JPH08164455A

JPH08164455A - 連続鋳造法

Info

Publication number: JPH08164455A
Application number: JP30886094A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Kondo; 裕計近藤; Hirohisa Nakajima; 廣久中島; Hironori Yamamoto; 裕則山本; Masayuki Mukoyama; 正幸向山
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】ビレットまたはブルーム鋳片の小断面連続鋳
造において、Ａｌキルド溶鋼を鋳造するタンディッシュ
を使用して長時間鋳造を可能にする。【構成】Ｃａ添加を前提とするＡｌキルド溶鋼を鋳造
するタンディッシュを使用して鋳造する小断面連続鋳造
法において、Ｓｉキルド溶鋼では、鋳造開始直前におい
て、少量のアルミニウムを添加した後、取鍋底部よりア
ルゴンガスを吹き込み弱攪拌して溶存酸素濃度を適正範
囲にコントロールする。一方、ストッパー本体及び浸漬
ノズル本体はアルミナ・カーボン質耐火物とし、ストッ
パー先端部と浸漬ノズルの上部はジルコニア・カーボン
質またはマグネシア・カーボン質耐火物として構成され
るタンディッシュを使用して、断面積が１２００ｃｍ²
以下である小断面連続鋳造法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビレットまたはブル
ーム等の小断面サイズの鋳片を製造する連続鋳造法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、シリコン、マンガンを主体に
脱酸されたシリコンキルド溶鋼（以下、Ｓｉキルド溶鋼
という）、特に、可溶性Ａｌを含有しないか、または含
有しても微量の可溶性Ａｌを含有するＳｉキルド溶鋼
は、一般に２０〜５０ｐｐｍの溶存酸素を含有する。こ
のＳｉキルド溶鋼の鋳造では、高アルミナ質耐火物（以
下、高Ａｌ₂Ｏ₃質耐火物という）がストッパー、浸漬
ノズル等の溶鋼流量調節部位に使用される。この耐火物
はカーボンを含有しないので、Ｓｉキルド溶鋼中の溶存
酸素と反応せず、溶鋼流による耐火物の損傷（耐火物の
溶損という）が抑制され長時間鋳造が達成される。

【０００３】一方、モールド断面積が１１０ｃｍ²〜１
２００ｃｍ²（円形モールドでは直径１２ｃｍ〜３９ｃ
ｍに相当）範囲の小断面サイズのビレットまたはブルー
ム等を鋳造する連続鋳造（以下、小断面連続鋳造とい
う）において、シリコンキルド溶鋼を長時間鋳造する場
合、ノズル閉塞防止のために浸漬ノズル等より吹き込ま
れるＡｒガスが、モールド湯面変動を起こして湯面制御
性を劣化させたり、モールドパウダーを溶鋼中に巻き込
ませて鋳片表面欠陥やブレークアウト等の事故を引き起
こす。このため、浸漬ノズル等へのガス吹き込み技術は
適用できず、高融点のＡｌ₂Ｏ₃系介在物（主に、Ａｌ
脱酸生成物や鋼中に含有されるＡｌの再酸化生成物）が
浸漬ノズルの上部または上ノズルの溶鋼流量調節部位に
付着、堆積してノズル閉塞を起こして、長時間鋳造が困
難である。

【０００４】この対策として、特開昭６１−２０２７４
８号公報に、Ｓｉキルド溶鋼におけるＡｌ₂Ｏ₃介在物
の発生を防止してノズル閉塞防止を図る方法が提案され
ている。この方法は１次精錬後に取鍋精錬工程を設け、
媒溶剤を添加して取鍋中の１次精錬スラグを改質してス
ラグ中の（ＳｉＯ₂）含有率を高め、ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ
₃−ＳｉＯ₂系スラグ組成において最適なスラグ組成範
囲にコントロールする技術である。これにより、以下に
示す平衡反応（１）式の右辺の活量を増加させ、この反
応を左辺に進行させることにより、Ｓｉキルド溶鋼中の
〔Ａｌ〕含有量を減少させる。そして、その後の鋳造過
程で〔Ａｌ〕が空気等の二次酸化よって発生するＡｌ₂
Ｏ₃量を減少させ、ノズル閉塞を低減するものである。

【０００５】２／３〔Ｓｉ〕＋（Ａｌ₂Ｏ₃）＝２〔Ａｌ〕＋２／３（ＳｉＯ₂）・・・・・・（１）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】Ｓｉキルド溶鋼とＡｌ
キルド溶鋼とは、後述するように、これら溶鋼の持つ異
なる性質やノズル閉塞防止対策から相反する耐火物材質
が要求され、従来、これを別々の耐火物材質で構成する
タンディッシュを使用して鋳造していた。

【０００７】このため、短納期のＳｉキルド鋼でノズル
閉塞を起こすと、閉塞事故を起こしたオーダーを取戻す
ためには、ノズル閉塞が起きてから異なるタンディッシ
ュを準備しなければならず、また、１ヒートの鋳造時間
が長く、生産性の低い小断面連続鋳造ではその取戻しに
多大の時間を要し、納期遅れとなって重大な問題となっ
ていた。

【０００８】特に、小断面連続鋳造法では、大断面スラ
ブ連続鋳造法に比べノズル閉塞は遙かに発生し易く、一
旦、ノズル閉塞を起こすと生産の停止や不良品の発生、
更には全体的に生産計画が狂ってしまう。

【０００９】この問題を解決するためには、Ｓｉキルド
溶鋼とＡｌキルド溶鋼とを同一タンディッシュを使用し
て鋳造する技術が必要となる。しかし、特開昭６１−２
０２７４８号公報の中で開示される取鍋スラグ改質法
は、出鋼時、取鍋内に混入する１次精錬スラグ量は変動
するので目的とする最適なスラグ組成範囲にコントロー
ル出来ない。このため、可溶性Ａｌをほとんど含有しな
いＳｉキルド溶鋼のノズル閉塞防止対策として期待する
程の効果を得られないし、まして大量の可溶性Ａｌを含
有し、遙かにノズル閉塞が発生し易いＡｌキルド溶鋼に
おけるノズル閉塞を防止出来ない。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するために提
案されたものであって、Ｃａ添加を前提とするＡｌキル
ド溶鋼の鋳造に使用される耐火物材質で構成されるタン
ディッシュを用いて、Ｓｉキルド溶鋼の鋳造におけるノ
ズル閉塞および耐火物溶損とを同時に防止出来る小断面
連続鋳造法を提案し、これにより小断面連続鋳造におけ
る短納期生産を可能にすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、断面積が１２
００ｃｍ²以下のモールドを使用し、ストッパー、浸漬
ノズルまたは上ノズルとから成る溶鋼流量調節手段を有
するタンディッシュを使用して、シリコンキルド溶鋼を
鋳造する連続鋳造法において、（イ）前記ストッパーの
溶鋼流量調節部位がジルコニア・カーボン質耐火物又は
マグネシア・カーボン質耐火物から成り、その他の主要
部位がアルミナ・カーボン質耐火物から成るストッパー
と、前記浸漬ノズルの上部または上ノズルの溶鋼流量調
節部位がジルコニア・カーボン質耐火物、マグネシア・
カーボン質耐火物又は高アルミナ質耐火物から成り、そ
の他の主要部位がアルミナ・カーボン質耐火物から成る
浸漬ノズルまたは上ノズルを有するタンディッシュを使
用し、（ロ）シリコンキルド溶鋼は、その鋳造開始直前
に少量のアルミニウムが溶鋼内に添加された後、取鍋底
部に装着されたポーラスプラグよりアルゴンガスを０．
５〜１．５Ｎｌ／ｔｏｎ・ｍｉｎの流量速度で３分間以
上吹き込み攪拌し、（ハ）上記攪拌終了後のシリコンキ
ルド溶鋼中の可溶性アルミニウムを５０ｐｐｍ以下に、
溶存酸素濃度をマンガン含有量が０．８重量％未満の溶
鋼では２０〜２８ｐｐｍ、マンガン含有量が０．８重量
％以上の溶鋼では２０〜２４ｐｐｍに、それぞれ調整し
たシリコンキルド溶鋼を鋳造することを特徴とする連続
鋳造法である。

【００１２】

【作用】本発明では、ストッパー先端部の溶鋼流量調節
部位をＺｒＯ₂・カーボン質耐火物またはＭｇＯ・カー
ボン質耐火物で構成し、浸漬ノズルの上部、上ノズル等
の溶鋼流量調節部位をＺｒＯ₂・カーボン質、ＭｇＯ・
カーボン質または高Ａｌ ₂Ｏ₃質耐火物で構成したタン
ディッシュ、言い換えると、Ｃａ添加を前提としたＡｌ
キルド溶鋼が鋳造可能な耐火物材質で構成されたタンデ
ィッシュを使用してＳｉキルド溶鋼の長時間鋳造を達成
する。

【００１３】可溶性Ａｌを含有しないか、または含有し
ても可溶性Ａｌが５０ｐｐｍ以下のＳｉキルド溶鋼は、
多量の溶存酸素濃度を含有する。このため、ＺｒＯ₂・
カーボン質またはＭｇＯ・カーボン質耐火物中のカーボ
ンと溶存酸素とが、以下の（２）式によって耐火物表層
で直接反応する。

【００１４】Ｃ（カーボン）＋Ｏ → ＣＯガス（２）この反応により、生成したＣＯガスはこれら耐火物表層
から抜け出て、カーボン粒子の空孔が生じ、耐火物の強
度は弱まる。この結果、溶鋼流による機械的磨耗により
溶鋼流量調節部位は容易に損傷するので、Ａｌキルド溶
鋼の鋳造に使用されるＺｒＯ₂・カーボン質、ＭｇＯ・
カーボン質耐火物をＳｉキルド溶鋼の長時間鋳造には適
用出来ないという問題が生ずる。

【００１５】本発明では、カーボンを含有する耐火物を
用いてＳｉキルド溶鋼の長時間鋳造を達成するため、マ
ンガン含有量０．８重量％（以下重量を略す）未満のＳ
ｉキルド溶鋼中の溶存酸素濃度を、２０〜２８ｐｐｍの
範囲に低くかつ狭くコントロールする。これにより、前
述の（２）式の反応を低く押さえられるので、溶鋼流量
調節部位の損傷を抑制できてＳｉキルド溶鋼の長時間鋳
造を達成できる。ここで、溶存酸素濃度を２０ｐｐｍよ
り低くすると、（２）式の反応は更に起きにくくなり、
Ｓｉキルド溶鋼中のＡｌ₂Ｏ₃系脱酸生成物や可溶性Ａ
ｌの酸化によるＡｌ₂Ｏ₃生成物が付着する傾向が強ま
りノズル閉塞を招き、長時間鋳造が達成できない。２８
ｐｐｍより高くすると、反対に（１）式の反応は増大す
るので、短時間でノズル溶損を招き、この場合も長時間
鋳造が達成できない。

【００１６】そして、マンガン含有量が０．８％以上の
Ｓｉキルド溶鋼では２０〜２４ｐｐｍの範囲にコントロ
ールする。マンガン含有量が高くなると、この溶鋼流に
よる磨耗損傷は増加するが、上限酸素濃度目標値を２４
ｐｐｍに下げることにより、（１）式の反応が低く押さ
えらるので、マンガン含有量０．８％未満の溶鋼と同等
の損傷となって長時間鋳造が可能となる。

【００１７】一方、カーボンを含有しない高Ａｌ₂Ｏ₃
質耐火物を浸漬ノズルの上部、上ノズル等の溶鋼流量調
節部位に使用してＳｉキルド溶鋼を鋳造しても、上記
（２）式の反応は起きないので、長時間鋳造が可能とな
る。

【００１８】ストッパー胴体および浸漬ノズル本体は、
Ａｌ₂Ｏ₃・カーボン質耐火物で構成され、通常、該耐
火物は１０〜３０％程度のカーボンを含有する。このた
め、ストッパー胴体や浸漬ノズル本体等のように、製品
を大型化、長尺化してもヒートクラックが発生し難く、
高い耐スポーリング性が得られるので長時間鋳造が達成
できる。

【００１９】更に、本発明では、鋳造直前に転炉出鋼後
のＳｉキルド溶鋼中に少量のＡｌを添加した後、鍋底に
設けたポーラスプラグよりアルゴンガスを０．５〜１．
５Ｎｌ／ｔｏｎ・ｍｉｎの低い流量速度で３分間以上、
望ましくは５分間以上の弱攪拌をする。弱攪拌である
が、上記攪拌時間が確保されるから、投入されたＡｌは
鍋内溶鋼中で十分に溶解し混合出来る。一方、弱攪拌条
件であるため、ポーラスプラグ直上の溶鋼はスラグに覆
われるか、または裸湯となっても僅かである。また、こ
のような穏やかな攪拌なので、溶鋼中の可溶性Ａｌは空
気酸化されないし、ＭｎＯ、ＦｅＯ等を含有する取鍋内
スラグとの反応によってＡｌ₂Ｏ₃も生成しないし、容
易にＡｌ−酸素平衡値に到達するので、溶存酸素濃度は
上記狭い範囲に安定してコントロールされる。この結
果、ノズル閉塞と耐火物溶損を同時に防止できて長時間
鋳造を達成できる。

【００２０】ここで、０．５Ｎｌ／ｔｏｎ・ｍｉｎ以下
では攪拌が弱すぎるし、また、攪拌時間が３分未満で
は、投入されたＡｌは溶解し混合できず鍋内溶鋼中にＡ
ｌ濃度の偏析が生じて、鋳片品質上好ましくない。１．
５Ｎｌ／ｔｏｎ・ｍｉｎ以上では過剰な攪拌力を溶鋼に
与えるので、溶鋼中の可溶性Ａｌは空気酸化したり、取
鍋内スラグと溶鋼との反応が激しく溶存酸素濃度は上記
狭い範囲に安定してコントロール出来ない。

【００２１】Ｓｉキルド溶鋼では、含有される可溶性Ａ
ｌ量が５０ｐｐｍ以下と低いため、溶存酸素濃度を調整
してから鋳造開始までの鋳造待ち時間においても、取鍋
内スラグと溶鋼との反応により、可溶性Ａｌは酸化され
て溶存酸素濃度は変動する。本発明では、溶存酸素濃度
は鋳造直前にコントロールされるので、溶存酸素濃度は
変動する時間的余裕が与えられず、調整された範囲のま
ま鋳造される。

【００２２】本発明により、溶鋼流量調節部位をＡｌキ
ルド溶鋼で使用される耐火物材質で構成し、Ｓｉキルド
溶鋼の長時間鋳造が可能となるので、Ａｌキルド溶鋼の
み、またはＳｉキルド溶鋼のみで構成される連々鋳で
も、Ａｌキルド溶鋼およびＳｉキルド溶鋼で構成される
連々鋳でも、ノズル閉塞並びにノズル溶損を防止できて
小断面連続鋳造における長時間鋳造が達成できる。

【００２３】なお、本発明では、浸漬ノズルの上部、上
ノズル等の溶鋼流量調節部位に限り、高Ａｌ₂Ｏ₃質耐
火物でも構成出来る。この場合、Ｃａ添加によって低融
点化合物（ＣａＯ）ｍ・（Ａｌ₂Ｏ₃）ｎが高Ａｌ₂Ｏ
₃質耐火物の表層部（溶鋼との稼働面）に生成するの
で、ＺｒＯ₂・カーボン質及びＭｇＯ・カーボン質耐火
物で構成した場合に比べ、溶鋼流による磨耗を受けて損
傷するが、ストッパー先端部の損傷によって受ける湯面
制御性劣化の影響に比べ、その影響は小さいので、長時
間鋳造が可能となる。

【００２４】

【実施例】本発明の効果を確認するため、実機丸ビレッ
ト連続鋳造機を用いて実施した結果を説明する。

【００２５】（１）鋳造設備条件図１は丸ビレット連続鋳造機における鋳造状況を示す。
ここで、１は取鍋、２はロータリーノズル、３はコレク
ターノズル、４はエアーシールパイプ、５はタンディッ
シュ、６は溶鋼、７は堰、８はガス吹き込み用配管、９
はポーラスプラグ、１０はＡｒ吹き込み用配管、１１は
ストッパー本体、１２はストッパー先端部、１３は浸漬
ノズル本体、１４は上ノズル、３１は支持アーム、３２
はステッピングシリンダ、３３は湯面検出器（渦流式セ
ンサー）３４は支持アーム、３５はモールド、３６は凝
固シェル、３７はガイドロールである。

【００２６】取鍋１内には、容量２５０ｔｏｎのＡｌキ
ルド溶鋼またはＳｉキルド溶鋼があり、その溶鋼高さは
２８００ｍｍである。また、鍋底にポーラスプラグ９が
装着されている。

【００２７】取鍋１とタンディッシュ５との間には耐火
物製エアーシールパイプ４が設けられ、取鍋１とタンデ
ィッシュ５との間で、可溶性Ａｌの空気酸化を防止して
いる。また、取鍋１の下部に設けられたコレクターノズ
ル３とエアーシールパイプ４との接合部は、この接合部
から空気が吸い込まれて発生する空気酸化を防止するた
め、接合部を覆ってガス吹き込み用配管８よりアルゴン
ガスを吹き込んだ。タンディッシュ５内の溶鋼は溶融し
たパウダー（図示しない）により被覆されている。Ａｌ
₂Ｏ₃脱酸生成物はタンディッシュ５内で浮上できる
様、堰７によって溶鋼に上向き流が与えられ、前記生成
物の浮上分離促進を図った。

【００２８】また、ストッパー本体１１は上ノズル１４
の直上に配置され、ステッピングシリンダ３２により上
下方向に駆動される。ステッピングシリンダ３２は従来
の油圧系駆動装置に比べ、機械的なガタ（遊び）がな
く、ストッパー本体１１の移動距離を高精度かつ高応答
速度に制御できる特徴を持つ駆動装置である。

【００２９】モールド湯面検出器３３として超小型渦流
式センサーを採用している。該センサーは応答性が速
く、検出精度も高い。従って、ストッパー方式によるモ
ールド湯面制御を行う小断面連続鋳造の場合、耐火物の
溶損やノズル閉塞による湯面制御性の劣化をバックアッ
プする手段として有効である。

【００３０】（２）溶鋼流量調節部位を構成する耐火物
の条件実施例および比較例では、溶鋼流量調節部位であるスト
ッパー本体１１の先端より長さ２００ｍｍをＺｒ₂Ｏ・
カーボン質耐火物、その他のストッパー本体１１をＡｌ
₂Ｏ₃・カーボン質耐火物で構成した。先端部１２と本
体１１をラバープレス成型して、ストッパーとして一体
に製造した。

【００３１】また、浸漬ノズル１３の上部の溶鋼流量調
節部位の構造を上ノズル１４として分割し、浸漬ノズル
１３上部に上ノズル１４を埋め込んで装着した。そし
て、上ノズル１４を高Ａｌ₂Ｏ₃質耐火物で構成し、浸
漬ノズル本体１３をＡｌ₂Ｏ₃・カーボン質耐火物で構
成した。そして、両者のすきまを高Ａｌ₂Ｏ₃質モルタ
ルを充填し結合させた。

【００３２】図１に示さないが、浸漬ノズル１３の下端
より長さ２００ｍｍをＺｒＯ₂・カーボン耐火物で構成
し、ストッパー胴体と同様にラバープレス成型により一
体構とした。表１に主な耐火物の形状・寸法、化学組成
及び気孔率を示す。実施例および比較例における各耐火
物使用条件は同じとした。

【００３３】

【表１】

【００３４】（３）溶鋼の処理条件転炉精錬された溶鋼は出鋼後バブリング処理場に移送さ
れ、溶鋼成分および温度が調整された。

【００３５】Ｓｉキルド溶鋼では、バブリング処理場到
着時点の溶存酸素濃度を酸素メーターを用いて測定し、
測定値に応じて、０〜４０Ｋｇ範囲の少量の金属Ａｌを
溶鋼中に添加した。その後、添加された金属Ａｌの溶解
と均一混合を図るため、取鍋１の底部に装着されたポー
ラスプラグ９に流量速度１．０Ｎｌ／ｍｉｎ・ｔｏｎの
ＡｒガスをＡｒ吹き込み用配管１０を介して５分間供給
して、取鍋１内の溶鋼を攪拌した。攪拌中、取鍋１内を
観察すると、ポーラスプラグ９直上のスラグが割れて溶
鋼がわずかに現れて、裸湯が見える程度の弱い攪拌状態
であった。攪拌後、酸素メーターを用いて溶存酸素濃度
を所定の範囲に調整し、直ちに鋳造した。

【００３６】一方、Ａｌキルド溶鋼では、溶鋼中にＣａ
−Ｓｉを添加し、鋳造後の鋳片中の全Ｃａ濃度が１０〜
３０ｐｐｍ範囲になる条件で鋳造した。

【００３７】（４）鋳造条件鋳造条件として、モールド直径が２１０ｍｍ、１ヒート
中のタンディッシュ内溶鋼温度は１５３０〜１５５０
℃、鋳造速度は１．７ｍ／ｍｉｎ、１ヒート当りの鋳造
時間が１００分の条件で鋳造した。

【００３８】（５）：溶存酸素濃度が耐火物の溶損に及
ぼす影響調査図２は、Ｓｉキルド溶鋼の溶存酸素濃度と鋳造終了時点
のストッパーポジション指数との関係を調査した結果で
ある。

【００３９】実施条件として、Ｓｉキルド溶鋼のマンガ
ン含有量は０．８％未満で、溶存酸素濃度を１０〜４０
ｐｐｍの範囲に調整し、（１）〜（４）の各条件および
表１に示した耐火物を使用したタンディッシュを用いて
１ヒート、１００分間のＳｉキルド溶鋼を鋳造した。

【００４０】図２において、ストッパーポジション指数
が０（図２の横軸中央位置）である場合、鋳造終了時点
でも鋳造開始時点のストッパーポジションと変化してい
ないことを意味し、耐火物の溶損やノズル閉塞が発生し
ていないことを示している。

【００４１】図２の結果より、溶鋼中の酸素濃度が２０
〜２８ｐｐｍの適正範囲にコントロールされると、図
中、●印に示すようにストッパーポジション指数は−３
〜＋３の範囲で安定しており、ノズル閉塞及び耐火物の
溶損も発生することなく、モールド湯面制御性も劣化す
ることなく鋳造できた。

【００４２】溶鋼中の溶存酸素濃度がほぼ２８ｐｐｍを
越えると、ポジション指数はマイナス側に振れ、これよ
り酸素濃度が増大するとこの傾向は急激に増大する結果
を得た。これは、先端部表層よりカーボンが抜けた後は
溶鋼流により該先端部１２が損傷した結果、溶鋼供給量
が増加したので、ストッパーポジションを低くして所定
の溶鋼供給量を確保したことを意味する。言い換える
と、主にストッパー先端部１２のＺｒＯ₂・カーボン質
耐火物中のカーボンとＳｉキルド溶鋼中の溶存酸素濃度
とが（１）式により酸化反応し、その反応速度は２８ｐ
ｐｍ以下では小さいが、２８ｐｐｍを越えると急激に増
大するためである。図中、×印は耐火物の溶損の進行に
より前記ポジションを低くしても、溶鋼供給量をコント
ロール出来なくなり、鋳造を停止したヒートを示す。

【００４３】一方、溶鋼中の酸素濃度を２０ｐｐｍより
低くすると、プラス側に振れるポジション指数の結果が
増え、さらに酸素濃度の減少に伴いポジション指数は急
激に増大する結果を得た。これは、酸素濃度を２０ｐｐ
ｍより低くなると、（１）式により酸化反応が減少し、
ストッパー先端部１２のＺｒＯ₂・カーボン質耐火物の
損傷が減少したため、Ｓｉキルド溶鋼中のＡｌ₂Ｏ₃系
脱酸生成物や可溶性Ａｌの酸化によって生じたＡｌ₂Ｏ
₃生成物が、ストッパー先端部１２や上ノズル１４周辺
に付着したためノズル閉塞傾向となり溶鋼供給量が不足
したので、ストッパーポジションを高くして所定の溶鋼
供給量を確保したことを意味する。図中、△印はノズル
閉塞の進行により溶鋼供給量が不足し、所定の鋳造速度
を確保出来なくなって鋳造を停止したヒートを示す。た
だし、酸素濃度を２０ｐｐｍより低くしても、ポジショ
ン指数は−３〜＋３の範囲にあって、ノズル閉塞が発生
することなく、１ヒート、１００分間の鋳造できたヒー
トもある。しかし、酸素濃度が２０〜２８ｐｐｍの適正
範囲にコントロールされた場合に比べ、ノズル閉塞の発
生する比率は増大し、安定した鋳造は確保出来ない。

【００４４】（６）：長時間鋳造の実施結果表２は、本発明による効果を確認するため、（１）〜
（４）の各条件および表１に示した耐火物を使用した１
個のタンディッシュを用いて６ヒート、６００分間の長
時間鋳造を実施した場合の溶鋼処理条件を示す。

【００４５】

【表２】

【００４６】ここで、実施例及び比較例における溶鋼中
の可溶性Ａｌ濃度、溶存酸素濃度はバブリンブ処理場に
おける溶鋼処理終了時（鋳造開始直前）の値を示す。そ
の他の条件は、（５）の調査と同様とし、Ａｌキルド溶
鋼は前述の（３）の条件でＣａ処理した。

【００４７】図３は、鋳造経過に伴うストッパーポジシ
ョン指数の変化を示した図であり、鋳造開始より２００
分、４００分、６００分の時点の指数を直線で結んだも
のである。

【００４８】実施例１は、マンガン含有量０．８％未満
のＳｉキルド溶鋼６ヒートを連々鋳した場合で、酸素濃
度が全て本発明の範囲、２０〜２８ｐｐｍにコントロー
ルされた場合である。この場合、鋳造開始より鋳造終了
までポジション指数はマイナスで耐火物の溶損傾向にあ
るがポジション指数は−３より小さく安定しており、６
ヒート、６００分の長時間鋳造が達成できた。

【００４９】実施例２は、マンガン含有量０．８％以上
のＳｉキルド溶鋼６ヒートを連々鋳した場合で、酸素濃
度が全て本発明の範囲、２０〜２４ｐｐｍにコントロー
ルされた場合である。この場合、鋳造開始から鋳造終了
まで実施例１に反してポジション指数はプラスでノズル
閉塞傾向にあるがポジション指数は＋３より小さく安定
しており、６ヒート、６００分の長時間鋳造が達成でき
た。

【００５０】比較例１は、マンガン含有量０．８％未満
のＳｉキルド溶鋼の場合で、酸素濃度がいずれも本発明
範囲の上限２８ｐｐｍより大きく外れている場合であ
る。この場合、鋳造開始からポジション指数は急激にマ
イナス側に振れ耐火物の溶損が進行し、３３０分経過時
点でストッパーを閉じても溶鋼が止まらず、鋳造を停止
した。

【００５１】比較例２は、バブリンブ処理時、添加Ａｌ
量を増量しＳｉキルド溶鋼の酸素濃度をいずれも本発明
範囲の下限２０ｐｐｍより低く調整した場合である。こ
の場合、鋳造開始から急激にポジション指数はプラス側
に振れノズル閉塞が進行した。そして、鋳造開始から３
８０分経過時点でストッパーを全開しても、引抜き速度
に対応した溶鋼供給量を確保できず鋳造を停止し、この
場合も４００分を越える鋳造は達成できなかった。

【００５２】比較例３は、Ａｌキルド溶鋼２ヒートの
後、Ｓｉキルド溶鋼４ヒートの合計６ヒートから成る連
々鋳の場合である。後半の４ヒートはマンガン含有量が
０．８％未満で、全ての酸素値はいずれも本発明の範囲
内に調整した場合である。この場合、鋳造時間経過とと
もにポジション指数はマイナス側に増加し耐火物の溶損
が進行しているが、酸素値は本発明の範囲内に調整され
ているため、６ヒート、６００分の鋳造終了時点のポジ
ション指数はほぼ−３であって長時間鋳造が達成でき
た。

【００５３】なお、ストッパーの溶鋼流量調節部位をＭ
ｇＯ・カーボン質耐火物、浸漬ノズルまたは上ノズルの
溶鋼流量調節部位をＺｒＯ₂・カーボン質、またはＭｇ
Ｏ・カーボン質耐火物で構成したタンディッシュを使用
してＳｉキルド溶鋼を鋳造しても小断面連続鋳造におけ
るノズル閉塞および耐火物溶損とを同時に防止して安定
した信頼性の高い長時間鋳造を達成できる。

【００５４】本発明では、ストッパー本体１１および浸
漬ノズル本体１３をＡｌ₂Ｏ₃・カーボン質耐火物で構
成した。この理由は、Ａｌ₂Ｏ₃・カーボン質耐火物が
ＺｒＯ₂・カーボン質耐火物や、ＭｇＯ・カーボン質等
の異種材質耐火物と一体にラバープレス成型した場合で
も、その製品の接合境界部の品質特性が劣化しないとい
う特徴を持つためである。

【００５５】また、ストッパー先端部１２をＺｒＯ₂・
カーボン質、ＭｇＯ・カーボン質耐火物で構成しても、
高Ａｌ₂Ｏ₃質耐火物で構成しない。このため、該先端
部はＳｉキルド溶鋼流によって多少の先細り損傷を受け
ても、スポーリングによる折れが発生し難いので、長時
間鋳造を可能にできる。

【００５６】更に、本実施例では、浸漬ノズル１３の上
部の溶鋼流量調節部位の構造を上ノズル１４として分割
し、浸漬ノズル１３上部に上ノズル１４を埋め込んで装
着した。そして、上ノズル１４を高Ａｌ₂Ｏ₃質耐火物
で構成し、浸漬ノズル本体１３をＡｌ₂Ｏ₃・カーボン
質耐火物で構成した。そして、両者のすきまを高Ａｌ ₂
Ｏ₃質モルタルを充填し結合させた。この結果、上ノズ
ル１４と浸漬ノズル本体１３の耐火物材質が異なること
によって熱膨張差が生じ、これによって生じる応力は接
合部の目地空間（通常、１〜３ｍｍ程度のすきま）に吸
収された。これによって、一体に接合成型される場合に
比べ、上ノズルの形状、構造はより自由に設計できる。
また、分割構造ゆえ材質の異なる数種類の上ノズルを入
れ換えることにより、幅広い溶鋼の特性に容易に応じる
ことができる。

【００５７】一方、浸漬ノズルの上部の溶鋼流量調節部
位の構造を上ノズル１４として分割せずに、浸漬ノズル
本体１３と異なる材質として両者を一体に接合成型して
も良く、長時間鋳造が可能となる。

【００５８】なお、実施例１と実施例２のように、酸素
値を本発明の範囲内に調整してもポジション指数に差異
が認められる。この理由として、耐火物品質のバラツ
キ、鋳造時の溶鋼酸化のバラツキ等が微妙に影響してい
ると推定される。

【００５９】

【発明の効果】本発明により、Ｃａ添加を前提とするＡ
ｌキルド溶鋼を鋳造するタンディッシュを使用してＳｉ
キルド溶鋼を鋳造する小断面連続鋳造法において、ノズ
ル閉塞および耐火物溶損とを同時に防止して安定した信
頼性の高い長時間鋳造を達成するとともに、小断面連続
鋳造における短納期生産を可能にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】小断面ビレット連続鋳造において、ストッパー
を用いて鋳造をしている状況を示す図である。

【図２】マンガン含有量が０．８％未満のＳｉキルド溶
鋼の溶存酸素濃度と、１ヒート、１００分間鋳造した場
合のストッパーポジション指数との関係を調査した図で
ある。

【図３】６ヒート、６００分間鋳造した実施例における
鋳造経過に伴うストッパーポジション指数の変化を比較
例と共に示した図である。

【符号の説明】

５タンディッシュ６溶鋼９ポーラスプラグ１０Ａｒ吹き込み用配管１１ストッパー本体１２ストッパー先端部１３浸漬ノズル本体１４上ノズル３５モールド

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２２Ｄ 11/00 Ａ 41/18 Ｃ２１Ｃ 7/06 (72)発明者向山正幸東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断面積が１２００ｃｍ²以下のモールド
を使用し、ストッパー、浸漬ノズルまたは上ノズルとか
ら成る溶鋼流量調節手段を有するタンディッシュを使用
して、シリコンキルド溶鋼を鋳造する連続鋳造法におい
て、（イ）溶鋼流量調節部位がジルコニア・カーボン質
耐火物又はマグネシア・カーボン質耐火物から成り、そ
の他の主要部位がアルミナ・カーボン質耐火物から成る
ストッパーと、溶鋼流量調節部位がジルコニア・カーボ
ン質耐火物、マグネシア・カーボン質耐火物又は高アル
ミナ質耐火物から成り、その他の主要部位がアルミナ・
カーボン質耐火物から成る浸漬ノズルまたは上ノズルを
使用し、（ロ）シリコンキルド溶鋼は、その鋳造開始直
前に少量のアルミニウムを溶鋼内に添加した後、取鍋底
部に装着されたポーラスプラグよりアルゴンガスを０．
５〜１．５Ｎｌ／ｔｏｎ・ｍｉｎの流量速度で３分間以
上吹き込み攪拌し、（ハ）上記攪拌終了後のシリコンキ
ルド溶鋼中の可溶性アルミニウムを５０ｐｐｍ以下に、
溶存酸素濃度をマンガン含有量が０．８重量％未満の溶
鋼では２０〜２８ｐｐｍ、マンガン含有量が０．８重量
％以上の溶鋼では２０〜２４ｐｐｍに、それぞれ調整し
た後、鋳造することを特徴とする連続鋳造法。