JP2000202599A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンディッシュを用いずに取鍋から直接鋳型
に注入する連続鋳造方法において、鋳型への溶融金属の
注入量の制御を容易とすると共に、浸漬ノズルからの溶
融金属の吐出流速を低減させる。 【解決手段】 取鍋２の底部に取り付けられた第１のス
ライディングノズル３と、下部に浸漬ノズル６を取り付
けた第２のスライディングノズル５と、第１のスライデ
ィングノズルと第２のスライディングノズルとを連結す
るロングノズル４と、を具備した連続鋳造設備を用い、
第１のスライディングノズル及び第２のスライディング
ノズルの開度を調整して、ロングノズル内に溶融金属１
の湯面１０を形成しつつ、取鍋内の溶融金属を第１のス
ライディングノズル、ロングノズル、及び第２のスライ
ディングノズルを経由させて浸漬ノズルから鋳型７内に
注入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンディッシュを
用いずに、取鍋内の溶融金属を取鍋から鋳型に直接注入
する連続鋳造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、連続鋳造においては取鍋内の溶
融金属を一旦タンディッシュに注入し、次いで、タンデ
ィッシュから鋳型へ注入して鋳造する方法が行われてい
る。タンディッシュを用いることにより、複数の鋳型に
分配して注入することが可能となると共に、タンディッ
シュ内の湯面高さを、鋳造末期を除いて一定に制御する
ことができるので、鋳型への溶融金属の注入量の制御が
容易になるためである。

【０００３】一方近年、自動車用鋼板、食缶用鋼板、及
び石油搬送用鋼管等の鋼材々質特性に対する要求は益々
厳しさを増し、均質で清浄な鋼材が求められると共に、
需要家ニーズは多様化して、小ロット材の増加をもたら
している。本来、連続鋳造は大ロット材の製造に適して
おり、小ロット材を鋳造することにより、鋳造開始時や
鋳造終了時での品質水準の劣った非定常部鋳片の増加と
いう問題を生じさせるのみならず、タンディッシュ耐火
物コストの上昇という問題も生じさせている。

【０００４】タンディッシュを用いることなく取鍋から
直接鋳型に注入すれば、非定常部は大幅に少なくなり、
小ロット材のこれら問題点は解決され、又、取鍋からタ
ンディッシュへの注入に伴う空気酸化も回避される。そ
のため、小ロット材に限らず、鋳片の品質向上及びタン
ディッシュ耐火物コストの削減を目的として、タンディ
ッシュを用いずに直接鋳型に注入する方法が幾つか提案
されている。

【０００５】例えば、特公昭５４−２０１７５号公報に
は、複数枚の摺動板を上下方向に重合段設したスライデ
ィングノズルを取鍋底部に設け、取鍋内溶鋼の深さに基
づくく静圧差に順応して、これら上下の摺動板の開度を
制御しつつ、タンディッシュを用いることなく取鍋から
鋳型に直接鋳造する連続鋳造方法が開示されている。
又、特開昭５１−５９７２６号公報には、取鍋と鋳型と
を直結した浸漬ノズル内に不活性ガスを吹き込み、この
不活性ガス吹き込み量とスライディングノズル開度とを
調整して、取鍋から鋳型に直接鋳造する連続鋳造方法が
開示されている。

【０００６】その高さが２０００〜４０００ｍｍである
取鍋から直接鋳型に鋳造する場合、溶鋼が満杯の鋳造開
始時と少量の鋳造末期とでは、取鍋内の溶鋼深さに基づ
く溶鋼静圧の差が大きく、通常のスライディングノズル
では鋳型への溶鋼注入量の制御が極めて困難であるが、
上記２つの公報に開示された技術によれば、この問題を
解決して安定した鋳造を行うことができるとしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等の試験によれば、上記２つの公報に開示された技術
でも、鋳型への溶鋼注入量の制御はタンディッシュを用
いた場合に比べて難しく、鋳造開始時にノズル詰りを発
生させたり、浸漬ノズルからの溶鋼吐出流速が速いこと
に起因して、鋳型内湯面に添加したモールドパウダーの
捲き込み等の欠陥が発生する。

【０００８】又、スライディングノズルの開口のため、
一般に、珪砂やクロマイト等の詰砂をスライディングノ
ズル上方の溶鋼流出孔内に事前に装入する。タンディッ
シュを用いた場合には、この詰砂はタンディッシュ内の
溶鋼湯面上に浮上して鋳型内まで流入することはない
が、タンディッシュを使用しない場合には、鋳型内に流
入して、溶鋼の酸化源となったり、鋳型での溶鋼の凝固
を阻害してブレークアウトを起こしたりする。これを防
止するためには、鋳型内に注入する前に鋳型以外の場所
で一旦スライディングノズルを開口して詰砂を排出する
必要があるが、一旦開口した後に鋳型上に取鍋を移動す
る間は、スライディングノズルを閉じざるを得ず、スラ
イディングノズルの摺動板と接触した溶鋼は凝固し、鋳
型上で再度開口した時には溶鋼が流出しないという問題
点がある。上記２つの公報はこの問題点について何ら記
載していない。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、タンディッシュを用いずに取
鍋から直接鋳型に注入する連続鋳造方法において、鋳型
への溶融金属の注入量の制御が容易で、且つ、浸漬ノズ
ルからの溶融金属の吐出流速を低減することができ、更
に、注入開始時に円滑な開口を確保することのできる連
続鋳造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明による連続鋳
造方法は、取鍋底部に取り付けられた第１のスライディ
ングノズルと、下部に浸漬ノズルを取り付けた第２のス
ライディングノズルと、第１のスライディングノズルと
第２のスライディングノズルとを連結するロングノズル
と、を具備した連続鋳造設備を用い、第１のスライディ
ングノズル及び第２のスライディングノズルの開度を調
整して、前記ロングノズル内に溶融金属の湯面を形成し
つつ、取鍋内の溶融金属を第１のスライディングノズ
ル、ロングノズル、及び第２のスライディングノズルを
経由させて浸漬ノズルから鋳型内に注入し、タンディッ
シュを用いることなく鋳造することを特徴とするもので
ある。

【００１１】第２の発明による連続鋳造方法は、取鍋底
部に取り付けられ、摺動板を加熱する加熱手段を備えた
第１のスライディングノズルと、下部に浸漬ノズルを取
り付けた第２のスライディングノズルと、第１のスライ
ディングノズルと第２のスライディングノズルとを連結
するロングノズルと、を具備した連続鋳造設備を用い、
先ず、第１のスライディングノズルの直上に装入した詰
砂を鋳型以外の場所で排出した後、第１のスライディン
グノズルの摺動板を前記加熱手段により加熱しつつ、第
１のスライディングノズルを一旦閉鎖し、次いで、第１
のスライディングノズル及び第２のスライディングノズ
ルの開度を調整して、前記ロングノズル内に溶融金属の
湯面を形成しつつ、取鍋内の溶融金属を第１のスライデ
ィングノズル、ロングノズル、及び第２のスライディン
グノズルを経由させて浸漬ノズルから鋳型内に注入し、
タンディッシュを用いることなく鋳造することを特徴と
するものである。

【００１２】第３の発明による連続鋳造方法は、第１の
発明又は第２の発明において、ロングノズルの長さを
０．８ｍ以上とすることを特徴とするものである。

【００１３】第４の発明による連続鋳造方法は、第１の
発明乃至第３の発明の何れかにおいて、第２のスライデ
ィングノズルが、鋳型周辺の鋳造床を移動可能な台車に
搭載されていることを特徴とするものである。

【００１４】本発明においては、取鍋と鋳型との間に設
置した第１のスライディングノズル及び第２のスライデ
ィングノズルの開度を調整して、この２つのスライディ
ングノズルを連結するロングノズル内に溶融金属を溜め
て溶融金属の湯面を形成させる。従って、第２のスライ
ディングノズルにはロングノズル内の溶融金属の深さに
相当する静圧がかかるので、従来のタンディッシュを用
いた場合と同等の静圧レベルとなり、その結果、第２の
スライディングノズルによる鋳型への溶融金属の注入量
の制御が容易となり、且つ、第２のスライディングノズ
ルの下部に取り付けた浸漬ノズルからの溶融金属の吐出
流速が低減される。

【００１５】又、摺動板を加熱する加熱手段を備えた第
１のスライディングノズルを用いた場合には、第１のス
ライディングノズルの直上に装入した詰砂を鋳型以外の
場所で排出してから鋳型に注入するので、鋳型内には詰
砂が流入せず、詰砂に起因する溶鋼の酸化やブレークア
ウトを未然に防止することができる。そして、摺動板を
閉鎖する際には、摺動板を加熱手段にて加熱するので、
摺動板と接触する溶融金属の凝固が防止でき、鋳型内に
注入するために再度開口した時にも溶融金属を円滑に流
出させることができる。

【００１６】ロングノズルの長さを０．８ｍ以上とする
ことで、ロングノズル内に溶融金属の湯溜りを安定して
形成することができる。即ち、第２のスライディングノ
ズルによる注入作業を安定させることができる。又、第
２のスライディングノズルが浸漬ノズルと共に、鋳型周
辺の鋳造床を移動可能な台車に搭載されているので、容
易に取り除くことができ、又、ロングノズルの長さを変
更することで高さ方向の取り合いも可能であり、通常の
タンディッシュを用いた連続鋳造も容易に行うことがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明の実施の形態の１例を示す概略図で
ある。

【００１８】図１において、外殻を鉄皮３２とし、内部
に耐火物３３が設置された取鍋２が、レードルタレット
やレードルカー等の取鍋支持装置（図示せず）にて鋳型
７の上方所定位置に設置されている。取鍋２の底部に
は、鉄皮３２の開口部を貫通し、耐火物３３と嵌合する
上ノズル１２が設置され、この上ノズル１２の下面と接
して、固定板１３、摺動板１４、固定板１５、及び整流
ノズル１９からなる第１のスライディングノズル３が設
置されている。摺動板１４は駆動用油圧シリンダー（図
示せず）により、固定板１３と固定板１５との間を固定
板１３、１５と接して摺動し、第１のスライディングノ
ズル３の開度を調整する。又、摺動板１４の固定板１３
側には、多数の貫通孔を有するＡｒ吹き込みプラグ１６
が、第１のスライディングノズル３を全閉した時に上ノ
ズル１２の流出孔と合致する位置に、設置されている。
Ａｒ吹き込みプラグ１６は、Ａｒ供給管１８を介してＡ
ｒ加熱器１７と連結されており、Ａｒ加熱器１７により
加熱されたＡｒをＡｒ吹き込みプラグ１６から吹き込む
ことができるようになっている。Ａｒ加熱器１７は、電
気加熱等によりＡｒを８００〜１０００℃まで瞬時に加
熱することができるものである。

【００１９】第１のスライディングノズル３の下方に
は、取り付け装置１１に支持されたロングノズル４が整
流ノズル１９の下面と接触して設置されている。ロング
ノズル４は、取り付け装置１１の油圧装置等の昇降装置
（図示せず）により着脱可能であり、図では上昇させて
取り付けた状態を示している。前述したように、ロング
ノズル４の長さは０．８ｍ以上であることが好ましい。

【００２０】更に、ロングノズル４の下方には、上ノズ
ル２０と、固定板２１、摺動板２２、固定板２３、及び
整流ノズル２７からなり、上ノズル２０の下面と接する
第２のスライディングノズル５と、第２のスライディン
グノズル５の下面と接し、その下端が鋳型７内に挿入さ
れる浸漬ノズル６とが設置されている。摺動板２２は、
駆動用油圧シリンダー（図示せず）により、固定板２１
と固定板２３との間を固定板２１、２３と接して摺動
し、第２のスライディングノズル５の開度を調整する。
上ノズル２０、第２のスライディングノズル５、及び浸
漬ノズル６は一括して支持装置２９により保持され、支
持装置２９は油圧シリンダー３０に連結され、そして油
圧シリンダー３０は鋳造床８を車輪３１で移動可能な台
車９に搭載されている。従って、油圧シリンダー３０を
駆動させることで、支持装置２９を昇降させること、即
ち、上ノズル２０と第２のスライディングノズル５と浸
漬ノズル６とを一括して昇降させることができる。

【００２１】上ノズル２０はポーラス質煉瓦であり、そ
の内部に均圧室２４が設置され、均圧室２４につながる
Ａｒ供給管２５を介して、上ノズル２０の内面側の流出
孔内にＡｒを吹き込むことができる。均圧室２４はＡｒ
を上ノズル２０の周方向で均一に吹き込むためのもので
ある。Ａｒ供給管２５には圧力計２６が設置され、Ａｒ
の吹き込み圧力を測定しつつ吹き込むことができるよう
になっている。

【００２２】このような構成の連続鋳造設備における本
発明の鋳造方法を以下に説明する。図２は、第１のスラ
イディングノズル３を円滑に開口するために、上ノズル
１２内に詰砂３４を装入した状態を示す概略図であり、
図２に示すように、上ノズル１２の内部に詰砂３４が装
入され、転炉等で精錬された溶鋼１を収容した取鍋２を
取鍋支持装置に上架し、一旦鋳型７の中心と第１のスラ
イディングノズル３の中心とを調整して合せ、次いで、
詰砂３４を排出する捨て湯位置に移動して、ロングノズ
ル４を装着する。

【００２３】又、これに前後して、上ノズル２０、第２
のスライディングノズル５、及び浸漬ノズル６を搭載し
た台車９を移動させて、浸漬ノズル６を鋳型７の中心位
置に設置すると共に、浸漬ノズル６の鋳型７内における
浸漬深さが所定位置となるように、油圧シリンダー３０
を作動させて、上ノズル２０、第２のスライディングノ
ズル５、及び浸漬ノズル６を一括して所定位置まで下げ
る。

【００２４】捨て湯位置で第１のスライディングノズル
３を開口して詰砂３４及び一部の溶鋼１を排出した後、
再度、第１のスライディングノズル３を全閉すると共
に、図３に示すように、Ａｒ吹き込みプラグ１６から加
熱されたＡｒを上ノズル１２の内部に吹き込む。加熱さ
れたＡｒによりＡｒ吹き込みプラグ１６は加熱されるの
で、Ａｒ吹き込みプラグ１６と接触する溶鋼１の凝固を
防止することができ、又、吹き込まれるＡｒにより上ノ
ズル１２内の溶鋼１は強攪拌されるので、上ノズル１２
の内壁における凝固も抑制される。尚、図３はＡｒ吹き
込みプラグ１６からＡｒを吹き込んだ状態を示す概略図
であり、Ａｒ吹き込みプラグ１６の温度を上昇させるに
は、吹き込むＡｒ流量は多いほど良く、本発明者の経験
では４０〜８０Ｎｌ／ｍｉｎ程度あれば良いことが分か
っているが、これに限定されるものではない。

【００２５】Ａｒ吹き込みプラグ１６からＡｒを吹き込
みながら、取鍋２を捨て湯位置から鋳型７の上方所定位
置に移動させ、次いで、ロングノズル４の先端が上ノズ
ル２０の直上位置となるまで、取鍋支持装置により取鍋
２を下降させる。その後、油圧シリンダー３０を作動さ
せて上ノズル２０をロングノズル４に密着させ、Ａｒ供
給管２５からＡｒを５〜１５Ｎｌ／ｍｉｎ程度吹き込
む。その際にＡｒの背圧を圧力計２６により監視する。

【００２６】次いで、第１のスライディングノズル３を
開として、ロングノズル４内への溶鋼１の注入を開始す
る。そして、第１のスライディングノズル３の注入を開
始すると共に、圧力計２６の指示値を監視して、指示値
が所定値まで上昇した時点で第２のスライディングノズ
ル５を開として、鋳型７への溶鋼１の注入を開始する。
鋳造中は、圧力計２６の指示値が所定値となるように第
１のスライディングノズル３の開度を制御して、ロング
ノズル４内に溶鋼湯面１０を形成させる。又、鋳型７内
の溶鋼湯面２８が一定になるように、第２のスライディ
ングノズル５の開度を制御する。尚、ロングノズル４内
に溶鋼湯面１０を安定して形成させるために、磁場を用
いた溶鋼検出器等によりロングノズル４内の溶鋼湯面１
０の位置を検出して、圧力計２６の指示値と溶鋼湯面１
０の位置との関係を予め測定しておくことが好ましい。

【００２７】このようにして取鍋２から鋳型７に直接注
入することで、第２のスライディングノズル５の摺動板
２２には、図１に示すように、摺動板２２から溶鋼湯面
１０までの溶鋼高さ（Ｈ）に起因する溶鋼静圧が作用す
るので、鋳型７への溶鋼注入量を精度良く制御すること
ができると共に、浸漬ノズル６からの吐出流速も減速さ
せることができる。

【００２８】尚、上記説明では摺動板１４の加熱手段と
して加熱したＡｒを用いているが、本発明はこれに限る
ものではなく、例えば、電気抵抗の大きい物質を摺動板
１４に埋設し、この物質に電流を流して加熱しても良
い。又、第２のスライディングノズル５にも加熱手段を
設置しても良い。

【００２９】

【実施例】ロングノズルの長さが１．５ｍである、図１
に示す連続鋳造設備を用いて、厚鋼板用の１．２５ｗｔ
％Ｃｒ鋼を鋳造した実施例を説明する。表１に１．２５
ｗｔ％Ｃｒ鋼の組成を示す。尚、この鋼種は従来からロ
ットが小さく、タンディッシュを用いた場合、１ヒート
のみの鋳造を行うため、タンディッシュ耐火物コストが
高く、又、高清浄性であること、及び、鋼中Ｈを低いレ
ベルにする必要があることにより、鋳造開始時の鋳片が
使用できず、歩留りの低下を招いていた。

【００３０】

【表１】

【００３１】本発明の鋳造方法で鋳造することにより、
鋳造開始時期の鋳片のＯピックアップ量は２ｐｐｍ以下
となって、定常鋳造時の鋳片のＯレベルと同等になると
共に、タンディッシュ耐火物に起因するＨのピックアッ
プも防止でき、鋳造開始時期の鋳片も定常鋳造時の鋳片
と同等の品質が得られた。

【００３２】定常鋳造中の第２のスライディングノズル
の開度はタンディッシュを用いた場合と同等であり、
又、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速値もタンディッシ
ュを用いた場合と同等であり、定常鋳造時の鋳片のノロ
カミ個数はタンディッシュを用いた場合と同等以下とな
った。

【００３３】以上の結果、鋳片歩留りはタンディッシュ
を用いた従来法の８５％から９４％に向上すると共に、
耐火物コストも大幅に低減することができ、製造コスト
の大幅な削減が達成された。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、タンディッシュを用いず
に取鍋から直接鋳型に注入する連続鋳造方法において、
鋳型への溶融金属の注入量の制御が容易となり、且つ、
浸漬ノズルからの溶融金属の吐出流速を低減することが
できる。そして、本発明を小ロット材の鋳造に適用する
ことで、鋳造開始時の鋳片に生ずる介在物や不均一凝固
に起因する表面欠陥を防止し、且つ、鋳込み全長に渡り
健全な製品を得ながら、大ロット材に遜色ない耐火物コ
ストで製造することができ、その工業的効果は格別であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す概略図であ
る。

【図２】上ノズル内に詰砂を装入した状態を示す概略図
である。

【図３】Ａｒ吹き込みプラグからＡｒを吹き込んだ状態
を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 溶鋼 ２ 取鍋 ３ 第１のスライディングノズル ４ ロングノズル ５ 第２のスライディングノズル ６ 浸漬ノズル ７ 鋳型 ８ 鋳造床 ９ 台車 １０ 溶鋼湯面 １１ 取り付け装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 41/50 ５２０ Ｂ２２Ｄ 41/50 ５２０ Ｇ０５Ｄ 9/12 Ｇ０５Ｄ 9/12 Ｄ Ｆターム(参考） 4E004 FA10 HA00 4E014 DB00 5H309 AA01 BB03 CC09 DD04 DD27 EE04 EE05 FF07 GG03 JJ06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取鍋底部に取り付けられた第１のスライ
   ディングノズルと、下部に浸漬ノズルを取り付けた第２
   のスライディングノズルと、第１のスライディングノズ
   ルと第２のスライディングノズルとを連結するロングノ
   ズルと、を具備した連続鋳造設備を用い、第１のスライ
   ディングノズル及び第２のスライディングノズルの開度
   を調整して、前記ロングノズル内に溶融金属の湯面を形
   成しつつ、取鍋内の溶融金属を第１のスライディングノ
   ズル、ロングノズル、及び第２のスライディングノズル
   を経由させて浸漬ノズルから鋳型内に注入し、タンディ
   ッシュを用いることなく鋳造することを特徴とする連続
   鋳造方法。
2. 【請求項２】 取鍋底部に取り付けられ、摺動板を加熱
   する加熱手段を備えた第１のスライディングノズルと、
   下部に浸漬ノズルを取り付けた第２のスライディングノ
   ズルと、第１のスライディングノズルと第２のスライデ
   ィングノズルとを連結するロングノズルと、を具備した
   連続鋳造設備を用い、先ず、第１のスライディングノズ
   ルの直上に装入した詰砂を鋳型以外の場所で排出した
   後、第１のスライディングノズルの摺動板を前記加熱手
   段により加熱しつつ、第１のスライディングノズルを一
   旦閉鎖し、次いで、第１のスライディングノズル及び第
   ２のスライディングノズルの開度を調整して、前記ロン
   グノズル内に溶融金属の湯面を形成しつつ、取鍋内の溶
   融金属を第１のスライディングノズル、ロングノズル、
   及び第２のスライディングノズルを経由させて浸漬ノズ
   ルから鋳型内に注入し、タンディッシュを用いることな
   く鋳造することを特徴とする連続鋳造方法。
3. 【請求項３】 前記ロングノズルの長さを０．８ｍ以上
   とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
   連続鋳造方法。
4. 【請求項４】 前記第２のスライディングノズルが、鋳
   型周辺の鋳造床を移動可能な台車に搭載されていること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載
   の連続鋳造方法。