JP4289476B2 - 高清浄度鋼の鋳造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼を連続鋳造するにあたり、溶鋼を満たした取鍋の底部出鋼口から溶鋼を取り出す際、溶鋼流出に伴って発生する渦流により取鍋内のスラグが巻込まれ、この巻き込まれたスラグが溶鋼とともに流出してタンディッシュ内へ流入することを防止することにより清浄度の高い鋼片を製造するため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、精錬された取鍋内の溶鋼を取鍋の底部に設けた出鋼口から開閉制御装置により溶鋼流量をコントロールしながらタンディッシュ内に流し込み、さらにタンディッシュ内から溶鋼を鋳型内に流し込んで連続鋳造による鋳片を製造している。この製造工程において、高清浄度鋼を溶製するためには、取鍋内の溶鋼をタンディッシュに注入する際、取鍋内の溶鋼上に浮上しているスラグの流出を防止することである。ところでこの取鍋からタンディッシュ内へのスラグの流出は、取鍋内の溶鋼量の低下に伴って取鍋の底部に設けた出鋼口の上方付近に溶鋼の渦流が発生し、この発生した渦流が取鍋内の溶鋼上の浮上スラグを巻込んで溶鋼とともに流出することによる。
【０００３】
そこでスラグの流出を防止する方法として、特開昭６２−２０３６６７号公報に開示の、スラグ流出防止法は、取鍋内の溶鋼レベルが低下して渦流が発生する時期になると、比重調整されたフローティングバルブを出鋼口直上のスラグ−溶鋼界面部に位置させ、渦流の発生を防止してスラグの巻込みを防ぎ、注入終了時にフローティングバルブを出鋼口へ着地させ閉塞して浮上スラグの流出を防止するものである。
【０００４】
この方法は取鍋内の渦流を防止し出鋼口を閉塞するためのストッパーや昇降装置などを特に配置する必要がある。しかし、取鍋内あるいはその周辺は非常に高温であるので、そのために設備にかかるコストは多大なものとなる。
【０００５】
さらに、特開平８−１２９５号公報に開示の、連続鋳造用タンディッシュの溶鋼注入方法では、取鍋からの溶鋼注入末期において溶鋼渦発生を防止可能なまで溶鋼注入量を減少させ、検出不可能な少量スラグの溶鋼への混入を防止し、次いで、取鍋内スラグ層の下降にともない取鍋の溶鋼注入ノズル位置でスラグを検知し、この結果に基づき溶鋼注入ノズルを閉とするものである。しかし、この方法では、スラグ検出がノズル位置で行っており、検知した時点でタンディッシュ内に既にスラグが流出しており、清浄度の高い鋼を溶製するには適さない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
取鍋内に残る溶鋼量を効率よく調節して歩留まりの向上を図りつつ取鍋内にストッパーなどを配置することなく、取鍋からタンディッシュへのスラグの流出を防止することにより清浄度の高い鋼を連続鋳造する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段は、請求項１の発明では、取鍋から溶鋼をタンディッシュ内へ注入して連続鋳造するに際し、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入末期において、取鍋内の溶鋼渦流発生の防止可能な下記の式（１）に示す取鍋内残鋼高さｈで溶鋼の注入ノズルを閉めることを特徴とする高清浄度鋼の鋳造方法である。
【０００８】
【数２】
ｈ＞０．４８Ｑ^2/5・・・（１）式
ただし、
ｈ：取鍋内残鋼高さ（ｍ）
Ｑ：取鍋からタンディッシュへの注入流量（ｍ³／ｓ）
【０００９】
（条件設定理由）
発明者は、本発明は取鍋注入末期の渦発生に及ぼす取鍋１内の残鋼高さと溶鋼注入流量の影響を水モデルを用いて定量的に調査した。その結果、図２に示すごとく、渦が発生する渦発生域９の高さ（ｍ）は、溶鋼注入流量（ｍ³／ｓ）の２／５乗に比例することがわかった。従って、図２に示すごとく、渦発生ライン８以上の高さで溶鋼の注入ノズル６を閉にすることにより、渦を発生することなく適正な残鋼量で取鍋１からタンディッシュ４内へのスラグ流出が防止できることを見いだした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を以下の実施例により説明する。
【００１１】
【実施例】
図１において、底面径φ３１５０ｍｍ、上面径３５５０ｍｍ、高さ３４００ｍｍの円錐台形状の取鍋１内に上部にスラグ層２を有する質量％でＣ：０．３５％、Ｓｉ：０．３％、Ｍｎ：０．８％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．００３％、Ｃｒ：１．０％、Ｍｏ：０．１５％、残りＦｅおよびその他不可避不純物からなる鋼の１５５０℃の溶鋼３を満たし、これをタンディッシュ４上にセットする。次に、取鍋底部に設置してあるφ１００ｍｍの円形の出鋼口５をもつ注入ノズル６より溶鋼３をタンディッシュ４内に２ｔ／ｍｉｎ（４．６×１０^-3ｍ³／ｓ相当）で注入する。その後タンディッシュ４の下部に設置したモールド（３８０ｍｍ×４９０ｍｍ）に溶鋼７を注入し、０．５ｍ／ｍｉｎの速度で連続鋳造する。この際、取鍋１からの注入末期の溶鋼３が本発明の取鍋内残鋼高さｈの範囲である残鋼３．１ｔ（ｈ＝０．０５６ｍ相当）の直前で、注入ノズル６を閉とし、タンディッシュ４への注入を終了する。このようにして鋳造した場合、タンディッシュ４内にはスラグが皆無となり、鋳造後の熱間圧延後のφ１６７の鋼片における介在物指数は４７と良好な値を示した。また、比較例としてタンディッシュ４内に２ｔ／ｍｉｎ（４．６５５×１０^-3ｍ³／ｓ相当）で注入し残鋼２ｔ（ｈ＝０．０３６ｍ相当）の直前でタンディッシュ４への注入を終了した場合、鋼片の介在物指数は５８と悪化した。
【００１２】
なお、取鍋内残鋼高さｈは取鍋形状と溶鋼比重より計算される溶鋼重量で代用することも可能である。また、取鍋１からタンディッシュ４への注入流量Ｑは、タンディッシュ４内の溶鋼量と鋳造速度との関係から計算される値を使用することも可能である。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法により取鍋からタンディッシュへのスラグの流出が確実に防止でき、かつ適正な残鋼量で鋳造出来るため、清浄度の高い鋼を歩留まり良く製造することが出来る。また本発明は大幅な設備投資を必要としないため、安価で優れた効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施の形態の取鍋およびタンディッシュの模式的断面図である。
【図２】 本発明における渦発生域を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 取鍋
２ スラグ層
３ 溶鋼
４ タンディッシュ
５ 出鋼口
６ 注入ノズル
７ 溶鋼
８ 渦発生ライン
９ 渦発生域

Claims (1)

1. 取鍋から溶鋼をタンディッシュ内へ注入して連続鋳造するに際し、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入末期において、取鍋内の溶鋼渦流発生の防止可能な下記の式（１）に示す取鍋内残鋼高さｈで溶鋼の注入ノズルを閉めることを特徴とする高清浄度鋼の鋳造方法。
   【数１】
   ｈ＞０．４８Ｑ^2/5・・・（１）式
   ただし、
   ｈ：取鍋内残鋼高さ（ｍ）
   Ｑ：取鍋からタンディッシュへの注入流量（ｍ³／ｓ）

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