JPH06218504A - タンディッシュ精錬法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、鋼の連続鋳造において、夕ンディ
ッシュ内での溶鋼中非金属介在物の生成を防止し、且つ
清浄化するタンディッシュ精錬方法を提供する。 【構成】 鋼の連続鋳造において、先鍋の溶鋼をタンデ
ィッシュから鋳型へ注入終了後に、タンディッシュノズ
ルを閉止し、該タンディッシュを鋳込み位置から排滓位
置に移動して、タンディッシュ内残留スラグを該タンデ
ィッシュ底部に設けた注入ノズルまたはスラグ排出孔か
ら排出した後、再度鋳込み位置へ移動して後鍋の溶鋼を
受鋼し、タンディッシュ内溶鋼表面上に合成フラックス
を添加する。また、タンディッシュ内溶鋼表面上に添加
する合成フラックスが、溶鋼よりも低い融点を有し且つ
塩基度が３．０以上を有するＣａＯ―Ａｌ₂Ｏ₃―ＳｉＯ
₂系とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造におい
て、タンディッシュ内での溶鋼中非金属介在物の生成を
防止し、且つ清浄化するタンディッシュ精錬方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】鋼中の非金属介在物は、冷延鋼板ではス
リバー疵や冷間加工割れ発生の原因になり、また棒線材
では冷間加工割れや伸線時の断線原因になり有害である
ため、極力低減させる必要がある。

【０００３】一般に、鋼中介在物の低減方法としては、
溶鋼の脱酸方法の改善や取鍋精錬での浮上分離促進によ
る清浄化が基本である。そして、清浄化された溶鋼を汚
染させずに取鍋からタンディッシュを経由して鋳型へ注
入することが重要である。

【０００４】取鍋、タンディッシュ及び鋳型間での汚染
防止方法としては、取鍋ロングノズルやＡｒシールの併
用による溶鋼の空気酸化防止、取鍋スラグのタンディッ
シュ内への流出防止による溶鋼中への巻き込み防止、鋳
型内湯面レベル制御によるパウダー巻き込み防止等が重
要である。

【０００５】従来から上記の各種方法が通用され効果を
発揮しているが、不可避的に発生する少量の汚染があ
り、また近年要求されている介在物要求レベルの厳しい
高清浄度鋼や低酸素鋼の製造時には問題である。

【０００６】最近、タンディッシュ内での高清浄度鋼の
製造に関する幾つかの方法が報告されている。

【０００７】例えば、特開昭５７―１７７８６５にはタ
ンディッシュスラグを吸引除去した後に次の鋳造を開始
する連続鋳造法が、材料とプロセスＶＯＬ１（１９８
８），Ｓ２２５にはタンディッシュ内スラグ除去による
取鍋交換時の継目スラブの介在物低減方法が述べられて
いる。

【０００８】また、特公平１―１９９９０にはタンディ
ッシュ加熱装置で溶鋼に液相線よりも３０〜６０℃高い
過熱を施して溶鋼を１〜１０分間保持し、介在物を浮上
除去させた後に注入開始する方法が、特開昭６３―９３
４５２にはタンディッシュの中空耐火物内の溶鋼を加熱
し、加熱及び噴射力に基ずく上昇流によって介在物を浮
上させる方法が述べられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】タンディッシュ内での
溶鋼の再酸化を防止するためには、第一に取鍋〜タンデ
ィッシュ間での空気酸化防止が重要であり、このため従
来より取鍋ロングノズルとＡｒシールの併用等が用いら
れているが、完壁に防止することは困難である。

【００１０】第二に、取鍋注入終了時にはチャージ当り
数１０Ｋｇの少量の取鍋スラグがタンディッシュ内に流
出するが、取鍋スラグは製鋼炉から流出した酸化性成分
（ＦｅＯ、ＭｎＯ等の易還元性低級酸化物）を含有して
いるため、タンディッシュスラグ中の前記低級酸化物の
濃度が上昇する問題がある。

【００１１】タンディッシュ内スラグ中の低級酸化物濃
度（％ＦｅＯ＋％ＭｎＯ、以下、スラグ酸化度と呼称）
が高くなると、（１）式及び（２）式の反応により溶鋼
中のＡｌが再酸化されてＡｌ₂Ｏ₃（ｓ）を生成し、溶鋼
汚染の原因になって問題である。

【００１２】

【化１】 ２Ａｌ＋３（ＦｅＯ）＝Ａｌ₂Ｏ₃（ｓ）＋３Ｆｅ（ｌ）・・・・（１）

【００１３】

【化２】 ２Ａｌ＋３（ＭｎＯ）＝Ａｌ₂Ｏ₃（ｓ）＋３Ｍｎ（ｌ）・・・・（２）

【００１４】一般に、タンディッシュ内スラグ量（厚
み）は、前述の如く取鍋注入終了の都度該取鍋内スラグ
がタンディッシュ内へ流出するのに加えて、タンディッ
シュ内に保温材などを添加するために、多連鋳を継続し
チャージ数が増加すると共に増加する。

【００１５】そして、スラグ組成を分析すると連々鋳の
進行と共に、スラグ酸化度が増加する傾向がある。

【００１６】このように多連鋳を行うと、タンディッシ
ュ内スラグ量の増加並びにスラグ酸化度の上昇の結果、
（１）式や（２）式による溶鋼の再酸化量が増大し、生
成したＡｌ₂Ｏ₃（ｓ）が溶鋼中に巻き込まれて鋳片内介
在物が大幅に増加する問題がある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するものである。即ち、鋼の連続鋳造において、先鍋
の溶鋼をタンディッシュから鋳型へ注入終了後に、タン
ディッシュノズルを閉止し、該タンディッシュを鋳込み
位置から排滓位置に移動して、タンディッシュ内残留ス
ラグを該タンディッシュ底部に設けた注入ノズルまたは
スラグ排出孔から排出した後、再度鋳込み位置へ移動し
て後鍋の溶鋼を受鋼し、タンディッシュ内溶鋼表面上に
合成フラックスを添加した後、タンディッシュノズルを
開放して、該溶鋼表面を被覆しながら鋳造するものであ
る。

【００１８】また、タンディッシュ内溶鋼表面上に添加
する合成フラックスが、溶鋼よりも低い融点を有し且つ
塩基度が（％ＣａＯ）／（％ＳｉＯ₂）≧３．０以上を
有するＣａＯ―Ａｌ₂Ｏ₃―ＳｉＯ₂系を主成分とするも
のである。

【００１９】更に、タンディッシュに誘導加熱装置を設
置し、溶鋼を加熱攪拌しながら鋳造するものである。

【００２０】さて、図１に本発明になるタンディッシュ
内スラグの排出方法を示す。図において、１はタンディ
ッシュ、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ並びに２Ｄはタンディッシュ
ストッパー、３はスラグ排出孔、４はスラグ排出孔開閉
用ストッパー、５はタンディッシュスラグ、６は注入ノ
ズル、７はスラグ排出用ピットである。

【００２１】スラグの排出は、通常ストッパー２Ａや２
Ｂを上昇して注入ノズルから行うが、スラグ排出孔３を
設置しても良い。この場合には、ストッパー４を開にし
て行うものである。

【００２２】尚、スラグ排出孔の開閉はストッパーでな
く、該排出孔を下方からシリンダーで開閉する蓋や栓で
も可能である。

【００２３】言うまでもなく、酸化度の高いスラグは極
力排出することが重要である。このためには、タンディ
ッシュ底部の形状を中央部で高く、注入ノズルと排出孔
側に向かっては下り勾配を設けると、スラグの円滑な排
出が可能である。

【００２４】本発明ではタンディッシュ内溶鋼表面上に
添加するフラックスの融点を溶鋼よりも低くするが、そ
の理由はスラグの流動性を増加せしめて排出性を向上さ
せるためである。

【００２５】また、該合成フラックスの塩基度を（％Ｃ
ａＯ）／（％ＳｉＯ₂）≧３．０以上とする。

【００２６】即ち、図２に発明者らが測定したタンディ
ッシュ内スラグの塩基度と酸化度との関係を示したが、
図から明かなように、塩基度の増加と共に酸化度は低下
している。

【００２７】一方、溶鋼中のＡｌが（１）式や（２）式
の反応により酸化されないようにするためには、（％Ｆ
ｅＯ）や（％ＭｎＯ）は極力低い濃度であることが望ま
れ、発明者の知見ではスラグ酸化度は少なくても２．０
％以下に抑える必要がある。

【００２８】即ち、後術するように、高い清浄度の要求
される棒鋼成品では、溶鋼中Ｔ．［Ｏ］は１５ｐｐｍ以
下の極力低値とする必要があり、これを達成するために
は、図５からタンディッシュ内スラグ酸化度を２．０％
以下とする必要がある。

【００２９】従って、本発明では図２から求められるよ
うに、塩基度を３．０以上と規定するものである。

【００３０】次に、本発明ではタンディッシュに誘導加
熱装置を設置し、溶鋼を加熱攪拌しながら鋳造するが、
この理由は加熱攪拌することによって、溶鋼と該溶鋼表
面上に存在する溶融状態の合成フラックスとの接触を高
めることにより、溶鋼中Ａｌ₂Ｏ₃（ｓ）をフラックスに
吸収させるためである。

【００３１】尚、合成フラックスの組成としては、Ｃａ
Ｏ―Ａｌ₂Ｏ₃―ＳｉＯ₂系を主成分とし、融点や溶融速
度調整用にＣａＦ₂やＭｇＯ、Ｒ₂Ｏ、炭素などを適量含
有させても良い。

【００３２】

【作用】本発明によれば、大規模なタンディッシュスラ
グ排出設備を設置しなくても簡易な方法でのスラグ排出
を可能ならしめ、このスラグ排出と合成フラックス添加
の組合せによるタンディッシュ内スラグ組成のコントロ
ールにより溶鋼の再酸化防止を図ると共に、誘導加熱の
適用による介在物の浮上促進及び溶融スラグへの介在物
の吸収促進によって精錬効果を高めるものであり、効率
的且つ容易に高清浄度鋼の製造を行うことが可能であ
る。

【００３３】

【実施例】実施例について、以下に詳細に説明する。湾
曲型連鋳機において、鋳片サイズが３５０ｍｍ×５６０
ｍｍのブルームを鋳造した。

【００３４】中間溝型誘導加熱装置（１，０００ＫＷ×
２基）を備えた容量３０トンのタンディッシュを用い、
２７０トン転炉及びＲＨ脱ガス装置で精錬した機械構造
用鋼（Ｓ２０Ｃ〜Ｓ４５Ｃ）を合計７チャージ連々鋳し
た後、タンディッシュ注入終了後にタンディッシュスト
ッパーノズルを閉止して鋳片の引抜を一旦停止し、該タ
ンディッシュを鋳込み位置から排滓位置にタンディッシ
ュカーで走行移動してタンディッシュ内残存スラグを注
入ノズルから排出した。

【００３５】本実施例におけるスラグ厚みの推移を図３
に、同じくスラグ酸化度の推移を図４に示した。排出ス
ラグ量は厚みで７０ｍｍ（８０→１０ｍｍに減少）、重
量で約５６０Ｋｇであった。

【００３６】排出前のスラグ組成は、１５．６％ＣａＯ
―３４．５％ＳｉＯ₂―２５．３％Ａｌ₂Ｏ₃―６．１％
ＭｇＯ―１．９％ＦｅＯ―５．１％ＭｎＯであり、スラ
グ塩基度０．４５、スラグ酸化度７．０％であった。

【００３７】スラグ排出後、タンディッシュを鋳込み位
置へ戻して後鍋の溶鋼を受鋼し鋳型への注入を再開し
た。

【００３８】この際、溶鋼表面上には合成フラックスを
１５０Ｋｇ添加した。本実施例において添加した合成フ
ラックスの成分は、４４．０％ＣａＯ―３４．６％Ａｌ
₂Ｏ₃―６．３％ＳｉＯ₂―６．０％ＭｇＯ―５．０％
Ｃ、塩基度７．０、融点は１３５０℃である。

【００３９】後鍋の鋼種は、高い清浄度の要求される低
合金肌焼鋼（ＳＣＭ４２０）であり、Ｓ４５Ｃの後に３
チャージを異鋼種連々鋳で継いだ。

【００４０】図３及び図４から明らかなように、タンデ
ィッシュスラグの排出と合成フラックスの添加により、
思惑通りスラグ塩基度が５．０程度に上昇し酸化度が
２．０％以下に低下している。

【００４１】更に、誘導加熱の適用により、加熱度２５
〜３０℃及び鋳造速度０．７０ｍ／ｍｉｎで鋳造した。

【００４２】タンディッシュ内溶鋼中の酸素濃度（Ｔｏ
ｔａｌ［ｏ］）を比較例と共に図５に示したが、本発明
の効果が顕著に認められる。

【００４３】比較例としては、タンディッシュスラグ排
出及び合成フラックス添加がなく、誘導加熱のみ適用し
た場合である。

【００４４】尚、本発明になる方法の場合、図には示さ
ないが棒鋼成品での清浄度においても、極めて良好な成
績が得られた。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明は簡易な方法で効
率よく高清浄度鋼を製造することが可能であり、その工
業的な価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるタンディッシュ内スラグの排出方
法を示す説明図。

【図２】タンディッシュ内スラグの塩基度と酸化度の関
係を示す図。

【図３】本発明の実施例を示す連々鋳チャージ数とスラ
グ厚みの関係を示す図。

【図４】本発明の実施例を示す連々鋳チャージ数と酸化
度及び塩基度の関係を示す図。

【図５】本発明の効果を示す酸化度とＴＤ内溶鋼中酸素
の関係を示す図。

【符号の説明】

１ タンディッシュ ２Ａ タンディッシュストッパー ２Ｂ タンディッシュストッパー ２Ｃ タンディッシュストッパー ２Ｄ タンディッシュストッパー ３ スラグ排出孔 ４ スラグ排出孔開閉用ストッパー ５ タンディッシュスラグ ６ 注入ノズル ７ スラグ排出用ピット ８ 誘導加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 功夫 室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式会社室 蘭製鐵所内 (72)発明者 河内 雄二 室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式会社室 蘭製鐵所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼の連続鋳造において、先鍋の溶鋼をタ
   ンディッシュから鋳型へ注入終了後に、タンディッシュ
   ノズルを閉止し、該タンディッシュを鋳込み位置から排
   滓位置に移動してタンディッシュ内残留スラグを該タン
   ディッシュ底部の注入ノズルまたはスラグ排出孔から排
   出した後、再度鋳込み位置へ移動して後鍋の溶鋼を受鋼
   し、タンディッシュ内溶鋼表面上に合成フラックスを添
   加した後、タンディッシュノズルを開放し、該溶鋼表面
   を被覆しながら鋳造することを特徴とするタンディッシ
   ュ精錬法。
2. 【請求項２】 タンディッシュ内溶鋼表面上に添加する
   合成フラックスが、溶鋼よりも低い融点を有し且つその
   塩基度が（％ＣａＯ）／（％ＳｉＯ₂）≧３．０以上を
   有するＣａＯ―Ａｌ₂Ｏ₃―ＳｉＯ₂系を主成分とするフ
   ラックスである、請求項１記載のタンディッシュ精錬
   法。
3. 【請求項３】 タンディッシュに誘導加熱装置を設置
   し、溶鋼を加熱攪拌しながら鋳造することを特徴とする
   請求項１又は２記載のタンディッシュ精錬法。