JP4357343B2 - Molten steel stirring method - Google Patents

Molten steel stirring method Download PDF

Info

Publication number
JP4357343B2
JP4357343B2 JP2004117137A JP2004117137A JP4357343B2 JP 4357343 B2 JP4357343 B2 JP 4357343B2 JP 2004117137 A JP2004117137 A JP 2004117137A JP 2004117137 A JP2004117137 A JP 2004117137A JP 4357343 B2 JP4357343 B2 JP 4357343B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten steel
stirring
ladle
power density
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004117137A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005297004A (en
Inventor
威博 中岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2004117137A priority Critical patent/JP4357343B2/en
Publication of JP2005297004A publication Critical patent/JP2005297004A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4357343B2 publication Critical patent/JP4357343B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

本発明は、取鍋内に存する溶鋼の温度を均一化するための溶鋼攪拌方法に関するものである。   The present invention relates to a molten steel stirring method for making the temperature of molten steel existing in a ladle uniform.

非特許文献1に記載されている如く、従来から連続鋳造装置のレードルターレット(スイングタワー)に載置されている取鍋において、その中の溶鋼の温度を均一化させるために、ガスを溶鋼内に吹き込み溶鋼の攪拌を行っていた(Gas bubbling on the swing tower)。
また、特許文献1には、取鍋を真空脱ガス装置に設置し、この真空脱ガス装置により取鍋内の溶鋼を環流させて、溶鋼温度を均一化すると共にその温度に高めることで、取鍋内の地金を再溶解せしめる技術が開示されている。
特開2000−301320号公報(第2頁〜第4頁、図2) 川崎製鉄・千葉製鉄所、「連鋳操業における機械化・自動化技術」、第92回製鋼部会、日本鉄鋼協会共同研究会、昭和60年11月7日
As described in Non-Patent Document 1, in a ladle conventionally placed on a ladle turret (swing tower) of a continuous casting apparatus, in order to make the temperature of the molten steel uniform, the gas is fed into the molten steel. The molten steel was stirred (Gas bubbling on the swing tower).
Further, in Patent Document 1, a ladle is installed in a vacuum degassing device, and the molten steel in the ladle is circulated by the vacuum degassing device so that the molten steel temperature is made uniform and raised to that temperature. A technique for redissolving the metal in the pot is disclosed.
JP 2000-301320 A (2nd to 4th pages, FIG. 2) Kawasaki Steel & Chiba Works, “Mechanization / Automation Technology in Continuous Casting Operation”, 92nd Steelmaking Subcommittee, Japan Iron and Steel Institute Joint Study Group, November 7, 1985

しかしながら、前記各文献には、溶鋼の温度差を解消し均一にするために、溶鋼を攪拌する技術思想は開示されているが、攪拌ガス(気体)を取鍋に対して、どれくらいの強度で且つどれくらいの時間吹き込んだらよいか等の実施可能な技術の開示はなされていない。つまり、実際の連続鋳造装置の取鍋に適用できる技術とはなっていなかった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、実際の取鍋に適用可能で取鍋内の溶鋼の温度差を確実に解消可能とする溶鋼攪拌方法を提供することを目的とする。
However, in each of the above documents, the technical idea of stirring the molten steel is disclosed in order to eliminate the temperature difference of the molten steel and make it uniform. There is no disclosure of a practicable technique such as how much time should be blown. In other words, it has not been a technique that can be applied to a ladle of an actual continuous casting apparatus.
Then, in view of the said problem, this invention aims at providing the molten steel stirring method which can be applied to an actual ladle and can eliminate the temperature difference of the molten steel in a ladle reliably.

前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
連続鋳造装置のレードルターレット上に載置され、待ち状態にある取鍋においては、溶鋼はその表面や取鍋との接触面において放熱が進み、温度の下がった溶鋼は取鍋の下部に沈降し、高温の溶鋼は上部に移動するようになって溶鋼に上下温度差が生じる。このような溶鋼を取鍋の底部からタンディッシュへ排出すると、出鋼直後は温度の低い溶鋼が、その後は高温の溶鋼が排出されることになり、この温度不均一が製品の品質に影響を与えることになる。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
In a ladle that is placed on the ladle turret of the continuous casting machine and is in a waiting state, the molten steel dissipates heat on its surface and the contact surface with the ladle, and the molten steel that has fallen in temperature sinks to the bottom of the ladle. The high temperature molten steel moves to the upper part, and a temperature difference occurs between the molten steel. When such molten steel is discharged from the bottom of the ladle to the tundish, the molten steel at a low temperature is discharged immediately after the steel is discharged, and then the molten steel at a high temperature is discharged. Will give.

そこで、本願出願人は、本発明における課題解決のための技術的手段を、取鍋内の溶鋼を連続鋳造装置のタンディッシュへ装入する前に、前記溶鋼の温度差が所定の範囲内となるよう取鍋内に気体を吹き込んで溶鋼を攪拌する溶鋼攪拌方法において、前記溶鋼の攪拌強度を攪拌動力密度で規定すると共に、この攪拌動力密度で気体の吹き込み時間を規定し、前記規定された攪拌強度で規定された吹き込み時間以上、取鍋の底部から気体吹き込みを行うようにした。
この技術的手段によれば、取鍋の底部から気体が吹き込まれるため、そのバブリングにより溶鋼が下から上に大きく攪拌され、溶鋼温度が均一となる。また、気体による攪拌の強度を攪拌動力密度というパラメータで規定し、攪拌時間も同パラメータから導かれる値としているため、取鍋の形状や気体吹き込み形態に左右されることなく温度差解消に必要十分な時間を求めることができ、かかる攪拌時間だけ溶鋼攪拌を行うことで、確実にその温度差を解消できるようになる。
Therefore, the applicant of the present invention, as a technical means for solving the problems in the present invention, before charging the molten steel in the ladle into the tundish of the continuous casting apparatus, the temperature difference of the molten steel is within a predetermined range. In the molten steel stirring method in which gas is blown into the ladle so as to stir the molten steel, the stirring strength of the molten steel is specified by the stirring power density, the gas blowing time is specified by the stirring power density, and the specified The gas was blown from the bottom of the ladle over the blowing time specified by the stirring strength.
According to this technical means, since the gas is blown from the bottom of the ladle, the molten steel is greatly stirred from the bottom to the top by the bubbling, and the molten steel temperature becomes uniform. In addition, the strength of stirring by gas is defined by a parameter called stirring power density, and the stirring time is a value derived from the same parameter, so it is necessary and sufficient to eliminate the temperature difference regardless of the shape of the ladle or the form of gas blowing. Therefore, the temperature difference can be surely eliminated by stirring the molten steel for the stirring time.

なお、前記溶鋼の温度差としては、上下方向の温度差が重要であると考え、かかる上下温度差を解消するように取鍋内に気体の吹き込みを行うようにしている。
さらに、取鍋に対する気体の吹き込み時間を、攪拌動力密度をパラメータとして有する式(1)を満たすように決定するようにしている。
In addition, it considers that the temperature difference of an up-down direction is important as a temperature difference of the said molten steel, and it is made to blow in in a ladle so that this up-and-down temperature difference may be eliminated.
Further, the gas blowing time for the ladle is determined so as to satisfy the formula (1) having the stirring power density as a parameter.

Figure 0004357343
Figure 0004357343

なお、攪拌動力密度Wは、式(2)で定義される。   The stirring power density W is defined by the formula (2).

Figure 0004357343
Figure 0004357343

一方、溶鋼の温度を均一化することのみを考えた場合、前記攪拌動力密度Wから算出される時間、もしくはそれ以上の時間で攪拌を行えばよいが、攪拌を行いすぎると、溶鋼と取鍋内壁との熱交換が盛んになり溶鋼から熱が急激に失われることになる。また、溶鋼の攪拌が激しくなった場合、溶鋼表面の流速が大きくなり、溶鋼表面に浮かんでいるスラグが溶鋼内部に巻き込まれ、製品の品質を落とす可能性がある。
そこで、スラグ巻き込み対策として、溶鋼表面流速をスラグ巻き込みが起こらない範囲、換言すれば、溶鋼表面流速によりスラグが引っ張られる力が溶鋼張力より小さくなる状況を保つことを考え、溶鋼に対する攪拌動力密度Wを決定するようにしている。
On the other hand, when only considering the temperature of the molten steel to be uniform, stirring may be performed for a time calculated from the stirring power density W or longer, but if the stirring is excessive, the molten steel and the ladle Heat exchange with the inner wall becomes active, and heat is rapidly lost from the molten steel. Moreover, when stirring of molten steel becomes intense, the flow velocity on the surface of the molten steel increases, and slag floating on the surface of the molten steel is caught inside the molten steel, which may reduce the quality of the product.
Therefore, as a countermeasure for slag entrainment, the range in which the slag entrainment does not occur in the molten steel surface flow rate, in other words, the situation in which the force at which the slag is pulled by the molten steel surface flow rate is smaller than the molten steel tension is considered. To decide.

すなわち、本発明における課題解決のための技術的手段を、溶鋼攪拌時に溶鋼がその表面に存在するスラグを内部に巻き込まないようにするべく、前記攪拌動力密度Wを、式(3)を満たすように決定することとした。   That is, as a technical means for solving the problems in the present invention, the stirring power density W is set so as to satisfy the formula (3) so that the molten steel does not entrain slag existing on the surface when stirring the molten steel. We decided to decide.

Figure 0004357343
Figure 0004357343

なお、臨界流速Vcは式(4)で求められる。   Note that the critical flow velocity Vc is determined by equation (4).

Figure 0004357343
Figure 0004357343

この技術的手段によれば、溶鋼攪拌時であってもスラグの巻き込みが発生しないようになる。
なお、本発明の最も好ましい技術的手段は、取鍋内の溶鋼を連続鋳造装置のタンディッシュへ装入する前に、前記溶鋼の温度差が所定の範囲内となるよう取鍋内に気体を吹き込んで溶鋼を攪拌する溶鋼攪拌方法において、前記溶鋼の攪拌強度を攪拌動力密度で規定すると共に、この攪拌動力密度で気体の吹き込み時間を規定し、前記規定された攪拌強度で規定された吹き込み時間以上、取鍋の底部から気体吹き込みを行うものであり、前記温度差は上下方向の温度差であって、前記気体の吹き込み時間を攪拌動力密度をパラメータとして有する式(1)を満たすように決定するものである。なお、攪拌動力密度は、式(2)で定義される。
According to this technical means, slag is prevented from being caught even when the molten steel is stirred.
The most preferable technical means of the present invention is that before the molten steel in the ladle is charged into the tundish of the continuous casting apparatus, gas is introduced into the ladle so that the temperature difference of the molten steel is within a predetermined range. In the molten steel stirring method for blowing and stirring the molten steel, the stirring strength of the molten steel is specified by the stirring power density, the gas blowing time is specified by the stirring power density, and the blowing time specified by the specified stirring strength As described above, gas is blown from the bottom of the ladle, and the temperature difference is a temperature difference in the vertical direction, and the gas blowing time is determined so as to satisfy Equation (1) having the stirring power density as a parameter. To do. The stirring power density is defined by the formula (2).

本発明によれば、取鍋内の溶鋼の温度差を確実に解消することができるようになる。   According to the present invention, the temperature difference of the molten steel in the ladle can be reliably eliminated.

以下、本発明にかかる溶鋼攪拌方法を、連続鋳造装置に用いられている取鍋内の溶鋼攪拌に適用した場合を例示して説明する。図1には、前記取鍋3が配置された連続鋳造装置1の概略を示している。
連続鋳造装置1は、その上流側から、溶鋼2が蓄えられた取鍋3と、当該取鍋3を保持するレードルターレット4と、溶鋼2を一時的に蓄え鋳型5へ注入するタンディッシュ6と、鋳型5と、鋳型5から出たスラブ7を支えつつ移送する複数のサポートロール8とを有している。
Hereinafter, the case where the molten steel stirring method concerning this invention is applied to the molten steel stirring in the ladle used for the continuous casting apparatus is illustrated and demonstrated. In FIG. 1, the outline of the continuous casting apparatus 1 by which the said ladle 3 is arrange | positioned is shown.
The continuous casting apparatus 1 includes a ladle 3 in which the molten steel 2 is stored, a ladle turret 4 that holds the ladle 3, and a tundish 6 that temporarily stores the molten steel 2 and injects it into the mold 5. The mold 5 and a plurality of support rolls 8 that support and move the slab 7 that has come out of the mold 5 are provided.

転炉により成分調整された溶鋼2は、まず、前記取鍋3に移し替えられ、2次精錬を経て連続鋳造装置1へ移送される。
移送された取鍋3は、タンディッシュ6の上側且つ近傍に配置されたレードルターレット4上に載置される。レードルターレット4はスイングタワーとも呼ばれ、側面視T字型であって水平部9と垂直部10を有し、垂直部10の軸芯回りに回動自在となっている。前記水平部9の両端側には取鍋3が載置可能となっており、一方側に載置された取鍋3は、図2の如く、タンディッシュ6上方に位置し、取鍋3の底部に設けられた注湯ノズル11より溶鋼2がタンディッシュ6へ注湯されるようになる。
The molten steel 2 whose components have been adjusted by the converter is first transferred to the ladle 3 and transferred to the continuous casting apparatus 1 through secondary refining.
The transferred ladle 3 is placed on a ladle turret 4 disposed above and in the vicinity of the tundish 6. The ladle turret 4 is also called a swing tower, is T-shaped in a side view, has a horizontal portion 9 and a vertical portion 10, and is rotatable around the axis of the vertical portion 10. The ladle 3 can be placed on both ends of the horizontal portion 9, and the ladle 3 placed on one side is positioned above the tundish 6 as shown in FIG. The molten steel 2 is poured into the tundish 6 from the pouring nozzle 11 provided at the bottom.

前記溶鋼2の注湯が行われている間に、レードルターレット4の水平部9の他方側には、2次精錬(溶鋼処理)工程を経た溶鋼2が入っている取鍋3が運ばれてきて載置される。
注湯作業が行われている一方側の取鍋3が空になった際には、前記レードルターレット4は半回転し、溶鋼2が満たされている他方側の取鍋3が、タンディッシュ6上に配置されるようになる。空になった取鍋3は内壁を整備され(空鍋整理)、再度、転炉からの溶鋼2を受けるようになる。
While pouring the molten steel 2, the ladle 3 containing the molten steel 2 that has undergone the secondary refining (molten steel treatment) process is carried to the other side of the horizontal portion 9 of the ladle turret 4. Placed.
When the ladle 3 on one side where the pouring operation is performed becomes empty, the ladle turret 4 rotates halfway, and the ladle 3 on the other side filled with the molten steel 2 becomes the tundish 6. Will be placed on top. The empty ladle 3 is provided with an inner wall (empty pan arrangement) and receives the molten steel 2 from the converter again.

タンディッシュ6内の溶鋼2は、タンディッシュ6の底にある浸漬ノズル12によって流量をコントロールされつつ鋳型5に注入される。鋳型5では溶鋼2が冷却(1次冷却)され、その表面部のみが凝固した状態のスラブ7となって、鋳型下部から引き抜かれるようになる。
垂直方向に引き抜かれたスラブ7は、スラブ7の側面を支えるサポートロール8により保持されつつ徐々に水平方向に湾曲され、水平になったスラブ7は下流側に備えられたガス切断機13により所定長さのスラブ7鋳片に分割される。
The molten steel 2 in the tundish 6 is injected into the mold 5 while the flow rate is controlled by the immersion nozzle 12 at the bottom of the tundish 6. In the mold 5, the molten steel 2 is cooled (primary cooling), and only the surface portion thereof becomes a solidified slab 7, which is pulled out from the lower part of the mold.
The slab 7 pulled out in the vertical direction is gradually curved in the horizontal direction while being held by the support roll 8 that supports the side surface of the slab 7, and the horizontal slab 7 is predetermined by a gas cutter 13 provided on the downstream side. Divided into length slab 7 slabs.

サポートロール8間には、スラブ7の次冷却を行うべく冷却水(冷却材)を噴射するスプレーノズル14が複数配設されている。
図3に示すように、取鍋3の内側は耐火物15で覆われており、高温の溶鋼2に耐え得るようになっている。また、底部にはタンディッシュ6へ出鋼するための注湯ノズル11が設けられると共に、後述する気体吹き込み(ガスバブリング)のためのガス吹き込みノズル16が備えられている。このガス吹き込みノズル16の入口、すなわち取鍋3の底面にはバルブ等で構成されるガス供給装置17が設けられている。このガス供給装置17のバルブにガス供給管21やガスボンベが接続されて、攪拌用ガスが供給されるようになっている。
A plurality of spray nozzles 14 for injecting cooling water (coolant) are provided between the support rolls 8 to perform subsequent cooling of the slab 7.
As shown in FIG. 3, the inside of the ladle 3 is covered with a refractory 15 and can withstand the high-temperature molten steel 2. In addition, a pouring nozzle 11 for feeding steel to the tundish 6 is provided at the bottom, and a gas blowing nozzle 16 for gas blowing (gas bubbling) described later is provided. A gas supply device 17 composed of a valve or the like is provided at the inlet of the gas blowing nozzle 16, that is, at the bottom surface of the ladle 3. A gas supply pipe 21 and a gas cylinder are connected to the valve of the gas supply device 17 so that a stirring gas is supplied.

この取鍋3中には、温度が約1565℃程度の溶鋼2が蓄えられており、その表面にはスラグ18が浮遊している。
前記取鍋3内の溶鋼温度は、2次精錬終了時には、精錬作業に伴う強い攪拌により均一となっている。しかし、連続鋳造装置1へ運搬されるにあたり、時間の経過と共に、取鍋内側壁19からの放熱により、取鍋3の内側壁19近傍の溶鋼温度はいち早く降下し、溶鋼2内に熱対流が発生する。そのため、冷えた溶鋼2は取鍋3の底部に移動し、熱い溶鋼2は取鍋3の上部に上昇するようになる。つまり、2次精練の攪拌終了後に均一となった溶鋼温度は搬送中に上下方向でその差が拡大し、取鍋3内で溶鋼2の上部と底部とで温度勾配が生じる。
In the ladle 3, molten steel 2 having a temperature of about 1565 ° C. is stored, and slag 18 is floating on the surface thereof.
The molten steel temperature in the ladle 3 is uniform due to strong agitation accompanying the refining operation at the end of the secondary refining. However, as it is transported to the continuous casting apparatus 1, the molten steel temperature in the vicinity of the inner wall 19 of the ladle 3 quickly decreases due to heat radiation from the ladle inner wall 19 over time, and heat convection is generated in the molten steel 2. appear. Therefore, the molten molten steel 2 moves to the bottom of the ladle 3, and the hot molten steel 2 rises to the top of the ladle 3. That is, the difference in the temperature of the molten steel that has become uniform after the completion of the secondary smelting is increased in the vertical direction during conveyance, and a temperature gradient is generated between the top and bottom of the molten steel 2 in the ladle 3.

加えて、取鍋3の底部は、取鍋底壁20と内側壁19とにより放熱が進むため、溶鋼温度が他の部分よりいち早く低下する。
図4は、2次精錬終了時からの搬送時間Tmoveの経過に伴う溶鋼温度の推移をコンピュータ・シミュレーションした結果である。2次精錬直後は、溶鋼2の温度は上部、上下方向中央、底部(下部)においてすべて1580℃で同一であるものの、搬送時間Tmoveが20分(1200秒)経過した後には、取鍋3上部は1575℃、中部は1570℃、底部は1565℃となり、10℃近くも温度差が生じていることとなる。連続鋳造においては、かかる温度差を5℃以内にすることが好ましいとされている。図5は、この状況下にある取鍋3内の溶鋼2を等温線で示したものである。
In addition, since the heat radiation of the bottom portion of the ladle 3 is advanced by the ladle bottom wall 20 and the inner wall 19, the molten steel temperature is lowered faster than other portions.
FIG. 4 shows the result of computer simulation of the transition of the molten steel temperature with the passage of the transfer time T move from the end of the secondary refining. Immediately after the secondary refining, the temperature of the molten steel 2 is the same at 1580 ° C. at the top, the center in the vertical direction, and the bottom (lower), but after the transfer time T move has passed 20 minutes (1200 seconds), the ladle 3 The upper part is 1575 ° C., the middle part is 1570 ° C., the bottom part is 1565 ° C., and there is a temperature difference of nearly 10 ° C. In continuous casting, it is preferable that the temperature difference is within 5 ° C. FIG. 5 is an isotherm showing the molten steel 2 in the ladle 3 under this condition.

このように、上下方向で温度差を有する溶鋼2をタンディッシュ6へ出鋼すると、まず、底部にある低い温度の溶鋼2が排出され、その後、取鍋3中央〜上部にあった高温の溶鋼2が出され、最終時には、溶鋼2量が少なくなって冷却が進んだ低温の溶鋼2が排出される。
出鋼温度が不規則に時間変化すると、連続鋳造装置1の鋳型5への鋳込み温度が安定せず、鋳造欠陥や操業トラブルの原因となる。また鍋底部の低い温度の溶鋼2は凝固して溶鋼排出を困難とする。
Thus, when the molten steel 2 having a temperature difference in the vertical direction is discharged to the tundish 6, first, the low-temperature molten steel 2 at the bottom is discharged, and then the high-temperature molten steel at the center to the top of the ladle 3 is discharged. In the final stage, the amount of molten steel 2 is reduced, and the low-temperature molten steel 2 that has been cooled is discharged.
If the steel output temperature changes irregularly over time, the casting temperature of the continuous casting apparatus 1 into the mold 5 is not stable, which causes casting defects and operational troubles. Moreover, the low temperature molten steel 2 at the bottom of the pan is solidified to make it difficult to discharge the molten steel.

上述のような不都合を回避するために、本実施形態では、図3の如く、取鍋3底部のガス吹き込みノズル16から溶鋼2に対して不活性ガス等の気体を吹き込むようにし、溶鋼2を強制対流させて、その温度差を5℃以内に解消するようにしている。
不活性ガスをどれくらいの強度で、どれくらいの時間、吹き込むようにするかは非常に重要な事柄であって、本実施形態の場合は、取鍋3内の溶鋼2を連続鋳造装置1のタンディッシュ6へ装入する前に、前記溶鋼2の温度差が所定の範囲内となるよう取鍋3内に気体を吹き込んで溶鋼2を攪拌する溶鋼攪拌方法において、前記溶鋼2の攪拌強度を攪拌動力密度Wで規定すると共に、この攪拌動力密度Wで気体の吹き込み時間Tを規定し、前記規定された攪拌強度で規定された吹き込み時間T以上、取鍋3の底部から気体吹き込みを行うようにしている。
In order to avoid the inconvenience as described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a gas such as an inert gas is blown into the molten steel 2 from the gas blowing nozzle 16 at the bottom of the ladle 3. Forced convection is used to eliminate the temperature difference within 5 ° C.
How strong and how long the inert gas is blown is a very important matter. In this embodiment, the molten steel 2 in the ladle 3 is tundished in the continuous casting apparatus 1. In the molten steel stirring method in which gas is blown into the ladle 3 to stir the molten steel 2 before charging the molten steel 2 within a predetermined range, the stirring strength of the molten steel 2 is determined as the stirring power. The gas is blown from the bottom of the ladle 3 over the blowing time T specified by the specified stirring strength, while the gas blowing time T is specified by the stirring power density W. Yes.

温度差を5℃以内とするための気体吹き込み時間Tに関しては、攪拌動力密度Wをパラメータとして有する式(1)を満たすように決定している。   The gas blowing time T for setting the temperature difference within 5 ° C. is determined so as to satisfy the formula (1) having the stirring power density W as a parameter.

Figure 0004357343
Figure 0004357343

式(1)は、本願出願人が様々な実験を重ねることで、導き出したものであって、溶鋼温度の差の目標値Δtを5℃以内にするために必要とされる攪拌時間Tは、搬送時間Tmoveが長時間になるほど長くなり、攪拌動力密度Wすなわち攪拌強度が強く、温度差の目標値Δtが大きいほど攪拌時間Tは短いものとなっている。
なお、前記攪拌動力密度Wは、例えば、「第4版 鉄鋼便覧(CD−ROM)、(社)日本鉄鋼協会、平成14年7月」に示されているように、式(2)で定義される。
The formula (1) is derived by the applicant of the present invention through various experiments, and the stirring time T required for setting the target value Δt of the difference in molten steel temperature within 5 ° C. is: The longer the transport time T move is, the longer the stirring time, the higher the stirring power density W, that is, the stirring strength, and the shorter the temperature difference target value Δt, the shorter the stirring time T.
The agitation power density W is defined by the formula (2) as shown in, for example, “4th Edition Steel Handbook (CD-ROM), Japan Iron and Steel Institute, July 2002”. Is done.

Figure 0004357343
Figure 0004357343

すなわち、攪拌動力密度Wは、吹き込み気体流量Q等により決定されるものであって、かかる流量Qは、ガス供給装置17やそれに連結するコンプレッサの性能に依存するものとなっている。
以上の条件式をいくつかの条件の下で計算した結果を条件のものを、図6に示している。
図6は、溶鋼に加える攪拌動力密度Wに対する、溶鋼温度差を5℃以内にするために必要な攪拌時間Tを示しているものであって、実線で示される曲線は、取鍋3の搬送時間Tmoveが60分のものを示しており、一点鎖線は30分。破線は90分を示している。
That is, the stirring power density W is determined by the blown gas flow rate Q and the like, and the flow rate Q depends on the performance of the gas supply device 17 and the compressor connected thereto.
FIG. 6 shows the results obtained by calculating the above conditional expressions under some conditions.
FIG. 6 shows the stirring time T required to make the molten steel temperature difference within 5 ° C. with respect to the stirring power density W applied to the molten steel. The curve shown by the solid line is the conveyance of the ladle 3. The time T move is 60 minutes, and the alternate long and short dash line is 30 minutes. The broken line indicates 90 minutes.

例えば、攪拌動力密度Wを4(Watt/ton)とした場合、搬送時間Tmoveが30分であれば、攪拌時間Tは約80秒以上であればよく、搬送時間Tmoveが60分であれば、Tは約105秒以上、搬送時間Tmoveが90分であれば、Tは約125秒以上である。前記攪拌時間T以上、溶鋼2にガスバブリングを行うことにより、溶鋼2内の温度差が5℃以内に収まるようになる。
ところが、図6には、攪拌動力密度Wが0〜12(Watt/ton)の範囲における攪拌時間Tが示されているが、この範囲内のいかなる攪拌動力密度Wの値を溶鋼2に対して与えたらよいかを規定するものとはなっていない。
For example, when the stirring power density W is 4 (Watt / ton), if the transport time T move is 30 minutes, the stirring time T may be about 80 seconds or more, and the transport time T move is 60 minutes. For example, if T is about 105 seconds or longer and the transport time T move is 90 minutes, T is about 125 seconds or longer. By performing gas bubbling on the molten steel 2 for the stirring time T or longer, the temperature difference in the molten steel 2 is kept within 5 ° C.
However, FIG. 6 shows the stirring time T when the stirring power density W is in the range of 0 to 12 (Watt / ton). The value of any stirring power density W within this range is set to the molten steel 2. It does not prescribe what should be given.

そこで、本実施形態においては、溶鋼2攪拌時に溶鋼2がその表面に存在するスラグ18を内部に巻き込まないようにするべく、前記攪拌動力密度Wを、式(3)を満たすように決定している。   Therefore, in the present embodiment, the stirring power density W is determined so as to satisfy the formula (3) so that the molten steel 2 does not entrain the slag 18 existing on the surface thereof when stirring the molten steel 2. Yes.

Figure 0004357343
Figure 0004357343

前記Vcは式(4)で求められる。   Said Vc is calculated | required by Formula (4).

Figure 0004357343
Figure 0004357343

すなわち、溶鋼2の攪拌が強すぎる場合には、溶鋼温度が均一になるものの、溶鋼表面に浮遊するスラグ18の巻き込み、スラグ18と溶鋼2の反応による再酸化や溶鋼成分変化などが発生し、溶鋼2の品質が悪化する。逆に、スラグ巻き込みなどの汚染を防ぐために、攪拌を弱くした場合には溶鋼温度の上下差が十分に解消されない。
そこで、スラグ巻き込み対策として、溶鋼2の表面流速をスラグ巻き込みが起こらない範囲、換言すれば、溶鋼表面流速によりスラグ18が引っ張られる力が溶鋼張力より小さくなる状況を保つことを考えた。
That is, when stirring of the molten steel 2 is too strong, the molten steel temperature becomes uniform, but entrainment of the slag 18 floating on the surface of the molten steel, reoxidation due to the reaction between the slag 18 and the molten steel 2, changes in the molten steel components, etc. occur. The quality of the molten steel 2 deteriorates. On the other hand, when stirring is weakened to prevent contamination such as slag entrainment, the difference in temperature of the molten steel is not sufficiently eliminated.
Therefore, as a countermeasure for slag entrainment, the inventors considered that the surface flow velocity of the molten steel 2 is maintained in a range where slag entrainment does not occur, in other words, the state in which the force by which the slag 18 is pulled by the molten steel surface flow velocity is smaller than the molten steel tension.

詳しくは、本実施形態で使用した取鍋3(直径約4m、高さ約3.8m)において、その中の溶鋼2に加えられる攪拌動力密度W(Watt/ton)と、表面流速V(m/s)との関係を導き出すようにした。その関係は式(5)で表され、図7の実線のようなグラフとなる。   Specifically, in the ladle 3 (diameter: about 4 m, height: about 3.8 m) used in this embodiment, the stirring power density W (Watt / ton) applied to the molten steel 2 therein and the surface flow velocity V (m / S). The relationship is expressed by the equation (5) and becomes a graph like the solid line in FIG.

Figure 0004357343
Figure 0004357343

一方、スラグ18巻き込みが起こらない臨界流速Vcは、「溶鋼表面流速によりスラグ18が引っ張られる力=溶鋼2の表面張力」と考えることにより、式(4)となって、図7においては、一点鎖線で表されるような直線となる。
かかる臨界流速Vcが、式(3)の如く、溶鋼表面流速以下となるような攪拌動力密度Wを溶鋼2に与えると、スラグ巻き込みが確実に防止できる。図7では、A線以下すなわちW≦5(Watt/ton)である。
On the other hand, the critical flow velocity Vc at which the slag 18 is not entrained is expressed by Equation (4) by considering that “the force by which the slag 18 is pulled by the molten steel surface flow velocity = the surface tension of the molten steel 2”. It becomes a straight line as represented by a chain line.
When the stirring power density W is applied to the molten steel 2 such that the critical flow velocity Vc is equal to or lower than the molten steel surface flow velocity as in the formula (3), slag entrainment can be reliably prevented. In FIG. 7, it is below the A line, that is, W ≦ 5 (Watt / ton).

以上述べた、「温度均一化を図るために必要な攪拌時間」と、「スラグを巻き込まない攪拌動力密度」との考え方を組み合わせたものが、図8に示されており、実際の取鍋3に適用できる攪拌動力密度W及び攪拌時間Tは、図8の斜線で示される範囲となっている。かかる範囲内の攪拌動力密度Wと攪拌時間Tとを用いて、レードルターレット4上で溶鋼2の攪拌を行なうと、スラグ18の巻き込みを防ぎつつ、確実な溶鋼温度の均一化を行うことが可能となる。
図9は、搬送時間Tmoveが20分の溶鋼2(図4の右端側)に対して、上記条件を満たすガスバブリングを行った状況を示したものであって、コンピュータ・シミュレーションによる結果である。攪拌時間Tが約100秒を越えたあたりから溶鋼2の温度差が5℃以内となり、温度均一化が図れるようになることがわかる。
A combination of the above-described concepts of “stirring time necessary for achieving uniform temperature” and “stirring power density not involving slag” is shown in FIG. The stirring power density W and the stirring time T that can be applied to are in the range indicated by the oblique lines in FIG. When the molten steel 2 is agitated on the ladle turret 4 using the agitation power density W and the agitation time T within such a range, it is possible to reliably make the molten steel temperature uniform while preventing the slag 18 from being caught. It becomes.
FIG. 9 shows a state in which gas bubbling satisfying the above conditions is performed on molten steel 2 (the right end side in FIG. 4) having a transfer time T move of 20 minutes, and is a result of computer simulation. . It can be seen that when the stirring time T exceeds about 100 seconds, the temperature difference of the molten steel 2 is within 5 ° C., and the temperature can be made uniform.

図10は、図5に対して同バブリングを行った際のコンピュータ・シミュレーション結果であって、溶鋼2の温度が全体に亘って均一となっていることが明らかである。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
すなわち、本発明では、溶鋼表面上のスラグ18を巻き込まないような攪拌動力密度Wを規定する技術的思想と、溶鋼2の上下方向温度差を所定範囲内に押さえるような攪拌時間Tを求める技術的思想とを開示し、最良の実施形態においては、その両者を用いた溶鋼攪拌方法を例示している。しかしながら、それぞれの技術は単独に用いることも可能である。
FIG. 10 is a computer simulation result when the bubbling is performed with respect to FIG. 5, and it is clear that the temperature of the molten steel 2 is uniform throughout.
The present invention is not limited to the above embodiment.
That is, in the present invention, a technical idea for defining the stirring power density W so as not to entrain the slag 18 on the surface of the molten steel, and a technique for obtaining the stirring time T for keeping the temperature difference in the vertical direction of the molten steel 2 within a predetermined range. In the best embodiment, a molten steel stirring method using both is disclosed. However, each technique can be used alone.

本発明にかかる溶鋼攪拌方法は、製鋼過程における連続鋳造装置1の取鍋3以外、例えば、2次精錬中の取鍋や混銑車にも採用可能である。   The molten steel stirring method according to the present invention can be applied to, for example, a ladle or a kneading vehicle during secondary refining other than the ladle 3 of the continuous casting apparatus 1 in the steelmaking process.

連続鋳造装置の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of a continuous casting apparatus. 転炉〜連続鋳造装置間における取鍋の移動状況を示す図である。It is a figure which shows the movement condition of the ladle between a converter and a continuous casting apparatus. 取鍋の断面正面図である。It is a cross-sectional front view of a ladle. 搬送中の溶鋼温度の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the molten steel temperature in conveyance. 搬送20分後の溶鋼温度の空間分布を示す図である。It is a figure which shows the spatial distribution of the molten steel temperature 20 minutes after conveyance. 攪拌動力密度と攪拌時間との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between stirring power density and stirring time. スラグを巻き込まないような攪拌動力密度の範囲を示した図である。It is the figure which showed the range of the stirring power density which does not involve slag. スラグを巻き込まず且つ温度均一化を図れる攪拌時間の範囲を示した図である。It is the figure which showed the range of the stirring time which can aim at temperature uniformity without entraining slag. 適正な攪拌時間で溶鋼攪拌を行った際の溶鋼温度の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the molten steel temperature at the time of performing molten steel stirring with appropriate stirring time. 適正な攪拌時間で溶鋼攪拌を行った後の溶鋼温度の空間分布変化を示す図である。It is a figure which shows the spatial distribution change of the molten steel temperature after performing molten steel stirring with appropriate stirring time.

符号の説明Explanation of symbols

1 連続鋳造装置
2 溶鋼
3 取鍋
6 タンディッシュ
18 スラグ
1 Continuous casting equipment 2 Molten steel 3 Ladle 6 Tundish 18 Slag

Claims (2)

取鍋(3)内の溶鋼(2)を連続鋳造装置(1)のタンディッシュ(6)へ装入する前に、前記溶鋼(2)の温度差が所定の範囲内となるよう取鍋(3)内に気体を吹き込んで溶鋼(2)を攪拌する溶鋼攪拌方法において、
前記溶鋼(2)の攪拌強度を攪拌動力密度(W)で規定すると共に、この攪拌動力密度(W)で気体の吹き込み時間(T)を規定し、前記規定された攪拌強度で規定された吹き込み時間(T)以上、取鍋(3)の底部から気体吹き込みを行うものであり、
前記温度差は上下方向の温度差であって、
前記気体の吹き込み時間(T)を攪拌動力密度(W)をパラメータとして有する式(1)を満たすように決定することを特徴とする溶鋼攪拌方法。
Figure 0004357343
なお、攪拌動力密度(W)は、式(2)で定義される。
Figure 0004357343
Before the molten steel (2) in the ladle (3) is charged into the tundish (6) of the continuous casting apparatus (1), the ladle (2) is adjusted so that the temperature difference of the molten steel (2) is within a predetermined range. 3) In the molten steel stirring method in which gas is blown into the molten steel (2) to stir,
The stirring strength of the molten steel (2) is defined by the stirring power density (W), the gas blowing time (T) is defined by the stirring power density (W), and the blowing specified by the specified stirring strength is performed. For a time (T) or more, gas is blown from the bottom of the ladle (3) .
The temperature difference is a temperature difference in the vertical direction,
The molten steel stirring method, wherein the gas blowing time (T) is determined so as to satisfy Formula (1) having a stirring power density (W) as a parameter .
Figure 0004357343
The stirring power density (W) is defined by equation (2).
Figure 0004357343
溶鋼攪拌時に溶鋼(2)がその表面に存在するスラグ(18)を内部に巻き込まないようにすべく、前記攪拌動力密度(W)を、式(3)を満たすように決定することを特徴とする請求項1に記載の溶鋼攪拌方法。
Figure 0004357343
なお、臨界流速(Vc)は式(4)で求められる。
Figure 0004357343
The stirring power density (W) is determined so as to satisfy the formula (3) so that the molten steel (2) does not entrain the slag (18) existing on the surface thereof during stirring of the molten steel. The molten steel stirring method according to claim 1.
Figure 0004357343
Note that the critical flow velocity (Vc) is determined by equation (4).
Figure 0004357343
JP2004117137A 2004-04-12 2004-04-12 Molten steel stirring method Expired - Fee Related JP4357343B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004117137A JP4357343B2 (en) 2004-04-12 2004-04-12 Molten steel stirring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004117137A JP4357343B2 (en) 2004-04-12 2004-04-12 Molten steel stirring method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005297004A JP2005297004A (en) 2005-10-27
JP4357343B2 true JP4357343B2 (en) 2009-11-04

Family

ID=35329184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004117137A Expired - Fee Related JP4357343B2 (en) 2004-04-12 2004-04-12 Molten steel stirring method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4357343B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111107953A (en) * 2017-08-08 2020-05-05 株式会社Posco Casting apparatus and casting method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106270421A (en) * 2015-05-28 2017-01-04 鞍钢股份有限公司 Method for improving cleanliness of secondary cast head billet of aluminum killed steel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111107953A (en) * 2017-08-08 2020-05-05 株式会社Posco Casting apparatus and casting method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005297004A (en) 2005-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007224367A (en) Method for producing high-nitrogen steel
JP4357343B2 (en) Molten steel stirring method
JP2011224649A (en) Continuous casting method of steel
JP5453751B2 (en) Ladle for refining molten steel and method for refining molten steel
JP5014876B2 (en) Secondary refining method of low-sulfur steel to suppress sulfurization phenomenon in vacuum degassing process
JP5312090B2 (en) Reducing the amount of steel remaining in the ladle
JP4725244B2 (en) Ladle for continuous casting and method for producing slab
JP2005103552A (en) Continuous casting method
JP2005211936A (en) Method for continuously casting steel slab
KR101066580B1 (en) Apparatus for continuous casting
JP2009293109A (en) Method for preventing occurrence of dust in returning operation for remained molten metal
JP3374761B2 (en) Continuous cast slab, continuous casting method thereof, and method of manufacturing thick steel plate
WO2020158465A1 (en) Method for controlling sliding nozzle device, and method for manufacturing slab
JP5361212B2 (en) Method of pouring molten steel into tundish
JP7364893B2 (en) Method of supplying molten steel
Dutta et al. Continuous casting (concast)
JP5774419B2 (en) Continuous casting equipment for slabs made of titanium or titanium alloy
JPH09276996A (en) Method for preventing surface oxidation (deckel) at the time of starting reused tundish
KR20180040587A (en) Channel type induction furnace
KR100327288B1 (en) Plant and method of adjusting the composition of molten metal such as steel
JP2010089153A (en) Tundish for continuous casting and method for continuous casting
JP3494132B2 (en) Continuous casting method of aluminum killed steel
JPH10193056A (en) Method for removing inclusion in continuous casting tundish
JP3655512B2 (en) Blowing acid heating method for medium and high carbon steel
RU2410189C1 (en) Method of teeming

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090507

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090612

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090804

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090804

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130814

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees