JPH0735642Y2 - 連続鋳造設備における鋳込み開始時のタンディッシュ内溶鋼の酸化防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、取鍋からタンディッシュに注入される溶鋼を
タンディッシュ下部に設けたスライディングノズルおよ
び浸漬ノズルを介して鋳型に鋳込む連続鋳造設備におけ
る鋳込み開始時のタンディッシュ内溶鋼の酸化防止装置
に関するものである。

〈従来の技術〉 取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入には、溶鋼の空気
による酸化を防止する手段として、取鍋ロングノズルを
用い、その先端をタンディッシュ内の溶鋼中に浸漬し溶
鋼から空気を遮断してその酸化を防止しているが、取鍋
からタンディッシュへの溶鋼注入開始時には、取鍋ロン
グノズルの先端がタンディッシュ内の溶鋼中に浸漬され
るまでの間、溶鋼は空気にさらされるため、溶鋼の酸化
が著しい。

このような取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入開始時
における溶鋼の酸化に伴なう酸化生成物が鋼中に捕捉さ
れると、非金属介在物となって鋼の品質を劣化させ不良
品の原因ともなる。

取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入開始時における非
金属介在物を低減させることは、重要な課題になってお
り、従来、各種の酸化防止手段が提案されている。

酸化防止手段としては、取鍋からタンディッシュに溶鋼
の注入を開始する際に、タンディッシュ内の酸素濃度を
下げるべくタンディッシュ内にアルゴンガス等の不活性
ガスを導入して置換する手段が知られている。

すなわち不活性ガスの導入によりタンディッシュ内の酸
素濃度が低下した時点で取鍋からの溶鋼注入の直前にタ
ンディッシュ下部のスライディングノズルを開としてお
き取鍋からの注入を開始するものや、スライディングノ
ズルを全閉にしたままの状態で取鍋からの注入を開始し
てタンディッシュ内に溶鋼を溜め所要の溶鋼ヘッドを確
保した上でスライディングノズルを開として鋳型への鋳
込みを開始するものがある。

上記において、取鍋からの溶鋼注入の直前にスライディ
ングノズルを開としておくのは、注入前に予めタンディ
ッシュは予熱されているけれども注入初期の溶鋼は温度
が低くなるのでスライディングノズルを閉にしたまま溶
鋼の注入を開始すると溶鋼の凝固によるノズル閉塞が起
こる可能性が大きいからである。

一方、スライディングノズルを閉としたまま取鍋からの
溶鋼注入を開始し、タンディッシュ内に所定の溶鋼ヘッ
ドを確保したのちスライディングノズルを開とするの
は、溶鋼温度の安定化、タンディッシュ内に存在する不
純物による鋳込溶鋼の汚染等を防止するためである。

また特開昭59-1055号公報に開示されているように溶鋼
の無酸化注入開始法としてタンディッシュ湯面被覆剤か
ら成る耐火ボードを用い、タンディッシュを上，下２室
に区分し、下室に不活性ガスを供給して溶鋼の酸化を防
止するものが提案されている。

〈考案が解決しようとする課題〉 前記従来の技術のうち、取鍋からタンディッシュに溶鋼
を注入する直前にスライディングノズルを開とするもの
は、予熱されたタンディッシュ内へのノズルからの上昇
気流によって空気が巻込まれるため、大量の不活性ガス
を使用するにも拘らずタンディッシュ内の酸素濃度を十
分に低下することができないという問題点がある。

すなわち第５図に示すようにスライディングノズル閉の
状態でタンディッシュ内にパージ用のアルゴンガスを導
入（タンディッシュの単位容積当りのAr流量を1.0min^-1
および1.5min^-1としたときについて示す）するとタンデ
ィッシュ内の酸素濃度は低下し、約３分でアルゴンガス
に置換される。しかし取鍋からの注入開始直前にスライ
ディングノズルを開とすると空気が侵入して再度酸度濃
度が５％程度まで上昇するので取鍋から注入された溶鋼
の酸化防止が不十分となるのである。

一方、スライディングノズルを全閉にした状態で取鍋か
らタンディッシュへの溶鋼注入を行うものはタンディッ
シュ内の溶鋼ヘッドが確保される利点はあるもののノズ
ル詰りの確率が極めて高く操業性に問題点があるばかり
でなくノズル詰り時の酸素による開口作業時に溶鋼が汚
染されるという問題点がある。

また湯面被覆剤から成る耐火ボードでタンディッシュを
上下２室に区分し、下室に不活性ガスを供給するもの
は、タンディッシュ内の予熱効果率が耐火物ボードの存
在によって低下する問題点やボード使用によるコストア
ップの問題点がある。また不十分な予熱および取鍋から
の注入溶鋼が耐火物ボードのレベルに達するまでスライ
ディングノズルを閉としてタンディッシュ内に溶鋼を貯
えるためスライディングノズル部分での溶鋼の凝固を生
じ操業上のトラブルを招くという問題点がある。

本考案は前記従来技術の問題点を解消し、タンディッシ
ュ内に導入して置換される不活性ガス中への空気の侵入
を簡単な手段によって阻止し、取鍋からタンディッシュ
への溶鋼注入開始時における溶鋼の酸化を防止すること
によってタンディッシュからスライディングノズルおよ
び浸漬ノズルを介して鋳型に鋳込まれる溶鋼中の介在物
を低減し、併せてノズル閉塞を防止し得る連続鋳造設備
における鋳込み開始時のタンディッシュ内溶鋼の酸化防
止装置を提供することを目的とするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本考案は、取鍋からタンディ
ッシュに注入される溶鋼をタンディッシュ下部に設けた
スライディングノズルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に
鋳込む連続鋳造設備における鋳込み開始時のタンディッ
シュ内溶鋼の酸化防止装置であって、上記スライディン
グノズル装置の下端部と浸漬ノズルの上端部との接合部
に介装したスチール箔と不活性ガスを導入して上記タン
ディッシュ内の雰囲気を不活性ガスに置換するタンディ
ッシュ蓋に設けた不活性ガス吹込管とからなることを特
徴とするものである。

以下図面を参照して本考案の構成を説明する。第１図は
本考案に係る連続鋳造設備の部分断面図である。

第１図において、１はタンディッシュ、４はタンディッ
シュ蓋で、この蓋４には取鍋10の下部に設けたスライデ
ィングノズル装置21を介して取付けられた取鍋ロングノ
ズル８を挿入するための挿入孔２や予熱バーナ孔５など
が開口している。３はタンディッシュノズル孔であり、
22はスライディングノズル装置21用のシリンダである。
溶鋼注入開始に先立って、予熱バーナ（図示略）でタン
ディッシュ１を予熱した後、タンディッシュ蓋４の不活
性ガス吹込孔７を通して不活性ガス吹込管６をタンディ
ッシュ１内に臨ませて不活性ガスを吹込み、タンディッ
シュ１内を不活性ガス雰囲気とするようになっている。

23はシリンダ24によって開度が制御されるスライディン
グノズル装置であり、スライディングノズル装置23の中
間ノズル23aと浸漬ノズル12の接合部にはスチール箔15
を介装してタンディッシュ１内をシールするようになっ
ている。14は鋳型である。

中間ノズル23aと浸漬ノズル12間のシール手段を第２図
に基いて説明すると、浸漬ノズル12をタンディッシュ１
の下部に配設されているスライディングノズル装置23の
中間ノズル23aに装着する際に、シールパッキン14と共
にスチール箔15を介装させて中間ノズル23aと浸漬ノズ
ル12とを装着してシールするのである。

中間ノズル23aと浸漬ノズル12間に介装するスチール箔1
5の厚みは溶鋼のシール性からして100μｍ以下が望まし
い。また取鍋10から溶鋼注入後のタンディッシュ１の下
部からの空気侵入の完全防止と地金によるノズル詰り防
止のためにはタンディッシュノズル孔３の上部を囲むタ
ンディッシュ１の床面に例えば鋼製のスタートパイプ16
を設置し、一旦タンディッシュ１内に溶鋼を貯えたのち
一時に大量に溶鋼を供給し、上記のスチール箔15を一挙
に溶解して通過させるのが望ましい。

〈作用〉 予熱段階を終ったタンディッシュ１は連鋳ストランドの
注入位置に移動したのち、タンディッシュ蓋４の予熱バ
ーナ孔５等の開口部をシール蓋などのシール手段（図示
略）によってシールしておく。

不活性ガス吹込管６をタンディッシュ蓋４の不活性ガス
吹込孔７を通してタンディッシュ１内の空間にその先端
を臨ませ、アルゴンガス等の不活性ガスを導入する。こ
のときタンディッシュ１の下部に配設されているスライ
ディングノズル装置23の下部と浸漬ノズル12の上部との
接合部は、スチール箔15でシールされているのでスライ
ディングノズル装置23は開状態にしておくことが可能で
あるがこの段階では閉状態でも構わない。

かくしてタンディッシュ１内が不活性ガスで置換された
らスライディングノズル装置23を閉状態にしてある場合
には開とし、不活性ガスを導入しつつ取鍋10のスライデ
ィングノズル装置21をシリンダ22を作動して開に切換え
ると取鍋ロングノズル８からタンディッシュ１内に溶鋼
の注入が開始されタンディッシュ底凸部11に衝突したの
ちタンディッシュ１内に流入する。

タンディッシュ１内に流入した溶鋼は鋼製のスタートパ
イプ16により１時堰止められて貯えられるが、やがて溶
鋼の熱によってスタートパイプ16は溶解し、開状態のス
ライディングノズル装置23を通って一挙に大量の溶鋼が
供給されるので瞬時にスチール箔15を溶解して通過し浸
漬ノズル12を介して鋳型14への鋳込が開始される。

タンディッシュ１内に注入された溶鋼の湯面が上昇し取
鍋ロングノズル８に到達するまで不活性ガスを吹込み続
け、溶鋼の酸化を防止しつつ注入を行う。そして取鍋ロ
ングノズル８の先端部が溶鋼中に浸漬されたらフラック
スを添加して溶解せしめ溶鋼の湯面を被覆させた状態で
不活性ガスの導入を停止する。かくしてタンディッシュ
１内の溶鋼を所定のレベルに保持しつつ鋳型14への鋳込
みを実施する。

前記のようにタンディッシュ蓋などの開口部をシール
し、さらに浸漬ノズル上部をスチール箔でシールした状
態でアルゴンガスをタンディッシュ内へ供給したときの
タンディッシュ内酸素濃度の推移を第３図に示してい
る。

第３図から、タンディッシュをアルゴンガスに置換した
のち、注入開始に先立ってスライディングノズル装置を
開としてもスチール箔でシールしてあるので酸素濃度は
上昇することなく注入の開始を行うことができることが
分る。このときアルゴンガス量をタンディッシュ容量の
少なくとも４倍量を導入することにより酸素濃度を0.5
％以下にすることが可能になる。

第４図に示すようにタンディッシュ内の酸素濃度を0.5
％以下にすればボトム鋳片の介在物欠陥は従来法の1/10
以下に低減することができる。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を説明する。

タンディッシュ開口部をアスベストおよび耐火ウールで
シールし、タンディッシュとタンディッシュ蓋との間に
耐火ウールを敷き間隙をなくした。さらに、第２図に示
した手段でスライディングノズル装置の中間ノズルと浸
漬ノズルの間を厚み40μｍのステンレススチール箔でシ
ールした。

また、タンディッシュノズル孔に高さ300mmの鉄製のス
タートパイプを設置した。タンディッシュの内容積は４
m³である。タンディッシュ予熱終了後、タンディッシュ
内にアルゴンガスを4Nm³/minの流量で供給したところ、
取鍋からの溶鋼注入の１分前にスライディングノズルを
開としたが、溶鋼注入時（Ar開始後４分経過）のタンデ
ィッシュ内酸素濃度は0.35％まで低下した。その結果、
ボトム鋳片の介在物性欠陥の発生率は0.2％となり、次
に示す従来法の約1/20に低減した。

実施例と同一のタンディッシュにおいて、中間ノズルと
浸漬ノズル間をスチール箔でシールしなかった比較例で
は、同一の操作を行なうと、注入時のタンディッシュ内
酸素濃度は4.5％となり、ボトム鋳片の介在物性欠陥発
生率は3.6％であった。

〈考案の効果〉 本考案は以上のように構成されているので鋳込開始時に
おけるタンディッシュ内での溶鋼二次酸化を防止するこ
とができ、鋳込当初のボトム鋳片の介在物性欠陥が低減
され、連続鋳片の品質安定および歩留の向上が達成され
るばかりでなく鋳込当初のノズル閉塞も解消される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る連続鋳造設備の部分縦断面図、第
２図は本考案の要部を示す部分縦断面図、第３図は本考
案によるタンディッシュ内酸素濃度の経時変化を示すグ
ラフ、第４図は溶鋼注入前タンディッシュ内酸素濃度と
ボトム鋳片介在物性欠陥発生率との関係を示すグラフ、
第５図は従来装置によるタンディッシュ内酸素濃度の経
時変化を示すグラフである。 １……タンディッシュ、４……タンディッシュ蓋、６…
…不活性ガス吹込管、８……取鍋ロングノズル、10……
取鍋、12……浸漬ノズル、14……シールパッキン、15…
…スチール箔、16……スタートパイプ、21……スライデ
ィングノズル装置、23……スライディングノズル装置、
23a……中間ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】取鍋からタンディッシュに注入される溶鋼
   をタンディッシュ下部に設けたスライディングノズルお
   よび浸漬ノズルを介して鋳型に鋳込む連続鋳造設備にお
   ける鋳込み開始時のタンディッシュ内溶鋼の酸化防止装
   置であって、上記のスライディングノズル装置の下端部
   と浸漬ノズルの上端部との接合部に介装したスチール箔
   と不活性ガスを導入して上記タンディッシュ内の雰囲気
   を不活性ガスに置換するタンディッシュ蓋に設けた不活
   性ガス吹込管とからなることを特徴とする連続鋳造設備
   における鋳込み開始時のタンディッシュ内溶鋼の酸化防
   止装置。