JPH04367357A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶鋼を収容した溶鋼
容器からノズルを介して溶鋼を鋳型等に注入する際に、
前記溶鋼中に大気が取り込まれることを防止する連続鋳
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶鋼容器から溶鋼を流出させる流路中に
おいて、スライディングノズルの弁を形成する摺動部等
、摺動可能な構造の接合部は、シートパッキング等の特
殊な難通気性物質によって強く接合されていないと、溶
鋼と接触する内周側が膨張して前記接合部の接合が不十
分となることがあり、その接合部分から大気が吸引され
て溶鋼中に大気が取り込まれ、溶鋼中の成分であるアル
ミニウムやチタン等を酸化して介在物を形成すると共に
、溶鋼への窒素のピックアップを発生して、生成された
鋳材の品質を低下させることが知られている。

【０００３】従来、前記のような大気の吸引を防止する
ために、例えば特公昭６４−４８７２号公報等に記載さ
れている方法が採用されている。これは、前記大気を吸
引する溶鋼容器とノズルとの接合部やノズル外周を非通
気性である鉄板等で包囲して密封室を形成し、その密封
室内に不活性ガスであるアルゴンガスや窒素ガスを封入
することで、前記接合部及びノズル外周を不活性ガス雰
囲気にして大気からシールドし、前記接合部やノズルの
摺動部等から溶鋼へ大気が取り込まれることを防止して
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記密
封室内に窒素ガスを封入した場合には、大気の代わりに
窒素が溶鋼中に吸引されるが、これは、溶鋼中に窒素の
ピックアップを発生して生成された鋳材の機械的な性質
、例えば延性等を著しく低下させるため、高窒素鋼等の
一部の限られた鋼種にだけ有効であり、また窒素含有量
の上昇は、窒素が溶鋼中のアルミニウム，チタン，ニオ
ブ等と化合して窒化物を形成し表面割れの原因にもなる
。

【０００５】一方、前記密封室内にアルゴンガスを封入
した場合には、該アルゴンガスは、窒素ガスに比べて不
活性であり、窒素ガスのように溶鋼に固溶することも他
の元素との化学反応を起こすこともないが、アルゴンガ
スによる気泡が溶鋼中に残存し、また該気泡によって溶
鋼中に介在物の混入を伴うために生成された鋳材の品質
を低下させる。

【０００６】なお、前記ガス雰囲気を行わないで、前記
大気を吸引する接合部を真空にする試みも存在するが、
前記真空状態を形成するためには、シールが困難であり
、必要な真空状態を確保することが困難である。本発明
は、上記のような問題点に着目してなされたもので、ノ
ズルを介して流出する溶鋼への大気の取り込みを防止す
ると共に、前記不活性ガスによる鋼中での気泡の発生及
び成長を防止することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の連続鋳造方法は、溶鋼容器からノズルを介
して鋳型若しくは次工程に溶鋼を注入する連続鋳造方法
において、前記溶鋼容器とノズルとの接続部外周及び前
記ノズルの外周を包囲して密封室を形成し、前もってそ
の密封室内に不活性ガスを注入して該密封室内を非酸化
性雰囲気とし、前記溶鋼容器からノズルを介しての溶鋼
流出時に、前記不活性ガスに代えて水素ガスを前記密封
室内に注入することを特徴としている。

【０００８】

【作用】予め、密封室内に窒素ガス，アルゴンガスある
いはこれらの混合気体からなる不活性ガスを注入して該
密封室内を非酸化性雰囲気にしておき、ノズルを介して
溶鋼を流出する際には、該密封室内に水素ガスあるいは
水素ガスを含有する非酸化系ガスを注入することで、溶
鋼容器からノズル内を流れる溶鋼への大気の取り込み及
び窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスの取り込みを
防止する。

【０００９】このとき、密封室内を一度不活性ガスによ
って非酸化性雰囲気にしてから水素ガスを注入するため
、ガス雰囲気に水素ガスを使用する際の爆発トラブルが
防止されると共に、鋼中での気泡の発生や成長を防止す
る。特に、水素ガスは、後述する実施例で説明するよう
に、溶鋼中に溶融しても気泡として残留することはあま
りない。

【００１０】そして、溶鋼の注入が終了したら、再び水
素ガスに代えて不活性ガスを密封室内に注入する。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 まず構成を説明すると、図１に示すように、溶鋼２が収
容される溶鋼容器であるタンディッシュ１の底部に溶鋼
２を流出する流出口１ａが開設されていて、その流出口
１ａの下側に軸を上下にしたスライディングノズル３が
連通されている。そのスライディングノズル３は、上部
固定枠３ａがタンディッシュ１の底部と当接しており、
該上部固定枠３ａの下面に摺動枠３ｂが図示しないシリ
ンダ装置によって水平方向へ進退可能に当接され、また
、該摺動枠３ｂの下面に下部固定枠３ｃが当接されて構
成されている。そのスライディングノズル３は、その下
部において、軸を上下にしたイマージョンノズル４を介
して鋳型５に接続されている。なお、前記各当接部は、
夫々シーリング処理が施されているものとする。

【００１２】前記タンディッシュ１とスライディングノ
ズル３との接続部外周，及びスライディングノズル３や
イマージョンノズル４の外周面は、所定の空間をあけて
鉄板６ａに覆われ密封室６が形成されている。その密封
室６には、アルゴンガス及び水素ガスを夫々圧入したボ
ンベ７ａ，７ｂが、圧力調整弁８を途中に設けたガス供
給管９を介して接続され、また、該密封室６内部の圧力
を検出する圧力検出器１０が接続されている。

【００１３】前記構成の連続鋳造で使用されるタンディ
ッシュ１及びノズル３，４では、図示しない取鍋から取
鍋用のノズルを介してタンディッシュ１に溶鋼２が注入
されて該タンディッシュ１内に溶鋼２が収納される。収
納された溶鋼２は、タンディッシュ１底部の流出口１ａ
からスライディングノズル３の摺動枠３ｂによって流出
量が調整されながら鋳型５内に注入される。該鋳型５内
に注入された溶鋼２は外周部から徐々に凝固して鋳片が
製造される。

【００１４】前記タンディッシュ１から鋳型５へノズル
３，４を介して溶鋼２を注入する際において、該注入を
開始する６０秒前に密封室６内に、アルゴンガスを圧入
しているボンベ７ａからガス供給管９を介して、アルゴ
ンガスを毎分２０リットル注入しておく。これによって
、タンディッシュ１とスライディングノズル３との接合
部及びスライディングノズル３の外周面がアルゴンガス
によりガスシールドされて大気が遮断されると共に、該
密封室６内が非酸化性雰囲気となる。このとき該密封室
６内は大気圧より高い圧力に保持する。

【００１５】そして溶鋼２の注入開始後出来るだけ早く
、例えば３０秒後に、前記密封室６内にアルゴンガスに
代えて水素ガスを同量注入し、その後、密封室の内圧が
１．２ｋｇ／ｃｍ２になるように溶鋼流出の間さらに水
素ガスを注入する。このとき、前もって密封室６内は不
活性ガスであるアルゴンガスによって非酸化性雰囲気に
なっているために、水素ガスを使用する際の爆発トラブ
ルが防止できる。

【００１６】また、鋳型５への溶鋼２の注入が終了した
ら、再び、密封室６内へ水素ガスに代えてアルゴンガス
を毎分２０リットル注入する。前記のようにノズル外周
部を不活性ガスでシールドすることにより、ノズル３，
４内を流通する溶鋼２によってノズル３，４の内面側が
膨張して、例えばスライディングノズル３の上部固定枠
３ａと摺動枠３ｂとの当接部等の接合が不十分となった
としても、前記不活性ガスによって該ノズル３，４内を
流れる溶鋼２に大気が取り込まれることがなくなる。ま
た、溶鋼容器１とスライディングノズル３との接続部の
接合シールが不良になっていても、前記と同様に大気が
溶鋼２中に取り込まれることがない。

【００１７】ここで、ノズル３，４外周部を前記のよう
な不活性ガスでシールドすることで大気の代わりに該不
活性ガスが溶鋼２中に取り込まれる恐れがある。その影
響を実験にて確認したところ、従来のように、密封室６
内の不活性ガスとしてアルゴンガスを、溶鋼２がノズル
を介して注入されている間もそのまま使用すると、生成
された鋳片中のアルゴンガスの気泡は６５個／１０ｃｍ
３　と非常に多くなると共に、これらのガスはその表面
に酸化アルミニウム等の介在物を形成して膨れ等を発生
し、生成された鋳片表面の欠陥につながる。なお、アル
ゴンガスと水素ガスを１対１の比にして密封室に注入し
ておくと、前記気泡の数は２２個／１０ｃｍ３　と約三
分の一になった。

【００１８】これに対して、本発明では、タンディッシ
ュ１からノズル３，４を介して溶鋼２を注入している間
はアルゴンガスに代えて水素ガスで前記ノズル３，４外
周をシールドするため、生成された鋳片中にアルゴンガ
スの気泡は残存しない。前記実施例で、完全に密封室６
内のガスの交換が出来ずにアルゴンガスが水素ガス中に
混ざっていても生成された鋳片に形成されるアルゴンガ
スによる気泡は少なく問題はないと思われる。

【００１９】また水素ガスが溶鋼２内に吸収されること
が考えられるが、密封室６内の内圧を１気圧以上にする
ために、例えば毎分２０〜３０リットルの水素ガスを該
密封室６内に注入し、その水素ガスが全て溶鋼２中に吸
収込されたとしても溶鋼２中への水素のピックアップは
１ｐｐｍ　程度であり、元の溶鋼２内の水素ガス含有量
が２．３ｐｐｍ　とすると、形成された鋳片中の水素ガ
スの残留量は３．３ｐｐｍ　程度まで増加するが、水素
ガスによる気泡生成限界レベルである１０ｐｐｍ　にま
で全然達成していないために生成された鋳片への水素ガ
スのピックアップによる問題は発生しない。

【００２０】なお、本発明では、不活性ガスとしてアル
ゴンガスを使用しているが、窒素ガス等他の不活性ガス
を使用しても構わない。また、本実施例では溶鋼容器と
して、鋳型５に溶鋼２を注入するタンディッシュ１で説
明したが、溶鋼容器である取鍋と該取鍋に連通されるノ
ズルとの間に前記方法を使用しても構わない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の連続
鋳造方法では、溶鋼容器からノズルを介して溶鋼を流出
させる際に、溶鋼容器とノズルとの接続部及びノズル外
周面を水素ガスによって不活性ガス雰囲気にすることで
、大気が溶鋼内へ取り込まれることが防止できると共に
、溶鋼中に対して該不活性ガスによる気泡の発生や成長
を防止することができる。

【００２２】また、密封室内を一旦非酸化性雰囲気にし
てから水素ガスに入れ換えているため、水素ガスを使用
する際の爆発トラブルが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係わる溶鋼容器からノズルを介して
鋳型へ溶鋼を注入する状態を示す全体構成図である。

【符号の説明】

１　　　　　　タンディッシュ（溶鋼容器）２　　　　
　　溶鋼 ３，４　　ノズル ５　　　　　　鋳型 ６　　　　　　密封室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶鋼容器からノズルを介して鋳型若し
   くは次工程に溶鋼を注入する連続鋳造方法において、前
   記溶鋼容器とノズルとの接続部外周及び前記ノズルの外
   周を包囲して密封室を形成し、前もってその密封室内に
   不活性ガスを注入して該密封室内を非酸化性雰囲気とし
   ておき、前記溶鋼容器からノズルを介して溶鋼を流出さ
   せる時に、前記不活性ガスに代えて水素ガスを前記密封
   室内に注入することを特徴とする連続鋳造方法。