JPS6123555A - 下注ぎ造塊方法 - 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】 本発明は下注ぎ造塊方法に関し、詳細には２つ以上並設
された鋳型への溶鋼流入速度を均一化させることにより
各鋳型への溶鋼流入を穏やかに行なわせ、従来特に注入
管寄シ鋳型において観察されることの多かった鋳造欠陥
を防止すると共に型内剤（溶鋼表面を覆うフラックス）
の使用量を節約する仁とを可能にした下注ぎ造塊方法に
関するものである。

キルド鋼等の造塊方法のひとつとして、鋳型底部から鋳
型内に溶鋼を注入して鋼塊を得る下注ぎ造塊方法がある
。この方法は鋳型内への溶鋼流入が静かに進行するので
酸化物やガス等の巻き込みが少なく鋼塊表面性状も美麗
であるという長所を有している。

第１図は上記造塊方法を適用した造塊設備を示す模式図
で、１ａ＊１ｂｙｌｃは鋳型、２は湯道、３　ａ　ｓ　
３　ｂ　＋　３　ｃは定盤、ｄ　ａ　ｔ　４　ｂ　ｅ　
４　ｃは鋳型ノズル、５は注入管、Ｆは型内剤、Ｍは溶
鋼を夫々示す。即ち図示例の造塊設備６は左右に３基ず
つの鋳型１ａ＊１ｂｔｌｃを並設した設備（但し左側の
鋳型は図面から省略した二以下同じ）であって、注入管
５に連通される湯道２に上向きに突出する鋳型ノズル４
ａ、４ｂ、４（を一定間隔で設けると共に、各鋳型ノズ
ル４　ａ　＊　４　ｂ　＊　４　ｃの上部に該鋳型ノズ
ルに嵌挿される透孔を有する定盤３ａｐ３ｂｓ３ｃを載
置し、更に各定盤３ａ。

３ｔｚ３ｃ上に夫々鋳型１　ａ　ｔ　１　ｂ　ｅ　１　
ｃを載置して構成されている。

上記造塊設備６において取鍋ノズル８から注入管５に溶
鋼Ｍを注入すると、溶鋼Ｍは注入管５から湯道２を通っ
て各鋳型ノズル４　ａ　ｙ　４　ｂ　＊　４　ｃに至シ
、鋳型１ａｔｌｂｓｌｃ内へ夫々導入される。そして導
入量が所定量に達した段階で溶鋼Ｍの注入を停止し冷却
・凝固させることによって鋼塊を得る。尚造塊中、鋳型
内へ導入される溶鋼Ｍの湯面上には溶鋼Ｍと接触して溶
鋼の保温並びに大気による再酸化を防止する効果を発揮
し更に鋼塊表面肌を滑らかにする効果を発揮する型内剤
Ｆが溶鋼Ｍ表面を被う様に添加されている。

この様な下注ぎ造塊を行なう場合、溶鋼注入初期におい
ては鋳型内の静水圧抵抗が少ないので注入管５に近い鋳
型ｔなど勢いよく溶鋼が流れ込んで鋳型内の溶鋼の乱れ
は大きくなる。このため、溶鋼表面は型内剤で完全に被
われず大気と直接接触し再酸化が生じ、また型内剤は溶
鋼に巻き込まれるという現象が発生し易くなる。その結
果皮下介在物の発生という欠陥を引きおこすと共に鋼塊
表層部では凝固部と非凝固部が入シ混じる様になシなか
ら凝固が、進行するので２重肌が発生するという問題点
がある。また溶鋼Ｍの乱れが大きくなることによって型
内剤Ｆと溶鋼Ｍの接触が激しく匁り、型内剤Ｆのうちス
ラグ化するものの比率が増太し、その結果型内剤Ｆの消
耗量も増加する°。

そこで本発明者等は上記問題点を解消しようと考え、溶
鋼注入状況について更に詳細な状況を知るべく種々実験
を行ない解析を進めた。

即ち第１図において、鋳型ノズル４ａよ）上流側の１点
Ａ、鋳型ノズル４ｂより上流側の１点をＢ、鋳型ノズル
４ｃより上流側の１点をＣとしたとき、Ａ、Ｂ、Ｃ点の
湯道断面積は従来略均−に形成されている。一方ある時
点における鋳型１ａへの溶鋼流入量をＱａｔ鋳型１ｂへ
の溶鋼流入量　　　　　□をＱｂ、鋳型１ｃへの溶鋼流
入量をＱｃとすると、Ａ点の溶鋼流量Ｗ、はＱａ＋Ｑｂ
＋Ｑｃ　、Ｂ点の溶鋼流量ＷｎはＱｂ＋Ｑｃ、Ｃ点の溶
鋼流量Ｗ（。

はＱｃであシ、下流側はど溶鋼流量に少なくなっている
。そしてＡ点の溶鋼流速をＶｔ、Ｂ点の溶鋼流速をＶ、
、Ｃ点の溶鋼流速をｖ３とすると、溶鋼流速＝溶鋼流量
／湯道断面積であるから、Ｖｌ＞’ｂ＞Ｖｓとなる。と
ヒろで注入初期においては１ａｙｌｂｔｌｃ内の貯留溶
鋼による溶鋼流入抵抗（静水圧）は未だ小さいから鋳型
ノズル４　ａ　ｙ　４　ｂ　ｙ　４　ｃから鋳型１ａｙ
１ｂ＊ｌｃ内への溶鋼流入速度Ｖ１ｅＶ２ｔマ、は夫々
湯道における溶鋼流速Ｖ１．　Ｖ、　、　Ｖ、にはぼ対
応した大きさとな、ｊ７　、　ｖｌ　）ｖ、）ｖ、にな
ると考えられる。その結果特に溶鋼流入速度ｖ１の大き
い鋳ｆｉｌａ内において溶鋼の乱れが発生し、前述の問
題点が露呈される様に々つたものであることが分かった
。

そこで本発明者等紘上記解析結果を更に考慮し、鋳型内
への溶鋼流入速度Ｖ、を遅くすること（換言すると湯道
を流れる溶鋼流速Ｖ、を遅くすること）が、上記問題解
決の為の主要課題になると考えて検討を進めた。

本発明はこうした考えを具体化すべく鋭意検討を重ねた
結果なされたものであって、湯道における溶鋼流速ｖ１
を抑えることにより鋳型ｌａ内の乱れを無くし、これに
より型内剤の使用量を節減し且つ皮下介在物や２重肌等
の欠陥が発生するのを防止しようとするものである。

しかして上記目的を達成した本発明方法は、２つ以上並
設された鋳型に各鋳型底部よル溶鋼を導入して造塊する
下注ぎ造塊方法であって、前記鋳型下部に形成される湯
道の断面積を上流側程大きく形成することにより、注入
管よりｎ番目の鋳型ノズルより上流側湯道を流れる溶鋼
をＶｎｙ注入管よ）ｎ千１番目の鋳型ノズルより上流側
湯道を流れる溶鋼流速をＶ　ｎ　＋１としたとき、Ｖ　
ｎ　（１，５Ｖ　ｎ　＋１ となる様に造塊する点に要旨を有するものである。

即ち湯道を流れる溶鋼流速は、前述の説明から明らかな
様に、（溶鋼流量／湯道断面積）から決定されるので、
溶鋼流速を低下させようとすれば溶鋼流量を減少させる
か湯道断面積を増大させればよい。しかるに良好外品質
の鋼塊を得る為には鋳込時間を適正範囲に設定する必要
があるので−定時間で溶鋼の注入を完了しなければなら
ず、その為むやみに溶鋼流量を減少させることはできな
い。そこで溶鋼流速を低下させる為には湯道断面積を増
大する必要があると考えるに至シ、これを具体化するこ
とによって本発明の前記構成に到達した。

以下図面に沿って本発明方法を説明する。

第２図は本発明方法を実施する為に使用される造塊設備
の模式図で、第１図と略同等の構成を採っているが、湯
道２は鋳型ノズル４ｂ下部並びに鋳型ノズル４ａ下部に
おいて夫々上流側へ向けて階段状に拡径して構成される
。

即ち第２図において、前記と同様に湯道内にＡ。

Ｂ、Ｃの３点を定めると、Ａ点の溶鋼流量ＷａｓＢ点の
溶−流量ｗｂ及び０点の溶鋼流量Ｗｅは前記と同様にＷ
ａ）Ｗｂ）、Ｗｃの関係にあシ、下流側はど溶鋼流量は
少なくなっている。一方Ａ点における流路断面積をＳａ
　ｗＢ点における流路断面積をｓｂ、ｃ点における流路
断面積をＳｃとし、且つＡ点の溶鋼流速をＶ１’、Ｂ点
の溶鋼流速をｖ、’、ｃ点の溶鋼流速をｖ３′とすると
、該３点における流路断面積Ｓａ　ｔ　ｓｂ　ｙ　Ｓｃ
を溶鋼流量の変化に対応させて５ａ）Ｓｂ）Ｓ（と設計
すれば溶鋼流量／流路断面積で示される溶鋼流速の相対
関係をｖ、′〜ｖ２′＃ｖ、′とすることができ、それ
に伴なって鋳型への溶鋼流入速度もｙ１’＝ｖ、’＃Ｖ
、′とすることが可能であるとの指針を得た。

そこでこの指針をもとに鋳型内における溶鋼の乱れを実
質的にほぼ無くす為のより具体的な条件を定めるべく研
究を進めた。

即ち上記方針に沿って溶鋼の乱れを無くすに当たって、
仮に湯道の溶鋼流速をｖ　１′＝　ｖ７　＝ｖ、’即ち
鋳型１ａｔｌｂｔｌｃへの溶鋼流入速度をマ・１′＝マ
２′＝ｖｓ′に設定するとすれば各鋳型ンズルの口径は
同一であるので鋳型１ａｗｌｂｙｌｃへの溶鋼流入量は
Ｑａ＝Ｑｂ＝Ｑｃとなる。従ってＱａ＋Ｑｂ＋Ｑｃで示
されるＡ点の溶鋼流量Ｗａは３ＸＱｃとなシ、又Ｑｂ＋
Ｑｃで示されるＢ点の溶鋼流量ｗｂは２ＸＱＣとなシ、
勿論Ｃ点の溶鋼流量ＷｃはＱｃである。ところそ上記湯
道の溶鋼流速は溶鋼流量／湯道断面積で表わされるので
湯道の溶鋼流速をＶ□’−ｖ、’＝ｖ、’にしようとす
ると、Ａ点の湯道断面積Ｓ　ａ＝Ｗａ／Ｖ１’＝３Ｑｃ
／Ｖ３＋’となる。又Ｂ点の湯道断面積５ｂ＝Ｗｂ／Ｖ
２’　＝２Ｑｃ／Ｖ３’となシ、更に０点の湯道断面積
５ｃ＝Ｗ　Ｃ／　Ｖ＠’　＝　Ｑ　Ｃ／　Ｖ　Ｈ’とガ
る。即ちＳａはｓｂの３倍に、ＳｂはＳｃの２倍に設定
する必要があ′す、これにより鋳型１　ａ　ｅ　１　ｂ
　ｇ　１　ｃ内における溶鋼の乱れを同等とすることが
できる。尚もともと鋳型１ｃにおいては溶鋼流入速度ｖ
　、／を溶鋼の乱れが発生しない様に設定するので、ｖ
１′−ｖ２′＝ｖ３′とすることによって鋳型１ａ及び
１ｂにおいても溶鋼の乱れは発生しなくなることが期待
され、又現実にその効果も確認されている。

ところで鋳型内における溶鋼の乱れを解消するに当たっ
ては上記の如＜ｖ、’＝ｖ２’＝ｖ３’とすることが最
も望ましいが、通常の鋳込条件下においてはこれらの湯
道内溶鋼流速に区域毎に若干の違いを持たせることがで
きる。即ちキルド鋼等の造塊においては前記した様に良
好な品質の鋼塊を得る為に、鋼塊量や鋼種並びに冷却温
度等を勘案した許容鋳込時間範囲があル、これに伴ない
単位時間当たシの溶鋼導入量にも制限がある。そしてこ
の様な鋳込条件を良好に設定して造塊を行なう場合に許
容される溶鋼流速の幅は、本発明者等が研究を重ねたと
ころによると、 Ｖ’　ｎ　（１，５Ｖ　ｎ　−４−１ であった。即ちＶｎがＶ　ｎ　−１−１の１．５倍未満
となる様に、湯道の断面積を上流側程大きく形成するこ
とにより、鋳型内の溶鋼の乱れを解消することができ、
型内剤の使用量を節減すると共に皮下介在物や２重肌等
の発生を防止することができる。

ＶｎがＶ　ｎ　−１−１の１．５倍以上となるとＶｎが
過大となって少なくとも注入管５に最も近い鋳型１ａに
おいて溶鋼の乱れが発生し顕著な場合には鋳型１ｂ等に
おいても溶鋼の乱れが発生する。尚前記関係式において
は実用上ｎは２〜５特に３〜４であシ、■が６０〜２０
０ｃｍ／ｓｅｃ程度で鋳込は行なわれる。

本発明の基本構成は上記の通シであるが、湯道の断面積
を上流側程大きく形成するに当たっては前述の階段状に
大きくするほか、下流側から上流側ヘテーパ状に大きく
してもよい。

本発明は以上の様に構成されておシ、湯道の断面積を上
流側程大きくすることにより、各鋳型ノズルより上流側
の湯道を流れる溶鋼流速をＶ　ｎ　＜　１．５　Ｖ　ｎ
　−１−１に設定して造塊を行なったので、鋳型への溶
鋼流入速度を鋳型内の溶鋼が撹乱状態とならない様に低
下させることができ、これにより型内剤の使用量低減並
びに皮下介在物や２重肌等の発生防止を達成することが
できた。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例 第３図に示す様に２基の鋳型を並設する造塊設備におい
て、湯道径ｄｔ　−ｄｔを第１表に示す様に設定して溶
鋼１４トンの造塊を行なった。このときの湯道内溶鋼流
速Ｖ１ｔＶ２並びに造塊に当たって用いた型内剤の使用
量は第１表に併記する通シであった。又得られた鋼塊（
キルド鋼７トン鋼塊）を１１８８０の鋼片に分塊圧延し
、鋼塊ボトム部１トン相当部の鋼片について皮下介在物
並びに２重肌の発生状況を調査したところ第２表及び第
３表に示す結果が得られた。

第　　　２　　　表 （個） （転）鋼片表面下１〜５闘位置を膜剤し、目視によ　　
　　））皮下介在物個数を調査した。ｎ　＝　９第　　
　３　　表 単位Ｇ％／１．２ｍつ 注）鋼片表面のスケール除去後、磁気探傷器で偏部（２
重肌）をマークした後、偏部長さを調査した。ｎ　＝　
９ 比較例（Ｎｎｌ　）に対し実施例（Ｎｎ２　）において
は、第１表に示す様に湯道径ｄ１を大きく形成すること
によ）溶鋼流速Ｖ、を５８ｍ／分（ｖ冨の１．４５倍）
に低下させてお）、これにより鋼塊■を造塊するのに要
した型内剤の使用量を節減することができた。又第２表
に示す様に鋼塊■における皮下介在物個数も減少させる
ことができ、更に第３表に示す様に鋼塊Ｉにおける２重
肌の発生を大幅に抑制することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法を、第２図は本発明方法を夫夫適用し
た造塊設備の模式図、第３図は実施例・に係る造塊設備
の模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２つ以上並設された鋳型に各鋳型底部より溶鋼を導入し
   て造塊する下注ぎ造塊方法であつて、前記鋳型下部に形
   成される湯道の断面積を上流側程大きく形成することに
   より、注入管よりｎ番目の鋳型ノズルより上流側湯道を
   流れる溶鋼流速をＶｎ、注入管よりｎ＿＋＿１番目の鋳
   型ノズルより上流側湯道を流れる溶鋼流速をＶｎ＿＋＿
   １としたとき、Ｖｎ＜１．５Ｖｎ＿＋＿１ となる様に造塊することを特徴とする下注ぎ造塊方法。