JPH0815642B2 - 薄肉鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

薄肉鋳片の連続鋳造方法

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JPH0815642B2
JPH0815642B2 JP63309698A JP30969888A JPH0815642B2 JP H0815642 B2 JPH0815642 B2 JP H0815642B2 JP 63309698 A JP63309698 A JP 63309698A JP 30969888 A JP30969888 A JP 30969888A JP H0815642 B2 JPH0815642 B2 JP H0815642B2
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賢一 原
重典 田中
邦政 佐々木
恵一 山本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/0697Accessories therefor for casting in a protected atmosphere

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸素レベルが高いアルミキルド鋼,合金鋼
等の薄肉鋳片を溶融金属から直接的に製造する連続鋳造
方法に関する。
〔従来の技術〕
最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数mm〜数
十mm程度の肉厚をもつ薄肉鋳片を直接的に製造する方法
が注目されている。この連続鋳造方法によるとき、従来
のような多段階にわたる熱延工程を必要とすることな
く、また最終形状にするための圧延も軽度なもので済
み、工程及び設備の簡略化が図られる。
この種の連続鋳造方法として、互いに逆方向に回転す
る一対の冷却ドラムの間に湯溜り部を形成するツインド
ラム方式,冷却ドラムとベルトとの間に湯溜り部を形成
するドラム・ベルト方式,一本の冷却ドラムの周面一部
に湯溜り部を形成する単ドラム方式,互いに逆方向に走
行する一対のベルトの間に湯溜り部を形成するツインベ
ルト方式等がある。これらの方式においれは、いずれも
冷却ドラム或いはベルトの表面に接する部分で、溶融金
属が急激に冷却・凝固されて、凝固シェルを生成する。
そのため、湯溜り部に注入された溶融金属が雰囲気の酸
素で酸化されると、生成した酸化物が冷却ドラムの回転
或いはベルトの走行に随伴されて、凝固シェルに巻き込
まれ易い。その結果、鋳造された薄肉鋳片に、肌荒れ,
亀裂等の欠陥が発生し易くなる。
そこで、特開昭62−130749号公報においては、冷却ド
ラムの間に形成された湯溜り部の上方空間を密閉体で覆
い、そこに不活性ガスを吹き込み溶融金属の酸化を防止
したツインドラム方式の連続鋳造方法が提案されてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
これら新方式の連続鋳造方法により、溶融金属の酸化
を防止することが可能となった。しかし、蒸発が起こり
易いアルミニウム,マンガン,カルシウム等の元素を含
有する溶鋼等から薄肉鋳片を製造しようとする場合、湯
溜り部での蒸発により歩留りが悪くなると共に、蒸発し
た元素がドラムやベルトに不均一に付着して再酸化す
る。この酸化物は、鋳片割れの原因となるため、湯溜り
部におけるアルミニウム,マンガン,カルシウム等の蒸
発を抑止する必要がある。
また、新方式の連続鋳造方法における溶融金属は、湯
溜り部に注入される前に成分調整されている。そのた
め、易酸化性元素を多量に含む鋼材を製造しようとする
場合には、成分の制御が難しく厳格な雰囲気制御が必要
となる。その結果、設備構成が複雑化し、しかも処理操
作が面倒なものとなる。
特に、酸素レベルが高い鋼材を製造しようとする場合
には、溶鋼中の酸素と炭素とが反応し、COガスが発生す
る。このCOガスは、湯皺等の原因となる。この点で、CO
ガスの発生を防止する必要がある。
そこで、本発明は、大気圧以上の非酸化性雰囲気に維
持した湯溜り部に、溶融金属を注入し、蒸発し易く易酸
化性の金属又は合金を添加することにより、中間容器等
が保持される雰囲気に対する制限を緩和し、添加元素の
添加効率を高めると共に、添加元素が均一に分散された
鋼材を簡単な設備で製造することを目的とする。特に、
本発明は、酸素レベルが高い鋼材を製造する際に発生す
るCOガスのボイリングを抑制し、湯皺等の欠陥がない高
酸素レベルの鋼材を製造しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の連続鋳造方法は、その目的を達成するため
に、走行する冷却ドラム及び/又はベルトによって区画
された湯溜り部に溶融金属を注入し、これを冷却・凝固
させて薄肉鋳片を連続鋳造する際、前記湯溜り部の上方
空間を1.3気圧以上2気圧以下の不活性ガス雰囲気に維
持し、該雰囲気のもとで酸素含有量の高い溶融金属を注
入することを特徴とする。これによって、その際に発生
し易いCOガスボイリングを抑制しながら、湯皺等の欠陥
がない薄肉鋳片を製造することができる。さらに、本発
明では易酸化性の金属又は合金の添加も該雰囲気のもと
で行うこととする。
〔作用〕
本発明は、ツインドラム方式,ドラム−ベルト方式,
単ドラム方式,ツインベルト方式等の何れの連続鋳造法
に対しても適用可能であるが、以下の説明においてはツ
インドラム方式に適用した場合を述べる。
ツインドラム方式の連続鋳造装置は、第1図に示すよ
うに、一対の冷却ドラム1a,1bが互いに逆方向に回転す
るように配置されている。そして、この冷却ドラム1a,1
bの間に湯溜り部2が形成される。タンディッス等の中
間容器3から延びた注湯ノズル4が湯溜り部2に浸漬さ
れ、中間容器3内の溶融金属5が湯溜り部2に注入され
る。このとき、湯溜り部2の上方空間をケーシング6で
覆い、ケーシング6内に開口させたガス導入管7からア
ルゴン,ヘリウム等の不活性ガスを吹き込む。
ガス導入管7から吹き込まれる不活性ガスの量は、ケ
ーシング6内の圧力が1.3気圧以上になるように設定す
る。なお、ケーシング6の下端には冷却ドラム1a,1bの
周面に接触する摺動部8が設けられ、ケーシング6内か
ら外部に不活性ガスが逸散することを抑制している。し
かし、この逸散を完全に抑えることができないので、逸
散量を見込んだ吹込み量で不活性ガスを供給する。
このようにして、湯溜り部2の上方空間1.3気圧以上
に保ち、酸素レベルが高い薄肉鋼片を鋳造することによ
り、COガスによるボイリングを抑止することができる。
これによって、装入管から脱酸元素の添加を行わなくて
も、酸素レベルの高い鋼材の製造も充分に可能となる。
さらに、1.3気圧以上の不活性雰囲気に維持された湯
溜り部2の上方空間に、アルミ,カルシウム等の蒸発し
易く易酸化性の元素或いはそれらの合金等の添加剤9
を、ケーシング6内に開口させた投入管10から添加す
る。添加された添加剤9は、湯溜り部2に溶融金属に溶
解し、拡散する。このとき、ケーシング6内を不活性雰
囲気に維持しているため、溶解するまでの段階で添加剤
9が酸化されることがない。そのため、添加剤9の添加
効率は高いものとなる。しかも、ケーシング6内が1.3
気圧以上の雰囲気であるため、蒸発による損失も抑制さ
れる。また、添加剤9として、ワイヤ状は勿論、図示す
るように粉末状のものを使用することができる。
このように、溶融金属から生成するCOガスによるボイ
リングを抑止して、鋳片に湯皺等が発生するのを防ぎ、
さらに、添加剤9の酸化及び蒸発を抑えるためには、ケ
ーシング6内の雰囲気圧を1.3〜2気圧に維持する。こ
の雰囲気圧が1.3気圧未満であると、得られた鋼片に湯
皺等が発生しやすくなり、かつ、不活性ガスによる酸化
又は蒸発抑制効果が充分でない。逆に、雰囲気圧が2気
圧を超えるとき、多量の不活性ガスを消費するばかり
か、ケーシング6内の圧力が溶鋼静圧に打ち勝ち、中間
容器3からの溶融金属5の円滑な落下を阻害する。
添加剤9を粉末状態で添加する場合、キャリアガスと
して不活性ガスを使用する。この不活性ガスは、ケーシ
ング6内の不活性雰囲気に維持することにも役立つ。ま
た、専用の投入管10を設けることなく、ガス導入管7か
ら吹き込まれる不活性ガスに添加剤9を混合しても良
い。
このように、1.3気圧以上2気圧以下の非酸化性雰囲
気下で蒸発し易く易酸化性の添加剤9が添加されるため
に、易酸化性元素の添加効率が向上し、アルミキルド鋼
や多量にアルミ,カルシウム等を含有する鋼材を鋳造す
ることも可能になる。なお、本発明によって効果を発揮
する添加剤9としては、アルミ,カルシウムの他にマン
ガン等がある。
湯溜り部2に添加された添加剤9は、急速に冷却・凝
固する溶融金属或いは凝固シェルに取り込まれて、鋳片
の内部に均一に分散する。この種の鋳造法の一般的な傾
向として、凝固が急速に進行することから、湯溜り部に
おいて介在物浮上の効果が得られないため、大きな介在
物が存在すると鋳片に重大な欠陥が生じ易い。この点、
本発明においては、湯溜り部2に添加剤9を添加するこ
とで、介在物が集合して大きく成長することが阻止され
る。したがって、介在物は微細なままで鋳片に分散さ
れ、欠陥発生の原因とはならない。
〔実施例〕
実施例1 温度1545℃の普通鋼組成をもつ溶鋼を800kg/分の割合
で湯溜り部2に注入し、肉厚3mm,板幅800mmの薄肉鋳片
を鋳造した。このとき、ケーシング6内の雰囲気圧を、
ヘリウムガスの吹込みによって1気圧から2気圧まで変
化させた。第3図は、雰囲気圧とCOガスボイリングによ
る湯皺発生状況との関係を示したグラフである。なお、
湯皺発生指数は、薄肉鋳片1m2当りの湯皺長さ(m)で
表している。図中、印○で示しているものは湯皺発生指
数0m/m2、印△で示しているものは湯皺発生指数1.0m/m2
未満、印×で示しているものは湯皺発生指数1.0m/m2
上のものである。
第3図から明らかなように、雰囲気圧の上昇に伴っ
て、酸素レベルが高い溶鋼からでも湯皺のない薄肉鋳片
が得られており、雰囲気圧を1.3気圧以上に上昇させる
ことによりCOガスボイリングが抑制されていることが判
る。
実施例2 温度1545℃の普通鋼組成をもつ溶鋼を、800kg/分の割
合で湯溜り部2に注入し、肉厚3.0mm,板幅800mmの薄肉
鋳片を鋳造した。このとき、ケーシング6内に開口して
いる投入管10から、粉末状のアルミ系添加剤9(A−99
%)を所定量で湯溜り部2に添加した。第1表は、その
ときの添加剤9の歩留りを表したものである。なお、ケ
ーシング6内は、流量250Nm3/分で不活性ガスを吹き込
むことによって雰囲気圧を1.4気圧に設定した。また、
添加剤9の添加量は、アルミに換算した値で表した。
第1表から明らかなように、添加剤9は、極めて高い
歩留りで添加され、しかもアルミ含有量の高い鋳片を製
造することができた。これに対し、たとえば中間容器3
段階でアルミ0.15%含有の溶鋼を調整するときには、中
間容器3の雰囲気を真空或いは不活性雰囲気に維持する
ことが必要となるので、その分だけ設備の複雑なものと
なる。
また、第2図は、雰囲気圧が添加効率に与える影響を
表したグラフである。第2図に示されるように、雰囲気
圧の上昇に伴って添加剤9の歩留りが向上するのは、湯
溜り部2に添加された添加剤9の損失が酸化だけではな
く、蒸発によっても起こっていることに起因するものと
考えられる。すなわち、雰囲気圧を1.3気圧以上に高く
するとき、添加剤9の蒸発が抑制され、添加効率が改善
される。特に、カルシウムのように蒸気圧の高い元素を
添加剤9として使用するとき、この傾向は顕著である。
〔発明の効果〕
以上に説明したように、本発明では、湯溜り部を1.3
気圧以上に維持し、そこに溶融金属を注入しているた
め、湯溜り部でのCOガスボイリングを抑制することがで
き、酸素レベルの高い鋼材を湯皺等の欠陥なしに製造す
ることが可能となる。
さらに、本発明においては、1.3気圧以上2気圧以下
の不活性雰囲気に維持した湯溜り部に添加剤を添加する
ことによって、易酸化性元素を効率良く鋳片に含有させ
ることができ、アルミキルド鋼や合金鋼等の製造が可能
となる。しかも、凝固直前に易酸化性元素を添加してい
るので、たとえばタンディッシュ等の中間容器を不活性
雰囲気に維持することが不要となり、簡単な設備で所定
の組成をもつ薄肉鋳片が製造される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明をツインドラム方式の連続鋳造法に適用
した場合の設備構成を示し、第2図は不活性雰囲気圧と
添加剤の歩留りとの関係を表したグラフ、第3図は不活
性雰囲気圧と湯皺発生との関係を表したグラフである。 1a,1b:冷却ドラム、2:湯溜り部 3:中間容器、4:注湯ノズル 5:溶融金属、6:ケーシング 7:ガス導入管、8:摺動部 9:添加剤、10:投入管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 邦政 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 山本 恵一 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−71827(JP,A) 特開 昭61−180653(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】走行する冷却ドラム及び/又はベルトによ
    って区画された湯溜り部に溶融金属を注入し、これを冷
    却・凝固させて酸素レベルの高い薄肉鋳片を連続鋳造す
    る際、前記湯溜り部の上方空間を1.3気圧以上2気圧以
    下の不活性ガス雰囲気に維持し、該雰囲気のもとで溶融
    金属を前記湯溜り部に注入することを特徴とする薄肉鋳
    片の連続鋳造方法。
  2. 【請求項2】走行する冷却ドラム及び/又はベルトによ
    って区画された湯溜り部に溶融金属を注入し、これを冷
    却・凝固させて酸素レベルの高い薄肉鋳片を連続鋳造す
    る際、前記湯溜り部の上方空間を1.3気圧以上2気圧以
    下の不活性ガス雰囲気に維持し、該雰囲気のもとで溶融
    金属を注入し易酸化性の金属又は合金を前記溜り部に添
    加することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。
JP63309698A 1988-12-06 1988-12-06 薄肉鋳片の連続鋳造方法 Expired - Fee Related JPH0815642B2 (ja)

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