JP5195609B2 - タンディッシュの熱間再使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼の連続鋳造においてタンディッシュを連続して使用するに際し、タンディッシュ内に残留した残鋼の酸化を抑制し、次ヒートの鋳込開始時における溶鋼汚染を低減することが可能な方法に関するものである。

連続鋳造においてタンディッシュを連続使用する場合、連続鋳造の終了時にタンディッシュ内に残留した残鋼は、酸化されて酸化鉄となる。この酸化鉄は、次ヒートの鋳込時に溶鋼中のＡｌと反応してアルミナを生成するため、最終製品での介在物欠陥の原因となり、品質低下を引き起こす。

上記問題を解決するために、各種の技術が開示されている。
例えば特許文献１には、鋳造終了後、タンディッシュ傾動開始直前に、残鋼排出量以上の不活性ガスをタンディッシュ内に流入させて不活性ガス雰囲気とし、残鋼の酸化を抑制する技術が開示されている。

しかしながら、この特許文献１で開示された技術は、鋳込末期から傾動開始までの間は不活性ガスを流しておらず、また、タンディッシュは完全密閉構造ではないことから、タンディッシュ内に大気が混入するおそれがある。また、不活性ガスがタンディッシュから漏出し、酸化防止に必要な不活性ガスの流入量が不足するおそれもある。

また、特許文献２には、タンディッシュ内に溶鋼を溜める際に、タンディッシュ底部に設けられたスライディングノズルプレートから２０リットル/min以上、好ましくは１００〜２００リットル/minの不活性ガスを吹き込む方法が開示されている。

しかしながら、特許文献２で開示された技術は、鋳込初期におけるスライディングノズルの開孔不良低減効果を期待したものであるため、地金酸化対策として使用するには不活性ガスの流量が不十分である。

特開平７−２８４８９０号公報 特開平８−２５７７０８号公報

本発明が解決しようとする問題点は、従来の技術では、鋼の連続鋳造におけるタンディッシュの連続使用時に、タンディッシュ内に残留した残鋼の酸化を抑制し、次ヒートの鋳込開始時における溶鋼汚染を効果的に低減することができないという点である。

本発明のタンディッシュの熱間再使用方法は、
鋼の連続鋳造におけるタンディッシュの連続使用時に、タンディッシュ内に残留した残鋼の酸化を抑制し、次ヒートの鋳込開始時における溶鋼汚染を効果的に低減するために、
鋳造中の取鍋よりタンディッシュ内への溶鋼の注入を終了した後から、少なくとも次ヒートの鋳込み用の取鍋よりタンディッシュ内に溶鋼の注入を開始した後に浸漬ノズルを介してタンディッシュ内の溶鋼を鋳型内に注入開始するまでの間において、
下記（ａ）式を満足するガス流量で、
鋳造中の取鍋から前記タンディッシュ内への前記溶鋼の注入が終了した後に、タンディッシュの上蓋近傍に配置したパージ用シールガスパイプから窒素ガスまたは不活性ガスを吹込む一方、
次ヒートの鋳込み用取鍋よりタンディッシュ内への溶鋼の鋳込みが完了した後は、タンディッシュの上蓋近傍に配置した前記パージ用シールガスパイプ、およびタンディッシュ底部に配置したスライディング上ノズルまたは浸漬ノズル用のスライドゲートの上プレートから、窒素ガスまたは不活性ガスをタンディッシュ内に吹込むことを最も主要な特徴としている。
Ｑ／Ｖ≧０．５…（ａ）
ここで、Ｑ：導入するガス流量（リットル／min）、Ｖ：タンディッシュ内容量（リットル）である。

本発明によれば、タンディッシュ内の残留する残鋼の酸化を効果的に抑制できるので、次ヒートの鋳込時のＴ.[Ｏ]ピックアップ量の低減が可能となる。さらに鋼種によって窒素ガスと不活性ガスの切り替えを可能とすれば、コストの合理化が図れる。

鋳込末期から次ヒートの鋳込開始までのタンディッシュ内パージ方法を示した断面図である。 鋳込末期から次ヒートの鋳込開始までのタンディッシュ内パージの有無によるＴ.[Ｏ]ピックアップ量を示した図である。 タンディッシュの上部のみから窒素ガスパージを行った場合の、Ｑ／ＶとＴ.[Ｏ]ピックアップ量の関係を示した図である。 鋳込末期から次ヒートの鋳込開始までのタンディッシュ内パージの有無とパージの種類別による、Ｑ／ＶとＴ.[Ｏ]ピックアップ量の関係を示した図である。

本発明では、タンディッシュ内に残留した残鋼の酸化を抑制するという目的を、次ヒートのタンディッシュ内への溶鋼の注入開始後、タンディッシュ内溶鋼の鋳型内への注入開始までの間、タンディッシュ内に窒素ガス又は不活性ガスを導入することで実現した。

以下、本発明のタンディッシュの熱間再使用方法について図１を用いて説明する。
図１は鋳込末期から次ヒートの鋳込開始までのタンディッシュ内パージ方法を示した断面図である。

本発明は、鋳造中の取鍋からタンディッシュ１内への溶鋼の注入を終了した後の、タンディッシュ１内への大気混入の低減を図るものである。

より具体的には、前記溶鋼注入の終了後から、次ヒートの鋳込み用取鍋よりタンディッシュ１内への溶鋼注入の開始後に浸漬ノズル２を介してタンディッシュ１内の溶鋼を鋳型内に注入開始するまでの間の、大気混入の低減を図るもので、以下のように実施する。

先ず、鋳造中の取鍋からタンディッシュ１内への溶鋼の注入が終了した後に、タンディッシュ１の上部に配置したパージ用のシールガスパイプ３より、タンディッシュ１内に窒素ガスまたは不活性ガスを吹込む。

次ヒートの鋳込み用取鍋よりタンディッシュ１内への溶鋼の鋳込完了後は、タンディッシュ１の底部の各ストランドに設けられた浸漬ノズル２のスライドゲートの上プレート２ａから窒素ガスまたは不活性ガスを吹込む。

タンディッシュ１の上部と底部から同時にタンディッシュ１内のパージを行う状態を、タンディッシュ傾動中から次ヒートの鋳込開始前まで継続し、常にタンディッシュ１内を窒素ガスまたは不活性ガスで充満させる。

このようにすることで、従来、問題であった大気酸化の影響を極限まで低減することが可能となる。本発明において、タンディッシュ内に吹き込むガスは、低[Ｎ]成分規格が要求される極低[Ｓ]鋼の場合はＡｒガスを使用し、その他の鋼種については窒素ガスを使用することが望ましい。なお、図１中の４はタンディッシュ１内に残留した残鋼である。

以下、本発明方法の効果を確認するため、外径が２２５mm及び３１０mmの丸鋳片を製造可能な連続鋳造機で低炭素鋼および中炭素鋼の丸鋳片を鋳造した際に、容量Ｌが８０００リットルのタンディッシュを熱間で再使用した結果について説明する。

鋳造中の取鍋から前記タンディッシュ内に前記溶鋼の注入が終了した後に、シールガスパイプよりタンディッシュの上部からタンディッシュ内に毎分４５００リットルの窒素ガスを吹き込んだ。

そして、次ヒートの鋳込み用取鍋よりタンディッシュ内への溶鋼の鋳込が完了した後、タンディッシュ底部の各ストランドに設けられた浸漬ノズルの上プレートから毎分１８００リットルの窒素ガスを吹き込んだ。

次ヒートの８０トンの鋳込時に、複数の鋼種について鋳込トップ部とミドル部で鋳片サンプルを採取し、Ｔ.[Ｏ]値を分析して、タンディッシュ内を窒素ガスによりパージした場合と、窒素ガスによるパージを行わなかった場合の清浄度評価を行った。

その結果を図２に示す。図２中の黒丸印は、鋳込みトップ部のＴ.[Ｏ]値、縦軸方向の実線で示した範囲は、鋳込みトップ部とミドル部におけるＴ.[Ｏ]値の差を示したものである。

図２より、窒素ガスによってタンディッシュ内のパージを実施することにより、鋳込トップ部のＴ.[Ｏ]ピックアップ量が不活性ガスパージを実施しない時と比較して抑制できたことが分かる。

図３は、図２と同じ連続鋳造機、タンディッシュを用いて中炭素鋼を鋳造した場合において、タンディッシュの上部のみから、ガス流量を変化させて窒素ガスのパージを行った際の、鋳込みトップ部とミドル部におけるＴ.[Ｏ]値の差を示したものである。

タンディッシュの上部のみから窒素ガスのパージを行った際の効果は、窒素ガス流量Ｑ（リットル／min）に応じて大きくなり、Ｑ／Ｖが０．５以上の場合に特にT.[O]ピックアップ量が小さくなった。

これは、タンディッシュの隙間から窒素ガスが漏れ出ているため、窒素ガス流量が少ない場合は、タンディッシュ内に窒素ガスが十分に行き渡っていないことの裏付けである。

図４は、タンディッシュの上部のみからと、タンディッシュの底部のみからと、タンディッシュの上部と底部から窒素ガスのパージを行った際の、図３と同様の図である。

タンディッシュの上部のみから窒素ガスのパージを行った場合、Ｑ／Ｖが０．５以上の場合にT.[O]ピックアップ量が小さくなるが（図３参照）、同じＱ／Ｖの場合は、タンディッシュ上底部から同時に窒素ガスを流した方が、Ｔ.[Ｏ]ピックアップ量はより低減した（図４参照）。

これはタンディッシュの上部のみから窒素ガスを流した場合は、タンディッシュ内の熱対流により窒素ガスが偏流するため、効果が十分でないからと考えられる。

本発明は上記の形態例に限らず、請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えばタンディッシュの底部からガスを吹き込む位置は、浸漬ノズルのスライドゲートの上プレートのみならず、スライディング上ノズルからでも良い。

１ タンディッシュ
２ 浸漬管
２ａ 上プレート
３ シールガスパイプ

Claims (1)

1. タンディッシュを熱間再使用する方法であって、
   鋳造中の取鍋よりタンディッシュ内への溶鋼の注入を終了した後から、少なくとも次ヒートの鋳込み用の取鍋よりタンディッシュ内に溶鋼の注入を開始した後に浸漬ノズルを介してタンディッシュ内の溶鋼を鋳型内に注入開始するまでの間において、
   下記（ａ）式を満足するガス流量で、
   鋳造中の取鍋から前記タンディッシュ内への前記溶鋼の注入が終了した後に、タンディッシュの上蓋近傍に配置したパージ用シールガスパイプから窒素ガスまたは不活性ガスを吹込む一方、
   次ヒートの鋳込み用取鍋よりタンディッシュ内への溶鋼の鋳込みが完了した後は、タンディッシュの上蓋近傍に配置した前記パージ用シールガスパイプ、およびタンディッシュ底部に配置したスライディング上ノズルまたは浸漬ノズル用のスライドゲートの上プレートから、窒素ガスまたは不活性ガスをタンディッシュ内に吹込むことを特徴とするタンディッシュの熱間再使用方法。
   Ｑ／Ｖ≧０．５…（ａ）
   ここで、Ｑ：導入するガス流量（リットル／min）、Ｖ：タンディッシュ内容量（リットル）である。

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