JPH084878B2 - 水平連続鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水平連続鋳造法によって非金属介在物の少
ない清浄度の優れた鋳片を製造する方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 水平連続鋳造において、その生産性を向上させるため
に、多ストランド鋳造が行なわれる。この例として、２
ストランドの水平連続鋳造に用いられるタンディッシュ
を第２図に示す。このタンディッシュでは、タンディッ
シュ側壁下部に設けた２つのノズル（５−１）、（５−
２）より鋳型（14）に溶湯を流入し、２ストランド鋳込
みを行うことが出来る。

また、溶湯は取鍋底部よりタンディッシュに受け渡さ
れ、タンディッシュ側壁のノズル（５−１）、（５−
２）部より鋳型（14）内に流入し鋳造される。この過程
で溶湯温度は徐々に低下し、タンディッシュにおいて溶
湯温度が予定の鋳込み温度以下になった場合には、鋳込
み不能となることがある。さらに、鋳込み初期から鋳込
み終了時期にかけてもタンディッシュ内溶湯温度は低下
するため、鋳込みに必要な所定の温度範囲内に溶湯温度
を維持することが難しい。このような問題点を避けるた
めに、第３図、第４図に示す誘導加熱装置つきタンディ
ッシュが特開昭56−11162号公報および特開昭58−12534
5号公報により知られている。

第２図に示した例に代表される多ストランド水平連続
鋳造用タンディッシュにおいては、ロングノズル（６）
からの溶湯流（10）により溶湯（８）が活発に攪拌され
るために、溶湯流（10）中の非金属介在物の浮上性が悪
くなり、また、メニスカス（９）上に浮上している非金
属介在物がタンディッシュ内の溶湯（８）中に巻き込ま
れる。このため溶湯（８）の非金属介在物はほとんど除
去されずノズル（５−１）、（５−２）を通して鋳型
（14）内に流入し、鋳片（15）内の非金属介在物の含有
量が高くなってしまうことが問題であった。

また、第３図、第４図に示した誘導加熱装置つき水平
連続鋳造用タンディッシュの問題点は、ロングノズルか
らの溶湯流（10）による攪拌作用に加えて、誘導加熱装
置（11）の電磁力による攪拌作用により、溶湯（８）が
活発に攪拌されるために、溶湯流（10）中の非金属介在
物やメニスカス（９）上に浮上している非金属介在物が
タンディッシュ内の溶湯（８）中に巻込まれて鋳片内の
非金属介在物の含有量が非常に高くなることである。

このように鋳片（15）内の非金属介在物の含有量が高
くなると、製品の強度低下、圧延性悪化などの原因とな
り、品質が不十分となる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、非金属介在物の少ない、高清浄度の鋼片を
鋳込むことができ、また誘導加熱装置を使用しても非金
属介在物を巻き込むことの少ない多ストランド水平連続
鋳造方法を提供するものである。

本発明の水平連続鋳造方法によれば、溶湯流や誘導加
熱装置の電磁力による攪拌作用により巻き込まれる非金
属介在物が少ないために、清浄度の優れた鋳片が得られ
る。さらに、この鋳片は後の工程での圧延量が小さくて
も十分な品質を有するために、ニアネットシェイプ鋳造
にも適している。

［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明はノズルを２ケあるいはそれ以上を配した２ス
トランドやそれ以上の多ストランドの水平連続鋳造に適
用される。本発明を、第１図に基づき詳細に説明する。
本発明において用いるタンデッシュは、受湯部（１）と
受湯部（１）の前方に張り出し部（３）が設けられ、張
り出し部（３）の左右に深底部（４−１）、（４−２）
が設けられており、深底部（４−１）、（４−２）の側
壁の下部にノズル（５−１）、（５−２）が設けられて
いる。本発明において用いるタンディッシュの好ましい
実施形態では、受湯部（１）の後方に誘導加熱コイル
（11）を備えた誘導加熱部（２）が設けられている。受
湯部（１）と張り出し部（３）の各々の下面は、ほぼ同
じ高さとなるように、また深底部（４−１）、（４−
２）の下面は張り出し部（３）及び受湯部（１）の下面
より低くなるように、ともに耐火物で形成されている。
溶湯流（10）は図示しない取り鍋からロングノズル
（６）を介して、タンディッシュの受湯部（１）に注湯
される。注湯された溶湯は矢印（12）の方向に流れて張
り出し部（３）に達するが、受湯部（１）及び張り出し
部（３）においては、溶湯流（10）の流速が大きいため
に、溶湯は活発に攪拌されている。

誘導加熱部（２）を設けた場合には、注湯した溶湯の
一部は、矢印（7A）のごとくに誘導加熱部（２）に流入
し、誘導加熱装置（11）によって加熱されて、矢印（7
B）のごとくに誘導加熱部（２）から排出されて受湯部
（１）に戻る。受湯部（１）及び張り出し部（３）にお
いては、誘導加熱コイル（11）の電磁力による攪拌作用
が大きいために、溶湯は活発に攪拌される。

このため、この部分の溶湯は非金属介在物が浮上除去
されず、あるいは溶湯表面に浮遊した非金属介在物を巻
き込んで多量の非金属介在物を含有している。

本発明では張り出し部（３）に達した溶湯は、矢印
（13）の方向に流れて、張り出し部（３）の左右に設け
た深底部（４−１）、（４−２）に至る。深底部（４−
１）、（４−２）は溶湯を沈静状態に近づけて保持しな
がら注入に必要な静圧を与えるために設ける。本発明で
矢印（7A）、（7B）および（12）は強い流れとなるが、
矢印（13）はこれ等の強い流れと直角方向の流れである
ため、流れの強さは大幅に軽減する。また深底部（４−
１）、（４−２）の上部では、矢印（7A）、（7B）およ
び（12）の強い流れに影響されて、矢印（13）も緩やか
な攪拌流を形成しているが、深底部（４−１）、（４−
２）の下部の溶湯は、この緩やかな攪拌流が更に軽減さ
れて沈静状態に近づく。溶湯の攪拌を防止して沈静に近
づけて保つことによって、溶湯中に含有された非金属介
在物は浮上する。本発明では深底部（４−１）、（４−
２）の側壁の下部に注入ノズル（５−１）、（５−２）
を配する。第１図（Ｅ）で示した如く、溶湯（８）は注
入ノズル（５−１）、（５−２）から水平鋳型（14）に
流入して鋳片（15）となるが、以上述べた如く、深底部
（４−１）、（４−２）の下方に位置する溶湯は非金属
介在物が除去されているので、鋳片（15）は非金属介在
物の含有量が少ない。

次に、タンディッシュ各部の好ましい形状について説
明する。

受湯部（１）については、ロングノズル（６）かの溶
湯流（10）が深底部（４−１）、（４−２）の上部の流
れに影響を与えないようにロングノズル（６）の位置を
張り出し部（３）から離れて設置することが好ましい。

具体的には、流れ解析の結果から、ロングノズル
（６）の中心部位から張り出し部（３）の端までの寸法
（16）は、受湯部（１）の出口幅寸法（17）の1/2以上
であることが望ましい。

張り出し部（３）から深底部（４−１）、（４−２）
に至る部分のタンディッシュ形状は、その流れが溶湯に
新たに乱れを与えないよう、流路断面積を十分大きくと
り溶湯の流れの平均流速を小さくすることが好ましい。

第５図に、深底部深さ（18）｛張り出し部（３）の底
面からノズル（５−１）、（５−２）上面までの寸法｝
を200mmとし、本タンディッシュを用いたときの張り出
し部（３）から深底部（４−１）、（４−２）における
溶湯の平均流速と注湯溶湯中及び鋳片中の非金属介在物
量の比である非金属介在物混入率を示す。この図から、
平均流速が0.5m/minを越えると非金属介在物混入率が急
激に高くなる。このため鋳片中の非金属介在物量をでき
るだけ少なくするためには平均流速を0.5m/min以下にす
るようにタンディッシュ寸法を設定することが必要であ
る。

また、深底部（４−１）、（４−２）の深さ（18）に
ついては、ノズル（５−１）、（５−２）の溶湯引き込
み作用によるノズル（５−１）、（５−２）直近部の流
速の大きい流れが、深底部（４−１）、（４−２）上部
にある非金属介在物浮上が不十分な溶湯を吸い込まない
ようにする必要がある。

第６図に、前記溶湯の平均流速を0.5m/minに設定した
場合の、深底部深さ（18）と非金属介在物混入率の関係
を示す。この図より、深底部深さ（18）は200mm未満で
は非金属介在物混入率が急激に上昇するため深底部深さ
18は200mm以上に設定することが望ましい。

なお、第１図では張り出し部（３）の下面の高さを受
湯部（１）の下面の高さと同じとしたが、これより低く
しても受湯部（１）から張り出し部（３）に至る流れ
（12）は直角方向に曲がるため、溶湯は沈静化し、介在
物浮上効果の大きいタンディッシュとなる。

第１図では深底部（４−１）、（４−２）のそれぞれ
に一ケ宛の注入ノズル（５−１）、（５−２）配した例
を図示したが、深底部（４−１）、（４−２）の側壁の
下部に注入ノズルを２ケ宛あるいは３ケ宛それぞれ配す
ることによって、本発明において用いるタンディッシュ
は４ストランドあるいは６ストランドの水平連続鋳造用
のタンディッシュとなることは自明である。また第１図
では記載を省いたが、本発明において用いるタンディッ
シュに上部蓋や、メニスカス（９）の表面を大気と遮断
するガスシール装置や、公知の合金添加装置等を設置す
ることができることも自明である。従って、本発明はこ
れ等自明の技術を包含した、水平連続鋳造用のタンディ
ッシュを用いることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を説明する。

容量10トン、２ストランド鋳込み用のタンディッシュ
に容量800KWの誘導加熱装置11を設けた水平連続鋳造用
タンディッシュを用いて、鋳片寸法150mm角のステンレ
ス鋼の鋳片を引き抜き速度1.7m/minで、鋳込みを行っ
た。

タンディッシュの形状寸法は、受湯部（１）の出口寸
法（17）を500mm、ロングノズル中心部の位置から張り
出し部の端までの寸法（16）を250mm｛（16の長さ）／
（17の長さ）＝0.5｝、張り出し部（３）から深底部
（４−１）、（４−２）に至る流路の断面積を0.36m²と
し、溶湯の平均流速が0.2m/minとなるように設定した。
また深底部深さ（18）は300mmとした。このタンディッ
シュを使用して製造した鋳片内の非金属介在物の量は、
従来のタンディッシュを用いて製造した鋳片内のそれに
比べて約1/10に低減され、非金属介在物浮上性が大幅に
改善されることが確認された。

［発明の効果］ 本発明は、多ストランド水平連続鋳造において、誘導
加熱装置の有無にかかわらず溶湯中の非金属介在物を効
率よく浮上させることができるので、非金属介在物の含
有量の少ない、高品質な鋳片の製造が可能である。ま
た、例えば堰を設ける構造と比べて構造が簡単であるた
め、タンディッシュ内壁に凝着したスラグの取り除き作
業が容易であり、保守整備性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において用いるタンディッシュの説明図
で（Ａ）は平面図、（Ｂ）は第１図（Ａ）のａ−ａ断面
の図、（Ｃ）は第１図（Ａ）のｂ−ｂ断面の図、（Ｄ）
は第１図（Ａ）のｃ−ｃ断面の図、（Ｅ）は第１図
（Ａ）のｄ−ｄ断面の図、 第２図は従来の２ストランド水平連続鋳造用タンディッ
シュの例を示す図、 第３図は従来の誘導加熱装置付き水平連続鋳造用タンデ
ィッシュの例を示す図、 第４図は従来の誘導加熱装置付き水平連続鋳造用タンデ
ィッシュの他の例を示す図、 第５図は溶湯の平均流速と非金属介在物混入率の関係を
示す図、 第６図は深底部深さと非金属介在物混入率の関係を示す
図、 である。 1:受湯部、2:誘導加熱部、3:張り出し部、４（４−1,4
−２）：深底部、５（５−1,5−２）：注入ノズル、6:
ロングノズル、7A（7B）：タンディッシュ内の溶湯流の
方向、8:溶湯、9:メニスカス、10:溶湯流、11:誘導加熱
コイル、12:溶湯流の方向、13:張り出し部から深底部へ
移動する溶湯流の方向、14:水平鋳型、15:鋳片。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小菅 俊洋 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭61−14050（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−107452（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−32363（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロングノズルから供給される溶湯を受容す
   る受湯部と、該受湯部の前方に設けた張り出し部と、該
   張り出し部の左右には側壁の下部に水平方向の注入ノズ
   ルを設けた深底部とを有するタンディッシュを用いて、
   前記張り出し部の底面から前記注入ノズルの上面までの
   寸法（深底部深さ）を200mm以上とし、かつ前記張り出
   し部から深底部における溶湯の平均流速を0.5m/min以下
   としたことを特徴とする水平連続鋳造方法。