JP4998705B2 - Steel continuous casting method - Google Patents
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Description
本発明は、溶鋼を通すための開口部を有する堰が配置されたタンディッシュを用い、前記開口部を適正に配置することによって、酸化物系非金属介在物の少ない鋳片を製造することのできる鋼の連続鋳造方法に関するものである。 The present invention uses a tundish in which a weir having an opening for passing molten steel is disposed, and appropriately arranges the opening, thereby producing a slab with less oxide-based nonmetallic inclusions. The present invention relates to a continuous casting method for steel.
鋼の連続鋳造では、取鍋内の溶鋼を、取鍋底部に設置したロングノズル(「注入ノズル」ともいう)を通してタンディッシュに供給しながら、タンディッシュ内に所定量の溶鋼が滞在した状態で、タンディッシュ内の溶鋼を、タンディッシュ底部に設置した溶鋼流出孔を通して各鋳型に分配・注入し、鋳片を製造している。溶鋼中には脱酸生成物を起源とするアルミナなどの酸化物系非金属介在物(以下「介在物」と記す)が懸濁しており、溶鋼が凝固する際に介在物が凝固層の中に取り込まれてしまうと、軸受鋼や薄鋼板などの最終製品において介在物性の欠陥を引き起こす。そのため、タンディッシュには、介在物を浮上分離させる機能も求められている。 In continuous casting of steel, while supplying the molten steel in the ladle to the tundish through a long nozzle (also called “injection nozzle”) installed at the bottom of the ladle, a predetermined amount of molten steel stays in the tundish. The molten steel in the tundish is distributed and injected into each mold through molten steel outflow holes installed at the bottom of the tundish to produce slabs. In the molten steel, oxide-based non-metallic inclusions such as alumina originating from the deoxidation product (hereinafter referred to as “inclusions”) are suspended, and the inclusions are contained in the solidified layer when the molten steel solidifies. If it is taken in, it causes defects in inclusion physical properties in the final product such as bearing steel and thin steel plate. Therefore, the tundish is also required to have a function of floating and separating inclusions.
タンディッシュ内で介在物を浮上・分離させるために、開口部を有する堰をタンディッシュ内に設置し、この堰によってタンディッシュ内の溶鋼流動を改善する方法が従来から行われている。これは、堰を用いることにより、取鍋からの溶鋼注入点から溶鋼流出孔に向かって直線的に流れる、いわゆる短絡流が解消されて、溶鋼のタンディッシュ内における滞留時間が増加し、介在物の浮上時間が長くなるからである。 In order to float and separate inclusions in the tundish, a method for improving the flow of molten steel in the tundish by installing a weir having an opening in the tundish has been conventionally performed. By using the weir, the so-called short-circuit flow that flows linearly from the molten steel injection point from the ladle toward the molten steel outflow hole is eliminated, and the residence time in the tundish of the molten steel increases, and inclusions This is because the ascent time of the is increased.
タンディッシュに堰を設置することの基本的な目的は、短絡流を防止して溶鋼のタンディッシュ内における滞留時間を増加させることであるが、その具体的な方法は様々であり、従って、タンディッシュに堰を設置するに当たり様々な方法が提案されている。 The basic purpose of installing a weir in the tundish is to prevent short circuit flow and increase the residence time of the molten steel in the tundish, but the specific methods vary, and therefore Various methods have been proposed for installing a weir in a dish.
例えば、特許文献1には、取鍋からの溶鋼注入点と鋳型への溶鋼流出孔との間に複数の堰を配置し、それら複数の堰のうちの少なくとも2枚の隣り合う堰の一方は、溶鋼浴の高さ方向の上部の片側の側壁方向のみ溶鋼が流通可能な開口部を有し、他方の堰は、溶鋼浴の高さ方向の下部の前記開口部と反対側の側壁方向のみ開口部を有する連続鋳造用タンディッシュが提案されている。 For example, in Patent Document 1, a plurality of weirs are arranged between a molten steel injection point from a ladle and a molten steel outflow hole to a mold, and one of at least two adjacent weirs among the plurality of weirs is The molten steel bath has an opening through which the molten steel can flow only in the side wall direction on the upper side in the height direction of the molten steel bath, and the other weir is only in the side wall direction on the side opposite to the opening in the lower portion in the height direction of the molten steel bath. A continuous casting tundish having an opening has been proposed.
特許文献2には、取鍋からの溶鋼注入点と鋳型への溶鋼流出孔との間に少なくとも2個の堰を配置し、第1の堰はタンディッシュ内溶鋼浴の一方の側壁側であって且つ溶鋼浴の上方部の溶鋼流を遮断することができ、第2の堰はタンディッシュ内溶鋼浴の他方の側壁側であって且つ溶鋼浴の上方部の溶鋼流を遮断することができ、第1、第2の堰何れも遮断した側とは反対側の側壁側は溶鋼が流通することができ、堰の下方側も溶鋼が流通することができるようにした連続鋳造用タンディッシュが提案されている。
In
また、特許文献3には、タンディッシュを、取鍋からの溶鋼受容槽と、鋳型への溶鋼供給槽と、溶鋼受容槽及び溶鋼供給槽を接続する溶鋼流通路と、の3つに分割し、溶鋼流通路を流通する溶鋼に回転磁界を印加することにより溶鋼中の介在物を凝集肥大化させて、浮上分離を促進させる方法が提案されている。
しかしながら上記従来技術には以下の問題点がある。 However, the above prior art has the following problems.
即ち、特許文献1は、隣り合う堰における開口部の位置をそれぞれ反対側として溶鋼の滞留時間を確保し、介在物の鋳型への流出を防止する方法であるが、溶鋼注入点と溶鋼流出孔との間に堰を2つ以上配置する必要があり、しかも堰は消耗品であることから、堰用の耐火物コストが高くなるという問題点がある。特許文献2も、タンディッシュ内における溶鋼の流路を長くすることによって溶鋼の滞留時間を確保し、介在物の鋳型への流出を防止する方法であるが、特許文献1と同様に、溶鋼注入点と溶鋼流出孔との間に堰を2つ以上配置する必要があり、耐火物コストが高くなるという問題点がある。また、開口部の断面積によって堰を通過した後の溶鋼の流速は決定されることから、開口部の断面積を小さくし過ぎると、溶鋼の流速が速くなりすぎ、却って介在物の低減効果が低下することがあるが、特許文献1及び特許文献2はこの点について何ら提案しておらず、却って介在物を増加させる恐れもある。
That is, Patent Document 1 is a method of ensuring the residence time of molten steel by setting the positions of the openings in adjacent weirs to the opposite sides and preventing the inclusions from flowing out into the mold. It is necessary to arrange two or more weirs between them, and since the weirs are consumables, there is a problem that the refractory cost for the weirs increases.
特許文献3は、回転磁界を用いて溶鋼に攪拌力を与え、凝集による介在物浮上促進を狙ったものであるが、従来のタンディッシュに比べて大きく形状が異なるため、現状のタンディッシュから改造するには大掛かりの改造が必要であるという基本的な問題点がある。
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、溶鋼を通すための開口部を有する堰が配置されたタンディッシュを用いて溶鋼を連続鋳造するに当たり、前記開口部を適正な位置に配置するとともに、鋳造量に応じた適正な大きさとすることによって、介在物の少ない鋳片を安定して鋳造することのできる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 its object is to continuously cast the molten steel using a tundish in which a weir having an opening for passing molten steel is disposed. It is to provide a continuous casting method of steel that can stably cast a slab with few inclusions by arranging at an appropriate position and having an appropriate size according to the casting amount.
上記課題を解決するための第1の発明に係る鋼の連続鋳造方法は、取鍋からの溶鋼注入点と鋳型への溶鋼流出孔との間に、溶鋼を通すための開口部を有する堰が配置されたタンディッシュであって、水平方向の辺の長さが鉛直方向の辺の長さの3倍以上となる長方形状の前記開口部の上端がタンディッシュ内溶鋼湯面より低いタンディッシュを用いて、前記タンディッシュ内溶鋼にフラックスを添加して前記溶鋼湯面上にフラックス層を形成させつつ溶鋼を連続鋳造するに際し、タンディッシュ底面から前記開口部の下端位置までの高さを、タンディッシュ底からタンディッシュ内溶鋼湯面までの高さの60%以上とするとともに、前記開口部の断面積をS(m2 )とし、当該開口部を通過する1秒間当たりの溶鋼の体積をT(m3/sec)としたときに、前記開口部を通過する溶鋼流れが前記フラックス層に接触しつつ前記フラックスを巻き込まないように、断面積Sと体積Tとが下記の(1)式の関係を満足するようにして連続鋳造することを特徴とするものである。 In the continuous casting method for steel according to the first invention for solving the above-described problem, a weir having an opening for passing molten steel is provided between a molten steel injection point from a ladle and a molten steel outflow hole to a mold. A tundish arranged in a tundish whose upper end of the rectangular opening whose horizontal side length is three times or more of the vertical side length is lower than the molten steel surface in the tundish When the molten steel is continuously cast while adding a flux to the molten steel in the tundish to form a flux layer on the molten steel surface, the height from the bottom surface of the tundish to the lower end position of the opening is set to The height from the dish bottom to the molten steel surface in the tundish is 60% or more, the sectional area of the opening is S (m 2 ), and the volume of molten steel per second passing through the opening is T (m 3 / sec When a, as molten steel flow through the opening is not caught the flux while in contact with the flux layer, and the sectional area S and volume T so as to satisfy the relation (1) below It is characterized by continuous casting.
第2の発明に係る鋼の連続鋳造方法は、第1の発明において、前記開口部は1つのみ設置されていることを特徴とするものである。 Continuous casting method of steel according to the second invention, in the first invention, the opening is characterized in that it is installed only one.
本発明によれば、タンディッシュ底面から堰開口部の下端位置までの高さを、タンディッシュ内溶鋼湯面高さの60%以上としているので、堰の開口部を通過した溶鋼はタンディッシュ内の溶鋼湯面近傍を流れた後に溶鋼流出孔に向かい、これによって溶鋼中に懸濁した介在物の浮上・分離が促進され、介在物はタンディッシュ内の溶鋼湯面上に存在するフラックス中に吸収される。この場合に、溶鋼流速が速すぎるとフラックスが溶鋼流によって巻き込まれ、却って介在物が増加することが発生するが、本発明では、上記(1)式を満足させて鋳造する、換言すれば、開口部からの溶鋼流速を0.35m/sec以下としているので、溶鋼湯面上に存在するフラックスの巻き込みもなく、介在物の少ない清浄性の高い鋳片を安定して製造することができ、工業上有益な効果がもたらされる。 According to the present invention, since the height from the bottom surface of the tundish to the lower end position of the weir opening is 60% or more of the molten steel surface height in the tundish, the molten steel that has passed through the opening of the weir is in the tundish. After flowing in the vicinity of the molten steel surface, it moves to the molten steel outflow hole, which promotes the floating and separation of inclusions suspended in the molten steel, and the inclusions are contained in the flux present on the molten steel surface in the tundish. Absorbed. In this case, if the molten steel flow rate is too high, the flux is engulfed by the molten steel flow, and on the contrary, the inclusions increase. However, in the present invention, the above-described equation (1) is satisfied for casting, Since the molten steel flow velocity from the opening is 0.35 m / sec or less, there is no entrainment of flux existing on the surface of the molten steel, and it is possible to stably produce a highly clean slab with few inclusions, 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1は、本発明を適用した連続鋳造設備の概略側断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic sectional side view of a continuous casting facility to which the present invention is applied.
図1において、水平方向の4箇所にそれぞれ独立して設けられた水冷構造の鋳型3の上方所定位置に、タンディッシュ2が配置され、このタンディッシュ2の上方所定位置に、溶鋼12を収容した取鍋1が配置されている。取鍋1の底部には、取鍋1からタンディッシュ2へ注入される溶鋼量を調整するためのスライディングノズル4が配置され、このスライディングノズル4の下面に、溶鋼12を空気から遮断するためのロングノズル5が配置されており、ロングノズル5を介してタンディッシュ2の溶鋼注入点6に向けて溶鋼12が注入されるようになっている。また、タンディッシュ2の底部には、それぞれの鋳型3に溶鋼12を流出するための溶鋼流出孔11が配置されており、更に、この溶鋼流出孔11の下面に、スライディングノズル9及び浸漬ノズル10が配置されており、タンディッシュ内の溶鋼12は、溶鋼流出孔11、スライディングノズル9及び浸漬ノズル10を通って鋳型3に注入されるようになっている。スライディングノズル9は、タンディッシュ2から鋳型3への溶鋼流量を調整するための装置である。
In FIG. 1, a tundish 2 is disposed at a predetermined position above a water-cooled
本発明では、図1に示すように、取鍋1からの溶鋼注入点6と鋳型3への溶鋼流出孔11との間に、溶鋼12を通すための開口部8を有する堰7が設置されたタンディッシュ2を用いる。堰7は、溶鋼注入点6と溶鋼流出孔11との間に1つのみ設置すれば十分であり、2つ以上は必要としない。
In the present invention, as shown in FIG. 1, a
そして、タンディッシュ2の底面から開口部8の下端部までの高さをH、タンディッシュ2の底面からタンディッシュ内の溶鋼湯面14までの高さをH0 としたときに、H/H0 が0.6以上を確保するように、開口部8を設置する。ここで、高さH0は、定常鋳造中の溶鋼湯面14を基準とする。また、堰7を通過した以降、溶鋼流出孔11に向かってタンディッシュ2の底面が傾斜している、つまり徐々に溶鋼深さが深くなっているタンディッシュもあるが、高さH0は、堰7の開口部8を通過した直後の位置における測定値とする。また、鋳造終了時点にタンディッシュ2に残留する溶鋼量を少なくするために、溶鋼注入点6を含む、一対の堰7,7で囲まれた範囲がそれ以外の部位の底面に比べて高くなっているタンディッシュもあるが、高さHは、高さH0と同様に、開口部8を通過した直後の位置における測定値とする。
When the height from the bottom surface of the tundish 2 to the lower end of the
尚、本発明において、H/H0 を0.6以上とする理由は以下のとおりである。即ち、タンディッシュ底面から開口部8の下端までの高さHを種々変更して流動解析した結果、H/H0を0.6以上とすると、開口部8を通過した溶鋼12に懸濁している介在物のおよそ80%が溶鋼湯面14まで浮上し、溶鋼湯面14の上に添加した介在物吸収用のフラックス15に吸収され、除去できることが確認できたからである。H/H0が0.5以下では介在物の浮上分離の効果が少ない。
In the present invention, the reason why H / H 0 is set to 0.6 or more is as follows. That is, as a result of various flow analyzes of the height H from the bottom surface of the tundish to the lower end of the
そして更に、開口部8の断面積をS(m2 )とし、開口部8を通過する1秒間当たりの溶鋼12の体積をT(m3 /sec)としたときに、断面積Sと体積Tとの関係が下記の(1)式の関係を満足するように、即ち、開口部8から流れ出る溶鋼12の流速が0.35m/sec以下となるように、断面積S及び体積Tの何れか一方または双方を調整する。通常は、予定される溶鋼12の1秒間当たりの体積Tつまり溶鋼12の鋳造量に応じて、(1)式を満足するように開口部8の断面積Sを設定する。本発明者等は、溶鋼流速を種々変更した試験結果から、溶鋼12の流速が0.35m/sec以下であるならば、溶鋼湯面14の上に添加した介在物吸収用のフラックス15の巻き込みが発生しないことを確認している。
Furthermore, when the sectional area of the
この場合に、開口部8を1つの堰7に対して1つのみ配置し、そして、開口部8の形状を、鉛直方向の辺よりも水平方向の辺の方が長い長方形とすること、更に、水平方向の辺の長さが鉛直方向の辺の長さの3倍以上である長方形とすることが好ましい。これは、開口部8の形状を横に広い長方形とすることにより、開口部8を通過した溶鋼12がタンディッシュ2の幅方向全体に流れ、タンディッシュ2の溶鋼湯面14の上に添加した介在物吸収用のフラックス15と接触する頻度が高くなり、溶鋼12に懸濁した介在物の浮上分離が促進されるからである。
In this case, only one
尚、図1では鋳型3よりも下流側の装置を省略しているが、鋳型3の直下にはガイドロールやピンチロールなどの鋳片支持ロールが設置され、この鋳片支持ロールの設置範囲には、二次冷却帯が配置されている。
In FIG. 1, an apparatus downstream from the
このように構成される連続鋳造設備を用い、以下のようにして本発明の連続鋳造方法を実施する。 The continuous casting method of this invention is implemented as follows using the continuous casting equipment comprised in this way.
転炉または電気炉などの一次精錬炉またはRH真空脱ガス装置などの二次精錬炉で溶製された溶鋼12を、ロングノズル5を介して取鍋1からタンディッシュ2に注入する。そして、タンディッシュ2に滞留する溶鋼量が所定量になったなら、スライディングノズル9を開き、溶鋼流出孔11及び浸漬ノズル10を介して溶鋼12を鋳型3に注入する。鋳型内に注入された溶鋼12は鋳型3により冷却され、鋳型3と接触する部位に凝固シェル(図示せず)を形成する。そして、鋳型内に所定量の溶鋼12が注入されたなら、鋳型3の下方に設置したピンチロール(図示せず)を駆動して、外殻を凝固シェルとし、内部に未凝固の溶鋼12を有する鋳片13の引き抜きを開始する。引き抜き開始後は鋳型内の溶鋼湯面の位置を略一定位置に制御しながら鋳片13の引き抜きを継続する。
タンディッシュ内の溶鋼湯面14の上には、CaO−SiO2 −Al2 O3 などからなる、介在物吸収用のフラックス15を添加する。また、鋳型内の溶鋼湯面の上にはモールドパウダー(図示せず)を添加する。モールドパウダーは溶融して、溶鋼12の酸化防止や凝固シェルと鋳型3との間に流れ込み潤滑剤としての効果を発揮する。
On the
このようにして、溶鋼12を連続鋳造することで、堰7の開口部8を通過した溶鋼12は、0.35m/sec以下の流速でタンディッシュ内の溶鋼湯面14の近傍を流れた後に溶鋼流出孔11に向かう流れとなり、これによって開口部8を通過した溶鋼中に懸濁した介在物の浮上・分離が促進され、介在物はタンディッシュ内のフラックス15に吸収される。その結果、介在物の少ない清浄性の高い鋳片13を安定して製造することが可能となる。
After the
尚、上記説明では4基の鋳型3を備えた連続鋳造設備の例で説明したが、鋳型3は1基以上設置されている限り本発明を適用することができる。また、溶鋼注入点6をタンディッシュの片側の端部に設けたタンディッシュであっても、上記に沿って本発明を適用することができる。更に、スライディングノズル9の代わりにストッパーなどの他の流量制御手段を用いたタンディッシュであっても何ら問題なく本発明を適用することができる。
In the above description, an example of a continuous casting facility provided with four
図1に示す連続鋳造設備と同様形式の4ストランドのブルーム連続鋳造設備を用いて、高C高Cr鋼(C:1質量%、Cr:1.5質量%)の鋳造を実施した(本発明例)。鋳片の断面寸法は、300mm×400mmである。 Casting of high C high Cr steel (C: 1 mass%, Cr: 1.5 mass%) was carried out using a 4-strand bloom continuous casting equipment of the same type as the continuous casting equipment shown in FIG. Example). The cross-sectional dimension of the slab is 300 mm × 400 mm.
堰に設ける開口部の下端を、高さ比H/H0 が0.65の位置とし、幅0.46m、高さ0.065mの長方形の開口部を堰に設置した。この開口部を設置した場合、鋳造量から求められる開口部出口における溶鋼流速は0.11m/secであり、(1)式を十分に満足する範囲である。 The lower end of the opening provided in the weir was positioned at a height ratio H / H 0 of 0.65, and a rectangular opening having a width of 0.46 m and a height of 0.065 m was installed in the weir. When this opening is installed, the molten steel flow velocity at the opening outlet determined from the casting amount is 0.11 m / sec, which is a range that sufficiently satisfies the equation (1).
また、比較のために、堰に設ける開口部の下端を、高さ比H/H0 が0.26の位置とする以外は上記のタンディッシュと同様のタンディッシュを用いた鋳造も実施した(比較例)。 For comparison, casting using a tundish similar to the above tundish was also performed except that the lower end of the opening provided in the weir was positioned at a height ratio H / H 0 of 0.26 ( Comparative example).
鋳造後、得られたブルーム鋳片をビレットに熱間圧延し、このビレットから断面サンプルを採取して顕微鏡を用いて介在物個数を測定した。その結果、比較例では介在物の浮上分離が不十分であり、ビレットには介在物が存在したが、本発明例では介在物は大幅に減少し、比較例に比べて約50%介在物個数を減少させることが確認できた。 After casting, the obtained bloom slab was hot-rolled into a billet, a cross-sectional sample was taken from this billet, and the number of inclusions was measured using a microscope. As a result, in the comparative example, the floating separation of inclusions was insufficient, and there were inclusions in the billet, but in the examples of the present invention, the inclusions were greatly reduced and the number of inclusions was about 50% compared to the comparative example. Was confirmed to decrease.
1 取鍋
2 タンディッシュ
3 鋳型
4 スライディングノズル
5 ロングノズル
6 溶鋼注入点
7 堰
8 開口部
9 スライディングノズル
10 浸漬ノズル
11 溶鋼流出孔
12 溶鋼
13 鋳片
14 溶鋼湯面
15 フラックス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
タンディッシュ底面から前記開口部の下端位置までの高さを、タンディッシュ底からタンディッシュ内溶鋼湯面までの高さの60%以上とするとともに、前記開口部の断面積をS(m2 )とし、当該開口部を通過する1秒間当たりの溶鋼の体積をT(m3/sec)としたときに、前記開口部を通過する溶鋼流れが前記フラックス層に接触しつつ前記フラックスを巻き込まないように、断面積Sと体積Tとが下記の(1)式の関係を満足するようにして連続鋳造することを特徴とする、鋼の連続鋳造方法。
S≧T/0.35 …(1) A tundish in which a weir having an opening for passing molten steel is arranged between the molten steel injection point from the ladle and the molten steel outflow hole to the mold, and the horizontal side length is vertical. Using a tundish whose upper end of the rectangular opening that is three times the length of the side is lower than the molten steel surface in the tundish, a flux is added to the molten steel in the tundish, and the molten steel surface is placed on the molten steel surface. When continuously casting molten steel while forming a flux layer ,
The height from the bottom of the tundish to the lower end position of the opening is set to 60% or more of the height from the bottom of the tundish to the molten steel surface in the tundish, and the sectional area of the opening is S (m 2 ). When the volume of molten steel per second passing through the opening is T (m 3 / sec), the molten steel flow passing through the opening does not entrain the flux while being in contact with the flux layer. And a continuous casting method of steel, characterized in that continuous casting is performed such that the cross-sectional area S and the volume T satisfy the relationship of the following formula (1).
S ≧ T / 0.35 (1)
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