JPH10249498A

JPH10249498A - 底部を密閉した固定堰を備えたタンディッシュによる高清浄度鋼連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH10249498A
Application number: JP5137597A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Okimura; 利昭沖村; Tadahiro Ushiro; 忠博後
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 1998-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】耐火物施工性に優れたタンディッシュを用い
て、介在物を効率良く浮上分離することができる、高清
浄度鋼連続鋳造方法を得る。【解決手段】底部を密閉した固定堰２０を有するタン
ディッシュ１０を用い、前記固定堰間の中央上方湯面
に、ロングノズル１の周囲に浸漬管３０を浸漬させる。
その際、浸漬管の内径Ｄ及び浸漬深さｈを、式（１）及
び式（２）を満足する条件に規制することを特徴とす
る。式中、Ｄは浸漬管の内径（ｍｍ）、ｈは浸漬管の浸
漬深さ（ｍｍ）、Ｌは固定堰間の水平距離（ｍｍ）、Ｈ
はタンディッシュ底壁から固定堰頂面までの高さ（ｍ
ｍ）を示す。０．７０×Ｌ≦Ｄ≦１．３０×Ｌ・・・（１）０．１０×Ｈ≦ｈ≦０．３０×Ｈ・・・（２）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐火物施工性に優れた
タンディッシュを用いて、介在物を効率良く浮上分離す
ることができる、高清浄度鋼の連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】転炉、電気炉等の精錬炉で溶製された溶
鋼は、取鍋に受けられ、ＲＨ真空脱ガス等の二次精錬工
程を経由した後、タンディッシュを経て連続鋳造用鋳型
に送り込まれ、連鋳スラブに製造される。スラブの清浄
度を高めるため、精錬炉における操業条件や取鍋内での
精錬条件等に関し種々改良されてきている。清浄度が高
められた溶鋼は、タンディッシュを介して連続鋳造用鋳
型に注湯される。しかし、溶鋼は、タンディッシュを通
過する間に雰囲気ガスや耐火物ライニングと接触し、ガ
ス吸収やライニング材の溶出等によって汚染され易い。
また、取鍋からタンディッシュに供給された溶鋼には、
精錬反応によって生成したＡｌ₂ Ｏ₃ 等の介在物が溶鋼
から除去されずに残留している。

【０００３】溶鋼に含まれている介在物は、連鋳時には
浸漬ノズル等を閉塞させる原因となり、鋳造条件を不安
定にする。介在物が連鋳スラブに持ち込まれると、後続
する圧延段階で疵発生原因となり、歩留まりを低下させ
る。タンディッシュ内の溶鋼に含まれている介在物を除
去するため、種々の提案がなされている。例えば、特開
昭６３−７２４５２号公報では、溶湯流通方向に関し上
向きに傾斜した孔を設けた固定堰が紹介されている。そ
の他にタンディッシュ本体と取鍋からの溶鋼注入部との
間にも固定堰が設置されている。また、特開平１−２２
４１５２号公報では、下堰と上堰とで三重堰とし、さら
に、下堰下方に設けた通過孔からの溶鋼の流動方向を強
制的に変更させて上昇流を作り、溶鋼に含まれている介
在物の浮上分離を促進させるようにしたタンディッシュ
が紹介されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】タンディッシュ内部
に堰を設けると、浮上分離効果によって溶鋼の清浄度は
確かに向上する。しかし、せっかく堰により介在物が溶
鋼湯面まで浮上しても、溶鋼湯面に留まらずに溶鋼流と
ともに再びタンディッシュ内部に引き込まれてしまう介
在物がかなり多く、分離効率の点で問題があった。精錬
段階で生じたスラグの内、取鍋内に残留したものの一部
が取鍋からの注湯終了期に溶鋼とともに流出し、スラグ
がタンディッシュ内で浮上分離されることなく鋳型内に
持ち来されると、溶鋼汚染、さらには連鋳スラブの品質
劣化につながるといった問題もあった。

【０００５】また、上堰や下堰でタンディッシュの内部
空間を複雑に仕切ったものでは、保守管理が面倒であ
り、堰の取り替えに多大の手数が必要になる。また、下
堰のあるタンディッシュでは、注湯終了期の溶鋼をタン
ディッシュから排出するため、タンディッシュの底面と
堰の下部との間に通称「ねずみ通し」といわれる開口部
が設けられている。ねずみ通しを通過して短時間に排出
されてしまう介在物がかなり多く、堰の浮上分離効果を
著しく低下させる原因となっている。それだけでなく、
１キャスト終了後、ねずみ通しのため残塊が堰で分離さ
れることなく、巨大な、一連の残塊となる。その結果残
塊の排出及び廃棄処分に多大の手数と時間がかかる。

【０００６】最近では、生産性を高め且つ耐火物コスト
の低減を図るため、タンディッシュを熱間のままで次の
キャストに使用することが検討されている。この場合、
タンディッシュ内に複数の堰があったり、複雑な形状の
堰である場合には、タンディッシュ内の修復に工数や時
間がかかり、熱間のままで次回の使用に可能な状態にす
ることが難しい。この点、堰は可能な限り簡単な構造を
もつことが要求される。しかし、取鍋から注湯された溶
鋼は、種々の介在物を多量に含み、特に取鍋からの注湯
終了期には取鍋内に浮遊するスラグの影響を受け、汚染
が著しい。汚染された溶鋼が連続鋳造用鋳型内に供給さ
れると、得られる連鋳スラブの品質を低下させる。タン
ディッシュから連続鋳造用鋳型に流出する汚染溶鋼を可
能な限り少なくする手段として固定堰はきわめて有効で
あり、固定堰の作用を確保した上で構造を簡単化したタ
ンディッシュが望まれている。

【０００７】本発明はこのような要求に答えるべく案出
されたものであり、介在物及びスラグを効率良く浮上分
離させる固定堰の作用を確保しながら、タンディッシュ
の内部構造を簡単にし、保守管理を容易にすると共に、
タンディッシュの熱間再使用を可能にすることを目的と
する。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明は、その目的を
達成するため、底部を密閉した固定堰を有するタンディ
ッシュを用いた連続鋳造方法であって、前記固定堰の上
方湯面にロングノズルを囲むように浸漬管を浸漬するこ
とにより、浮上した介在物を効率良く溶鋼から分離し、
かつ、取鍋から持ち来されたスラグの鋳型への混入を回
避することを特徴とする。さらに望ましくは前記浸漬管
の浸漬深さ及び内径を、式（１）及び式（２）を満足す
る条件に規制することを特徴とする。０．７０×Ｌ≦Ｄ≦１．３０×Ｌ・・・（１）０．１０×Ｈ≦ｈ≦０．３０×Ｈ・・・（２）ただし、Ｄ：浸漬管の内径（ｍｍ）ｈ：浸漬管の浸漬深さ（ｍｍ）Ｌ：固定堰間の水平距離（ｍｍ）Ｈ：タンディッシュ底壁から固定堰頂面までの高さ（ｍ
ｍ）

【０００９】

【作用】以下、図面を参照しながら、本発明をその作用
と共に具体的に説明する。本発明で使用するタンディッ
シュは、図１に示すように、上広がりのタンディッシュ
本体１０に固定堰２０を固定し、この固定堰２０でタン
ディッシュ底部を密閉している。タンディッシュ本体１
０は、耐火レンガを施工した炉壁１１に耐火物ライニン
グ１２を施しており、上広がりの台形状断面をもってい
る。また、図２に本発明で使用するタンディッシュの概
要を示す。タンディッシュ本体１０に設けた固定堰２
０、２０のほぼ中央に、図示しない取鍋からロングノズ
ル１を介して溶鋼２を注湯する。ロングノズル１を中央
に取り囲むように周囲には浸漬管３０を浸漬させる。浸
漬管３０は円筒状でも角筒状でもよい。溶鋼表面にはフ
ラックス層６を浮遊させておく。溶鋼２は、ストッパー
４及び図示しないスライディングノズルで調節されなが
ら浸漬ノズル３から連続鋳造鋳型に注入される。

【００１０】溶鋼２をタンディッシュに供給するに際し
ては、取鍋からの注湯開始時は送り込まれた溶鋼２が固
定堰２０の内側に溜まる。その後、溶鋼２の湯面が固定
堰２０の頂面に達すると、固定堰２０の外側に流出して
いく。この状態で、タンディッシュの内部が固定堰２０
によって上流域と下流域に区分される。ロングノズル１
から供給された溶鋼２は図２に矢印で示すように、上流
域で固定堰２０に沿った上昇流５となって湯面近傍まで
流動する。上昇の過程で、溶鋼２に含まれている介在物
は、比重差によって溶鋼２から浮上分離する。また取鍋
から持ち来されるスラグも溶鋼に比べ比重が小さいた
め、いち早く浮上し浸漬管の内側に浮遊分離される。こ
のとき、固定堰２０の一部をポーラスレンガとし、ポー
ラスレンガからＡｒガスを導入すると、ガス気泡に介在
物が確実に捕捉されると共に、ガス気泡の浮上駆動力が
加わりさらに浮上分離が促進される。また、湯面にフラ
ックス層６を浮遊させておくとき、浮上した介在物及び
スラグがフラックス層６に効率良く吸収される。介在物
及びスラグが分離された溶鋼２は高い清浄度を維持しな
がら下降流７となって下流域に流入し、浸漬ノズル３を
経て連続鋳造用鋳型に供給される。取鍋からの注湯終了
期には、取鍋から供給される溶鋼２は、スラグ等の影響
を受けて汚染が著しい。しかし、汚染された溶鋼２は、
浸漬管３０の内側に溜まり、連続鋳造用鋳型に持ち込ま
れることがないので、得られる連鋳スラブの品質を低下
させない。

【００１１】１キャスト分の連鋳作業を終了し、次のキ
ャストに備えるときには、タンディッシュ内の残塊を取
り出し、耐火物を補修する。このとき、ねずみ通しを形
成した固定堰で発生するようなタンディッシュ底部全面
にわたって繋がっている巨大な残塊が発生することがな
いので、残塊の処理が極めて容易になる。また、固定堰
の枚数もストランド当たり１枚と必要最小限であり、か
つねずみ通しがない等シンプルな構造であるため、耐火
物の施工作業も極めて簡単になる。また、浸漬管はタン
ディッシュから独立しているため、タンディッシュとは
別個に点検・補修等ができる。変形・損耗の程度が軽微
であれば、付着物を除去した後、再使用することもでき
る。

【００１２】一般に、浸漬管のサイズ及び浸漬深さがタ
ンディッシュ内での介在物及びスラグの浮上分離性に及
ぼす影響は大きく、浸漬管のサイズ及び浸漬深さの適正
化を図ることが高清浄度鋼を得る上で非常に重要であ
る。そこで、本発明者らは、図２に示すようなロングノ
ズル１を用いたタンディッシュにおいて、介在物及びス
ラグが鋳型に流出する状況を把握するため、模型を使
い、ロングノズルから投入した模擬介在物及びタンディ
ッシュ内湯面に浮かべた模擬スラグで、水モデル実験を
行った。水モデル実験では、浸漬管の内径Ｄ及び浸漬管
の浸漬深さｈを種々変化させ、模擬介在物及び模擬スラ
グの流出割合に及ぼす浸漬管の内径Ｄ及び浸漬深さｈの
影響を調査した。

【００１３】調査結果を図３に示す。図３では、浸漬管
の内径Ｄと固定堰間の水平距離Ｌとの比Ｄ／Ｌを横軸に
とり、浸漬管の浸漬深さｈとタンディッシュ底壁から固
定堰頂面までの高さＨとの比ｈ／Ｈを縦軸にとった。そ
して、浸漬管を設けない場合の（介在物＋スラグ）流出
量に対する浸漬管使用時の（介在物＋スラグ）流出量の
割合（％）をＤ／Ｌ−ｈ／Ｈの関係で整理し、（介在物
＋スラグ）流出率ηの等高線で示した。図３から明らか
なようにＤ／Ｌ＝０．７０〜１．３０及びｈ／Ｈ＝０．
１０〜０．３０となる条件下で浸漬管を固定堰付きタン
ディッシュに使用した場合、浸漬管を設けない場合に比
較して模擬介在物及び模擬スラグの流出割合が７０％以
下に抑えられていた。

【００１４】Ｄ／Ｌ、ｈ／Ｈが前述した範囲を外れる
と、（介在物＋スラグ）流出率が増加する。（介在物＋
スラグ）流出率が増加する原因は、水モデル実験中の目
視観察の結果から次のように推察される。すなわち、浸
漬管の内径Ｄに関しては、Ｄ／Ｌが０．７０に達しない
場合、固定堰によって上昇に転じた溶鋼流が浸漬管の外
側の湯面近傍に達し、湯面上のスラグや浮上した介在物
を再びタンディッシュ内深くに巻き込む。逆にＤ／Ｌが
１．３０を越えると、浸漬管内の湯面を取鍋溶鋼注入流
のエネルギーを利用した上昇流が乱し、せっかく浸漬管
で内部に堰き止めた介在物やスラグを巻き込んで浸漬管
の外側に流出させてしまう。浸漬管の浸漬深さに関して
は、ｈ／Ｈが０．１０に満たないと、堰き止め効果が不
十分になり、浸漬管の外側に持ち来される介在物及びス
ラグの割合が増加する。逆にｈ／Ｈが０．３０を越える
と、浸漬管と固定堰との間の溶鋼の流路が狭くなり、浸
漬管と固定堰との間を通過する溶鋼の流速が増大するた
め、溶鋼表面が逆に荒らされる結果、浮上した介在物が
再び溶鋼中に侵入したり、表面に浮遊しているスラグが
巻き込まれ、溶鋼を汚染する。このように、浸漬管の内
径Ｄと浸漬深さｈを適正に調節することによって、タン
ディッシュ内での介在物浮上効果及びスラグ分離効果を
常に高位に維持することができる。

【００１５】

【実施例】次に、実際に溶鋼を連続鋳造した実施例を示
す。図２に示すタンディッシュを使用して、転炉−ＲＨ
真空脱ガス工程で溶製した低炭素Ａｌキルド鋼を連続鋳
造した。鋳型幅は１２００ｍｍ、鋳片厚は２５０ｍｍ、
鋳造速度は１．４ｍ／ｍｉｎとした。タンディッシュは
定常状態で浴深１２００ｍｍ、内包する溶鋼量約６５ト
ンである。固定堰はロングノズルの中心から下流側に水
平距離３００ｍｍの位置に設置した。すなわち固定堰間
の水平距離は６００ｍｍである。タンディッシュ底壁か
ら固定堰頂面までの高さは６００ｍｍとした。一方、浸
漬管については、内径を６００ｍｍ、浸漬深さを１２０
ｍｍとして固定堰間中央上方に配置した。この条件下で
は、Ｄ／Ｌ＝１．００、ｈ／Ｈ＝０．２０となる。比較
例１〜４として、同一のタンディッシュを使用して、浸
漬管の内径Ｄ及び浸漬深さｈを表１に示すように変化さ
せ、同様な条件下で連続鋳造した。

【００１６】

【００１７】また、比較例５として、図４に示すよう
な、上流側から下流側に向かって中央下堰４１、上堰４
２及び外下堰４３の順に配置され、中央下堰４１及び外
下堰４３にねずみ通し４４を設けた三重堰４０を設置し
た同容量のタンディッシュを用い、実施例と同様に溶製
した低炭素Ａｌキルド鋼を連続鋳造した。定常時及び取
鍋交換時においてタンディッシュ出口で溶鋼をサンプリ
ングし、分析して求めた溶鋼中全酸素量Ｔ．［Ｏ］_TDと
ＲＨ真空脱ガス処理後の溶鋼中全酸素量Ｔ．［Ｏ］_RHと
の比を（介在物＋スラグ）流出率ηとして算出した。実
施例と比較例とでは、図５に比較して示すように（介在
物＋スラグ）流出率ηに大きな差が見られた。すなわ
ち、実施例の定常時では、（介在物＋スラグ）流出率η
＝０．２弱が得られ、三重堰を使用した比較例５の定常
時のη＝０．３強に比べて、鋳型への（介在物＋スラ
グ）流出量が２／３に低減していることがわかった。ま
た、比較例５の取鍋交換時ではη＝０．４と定常時より
も清浄度が劣っていたが、実施例の取鍋交換時では、定
常時とほぼ同様にη＝０．２と低位で安定していた。ま
た、浸漬管の内径や浸漬深さを変化させた比較例１〜４
では、η＝０．３〜０．６と、三重堰と同等、あるいは
若干劣る結果となった。以上の結果を総合すると、浸漬
管の設置条件を適正範囲に設定することにより、三重堰
よりもシンプルな構造をもつタンディッシュを使用し、
しかも三重堰を凌駕する介在物＆スラグ分離効果が奏せ
られ、清浄度の高い鋳片が製造されることがわかる。

【００１８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は底部を
密閉した固定堰を有するタンディッシュを用いて、前記
固定堰の上方湯面に、ロングノズルを取り囲むように浸
漬管を浸漬することにより、浮上した介在物を効率良く
溶鋼から分離し、かつ、取鍋から持ち来されたスラグの
鋳型への混入を回避することができる。浸漬管の内径Ｄ
及び浸漬深さｈを適正な条件に規制することによって介
在物及びスラグの鋳型への進入を低く抑えて、極めて清
浄度の高い連鋳スラブを製造することができる。本発明
により、定常状態ではもちろん、取鍋交換時等の非定常
状態においても、高位に安定した高清浄度鋼の連続鋳造
が可能となる。また、一連の鋳造終了後にタンディッシ
ュ内にある残塊を処理する際でも、固定堰によって小塊
に分割されるため、残塊の抜き取りが極めて簡単にな
る。さらに、ねずみ通しを持たない、また流通孔を持た
ないシンプルな構造の堰を必要最小限の枚数だけ施工す
れば良く、耐火物施工性の観点からも簡便となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】底部を密閉する固定堰を備えたタンディッシ
ュ

【図２】タンディッシュの概要

【図３】介在物及びスラグの流出割合に及ぼす浸漬管
の内径及び浸漬深さの影響を示すグラフ

【図４】ねずみ通し付き三重堰を備えたタンディッシ
ュ

【図５】実施例及び比較例における（介在物＋スラ
グ）流出率ηを示すグラフ

【符号の説明】

１：ロングノズル２：溶鋼３：浸漬ノズル
４：ストッパー５：上昇流６：フラックス層７：下降流１０：タンディッシュ本体１１：炉壁１２：耐
火物ライニング１４：底壁１５：側壁２０：固定堰３０：浸漬管４０：三重堰４１：中央下堰４２：上堰
４３：外下堰４４：ねずみ通し

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底部を密閉した固定堰を有するタンディ
ッシュを用いた連続鋳造方法であって、前記固定堰の上
方湯面にロングノズルを囲むように浸漬管を浸漬する、
高清浄度鋼連続鋳造方法。
【請求項２】請求項１記載の浸漬管の内径及び浸漬深
さを、式（１）及び式（２）を満足する条件に規制する
ことを特徴とする、高清浄度鋼連続鋳造方法。０．７０×Ｌ≦Ｄ≦１．３０×Ｌ・・・（１）０．１０×Ｈ≦ｈ≦０．３０×Ｈ・・・（２）ただし、Ｄ：浸漬管の内径（ｍｍ）ｈ：浸漬管の浸漬深さ（ｍｍ）Ｌ：固定堰間の水平距離（ｍｍ）Ｈ：タンディッシュ底壁から固定堰頂面までの高さ（ｍ
ｍ）