JPH08276254A - 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、タンデ
ィッシュ堰２０の上流側側面から溶鋼２に不活性ガスを
導入する。不活性ガスは、タンディッシュ堰の上面から
導入することもできる。 【効果】 昇降自在な開閉堰２１と不活性ガス導入の組
み合わせにより、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、精錬反応によって精製した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、
堰により溶鋼が汚染される虞れや、注湯初期や注湯末期
に非定常流として連鋳鋳型に流入する溶鋼量が多くな
り、要求清浄度をもつ鋼材の生産歩留りが低下する。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
チャージ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側面及び／又は上面から不活性ガス
を溶鋼中に吹き込むことにより、介在物の凝集合体及び
浮上分離を促進させ、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連鋳片
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、前記タンディッシュ堰の上流側側面から前記溶
鋼に不活性ガスを導入することを特徴とする。不活性ガ
スは、タンディッシュ堰の上面から溶鋼に吹き込むこと
も可能である。更には、タンディッシュ堰の上流側側面
及び上面から不活性ガスを導入してもよい。

【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。開閉堰２１の上流
側側面は、多孔質の耐火物２４で構成され、堰支持柱２
３の内部に設けられているガス管を通してＡｒ等の不活
性ガスが導入される構造になっている。また、開閉堰２
１の上面も、同様に不活性ガスを導入するため、多孔質
の耐火物で構築してもよい。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、深さ調整堰
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。深さ調整堰２２も、開閉堰２１と同様に上流
側側面或いは上面が多孔質耐火物で構築され、不活性ガ
スが導入可能な構造になっている。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、更には深さ調節堰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、比重差によって溶
鋼２から浮上分離する。このとき、開閉堰２１及び深さ
調整堰２２の多孔質耐火物２４からＡｒガスが導入され
ているので、溶鋼２の内部に生じた気泡によって介在物
が確実に捕捉されると共に、ガス気泡の浮上駆動力が加
わって更に浮上分離が促進される。また、湯面にフラッ
クス層６を浮遊させておくとき、浮上した介在物がフラ
ックス層６に効率よく捕捉される。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。

【００１２】浮上分離を効率よく行わせるためには、上
昇流５ができるだけ溶鋼２の湯面近傍を通過する必要が
ある。しかし、連鋳用鋳型への注湯量よりもロングノズ
ル１からの給湯量が多いと、タンディッシュ内の湯面が
上昇する。また、取鍋から供給される溶鋼２が少なくな
った段階や取鍋交換時には、タンディッシュ内の溶鋼は
連鋳の継続に伴って減少し、湯面が低下する。この場
合、溶鋼２の湯面変動に合わせて、深さ調整堰２２の高
さ位置を昇降機構３２の昇降動作により調整する。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６００ｍｍ程度に維
持されるように、深さ調整堰２２の高さ位置を調整す
る。これによって、タンディッシュ堰２０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。

【００１３】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２
２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、熱間のままで次のキャストに備
えることができる。以上の例においては、深さ調整堰２
２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。

【００１４】

【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
連続鋳造した。タンディッシュは、定常状態で浴深が１
２００ｍｍ，溶鋼量が約６５トンである。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、溶鋼
注入中には、開閉堰２１及び深さ調整堰２２の上流側側
面からＡｒガスを１００Ｎｌ／分の流量で導入した。比
較のため、図５に示すように、上流側から下流側に向け
て中央堰４１，上堰４２外下堰４３の順次配置され、中
央堰４１及び外下堰４３にねずみ通し４４が設けられて
いる三重堰４０をもつ同容量のタンディッシュを使用し
た。そして、実施例と同様に溶製した低炭素Ａｌキルド
鋼を連続鋳造した。

【００１５】定常部及び取鍋交換時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ηとして算出した。介
在物排出率ηを、実施例と比較例とを対比して図６に示
す。図６にみられるように、実施例の定常部では、η＝
０．２の介在物排出率が得られ、比較例の定常部のη＝
０．４に比べて連鋳用鋳型に持ち込まれる介在物が半減
していることが判る。また、取鍋交換時においては、比
較例ではη＝０．５と定常部よりも清浄度がやや劣って
いたが、実施例では定常部と同様に介在物排出率がη＝
０．２と低位に安定していた。このことから、本発明に
よるとき、清浄度の高い溶鋼を連鋳用鋳型に安定して供
給できることが確認された。

【００１６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のタンデ
ィッシュは、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上流側側面或いは上面から不活性ガ
スを溶鋼中に吹き込んでいる。そのため、タンディッシ
ュ堰に沿って上昇する溶鋼流に随伴されている介在物が
ガス気泡に効率よく捕捉され、浮上分離が促進される。
しかも、湯面から堰上面までの距離を一定に保った状態
で溶鋼が上昇し、不活性ガス吹き込みによる介在物分離
作用を受けるため、定常部，非定常部に拘らず清浄度の
高い溶鋼が連鋳用鋳型に安定供給される。また、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】 ねずみ通し付き三重堰を備えたタンディッシ
ュ

【図６】 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：フラックス層
７：下降流 １０：タンディッシュ本体 １１：炉壁 １２：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
２３：堰支持柱 ２４：多孔質耐火物 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 ３４：作業デッキ ４
０：三重堰 ４１：中央下堰 ４２：上堰 ４
３：外下堰 ４４：ねずみ通し

Claims (2)

【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、前記タンデ
   ィッシュ堰の上流側側面から前記溶鋼に不活性ガスを導
   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】 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、前記タンデ
   ィッシュ堰の上面から前記溶鋼に不活性ガスを導入する
   ことを特徴とする高清浄度鋼の連鋳方法。