JPH045724B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は一般に、添加成分を溶鋼に加える方
法、とりわけ添加成分をシヨツトの形で加える方
法に関するものである。 （従来の技術及び発明が解決しようとする課題） シヨツトの形で鋼に加えられる添加成分の例と
しては、鉛及びビスマスがある。鉛或いはビスマ
スをシヨツトの形で鋼に加える典型的な作業にお
いては、１チヤージ（一回の溶解作業）の溶鋼が
取鍋に入れられ、溶鋼が取鍋から鋳型、例えばイ
ンゴツト・ケースに注がれる。鉛或いはビスマス
のシヨツトは、取鍋と鋳型の間の鋳込み流か、或
いは部分的に満たされた鋳型に鋳込み流が流れ込
む位置に向けられる。 シヨツトは溶鋼にシヨツト添加銃を用いて送り
込んでもよいが、この銃の中をシヨツトは空気搬
送されるが、或いはシヨツトは自由流動して、即
ち重力によつて搬送されてもよい。シヨツトが溶
鋼の鋳込み流の中に入るように、銃はシヨツトを
発射する。 鋼へのビスマスの添加を教える従前の技術の中
で、Bhattacharya等の合衆国特許番号4255187
が、ビスマスのシヨツトは40メツシユ（0.425mm）
より細かいことが望ましいことを教えてくれてお
り、Holowaty等の合衆国特許番号4244737がビ
スマスを含むシヨツトは約10メツシユ（1.98mm）
よりも細かく、出来れば20メツシユから40メツシ
ユ（0.85mmから0.425mm）の範囲で100メツシユ
（0.15mm）を下回るシヨツトが５％を超えないこ
とが望ましいことを示している。 ビスマスを鋼に添加する従来の作業において現
在まで使用されてきた市販のビスマス・シヨツト
のサイズ範囲は、以下に示す通りである。 即ち、18メツシユ（1.0mm）以上は27.9重量％、
20メツシユ（0.85mm）以上は26.0重量％、40メツ
シユ（0.425mm）以上は44.8重量％、そして40メ
ツシユ未満は6.7重量％である。 上述したタイプのビスマス或いは鉛を含有して
いるシヨツトが鋼に添加される際に問題があつ
た。シヨツトに含まれた添加成分の歩留りは少な
く、１チヤージの各部の添加成分の分布は比較的
に不均一であつた。別の言い方をすると、溶鋼の
１チヤージが複数のインゴツト・ケースに流しこ
まれる作業において、各インゴツトを較べると添
加成分の百分率にかなりの相違が見られた。 添加成分に含まれるもの、例えばビスマス或る
いは鉛が１チヤージの各部において均一であるこ
とが望ましい。鋼に添加成分を加える費用は歩留
りが良くなるにつれて低下することからも、歩留
りの改善は望ましい。 添加成分を鋳込み流に加えると、しばしば鋳型
の近くの空気中の煙が上がり、この煙（例えば鉛
の煙）は健康の面からも、また環境保護の面から
も好ましくない。従つて、通常は排気フード及び
関連機器等の設備を備えて、鋳込み流が取鍋から
鋳型に流れている間は鋳型の廻りの空気を排気し
ている。添加成分が先に述べた従来タイプのシヨ
ツトの形をとつている場合は、この排気中にかな
りの添加成分が失われてしまう。 上記の従来タイプのシヨツトは凝集或いは固結
する傾向があり、特に湿気がある寒冷な天候の場
合にはこの傾向が強まる。その結果、シヨツト添
加銃は動作不良となり、銃の内部の不均一な流れ
は、１チヤージの各部における添加成分の分布を
不均一なものにしてしまう。 （課題を解決するための手段及び作用・効果） 本発明は、添加成分がシヨツトとして鋼に加え
られる際に生ずる上記の問題を克服するものであ
る。これは、シヨツトのサイズを0.5から2.0mm
（0.019から0.78インチ）の範囲に調節し、このサ
イズの範囲外のものが１重量％を超えないように
することによつて達成される。 本発明は特に、ビスマス、鉛、ビスマス鉛合
金、鉛−テルリウム合金、ビスマス−テルリウム
合金、鉛−ビスマス−テルリウム合金、及び前述
のいずれかを硫黄と組合わせたものとから成るグ
ループの中から選択される被削性改善用成分から
成るシヨツトに適用される。 本発明は、シヨツトを銃によつて、前記溶鋼流
に供給する場合に適用できる。ここで、銃として
は、例えば、シヨツトが内部を空気搬送される
銃、若しくはシヨツトが自然流動する形で内部を
通過する銃などを用いて、溶鋼にシヨツトを添加
することが可能である。これらの両タイプの銃は
従来からのものであり、市販されている。 シヨツトが本発明に基づいて調整されたサイズ
範囲にある場合は、従来のシヨツトに見られるシ
ヨツトの凝集或いは固結、そして銃の目詰まりの
諸問題は大幅に改善される。シヨツトのサイズを
本発明に従つて調整すると、このサイズの調整を
していないシヨツトがもたらす分布と比べて、１
チヤージの各部の添加成分の分布の均一性が改善
される。 本発明によつて調整されたサイズ範囲のシヨツ
トは、このサイズ調整をしていないシヨツトと比
べて、排気中に失われる添加成分の量を大幅に低
減させる。 その他の特徴及び利点は、以下の添付図面に基
づいた詳細な説明から所謂当業者には明白であろ
う。 （実施例） 添付の図面は、本発明の実施例に従う方法を実
施する際に使用される装置の一実施例を概略的に
図示するものである。 取鍋２３には溶鋼の１チヤージがはいつてお
り、一筋の鋳込み流２４が取鍋２３からインゴツ
ト・ケース２５に流れている。本発明によつて調
整されたサイズのシヨツトの形をした添加成分
が、貯蔵用ホツパー１０にはいつており、このホ
ツパーは、弁１３を備え、管路１１を介して計量
ホツパー１４に通じているが、この計量ホツパー
はロード・セル１７及び１７によつて支持されて
いる。計量ホツパー１４は、弁１６を備える管路
１５を介して、密閉加圧ホッパー１８に通じてい
る。この加圧ホツパー１８には、圧縮空気の供給
源２０から出ている管路１９も通じている。加圧
ホツパー１８の底は、管路２１に通じており、こ
の管路２１は弁を一つ備え、先端にはノズル２６
がついているが、このノズルはシヨツトを鋳込み
流２４に向ける為のものである。 使用の際には、弁１３は最初は開いており、弁
１６及び２２は最初は閉じている。貯蔵ホツパー
１０からのシヨツトは、設定重量がロード・セル
１７及び１７に検地されるまで計量ホツパー１４
に流れ込むが、設定量に達した信号は制御装置
（図には示されていない）によつて検出され、こ
の装置が弁１３を閉じる。その後弁１６が開いて
設定重量のシヨツトを密閉加圧ホツパー１８に供
給する。弁１６はそれから閉じられ、圧縮空気が
管路１９を通して密閉加圧ホツパー１８に導入さ
れ、その後、弁２２が開かれ、シヨツトは管路２
１を通して空気搬送され、ノズル２６によつて鋳
込み流２４に送り込まれる。 上述した実施例においては、シヨツトは管路２
１中を空気搬送され、鋳込み流に入り込むように
発射される。その他の実施例においては、シヨツ
トは銃の中を重力の働きで働くことも考えられ
る。例えば、シヨツトは自由落下によつて移動し
てもよい。 図示した実施例においては、溶鋼の鋳込み流は
インゴツト・ケースに向けられているように示さ
れているが、本発明は、鋳込み流が取鍋から連続
鋳造装置のタンデイツシユに向けられている場合
に、そして鋳込み流がタンデイシユからの連続鋳
造用の鋳型に流れる場合にも同じように適用出来
る。これら総ての場合に、シヨツトは適切な鋳込
み流に入るように向ければよい。 銃を用いてシヨツトを添加する場合に、銃が空
気式か重力式かを問わず、シヨツトのサイズは本
発明に従つて、すなわち、0.5から2.0mm（0.019か
ら0.078インチ）の範囲で、このサイズ範囲を外
れるものが１重量％を超えないように調整する。 出来れば、シヨツトのサイズは、１から２mm
（0.039から0.078インチ）の範囲に、且つ２mmを
超えるものの量が0.05重量％を超えないように且
つ１mmを下回るものの量が約１重量％を超えない
ように調整する。 別の望ましい実施例においては、シヨツトのサ
イズは、0.8から1.7mm（0.0315から0.067インチ）
の範囲に、且つこのサイズ範囲を外れるものの量
は0.5重量％を超えないように調整される。 本発明によるサイズ範囲を有するシヨツトの実
施例の一例を次の表に示す。 表 篩のサイズ 重量％ ＋1/8インチ（3.175mm） 無し ＋1/16インチ（1.59mm） 27.1 ＋20メツシユ（0.85mm） 72.4 −20メツシユ 0.5 本発明は、その最も広い意味で、シヨツトの形
で鋼に加えられる総ての添加成分に適用される。
しかしながら、もつと具体的には、本発明は、ビ
スマス、鉛、ビスマス−鉛合金、鉛−テルリウム
合金、ビスマス−テルリウム合金、鉛−ビスマス
−テルリウム合金、及び今述べたもののいずれか
と硫黄とを組合わせたものから成るグループから
選択した被削性改善用添加成分に適用される。 シヨツトが２種以上の被削性改善用添加成分か
ら成る場合は、これら成分は表に示す範囲に存
在することが望ましく、表には種々の成分の割
合を示す。

【表】 表に示すいずれの成分も最大限25の割合の硫
黄と組み合わせてもよい。 ２種以上の被削性改善用成分を含むシヨツトの
組成の具体例を表に示すが、この表は割合を示
している。

【表】 上記の記述に従つて被削性改善用成分を含むシ
ヨツトは、上述した被削性改善用成分或いはそれ
らを組み合わせたものを既に加えた鋼に更に加え
ることが出来る。このような鋼の典型的な組成は
以下に示す範囲の基本組成（即ち、被削性改善用
成分を含まないもの）を有する。単位は重量％で
ある。 炭素 0.06−1.0 マンガン 0.3−2.0 硫黄 最大0.5 燐 最大0.12 珪素 最大0.30 鉄 基本的に残分 上述した基本組成に、ビスマス或いは鉛、或い
はそれらを組あわせたものにテルリウムを含むか
含まないものを添加した後に、鋼は、0.05から
0.45重量％のビスマス及び／或いは0.05から0.45
重量％の鉛、そしておそらく0.015から0.06重量
％のテルリウムを含むであろう。 歩留りと分布の均一性に関して、本発明に従つ
てサイズの制限を受けたビスマス・シヨツト（シ
ヨツトＡ）と従来のサイズ分布を有するビスマ
ス・シヨツト（シヨツトＢ）との比較がなされ
た。これら二つの異なるタイプのビスマス・シヨ
ツトのそれぞれのサイズ分布を次の表に示す。

【表】 シヨツトＡ及びシヨツトＢは各々、上述した図
に示した仕方で溶鋼に添加された。ビスマスが加
えられた溶鋼は下記の組成を有していた。単位は
重量％である。 炭素 0.07−0.09 マンガン 0.96−1.04 硫黄 0.32−0.34 燐 0.06−0.08 珪素 0.02最大 鉄 基本的に残分 二つの異なるタイプのビスマス・シヨツトによ
つて得られた結果を、次の表に示す。ビスマス
含有量の目標値を下回るビスマス含有量は好まし
くないが、目標値を上回るビスマス含有量は好ま
しくないものではない。

【表】

【表】 ＊…１＝最良、２＝可、３〜５＝不良
なお、表中「分布の評価」の欄では、ビスマ
スが製品中に均一に完全に溶解しているかどうか
を確かめるために、半溶融状態のインゴツトの浸
出試験を実施した。この試験では、インゴツトの
小さいサンプルを加熱し、テストサンプルの表面
に、楕円形もしくは球状のビード（beads）すな
わち介在物として認識できる溶解していないビス
マスの存在を視覚的に調べた。これらのビスマス
のビードの数とサイズをインゴツトの不均一性と
して下記のように関係づけた。すなわち、表
「分布の評価」の欄中、その評価基準としては、
１…0.020インチより大きいビードがなく、ビー
ドの数が全部で５未満、２…0.020インチより大
きいビードがなく、ビードの数が全部で５以上、
３…0.040インチより大きいビードがなく、ビー
ドの数が全部で10未満、４…0.040インチより大
きいビードがなく、ビードの数が全部で10以上、
５…0.080インチより大きいビードがなく、ビー
ドの数が全部で50未満である。 本発明に従うシヨツトＡは、従来型シヨツトＢ
よりも良好なビスマス歩留り及びより均一な分布
を有するインゴツトがもたらされている。 本発明によるシヨツトＡと、表に示した比較
に用いたものと同一の基本組成を用いて、そして
シヨツトを添加するのに同じタイプの銃を用い
て、ビスマスを含有する鋼が更に幾つかのチヤー
ジが作られた。得られた結果を表に示す。 表は、四つの溶かしのうち三つ（溶かし５，
６，及び８）の溶かしの61のインゴツトの中でビ
スマス含有量が目標ビスマス含有量を下回るもの
は一つも無く、ただ一つの溶かしにおいて、ビス
マス含有量が目標ビスマス含有量を下回るインゴ
ツト（21インゴツトのうち一つ）があつたが、こ
のインゴツトのビスマス含有量は最大目標ビスマ
ス含有量0.20重量％を僅かに0.02重量％下回つた
だけであつた。 表、及びは、本発明によるビスマス・シ
ヨツトを用いて得られた結果を示している。 同様な結果は、鉛或いは鉛及びビスマス或いは
前述の何れかのものとテルリウムを組み合わせた
ものを含む同様にサイズを調えたシヨツトを用い
ても得られるであろう。 本発明は、特に被削性改善用成分を含むシヨツ
トに関するものではあるが、もつと広い意味で、
シヨツトの形で溶鋼に加えられるどの添加成分に
も、とりわけシヨツトが銃を用いて加えられる時
に、適用できるものである。本発明によるシヨツ
トを使用する場合は、シヨツトの固結或いは凝集
は大きな問題はなくなり、銃の動作不良は大幅に
減少し、銃の内部におけるシヨツトの流れは全体
として均一となり、シヨツトに含まれる添加成分
は、従来型のシヨツトと比較すると、１チヤージ
全体に渡つて均一となり、排気中に喪失される添
加成分の量は大幅に減少し、添加成分の歩留りは
改善される。 以上の詳細な説明は、明確な理解を得ることを
のみ考慮してなされたものであり、所謂当業者で
あれば変更修正は容易と思われるので、この記述
によつて不必要な限定を加えるものと解釈される
べきではない。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例に従う方法を実施するた
めの装置の一実施例を概略的に図示するものであ
る。 １６……貯蔵用ホツパー、１４……計量ホツパ
ー、１７……ロード・セル、１８……加圧ホツパ
ー、２０……圧縮空気の供給源、２３……取鍋、
２４……鋳込み流、２５……インゴツトケース、
２６……ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シヨツトの形で添加成分を、取鍋から鋳型に
   溶鋼流として流れる溶鋼に添加する方法におい
   て、 0.5〜2.0mm（0.019〜0.078インチ）の範囲のシ
   ヨツトサイズで、該サイズ範囲を外れるものが１
   重量％を超えないものを用い、 前記溶鋼流を傾けることなく前記取鍋から前記
   鋳型に流し、 前記溶鋼が前記鋳型に流れる際に、前記シヨツ
   トをシヨツト添加銃によつて前記溶鋼流に供給す
   ることにより、前記添加成分の溶鋼中における歩
   留りと分布の均一性を高めることを特徴とする方
   法。 ２ 前記シヨツトが、ビスマス、鉛、ビスマス−
   鉛合金、鉛−テルリウム合金、ビスマス−テルリ
   ウム合金、鉛−ビスマス−テルリウム合金、及び
   これらの何れかと硫黄とを組合わせたものから成
   るグループから選択された添加成分から成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ３ 前記シヨツトサイズが、0.8〜1.7mm（0.0315
   〜0.067インチ）の範囲であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 前記サイズ範囲を外れるものが0.5重量％を
   超えないことを特徴とする特許請求の範囲第３項
   に記載の方法。 ５ 前記シヨツトが、前記取鍋から鋳型へ流れる
   溶鋼流に加えられるもので、前記シヨツトが前記
   溶鋼流中にシヨツト添加銃を用いて加えられるも
   のであり、前記シヨツトサイズの使用により、前
   記サイズをもたないシヨツトと比較して、前記シ
   ヨツト添加銃の閉塞を大幅に低減することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６ 前記シヨツトが、気体状の搬送媒体の中に入
   つた状態で前記シヨツト添加銃の内部を搬送され
   て前記溶鋼流に送り込まれることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項に記載の方法。 ７ 前記溶鋼流が、インゴツト注入作業の際に、
   前記取鍋から順々に複数のインゴツト・ケースに
   流れこみ、前記シヨツトサイズの使用により、前
   記サイズをもたないシヨツトを用いて作られたイ
   ンゴツトと比較して、前記取鍋から注入されたイ
   ンゴツト中の前記添加成分の分布の均一性が改善
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 ８ 前記溶鋼流が前記取鍋から鋳型に流れる際
   に、前記鋳型の付近の空気の排気を行い、前記シ
   ヨツトサイズの使用により、前記サイズをもたな
   いシヨツトと比較して、排気の中に失われる添加
   成分の量が大幅に低減されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ９ 前記シヨツトサイズが、１〜２mm（0.039〜
   0.078インチ）の範囲にあり、２mmを上回るもの
   の量が0.05重量％を超えないことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 １０ 前記鋳型がインゴツト・ケースであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 １１ 前記シヨツトの供給が、重力式及び空気式
   供給法の少なくとも一つを採用して行われること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。