，熔融鋼液係從澆桶(ladle)注入於餵槽(tundish)，接著，從餵槽注入於連續鑄造用之鑄模中而進行鑄造。此時，為了防止最終成分調整後之熔融鋼液與大氣中的氮或氧產生反應使氮含量增加或氧化，對從澆桶至鑄模的熔融鋼液之周圍供給難以與熔融鋼液產生反應之惰性氣體作為密封氣體(seal gas)，而將熔融鋼液表面與大 氣遮斷。

例如，專利文獻1記載有使用氬氣作為惰性氣體連鑄(連續鑄造)扁塊之製造方法。

〔習知技術文獻〕 〔專利文獻〕

專利文獻1：日本特開平4-284945號公報

然而，如專利文獻1之製造方法，若使用氬氣作為密封氣體，則滲入溶融鋼液內的氬氣係成為氣泡而殘留，因而存在有於連鑄扁塊的表面因氬氣而容易產生氣泡缺陷，亦即表面缺陷之問題。又，若於連鑄扁塊產生表面缺陷，則存在有為了確保所欲的品質而必須削除表面導致成本增加之問題。

本發明係為了解決此種問題點而研創的發明，其目的在於提供一種抑制鑄造扁塊(金屬片)時之氮含量的增加並謀求減少表面缺陷之連續鑄造方法。

為了解決上述課題，本發明之連續鑄造方法，係將澆桶內之熔融金屬注入於下方的餵槽內，並將餵槽內之熔融 金屬連續注入於鑄模而鑄造金屬片，其特徵為，該連續鑄造方法中包含以下步驟：長噴嘴設置步驟，將延伸至餵槽內之長噴嘴作為用以將澆桶內之熔融金屬注入於餵槽內之注入噴嘴設置於澆桶；注入步驟，通過長噴嘴將熔融金屬注入於餵槽內，並使長噴嘴之噴出口浸漬於餵槽內之熔融金屬；第一密封氣體供給步驟，在注入步驟中，將惰性氣體作為密封氣體供給至餵槽內之熔融金屬之周圍；鑄造步驟，一邊使長噴嘴之噴出口浸漬於餵槽內之熔融金屬，一邊通過長噴嘴將熔融金屬注入於餵槽內，並將餵槽內之熔融金屬注入於鑄模；以及第二密封氣體供給步驟，在鑄造步驟中，置換惰性氣體，將氮氣作為密封氣體供給至餵槽內之熔融金屬之周圍。

根據本發明之連續鑄造方法，可抑制鑄造金屬片時之氮含量的增加並減少表面缺陷。

1‧‧‧澆涌

2‧‧‧長噴嘴

2a‧‧‧噴出口

3‧‧‧不鏽鋼熔融鋼液(熔融金屬)

3a‧‧‧表面

3b‧‧‧鑄片

3ba‧‧‧凝固殼

3c‧‧‧不鏽鋼鋼片(金屬片)

4‧‧‧密封氣體

4a‧‧‧氬氣(惰性氣體)

4b‧‧‧氮氣

5‧‧‧餵槽粉

100‧‧‧連續鑄造裝置

101‧‧‧餵槽

101a‧‧‧內部

101b‧‧‧本體

101c‧‧‧上蓋

101d‧‧‧浸漬噴嘴

101e‧‧‧入口

101f‧‧‧前端

102‧‧‧氣體供給噴嘴

103‧‧‧粉末噴嘴

104‧‧‧止動部

105‧‧‧鑄模

105a‧‧‧貫通孔

106‧‧‧滾輪

D‧‧‧預定深度

圖1係顯示於本發明之實施形態1之連續鑄造方法所使用的連續鑄造裝置之構成之示意圖。

圖2係顯示本發明之實施形態1之連續鑄造方法中餵槽的狀態之示意圖。

圖3係顯示本發明之實施形態2之連續鑄造方法中餵槽的狀態之示意圖。

圖4係比較實施例3與比較例3之間不鏽鋼鋼片產生的氣泡個數之圖。

圖5係比較實施例4與比較例4之間不鏽鋼鋼片產生的氣泡個數之圖。

圖6係比較實施例3與比較例3中使用長噴嘴之情形時不鏽鋼鋼片產生的氣泡個數之圖。

(實施形態1)

以下，根據附加圖式，說明本發明之實施形態1之連續鑄造方法。此外，以下實施形態中對不鏽鋼之連續鑄造方法進行說明。

首先，不鏽鋼之製造係依熔解步驟、一次精煉步驟、二次精煉步驟、以及鑄造步驟之順序執行。

在熔解步驟中，在電爐熔解不鏽鋼製鋼用之原料之廢料(scrap)或合金而生成熔鐵，並將所生成的熔鐵澆注至轉爐。接著，在一次精煉步驟中，進行對轉爐內的熔鐵吹氧以去除熔鐵所含有的碳之粗脫碳處理，藉此生成不鏽鋼熔融鋼液、以及含有碳氧化物及雜質之熔渣(slag)。又，在一次精煉步驟中亦執行成分的粗調整，其係分析不鏽鋼熔融鋼液的成分並投入合金俾使不鏽鋼熔融鋼液的成分接近目標成分。接著，一次精煉步驟中所生成的不鏽鋼熔融鋼液係出鋼(tapping)至澆桶並移至二次精煉步驟。

在二次精煉步驟中，將不鏽鋼熔融鋼液注入於澆桶並注入於真空脫氣裝置，並進行精加工脫碳處理。並且，藉由對不鏽鋼熔融鋼液進行精加工脫碳處理而生成純粹的不鏽鋼熔融鋼液。又，在二次精煉步驟中亦執行成分的最終調整，其係分析不鏽鋼熔融鋼液的成分並投入合金俾使不鏽鋼熔融鋼液的成分更接近目標成分。

鑄造步驟中，參照圖1，從真空脫氣裝置取出澆桶1並設置於連續鑄造裝置(Continuous Casting Device)100。作為熔融金屬之澆桶1的不鏽鋼熔融鋼液3係注入於連續鑄造裝置100，接著藉由連續鑄造裝置100所具備之鑄模105將不鏽鋼熔融鋼液3鑄造成例如扁塊狀之不鏽鋼鋼片3c以作為金屬片。所鑄造的不鏽鋼鋼片3c係在下一個未圖示之軋延步驟中進行熱軋延(hot rolling)或冷軋延(cold rolling)而成為熱軋延鋼帶或冷軋延鋼帶。

接著，詳細說明連續鑄造裝置100之構成。

連續鑄造裝置100具有作為暫時承接澆桶1所注入的不鏽鋼熔融鋼液3並朝鑄模105注入用之容器之餵槽101。餵槽101具有：上部開放的本體101b；上蓋101c，封閉本體101b所開放的上部而與外部遮斷；以及浸漬噴嘴101d，從本體101b的底部延伸。並且，在餵槽101中，藉由本體101b及上蓋101c形成封閉在餵槽101內部的內部(亦即內部空 間)101a。浸漬噴嘴101d係藉由入口101e從本體101b的底部開口至內部101a。

又，澆桶1係設置於餵槽101的上方，並將作為貫通餵槽101的上蓋101c且延伸至內部101a之餵槽用注入噴嘴之長噴嘴2連接於澆桶1的底部。並且，長噴嘴2的下方前端的噴出口2a係在內部101a開口。又，長噴嘴2中之上蓋101c的貫通部與上蓋101c之間被密封而保持氣密性。

在餵槽101的上蓋101c設置有複數個氣體供給噴嘴102。氣體供給噴嘴102連接於未圖示之氣體供給端，並在餵槽101的內部101a從上方朝下方供給預定氣體。又，以該預定氣體亦供給於長噴嘴2內的方式構成長噴嘴2。

接著，在餵槽101的上蓋101c中設置有用以將餵槽粉(以下稱為TD粉)5(參照圖3)投入至餵槽101的內部101a之粉末噴嘴103。粉末噴嘴103係連接於未圖示之TD粉供給端，且在餵槽101的內部101a從上方朝下方噴出TD粉5。此外，TD粉5係由合成熔渣劑所構成，藉由覆蓋不鏽鋼熔融鋼液3的表面，來達到對不鏽鋼熔融鋼液3的表面的氧化防止作用、不鏽鋼熔融鋼液3的保溫作用、熔解吸收不鏽鋼熔融鋼液3的夾雜物(inclusion)作用等。此外，本實施形態1中不使用粉末噴嘴103及TD粉5。

又，在浸漬噴嘴101d的上方設置有可上下移動的棒狀 止動部104，止動部104係貫通餵槽101的上蓋101c且從餵槽101的內部101a遍及延伸至外部。

止動部104可以下述之方式構成：藉由向下方移動，可在其前端封閉浸漬噴嘴101d的入口101e之外，還可藉由從封閉入口101e的狀態到向上拉起，使餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液3流入於浸漬噴嘴101d內，並根據拉起量調節入口101e的開口面積來控制不鏽鋼熔融鋼液3的流量。又，止動部104中之上蓋101c的貫通部與上蓋101c之間被密封而保持氣密性。

又，餵槽101的底部的浸漬噴嘴101d的前端101f係延伸至下方的鑄模105的貫通孔105a內，且於側面開口。

鑄模105之貫通孔105a具有矩形剖面且於上下貫通鑄模105。貫通孔105a的內壁面係構成為由未圖示的一次冷卻機構進行水冷卻，冷卻內部的不鏽鋼熔融鋼液3並凝固而形成預定剖面的鑄片3b。

接著，在鑄模105的貫通孔105a的下方，隔著間隔地設置有複數個滾輪106，該滾輪106係用於將鑄模105所形成的鑄片3b引出於下方並移送。又，滾輪106之間設置有對鑄片3b灑水並冷卻用之未圖示的二次冷卻機構。

其次，說明本實施形態1之連續鑄造裝置100的動作。

一併參照圖1及圖2，於連續鑄造裝置100中，在餵槽101的上方設置有於內部含有二次精煉後之不鏽鋼熔融鋼液3 之澆桶1。接著，在澆桶1的底部安裝長噴嘴2，且具有噴出口2a之長噴嘴2的前端係延伸至餵槽101的內部101a。此時，止動部104係封閉浸漬噴嘴101d的入口101e。

此外，以下實施形態中，對依序使用二個澆桶1，且更換澆桶1時並未結束鑄造而繼續執行之情形進行說明。亦即，以下實施形態中，將熔解步驟中的電爐所製造的2次份熔料的不鏽鋼熔融鋼液進行連續鑄造。

其次，從氣體供給噴嘴102對餵槽101的內部101a噴射惰性氣體的氬(Ar)氣4a作為密封氣體4，並亦將氬氣4a供給於長噴嘴2的內部。藉此，存在於餵槽101的內部101a及長噴嘴2內之含有雜質的空氣從餵槽101朝外部擠出，內部101a及長噴嘴2內佈滿氬氣4a。亦即，從澆桶1至整個餵槽101的內部101a且達至鑄模105之區域佈滿氬氣4a。

其後，開放設置於長噴嘴2之未圖示的閥件，藉由重力作用將澆桶1內的不鏽鋼熔融鋼液3朝長嘴噴2內流下，並流入於餵槽101的內部101a。亦即，餵槽101內成為圖2之步驟A所示的狀態。

此時，所流入的不鏽鋼熔融鋼液3由於藉由充滿於內部101a的氬氣4a密封周圍而未與空氣接觸，因此抑制空氣中含有對不鏽鋼熔融鋼液3具有溶解性的氮(N₂)溶入至不鏽鋼熔融鋼液3所導致之氮成分增加。又，從長噴嘴2的噴出口2a流下的不鏽鋼熔融鋼液3沖擊餵槽101內的不鏽鋼熔融 鋼液3的表面3a，藉此將少量的氬氣4a捲入且混入於不鏽鋼熔融鋼液3。然而，氬氣4a為惰性氣體，因此不會與不鏽鋼熔融鋼液3產生反應或溶入。

接著，利用流入的不鏽鋼熔融鋼液3，使餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a上升。當上升的表面3a位於長噴嘴2的噴出口2a的附近時，由於從噴出口2a流下的不鏽鋼熔融鋼液3之表面3a的沖擊變小且周圍氣體捲入量也變少，因此從氣體供給噴嘴102將置換氬氣4a的氮氣4b噴灑於餵槽101的內部101a。藉此，餵槽101的內部101a中，氬氣4a朝外部被擠出，不鏽鋼熔融鋼液3與餵槽101的上蓋101c之間的區域佈滿氮氣4b。

上升的表面3a係使長噴嘴2的噴出口2a浸漬於不鏽鋼熔融鋼液3，當餵槽101的內部101a中的不鏽鋼熔融鋼液3的深度成為預定深度D時，則止動部104上升，內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3會通過浸漬噴嘴101d內而流入於鑄模105的貫通孔105a內並開始鑄造。同時，澆桶1內的不鏽鋼熔融鋼液3係通過長噴嘴2對餵槽101的內部101a持續噴出以補充新的不鏽鋼熔融鋼液3。此時，餵槽101內成為圖2之步驟B所示的狀態。

此外，較佳為內部101a之不鏽鋼熔融鋼液3的深度為預定深度D時，長噴嘴2之噴出口2a從不鏽鋼熔融鋼液3的表 面3a以約100mm至150mm的深度穿入於不鏽鋼熔融鋼液3。若長噴嘴2穿入的深度比上述深度還深時，因積存於內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的內壓產生之阻力，變得難以從長噴嘴2的噴出口2a噴出不鏽鋼熔融鋼液3。另一方面，若長噴嘴2穿入的深度比上述深度還淺時，如以下所述，在鑄造時以維持在預定位置附近的方式所控制的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a產生變動之情形，會有當噴出口2a露出時，所噴出的不鏽鋼熔融鋼液3沖擊表面3a而使氮氣4b捲入且混入至不鏽鋼熔融鋼液3之可能性。

又，流入至鑄模105的貫通孔105a內的不鏽鋼熔融鋼液3係在流經貫通孔105a的過程中由未圖示的一次冷卻機構進行冷卻，而使貫通孔105a的內壁面側凝固形成凝固殼(solidifying shell)3ba。所形成的凝固殼3ba係藉由在貫通孔105a內的上方新形成的凝固殼3ba朝下方擠出至鑄模105的外部。此外，在貫通孔105a的內壁面供給有來自浸漬噴嘴101d的前端101f側的鑄模粉。鑄模粉係實現在不鏽鋼熔融鋼液3的表面進行熔渣熔融化、防止在貫通孔105a內不鏽鋼熔融鋼液3的表面氧化、潤滑鑄模105與凝固殼3ba之間、將貫通孔105a內的不鏽鋼熔融鋼液3的表面進行保溫等作用。

藉由擠出的凝固殼3ba與其內部未凝固的不鏽鋼熔融鋼液3而形成鑄片3b，鑄片3b係藉由滾輪106從兩側挾持並朝下方引出。所引出的鑄片3b係在通過複數個滾輪106之間 傳送的過程中，由未圖示的二次冷卻機構進行灑水冷卻，而使內部的不鏽鋼熔融鋼液3完全凝固。藉此，一邊藉由滾輪106將鑄片3b從鑄模105引出，一邊在鑄模105內形成新的鑄片3b，藉此從鑄模105至遍及滾輪106之延伸方向之整體連續地形成鑄片3b。接著，從滾輪106的端部將鑄片3b送出到滾輪106外側，藉由切斷所送出的鑄片3b而形成扁塊狀的不鏽鋼鋼片3c。

接著，鑄片3b被鑄造的鑄造速度係利用止動部104調節浸漬噴嘴101d的入口101e的開放面積，藉此而受控制。接著，以與來自入口101e的不鏽鋼熔融鋼液3的流出量相同的流出量之方式來調節通過從澆桶1的長噴嘴2的不鏽鋼熔融鋼液3的流入量。藉此，控制成餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a係在不鏽鋼熔融鋼液3的深度維持在預定深度D附近的狀態下在垂直方向維持大致固定位置。此時，使長噴嘴2的前端的噴出口2a浸漬於不鏽鋼熔融鋼液3。並且，將上述之「一邊使長噴嘴2的噴出口2a浸漬於餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3，一邊將內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a的垂直方向的位置維持在大致固定位置」的鑄造狀態稱為穩態(stationary state)。

藉此，由於在穩態下進行鑄造之期間不會產生從長噴嘴2流入的不鏽鋼熔融鋼液3所造成之對表面3a的沖擊，因此氮氣4b不會捲入於不鏽鋼熔融鋼液3，而維持在與不鏽鋼熔融鋼液3之平穩的表面3a接觸的狀態。藉此，即便為對不 鏽鋼熔融鋼液3具有溶解性之氮氣4b，亦可在穩態下極力抑制溶入於不鏽鋼熔融鋼液3。

又，若澆桶1內不鏽鋼熔融鋼液3耗盡，則卸除長噴嘴2，更換含有不鏽鋼熔融鋼液3的另一澆桶1。所更換的澆桶1係設置於餵槽101且連接長噴嘴2。又，在該澆桶1的更換作業中鑄造作業亦繼續執行，藉此，餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a下降。該澆桶1的更換作業中，氮氣4b對餵槽101的內部101a的供給亦會繼續。如此，餵槽101內成為圖2之步驟C所示的狀態。

此外，澆桶1的交換作業中，以不使餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a變成位於比長噴嘴2的噴出口2a還下方之方式，利用止動部104調節浸漬噴嘴101d的入口101e的開口面積以控制不鏽鋼熔融鋼液3的流量，亦即控制鑄造速度。藉由連續鑄造如上所述的二個澆桶1的不鏽鋼熔融鋼液3，可將由二個澆桶1的不鏽鋼熔融鋼液3所形成的連續的鑄片3b的接合面的品質保持在與穩態下所鑄造的鑄片3b相同品質。亦即，如後述般，減少每次更換澆桶1時鑄造初期等的鑄片3b的品質變化，藉此，變得不再需要有因品質產生變化後之部位的丟棄或處理等而能減低成本。而且，藉由連續鑄造二個澆桶1的不鏽鋼熔融鋼液3，與每次一個澆桶1鑄造結束之情形相比，可省略一次於餵槽101積存不鏽鋼熔融鋼液3且至開始鑄造為止之步驟，因而 提升作業效率而可減低成本。

接著，當進行鑄造而使所更換的澆桶1內的不鏽鋼熔融鋼液3耗盡時，雖然餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a會下降到比長噴嘴2的噴出口2a還低，但由於沒有新的不鏽鋼熔融鋼液3流下，因此不會有因沖擊等之擾動的產生而與氮氣4b連接。藉此，到餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液3耗盡之鑄造結束為止，極力抑制氮氣4b溶入並混入至不鏽鋼熔融鋼液3。此時，餵槽101內成為圖2之步驟D所示的狀態。

又，即便在長噴嘴2的噴出口2a浸漬於餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3之前，因噴出口2a與餵槽101的本體101b的底部及內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a之距離較短，且不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a之沖擊到噴出口2a浸漬為止被限制在短時間內，因此減少空氣或氬氣4a捲入並混入至不鏽鋼熔融鋼液3。

此外，在發生不鏽鋼熔融鋼液3對表面3a的沖擊時，若使用氮氣4b作為密封氣體，則可能存在有氮氣4b過度地溶解於不鏽鋼熔融鋼液3而其成分不適合作為產品，亦即，可能發生必須廢棄到長噴嘴2的噴出口2a浸漬為止從餵槽101的內部101a積存的不鏽鋼熔融鋼液3所鑄造的所有不鏽鋼鋼片3c。然而，藉由使用氬氣4a，可使不鏽鋼熔融鋼液3 的成分不會產生較大變化而控制於預定範圍內。

因此，因長噴嘴2的噴出口2a浸漬於餵槽101的內部101的不鏽鋼熔融鋼液3為止的短時間中不鏽鋼熔融鋼液3所混入的少數的空氣或氬氣4a而產生影響之鑄造初期的不鏽鋼鋼片3c係可獲得所欲的成分構成，藉此，只要削除表面以去除因氬氣4a的混入所產生的氣泡，就能將不鏽鋼鋼片3c作為產品使用。又，占據從鑄造開始到結束為止之大部分的鑄造時間之上述鑄造初期以外的期間所鑄造的不鏽鋼鋼片3c為不容易受到長噴嘴2的噴出口2a的浸漬為止所混入的空氣及氬氣4a的影響，且鑄造時亦極力抑制氮氣4b的混入。因此，占據上述大部分的鑄造時間之不鏽鋼鋼片3c，由於抑制從二次精煉後的狀態的氮含量的增加，並大幅抑制因少量混入的氮氣4b溶解於不鏽鋼熔融鋼液3而產生的氣泡所導致之表面缺陷的產生，因此，可作為產品直接使用。

因此，鑄造開始前，藉由使用氬氣4a作為密封氣體來抑制鑄造前的不鏽鋼熔融鋼液3的成分變化，並在鑄造中使用氮氣4b作為密封氣體且透過使噴出口2a浸漬於餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液3的長噴嘴2注入澆桶1的不鏽鋼熔融鋼液3，藉此抑制鑄造後的不鏽鋼鋼片3c的氣泡產生，並抑制從二次精煉後的狀態之氮含量的增加。

(實施形態2)

本發明之實施形態2之連續鑄造方法係在實施形態1之連續鑄造方法中於餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a上噴灑TD粉5並覆蓋表面3a。

此外，實施形態2之連續鑄造方法中，使用與實施形態1相同的連續鑄造裝置100，因此省略連續鑄造裝置100之構成的說明。

參照圖1及圖3，說明實施形態2之連續鑄造裝置100的動作。

在連續鑄造裝置100，於設置有澆桶1且於澆桶1安裝有長噴嘴2之餵槽101中，與實施形態1同樣地，在由止動部104封閉浸漬噴嘴101d的入口101e的狀態下，從氣體供給噴嘴102等供給氬氣4a至內部101a及長噴嘴2內，並佈滿氬氣4a。其次，通過長噴嘴2從澆桶1將不鏽鋼熔融鋼液3注入至餵槽101的內部101a。亦即，餵槽101內成為圖3之步驟A所示的狀態。

接著，在餵槽101的內部101a中，若藉由流入的不鏽鋼熔融鋼液3而上升的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a上升到靠近長噴嘴2的噴出口2a時，由於從噴出口2a流下的不鏽鋼熔融鋼液3之表面3a的沖擊變小且因沖擊而捲入亦變少，因此，從粉末噴嘴103朝內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a噴灑TD粉5。TD粉5以覆蓋不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a上整體 之方式噴灑。

TD粉5噴灑後，置換氬氣4a從氣體供給噴嘴102噴射氮氣4b。藉此，在餵槽101的內部101a中，將氬氣4a向外部擠出，在TD粉5與餵槽101的上蓋101c之間的區域佈滿氮氣4b。

此外，於不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a上所堆積的層狀的TD粉5係將不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a與氮氣4b之接觸遮斷，而抑制氮氣4b溶入至不鏽鋼熔融鋼液3。

接著，在注入有不鏽鋼熔融鋼液3的餵槽101的內部101a中，若不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a上升且其深度成為預定深度D時，則止動部104上升，藉此，內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3流入於鑄模105內並開始鑄造。

接著，鑄造中，在餵槽101中一邊使長噴嘴2的噴出口2a浸漬於餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3，一邊以將內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3維持在預定深度D附近的深度俾使表面3a位於大致固定位置的方式，調節從浸漬長噴嘴101d的不鏽鋼熔融鋼液3的流出量及通過長噴嘴2的不鏽鋼熔融鋼液3的流入量。

藉此，在以TD粉5所覆蓋的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a中，抑制因為注入的不鏽鋼熔融鋼液3擾動堆積的TD粉5，藉此，防止表面3a露出於氮氣4b而與氮氣4b直接接觸。因 此，在穩態下進行鑄造之期間，TD粉5持續遮斷不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a與氮氣4b之間。

此時，餵槽101內成為圖3之步驟B所示的狀態。

又，當澆桶1內的不鏽鋼熔融鋼液3耗盡時，與實施形態1同樣地，持續鑄造且一邊將餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a維持在比長噴嘴2的噴出口2a還上方，一邊依序執行卸除長噴嘴2並更換含有不鏽鋼熔融鋼液3的另一澆桶1、及將所更換的澆桶1與長噴嘴2連接。此時，餵槽101內成為圖3之步驟C所示的狀態。

接著，當進行鑄造而使所更換的澆桶1內的不鏽鋼熔融鋼液3耗盡時，餵桶101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a下降至比長噴嘴2的噴出口2a還下方。此時，不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a上的TD粉5掩埋原本長噴嘴2貫通表面3a而成為孔的部位，並覆蓋表面3a上的整體且持續遮斷不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a與氮氣4b之直接接觸。此時，餵槽101內成為圖3之步驟D所示的狀態。

而且，直到鑄造結束為止，餵槽101的內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3係在以TD粉5覆蓋表面3a整體的狀態下流入於鑄模105，TD粉5係持續遮斷不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a與氮氣4b之接觸。

因此，餵槽101中，在TD粉5噴灑後的鑄造的穩態及之 後鑄造結束為止之期間，以TD粉5覆蓋內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3，接著，澆桶1內的不鏽鋼熔融鋼液3係通過使噴出口2a浸漬於內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3的長噴嘴2注入於內部101a的不鏽鋼熔融鋼液3內。藉此，不鏽鋼熔融鋼液3不與氮氣4b直接接觸，幾乎不會發生氮氣4b混入至不鏽鋼熔融鋼液3。

而且，於直至噴灑TD粉5為止的短時間內因於不鏽鋼熔融鋼液3內所混入的少數空氣或氬氣4a產生影響之鑄造初期所鑄造的不鏽鋼鋼片3c係與實施形態1同樣地，可獲得所欲的成分，且只要進行表面削除即可作為產品使用。又，於占據從鑄造的開始到結束為止之大部分的鑄造時間之上述鑄造初期以外之期間所鑄造的不鏽鋼鋼片3c係不會受到在TD粉5的噴灑前所混入之空氣及氬氣4a的影響，且鑄造時幾乎不會混入氮氣4b。因此，在上述大部分的鑄造時間所鑄造的不鏽鋼鋼片3c，由於從二次精煉後之狀態的氮含量幾乎不會增加且大幅抑制因混入氮氣4b等之氣體的氣泡化所導致的表面缺陷之產生，因此即便為低氮鋼種的不鏽鋼亦可作為產品直接使用。

因此，鑄造開始前，使用氬氣4a作為密封氣體，藉此抑制鑄造前的不鏽鋼熔融鋼液3的成分變化。進一步，鑄造中，使用氮氣4b作為密封氣體，並經由使噴出口2a浸漬於餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液3的長噴嘴2注入不鏽鋼熔融 鋼液3，接著，以TD粉5覆蓋餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液3的表面3a而防止不鏽鋼熔融鋼液3與氮氣4b直接接觸，藉此，抑制鑄造後的不鏽鋼鋼片3c的氣泡產生，且比實施形態1還大幅抑制從二次精煉後的狀態下氮含量的增加。

又，關於使用本發明之實施形態2之連續鑄造方法之連續鑄造裝置100之其它構成及動作係與實施形態1相同，故省略其說明。

(實施例)

以下對使用實施形態1及實施形態2之連續鑄造方法鑄造不鏽鋼鋼片之實施例進行說明。

針對關於SUS430、肥粒鐵單相系(ferritic single phase)不鏽鋼(化學成分：19Cr-0.5Cu-Nb-LCN)以及SUS316L的不鏽鋼使用實施形態1及實施形態2的連續鑄造方法鑄造作為不鏽鋼鋼片的扁塊之實施例1至實施例4、與關於SUS430的不鏽鋼使用作為注入噴嘴的短噴嘴且使用作為密封氣體的氬氣或氮氣而鑄造扁塊的比較例1至比較例2進行特性評價。此外，下述的檢測結果，實施例中除了鑄造初期以外從穩態下所鑄造的扁塊所取樣者，比較例中從鑄造開始的實施例的取樣期間與從同期間所鑄造的扁塊所取樣者。

將各個實施例及比較例之鋼種、密封氣體種類、供給流量、注入噴嘴的種類、有無使用TD粉顯示於表1。此外，表1中短噴嘴係於圖1中取代長噴嘴2且安裝於澆桶1時，其 下方側前端與餵槽101的上蓋101c的下面呈為大致相同高度之較短長度所構成者。

實施例1係使用實施形態1的連續鑄造方法鑄造SUS430的不鏽鋼扁塊之例。

實施例2係使用實施形態2的連續鑄造方法鑄造SUS430的不鏽鋼扁塊之例。

實施例3係使用實施形態2的連續鑄造方法鑄造屬於低氮鋼種之肥粒鐵單相系不鏽鋼(化學成分：19Cr-0.5Cu-Nb-LCN)的不鏽鋼扁塊之例。

實施例4係使用實施形態2的連續鑄造方法鑄造屬於低氮鋼種SUS316L(沃斯田(austenitic)系低氮鋼種)的不鏽鋼扁塊之例。

比較例1係實施形態1之連續鑄造方法中使用置換長噴嘴2的短噴嘴且使用置換氮氣的氬(Ar)氣作為密封氣體鑄造SUS430的不鏽鋼扁塊之例。

比較例2係實施形態1的連續鑄造方法中使用置換長噴 嘴2的短噴嘴鑄造SUS430的不鏽鋼扁塊之例。

接著，將在實施例1至實施例4及比較例1至比較例2所鑄造的扁塊中的屬於氮(N)的拾取量的N拾取之結果顯示於表2。此外，表2中彙總以實施例1至實施例4及比較例1至比較例2之各者所鑄造的複數個扁塊所測定的N拾取。又，N拾取係針對在二次精煉步驟的最終成分調整後之澆桶1內的不鏽鋼熔融鋼液3的氮成分為鑄造後的扁塊含有氮成分之增加量，且為鑄造步驟中不鏽鋼熔融鋼液新含有氮成分之質量。N拾取係以質量濃度顯示，單位為ppm。

比較例1中，由於未使用氮氣而是使用氬氣作為密封 氣體，因此N拾取為0ppm至20ppm之間，其平均為較低的8ppm。

比較例2中，由於使用短噴嘴，注入於餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液沖擊餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液的表面且捲入周圍較多的氮氣，因此，N拾取為50ppm，其平均為較高的50ppm。

實施例1中在鑄造的穩態時，使長噴嘴2的噴出口2a浸漬於不鏽鋼熔融鋼液，藉此防止所注入的不鏽鋼熔融鋼液對於餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液的表面的沖擊，且氮氣僅與不鏽鋼熔融鋼液的穩定的表面接觸，因此N拾取與比較例1同樣程度的變低。具體而言，實施例1中的N拾取位於0ppm至20ppm之間，其平均為較低的10ppm。

實施例2至實施例4中，鑄造的穩態時除了使用長噴嘴2以外，還利用TD粉遮斷餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液與氮氣，因此N拾取比比較例1及實施例1還小。具體而言，實施例2中的N拾取位於-10ppm至0ppm之間，其平均為非常低的-4ppm。亦即，扁塊中氮含量比二次精煉後的不鏽鋼熔融鋼液還少，其原因認為是TD粉吸收不鏽鋼熔融鋼液中的氮成分。又，實施例3中的N拾取亦位於-10ppm至0ppm之間，其平均為非常低的-9ppm。接著，實施例4中的N拾取亦位於-10ppm至0ppm之間，其平均為非常低的-7ppm。

又，若屬於惰性氣體的氬氣混入至不鏽鋼熔融鋼液時，則大多無法溶入於不鏽鋼熔融鋼液而成為氣泡殘留於鑄造後的扁塊內，相對於此，對不鏽鋼熔融鋼液具有溶解性的氮大多溶入於不鏽鋼熔融鋼液，因此於使用氮氣作為密封氣體之例子中，從扁塊幾乎檢測不出成為氣泡的氮。亦即，實施例1至實施例4及比較例2中幾乎未於扁塊確認到氣泡，另一方面，比較例1中，於扁塊確認到許多成為表面缺陷的氣泡。

例如圖4係顯示比較實施例3與比較例3(鋼種：肥粒鐵單相系不鏽鋼(化學成分：19Cr-0.5Cu-Nb-LCN)、密封氣體：Ar、密封氣體供給流量：60Nm³/h、注入噴嘴：短噴嘴)之間於扁塊產生Φ0.4mm以上的氣泡個數。圖4係顯示從扁塊表面的寬度方向的中央至端部為止之一半區域中，在從中央朝端部均等分成6個測點以10000mm²(100mm×100mm的區域)之氣泡個數。

如圖4所示，實施例3中整個全區域的氣泡個數為0個，比較例3中確認到幾乎整個全區域都有氣泡，各測點中被確認有0至14個氣泡。

又，圖5係顯示比較實施例4與比較例4(鋼種：SUS316L(沃斯田低氮鋼種)、密封氣體：Ar、密封氣體供給流量：60Nm³/h、注入噴嘴：短噴嘴)之間於扁塊產生Φ0.4mm以上的氣泡個數。圖5係顯示從扁塊表面的寬度方 向的中央至端部為止之一半區域中，在從中央朝端部均等分成5個測點以10000mm²(100mm×100mm的區域)之氣泡個數。

如圖5所示，實施例4中整個全區域的氣泡個數為0個，比較例4中確認到幾乎整個全區域都有氣泡，各測點中被確認有5至35個氣泡。

另外，圖6係顯示比較前述比較例3中於扁塊產生Φ0.4mm以上的氣泡個數、與比較例3中使用置換短噴嘴的長噴嘴2之情形時除去初期而在穩態下所鑄造的扁塊產生Φ0.4mm以上的氣泡個數。圖6係顯示從扁塊表面的寬度方向的中央至端部為止之一半的區域中，在從中央朝端部均等分成6個測點以10000mm²(100mm×100mm的區域)之氣泡個數。

如圖6所示，即便使用長噴嘴2，亦較比較例3的氣泡個數減少，但整個全區域被確認有3至7個氣泡，無法確認如實施例1至4的氣泡減少功效

藉此，使用實施形態1的連續鑄造方法之實施例1中，一邊將扁塊中氣泡缺陷抑制到大致0，一邊將在鑄造步驟中N拾取抑制到與於密封氣體不使用氮氣之比較例1相同程度為止的低量。因此，實施形態1的連續鑄造方法係在氮成分的含量為400ppm以下之氮含量較低的不鏽鋼的製造中，充分可適用於更換到習知使用氬氣作為密封氣體之鑄 造方法，且具有減少氣泡缺陷之功效。

又，使用實施形態2的連續鑄造方法之實施例2至實施例4中，一邊將扁塊中氣泡缺陷抑制到大致0，一邊將鑄造步驟中的N拾取抑制到較於密封氣體不使用氮氣之比較例1還低，能抑制到大致為0。因此，實施形態2之連續鑄造方法可充分適用於低氮鋼種的不鏽鋼之製造，且具有將氣泡缺陷抑制較低之功效。

因此，藉由在鑄造的穩態時將氮氣作為密封氣體使用，可抑制鑄造後之不鏽鋼鋼片中氣泡的產生。此外，在鑄造的穩態時使用使噴出口2a浸漬於餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液的長噴嘴2，進行不鏽鋼熔融鋼液的注入，藉此可減低N拾取。再者，在鑄造的穩態時以TD粉覆蓋餵槽101內的不鏽鋼熔融鋼液的表面，藉此可減低N拾取至接近0。

此外，關於上述鋼種以外的SUS409L、SUS444、SUS445J1、SUS304L等適用於本發明，且已確認可獲得如實施例1至實施例4所示的N拾取的減少功效及氣泡減少功效。

又，實施形態1及實施形態2之連續鑄造方法係適用於不鏽鋼的製造，亦適用於其它金屬的製造。

又，實施形態1及實施形態2之連續鑄造方法中在餵槽101的控制係適用於連續鑄造，但亦適用於其它鑄造方法。

1‧‧‧澆涌

2‧‧‧長噴嘴

2a‧‧‧噴出口

3‧‧‧不鏽鋼熔融鋼液(熔融金屬)

3a‧‧‧表面

3b‧‧‧鑄片

3ba‧‧‧凝固殼

3c‧‧‧不鏽鋼鋼片(金屬片)

4‧‧‧密封氣體

100‧‧‧連續鑄造裝置

101‧‧‧餵槽

101a‧‧‧內部

101b‧‧‧本體

101c‧‧‧上蓋

101d‧‧‧浸漬噴嘴

101e‧‧‧入口

101f‧‧‧前端

102‧‧‧氣體供給噴嘴

103‧‧‧粉末噴嘴

104‧‧‧止動部

105‧‧‧鑄模

105a‧‧‧貫通孔

106‧‧‧滾輪

D‧‧‧預定深度

Claims (6)

1. 一種連續鑄造方法，係將澆桶內之熔融金屬注入於下方的餵槽內，並將前述餵槽內之前述熔融金屬連續注入於鑄模而鑄造金屬片，其特徵為，該連續鑄造方法中包含以下步驟：長噴嘴設置步驟，將延伸至前述餵槽內之長噴嘴作為用以將前述澆桶內之前述熔融金屬注入於前述餵槽內之注入噴嘴設置於前述澆桶；注入步驟，通過前述長噴嘴將前述熔融金屬注入於前述餵槽內，並使前述長噴嘴之噴出口浸漬於前述餵槽內之前述熔融金屬；第一密封氣體供給步驟，在前述注入步驟中，將惰性氣體作為密封氣體供給至前述餵槽內之前述熔融金屬之周圍；鑄造步驟，一邊使前述長噴嘴之前述噴出口浸漬於前述餵槽內之前述熔融金屬，一邊通過前述長噴嘴將前述熔融金屬注入於前述餵槽內，並將前述餵槽內之前述熔融金屬注入於前述鑄模；以及第二密封氣體供給步驟，在前述鑄造步驟中，置換前述惰性氣體，將氮氣作為密封氣體供給至前述餵槽內之前述熔融金屬之周圍。
2. 如請求項1所記載之連續鑄造方法，其中前述第一密封氣體供給步驟之惰性氣體為氬。
3. 如請求項1或2所記載之連續鑄造方法，其中進一步包括噴灑步驟，在前述注入步驟至前述鑄造步驟之間，以覆 蓋前述餵槽內之前述熔融金屬之表面之方式噴灑餵槽粉。
4. 如請求項1至3中任一項所記載之連續鑄造方法，其中前述鑄造步驟中，一邊進行複數個前述澆桶之順序更換一邊連續鑄造複數個澆桶之前述熔融金屬，並一邊使前述長噴嘴之前述噴出口浸漬於前述餵槽內之前述熔融金屬一邊更換前述澆桶。
5. 如請求項1至4中任一項所記載之連續鑄造方法，其中前述鑄造步驟中，使前述長噴嘴之前述噴出口以100mm至500mm的深度穿入前述餵槽內之前述熔融金屬中。
6. 如請求項1至5中任一項所記載之連續鑄造方法，其中所鑄造的金屬片係氮含有濃度為400ppm以下之不鏽鋼。