JP5045132B2 - 鋼の連続鋳造方法及び鋼板の製造方法 - Google Patents

鋼の連続鋳造方法及び鋼板の製造方法 Download PDF

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本発明は、鋼の連続鋳造方法及び鋼板の製造方法に係り、特に、スライディングノズルと浸漬ノズルにより鋳型内に供給される溶鋼の鋳型内流動を制御する際に用いるのに好適な、磁界印加による鋳型内溶鋼流動の改善に関する。
特許文献１に例示された連続鋳造設備の概略を図１に示す。タンディッシュ１０内に注入された溶鋼６は、タンディッシュ１０の下部に設けられた溶鋼流量制御機構であるスライディングノズル１２、及び浸漬ノズル１４を経由して、上下両端部が開放された鋳型１６の内部に供給される。鋳型１６内に供給された溶鋼６は、冷却された鋳型内面近傍から凝固シェル８ａを形成し、該凝固シェル８ａは、溶鋼６の中心部に向かって、その厚さを増加していく。凝固シェル８ａは、鋳型下部方向に引き抜かれ、鋳片８を形成する。
前記スライディングノズル１２の構造の一例を図２に示す。図２（Ａ）は、上下固定盤２１、２２の中心軸を含む面で切断した縦断面の模式図、図２（Ｂ）は、Ｂ−Ｂ線で切断した矢示方向の水平断面の模式図をそれぞれ表わす。スライディングノズル１２は、一般に、溶鋼供給孔２４を有する上固定盤２１、溶鋼供給孔２５を有するスライド盤２２及び溶鋼供給孔２６を有する下固定盤２３により構成されており、溶鋼供給量の調整が、スライド盤２２を図中に矢印で示す摺動方向に移動させて、開孔面積Ｓを調整することにより行なう。
又、特許文献２には、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、鋳型長辺１６ａ背面の浸漬ノズル１４の吐出口１４ａ位置よりも上に交流磁界発生装置３２を配置し、水平方向に回転する磁界を印加してメニスカスの溶鋼を回転（攪拌）させ、この溶鋼流により、凝固シェル８ａ界面の非金属介在物を洗浄する効果を高めることで鋳片表層部の非金属介在物を低減すると共に、鋳型長辺１６ａ背面の浸漬ノズル吐出口１４ａ位置より下に静磁界発生装置３４を配置して静磁界を印加し、前記下降流を減速して鋳片内層部の非金属介在物を低減する方法が記載されている。
又、特許文献３には、鋳片の表面を溶削により手入れする方法が記載されている。
特開２００４−８２１９７号公報（図２、図３） 特開平６−２２６４０９号公報 特開平５−５７４３０号公報
しかしながら、特許文献１はスライディングノズルの構造を示すのみで、溶鋼流との関係は検討されていない。
又、特許文献２に記載の方法では、メニスカスの溶鋼流速は必ずしも最適には制御されず、逆に、移動磁界による回転流でメニスカスの溶鋼流速が加速され、モールドフラックス１８の巻き込みを助長することもあって、鋳片品質の安定性に欠ける。図４に、鋳型の厚み方向（短辺方向）と気泡個数の関係の例を示す。従来は、表層部を研削しても依然として気泡密度の高い面が出現し、スラブ手入れの効果が十分に出ない。理想的には、スラブの厚み方向の気泡の分布の差を大きくし、気泡の少ない面を出現させることが必要であることに気づいた。
又、特許文献３は、鋳造後の鋳片の手入れ方法に関するもので、鋳造段階に関しては、検討されていなかった。
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、凝固界面での介在物や気泡付着を防止し、清浄な鋼材を製造することを課題とする。
本発明は、スライディングノズルと浸漬ノズルにより鋳型内に供給される溶鋼の鋳型内流動を制御する鋼の連続鋳造方法であって、前記スライディングノズルの開閉方向を鋳型の長辺方向とすると共に、前記浸漬ノズルの吐出口の吐出角度を、水平方向に対して下向きに０〜４５°の範囲とし、前記浸漬ノズルの吐出口に交流磁界を印加し、更に、鋳造後の鋳片の表面を２〜４ｍｍ削るようにして、前記課題を解決したものである。
本発明は、又、前記の方法で製造した鋳片を用いることを特徴とする鋼板の製造方法を提供するものである。
ここで、スライディングノズルの開閉方向を鋳型の長辺方向とするのは、図３（Ｂ）に示す如く、スライディングノズル１２の開閉方向を鋳型１６の短辺１６ｂ方向とすると、溶鋼６の片流れが発生し、鋳片８の表と裏（図３（Ｂ）の上下）で品質が異なってしまうからである。図５（Ｂ）に示す如く、スライディングノズル１２の開閉方向を鋳型１６の長辺１６ａ方向とした場合には、溶鋼６の片流れが発生しない。
又、浸漬ノズル吐出口の吐出角度θを水平方向に対し０〜４５°としたのは、吐出角度θが４５°を超えると、電磁攪拌で制御できる領域を超えて溶鋼を下方へ吐出してしまうからである。
又、鋳造後の鋳片の表面の切削量の下限を２ｍｍとしたのは、図６に示す如く、２ｍｍ未満であると、アルゴン気泡の除去が不十分なためである。一方、上限を４ｍｍとしたのは、４ｍｍを超えると、鋼片のアルゴン気泡のない部分を除去してしまい、製品歩留りが悪くなるからである。
本発明によれば、メニスカスの溶鋼流速を最適に制御して、凝固界面での介在物や気泡の付着を防止し、更に、表面に気泡を集めることによって、所定量の切削で確実に気泡を除くことができ、清浄な鋼材を製造することが可能となる。
本発明は、特に、鋳型厚みが１５０ｍｍ以上の鋼片製造に適用して好適である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態は、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、スライディングノズル１２と浸漬ノズル１４により鋳型１６内に供給される溶鋼６の鋳型内流動を制御する際に、前記スライディングノズル１２の開閉方向を鋳型１６の長辺１６ａ方向とすると共に、上側磁極３２と下側磁極３４の間に中央磁極３６を設けて、前記浸漬ノズル１４の吐出口１４ａに交流磁界を印加し、更に、鋳造後の鋳片８の表面を所定量（２〜４ｍｍ）削るようにしたものである。
本発明により、上側磁極３２と下側磁極３４に直流磁界を印加し、中央磁極３６に交流磁界を印加して１５００ｍｍ幅×２５０ｍｍ厚の鋳片８を製造した。鋳片８の表面を段削し、超音波探傷法によりアルゴン気泡分布を測定したところ、図６に示したような結果が得られた。
ここで、アルゴン気泡分布の測定に際しては、鋳片８の表面を段削し、段削した位置での直径１００μｍ以上の気泡個数を超音波探傷法により測定し、１ｍ2当たりの気泡個数とした後、３ｍｍ段削した位置での測定値を１として指数化した。
なお、鋳片の表面を所定量削る方法としては、グラインダ等で機械的に削る他、特許文献３に記載されたような溶削の手法を用いることもできる。
連続鋳造設備の概略を示す鉛直断面図 スライディングノズルの構造例を示す模式図 従来の交流移動磁界印加方法を説明するための（Ａ）鉛直断面図及び（Ｂ）水平断面図 図３に示した従来例と実施例の鋳型厚み方向（短辺方向）位置と気泡個数の関係の例を示す模式図 本発明の実施形態の鋳型周辺の構成を示す（Ａ）鉛直断面図及び（Ｂ）水平断面図 前記実施形態における鋳型厚み方向（短辺方向）位置と気泡個数の関係の例を示す図
符号の説明
６…溶鋼
８…鋳片
８ａ…凝固シェル
１０…タンディッシュ
１２…スライディングノズル
１４…浸漬ノズル
１４ａ…吐出口
１６…鋳型
１６ａ…鋳型長辺
３２…上側磁極
３４…下側磁極
３６…中央磁極

Claims (2)

  1. スライディングノズルと浸漬ノズルにより鋳型内に供給される溶鋼の鋳型内流動を制御する鋼の連続鋳造方法であって、
    前記スライディングノズルの開閉方向を鋳型の長辺方向とすると共に、
    前記浸漬ノズルの吐出口の吐出角度を、水平方向に対して下向きに０〜４５°の範囲とし、
    前記浸漬ノズルの吐出口に交流磁界を印加し、
    更に、鋳造後の鋳片の表面を２〜４ｍｍ削ることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
  2. 請求項１に記載の方法で製造した鋳片を用いることを特徴とする鋼板の製造方法。
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