JPH08238546A - 連続鋳造方法 - Google Patents
連続鋳造方法Info
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- JPH08238546A JPH08238546A JP4213695A JP4213695A JPH08238546A JP H08238546 A JPH08238546 A JP H08238546A JP 4213695 A JP4213695 A JP 4213695A JP 4213695 A JP4213695 A JP 4213695A JP H08238546 A JPH08238546 A JP H08238546A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ノズル閉塞を防止した上で、常に
安定して介在物欠陥のない加工用鋼板素材を鋳造できる
連続鋳造方法を提供する。 【構成】 鋼の連続鋳造において、不活性ガス中に還元
ガスとしてH2 ガス及び/又はCOガスを総量で0.1
%以上1.0%未満含有させた混合ガスを溶鋼供給用ノ
ズル内に連続的又は断続的に供給することを特徴とする
連続鋳造方法。
安定して介在物欠陥のない加工用鋼板素材を鋳造できる
連続鋳造方法を提供する。 【構成】 鋼の連続鋳造において、不活性ガス中に還元
ガスとしてH2 ガス及び/又はCOガスを総量で0.1
%以上1.0%未満含有させた混合ガスを溶鋼供給用ノ
ズル内に連続的又は断続的に供給することを特徴とする
連続鋳造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造方法に関
するものである。
するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、連続鋳造においては、溶鋼を酸化
させることなくタンディッシュから連鋳モールド内に供
給するために、浸漬ノズルが利用されている。浸漬ノズ
ルの材質としては、Al2 O3 及びCを主体とし、これ
に20wt%程度のSiO2 を含有するものが主流となっ
ている。このような浸漬ノズルでは、鋳造時間の経過と
ともに鋼中析出物のアルミナ及び地金がノズル内壁に付
着し、激しい場合にはノズル閉塞を引き起こし鋳造を停
止する場合もあった。また、ノズル閉塞は鋳型内の溶鋼
流動を乱す原因にもなるため、パウダー巻き込みによる
介在物欠陥を増加させる。
させることなくタンディッシュから連鋳モールド内に供
給するために、浸漬ノズルが利用されている。浸漬ノズ
ルの材質としては、Al2 O3 及びCを主体とし、これ
に20wt%程度のSiO2 を含有するものが主流となっ
ている。このような浸漬ノズルでは、鋳造時間の経過と
ともに鋼中析出物のアルミナ及び地金がノズル内壁に付
着し、激しい場合にはノズル閉塞を引き起こし鋳造を停
止する場合もあった。また、ノズル閉塞は鋳型内の溶鋼
流動を乱す原因にもなるため、パウダー巻き込みによる
介在物欠陥を増加させる。
【0003】この問題を解決する手段の1つとして、例
えば、特公昭58−3467号公報に示されるように、
浸漬ノズル内孔と同心円となる多孔質の筒状耐火物(内
孔体)を浸漬ノズル本体に内挿し、この多孔質耐火物内
壁からArその他の不活性ガスを吹き込むことが知られ
ている。このガス吹き込みは、ノズル内壁と溶鋼との接
触面積を減少させ、さらに溶鋼を撹拌すること、あるい
は付着物をガス気泡により強制的に剥離させることによ
りノズル内壁面へのアルミナ介在物の付着成長を防止す
る効果がある。
えば、特公昭58−3467号公報に示されるように、
浸漬ノズル内孔と同心円となる多孔質の筒状耐火物(内
孔体)を浸漬ノズル本体に内挿し、この多孔質耐火物内
壁からArその他の不活性ガスを吹き込むことが知られ
ている。このガス吹き込みは、ノズル内壁と溶鋼との接
触面積を減少させ、さらに溶鋼を撹拌すること、あるい
は付着物をガス気泡により強制的に剥離させることによ
りノズル内壁面へのアルミナ介在物の付着成長を防止す
る効果がある。
【0004】また、別の手段として、例えば特開昭64
−40154号公報に記載されているように、ZrO2
−CaO−C質材料からなるノズルの使用が試みられて
いる。このZrO2 −CaO−C質材料をノズル内壁に
用いることで、耐火物中CaOと溶鋼中Al2 O3 とを
反応させカルシウムアルミネートの低融物を生成させ
る。この低融物を溶鋼流により洗い流し、微少な溶損を
与えることにより付着を防止するものである。
−40154号公報に記載されているように、ZrO2
−CaO−C質材料からなるノズルの使用が試みられて
いる。このZrO2 −CaO−C質材料をノズル内壁に
用いることで、耐火物中CaOと溶鋼中Al2 O3 とを
反応させカルシウムアルミネートの低融物を生成させ
る。この低融物を溶鋼流により洗い流し、微少な溶損を
与えることにより付着を防止するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノズル
内壁へのアルミナの付着を確実に防止するためには溶鋼
中に多量のArガスを吹き込む必要があり、この場合吹
き込まれたAr気泡は完全に浮上せず、モールド内で凝
固界面に捕捉され、熱間圧延、冷間圧延後に発生する気
泡系欠陥の原因となる。これに対し、浸漬ノズル内壁か
らのガス吹き込みを効果的に実施するための各種方法が
提案されているが、気泡系欠陥が発生しない程度までAr
流量を低減し、その上でアルミナの付着を確実に防止で
きる技術は開発されていない。
内壁へのアルミナの付着を確実に防止するためには溶鋼
中に多量のArガスを吹き込む必要があり、この場合吹
き込まれたAr気泡は完全に浮上せず、モールド内で凝
固界面に捕捉され、熱間圧延、冷間圧延後に発生する気
泡系欠陥の原因となる。これに対し、浸漬ノズル内壁か
らのガス吹き込みを効果的に実施するための各種方法が
提案されているが、気泡系欠陥が発生しない程度までAr
流量を低減し、その上でアルミナの付着を確実に防止で
きる技術は開発されていない。
【0006】一方、Arガス吹き込みを実施せず、ノズ
ル閉塞を防止するためにZrO2 −CaO−C材質のノ
ズルが使用されているが、鋳造時間が長いか、或は溶鋼
清浄性が低下する場合には、ノズル内壁に付着したアル
ミナを低融点化するのに十分なCaOを供給できなくな
り、鋳造後半でノズル閉塞が発生する。このため、Zr
O2 −CaO−C質ノズルも確実な閉塞防止対策になっ
ていないのが現状である。
ル閉塞を防止するためにZrO2 −CaO−C材質のノ
ズルが使用されているが、鋳造時間が長いか、或は溶鋼
清浄性が低下する場合には、ノズル内壁に付着したアル
ミナを低融点化するのに十分なCaOを供給できなくな
り、鋳造後半でノズル閉塞が発生する。このため、Zr
O2 −CaO−C質ノズルも確実な閉塞防止対策になっ
ていないのが現状である。
【0007】さらに、ZrO2 −CaO−C質ノズルは
一度ノズル内壁に付着堆積した介在物を溶鋼流により洗
い流すため、鋳型内に粗大な介在物が流入し、鋳片品質
を低下させるといった問題も生じる。
一度ノズル内壁に付着堆積した介在物を溶鋼流により洗
い流すため、鋳型内に粗大な介在物が流入し、鋳片品質
を低下させるといった問題も生じる。
【0008】これらの問題点を鑑み、本発明は、ノズル
閉塞を防止した上で、常に安定して介在物欠陥のない加
工用鋼板素材を鋳造できる連続鋳造方法を提供すること
を目的とするものである。
閉塞を防止した上で、常に安定して介在物欠陥のない加
工用鋼板素材を鋳造できる連続鋳造方法を提供すること
を目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、鋼
の連続鋳造において、不活性ガス中に還元ガスとしてH
2 ガス及び/又はCOガスを総量で0.1%以上1.0
%未満含有させた混合ガスを溶鋼供給用ノズル内に連続
的又は断続的に供給することを特徴とする連続鋳造方法
である。
の連続鋳造において、不活性ガス中に還元ガスとしてH
2 ガス及び/又はCOガスを総量で0.1%以上1.0
%未満含有させた混合ガスを溶鋼供給用ノズル内に連続
的又は断続的に供給することを特徴とする連続鋳造方法
である。
【0010】
【作用】浸漬ノズルの付着防止技術を確立するために
は、まずノズル内壁へのアルミナ付着機構を明らかにす
る必要がある。本発明者らは、実機鋳造後の浸漬ノズル
を詳細に調査した結果、図1に示すようにノズル内壁に
付着したAl2 O3 はFeOをバインダーとして付着・
凝集していることを知見した。溶鋼中にAlが存在する
場合、溶鋼が酸素ポテンシャルの高いガス、例えば空気
と接触すると、平衡論的にはAlが優先的に酸化され、
Al2 O3 を生成する。しかし、ガス・メタル界面で局
所的にAl濃度が低下する場合があり、一部Feが酸化
されFeOを生成することは十分考えられる。
は、まずノズル内壁へのアルミナ付着機構を明らかにす
る必要がある。本発明者らは、実機鋳造後の浸漬ノズル
を詳細に調査した結果、図1に示すようにノズル内壁に
付着したAl2 O3 はFeOをバインダーとして付着・
凝集していることを知見した。溶鋼中にAlが存在する
場合、溶鋼が酸素ポテンシャルの高いガス、例えば空気
と接触すると、平衡論的にはAlが優先的に酸化され、
Al2 O3 を生成する。しかし、ガス・メタル界面で局
所的にAl濃度が低下する場合があり、一部Feが酸化
されFeOを生成することは十分考えられる。
【0011】本発明者等は、高周波溶解炉において空気
によるAlキルド溶鋼の酸化実験を行った結果、ガス・
メタル界面には溶鋼中にAlが存在しているにも関わら
ずAl2 O3 だけでなくFeOも存在することを確認し
た。したがって、空気酸化等により生成したFeOをバ
インダーとして、溶鋼中Al2 O3 が浸漬ノズル内壁に
付着したことは明らかである。
によるAlキルド溶鋼の酸化実験を行った結果、ガス・
メタル界面には溶鋼中にAlが存在しているにも関わら
ずAl2 O3 だけでなくFeOも存在することを確認し
た。したがって、空気酸化等により生成したFeOをバ
インダーとして、溶鋼中Al2 O3 が浸漬ノズル内壁に
付着したことは明らかである。
【0012】以上の結果から、本発明者等は浸漬ノズル
内壁へのアルミナ付着防止を検討し、不活性ガスと還元
ガス(H2 ガス、COガス)との混合ガスを浸漬ノズル
内に吹き込み、アルミナ付着を防止する方法を発明し
た。すなわち、浸漬ノズル内に不活性ガスと還元ガスと
の混合ガスを吹き込むことにより、不活性ガスには従来
と同様の付着防止効果(ノズル内壁と溶鋼との接触面積
を減少させる効果、溶鋼の撹拌または付着物をガス気泡
により強制的に剥離させる効果)を、還元ガスにはバイ
ンダーのFeOを(1)式、(2)式により還元し、付
着アルミナの粒子間結合を分断させる効果を持たせた。
これにより、従来の不活性ガス吹き込みに比べて効率的
にアルミナ付着を防止できる。 FeO+CO=Fe+CO2 ‥‥‥(1) FeO+H2 =Fe+H2 O ‥‥‥(2)
内壁へのアルミナ付着防止を検討し、不活性ガスと還元
ガス(H2 ガス、COガス)との混合ガスを浸漬ノズル
内に吹き込み、アルミナ付着を防止する方法を発明し
た。すなわち、浸漬ノズル内に不活性ガスと還元ガスと
の混合ガスを吹き込むことにより、不活性ガスには従来
と同様の付着防止効果(ノズル内壁と溶鋼との接触面積
を減少させる効果、溶鋼の撹拌または付着物をガス気泡
により強制的に剥離させる効果)を、還元ガスにはバイ
ンダーのFeOを(1)式、(2)式により還元し、付
着アルミナの粒子間結合を分断させる効果を持たせた。
これにより、従来の不活性ガス吹き込みに比べて効率的
にアルミナ付着を防止できる。 FeO+CO=Fe+CO2 ‥‥‥(1) FeO+H2 =Fe+H2 O ‥‥‥(2)
【0013】還元ガスとしてCOガスを用いた場合、
(1)式により生成したCO2 により溶鋼中Alの再酸
化が起ること、同時に溶鋼中C濃度も増大することが考
えられる。従来、不活性ガスの吹き込み流量は20リッ
トル/min程度であり、これを全量COガスで吹き込み溶
鋼中に全て吸収されるとしても、鋳造量が4t/minでC
濃度は2.7ppm 程度、全酸素濃度は3.6ppm 程度増
加するだけである。また、還元ガスとしてH2 ガスを用
いた場合には、溶鋼中H濃度も増大することが考えられ
る。この場合も、20リットル/minのH2 ガス吹き込み
により全量溶鋼中に吸収されるとしても、鋳造量4t/m
inでH濃度は0.45ppm 程度増加するだけで材質低下
の問題は生じない。
(1)式により生成したCO2 により溶鋼中Alの再酸
化が起ること、同時に溶鋼中C濃度も増大することが考
えられる。従来、不活性ガスの吹き込み流量は20リッ
トル/min程度であり、これを全量COガスで吹き込み溶
鋼中に全て吸収されるとしても、鋳造量が4t/minでC
濃度は2.7ppm 程度、全酸素濃度は3.6ppm 程度増
加するだけである。また、還元ガスとしてH2 ガスを用
いた場合には、溶鋼中H濃度も増大することが考えられ
る。この場合も、20リットル/minのH2 ガス吹き込み
により全量溶鋼中に吸収されるとしても、鋳造量4t/m
inでH濃度は0.45ppm 程度増加するだけで材質低下
の問題は生じない。
【0014】本発明のアルミナ付着防止効果は極めて高
いため、不活性ガスと還元ガスの混合ガスは鋳造中に連
続的に吹き込む必要はなく、湯面変動や浸漬ノズル開度
等の情報から付着進行時に短時間吹き込むだけでもアル
ミナ付着に十分効果を有する。さらに、アルミナ付着が
激しい場合でも、還元ガス濃度は1.0%未満で十分効
果を発揮するため、本発明は溶鋼汚染の問題もなく極め
て有効な方法となる。
いため、不活性ガスと還元ガスの混合ガスは鋳造中に連
続的に吹き込む必要はなく、湯面変動や浸漬ノズル開度
等の情報から付着進行時に短時間吹き込むだけでもアル
ミナ付着に十分効果を有する。さらに、アルミナ付着が
激しい場合でも、還元ガス濃度は1.0%未満で十分効
果を発揮するため、本発明は溶鋼汚染の問題もなく極め
て有効な方法となる。
【0015】本発明における吹き込みガス中のH2 ガス
及び/又はCOガスの総量は0.1%以上1.0%未満
にする必要がある。これは、還元ガス濃度が0.1%未
満になると従来の不活性ガス吹き込みによるノズル付着
防止効果と同等の効果しか得られないためで、反対に
1.0%以上になると還元ガスがバインダーFeOを分
解するだけでなく、ガス吹き込み用耐火物中のSiO2
等に代表される低級酸化物を還元し、耐火物の耐蝕性を
低下させるためである。
及び/又はCOガスの総量は0.1%以上1.0%未満
にする必要がある。これは、還元ガス濃度が0.1%未
満になると従来の不活性ガス吹き込みによるノズル付着
防止効果と同等の効果しか得られないためで、反対に
1.0%以上になると還元ガスがバインダーFeOを分
解するだけでなく、ガス吹き込み用耐火物中のSiO2
等に代表される低級酸化物を還元し、耐火物の耐蝕性を
低下させるためである。
【0016】また、不活性ガスと還元ガスの混合ガスは
タンディッシュ上ノズル、浸漬ノズル内孔体、スライデ
ィングノズル等から吹き込めば良く、ノズル形状を変更
する必要もない。最適な吹き込みガス流量、還元ガス濃
度及び吹き込み時間は鋳造条件や吹き込み位置により異
るため、ノズル開度、湯面変動、偏流等の指標を基に最
適な吹き込み条件を設定すれば良い。
タンディッシュ上ノズル、浸漬ノズル内孔体、スライデ
ィングノズル等から吹き込めば良く、ノズル形状を変更
する必要もない。最適な吹き込みガス流量、還元ガス濃
度及び吹き込み時間は鋳造条件や吹き込み位置により異
るため、ノズル開度、湯面変動、偏流等の指標を基に最
適な吹き込み条件を設定すれば良い。
【0017】
【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
について説明する。
について説明する。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】図2に示した形状のガス吹き込み型浸漬ノ
ズルを用いて、Tiを0.08wt%含有する炭素濃度3
0ppm の極低炭素鋼を400分間鋳造した。浸漬ノズル
の通過溶鋼量は4t/minで、鋳造中はガス導入管3から
浸漬ノズル内孔体1を通して表1及び表2の吹き込み条
件でガスを吹き込んだ。なお、吹き込み方法が断続的と
は、湯面変動やノズル開度からノズル詰まりが進行した
と判断される時だけ、表1の吹き込み条件でガスを吹き
込んだことを示す。
ズルを用いて、Tiを0.08wt%含有する炭素濃度3
0ppm の極低炭素鋼を400分間鋳造した。浸漬ノズル
の通過溶鋼量は4t/minで、鋳造中はガス導入管3から
浸漬ノズル内孔体1を通して表1及び表2の吹き込み条
件でガスを吹き込んだ。なお、吹き込み方法が断続的と
は、湯面変動やノズル開度からノズル詰まりが進行した
と判断される時だけ、表1の吹き込み条件でガスを吹き
込んだことを示す。
【0021】本発明の実施例及び比較例とも鋳造寸法は
厚み245mm×幅1500mmで、8500mm長さに切断
して1コイル単位とした。このスラブを常法により熱間
圧延、冷間圧延し、最終的に厚み0.7mm×幅1500
mmコイルの冷延鋼板とした。鋳片品質については、冷間
圧延後の検査ラインで目視観察を行い、1コイル当りに
発生する気泡系欠陥の発生個数を評価した。また、浸漬
ノズルの詰まり状況は、鋳造後にノズルを回収し吐出孔
2直上の内壁に付着したアルミナの付着厚みで評価し
た。
厚み245mm×幅1500mmで、8500mm長さに切断
して1コイル単位とした。このスラブを常法により熱間
圧延、冷間圧延し、最終的に厚み0.7mm×幅1500
mmコイルの冷延鋼板とした。鋳片品質については、冷間
圧延後の検査ラインで目視観察を行い、1コイル当りに
発生する気泡系欠陥の発生個数を評価した。また、浸漬
ノズルの詰まり状況は、鋳造後にノズルを回収し吐出孔
2直上の内壁に付着したアルミナの付着厚みで評価し
た。
【0022】表1に示す如く、実施例は不活性ガス中に
還元ガスとしてH2 ガス及び/又はCOガスを総量で
0.1%以上1.0%未満含有させた混合ガスを浸漬ノ
ズル内に連続的又は断続的に供給したことにより、ノズ
ル詰まりを確実に防止できた。その結果、湯面変動は抑
制され、パウダー巻き込みに起因する介在物欠陥は全く
発生しなかった。さらに、溶鋼中のC及びH濃度上昇量
と全酸素濃度上昇量は1ppm 以下で、溶鋼汚染も全くな
かった。
還元ガスとしてH2 ガス及び/又はCOガスを総量で
0.1%以上1.0%未満含有させた混合ガスを浸漬ノ
ズル内に連続的又は断続的に供給したことにより、ノズ
ル詰まりを確実に防止できた。その結果、湯面変動は抑
制され、パウダー巻き込みに起因する介在物欠陥は全く
発生しなかった。さらに、溶鋼中のC及びH濃度上昇量
と全酸素濃度上昇量は1ppm 以下で、溶鋼汚染も全くな
かった。
【0023】これに対し、表2に示す如く、比較例1、
比較例2及び比較例3は吹き込みガス中のH2 ガス及び
/又はCOガスの総量が0.1%未満であったため、十
分なアルミナ付着防止効果が得られなかった。そのた
め、湯面変動が大きくなり、パウダー巻き込みによる介
在物欠陥が多発した。比較例4と比較例5は吹き込みガ
ス中のH2 ガス及び/又はCOガスの総量が1.0%以
上であったため、浸漬ノズル内孔体の耐蝕性が低下し、
内孔体中への溶鋼の浸透が起こり鋳造を停止した。
比較例2及び比較例3は吹き込みガス中のH2 ガス及び
/又はCOガスの総量が0.1%未満であったため、十
分なアルミナ付着防止効果が得られなかった。そのた
め、湯面変動が大きくなり、パウダー巻き込みによる介
在物欠陥が多発した。比較例4と比較例5は吹き込みガ
ス中のH2 ガス及び/又はCOガスの総量が1.0%以
上であったため、浸漬ノズル内孔体の耐蝕性が低下し、
内孔体中への溶鋼の浸透が起こり鋳造を停止した。
【0024】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によりノ
ズル閉塞を確実に防止できるため、鋳片の品質向上と安
定化を実現でき、歩留りも格段に良くなる。また、ノズ
ル閉塞に起因する種々の非定常作業を省略することがで
き、操業性も良好となる。
ズル閉塞を確実に防止できるため、鋳片の品質向上と安
定化を実現でき、歩留りも格段に良くなる。また、ノズ
ル閉塞に起因する種々の非定常作業を省略することがで
き、操業性も良好となる。
【図1】アルミナの付着状態を示す図である。
【図2】浸漬ノズルの形状を示す図である。
1…内孔体 2…吐出孔 3…吹き込みガス導入管
Claims (1)
- 【請求項1】 鋼の連続鋳造において、不活性ガス中に
還元ガスとしてH2ガス及び/又はCOガスを総量で
0.1%以上1.0%未満含有させた混合ガスを溶鋼供
給用ノズル内に連続的又は断続的に供給することを特徴
とする連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213695A JPH08238546A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213695A JPH08238546A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 連続鋳造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08238546A true JPH08238546A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=12627535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4213695A Withdrawn JPH08238546A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08238546A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101379167B1 (ko) * | 2012-03-12 | 2014-03-28 | 주식회사 포스코 | 침지노즐및 이를 이용한 연속 주조 방법 |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP4213695A patent/JPH08238546A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101379167B1 (ko) * | 2012-03-12 | 2014-03-28 | 주식회사 포스코 | 침지노즐및 이를 이용한 연속 주조 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |