JP4301029B2 - Continuous casting method of high Ti content steel - Google Patents
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Description
本発明は、Ｔｉを０．１〜１．０質量％含有する高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法に関し、詳しくは、表面欠陥の少ない鋳片を安定して鋳造することができる高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法に関するものである。 The present invention relates to a continuous casting method of a high Ti-containing steel containing 0.1 to 1.0% by mass of Ti, and more specifically, a high Ti-containing steel capable of stably casting a slab having few surface defects. The present invention relates to a continuous casting method.
析出型耐磨耗鋼の代表として知られる、Ｔｉを０．１〜１．０質量％含有する高Ｔｉ含有鋼は、連続鋳造時の不可避的な酸化反応により、溶鋼中のＴｉが酸化してＴｉＯ2 が発生する。このＴｉＯ2 は、鋳型内の溶鋼湯面（以下、「メニスカス」と記す）上に添加したモールドパウダー中に濃化して高融点化合物（ＣａＯ・ＴｉＯ2 ）を析出させ、モールドパウダーの粘性や融点などの特性を変化させる。そのため、鋳型と凝固シェルとの間へのモールドパウダーの流れ込み量（以下、「パウダー消費量」と記す）が減少して鋳片表面に縦割れが発生したり、また、高融点化合物が凝固シェルに巻き込まれ、所謂ノロカミが発生して品質異常となる。 A high Ti-containing steel containing 0.1 to 1.0% by mass of Ti, known as a representative of precipitation-type wear-resistant steel, oxidizes Ti in the molten steel due to the inevitable oxidation reaction during continuous casting. TiO 2 is generated. This TiO 2 is concentrated in the mold powder added on the molten steel surface in the mold (hereinafter referred to as “meniscus”) to precipitate a high melting point compound (CaO · TiO 2 ), and the viscosity and melting point of the mold powder. Change the characteristics such as. For this reason, the amount of mold powder flowing into the mold and the solidified shell (hereinafter referred to as “powder consumption”) decreases, causing vertical cracks on the surface of the slab, and high melting point compounds are solidified shells. In other words, so-called roaring occurs and the quality becomes abnormal.
また、溶鋼中のＴｉとＣ及びＮとの反応によって生成するチタン炭化物、チタン窒化物、チタン炭窒化物がモールドパウダー中に吸収され、デッケル（「皮張り」ともいう）の生成を助長する。デッケルの生成により、メニスカスの温度は低下し、モールドパウダーの滓化不足を招く。これもノロカミ或いは縦割れの要因となり、品質異常につながる。 In addition, titanium carbide, titanium nitride, and titanium carbonitride generated by the reaction of Ti, C, and N in the molten steel are absorbed into the mold powder, and promote the generation of deckle (also referred to as “skinning”). Due to the generation of deckle, the temperature of the meniscus is lowered, resulting in insufficient hatching of the mold powder. This also becomes a cause of roar and vertical cracks, leading to quality abnormalities.
品質異常に留まらず、最悪の場合には、パウダー消費量の不足によって鋳型と凝固シェルとの焼き付きを起こし、ブレークアウトなどの操業事故を発生させる。これらの問題点を解決し、高Ｔｉ含有鋼を安定して鋳造するために、従来様々な対策が実施されている。 In the worst case, not only the quality abnormalities, but in the worst case, the mold and the solidified shell are seized due to insufficient powder consumption, causing operational accidents such as breakout. In order to solve these problems and stably cast a high Ti-containing steel, various countermeasures have been conventionally implemented.
例えば、特許文献１には、鋳片引抜き速度を０．８〜１．２ｍ／ｍｉｎの範囲としてサイン曲線で鋳型を振動させる際に、鋳型振動ストロークＳを２〜５ｍｍの範囲内とし、鋳型振動数ｆを１２０サイクル／ｍｉｎ以上とし、且つ、鋳型振動数ｆ×鋳型振動ストロークＳ≦６００を満たす振動条件にて高Ｔｉ含有鋼を連続鋳造する方法が開示されている。特許文献１によれば、振動条件を低ストローク且つ高振動数とするので、普通鋼の鋳造に一般的に使用されているモールドパウダーを使用しても、オシレーションマークを浅くし、且つ、ノロカミなどの表面欠陥を防止することができるとしている。 For example, in Patent Document 1, when the mold is vibrated with a sine curve with the slab drawing speed in the range of 0.8 to 1.2 m / min, the mold vibration stroke S is in the range of 2 to 5 mm, and the mold vibration is A method of continuously casting a high Ti-containing steel under vibration conditions satisfying the number f of 120 cycles / min or more and satisfying the mold frequency f × the mold vibration stroke S ≦ 600 is disclosed. According to Patent Document 1, since the vibration condition is a low stroke and a high frequency, even if a mold powder generally used for casting of ordinary steel is used, the oscillation mark is made shallow and It is said that surface defects such as can be prevented.
また、特許文献２には、浸漬ノズルの吐出孔角度θを上向き２〜８度の範囲内とし、且つ浸漬ノズルの浸漬深さＨを８０〜１３０ｍｍとして高Ｔｉ含有鋼を連続鋳造する方法が開示されている。特許文献２によれば、このようにして鋳造することで、メニスカスにおける溶鋼が常時更新され、モールドパウダーの融解熱となる熱を常に供給するので、ＴｉＯ2 を吸収したモールドパウダーであっても消費量を高めることができ、鋳片の表面欠陥が防止されるとしている。
連続鋳造鋳片は、歩留り向上及び省エネルギーのために、鋳片表面の無手入れのままで次工程の熱間圧延工程に供給されることが望ましい。しかし、無手入れで供給するためには、鋳片の縦割れやノロカミなどの表面欠陥の全てを防止する必要がある。 The continuous cast slab is desirably supplied to the next hot rolling step without care of the surface of the slab in order to improve yield and save energy. However, in order to supply without maintenance, it is necessary to prevent all surface defects such as vertical cracks of the slab and blades.
本発明者等が高Ｔｉ含有鋼を無手入れ化するための連続鋳造方法を検討した結果、上記の従来技術には以下の問題点のあることが判明した。即ち、特許文献１の技術では、オシレーションマーク深さは浅くなり、横割れには有効であるが、鋳型振動条件を低ストローク且つ高振動数とするので、パウダー消費量が減少し、縦割れやノロカミが発生することがあり、安定して無手入れとすることはできない。また、特許文献２の技術では、浸漬ノズルの吐出孔角度及び浸漬深さのコントロールだけであり、デッケルの生成防止に対しては極めて有効であるが、これだけでは不十分であり、或る頻度で縦割れ及びノロカミが発生することが判明した。
As a result of studying the continuous casting method for making the high Ti-containing steel unmanaged, the present inventors have found that the above-mentioned prior art has the following problems. That is, in the technique of Patent Document 1, the oscillation mark depth is shallow and effective for lateral cracking, but the mold vibration condition is low stroke and high frequency, so the powder consumption is reduced, and vertical cracking occurs. And scabs may occur and cannot be stably maintained. Further, in the technique of
このように従来の方法は、高Ｔｉ含有鋼を無手入れとするための鋳片表面欠陥の防止に効果を十分に発揮しているとは言い難く、改善の余地が大きいのが現状である。 As described above, it is difficult to say that the conventional method is sufficiently effective in preventing the surface defects of the slab for keeping the high Ti-containing steel unmaintained, and there is much room for improvement.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、鋳片の表面欠陥を防止し、無手入れで圧延することが可能な高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a continuous casting method of high Ti-containing steel that can prevent surface defects of a slab and can be rolled without maintenance. It is.
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究・検討を行った。以下に、研究・検討結果を説明する。 The inventors of the present invention have conducted intensive studies and studies to solve the above problems. The following describes the results of research and examination.
本発明者等の調査結果から、高Ｔｉ含有鋼の無手入れ化を阻害する表面欠陥は、ノロカミと縦割れに代表されることが分かった。そこで、上記課題を解決するための手段として、ノロカミと縦割れとを同時に防止することができる連続鋳造方法を検討した。 From the investigation results of the present inventors, it has been found that surface defects that hinder the maintenance of high Ti-containing steel are represented by noro-kami and vertical cracks. Therefore, as a means for solving the above-mentioned problems, a continuous casting method capable of simultaneously preventing a wolf and a vertical crack was examined.
高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造の場合、モールドパウダーは溶鋼中から浮上するＴｉＯ2 を吸収するので、モールドパウダー中に高融点のＣａＯ・ＴｉＯ2 が生成され、これによってモールドパウダーの融点や粘性などの特性が変化する。また、モールドパウダーは生成したチタン炭化物、チタン窒化物、チタン炭窒化物を吸収するので、これらの化合物を核としてメニスカスにデッケルが発生する。ノロカミを防止し且つ縦割れを防止するためには、生成した高融点のＣａＯ・ＴｉＯ2 を溶融させると同時に、デッケルの生成を抑制する或いは生成したデッケルを溶融させる必要がある。そのためには、メニスカスにおける溶鋼は常時更新され、モールドパウダーの融解熱となる熱を常に供給しなければならない。 In the case of continuous casting of high Ti-containing steel, the mold powder absorbs TiO 2 that floats from the molten steel, so high-melting point CaO · TiO 2 is generated in the mold powder. The characteristic changes. Further, since the mold powder absorbs the generated titanium carbide, titanium nitride, and titanium carbonitride, deckle is generated in the meniscus with these compounds as nuclei. In order to prevent stagnation and to prevent vertical cracks, it is necessary to melt the produced high melting point CaO.TiO 2 and at the same time suppress the production of the deckle or melt the produced deckle. For this purpose, the molten steel in the meniscus must be constantly renewed, and heat that is the melting heat of the mold powder must be constantly supplied.
従って、高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造においては、浸漬ノズルからの吐出流を、通常の炭素鋼の場合に比較してメニスカスに多く供給することが必要となる。しかし、供給量を多くし過ぎてメニスカスの溶鋼流速を速くし過ぎると、メニスカスに渦や湯暴れなどが発生し、未溶融のモールドパウダーが巻き込まれ、却ってモールドパウダー性のノロカミが発生することになるので、メニスカスに供給する吐出流は適正な範囲にしなければならない。 Therefore, in continuous casting of high Ti content steel, it is necessary to supply more discharge flow from the immersion nozzle to the meniscus than in the case of normal carbon steel. However, if the supply amount is increased too much and the molten steel flow velocity of the meniscus is increased too much, vortex and hot water will be generated in the meniscus, and unmelted mold powder will be involved, and on the contrary, mold powder-like scab will be generated. Therefore, the discharge flow supplied to the meniscus must be in an appropriate range.
本発明者等は、種々の試験の結果から、浸漬ノズルの吐出孔角度θと浸漬ノズルの浸漬深さＨとを適正に制御することで、メニスカスに渦や湯暴れを発生することなく溶鋼を更新でき、その結果、高Ｔｉ含有鋼の表面欠陥を改善できることを見出した。 Based on the results of various tests, the present inventors have appropriately controlled the discharge hole angle θ of the immersion nozzle and the immersion depth H of the immersion nozzle, so that the molten steel can be produced without causing vortex or runaway in the meniscus. It was found that the surface defects of the high Ti-containing steel can be improved as a result.
即ち、吐出孔角度θが上向き２〜８度の範囲で、且つ浸漬深さＨが８０〜１３０ｍｍの範囲では、メニスカスにおける湯面変動が少なく、また溶鋼の更新も順調に行なわれるので、ノロカミと縦割れとを同時に抑制することができることを見出した。尚、浸漬ノズルの吐出孔角度θとは、吐出孔の向きと水平線とのなす角度で表し、吐出孔の向きが水平より上側の場合を上向き、水平より下側の場合を下向きと定義し、また、浸漬ノズルの浸漬深さＨとは、浸漬ノズルの吐出孔の上端位置とメニスカスとの距離で定義する。 That is, when the discharge hole angle θ is in the range of 2 to 8 degrees upward and the immersion depth H is in the range of 80 to 130 mm, the molten metal surface fluctuation in the meniscus is small and the molten steel is renewed smoothly. It was found that longitudinal cracks can be suppressed simultaneously. In addition, the discharge hole angle θ of the immersion nozzle is represented by an angle formed by the direction of the discharge hole and the horizontal line, and when the direction of the discharge hole is above the horizontal, it is defined as upward, and when it is below the horizontal, it is defined as downward. The immersion depth H of the immersion nozzle is defined by the distance between the upper end position of the discharge hole of the immersion nozzle and the meniscus.
吐出孔角度θが上向き８度を超えると、吐出孔からメニスカスに向かって流れる吐出流が多くなり、メニスカスにおいて渦、湯暴れなどが発生して湯面変動が激しくなる。この湯面変動により、未溶融のモールドパウダーが強制的に溶鋼中に巻き込まれ、凝固シェルに捕捉されてノロカミが発生する。この場合に、浸漬深さＨを増大して深くすると、メニスカスの湯面変動は抑えられノロカミは減少するが、溶鋼の更新が不足してモールドパウダーの溶融化が妨げられ、パウダー消費量が減少して縦割れが増加する。このように、吐出孔角度θが上向き８度を超えると浸漬ノズルの浸漬深さを変更しても、ノロカミと縦割れとを同時に防止することができないことが分かった。 When the discharge hole angle θ exceeds 8 degrees upward, the discharge flow that flows from the discharge hole toward the meniscus increases, and vortex and hot water fluctuation occur in the meniscus, resulting in severe fluctuations in the molten metal surface. Due to the fluctuation of the molten metal surface, unmelted mold powder is forcibly wound into the molten steel, and is trapped by the solidified shell and generates nox. In this case, if the immersion depth H is increased and deepened, the meniscus level fluctuation is suppressed and the swarf is reduced, but the molten steel is insufficiently renewed to hinder the melting of the mold powder and the powder consumption is reduced. As a result, vertical cracks increase. Thus, it has been found that when the discharge hole angle θ exceeds 8 degrees upward, even if the immersion depth of the immersion nozzle is changed, it is not possible to simultaneously prevent the throat and the vertical crack.
一方、吐出孔角度θが上向き２度未満では、水平方向或いは水平よりも下向きに流れる吐出流が多くなり、メニスカスにおける吐出流による溶鋼の更新が少なくなる。そのため、メニスカスの溶鋼温度が低下してモールドパウダーの溶融化が阻害され、パウダー消費量が減少して縦割れが発生する。この場合に、浸漬深さＨを浅くしてメニスカスにおける溶鋼の更新を図ると、縦割れは減少するが、メニスカスの湯面変動が激しくなり、モールドパウダーが巻き込まれてノロカミが増加する。このように、吐出孔角度θが上向き２度未満では、浸漬ノズルの浸漬深さＨを変更しても、ノロカミと縦割れとを同時に防止することができないことが分かった。 On the other hand, when the discharge hole angle θ is less than 2 degrees upward, the discharge flow that flows in the horizontal direction or downward from the horizontal increases, and renewal of the molten steel due to the discharge flow in the meniscus decreases. Therefore, the molten steel temperature of the meniscus is lowered to inhibit the melting of the mold powder, the powder consumption is reduced, and vertical cracks are generated. In this case, when the immersion depth H is made shallow and the molten steel is renewed in the meniscus, the vertical cracks are reduced, but the molten metal surface fluctuation of the meniscus becomes intense, the mold powder is caught and the scab is increased. Thus, when the discharge hole angle θ is less than 2 degrees upward, it has been found that even if the immersion depth H of the immersion nozzle is changed, it is not possible to simultaneously prevent the throat and the vertical crack.
また、浸漬ノズルの浸漬深さＨが８０ｍｍ未満では、浸漬深さＨが浅過ぎるためにメニスカスに湯面変動が現れてノロカミが発生し、逆に、浸漬ノズルの浸漬深さＨが１３０ｍｍを超えると、浸漬深さＨが深過ぎるためにメニスカスにおける溶鋼の更新が阻害され、縦割れが発生することが分かった。 Further, when the immersion depth H of the immersion nozzle is less than 80 mm, since the immersion depth H is too shallow, a fluctuation of the molten metal surface appears in the meniscus, and noxia is generated. Conversely, the immersion depth H of the immersion nozzle exceeds 130 mm. And, since the immersion depth H was too deep, it was found that the renewal of the molten steel in the meniscus was hindered and vertical cracking occurred.
しかし、高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造の場合、モールドパウダーは溶鋼中から浮上するＴｉＯ2 を吸収するので、融点及び粘性などモールドパウダーの特性が少なからず変化する。本発明者等の更なる研究の結果、浮上するＴｉＯ2 を吸収することにより、モールドパウダーの特性が所定の特性の範囲内から外れてしまった場合には、上記のようにしてメニスカスの溶鋼流動を制御しても、縦割れ及びノロカミが発生することが判明した。 However, in the case of continuous casting of high Ti-containing steel, the mold powder absorbs TiO 2 that floats from the molten steel, so the properties of the mold powder, such as melting point and viscosity, change considerably. As a result of further research by the present inventors, when the characteristics of the mold powder deviate from the range of the predetermined characteristics by absorbing the floating TiO 2 , the molten steel flow of the meniscus is as described above. It was found that vertical cracks and blades were generated even when the control was performed.
そこで、モールドパウダー中へのＴｉＯ2 のピックアップ量をどの程度まで抑えれば、モールドパウダーの特性を過剰に損なわずに鋳造できるかを検討した。ここで、溶鋼中から浮上してくるＴｉＯ2 の質量は溶鋼の単位質量当たり一定であると仮定し、ＴｉＯ2 のピックアップ量を決める要因としてパウダー消費量に注目した。これは、パウダー消費量が多くなれば、溶鋼に接触している溶融したモールドパウダーの更新が促進され、ＴｉＯ2 のピックアップ量が少なくなり、逆に、パウダー消費量が少なくなれば、モールドパウダーの更新が遅れ、ＴｉＯ2 のピックアップ量が多くなることに基づくものである。 Accordingly, an examination was made as to how much the amount of TiO 2 picked up into the mold powder can be reduced without excessively deteriorating the properties of the mold powder. Here, assuming that the mass of TiO 2 floating from the molten steel is constant per unit mass of the molten steel, attention was paid to the amount of powder consumed as a factor for determining the amount of TiO 2 picked up. This is because if the powder consumption increases, the renewal of the molten mold powder in contact with the molten steel is promoted, and the amount of TiO 2 pick-up decreases. Conversely, if the powder consumption decreases, the mold powder This is based on the fact that the update is delayed and the amount of TiO 2 pickup increases.
図１に、パウダー消費量とモールドパウダー中へのＴｉＯ2 のピックアップ量との関係を調査した結果を示す。図１に示すように、パウダーの消費量とＴｉＯ2 のピックアップ量とは強い相関が見られ、パウダー消費量が増加するほどＴｉＯ2 のピックアップ量が減少することが分かった。 FIG. 1 shows the results of investigating the relationship between the powder consumption and the amount of TiO 2 picked up into the mold powder. As shown in FIG. 1, a strong correlation was found between the amount of powder consumed and the amount of TiO 2 picked up, and it was found that the amount of TiO 2 picked up decreased as the amount of powder consumed increased.
一方、モールドパウダー中へのＴｉＯ2 のピックアップ量とモールドパウダーの特性変化とを対比した試験結果から、図１に示す縦軸のＴｉＯ2 のピックアップ指数が０．４を越えると、モールドパウダーの特性が急激に変化することが分かった。ＴｉＯ2 のピックアップ指数が０．４以下になるのは、図１からも明らかなように、パウダー消費量が０．３ｋｇ／ｍ・ｍｉｎ以上のときである。 On the other hand, from the test results comparing the amount of TiO 2 picked up into the mold powder and the change in the characteristics of the mold powder, when the TiO 2 pickup index on the vertical axis shown in FIG. Was found to change rapidly. The pickup index of TiO 2 becomes 0.4 or less when the powder consumption is 0.3 kg / m · min or more, as is apparent from FIG.
これらの結果から、０．３ｋｇ／ｍ・ｍｉｎ以上のパウダー消費量を確保することで、ＴｉＯ2 のピックアップ指数は０．４以下に抑制され、モールドパウダーの特性変化は最小限に抑えられ、モールドパウダーの特性を過剰に損なうことなく鋳造することができることが分かった。 From these results, by securing a powder consumption of 0.3 kg / m · min or more, the pickup index of TiO 2 is suppressed to 0.4 or less, and the characteristic change of the mold powder is suppressed to the minimum. It has been found that casting can be performed without excessively degrading the properties of the powder.
一方、パウダー消費量が０．６ｋｇ／ｍ・ｍｉｎを越えると、流れ込み量が多くなり過ぎてモールドパウダーの不均一流入が発生し、縦割れが発生することが分かった。即ち、パウダー消費量が０．３〜０．６ｋｇ／ｍ・ｍｉｎとなる条件下で鋳造する必要があることが分かった。具体的には、パウダー消費量が０．３〜０．６ｋｇ／ｍ・ｍｉｎとなるように、使用するモールドパウダーを選定する、または、鋳片引き抜き速度や鋳型振動などの鋳造条件を選定して鋳造することである。当然ながら両者を選定してもよい。尚、本発明におけるパウダー消費量は、凝固シェルと鋳型壁面との１ｍ長さ当たりの接触面において、１分間当たりに流入するモールドパウダーの質量で示したものである。 On the other hand, when the powder consumption exceeded 0.6 kg / m · min, it was found that the amount of flow increased so much that the mold powder flowed unevenly and vertical cracks occurred. That is, it has been found that it is necessary to cast under conditions where the powder consumption is 0.3 to 0.6 kg / m · min. Specifically, the mold powder to be used is selected so that the powder consumption is 0.3 to 0.6 kg / m · min, or the casting conditions such as the slab drawing speed and mold vibration are selected. It is to cast. Of course, both may be selected. In addition, the powder consumption in this invention is shown with the mass of the mold powder which flows in per minute in the contact surface per 1 m length of a solidification shell and a mold wall surface.
本発明は、上記研究・検討結果に基づいてなされたものであり、本発明に係る高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法は、０．１〜１．０質量％のＴｉを含有する高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造方法において、浸漬ノズルの吐出孔角度θを上向き２〜８度の範囲内とすると共に、浸漬ノズルの浸漬深さＨを８０〜１３０ｍｍの範囲内とし、且つ、モールドパウダーの消費量が０．３〜０．６ｋｇ／ｍ・ｍｉｎの範囲内となる条件で鋳造することを特徴とするものである。 The present invention has been made on the basis of the above research and examination results, and the continuous casting method for high Ti content steel according to the present invention is a high Ti content steel containing 0.1 to 1.0% by mass of Ti. In the continuous casting method, the discharge nozzle angle θ of the immersion nozzle is in the range of 2 to 8 degrees upward, the immersion depth H of the immersion nozzle is in the range of 80 to 130 mm, and the consumption of the mold powder is Casting is performed under conditions that fall within a range of 0.3 to 0.6 kg / m · min.
本発明によれば、高Ｔｉ含有鋼の連続鋳造において、浸漬ノズルの吐出孔角度θと浸漬ノズルの浸漬深さＨとを最適な範囲に制御すると同時に、パウダー消費量を所定の範囲内に制御して鋳造するので、ノロカミもまた縦割れも極めて少ない健全な鋳片が得られ、無手入れで熱間圧延することが可能となる。その結果、製品歩留りの向上や省エネルギーの向上などが達成され、工業上有益な効果がもたらされる。 According to the present invention, in continuous casting of high Ti-containing steel, the discharge hole angle θ of the immersion nozzle and the immersion depth H of the immersion nozzle are controlled to an optimal range, and at the same time, the powder consumption is controlled within a predetermined range. Therefore, a sound slab with very little rotting and vertical cracks can be obtained, and hot rolling can be performed without maintenance. As a result, an improvement in product yield, an improvement in energy saving, and the like are achieved, and an industrially beneficial effect is brought about.
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図２は、本発明を実施したスラブ連続鋳造機の鋳型部の正面断面の概要図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a schematic diagram of a front cross section of a mold part of a slab continuous casting machine embodying the present invention.
図２において、相対する鋳型長辺４と、鋳型長辺４の内部に内装された相対する鋳型短辺５とから構成された鋳型３の上方には、タンディッシュ６が配置されている。タンディッシュ６の底部には上ノズル１３が配置され、そして、上ノズル１３の下面に接して、固定板１４、摺動板１５及び整流ノズル１６からなるスライディングノズル７が配置され、更に、スライディングノズル７の下面に接して、下部に一対の吐出孔２を有する浸漬ノズル１が配置され、タンディッシュ６から鋳型３への溶鋼流出孔１７が形成されている。取鍋（図示せず）からタンディッシュ６の内部に注入された溶鋼８は、溶鋼流出孔１７を経由して、浸漬ノズル１の下部に設けられ、且つ鋳型３内の溶鋼８に浸漬された吐出孔２より、吐出流１２を鋳型短辺５に向けて鋳型３内に注入される。そして、溶鋼８は鋳型３内で冷却されて凝固シェル９を形成し、鋳型３の下方に連続的に引き抜かれ鋳片となる。尚、図２では吐出流１２を片側のみ表示している。
In FIG. 2, a
上ノズル１３には、Ａｒガス導入管（図示せず）が接続され、浸漬ノズル１の内壁へのＴｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ3 の付着防止のために、Ａｒガスが、上ノズル１３の内部の微細気孔を通じて溶鋼流出孔１７内に吹き込まれている。鋳型３内のメニスカス１０上には、モールドパウダー１１が添加されている。
An Ar gas introduction pipe (not shown) is connected to the
浸漬ノズル１は外形を円形または楕円形とし、浸漬ノズル１の内面底部には凹状の湯溜まり部が形成されている。吐出孔２は浸漬ノズル１の中心を対称として左右に各１つ設けられており、吐出孔２の断面形状は円形または楕円形或いは四角形とすればよい。そして、浸漬ノズル１の吐出孔角度θを、上向き２度から上向き８度の範囲内の任意の値に設定する。但し、鋳片表面性状の安定性から浸漬ノズル１の吐出孔角度θは限定範囲の中央値である上向き５度前後（４〜６度）とすることが好ましい。
The immersion nozzle 1 has a circular or elliptical outer shape, and a concave hot water reservoir is formed on the bottom of the inner surface of the immersion nozzle 1. One
そして、浸漬深さＨを８０ｍｍから１３０ｍｍの範囲の任意の値に設定して鋳造を実施する。尚、浸漬深さＨを限定範囲の境界値である８０ｍｍや１３０ｍｍに設定すると、鋳造中の外乱によりメニスカス１０の位置が変化して、浸漬深さＨが限定範囲外になることもあるので、この浸漬深さＨも１００ｍｍから１１０ｍｍの限定範囲の中央値側に設定することが、安定して表面欠陥を防止するうえで好ましい。ここで、本発明において、浸漬ノズル１の吐出孔角度θとは、吐出孔２の向きと水平線とのなす角度で表し、吐出孔２の向きが水平より上側の場合を上向き、水平より下側の場合を下向きと定義し、また、浸漬ノズル１の浸漬深さＨとは、浸漬ノズル１の吐出孔２の上端位置とメニスカス１０との距離で定義する。
Then, casting is performed with the immersion depth H set to an arbitrary value in the range of 80 mm to 130 mm. If the immersion depth H is set to 80 mm or 130 mm, which is the boundary value of the limited range, the position of the
また、パウダー消費量が０．３〜０．６ｋｇ／ｍ・ｍｉｎの範囲の任意の値となるモールドパウダー及び鋳造条件を選定し、その条件で鋳造する。この場合、鋳片表面性状の安定性から、望ましくは、パウダー消費量が０．４５〜０．５０ｋｇ／ｍ・ｍｉｎとなる条件で鋳造することが好ましい。パウダー消費量は、使用するモールドパウダー１１の粘性などの特性、及び、鋳片引抜き速度や鋳型３の振動条件によって決定されので、予め種々の特性のモールドパウダーを用いて鋳片引き抜き速度及び鋳型３の振動条件を変更した試験を実施し、これらの鋳造条件とモールドパウダー特性とでパウダー消費量を把握しておき、鋳造条件に応じて使用するモールドパウダー１１を選定できるようにすることが好ましい。使用するモールドパウダー１１としては、高Ｔｉ含有鋼用のものでも、通常の炭素鋼用のものでも何方でもよいが、表面欠陥を安定して防止するうえで、高Ｔｉ含有鋼用モールドパウダーが好ましい。
Moreover, the mold powder and casting conditions from which powder consumption becomes arbitrary values in the range of 0.3 to 0.6 kg / m · min are selected, and casting is performed under the conditions. In this case, from the viewpoint of the stability of the slab surface properties, it is preferable to cast under conditions where the powder consumption is 0.45 to 0.50 kg / m · min. The amount of powder consumption is determined by the characteristics such as the viscosity of the
鋳片引抜き速度は０．７〜１．８ｍ／ｍｉｎ、そして、鋳片厚みが１５０〜２５０ｍｍ、鋳片幅が６５０〜２３００ｍｍであるスラブ形状の鋳片が対象となる。また、浸漬ノズル１の肉厚は１０ｍｍ〜５０ｍｍの寸法でよく、吐出孔２の断面積は２０〜１２０ｃｍ2 とすればよい。
The slab drawing speed is 0.7 to 1.8 m / min, and the slab shape slab having a slab thickness of 150 to 250 mm and a slab width of 650 to 2300 mm is an object. Moreover, the thickness of the immersion nozzle 1 may be a dimension of 10 mm to 50 mm, and the cross-sectional area of the
このようにして０．１〜１．０質量％のＴｉを含有する高Ｔｉ含有鋼を連続鋳造することにより、メニスカス１０における溶鋼８が常時更新されるので、デッケルの発生が防止されると共にモールドパウダー１１の溶融熱となる熱が常に供給されてモールドパウダー１１の溶融が促進され、更に、パウダー消費量を所定の範囲に制御することによって、溶鋼８と接触するモールドパウダー１１が更新されるので、ＴｉＯ2 のピックアップに起因するモールドパウダー１１の特性変化を最小限に抑えて鋳造することができるため、ノロカミ及び縦割れの極めて少ない健全な鋳片を得ることができ、無手入れで熱間圧延することが可能となる。その結果、製品歩留りの向上や省エネルギーを達成することができる。
Since the
図２に示す構成の連続鋳造機を用いて本発明を実施した例を以下に説明する。鋳片断面寸法の厚みが２５０ｍｍ、幅が１５００ｍｍであるスラブ連続鋳造機を用い、Ｔｉ含有量が０．４質量％の高Ｔｉ含有鋼を、０．８ｍ／ｍｉｎの鋳片引抜き速度で鋳造した。使用した浸漬ノズルは、内径が８０ｍｍ、肉厚が３０ｍｍ、吐出孔断面積が５０ｃｍ2 であり、底部に深さ１５ｍｍの凹状湯溜まり部が設けられ、吐出孔角度θは上向き５度とした。そして、浸漬深さＨを１００ｍｍとし、高Ｔｉ含有鋼用のモールドパウダー用い、Ａｒガスを９Ｎｌ／ｍｉｎの流量で浸漬ノズル内に吹き込んで鋳造した。使用したモールドパウダーは、予めパウダー消費量が０．４〜０．５ｋｇ／ｍ・ｍｉｎとなることを確認したモールドパウダーを用いた。また、比較のために、吐出孔角度θ及び浸漬深さＨは本発明例と同一であるが、パウダー消費量が本発明の限定範囲外であるモールドパウダーを使用した鋳造（比較例）も併せて実施した。 An example in which the present invention is implemented using the continuous casting machine having the configuration shown in FIG. 2 will be described below. Using a slab continuous casting machine having a slab cross-sectional thickness of 250 mm and a width of 1500 mm, a high Ti-containing steel having a Ti content of 0.4 mass% was cast at a slab drawing speed of 0.8 m / min. . The immersion nozzle used had an inner diameter of 80 mm, a wall thickness of 30 mm, a discharge hole cross-sectional area of 50 cm 2 , a concave hot water reservoir with a depth of 15 mm was provided at the bottom, and the discharge hole angle θ was 5 degrees upward. Then, the immersion depth H was set to 100 mm, a mold powder for high Ti-containing steel was used, and Ar gas was blown into the immersion nozzle at a flow rate of 9 Nl / min for casting. The mold powder used was a mold powder whose powder consumption was confirmed to be 0.4 to 0.5 kg / m · min in advance. For comparison, the discharge hole angle θ and the immersion depth H are the same as those of the present invention example, but the casting using the mold powder whose powder consumption is outside the limited range of the present invention (comparative example) is also included. Carried out.
得られた鋳片の表面を浸透探傷試験法によって調査し、縦割れの長さと個数分布を測定した。また、浸透探傷試験法による縦割れの調査後、鋳片表面を２ｍｍ厚みでスカーフした後にスカーフ面を浸透探傷試験法によって調査し、ノロカミの大きさと個数分布を測定した。鋳片の表面性状は、縦割れ及びノロカミを含めて総合的に評価した。 The surface of the obtained slab was examined by the penetrant testing method, and the length and number distribution of longitudinal cracks were measured. Moreover, after investigating the vertical crack by the penetration testing method, the slab surface was scarfed with a thickness of 2 mm, and then the scarf surface was examined by the penetration testing method, and the size and number distribution of the blade were measured. The surface property of the slab was comprehensively evaluated including vertical cracks and blades.
表１に、本発明例及び比較例１〜３における鋳造条件及び鋳片の表面性状評価結果をまとめて示す。表１の鋳片表面性状評価の欄における○印は、縦割れ及びノロカミが極めて少なく、無手入れで熱間圧延ができる表面状態を表し、×印は、縦割れ或いはノロカミが発生し、鋳片の表面手入れが必要な表面状態であることを表している。 Table 1 summarizes the casting conditions and the evaluation results of the surface properties of the slabs of the present invention and Comparative Examples 1 to 3. In the column of slab surface property evaluation in Table 1, ○ mark indicates a surface state in which there are very few vertical cracks and scratches and it can be hot-rolled without maintenance, and × marks indicate vertical cracks or cracks that occur. This indicates that the surface condition requires surface care.
表１からも明らかなように、本発明例では縦割れ及びノロカミが共に極めて少なく、良好な表面状態の鋳片を鋳造することができた。これに対して比較例１〜３では、縦割れ或いはノロカミが発生し、無手入れのままの熱間圧延はできないことが確認された。 As is apparent from Table 1, in the present invention example, both vertical cracks and blades were extremely small, and a slab having a good surface state could be cast. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, vertical cracks or blades occurred, and it was confirmed that hot rolling without maintenance cannot be performed.
１ 浸漬ノズル
２ 吐出孔
３ 鋳型
４ 鋳型長辺
５ 鋳型短辺
６ タンディッシュ
７ スライディングノズル
８ 溶鋼
９ 凝固シェル
１０ メニスカス
１１ モールドパウダー
１２ 吐出流
１３ 上ノズル
１４ 固定板
１５ 摺動板
１６ 整流ノズル
１７ 溶鋼流出孔
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