JPH09122833A - 連続鋳造における鋳片表層の溶質濃化方法 - Google Patents

連続鋳造における鋳片表層の溶質濃化方法

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JPH09122833A
JPH09122833A JP30858895A JP30858895A JPH09122833A JP H09122833 A JPH09122833 A JP H09122833A JP 30858895 A JP30858895 A JP 30858895A JP 30858895 A JP30858895 A JP 30858895A JP H09122833 A JPH09122833 A JP H09122833A
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molten steel
slab
mold
partition plate
surface layer
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Kenichi Miyazawa
憲一 宮沢
Hiroshi Harada
寛 原田
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続鋳造において、鋳型内の溶鋼中へ添加し
た溶質元素を鋳片表層に濃化させ、鋳片表層の材質を制
御する。 【解決手段】 溶鋼4を鋳型1へ注湯して鋳片を製造す
る際、鋳型内にある浸漬ノズル2の吐出孔12の上部に
溶鋼仕切り板3を設置し、かつ磁石6を使って溶鋼仕切
り板より下方に存在する鋳型内の溶鋼に水平方向に直流
磁界を印加し、鋳型上部に設置した電磁撹拌装置5を使
って溶鋼仕切り板よりも上部の溶鋼を撹拌して、溶鋼仕
切り板よりも上部の溶鋼中へ合金元素を添加することに
より、鋳片表層に添加元素を濃化させることを特徴とす
る連続鋳造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼の連続鋳造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造において鋳片の表層の溶質濃度
を変えることは、鋼板の表層の材質の制御にとって極め
て有用である。従来、連鋳機の鋳型内の溶鋼にワイヤ添
加によって合金元素を添加する方法は良く知られている
が、この方法では鋳片全体に添加元素が分散し、鋳片表
層だけに合金元素を濃化させることはできない。鋳片表
層の溶質を濃化させる方法として、特開昭55−704
51号公報や特開昭55−70450号公報において、
鋳型壁に平行に設置した隔壁と鋳型壁の間の溶鋼に合金
を添加する方法が開示されている。しかし、この方法で
も、鋳型内に添加された合金元素は、浸漬ノズルの吐出
流によって混合され、鋳片内部に分散され、鋳片表層の
みに合金元素を濃化させることが困難である。
【0003】
【発明が解決すべき課題】上述のように、鋳型内の溶鋼
への元素添加によって鋳片表層のみに元素を濃化させる
方法がないのが現状であり、安定にかつ低コストに鋳片
表層に所望の元素を濃化させる方法が望まれている。
【0004】本発明の目的は、連続鋳造において、鋳型
内の溶鋼中へ添加した溶質元素を鋳片表層に濃化させる
方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために種々検討した結果、浸漬ノズルの吐出
孔の上部に設置した溶鋼仕切り板の作用と直流磁界の作
用により溶鋼仕切り板の上部と下部の溶鋼の混合を抑制
し、溶鋼仕切り板よりも上部の溶鋼を電磁撹拌装置によ
って撹拌することにより、この上部の溶鋼中へ添加した
合金元素が、下部の溶鋼に混合、拡散することなく、鋳
片表層のみに濃化することを見い出した。
【0006】本発明の要旨は、鋼の連続鋳造において、
溶鋼を鋳型内へ注湯して鋳片を製造する際、鋳型内にあ
る浸漬ノズルの吐出孔の上部に溶鋼仕切り板を設置し、
かつ溶鋼仕切り板より下方に存在する鋳型内の溶鋼に水
平方向に直流磁界を印加し、鋳型上部に設置した電磁撹
拌装置を使って溶鋼仕切り板よりも上部の溶鋼を撹拌し
て、溶鋼仕切り板よりも上部の溶鋼中へ合金元素を添加
することにより、鋳片表層に添加元素を濃化させること
を特徴とする連続鋳造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、連続鋳造において、浸漬
ノズル2を経て溶鋼4を鋳型1の中へ注湯する際、浸漬
ノズルの吐出孔の上部に溶鋼仕切り板3と電磁撹拌装置
5を設置した時の平面図を示す。
【0008】図2は、図1のA−Aの位置の断面図であ
り、連続鋳造において浸漬ノズル2の吐出孔12の上部
に溶鋼仕切り板3を設置し、電磁撹拌装置5と磁石6を
使って鋳片表層に添加元素を濃化させた時の模式図を示
す。
【0009】鋳造中、矢印の溶鋼流動方向7に示すよう
に流動して浸漬ノズル2の吐出孔12を経て鋳型1内へ
流入した溶鋼4は、溶鋼仕切り板3より下部の領域に流
出する。鋳型内の溶鋼4は、溶鋼から鋳型への抜熱によ
り凝固して凝固シェル8を形成し、この凝固シェルはあ
る一定の鋳造速度で矢印の鋳片の移動方向9に示すよう
に下方へ引き抜かれる。溶鋼仕切り板は、この板の上部
と下部の溶鋼の混合をある程度抑制できるが、鋳造速度
が速くて溶鋼のノズル吐出流速が大きい場合や、溶鋼仕
切り板3と凝固シェル8の間の空間が大きい場合には、
溶鋼仕切り板と凝固シェルの間で溶鋼が上下に流動し、
溶鋼仕切り板の下部の溶鋼と上部の溶鋼の混合を完全に
は抑制できない。この時、溶鋼仕切り板よりも下部の溶
鋼に磁石6によって直流磁界を印加すると、溶鋼は運動
の方向と逆方向に電磁気力を受けて流速が低減するた
め、溶鋼仕切り板の下部における溶鋼の流速が低減する
のみならず、溶鋼仕切り板の下部から上部領域へ流入す
る溶鋼の流速が低減して、溶鋼仕切り板の上部と下部の
溶鋼の混合を最小に抑制でき、上部の溶鋼中へ添加した
合金元素の下部溶鋼への混合、拡散を抑制でき、鋳型上
部における添加元素の鋳片表層への濃化が効率的に行え
る。
【0010】溶鋼仕切り板3よりも上部の溶鋼中へ、添
加すべき元素を含んだ鉄ワイヤ11を浸漬すると、鉄ワ
イヤは溶解し、添加元素が上部領域の溶鋼に混合する。
この時、鋳型上部に設置した電磁撹拌装置にて溶鋼仕切
り板よりも上部の溶鋼を撹拌すると、鉄ワイヤの溶解が
促進され、鉄ワイヤの溶解不足が防止できるとともに、
添加した元素が上部の溶鋼に均一に溶解する。溶鋼仕切
り板よりも上部の鋳型部では添加元素を含んだ溶鋼が凝
固するため、仕切り板の位置の凝固シェル厚さまでの鋳
片表層において、溶質元素を濃化させることができる。
添加元素を濃化できる鋳片表層厚さは、鋳造速度が遅い
ほど、また、鋳型内の溶鋼の湯面から溶鋼仕切り板まで
の距離が長いほど、厚くなる。これらの値を変えること
により、鋳片表層の溶質濃化層の厚さを種々変えること
ができる。溶鋼仕切り板よりも上部の溶鋼を電磁撹拌し
ないと、添加元素が溶鋼内で均一に混合せず、その結
果、鋳片表層濃度が鋳片の周囲方向の位置で不均一とな
る。
【0011】なお、溶鋼仕切り板3よりも上部の溶鋼中
へ元素を添加する方法として、上述のワイヤ添加法の他
に、添加すべき元素を含む粒子をモールドフラックス1
0に混ぜて鋳型内の湯面に投入することによって、溶鋼
の湯面に接した溶融モールドフラックス中から溶鋼中へ
添加元素を溶解させることも可能である。
【0012】溶鋼仕切り板3の設置と磁石6による直流
磁界の印加が無いと、ワイヤ添加された溶質元素は、浸
漬ノズルの吐出流に起因する溶鋼流動によって混合し、
溶鋼プール全体に分散するため、鋳片全体に添加元素濃
度が分散することになる。したがって、溶鋼仕切り板に
よって元素を添加する上部領域と吐出流が流入する下部
領域を仕切り、さらに直流磁界の作用によって上部領域
と下部領域の溶鋼の混合を抑制することが重要である。
【0013】本発明によれば、溶鋼仕切り板の作用と直
流磁界の作用により、元素添加した上部領域の溶鋼と浸
漬ノズルから流入する下部領域の溶鋼との混合が極めて
少なくなり、さらに、鋳型上部の電磁撹拌装置による溶
鋼の撹拌により添加元素が均一に溶解し、鋳片表層に溶
質元素を効率的に濃化させることが可能である。
【0014】
【実施例】ブルーム鋳片(厚さ300mm、幅500m
m)の表層に合金元素を濃化させる実験を行なった。通
常の振動式銅鋳型を使った連続鋳造機で、モールドフラ
ックスを用い、主成分として0.7mass%の炭素を
含む炭素鋼の溶鋼を浸漬ノズルを使って鋳型内へ注湯し
た。鋳造条件としては、鋳造速度は0.7m/minと
し、タンディシュ内の溶鋼過熱度は約10〜30℃の範
囲で、鋳型部以降の鋳片の2次冷却には水スプレーを採
用した。
【0015】溶鋼仕切り板は、縦200mm、横400
mm、厚さ50mmのアルミナグラファイト製で、図1
に示すように浸漬ノズルの吐出孔の上部に固定し、溶鋼
メニスカスから約400mm下方の位置に浸漬するよう
に設置した。
【0016】鋳型上部の溶鋼を撹拌するため、図2に示
すように、鋳型上部に移動磁界方式の電磁撹拌装置(鋳
片長手方向における電磁石の中心位置:溶鋼湯面から1
00mm下方、コイル電流:200アンペア)を用い
た。
【0017】直流磁界の印加には電磁石を用い、図2に
示すように、溶鋼仕切板よりも下部に置き、磁石の寸法
は、鋳片幅方向の長さが800mm、鋳片長手方向の長
さが200mmとし、磁極の中心位置が溶鋼湯面から5
00mmの位置になるように設置した。なお、鋳型の両
側に設置した電磁石の磁極間の中央位置における磁場強
度が約0.1テスラの条件で実験した。
【0018】元素の添加方法については、Mnを含有さ
せた鉄ワイヤを鋳型内の溶鋼中へ連続的に添加する方法
を試験した。なお、浸漬ノズルから鋳型内の下部領域へ
流入する溶鋼中のMn濃度は約0.5mass%であ
り、ワイヤ添加により鋳片表層のMn濃度が約0.7m
ass%に増加するように鉄ワイヤ中のMnの量、およ
びワイヤ供給速度を調整した。また、溶鋼仕切り板、電
磁撹拌装置、電磁石による直流磁界の印加の各々につい
て、使用する場合と使用しない場合の実験を行い、効果
を比較した。
【0019】鋳片表層への添加元素の濃化の程度を調べ
るために、鋳造実験で得られた鋳片の定常部において、
鋳片表面から鋳片厚さ方向へ10mmの位置(添加元素
が濃化した鋳片表層の代表位置)、および75mmの位
置(鋳片内部の代表位置)におけるMnの濃度を分析し
た。
【0020】その結果、(1)電磁撹拌が無い場合で、
溶鋼仕切り板と直流磁界の両方を使用しない場合、鋳
片のMn濃度は鋳片表層と内部で区別無く、約0.53
5〜0.538mass%であり、鋳片表層のみに添加
元素を濃化させることができず、添加した元素は鋳片全
体に分散してしまうことが分かった。溶鋼仕切板と直
流磁界を各々独立に使用した場合、鋳片表層のMn濃度
は、各々0.64〜0.70mass%および0.65
〜0.70mass%であり、溶鋼仕切板と直流磁界
の両方を同時に使用した場合、鋳片表層のMn濃度は
0.67〜0.70mass%であり、溶鋼仕切板と直
流磁界を併用すると溶鋼仕切板の下部と上部の溶鋼の混
合を低減でき、鋳片表層の添加元素の濃度変動が多少あ
るものの、鋳片表層における添加元素の濃化の程度が高
くなることが分かった。
【0021】さらに、(2)電磁撹拌の使用の下で、
溶鋼仕切板と直流磁界の両方を使用した場合、鋳片表層
のMn濃度の変動はさらに低減して約0.69〜0.7
0mass%の変動であり、電磁撹拌により溶鋼仕切板
よりも上部の溶鋼中へ添加した鉄ワイヤの溶解および溶
鋼中での添加元素の混合が良くなるために、鋳片表層の
添加元素の濃度変動が少なくなり、鋳片表層への添加元
素の濃化を非常にうまくできることが判明した。
【0022】
【発明の効果】本発明を実施すれば、鋳型内に添加した
元素が鋳片全体に分散することを抑制して、安定かつ低
コストに鋳片表層に添加元素を濃化させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】浸漬ノズル、鋳型、溶鋼仕切り板、電磁撹拌装
置の関係を示す平面図である。
【図2】図1のA−Aの位置の断面図であり、連続鋳造
において浸漬ノズルの吐出孔の上部に溶鋼仕切り板を設
置し、電磁撹拌装置と磁石を使って鋳片表層に添加元素
を濃化させた時の模式図である。
【符号の説明】
1 鋳型 2 浸漬ノズル 3 溶鋼仕切り板 4 溶鋼 5 電磁撹拌装置 6 磁石 7 溶鋼の流動方向 8 凝固シェル 9 鋳片の移動方向 10 モールドフラックス 11 ワイヤ 12 ノズル吐出孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼の連続鋳造において、溶鋼を鋳型内へ
    注湯して鋳片を製造する際、鋳型内にある浸漬ノズルの
    吐出孔の上部に溶鋼仕切り板を設置し、かつ溶鋼仕切り
    板より下方に存在する鋳型内の溶鋼に水平方向に直流磁
    界を印加し、鋳型上部に設置した電磁撹拌装置を使って
    溶鋼仕切り板よりも上部の溶鋼を撹拌して、溶鋼仕切り
    板よりも上部の溶鋼中へ合金元素を添加することによ
    り、鋳片表層に添加元素を濃化させることを特徴とする
    連続鋳造方法。
JP30858895A 1995-11-02 1995-11-02 連続鋳造における鋳片表層の溶質濃化方法 Withdrawn JPH09122833A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101482225B1 (ko) * 2012-12-27 2015-01-12 주식회사 포스코 몰드 내의 용탕 표면 온도 유지 장치 및 방법
JP2015027687A (ja) * 2013-07-30 2015-02-12 新日鐵住金株式会社 連鋳鋳片の製造方法
CN115921810A (zh) * 2022-12-26 2023-04-07 首钢集团有限公司 一种提高板坯连铸结晶器内流场对称性的浸入式水口

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030107