TWI654041B - 連續鑄造方法 - Google Patents

連續鑄造方法

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Abstract

本發明提供一種連續鑄造方法，係使用於盛桶(2)設置有延伸至餵槽(101)內之長噴嘴(3)的連續鑄造裝置(100)鑄造經鋁脫氧之熔融不鏽鋼(1)，該連續鑄造方法係一邊使長噴嘴(3)之注出口(3a)浸漬於所注入的熔融不鏽鋼(1)，一邊通過長噴嘴(3)將熔融不鏽鋼(1)注入餵槽(101)內，並且將餵槽(101)內之熔融不鏽鋼(1)注入鑄模(105)。然後，以覆蓋餵槽(101)內的熔融不鏽鋼(1)之表面的方式散佈TD粉末(5)，且將氮氣供應至熔融不鏽鋼(1)之周圍。又，將含鈣物添加至處於已貯留於餵槽(101)內的狀態以外之狀態的熔融不鏽鋼(1)。

Description

連續鑄造方法
本發明係關於一種連續鑄造方法。
屬於金屬之一種的不鏽鋼之製造步驟係在電熱爐中熔解原料以生成熔鐵(molten iron)，而所生成的熔鐵則利用轉爐(converter furnace)、真空脫氣裝置進行包含用以去除使不鏽鋼特性降低之碳的脫碳處理等之精煉以形成為熔鋼，之後，熔鋼藉由被連續鑄造而凝固以形成板狀的扁鋼胚(slab)等。另外，在精煉步驟中係進行熔鋼之最終成分的調整。
在連續鑄造步驟中，熔鋼係從盛桶(ladle)注出至餵槽(tundish)，進而從餵槽注出至連續鑄造用之鑄模中進行鑄造。此時，為了預防最終成分調整後的熔鋼與大氣中的氮或氧起反應而增大氮的含量或被氧化，而在餵槽內之從盛桶至鑄模的熔鋼之周圍供應用以使熔鋼表面與大氣阻斷的密封氣體(sealing gas)。
例如，在專利文獻1中已有記載一種使用氬氣作為密封氣體的連鑄(連續鑄造)扁鋼胚之製造方法。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開平4-284945號公報
如專利文獻1之製造方法，當使用氬氣作為密封氣體時，被取入熔鋼內的氬氣就會以氣泡方式殘留，且在連鑄扁鋼胚之表面及其附近容易發生由氬氣所引起的氣泡缺陷亦即表面缺陷。然後，當在連鑄扁鋼胚發生表面缺陷時，為了確保所要求的品質就有必要刮平表面，而有成本增大的問題。因此，本發明人開發出以下的技術：以惰性氣體而言係使用不易在熔鋼內以氣泡方式殘存的氮作為密封氣體，且進一步為了預防氮融入熔鋼中而在熔鋼表面形成粉末層以阻斷氮和熔鋼。
又，在不鏽鋼中有包含易氧化之鈦等作為成分的鋼種。在此種鋼種之不鏽鋼的精煉步驟中，為了預防供脫碳用而被噴吹(blowing)出的氧與鈦之反應，係進行添加更容易與氧起反應的鋁以去除熔鋼中之氧的鋁脫氧。鋁係藉由與氧起反應成為氧化鋁，而除掉熔鋼中的氧。然而，因氧化鋁之熔點高至2020℃，故而熔鋼中的氧化鋁有時會在熔鋼之溫度降低的鑄造步驟中析出，而有例如附著、堆積於 從餵槽往鑄模的噴嘴之內壁而使其閉塞之情形。因此，本發明人採取以下的對策：在餵槽內之熔鋼中添加含鈣物，使氧化鋁變化成熔點更低的鋁酸鈣(calcium aluminate)以防止噴嘴之閉塞。
然而，會發生以下的問題：在餵槽內添加含鈣物時屬於密封氣體的氮會混入熔鋼中，而藉由所混入的氮與熔鋼中之成分接觸起反應所生成的生成物會在扁鋼胚之表面附近以介在物(inclusion)之方式析出而發生表面缺陷。
本發明係為了解決此種問題點而開發完成者，其目的在於提供一種連續鑄造方法，可一邊防止已進行鋁脫氧之熔鋼(熔融金屬)於鑄造時使從餵槽往鑄模的噴嘴閉塞，一邊謀求減少熔鋼經鑄造後的扁鋼胚(金屬片)之表面缺陷。
為了解決上述課題，本發明之連續鑄造方法，係將盛桶內之已進行鋁脫氧的熔融金屬注入餵槽內，將餵槽內之熔融金屬連續注入鑄模中以鑄造金屬片，該連續鑄造方法包含：長噴嘴(long nozzle)設置步驟，將延伸至餵槽內之長噴嘴作為用以將盛桶內之熔融金屬注入餵槽內的注入噴嘴而設置於盛桶；鑄造步驟，一邊使長噴嘴之注出口浸漬於已注入餵槽內的熔融金屬，一邊通過長噴嘴將熔融金屬注入餵槽內，並且將餵槽內之熔融金屬注入鑄模；散佈步驟，以覆 蓋餵槽內的熔融金屬之表面的方式散佈餵槽粉末(tundish powder)；密封氣體供應步驟，將氮氣作為密封氣體供應至已散佈餵槽粉末的熔融金屬之周圍；以及添加步驟，將含鈣物添加至處於已貯留於餵槽內的狀態以外之狀態的熔融金屬。
依據本發明之連續鑄造方法，能夠一邊防止已進行鋁脫氧之熔融金屬於鑄造時使從餵槽往鑄模之噴嘴閉塞，一邊減少熔融金屬經鑄造後的金屬片之表面缺陷。
1‧‧‧熔融不鏽鋼
1a‧‧‧表面
1b‧‧‧鑄片
1ba‧‧‧凝固殼
1c‧‧‧不鏽鋼片
2‧‧‧盛桶
3‧‧‧長噴嘴
3a‧‧‧注出口
4‧‧‧密封氣體
4a‧‧‧氬氣
4b‧‧‧氮氣
5‧‧‧餵槽粉末
10‧‧‧真空氧氣脫碳裝置(VOD)
11‧‧‧真空槽
11a‧‧‧排氣管
12‧‧‧氧氣噴槍
13‧‧‧氬氣噴槍
14‧‧‧合金料斗
100‧‧‧連續鑄造裝置
101‧‧‧餵槽
101a‧‧‧內部空間
101b‧‧‧本體
101c‧‧‧上蓋
101d‧‧‧浸漬噴嘴
101e‧‧‧入口
101f‧‧‧前端
102‧‧‧氣體供應噴嘴
103‧‧‧粉末噴嘴
104‧‧‧塞桿
105‧‧‧鑄模
105a‧‧‧貫通孔
106‧‧‧輥子
201d、201f‧‧‧內側層
201e‧‧‧入口
D‧‧‧預定深度
圖1係顯示不鏽鋼之製造步驟的二次精煉步驟及鑄造步驟的示意圖。
圖2係顯示本發明之實施形態1的連續鑄造方法中所用的連續鑄造裝置之構成的示意圖。
圖3係顯示連續鑄造時的圖2之餵槽之狀態的示意圖。
圖4係顯示本發明之實施形態2的連續鑄造方法中所用的連續鑄造裝置之構成的示意圖。
圖5係比較在實施例1至5中之連續鑄造時利用餵槽之浸漬噴嘴的析出物之堆積狀況的示意圖。
實施形態1.
以下，基於圖式就本發明之實施形態1的連續鑄造方 法加以說明。另外，在以下之實施形態中，係就含有在二次精煉步驟中需要進行鋁脫氧之屬於不鏽鋼之一種的鈦(Ti)作為成分的不鏽鋼之連續鑄造方法加以說明。
首先，不鏽鋼之製造係依熔解步驟、一次精煉步驟、二次精煉步驟及鑄造步驟之順序實施進行。
在熔解步驟中，成為不鏽鋼製鋼用之原料的料頭(scrap)及合金等是在電熱爐中熔解以生成熔鐵，而所生成的熔鐵則澆注至轉爐中。進而，在一次精煉步驟中，係藉由對轉爐內之熔鐵噴吹氧來進行將所含有的碳予以去除的粗脫碳處理，且藉此生成熔融不鏽鋼(molten stainless steel)和包含氧化物及雜質的熔渣(slag)。又，在一次精煉步驟中，係分析出熔融不鏽鋼之成分，且為了接近作為目的之成分也實施投入合金的成分之粗調整。進而，在一次精煉步驟中所生成的熔融不鏽鋼係出鋼(tapping)至盛桶並移至二次精煉步驟。
參照圖1，在二次精煉步驟中，熔融不鏽鋼1係與盛桶2一起置入真空氧氣脫碳裝置(也被稱為真空脫氣裝置、VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)，以下稱為VOD)10內，且進行精加工脫碳處理、最終脫硫、氧、氮、氫等的脫氣處理、以及介在物之去除等。然後，藉由使熔融不鏽鋼1接受上述的處理來生成具有作為製品之目的特性的熔融不鏽鋼。另外，在二次精煉步驟中，係分析出熔 融不鏽鋼1之成分，且為了更接近作為目的之成分也實施投入合金之成分的最終調整。在此，熔融不鏽鋼1係構成熔融金屬。
VOD10係具有可以將盛桶2置入內部的真空槽11。 在盛桶2係置入有在一次精煉步驟中已去除包含氧化物等雜質之熔渣後的熔融不鏽鋼1。真空槽11係具有用以將內部之空氣排出至外部的排氣管11a，排氣管11a係以與未圖示之真空泵及蒸汽噴射器(steam ejector)連接的方式所構成。
又，VOD10係具有氧氣噴槍(lance)12，該氧氣噴槍12係從真空槽11之外部延伸至內部且以在真空槽11內從盛桶2之上部朝向熔融不鏽鋼1噴吹氧的方式所構成。在熔融不鏽鋼1中，含碳係可藉由與被噴吹出的氧起反應而被氧化成一氧化碳來去除。然後，將真空槽11內予以減壓，藉此可促進含碳之上述反應。
再者，VOD10係在真空槽11內具有氬氣噴槍13及合金料斗(alloy hopper)14，該氬氣噴槍13係用以從盛桶2之底部將攪拌用的氬(Ar)氣送至熔融不鏽鋼1，該合金料斗14係用以從上方將合金投入至盛桶2內之熔融不鏽鋼1中。
在真空槽11內之熔融不鏽鋼1係添加有容易與氧起反應的鈦作為成分。因此，在添加鈦之前，為了去除熔融不 鏽鋼1中所含有的未反應之氧，可從合金料斗14添加與氧之反應性比鈦更高的含鋁(Al)合金作為脫氧劑(脫氧氣劑)。含鋁合金中的鋁係與氧起反應成為氧化鋁(Al2O3)，而Al2O3之大部分係藉由氬氣之攪拌而凝聚並被吸收至熔渣內。另外，熔融不鏽鋼1中所含有的氮及氫係可藉由將真空槽11內予以減壓而從熔融不鏽鋼1中去除。
在鑄造步驟中，盛桶2可從真空槽11取出並設置於連續鑄造裝置(CC)100。盛桶2內之熔融不鏽鋼1係注入連續鑄造裝置100內，進而藉由連續鑄造裝置100所具備的鑄模105鑄造成例如扁鋼胚狀的不鏽鋼片1c作為金屬片。被鑄造出的不鏽鋼片1c係在下一個未圖示的滾軋(rolling)步驟中，被熱軋(hot rolling)或冷軋(cold rolling)而形成為熱軋鋼帶或冷軋鋼帶。
進而，詳細說明連續鑄造裝置(CC)100之構成。
參照圖2，連續鑄造裝置100係具有作為容器的餵槽101，該餵槽101係用以將從盛桶2所送出的熔融不鏽鋼1一邊暫時地貯留一邊送至鑄模105。餵槽101係具有：本體101b，上部呈開放；上蓋101c，用以閉鎖本體101b呈開放的上部且與外部阻斷；以及浸漬噴嘴101d，從本體101b之底部延伸。然後，在盛桶101中，藉由本體101b及上蓋101c來形成被閉鎖於此等之內部的內部空間101a。浸漬噴嘴101d係在入口101e從本體101b之底部朝向內部空間101a內開口。
又，盛桶2係設置於餵槽101之上方，而在盛桶2之底部係連接有貫通上蓋101c並延伸至內部空間101a內之作為注入噴嘴的長噴嘴3。然後，長噴嘴3之下方前端的注出口3a是開口在內部空間101a。又，長噴嘴3與上蓋101c之間係被密封而保持氣密性。
在上蓋101c係設置有複數個氣體供應噴嘴102。氣體供應噴嘴102係與未圖示之氣體的供應源連接，且從上方朝向下方將預定之氣體送出至內部空間101a。又，長噴嘴3係以可使該預定之氣體供應至其內部的方式所構成。
更且，在上蓋101c係設置有粉末噴嘴(powder nozzle)103，用以從上方朝向下方將餵槽粉末(以下稱為TD粉末)5送出至內部空間101a內。粉末噴嘴103係與未圖示之TD粉末供應源連接。另外，TD粉末5係由合成熔渣劑等所構成，且藉由覆蓋熔融不鏽鋼1之表面來對熔融不鏽鋼1達到熔融不鏽鋼1之表面的防止氧化作用、熔融不鏽鋼1之保溫作用、熔解吸收熔融不鏽鋼1之介在物的作用等。
又，在浸漬噴嘴101d之上方係設置有能夠朝向上下方向移動的棒狀之塞桿(stopper)104，塞桿104係貫通上蓋101c並從餵槽101之內部空間101a延伸及於外部。
塞桿104係構成為除了可以藉由朝向下方移動而利用其前端來閉鎖浸漬噴嘴101d之入口101e以外，還可以從已閉鎖入口101e之狀態朝向上方拉升，藉此按照上移量來調節入口101e之開口面積， 使餵槽101內之熔融不鏽鋼1流入浸漬噴嘴101d內並且控制流入量。又，塞桿104與上蓋101c之間係被密封而可保持氣密性。
又，從餵槽101之底部朝向外部突出的浸漬噴嘴101d之前端101f係延伸至下方的鑄模105之貫通孔105a內，且在其側方開口。
貫通孔105a係具有矩形剖面且上下貫通鑄模105。貫通孔105a係以藉由未圖示之一次冷卻機構來水冷其內壁面的方式所構成，將內部之熔融不鏽鋼1予以冷卻使其凝固而形成預定剖面的鑄片1b。
更且，在鑄模105之貫通孔105a的下方係隔開間隔地設置有複數個輥子106，用以將藉由鑄模105所形成的鑄片1b朝向下方拉出而移送。又，在輥子106之間係設置有未圖示之二次冷卻機構，用以對鑄片1b灑水而冷卻。
其次，說明使用本實施形態1之連續鑄造方法的連續鑄造裝置100及其周邊的動作。
一併參照圖1及圖2，在一次精煉後，從轉爐移至盛桶2的熔融不鏽鋼1係在被置入盛桶2之狀態下設置於VOD10之真空槽11內。
在真空槽11內，盛桶2內的熔融不鏽鋼1係藉由從氬氣噴槍13所供應的氬氣而受到攪拌，並且藉由與排氣管11a連接的真空泵及蒸汽噴射器之作用而接受減壓作用。藉由減壓作用，熔融不鏽鋼1可將含有的氮及氫釋出而降低其含量。更且，熔融不鏽鋼1係藉由從氧氣噴槍12噴吹 出氧，來使含有的碳與氧起反應而降低其含量。又，在添加與氧之反應性較高的鈦作為成分的熔融不鏽鋼1中，係從合金料斗14添加與氧之反應性比鈦更高之作為脫氧劑的含鋁合金，且在含鋁合金將熔融不鏽鋼1予以脫氧之後添加鈦。又，也可添加構成熔融不鏽鋼1之成分的成分調整用合金等。含鋁合金中的鋁係與熔融不鏽鋼1中之氧起反應成為氧化鋁(Al2O3)，而Al2O3之大部分係被吸收至熔渣中，一部分則殘留在熔融不鏽鋼1中。該熔融不鏽鋼1中的Al2O3因如同前述般地附著於從餵槽101往鑄模105的浸漬噴嘴101d之內壁並使其閉塞，故而在熔融不鏽鋼1中添加屬於矽鐵(ferro-silicon)型之合金的矽鐵鈣(FeSiCa)合金及金屬鈣之至少一種，以使Al2O3變化成熔點更低的鋁酸鈣而達成防止浸漬噴嘴101d閉塞之目的。又，在熔融不鏽鋼1方面，為了降低硫磺之含量也可實施脫硫。
在此，矽鐵鈣合金及金屬鈣係構成含鈣物。
完成如上述之雜質去除及成分調整(亦即完成二次精煉)的熔融不鏽鋼1係與盛桶2一起從真空槽11移至連續鑄造裝置100。
一併參照圖2及圖3，盛桶2係設置於餵槽101之上方。更且，在盛桶2之底部係安裝有長噴嘴3，而長噴嘴3中之具有注出口3a的前端則延伸至餵槽101之內部空間101a。此時，塞桿104係閉鎖浸漬噴嘴101d之入口101e。
其次，將屬於惰性氣體之氬氣4a作為密封氣體4，從氣體供應噴嘴102噴射至餵槽101之內部空間101a內，並且也將氬氣4a供應至長噴嘴3之內部。藉此，存在於餵槽101之內部空間101a及長噴嘴3內之包含雜質的空氣會被擠出至餵槽101之外部，而內部空間101a及長噴嘴3內係充滿氬氣4a。亦即，從盛桶2至餵槽101之內部空間101a係充滿氬氣4a。
之後，設置於盛桶2之未圖示的閥(valve)被開放，而盛桶2內的熔融不鏽鋼1藉由重力之作用流下至長噴嘴3內，且流入餵槽101之內部空間101a內。亦即，餵槽101內係成為圖3之步驟A所示的狀態。
此時，因所流入的熔融不鏽鋼1係藉由充滿於內部空間101a的氬氣4a使周圍被密封而不與空氣接觸，故而能抑制由空氣中所含且往熔融不鏽鋼1之具有溶解性的氮(N2)融入熔融不鏽鋼1中所引起的N2成分之增加。藉此，可抑制由氮成分(N)和熔融不鏽鋼1中所含之作為成分的鈦接觸起反應所引起的TiN之生成。另外，TiN會團簇化而在熔融不鏽鋼1中以大型介在物(例如，直徑為230μm左右)之方式存在。然而，因可抑制發生由TiN所引起的大型介在物，故而在經冷卻而固化的熔融不鏽鋼1內可抑制TiN以大型介在物之方式析出。
又，在餵槽101內，藉由從長噴嘴3之注出口3a流下 的熔融不鏽鋼1拍擊囤積著的熔融不鏽鋼1之表面1a，則雖然少量但是氬氣4a會被捲進並混入熔融不鏽鋼1中。然而，氬氣4a並不會與熔融不鏽鋼1起反應等。
然後，在餵槽101內，藉由陸續流入的熔融不鏽鋼1，其表面1a會上升。當上升的表面1a達至長噴嘴3之注出口3a的附近時，因藉由從注出口3a流下的熔融不鏽鋼1所引起的表面1a之拍擊變小且周圍的氣體之捲入量也變少，故而從粉末噴嘴103朝向熔融不鏽鋼1之表面1a散佈TD粉末5。TD粉末5係以覆蓋表面1a上之整體的方式散佈。
在散佈TD粉末5之後，從氣體供應噴嘴102噴射屬於惰性氣體之氮(N2)氣4b來取代氬氣4a。藉此，在餵槽101之內部空間101a內，氬氣4a會被擠出至外部，而TD粉末5與餵槽101之上蓋101c之間的區域會充滿氮氣4b。
此時，在熔融不鏽鋼1之表面1a上堆積成層狀的TD粉末5會阻斷熔融不鏽鋼1之表面1a與氮氣4b之接觸，而預防氮氣4b融入熔融不鏽鋼1中。藉此，因可抑制熔融不鏽鋼1中所含有之作為成分的鈦與氮成分(N)之接觸並抑制TiN之生成，故而能抑制發生由熔融不鏽鋼1中之TiN所引起的大型介在物，且即便是在經冷卻而固化的熔融不鏽鋼1內也能抑制TiN以大型介在物之方式析出。
又，在二次精煉步驟中，由脫氧處理所產生的Al2O3之一部分並未被吸收至熔渣中而是殘留於熔融不鏽鋼1中。因Al2O3之熔點高至2020℃，故而會在熔融不鏽鋼1中析出並團簇化，且即便在固化後的熔融不鏽鋼1中仍是以大型介在物之方式存在。更且，Al2O3亦有在熔融不鏽鋼1中析出而附著、堆積於浸漬噴嘴101d之內側及其附近而閉塞浸漬噴嘴101d之情形。
然而，在熔融不鏽鋼1中，係在二次精煉步驟中添加矽鐵鈣合金及金屬鈣之至少一種，此等矽鐵鈣合金及金屬鈣係對Al2O3起了使其變化成鋁酸鈣(12CaO‧7Al2O3)的反應。12CaO‧7Al2O3係具有比Al2O3之熔點更大幅低的1400℃之熔點，且會在熔融不鏽鋼1中熔解並分散。因而，在熔融不鏽鋼1中12CaO‧7Al2O3係不會如Al2O3般地以大型介在物之方式析出而存在，更且，也不會附著、堆積於浸漬噴嘴101d之內側及其附近而使其閉塞。
因而，藉由添加矽鐵鈣合金及金屬鈣之至少一種，則即便在已殘留於熔融不鏽鋼1中的Al2O3析出之情況下，仍能成為12CaO‧7Al2O3且熔解分散。更且，因矽鐵鈣合金及金屬鈣之至少一種的添加並未對餵槽101內的熔融不鏽鋼1進行，故而不會擾動已覆蓋熔融不鏽鋼1的TD粉末5之層。藉此，可預防氮氣4b從被擾動的TD粉末5之 層融入熔融不鏽鋼1中而與熔融不鏽鋼1中的鈦起反應。亦即，可預防由於TD粉末5之層被擾動所引起的TiN之生成。
另外，在熔融不鏽鋼1之矽含量被限制得較低的情況，因當使用矽鐵鈣合金作為含鈣物時就恐有矽含量脫離限制值之虞，故而較佳是使用金屬鈣、以及設置有後述之白雲石-石墨(dolomite graphite)層的餵槽101之浸漬噴嘴之至少一方。
又，在餵槽101之內部空間101a內，當上升的表面1a使長噴嘴3之注出口3a浸漬於熔融不鏽鋼1中，進而內部空間101a中的熔融不鏽鋼1之深度成為預定深度D時，塞桿104就會上升。藉此，內部空間101a內之熔融不鏽鋼1會通過浸漬噴嘴101d內部並流入鑄模105之貫通孔105a內而開始鑄造。又，同時，盛桶2內之熔融不鏽鋼1係通過長噴嘴3而繼續地注出至內部空間101a，且在內部空間101a補充新的熔融不鏽鋼1。此時，餵槽101內係成為如圖3之步驟B所示的狀態。
鑄造中，在餵槽101中係一邊使長噴嘴3之注出口3a浸漬於熔融不鏽鋼1中，一邊將熔融不鏽鋼1維持在預定深度D之附近的深度，且以熔融不鏽鋼1之表面1a成為大致一定位置的方式調節來自浸漬噴嘴101d的熔融不鏽鋼1之流出量及通過長噴嘴3的熔融不鏽鋼1之流入量。
另外，在內部空間101a中的熔融不鏽鋼1之深度成為預定深度D時，長噴嘴3較佳是以注出口3a成為距離熔融不鏽鋼1之表面1a約100mm至150mm的深度之方式浸入熔融不鏽鋼1中。當長噴嘴3浸入得比上述之深度更深時，就會因囤積於內部空間101a中的熔融不鏽鋼1之內壓所引起的阻抗而使來自注出口3a的熔融不鏽鋼1之注出變得困難。另一方面，當長噴嘴3浸入得比上述之深度更淺時，有時以鑄造時維持在預定之位置附近之方式所控制的熔融不鏽鋼1之表面1a就會產生變動而使注出口3a露出，此情況將有可能導致注出的熔融不鏽鋼1拍擊表面1a而使氮氣4b捲進混入。
又，已注入鑄模105之貫通孔105a內的熔融不鏽鋼1係在沿著貫通孔105a流通的過程中藉由未圖示的一次冷卻機構而冷卻，且使貫通孔105a之內壁面側凝固以形成凝固殼(shell)1ba。另外，在貫通孔105a之內壁面係從浸漬噴嘴101d之前端101f側供應模製粉末(mold powder)。模製粉末係完成以下的任務：在熔融不鏽鋼1之表面熔渣熔融化；防止在貫通孔105a內的熔融不鏽鋼1之表面氧化；潤滑鑄模105與凝固殼1ba之間；以及保溫貫通孔105a內的熔融不鏽鋼1之表面等。
藉由凝固殼1ba和其內部之未凝固的熔融不鏽鋼1形成鑄片1b，而鑄片1b係藉由輥子106從兩側包夾而朝向 下方拉出。被拉出的鑄片1b係在通過輥子106彼此之間而送出的過程中，藉由未圖示的二次冷卻機構進行灑水冷卻，使內部之熔融不鏽鋼1完全地凝固。藉此，一邊使鑄片1b藉由輥子106從鑄模105拉出，一邊使新的鑄片1b在鑄模105內形成，藉此形成從鑄模105連續遍及於輥子106之延伸方向之整體的鑄片1b。更且，藉由切斷利用輥子106所送出的鑄片1b，形成扁鋼胚狀的不鏽鋼片1c。
然後，塞桿104係以鑄模105之貫通孔105a內的熔融不鏽鋼1之表面成為一定高度的方式，實行用以調節浸漬噴嘴101d之入口101e之開放面積的控制。藉此，可控制熔融不鏽鋼1之流入量。更且，以與來自入口101e的熔融不鏽鋼1之流出量成為同等的方式，調節通過來自盛桶2之長噴嘴3的熔融不鏽鋼1之流入量。藉此，餵槽101之內部空間101a內的熔融不鏽鋼1之表面1a係在熔融不鏽鋼1之深度維持預定深度D之附近的狀態下，控制成能在垂直方向維持大致一定的位置。此時，長噴嘴3係使其前端之注出口3a浸漬於熔融不鏽鋼1中。然後，如上述般，將在餵槽101內一邊使注出口3a浸漬於熔融不鏽鋼1中一邊將熔融不鏽鋼1之表面1a的垂直方向之位置維持於大致一定的鑄造狀態稱為穩定狀態。
因而，在穩定狀態下進行鑄造的期間，因不會藉由從長噴嘴3流入的熔融不鏽鋼1而發生表面1a及TD粉末5 之拍擊，故而氮氣4b係維持藉由TD粉末5而與熔融不鏽鋼1阻斷的狀態。藉此，可預防氮氣4b融入熔融不鏽鋼1中。
又，當盛桶2內之熔融不鏽鋼1用盡時，就可從盛桶2卸下長噴嘴3，且在將長噴嘴3留在餵槽101的狀態下，更換成含有熔融不鏽鋼1的另一個盛桶2。再次將長噴嘴3連接在更換後的盛桶2。又，在該盛桶2之交換作業中也持續地實施鑄造作業，因此，在餵槽101之內部空間101a內的熔融不鏽鋼1之表面1a會下降。在該盛桶2之交換作業中也繼續將氮氣4b供應至內部空間101a。然後，餵槽101內係成為如圖3之步驟C所示的狀態。
另外，在盛桶2之交換作業中，在內部空間101a中為了不使熔融不鏽鋼1之表面1a成為比長噴嘴3之注出口3a更靠下方，藉由塞桿104調節浸漬噴嘴101d之入口101e的開口面積而控制熔融不鏽鋼1之流出量、亦即鑄造速度。如上述般藉由連續地鑄造複數個盛桶2內的熔融不鏽鋼1，就可在鑄片1b消除起因於盛桶2之更換時的接縫。更且，也能減少每次改變盛桶2時鑄片1b之品質在鑄造初期等產生變化的情形。然後，能夠省略在每一個盛桶2結束鑄造的情況所需之在餵槽101囤積熔融不鏽鋼1直至開始鑄造為止的步驟。
更且，在進行鑄造使所交換後的盛桶2內之熔融不鏽鋼1用盡且結束鑄造的情況下，拆掉盛桶2及長噴嘴3，而餵槽101內係成為如圖3之步驟D所示的狀態。此時，因沒有新的熔融不鏽鋼1流下且不會發生由拍擊等所引起的表面1a及TD粉末5之擾動，故而在鑄造結束為止，可預防氮氣4b融入熔融不鏽鋼1中。
又，即便是在長噴嘴3之注出口3a浸漬於內部空間101a內的熔融不鏽鋼1之前(參照圖3之步驟A)，仍能藉由：注出口3a與餵槽101之本體101b之底部的距離較短、注出口3a與熔融不鏽鋼1之表面1a的距離較短、以及由熔融不鏽鋼1所引起的表面1a之拍擊被控制在直至注出口3a浸漬為止的短時間，來減少由空氣及氬氣4a往熔融不鏽鋼1之捲入所引起的混入。
另外，在發生由熔融不鏽鋼1所引起的表面1a之拍擊的狀態時，當使用氮氣4b作為密封氣體以取代氬氣、或是在表面1a散佈TD粉末5並使用氮氣4b作為密封氣體時，就有可能造成氮氣4b過度地融解於熔融不鏽鋼1中使其成分不適合作為製品，並且因TiN而產生多量之介在物。因此，有可能發生在長噴嘴3之注出口3a浸漬為止的鑄造初期需要廢棄由囤積於內部空間101a內之熔融不鏽鋼1所鑄造出的全部的不鏽鋼片1c。然而，藉由在鑄造初期使用氬氣4a，就不會使熔融不鏽鋼1之成分產生變化而可以收斂 在所需範圍內，並且可以預防發生TiN。又，在二次精煉步驟中所生成的Al2O3，係可藉由矽鐵鈣合金及金屬鈣之至少一種來改變成12CaO‧7Al2O3並熔解於熔融不鏽鋼1中。因而，由於由鑄造初期之混入有些微的空氣或氬氣4a之熔融不鏽鋼1所鑄造成的不鏽鋼片1c因未含有大型介在物且具有所需的成分構成，故而在完成用以去除由混入之氬氣4a所產生之氣泡的表面切削之後，可以作為製品使用。
又，在佔有從鑄造初期之後至鑄造結束為止的鑄造時間之大部分的鑄造初期以外的時期所鑄造出的不鏽鋼片1c係不受鑄造初期混入的空氣及氬氣4a之影響，且能藉由TD粉末5來預防氮氣4b之混入。因此，在鑄造初期以外之時期所鑄造出的不鏽鋼片1c係從二次精煉後之狀態起不會增加含氮量，且也能預防發生由混入的氣體之氣泡化所引起的表面缺陷。
更且，因可藉由TD粉末5來使熔融不鏽鋼1與氮氣4b阻斷，故而在熔融不鏽鋼1中能大幅地抑制TiN之生成量。更且，在二次精煉步驟所生成的Al2O3係可藉由矽鐵鈣合金及金屬鈣之至少一種來改變成12CaO‧7Al2O3並熔解於熔融不鏽鋼1中。
因而，在鑄造初期以外之時期所鑄造出的不鏽鋼片1c係可大幅地抑制發生由大型介在物及氣泡所引起的表面缺 陷，且可以直接作為製品使用。
實施形態2.
本發明之實施形態2的連續鑄造方法係不在實施形態1之連續鑄造方法的二次精煉步驟中將矽鐵鈣合金及金屬鈣添加至熔融不鏽鋼1中，而是在餵槽101之浸漬噴嘴的內壁面形成將其覆蓋的白雲石-石墨層。
另外，在實施形態2中，由於與前述之圖中的參照符號相同的符號為相同或同樣的構成要素，所以省略其詳細說明。
參照圖4，與實施形態1同樣，浸漬噴嘴101d係從連續鑄造裝置100的餵槽101之本體101b的底部延伸至鑄模105之貫通孔105a內。更且，浸漬噴嘴101d之內壁面及前端101f之內壁面的整體係分別利用由白雲石-石墨所構成的內側層201d及201f所覆蓋。然後，內側層201d係形成可供塞桿104嵌合的入口201e。
白雲石-石墨係包含MgO(氧化鎂)、CaO(氧化鈣)及C(碳)作為成分。作為白雲石-石墨之成分構成的一例，係有由氧化鎂：24.0質量%、氧化鈣：39.0質量%、碳：35.0質量%所構成。而且，白雲石-石墨係以下述之式(1)所示地起反應，並將Al2O3改變成低熔點的12CaO‧7Al2O3。
7Al2O3+12CaO→12CaO‧7Al2O3 式(1)
因而，白雲石-石墨係達成與在實施形態1中添加至熔融不鏽鋼1中的矽鐵鈣合金及金屬鈣同樣的作用。
在此，內側層201d及201f之白雲石-石墨係構成含鈣物。
因此，在鑄造中流入浸漬噴嘴101d內的熔融不鏽鋼1中，所含有的Al2O3係變化成12CaO‧7Al2O3，且熔解分散於熔融不鏽鋼1內。因而，可抑制Al2O3附著、堆積在浸漬噴嘴101d及其周邊，並且在鑄造後的不鏽鋼片1c中可大幅地抑制發生由Al2O3以大型介在物之方式析出所引起的表面缺陷。
更且，因白雲石-石墨並非是對餵槽101內的熔融不鏽鋼1添加，故而不會擾動覆蓋熔融不鏽鋼1的TD粉末5層。藉此，可預防氮氣4b透過經擾動的TD粉末5而融入熔融不鏽鋼1中，且可大幅地抑制發生由TiN以大型介在物之方式析出所引起的表面缺陷。
又，有關本發明之實施形態2的連續鑄造方法之其他構成及動作，因與實施形態1同樣，故而省略說明。
更且，依據實施形態2之連續鑄造方法，可獲得與上述實施形態1之連續鑄造方法同樣的效果。
又，也可將實施形態2之由白雲石-石墨所構成的內側層201d及201f應用於實施形態1中的浸漬噴嘴101d。藉此，熔融不鏽鋼1中的Al2O3可更確實地改變成12CaO‧ 7Al2O3。
(實施例)
以下，說明使用實施形態1及2之連續鑄造方法鑄造出不鏽鋼片的實施例。
針對添加鈦的肥粒鐵系不鏽鋼，比較使用實施形態1及2之連續鑄造方法鑄造出屬於不鏽鋼片的扁鋼胚之實施例1至5和比較例1。
實施例1至3係對應實施形態1之連續鑄造方法，且在二次精煉步驟中添加矽鐵鈣合金之例。
實施例4係對應實施形態1之連續鑄造方法，且在二次精煉步驟中添加金屬鈣之例。
實施例5係對應實施形態2之連續鑄造方法，且在餵槽之浸漬噴嘴的內壁面設置有由白雲石-石墨所構成的層之例。另外，實施例5中的不鏽鋼之化學成分構成的規格係與實施例4中的不鏽鋼之化學成分構成的規格相同。
比較例1係在實施形態1之連續鑄造方法中，不在二次精煉步驟中添加矽鐵鈣合金及金屬鈣作為含鈣物，而是對餵槽內之由TD粉末所覆蓋的熔融不鏽鋼投入矽鈣(CaSi)線之例。
又，以下之檢測結果，在實施例中係從在除了鑄造初 期以外之穩定狀態下所鑄造出的扁鋼胚中抽樣者，而在比較例中係從在鑄造開始之與實施例之抽樣時期同時期鑄造出的扁鋼胚中抽樣者。
針對各個實施例及比較例，將不鏽鋼之化學成分構成的規格顯示於表1，將由密封氣體之種類、注入噴嘴之種類、有無使用TD粉末、及添加於熔融不鏽鋼中之含鈣物所構成的鑄造條件顯示於表2。
[表2]：實施例及比較例中的鑄造條件
更且，在以下之表3中，針對從製造出的多數個扁鋼胚中檢測出氣泡缺陷的扁鋼胚數之比例、和從上述扁鋼胚中檢測出由介在物所引起之缺陷的扁鋼胚數之比例，在綜合實施例1至5的結果與比較例1的結果之間進行比較。 而且，在表3中，有關實施例1至5係顯示未將扁鋼胚進行表面研磨的情況與已進行表面研磨的情況之結果，有關比較例1係顯示未進行表面研磨的情況之結果。另外，有關已進行表面研磨的情況，係將扁鋼胚之表面進行了單面2mm厚度(雙面為4mm厚度)的研磨。
[表3]：實施例及比較例中的缺陷發生率
根據表3之結果，實施例1至5係即便在未將扁鋼胚進行表面研磨的情況，氣泡缺陷之發生率仍為0，而由介在物所引起的缺陷之發生率也可抑制得很低。更且，實施例1至5係只要研磨扁鋼胚表面，缺陷之發生率也會成為0，具有非常優秀的品質。
又，圖5係比較實施例1至5在鑄造扁鋼胚時利用餵槽之浸漬噴嘴析出的析出物之堆積狀況。在圖5中，橫軸係顯示連續地鑄造不鏽鋼的長度，縱軸係顯示塞桿(參照圖2之塞桿104)之偏差。另外，所謂塞桿偏差係指在閉鎖餵 槽之浸漬噴嘴之入口(參照圖1之入口101e及圖4之入口201e)時的塞桿之上下方向的位置偏移。亦即，在浸漬噴嘴之入口沒有析出物附著的情況，塞桿偏差為0。另一方面，雖然當在浸漬噴嘴之入口堆積析出物時閉鎖時的塞桿之位置就會朝向上方偏移，但是此偏移量將成為塞桿偏差。而且，當塞桿之偏差到達5mm時，就假定浸漬噴嘴之入口為析出物所閉塞。
圖5中，在實施例1至3中，即便鑄造長度延長，塞桿偏差仍是彼此以1mm前後進行同樣的推移，而不發生浸漬噴嘴之入口的閉塞。在實施例4中，即便鑄造長度延長，塞桿偏差仍是以3mm前後進行同樣的推移，而不發生浸漬噴嘴之入口的閉塞。在實施例5中，即便鑄造長度延長，塞桿偏差仍只到達2.5mm左右，而不發生浸漬噴嘴之入口的閉塞。
另外，除了上述鋼種以外，仍可將本發明應用於18Cr-1Mo-0.5Ti系及22Cr-1.2Mo-Nb-Ti系之不鏽鋼等的包含鈦作為成分的鋼種，且經確認可獲得如實施例1至5所示的表面缺陷抑止功效以及能夠防止浸漬噴嘴閉塞。
又，實施形態1及2之連續鑄造方法，雖然已針對包含鈦作為成分的不鏽鋼加以說明，但是應用於在二次精煉步驟中需要鋁脫氧且包含Nb作為成分的不鏽鋼中仍是具有功效的。
又，實施形態1及2之連續鑄造方法，雖然可應用於不鏽鋼之製造中，但是也可應用於其他金屬之製造。
又，實施形態1及2之連續鑄造方法中的餵槽101之控制，雖然可應用於連續鑄造中，但是也可應用於其他的鑄造方法中。

Claims (5)

  1. 一種連續鑄造方法，係將盛桶內之已進行鋁脫氧的熔融金屬注入餵槽內，將前述餵槽內之前述熔融金屬連續注入鑄模中以鑄造金屬片，該連續鑄造方法包含：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盛桶內之前述熔融金屬注入前述餵槽內的注入噴嘴而設置於前述盛桶；鑄造步驟，一邊使前述長噴嘴之注出口浸漬於已注入前述餵槽內的前述熔融金屬，一邊通過前述長噴嘴將前述熔融金屬注入前述餵槽內，並且將前述餵槽內之前述熔融金屬注入前述鑄模；散佈步驟，以覆蓋前述餵槽內的前述熔融金屬之表面的方式散佈餵槽粉末；密封氣體供應步驟，將氮氣作為密封氣體供應至已散佈前述餵槽粉末的前述熔融金屬之周圍；以及添加步驟，將含鈣物添加至處於已貯留於前述餵槽內的狀態以外之狀態的前述熔融金屬。
  2. 如請求項1所記載之連續鑄造方法，其中前述熔融金屬係含有鈦作為成分。
  3. 如請求項1或2所記載之連續鑄造方法，其中在屬於前述熔融金屬之鑄造前的步驟之精煉步驟中添加前述含鈣物。
  4. 如請求項1或2所記載之連續鑄造方法，其中前述含鈣物係包含於用以從前述餵槽將前述熔融金屬注入前述鑄模中的噴嘴之內壁面。
  5. 如請求項1或2所記載之連續鑄造方法，其中在散佈前述餵槽粉末之前，將氬氣作為密封氣體供應至前述餵槽內的前述熔融金屬之周圍。
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