JPS5890360A - 連続鋳造用溶鋼の再酸化，吸窒防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明線連続鋳造過程・；＋　４１１　Ｋ非定常部での
溶鋼の再酸化やａ窃を抑制して、高純［、高清浄の鋳片
を歩留高く製造するための方法に関する。

近年、Ｓ鋼精錬技術の進歩によシ注入前の堆鍋内溶鋼は
高純度かつ高清浄にすることが可能になっている。一方
、連続鋳造過ｌｉにおいてもムｄスシールの徹底化、ロ
ングノズル、浸漬ノズル使用などにより溶鋼と大気の接
触を防止する技術が進み、定常注入状態でｈａ鋼の空気
酸化中吸窒は無視できる程度Ｋまで抑制できるようにな
り窒素含有量の低い、かつ酸化物系介在物の少ない鋳片
の製造が可能になっている。これは定常状態では溶鋼の
落下流をＶングノズルや浸漬ノズルによって外気から線
断することが可能であり、また、タンデイシエ中錆層内
溶鋼面が７ラツクスでおおわれ、さらに、ム「ガスを使
用することによって溶鋼面近傍に供給される酸素や窒素
を少ない量に制限できるからである。酸化物系介在物が
少ないことは鋼材の欠鴎を防止し、かつ機械的性質など
を向上させる効果が６Ｄ、一方、窒素含有量が低いこと
は時効性軽減、軟質化などの機械的性質の改善に有効に
利用される。

しかし、現時点では未解決の問題として残されているも
のとして、連続鋳造非定常域、すなわち、タンデイシエ
を取シかえ走時の注入初期や、取鍋倉堆にかえ走時の注
入初期での溶鋼の再酸化、吸窒がある。その結果として
、タンデイシエ内溶鋼Ｏ汚鍮がおこ拳、それに対応して
鋳片の成分、性状が定常部に比して劣ることになる。鋼
材の介在物含有量あ為いＦｉ脅素含有量についての要求
がきびしい場合には、この非定常部の存在は歩留の低下
に結びつくことＫなる。特に最近はタンディジ凰が大容
量化しているので、非定常域での再酸化吸窒が鋼片に及
ぼす影響の範囲は大きくなってい石。

上記問題は、連続鋳造非定常域では、溶鋼面と雰囲気の
直＊＊触を定常域のようにスラダ被覆によって避けるこ
とができず、また貞ンｆイシニ内の雰囲気を極力Ａｔ　
ガスによって置換しようとしても低下できる偽、Ｎ：％
には限度があることから、不可避的に溶鋼と雰囲気中の
０１やＮ３との反応がおこることによる。とｆＬＫ対し
、雰囲気中のＮｌ　ｓ　ｏ。

をＡｒのようなガスによる稀釈によって低下するという
従来の考え方のｉｔかに、ＮｈＯ，と反応する物質を意
識的に供給して、それによって溶鋼との反応を防止する
ことも考えられるが、これ壕で十分を効果が得られ、か
つ、副作用のない適轟な方法は見つけら−れていなかっ
た０例えば、炭化水素系のガスを供給すると、雰囲気の
ＯｓＮは低下でき溶鋼の再酸化を軽減できるが、副作用
として溶鋼の水素吸収がおこり問題となる。ま九、Ｎ、
、に対しては無句である。炭素粉などを添加することは
０嘗〜の低下には役立つが、溶鋼加炭の問題があり、ま
たＮ、に対しては無力である。その他、溶鋼と接して蒸
発し中すい物質、例えばソーダ化合物、炭酸塩。

Ｐライアイスなどをタンディシュに装入することも考え
られるが、いずれも再酸化と吸窒の両方を安定して防止
し、かつ溶鋼成分に悪影響！及ぼさず、またタンディシ
ュ耐火物や、作業環境に悪影響を１埋さないという目的
にあったものはなかった。

不発明蛙以上のような事情に鑑み連続鋳造非定常部の溶
鋼とガスの反応を防止するという観点から種斥夷験的検
討を行った結果得られたものであ）、その特徴とすゐ処
は、連続鋳造用タンディシュＫｓ　Ｍｇあるい祉Ｏａを
含有する金属あるいは合金を添加する連続鋳造用溶鋼の
再酸化及び吸窒の紡正方法である。

以下、具体的な実施例にそって詳細に説明する。

本発明嬬過當の連続鋳造法で、鋳型に溶鋼を供給するた
めの装置、一般にはタンディシュに適用される。

まず、タンディシュを取りかえた後、注入をはじめる前
の作業方法について述べる。タンディシュは通常通りバ
ーナーなどで予熱され、注入開始時間が近ずくとタンデ
ィシュ内ＫＡｒ　ガスを供給して極力′炉内雰囲気を置
換しておく、そして、注入直前にタンディシュ内ＫＭｇ
あるいｈＯ蒔金含有ゐ金属あるいは合金を投入する。そ
の状態で溶鋼を注入すると、 Ｍｇ（固体）、＋ｊｏｓ→ＭｇＯ・・・（１）３Ｍｇ　
（固体）　＋　Ｎｓ−＋Ｍｇ１Ｎ、−（２）Ｍｇ（固体
）１Ｍｇ（蒸気）・・・（３）Ｍｇ（募気）＋２偽→Ｍ
ｇＯ・・・（４）３Ｍｇ　（蒸気）　＋　Ｎ雪→Ｍｇｓ
　Ｎｓ　・・・（５）′　　の各反応がおこる。なおｏ
ｌの′場合４前！ｅ＆（１）〜（５）と同型の反応がお
こる。その結果、タンディシエ内溶鋼近傍の雰囲気の０
．　、Ｎ、　＊が低下し：ｍ鋼の再酸化および吸窒が防
止される。

この方法で安定して再酸化および吸窒を防止する九めＫ
は、次のような条件を考慮する必要がある。

（ａ）Ｍｇ＋Ｏａの和がＢＯＸＯ上であること。

溶鋼の再酸化、吸窒を防止するためには、前記式（１）
　ｌ　（２ンＯ反応だけでなく前記式（４）　＊　（５
）の反応がおこって露出した溶鋼面と接する雰囲気のＯ
１＋Ｎ！％を十分に低下しておかなければならない。そ
の九めには、前記式（３）ＫよるＭｘ　　（あるいはＯ
ｓ）の蒸発速度が限界値以上であることが必要であり、
そのえ６件がＭｇ＋Ｏａ≧３０Ｘ（重量に）である。

純ＭＬあるいは純０４用を漬−ことができるが、８１中
Ｍ％ｖ４　＊どとの合金を用いてもよい、あるいは耐火
物やコークスにＭｇ　（”　Ｏｎを含浸させたものも、
　Ｍｇ十〇ｍ≧３０　Ｎ−１（重量ｘ）の条件を満足シ
テいればほぼ同等の効果が期待できる。ただし９合金あ
るいは複合剤を用いると、溶鋼成分に望ましくない変化
を及ぼす場合があって一般的でないことから、以下で４
純金属に近いものを対象とし、特に備格の点で安価なＭ
ｇ　Ｋついて述べることＫする。

（ｂ）タンディシュ内の平均の空気残留率によってａす
る必要最小限以上のＭｇ量を添加すること。

第１図はタンディシュ内の平均空気残留率（Ｏｘ４　＋
　Ｎ寓Ｎ　）とＭｇ添加量の関係が、溶鋼の再酸化およ
び吸窒量にどのように影響するかを示している。再酸化
量は溶鋼中脱酸成分の低下と酸素含有量増加から計算し
た０Ｍｇの添加量が増加するＫつれて溶鋼の再酸化量は
単調に減少するが、一方、吸窒量の方ｔ！Ｍｇの添加量
がある°値を越えるまでは１減少しないば−ｂｅか場合
によってＦｉＭｇを用いない場合よりもかえって増加す
る現象が認められた。これ杜、 Ｍｇ　（固体あるいは蒸気）＋１０富→Ｍｇ０囲気の窒
素分圧（Ｐ）ｕ　）の低下にもかかわらず、吸窒量は減
らないばかりかかえって増加するためである（同一注入
条件では吸窒量はほぼｒ嘔・ｋＫ比例する）。

第１図から、再酸化を安定して防止するためには第１図
の横軸が４０以上、再酸化と吸窒を安定して防止するた
めには８０以上であることが望ましいことがわかる。な
お５Ｍ１１合金、あるいはＭｇのかわｌ）　Ｋ　Ｏａを
用いた場合には、原子量を補正したＭｇ　ａｌｌｉ量で
あられすと第１図とほぼ同様の結果が得られることがわ
かった（すなわち、ＭＫ金合金場合はＭｇ重量として、
Ｏｓを用いた場合にはＭｇ重量の１工１．７倍にする）
。

＠Ｍｇのサイズ分布を適正にすること。

溶鋼の再酸化、吸窒を防止するには、非定常な時間の関
ｍＭｇが雰囲気のＯ，、Ｎ、＊低下に有効に作用しなけ
ればならない、１１！鋼と雰囲気中０１＊Ｎｌとの反応
のしやすさは注入の初期はど激しく、徐々に定常状態に
移ってゆく、シ九がって、初期に必要量のＭ厘蒸気を発
生するとともに非定常状態の続く間はタンディシボ内の
雰囲気を低偽、低Ｎ。

に保つという２つの条件を満足しなければならない、そ
のために、注入直ＩＩｊＫ加入る金属Ｍｇのサイズ構成
を変化させ九次の試験を行った。即ち。

平均直１１１３〜７■のものと１５〜２５ｍｍのものを
種々の比率で混合した結果によると、第２図に示すよう
に１５〜２５■のものが３０〜７ＯＮの場合に最も安定
した再酸化・吸窒防止の効果が得られた。（なお、図中
の相対値１扛従来方法による場合に対応する）なおＭｇ
を追加投入する方法をとることもできる。このように、
タンデイシエを取やかえた時の注入開始時に直前（３分
以内）Ｋタンディシュ内（望ましくは注入流の落下場所
から約１１１１以内めところ）に、所定量のＭｇＴｏる
いは０１　を含む金属あるいは合金を添加しておくこと
によって安定して再酸化と吸窒を防止できる。

なお、注入初期の溶鋼の水素吸収は主としてタンデイシ
エの耐火物から発生する水蒸気によっておこる。これに
対して４Ｍｇ”、Ｏｓの金属あるい社合金を添加すると
水素吸収量を約＞Ｓ度に抑制でき着 る。

次にタンディシュ内に溶鋼が満されている状態で電調だ
けをかえる場合について述べる。この場合に％、通常、
一旦ｐングノズルをめげて注入を開始した後、ロングノ
ズルを浸漬するという作業が行われるので、溶鋼の再酸
化あるい社吸窒が、スラブの捲自込みと同時におこる。

これに対しても、ＭＩＩ％Ｏａの金属あるい鉱合金の添
加は有効である。添加方法としては、注入流の落下する
場所に。

注入開始前に袋づめし九Ｍｇ、０１の金属あるいは合金
を添加する方法、ガスによって注入流の落下する場所に
吹きりける方法などがある。前者の場合には、蒸発する
ガスの力でスラグがおしのけられ九ところＫＩＦ鋼が落
下するため０１ｗＮ１の反応の抑制とともに、スラグの
捲き込みも防止できる。

１ＩＥ３図は、溶鋼の再酸化および吸ｉ１緩に及ぼすＭ
ｇ　Ｏ粒度の影響の一例を示す。この場合Ｋｎ３〜７■
のものが７０％以上占める場合に安定しえ効果が得られ
たａ　Ｍｇ粒が大きすぎると、蒸発速度がおそく、かつ
ｓＭＫが溶鋼に捲き込まれて溶鋼のスピツテイン１０原
因になるので好ましくない、ムｒガスで吹きつける場合
も、はぼ同じである。

なお、本処理で用い九Ｍ、中Ｏａが、溶鋼中に有害な酸
化物中電化物を生成する可能性はきわめて低い、何故な
らば１本処理で対象とする溶鋼は一般に脱酸鋼であって
溶鋼中の酸素含有量が低いこと（したがって溶鋼中で脱
酸生成物が新たに生成しない）、Ｍｇあるいは０鳳は溶
鋼に合金するのが目的で扛電〈溶鋼の表面で雰囲気中の
Ｏｌ、Ｎｓと反応して酸化物、窒化物を作らせるような
添加方法を採用していること＋Ｍｇなどの酸化物や窒化
物は溶鋼中に捲き込まれＫ〈〈、特に窒化物は捲込壕れ
ても溶鋼温度では分解してしまうことなどの事情がある
からである。また５Ｍｌ１やＯａはスラブを還元し、ま
た、その粘性を増加させることから、スラグによる溶鋼
の再酸化を防止する副次効果もある。さらに％Ｍｇ　Ｔ
ｏるいはＯａの雰囲気との反応生成物はメンディシュ耐
火物との反応中融点低下などの好ましくない作用をしな
いことから、タンディシュ耐火物起因の介在物の原因に
はならない。

実施例 （１）取鍋内の３５０１の低°炭素Ｍキルド鋼（０：α
０５Ｘ、Ａｔ：０．０２Ｘ、Ｎ：１４ｐｐｍ、０：　１
２　ｐｐｍ　）を内面温度１２００℃に予熱され九％Ｍ
ＨＯを内張し九タンディジ：Ｌ（内容積電２ｄ、定常溶
鋼量４０ｔ）にロングノズルを介して注入するに際し、
タンディシュ内の平均ガス組成がムｒニア８Ｘｓ（％：
４％、”！：１７％となるようにムｒ−Ｎス置換してか
ら、第１表に示す３種ＩＩ　Ｃ）　Ｍｇあるいは０１を
含む金属あるいは合金を投入し、１．５分後に注入を開
始した。

第１表 金属島るいは合金は溶鋼流の落下位置からｌ５ｅａｒＯ
とζろに投入した。

鋳片Ｏ最初の部分３ＱｔＫついてｏ平均。

介在物量、酸素量、゛窒素量、吸水素量は第２表に示す
通りであった０ＭｇあるいＩｄ　Ｏａの添加により非定
常部の再酸化、吸窒ｓ１１水素が大幅に抑制されたこと
がわかる。

第２表 （乃　実施例（１）と同じ溶鋼について、同一のタンデ
ィシュで％順調を取りかえてから注入開始する１分前に
、、紙袋につめたＭｇ　（粒度α３〜０．７■、２ｋｔ
）をｌＯケ、注入流が落下すＬ場所に投入した（ケース
Ｄ）、また、これとは別に、注入流に落下する場所にム
ｒガス（５Ｎｍ”　／　−ｈ　）にのせて、０．　’３
〜＋１７　■Ｑ：）　Ｍｇを注入開始前１分から注入開
始後１分まで吹き付は九（ケースｌ）＠各々の場合に、
注入再開後の鋳片５ｔの平均の介在物量、酸素量、壷素
景、吸音量は第３表に示す通やであつ九第３表 いずれＯ場合にも、従来法に比べてＭｌの添加により再
酸化、吸ｉｉｖｇ止効果力監認められる。

以上のように本発明を適用することにより連続鋳造の非
定常状態での溶鋼の再酸イヒおよび吸窒を確実に防止す
ることができ、高純度、高清浄の堆鍋溶鋼を効率よく高
純度、高清浄の鋳片に結−びつけることが可能（なり、
工業的な効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はタンディシュをかえた時の注入開始時の溶鋼の
再酸化量および吸窒量に及ぼすタンデイシ工内平均空気
残留率、タンデイシエ容積ｔＭｌ添加量の相対的関係の
影響を示す図表。 第２ｒｌＪＦｉタンデイシユをかえた時の注入開始時の
溶鋼の再酸化量および吸窒量に及ぼす金属Ｍｇの粒度構
成の影響を示す図表。 第３ｗＪは＊鍋をかえた時の注入開始時の溶鋼の再酸化
量および吸窒量に及ぼす金属Ｍｇの粒度構成の影響を示
す図表。 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他２名 （ＭｉＮ入＠零”ｌＪ’Ｍｖ’（Ｎｚ＋（ｈ］％）−（
クンテアシー内容ａｔＳす〕０　　２０　４０　６０　
１１０　１００金ＡＭｌ　のう１７１５−ＪＯｔｎｍ　
ｅｙ＞　ｔｔｙｒ　カ’ｂｃる割合ｃ重ｔ％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　連続鋳造用タンデイシエにｓＭＭあるいはＯ
   ａを含有する金属あるいは合金を添加することを特徴と
   する連続鋳造用溶鋼の再酸化及び吸窒の防止方法。