JPS60203338A - 鋼の周囲にガスの保護遮断層を形成する方法 - 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】 本発明は溶融鋼の鋳造ＶｃｐＡする。

通常の方法においては、従来の方法例えば旧０゜Ｐ法、
Ｑ、Ｂ、０．Ｐ法またＦｉ電気炉法のいずれかによって
製造された溶融鋼に、通苓、酸素を高い割合で含有して
いる。この酸素に工す鋼が劣化する。

これを防止するために、溶１１１！ｉｌ鋼中に脱酸剤例
えばフェロシリコンの形の珪素まｔこはアルミニウムま
たはこれらの両者を導入することにエリ溶融鋼をＭ靜ｔ
　ｋｔ＋＋　）Ｌ、ている、この掃作は移動とりべのタ
ップにおいて行われる。

脱酸素処理を行ったｖｋにおいては、溶融キルＰ鋼は酸
素に対して強い親和性を脣しており、インゴット型、ビ
レットまたはスラブに鋳造する間に空気と接触した際に
酸素を吸収する。その結果、得られた鋼の品質が低下す
る。

この−Ｉの液収−（”’　ｏｘｙｇｅｎ　ｐｉｃｋ−ｕ
ｐ　−）を防止ま九は減少させるために檀々の保晦方法
が行われている。その方法の一つにおいてはタンディツ
シュ（溜め噛）　（ｔｕｎｄｉｓｈ　ｌ’と型との間の
開放鋳鋼流をセラミックチューブにエリ處藪している。

この方法は大形のブルーム形材お↓びスラブ形材を連続
的に鋳造する際に高い品質を保持する次めに行われてい
る方法である。しかしながら、この方法は空間的な制限
を受ける友めに、↓９小杉のブルーム形材またはスラブ
形材の嗅造には適用できない。この種の方法の例はカナ
ダ特許第１．０り７．Ｉ　Ｉｆ　／号明細書Ｋｍｌ絨さ
れている。

他の方法においては液体アルゴンをインゴット型内に注
入している。液体アルゴンが型内に注入されている間に
、溶融鋼と接触し交際にアルゴンが蒸発し、溶融鋼を大
気から遮蔽する。この方法の主な欠点は流し込みｂｆｅ
　（ｐｏｕｒｉｎｇ　ｆｌｏＱｒ　）の苛酷な条件に適
合するように装置を股喧し、移動させることが困難であ
ることおよび鋼の価格ま几は通常の等級との関係におい
てアルゴンの価格が高いことである。

”’　、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｓ″’／り
７参年ｉｏ月号に掲載の８ａｍｗａｙ　、　Ｐｏ１ｌａ
ｒｄおよびＦｅｄｅｎｃｏ　ｉｃよる−　Ｇａｓ　Ｓｈ
ｒｏｕｄｉｎｇ　ｏｆ　５ｔｒａｎｄ　０ｊｓｔ　５ｔ
ｅｅｌ　ａｔ　Ｊｏｎｅｓ＆　ｈａｕｇ目ｓｈ　８ｔｒ
ｒｌ　０ｏｒｐｏｒａｔｌｏｎ　”　と題する帳文には
ストラン）１１１＃鋼の不活性ガスによる遮蔽（ｍｂｒ
ｏｕｄｌｒ３ｇ　）も記載されている。木国特軒第Ｊ、
り０１，７　ｊ　４Ａ号、同第３．りｔ　Ｊ、λλ参号
および同第参、Ｏλｊｊ　／　４Ｉ号明細書はこの方法
に関するものである。

他の方法においては液体窒素を使用して、溶融調流を連
続式鋳造装置に注湯する際に、この溶融鋼に対する４断
ｊ−を形成させている。この方法は０ｏｎｃａａｔ社（
スイス、チューリッヒ所在）から発行されている一〇ｏ
ｎａｐａｊ　８ｕｒｆａｃｅ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　
”と題するパンフレットおよび米国特杵第汽１７司ｔざ
Ｏ号明ａＩＳに記載されている０通常、液体窒素により
ある程度の保護は行われ、この方法は他の方法エリ若干
改善された方法である。しかしながら、流し込み床の苛
酷な条件下で液体窒素を取扱うことは、操作中、溶融鋼
を連続的に流すことを困難にしている。更に、窒素ガス
は空気に近い密度を有しており、この性質にエリ空気と
の効率的な置換性が損われている。

上記で引用した刊行物および持許明？Ｍ書の記数は本明
細書中で参照されている。

今般、本発明者は驚くべきことに、連続的鋳造、インノ
ット成形および加熱炉からの鋼の出湯（ｔａｐｐｉｎｇ
　）を行う際に、溶融鋼を大気による酸化から保護する
にあたって、二酸化炭素を遮蔽ガス（ｓｈｉｅｌｄｉｎ
ｇ　ｇａｓ　）として効果的に使用し得ることを知見し
た。

二酸化炭素は鉛、亜鉛、銅または二酸化炭素の解離温度
より低い溶７１ｍ匿を臂する他の金属のごとき浴融金属
を遮蔽するのに使用されている。熱力学的な観点からは
二酸化炭素と浴融金属とが接触した際に、二酸化炭素の
解離温度は浴融金属の温度よりかなり低いので、二酸化
炭素ガスの解離により溶融金団が酸化されるであろうと
考えられた。しかるに、つぎのどとき予想外の事実、す
なわち、溶融金属と接触し交際に二酸化炭素はガスと金
属との界面において解離するが、その際、坤；視し得る
量の酸素が金栖中にｆ＃解し、一方、生成した一酸化炭
素はガスー金編界面において週１！１Ｔｌｉとしての働
きをするという事実を知見した。酸化の程度が大気から
の遮断層が存在しな匹場合に達すると考えられる程度エ
リ低い水準まで著しく低減するばかりでなしに、溶融金
１１ｉｌ：よる窒素および（空気中の水分からの）水素
の吸収も防止される。解離酸素の吸収ｔ＃′ｉ約４０　
ｐｐｍ以下であり、ｕ　ｏ　ｐｐｍという低い値であり
祷る。従って二酸化炭素は溶融鋼と周囲の大気との間で
効果的な遮断層を形成し、このＪｌｌｆｒ−は更に生ず
る酸化の速匿を、二酸化炭素を鋳造時における空気によ
る汚染から浴融金属を保護するための最も効果的な遮断
層として使用し得るものにする速寂まで減少させる。

本発明の方法を実施するにあたっては二酸化炭素の遮断
層（５ｈｒｏｕｄ　）を溶融調流の周囲においてその異
面近くに形成させそして溶融鋼が固化する・までこれと
接触させる。二酸化炭素を遮断層として使用する際の一
般的条件はアルゴンや他の不活性ガスを使用する場合と
同一である。例えば、上注（ｚｏｐ−ｐｏｕｒｉｎｇ　
）インゴットを型に注湯する場合には、型を二酸化炭素
によりフラッシュして酸素を除去しかつ型内に二酸化炭
素の雰囲気を形成しそしてこの雰囲気を通過させて鋼を
注湯する。

この方法においては型内の酸素含ｉｔは、鋼の注湯前に
おいて３容量に、以下好ましくはｌ容量に以下とすべき
である。

遮断層の形成は溶融調流の周囲においてその狭面の近く
に分配用開口を有するリングを設けることによって二酸
化炭素を噴流の形で供給し、この噴流を６ｉＪＡ流の表
面に沿って配設されているブランケット内に流入させる
ことにより行い得る。インゴット型に鋼を注湯する場合
には、分配用リングにより注湯とりべの吐出ノズルを包
囲し得る。

調流中の鋼は、連片、’ｔコ！〜１４ｒＯｃの温度であ
る。

以下においては図面を参照しながら本発明の更に詳細に
説明する。

第１図においてとりべＡＫは型Ｂに注ｒ騎する溶融−が
収容されている。二酸化炭素・遮断ガスは分配用カラー
（第ダ図に示す）から供給菅／ｊを経て供給される。

溶融鋼を受入れるためにその順番を待っている型Ｂ１に
供給ｖ／７からノぞ−ジ用二酸化炭素ガスを供給しそし
て型Ｂ、および後続するＢ２け注湯する順番になるまで
待機させる。型の各々にけ、操作に入る前にアルずジム
箔キャップｌりが取付けられている。キャップｌりの一
部分を引裂いてガス管用開口を設ける。

第一図は二酸化炭素でフラッシュする際の型Ｂ。

をより詳細に示している。供給前１７け了ルンニウム箔
キャップ中の開口−２０を通過してノズル／ｌに達して
おり、このノズル／ｌｒを経て二酸化炭素が型Ｂ、の底
部に分配されて空気を移動させかつこの空気を二酸化炭
素の雰囲気と置換させる。

型Ｂ、けテーノぞ一型キャビティλＪを包囲する壁−一
を有する。壁、２２の底部は波形金員スタンド２４′上
に載っている：この金属スタンＰコ弘は台車Ｏのデツキ
により支持されており％壁、２−２の底部と台■０のデ
ツキとの間をシールしそしである量の二酸化炭素ガスを
横方向に逃散させる。

二酸化炭素は型Ｂ１が３容量に以下、好ましくはｌ容ｌ
１％以下の酸素含有蓋になるまで型Ｂ、中に導第μ図に
示すごとき方法で注湯操作を行う、とりべＡのスライド
ゲートを遠隔操作によって開放し、溶融鋼をとりべＡの
吐出通路コ！を経て降下させかつ嶋断拡散装置コアを経
て垂直流の形で注湯する。拡散装ｆコアに供給′＃／ｊ
からガス状二酸化炭！Ｊｇを供給して、ガスの虜Ｍ＋−
により溶融鋼の流れを包囲させかつこのガスの遮断層を
型Ｂ内の二酸化炭素雰囲気内に流入させる。溶融鋼はと
りべの出口から流出したときから、型内で固化するまで
の間、二酸化炭素の連続的カーテンにエリ大気から遮断
される。−ｆｌ型が光窄されると、とりべのスライドゲ
ートを閉じて溶融鋼の流れを切断しそして次のとりべと
型について溶融鋼を供給する操作を行う。

二酸化炭素の供給を必要な時に適切に行うために、Ｉ＠
！図に示すごとき供給装置が使用される。

実施例 この実施例の方法を行うために、第参図に示す装置を使
用し友、容ｆ！θトンのとりべと各々容ｔｔ〜タトンの
型を使用した。とりぺけ直径ｊ〜６＃ｃｍの環状出口、
すなわちノズルを有していた。

各々の型は、２参〇〜２４０ｔｘの深さを有１−ていた
。

ノズルの底部から型の頂部までの距離は７！ｔｘであつ
友、各々の型は注湯ペイ（ｔｅｅｍｉｎｇ　ｂａｙ　）
からの固化インゴットを運ぶのに使用される、軌道載置
台車（ｔｒａｃｋ−ｍｏｕｎｔ＠ｄ　５ｔｏｏ＋　）　
（基板）上に載置し皮。

とりべに、ノズルのすぐ下の位ｌｔＫ二酸化炭素の保護
線断層を形成することのできるＭ孔喋を取付けた。この
環を二酸化炭素ガスの連続的供給諒に連結し７′ｃ、な
お、型を二酸化炭素ガスでフラッシュするのには慣用の
装置を使用し得る。

注湯を行う直前に、各々の型を１．Ｉｍ’／分の流率の
二酸化炭素ガスでフラッシュして型の内部から空気を排
出させ友、空気は各インゴットを注入する前に約３分間
、Ｉ　Ｏ−／　００　ｓｃｆｍ　（２）　ｍ　１１の二
酸化炭素によるパージにより型の内部から排出させ７ｔ
、第一図に示すごとき方法に従って、アスベスト保獲ザ
ムホースを拡散装置が可能な限り下まで達するようにア
ルｉニウム箔を通過させて型中に挿入した。型内の酸素
室Ｗｔが７容量に以下になる点まで、空気が型から排除
されるまで、ガス流を導入し次、型とその台車との間で
のガスの漏洩に注意する友めに、型に注ｄｈを行う直前
まで７ラツシングを継続した。

台車が加熱炉内にある間に下記の方法に従って型に注＃
を行うための皐備を行った０台車に圧縮空気の強い噴流
を吹付けて弱く付着している粒子を除去した。ついでこ
の台車ＶＣ４４薄な燐酸中にセメントを分散させた分散
体を被覆した。約６ｘ３０Ｘ　１７１６インチの波形鋼
シートのストリップ参枚ヲ台車上に正方形ま九は長方形
に１ｉい友、型を所定の置いた場合、その重量によって
波形が変形して、ｔ□ 溶融鋼が漏洩することを防止する。約２０ｘｌＩＯＸＩ
Ｏインチの大きさの藩手鋼シートから整造した長方形の
溜め（ｗｓ＋１１）を台車上で型の内部に設置して最初
の溶融金１Ｉ４ｔ−型に注湯し友ときの”はね”（５ｐ
ｌａｓｈムｎｇ　）の強さを減少させた０発熱“ゼーＰ
”（“ホットトッゾ°）を型の内側の７−２インチの高
さの所に固定した；この発熱”デート”は溶融鋼と接触
した際に熱を発生し、この熱はインゴットの頂部の冷却
速度を減少させそれに工って、引続いて圧延を行う前に
切取る（ｄｒｏｐ　）ことを必要とする、このインゴッ
トの頂部内の”ノ９イブ１の深さを減少させる。アルば
ニウム箔ツカバーを型の頂部に載置して、型が二酸化炭
素にエリパージされる前に大気に暴蕗されることを制御
した。注湯の開始時に、溶Ｍｉ鋼によりアルミニウム陥
に小さな孔を開けて、型中に吸引される周囲空気の普を
減少させ友。

注湯流中の鋼の温間ｆｉｉ６λ！〜１１よｏ（２であっ
た。

各々の型に注湯を行う除に、二酸化炭素の遮断層を注湯
流の供給源の近くで、すなわち、ノズルの下側にある、
とりべの底部の直ぐ下で形成させた。溶融鋼の流れの周
囲に形成されたｊ＆Ｉ断層は溶融鋼に連行され、ノズル
から放出され友時点から型内に圧入される時点まで大気
からの保護線断層を形成した。二酸化炭素のｌｌｌ＃噛
への流率け２．１ｍ１７分とし次。

ｊθトンの鋼を収容しているとりべをすでにＡ−ジを行
った第１の型上に置き、４断１−ガス流の導入を開始し
皮、ガス流の導入を中断することなしに、）ぞ−ジガス
供給ホースを第コの型に移し声。

スライドゲートを開放して注湯を開始り、７ｔ（第１図
参照）、ノズルは、時々、凝固した金Ｉ／１４またはス
ラグにより開路される。いずれの場合にもノズルを清浄
にするために、酸素によるこれらの金Ｍまたはスラグの
除去を必要とする（第μ図参照）。

００２は液体の形で供給されるが、λつの注入箇所（フ
ラッシング用および遮断用ガスの供給開所）においては
ガス状００２が使用される。従って不活性ガス例えばア
ルゴンと同等の流覇を得るために、液体００２の蒸発を
行わせることのできる装置が使用される。００２供給装
置系は第５図に示されている。

第７のインゴットは、金縞ヘッＰが注湯中に次第に減少
する九め、これを充満させるのに要した時間は最小であ
った。約３分間で型は充填されそしてスライドゲートは
閉鎖され（約コｏ−ｉｏ秒）、その間にとりべをその上
方のクレーンにより第λの型の方力に移動させる。また
その間にパージガス供給ホースを第コの型に移動させそ
してスライドゲートを再び開放して、パージの終了した
ばかりの第コの型に注湯する。この連続操作をとりべの
中の溶融金属が無くなるまで鱗続する。

各々の型の装入物（溶融鋼）を従来の方法に従って保護
溶剤（ｆｌｕｘ　）を使用して冷却して固形インピット
を形成させた。ついで型からインゴットを取出した。

各々のインゴットを一率的な方法に従って熱圧延してス
ケルプを製造し、その表面欠陥を検査した、ついで検査
に合格したスケルプをシート状に熱圧化し、そしてこの
シートから、らせん状に溶接したＡイブを製造し次、つ
いでこのノにイブについてｆ６ｆ試験（５ｏｎｉｃ　ｔ
ｅｓｔ　）　を行らて欠陥ｔ−調べた。

ついで、同様の方法で対照試験を行った。

ガス流冨を二酸化炭素についてコ、ｌｒｎ”７分とし、
アルゴンの場合にもλｊ　ｍＷ　７分とし友、各々の型
を約３分間フラッシュしそして溶融金属を約−１分の注
湯操作中、上記ガスで保護した。

ビレットを圧砥して製造したスケルプの表面欠陥につい
ての比較結果を以下に示す。

アルゴン　アルノン　０．７ 二酸化炭素　二酸化炭素　０．２２ アルゴン　二酸化炭素　０．＃Ｊ らせん状溶接ノＲイゾについての音波試験による欠陥測
定 遮断ガス　型７ラツシングガス　不良峯（重鎗％）アル
げン　アルゴン　Ｏ１μ 二酸化炭素　二酸化炭素　ｏ、ｉｔ アルゴン　二酸化炭素　０．００ 二酸化炭素ガスは例えばアルゴンや水素と比較した場合
、比較的安価であり、また、入手が容易である。ｒに二
酸化炭素ガスは連続的に発生させかつ供給し得る。これ
らのことから、二酸化炭素はすでに述べた目的で使用し
た場合には最も有用なガスである。二酸化炭素はアルゴ
ンと異り空気より重い（アルゴンｔ、ｔＨ２；二酸化炭
素１．！−１）；従って二酸化炭素は大気中に容易に拡
散しないので、より軽いガスＬり長時間、効果的な保護
遮断作用を行う。

二酸化炭素はインピットを製造する際の型中において、
あるいは連続的な鋳造ケ行う際の型中において濃厚なＣ
Ｏ２ガスを得るためにはスノー（龜ｎｏｗ　）の形で使
用し得る。

【図面の簡単な説明】

第７図は、本発明を実施する際の、とりべと一連の型と
の関係を示す斜視図である。 第２図は、二酸化炭素でフラッジ為して＃融鋼を注湯す
る準（１１をする際の、型の部分的に立面を示す非直断
面図である。 巣３図は、型の底部を支持する波形鋼スタンＰを示す部
分拡大図である。 第参図は、インゴット注虚操乍を余す部分的に立面を示
す据置断面図である。 第５図は、本発明の実施に適当な装置系の配列を示すダ
イヤグラムである。 第１図〜第よ図において、 Ａ・・・とりべ、Ｂ　、　Ｂ１．　Ｂ２．　Ｂ、・・・
型、０・・・台車、１２・・・溶融鋼、／ｊ、／７・・
・ガス供給管、ｉｔ口・ノズル、Ｉり…アルば箔、ココ
…壁、コ≠・・・波形金樹スタンｐ、２ｚ・・・吐出通
路、２７・・・遮断拡散装置 である。 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｌ（）、３ 手続補正書（方式） 昭和６０年　４月１１日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和６０年　特許願　第　３３０１７号３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 住所　カナダ国、ケベック、モントリオール、シャープ
ルック・ストリート・ウェスト、１１５５ 名称　カナディアン・リキッド・エアー・リミテッド。 エール・リキードーカナダ・リミテ ４、代理人 〒１０５住所　東京都港区西新橋１丁目１番１５号物産
ビル別館　電話（５９１）　０２６１代名ｔｉロ載した
もの −）２Ｑ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　鋼を液状流体の状態で容器から注湯して固化させる
   際に鋼の酸化を防止するために、鋼の周囲にガスの保護
   遮断層を形成させる方法において、上記ガスとして二酸
   化炭素を使用することを特徴とする、鋼の周囲にガスの
   保護遮断層を形成させる方法。 Ｊ　溶融鋼をとりべからインゴット型に注湯する際に、
   型を二酸化炭素にエリフラッシュしついで溶融鋼を二酸
   化炭素の遮断層の保護下で型に注湯しかつその際に、イ
   ンゴットが固化するまで、ブランケットを用いることに
   なって型内で鋼の上方に二酸化炭素を充満させる、特許
   請求の範囲第７項記載の方法。 ３　凝固させて固体ストランドにする溶融調流を形成さ
   せることにより液状の鋼を連続的に鋳造する際に、上記
   溶融鋼崩を、核鋼流が形成きれた時点から固体となる時
   点までの１′１１、二酸化炭素の連断１−により保護（
   ”る、特許請求の範囲第ｌ項記載の方法。