JPH08267199A - 開閉可能な堰を備えたタンディッシュを使用した高清浄度鋼の連鋳方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間のままで再使用できるタンディッシュを
用いて、定常部，非定常部に拘らず清浄度の高い溶鋼を
連鋳用鋳型に安定供給する。 【構成】 内部に固定堰がない開放空間をもつタンディ
ッシュ本体１０と、タンディッシュ本体の底壁に昇降自
在に立設されるタンディッシュ堰２０とを備えたタンデ
ィッシュを経て連鋳用鋳型に溶鋼を供給する際、少なく
ともタンディッシュ堰２０の近傍の湯面にＣａＯ３０〜
６５重量％及びＡｌ₂ Ｏ₃ ２５〜６０重量％を含むフラ
ックスを投入する。タンディッシュ堰２０近傍の湯面を
浸漬ボード８で区画し、その内側の溶鋼表面にフラック
ス６を浮遊させることが好ましい。フラックス６は、必
要に応じてプラズマトーチ９等で加熱される。 【効果】 昇降自在な開閉堰２１とフラックスによる介
在物吸収の組合せにより、介在物が溶鋼２から効率よく
浮上分離され、清浄度の高い溶鋼が連鋳用鋳型に注湯さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間再使用可能で耐火
物施工性に優れたタンディッシュを使用し、介在物を効
率よく浮上分離させながら高清浄度鋼を連続鋳造する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】転炉，電気炉等の製錬炉で溶製された溶
鋼は、取鍋に受けられ、ＲＨ真空脱ガス等の二次精錬工
程を経由した後、タンディッシュを経て連続鋳造用鋳型
に送り込まれ、連鋳スラブに製造される。スラブの清浄
度を高めるため、製錬炉における操業条件や取鍋内での
精錬条件等に関し種々改良されてきている。取鍋内で
は、各種精錬剤が必要に応じて添加され、溶鋼に含まれ
ている不純物元素が除去される。また、真空処理によっ
て、溶鋼を脱ガスする場合もある。このようにして清浄
度が高められた溶鋼は、タンディッシュを介して連続鋳
造用鋳型に注湯される。しかし、溶鋼は、タンディッシ
ュを通過する間に雰囲気ガスや耐火物ライニングと接触
し、ガス吸収やライニング材の溶出等によって汚染され
易い。また、取鍋からタンディッシュに供給された溶鋼
には、精錬反応によって生成したＡｌ₂ Ｏ₃ 等の介在物
が溶鋼から除去されずに残留している。

【０００３】溶鋼に含まれている介在物は、連鋳時には
浸漬ノズル等を閉塞させる原因となり、鋳造条件を不安
定にする。介在物が連鋳スラブに持ち込まれると、後続
する圧延段階で疵発生原因となり、歩留りを低下させ
る。そこで、タンディッシュ内の溶鋼に含まれている介
在物を除去するため、従来から種々の提案がされてい
る。たとえば、特開平１−２２４１５２号公報では、タ
ンディッシュ内で溶鋼の流動方向を強制的に変更させて
上昇流を作り、溶鋼に含まれている介在物の浮上分離を
促進させるように、複数の堰を設けたタンディッシュが
紹介されている。また、特開昭６３−７２４５２号公報
では、溶湯流通方向に関し上向きに傾斜した孔を設けた
タンディッシュ堰が紹介されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】タンディッシュ内部に
堰を設けると、浮上分離効果によって溶鋼の清浄度は確
かに向上する。しかし、上堰や下堰でタンディッシュの
内部空間を複雑に仕切ったものでは、保守管理が面倒に
なり、堰の取り替えに多大の手数が必要になる。また、
堰によって介在物が溶鋼の湯面まで浮上した場合であっ
ても、浮上した介在物が溶鋼湯面に止まらずに溶鋼流と
共に再びタンディッシュ内部に引き込まれる介在物の量
が多い。そのため、従来の堰を設けたタンディッシュで
は、介在物の分離効率の点で問題がある。また、堰のあ
るタンディッシュでは、注湯終了期の溶鋼をタンディッ
シュから排出するため、タンディッシュの底面と堰の下
部との間に通称「ねずみ通し」といわれる開口部が設け
られている。しかし、ねずみ通しを通過して短時間に排
出されてしまう介在物がかなり多く、堰の浮上分離効果
を著しく低下させる原因となっている。

【０００５】最近では、生産性を高め且つ耐火物コスト
の低減を図るため、タンディッシュを熱間のままで次の
キャストに使用することが検討されている。この場合、
タンディッシュ内に複数の堰があると、タンディッシュ
内の修復に工数や時間がかかり、熱間のままで次回の使
用に可能な状態にすることができない。この点、タンデ
ィッシュ堰は、可能な限り簡単な構造をもつことが要求
される。しかし、取鍋から注湯された溶鋼は、種々の介
在物を多量に含む。特に注湯終了期には取鍋内に浮遊す
るスラグの影響を受けることから、汚染が著しい。これ
らの汚染された溶鋼が連鋳用鋳型に供給されると、得ら
れる連鋳スラブの品質を低下させる。タンディッシュか
ら連鋳鋳型に流動する汚染溶鋼を可能な限り少なくする
手段としてタンディッシュ堰は極めて有効であり、その
作用を確保した上で構造を簡略化したタンディッシュが
望まれている。

【０００６】本発明者等は、このような要求に応えるべ
く、タンディッシュ堰を本体底壁に昇降自在に設けたタ
ンディッシュを開発し、特願平７−３０２１４号として
出願した。このタンディッシュでは、非定常状態でタン
ディッシュ堰をタンディッシュ本体から分離することに
よりタンディッシュ内部を大きく開放し、補修作業を極
めて容易にしている。そのため、熱間のままで次のチャ
ージに備えることが可能となる。本発明は、先願で提案
したタンディッシュを更に改良したものであり、タンデ
ィッシュ堰の上流側湯面にフラックス層を設けることに
より、集合合体した介在物を効率よく捕捉し、清浄度が
高められた溶鋼を連鋳用鋳型に注湯し、健全で且つ品質
が高位に安定した鋳片を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の高清浄度鋼連鋳
方法は、その目的を達成するため、内部に固定堰がない
開放空間をもつタンディッシュ本体と、タンディッシュ
本体の底壁に昇降自在に立設されるタンディッシュ堰と
を備えたタンディッシュを経て連鋳用鋳型に溶鋼を供給
する際、少なくとも前記タンディッシュ堰近傍の湯面に
ＣａＯ３０〜６５重量％及びＡｌ₂ Ｏ₃ ２５〜６０重量
％を含むフラックスを投入することを特徴とする。フラ
ックスをタンディッシュ堰近傍の湯面に浮遊させるため
には、タンディッシュ堰近傍の湯面を浸漬ボードで区画
し、浸漬ボードの内側にある溶鋼の表面にフラックスを
浮遊させる手段が採用される。フラックスは、介在物の
捕捉作用を高めるため、加熱によって溶融状態に維持さ
れることが好ましい。

【０００８】以下、図面を参照しながら、本発明をその
作用と共に具体的に説明する。本発明で使用するタンデ
ィッシュは、図１に示すように、上広がりのタンディッ
シュ本体１０にタンディッシュ堰２０を昇降可能に設け
ている。タンディッシュ本体１０は、耐火レンガを構築
した炉壁１１に耐火物ライニング１２を施しており、上
広がりの台形状断面をもっている。炉壁１１の中間部
に、側面がほぼ垂直に立ち上がった支持壁１３が形成さ
れている。タンディッシュ本体１０の内部空間は、支持
壁１３以外に突出するものはなく、基本的に開放された
空間である。支持壁１３は、タンディッシュ本体１０の
底壁１４近傍では側壁１５からほとんど突出していな
い。支持壁１３の内側面１７は、底壁１４からほぼ垂直
に立ち上がっている、そのため、支持壁１３の上部は、
図２に示すように、外向きに傾斜している側壁１５から
内側に突出する。本実施例のタンディッシュは、内部に
配置されたタンディッシュ堰２０を支持壁１３で支持す
る構造であるが、支持壁１３に替えて側壁１５に設けた
溝部でタンディッシュ堰２０を支持する構造を採用する
こともできる。

【０００９】タンディッシュ堰２０は、タンディッシュ
内部への溶鋼の残留を回避するため、支持壁１３に沿っ
て昇降する開閉堰２１を備えている。また、必要に応じ
堰頂面から溶鋼湯面までの高さが調節されるように、深
さ調節堰２２（図４参照）を開閉堰２１と組み合わせた
ものも使用される。タンディッシュ本体１０は、図３に
示すようにタンディッシュカー３０に搭載され、鋳造ポ
ジション及び退避ポジションの間を往復する。タンディ
ッシュカー３０に駆動モータ３１が積載されており、駆
動モータ３１からの動力が昇降機構３２及び支持アーム
３３を介してタンディッシュ堰２０に伝えられる。タン
ディッシュカー３０には、タンディッシュカー３０の移
動やタンディッシュ堰２０の昇降を行うため、操作パネ
ル等を配置した作業デッキ３４が設けられている。

【００１０】開閉堰２１、更には深さ調整堰２２の昇降
位置は、昇降機構３２の移動量によって調整される。取
鍋（図示せず）からロングノズル１を介して供給された
溶鋼２が浸漬ノズル３を経て連鋳用鋳型（図示せず）に
送り込まれる定常状態では、開閉堰２１は、図４に示す
ようにタンディッシュ本体１０の底壁１４に接触した状
態で立設される。他方、深さ調整堰２２は、溶鋼２の湯
面から頂面までの深さが適正化されるように、溶鋼２の
湯面に応じて高さ位置が調節される。湯面から深さ調整
堰２２の頂面までの距離は、湯面からタンディッシュの
底壁１４までの深さの１／３以下に設定することが好ま
しい。深さ調整堰２２の頂面の深さがタンディッシュの
底壁１４の深さの１／３を超えると、堰本来の堰止め効
果が弱まり、介在物の浮上に十分な上昇流が形成されな
い。溶鋼２をタンディッシュに供給するに際しては、開
閉堰２１及び深さ調整堰２２の下端面を底壁１４の表面
から離間させ、浸漬ノズル３をストッパー４で閉塞して
おく。送り込まれた溶鋼２がタンディッシュ内に溜り、
溶鋼２の湯面がある程度高くなったとき、開閉堰２１及
び深さ調整堰２２を降下させ、底壁１４の表面に接触さ
せる。

【００１１】この状態で、タンディッシュの内部がタン
ディッシュ堰２０によって上流域と下流域に区分され
る。ロングノズル１から供給された溶鋼２は、図４に矢
印で示すように、上流域でタンディッシュ堰２０に沿っ
た上昇流５となって湯面近傍まで流動する。この過程
で、溶鋼２に含まれている介在物は、比重差で溶鋼２か
ら浮上分離する。このとき、湯面に介在物吸収能の高い
フラックス６を浮遊させておくことにより、浮上した介
在物がフラックス６内に効率よく吸収される。使用され
るフラックスとしては、Ａｌ₂ Ｏ₃ を主体とする介在物
を取り込み易く、且つＡｌ₂ Ｏ₃ 濃度が上昇しても流動
性のよい溶融状態が維持されるように、ＣａＯ３０〜６
５％及びＡｌ₂ Ｏ₃ ２５〜６０％の範囲の組成をもつこ
とが必要である。ＣａＯがこの範囲を外れると、フラッ
クスの融点が１６００℃以上になり、溶融状態の維持が
困難になる。他方、Ａｌ₂ Ｏ₃ 濃度を２５〜６０％の範
囲に調整することにより、連々鋳の間に浮上してきたＡ
ｌ₂ Ｏ₃ 主体の介在物を継続的に吸収しても、フラック
スの溶融状態が維持される。このフラックスは、他にＳ
ｉＯ₂ ，ＭｇＯ，ＣａＦ₂ 等を含んでいてもよい。

【００１２】フラックス６は、タンディッシュ１０に収
容されている溶鋼２の湯面全体にわたって浮遊させても
よい。しかし、フラックス６の原単位と効率を考え併せ
たとき、タンディッシュ堰２０の上部近傍にフラックス
６を浮遊させることが望ましい。フラックス６の浮遊範
囲は、たとえば図４に示すように、耐火物ライニングを
施した浸漬ボード８を溶鋼２に浸漬することにより、タ
ンディッシュ堰２０の周辺に限定することができる。更
に、介在物との接触機会を増して介在物吸収効能を高め
るため、フラックス６を溶融状態に維持することが好ま
しい。そのため、たとえば図４に示すようにプラズマト
ーチ９を浸漬ボード８の内側に設置し、フラックス６を
直接加熱する。このようにして、介在物が浮上分離され
た溶鋼２は、清浄度の高い下降流７となって下流域に流
入し、浸漬ノズル３を経て連鋳用鋳型に供給される。

【００１３】浮上分離を効率よく行わせるためには、で
きるだけ溶鋼２の湯面近傍を上昇流を通過させ、フラッ
クス６との接触機会を多くする必要がある。しかし、連
鋳用鋳型への供給量よりもロングノズル１からの給湯量
が多いと、タンディッシュ１０内の湯面が上昇する。他
方、取鍋から供給された溶鋼２が少なくなった段階や取
鍋交換時には、タンディッシュ１０内の溶鋼２が連鋳の
継続に伴って減少し、湯面が低下する。この点、本発明
では、溶鋼２の湯面変動に応じて深さ調整堰２２の高さ
位置を昇降機構３２の昇降動作によって調整しているの
で、上昇流５とフラックス６との接触状態が常に一定し
た条件下に維持され、フラックス６の介在物吸収能が安
定して発揮される。

【００１４】たとえば、定常状態で１２００ｍｍの深さ
で溶鋼２が収容されているタンディッシュにおいては、
溶鋼２の湯面から深さ調整堰２２の頂面までの深さが６
００ｍｍ程度に維持されるように、深さ調整堰２２の高
さ位置を調節する。これによって、タンディッシュ堰２
０に沿って上昇する溶鋼２は、介在物の浮上分離に好適
な一定条件下で上流域から下流域に流入する。１キャス
ト分の連鋳作業を終了し、次のキャストに備えるときに
は、開閉堰２１及び深さ調整堰２２を共に昇降機構３２
によってタンディッシュ本体１０から引き上げる。開閉
堰２１及び深さ調整堰２２を引き上げたタンディッシュ
本体１０は、内部に支持壁１３だけが突出した開放空間
であるため、補修作業等が極めて簡単になる。そのた
め、熱間のままで次のチャージに備えることができる。
以上の例においては、深さ調整堰２２を備えたタンディ
ッシュ堰２０を使用した場合を説明したが、深さ調整堰
２２を省略することも可能である。この場合、底壁１４
から定常状態にある湯面までの深さの１／３〜４／５の
高さをもつ開閉堰２１を使用することが好ましい。これ
によって、適度な上昇流が形成され、介在物が効率よく
浮上分離されると共に、湯面を極端に乱すことによる浮
上介在物やスラグの侵入等の弊害も防止される。

【００１５】

【実施例】転炉−ＲＨ真空脱ガス工程で溶製した低炭素
Ａｌキルド鋼を、図４に示すタンディッシュを経由して
１８５トン／チャージの溶鋼を８チャージ連続鋳造し
た。タンディッシュは、定常状態で浴深が１２００ｍ，
溶鋼量が約６５トンである。タンディッシュ堰の高さ
は、定常時で６００ｍｍとし、タンディッシュ内の湯面
高さが変動するときには湯面から深さ調整堰２２の頂面
までの距離が６００ｍｍとなるように調整した。また、
所定のレベルまで溶鋼が注入された時点で、浸漬ボード
８を浸漬し、浸漬ボード８の内側にＣａＯ４８重量％及
びＡｌ₂ Ｏ₃ ５２重量％を含むフラックス１００ｋｇを
投入した（実施例１）。また、同様の鋳造条件下で投入
されたフラックスをプラズマ加熱し（実施例２）、加熱
による影響を調査した。更に、同容量で実施例と全く同
一のタンディッシュ堰を設置したタンディッシュを用い
て、フラックス投入及びプラズマ加熱を行うことなく低
炭素Ａｌキルド鋼を連続鋳造した（比較例）。何れの場
合も、鋳造した溶鋼量を１８５トン／チャージの溶鋼８
チャージ分とした。

【００１６】鋳造した各チャージの定常部において、タ
ンディッシュ出口で溶鋼をサンプリングし、分析により
溶鋼中全酸素量Ｔ．［Ｏ］_TDを求めた。この溶鋼中全酸
素量Ｔ［Ｏ］_TDとＲＨ真空脱ガス処理後の溶鋼中全酸素
量Ｔ．［Ｏ］_RHとの比を、介在物排出率として算出し
た。比較例の介在物排出率を基準値１とした介在物排出
指数を、実施例と比較例とを対比して図５に示す。図５
にみられるように、フラックスを使用しない比較例に比
べて、実施例の定常部では、介在物排出指数がほぼ半減
しており、フラックス中への介在物吸収が効率よく行わ
れたことが顕著に表されている。更に、プラズマ加熱に
よりフラックスを加熱することにより、フラックスの介
在物吸収能が連続鋳造後半においても高く維持されてい
ることが判る。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、内
部を上流域及び下流域に仕切るタンディッシュ堰を開閉
可能に設けたタンディッシュを使用し、タンディッシュ
堰の近傍にフラックスを投入し、上流域でタンディッシ
ュ堰に沿って上昇する溶鋼から介在物を効率よく浮上分
離させ、清浄度の高い溶鋼として下流域に送りだしてい
る。そのため、連鋳用鋳型には清浄度の高い溶鋼が注湯
され、高清浄度の鋳片が製造される。また、プラズマ加
熱等によってフラックスを加熱しながら操業するとき、
長期間にわたってフラックスの介在物吸収能が高く維持
され、清浄度が高位に安定した鋳片が製造される。しか
も、タンディッシュ堰を取り外した状態では、タンディ
ッシュの内部空間が大きく開放され、補修作業等が極め
て簡単になり、熱間のままで次のキャストに備えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 開閉可能なタンディッシュ堰を備えたタンデ
ィッシュ

【図２】 タンディッシュ本体の斜視図

【図３】 タンディッシュを搭載したタンディッシュカ
ー

【図４】 タンディッシュ内の溶鋼流動を説明する図

【図５】 介在物排出率を実施例と比較例で対比したグ
ラフ

【符号の説明】

１：ロングノズル ２：溶鋼 ３：浸漬ノズル
４：ストッパー ５：：上昇流 ６：フラックス
７：下降流 ８：浸漬ボード ９：プラズマトー
チ １０：タンディッシュ本体 １１：炉壁 １
２：耐火物ライニング １３：支持壁 １４：底壁
１５：側壁 １７：支持壁の内側面 ２０：タンディッシュ堰 ２１：開閉堰 ２２：深
さ調整堰 ３０：タンディッシュカー ３１：駆動
モータ ３２：昇降機構 ３３：支持アーム ３
４：作業デッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後 忠博 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株式 会社鉄鋼研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に固定堰がない開放空間をもつタン
   ディッシュ本体と、タンディッシュ本体の底壁に昇降自
   在に立設されるタンディッシュ堰とを備えたタンディッ
   シュを経て連鋳用鋳型に溶鋼を供給する際、少なくとも
   前記タンディッシュ堰近傍の湯面にＣａＯ３０〜６５重
   量％及びＡｌ₂ Ｏ₃ ２５〜６０重量％を含むフラックス
   を投入することを特徴とする高清浄度鋼の連鋳方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のタンディッシュ近傍の湯
   面を浸漬ボードで区画し、該浸漬ボードの内側にある溶
   鋼の表面にフラックスを浮遊させることを特徴とする高
   清浄度鋼の連鋳方法。
3. 【請求項３】 溶融状態が維持されるように、請求項１
   又は２記載のフラックスを加熱することを特徴とする高
   清浄度鋼の連鋳方法。