(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
待機位置のタンディッシュ内に対し、不活性ガスを吹き込むことで予備の不活性ガス置換を行うと共に所定温度まで昇温した後に、当該タンディッシュを鋳込位置に移行し、溶鋼注入前のタンディッシュ内の酸素雰囲気濃度を測定しながら、当該タンディッシュ内に上記不活性ガスの吹き込みを行い、上記測定している酸素雰囲気濃度が所定濃度以下となったら、タンディッシュ内への溶鋼注入を開始することを特徴とするタンディッシュ内溶鋼の汚染防止方法。
【請求項２】
パイプ材用の連続鋳造鋳片を製造する際に、上記酸素雰囲気濃度が１．０体積％以下になったら上記溶鋼の注入を開始することを特徴とする請求項１に記載したタンディッシュ内溶鋼の汚染防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンディッシュ内での溶鋼の再酸化を防止することで、特に鋳込み初期に清浄度の高い連続鋳造鋳片を製造するために有効な、タンディッシュ内溶鋼の汚染防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タンディッシュ内に注入された溶鋼の酸化防止のために、例えば特開平１０−１７５０４８号公報などに記載されているように、溶鋼注入前のタンディッシュ内に所定時間、不活性ガスを吹き込むことで不活性ガス置換を行って、タンディッシュ内の雰囲気酸素濃度を低減することが行われている。
【０００３】
上記不活性ガスの吹き込みは、再酸化の主要因である空気酸化を防止することで、溶鋼の清浄性を保つことを狙いとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、不活性ガスの吹き込みを行いタンディッシュ内の不活性ガス置換の実施を繰り返すたびに、溶鋼注入直前のタンディッシュ内の雰囲気酸素濃度を測定してみたところ、不活性ガスの吹き込み条件を同一にしているにも関わらず、溶鋼の注入開始時点での酸素濃度にばらつきがあることが判明した。
【０００５】
また、その後、タンディッシュの開口部に対する目張りの修正及び不活性ガス置換時間を延長することで酸素濃度を低減することが出来ることも明らかとなった。
すなわち、タンディッシュ内の再酸化の程度は、タンディッシュ内の雰囲気酸素濃度によって決定されるが、雰囲気酸素濃度は不活性ガスによる置換条件が同一でも一意に決定されないことを突き止めた。これは、タンディッシュ本体の形状（変形状態）や開口部の目張りの状況等によって、同一条件で不活性ガスを吹き込んでも雰囲気酸素濃度が変動し、その結果、十分な再酸化抑止効果が得られない場合があるためと想定される。
【０００６】
また、長時間不活性ガスを吹き込んでから溶鋼注入を開始すれば良いが、鋳込位置にタンディッシュを設置してから、溶鋼注入までの時間がその分長くなり、この結果、昇熱させたタンディッシュがその分冷却してしまうこととなり、好ましくない。また、確実に目的としたい雰囲気酸素濃度になっているという保証もない。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、確実にタンディッシュ内溶鋼の汚染を抑えて目的の品質を備えた鋳片を製造可能な方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、待機位置のタンディッシュ内に対し、不活性ガスを吹き込むことで予備の不活性ガス置換を行うと共に所定温度まで昇温した後に、当該タンディッシュを鋳込位置に移行し、溶鋼注入前のタンディッシュ内の酸素雰囲気濃度を測定しながら、当該タンディッシュ内に上記不活性ガスの吹き込みを行い、上記測定している酸素雰囲気濃度が所定濃度以下となったら、タンディッシュ内への溶鋼注入を開始することを特徴とするタンディッシュ内溶鋼の汚染防止方法を提供するものである。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、パイプ材用の連続鋳造鋳片を製造する際に、上記酸素雰囲気濃度が１．０体積％以下になったら上記溶鋼の注入を開始することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係るタンディッシュ内溶鋼の汚染防止方法を説明するための図である。
まず、待機位置のタンディッシュ内に不活性ガス（アルゴンガスなど）を吹き込んで、タンディッシュ１内に対し、予備の不活性ガス置換を行うと共に、当該タンディッシュ１を所定温度まで昇温する。予備の不活性ガス置換を行うのは、鋳込位置での溶鋼注入開始をできるだけ早くするためである。
【００１１】
その後に、当該タンディッシュ１を鋳込位置まで移行し、溶鋼１１の注入管８をタンディッシュ１内に装入すると共に、不活性ガス吹き出し用配管２及びＯ2 センサ３を装入する。
ここで、上記配管２などの装入は、タンディッシュ１の開口部を覆う蓋１２に設けられている、点検口などを使用して行われる。なお、タンディッシュ１の開口部の目張り処理も併せて行われる。
【００１２】
また、図１中、符号６は不活性ガスが封入されているタンク、符号５は不活性ガスを圧送するポンプ、符号４は配管２の開閉及び流量を調整する弁、符号１０は取鍋、符号７は、コントローラを表す。
コントローラ７には、上記Ｏ2 センサ３の検知信号が入力され、該コントローラ７は、Ｏ2 センサ３からの検知信号に基づき酸素濃度を推定し、推定した酸素濃度が所定時間連続して１．０体積％以下となったと判定したら、溶鋼１１の注入管８の弁９に開信号を出力するように設定されている。
【００１３】
上記構成においては、待機中に行われた不活性ガス置換によって、既にタンディッシュ１内の酸素濃度が１．０体積％以下であれば、コントローラ７は、溶鋼１１の注入管８の弁に開信号を出力し、そのままタンディッシュ１内への溶鋼１１の注入が開始される。
一方、鋳込位置に移動した時点でタンディッシュ１内の酸素濃度が１．０体積％を超えている場合には、配管２からタンディッシュ１内に不活性ガスを例えば１〜１０ｍ3 ／分の流量で吹き込んで不活性ガス置換を行う。このとき、不活性ガスの吹き込みによってタンディッシュ１内は正圧となり、目張りのすきまから酸素などのガスが外に排出される。
【００１４】
そして、コントローラ７が、Ｏ2 センサ３からの検知信号に基づき、所定時間連続してタンディッシュ１内の雰囲気酸素濃度が１．０体積％以下となったことを検知したら、溶鋼１１の注入管８の弁に開信号を出力し、タンディッシュ１内への溶鋼１１の注入が開始される。
以上の処理によって、溶鋼１１の注入直前のタンディッシュ１内の雰囲気酸素濃度は、確実に１．０体積％以下になると共に、鋳込位置に設置してから溶鋼１１の注入開始までの時間が不用意に長くなることが防止される。
【００１５】
そして、上記のように酸素濃度を１．０体積％以下に確実に設定することで、安定して再酸化抑止効果が得られ、耐ＨＩＣラインパイプ素材などの、高い清浄性が要求されるパイプ材用の連続鋳造鋳片を連続鋳造可能となる。
ここで、上記実施形態では、溶鋼１１の注入を開始するときの酸素濃度を１．０体積％の場合で説明しているが、例えば、上記パイプ材よりも要求される清浄度が低い一般鋼材の場合には、例えば、溶鋼１１の注入を開始するときの酸素濃度を５．０体積％に設定するれば良い。
【００１６】
また、上記実施形態では、コントローラ７によって自動化を図っているが、手動によって溶鋼１１の注入を開始するようにしても良い。
【００１７】
【実施例】
耐ＨＩＣラインパイプ素材となる鋳片の製造の際に、溶鋼１１の注入前に、不活性ガス置換を実施しなかった場合（Ａ）、酸素濃度が５．０体積％となるまで不活性ガス置換を実施した場合（Ｂ）、及び酸素濃度が１．０体積％となるまで不活性ガス置換を行った場合（Ｃ）のそれぞれについて、鋳込みを開始した最初の部分の鋳片中の介在物起因の不合格発生指数についてまとめてみたところ、図２に示す結果を得た。なお、不合格発生指数は上記（Ａ）の場合を１とした場合の比で示している。
【００１８】
図２から分かるように、高い清浄度が要求されるパイプ材用の鋳片を製造する場合には、タンディッシュ１内の酸素濃度を１．０体積％以下にしてから溶鋼１１の注入をすることで、不合格指数を０．２体積％以下に抑えることができることが分かる。
なお、図２中、（Ｃ）の場合には、タンディッシュ１の昇熱終了後から取鍋からの溶鋼１１の注入開始までの時間は、１〜７分程度であった。
【００１９】
さらに、上記不合格発生指数を品質評価の尺度として使用して、当該品質と酸素濃度との関係を求めてみたところ、図３に示すような結果が得られた。なお、一般には、不良発生指数が０．２以下となることが好ましい。
この図３から分かるように、高度の清浄度が要求されるパイプ材用の鋳片にあっては、タンディッシュ１内の酸素濃度を１．０体積％以下にしてから溶鋼１１注入を開始することで、タンディッシュ１内の溶鋼１１の再酸化が抑止することができる。また、本発明に基づけば、タンディッシュ１内の酸素濃度を１．０体積％以下に確実に設定できることから、酸素濃度のバラツキ発生も抑えられて、確実に溶鋼１１の再酸化が抑止される。
【００２０】
一方、さほど清浄度が要求されない一般鋼材用の鋳片を製造する場合には、図３から分かるように、タンディッシュ１内の酸素濃度を５．０体積％以下に設定すればよいことが分かる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明を採用すると、鋳込位置での溶鋼注入開始を早くできると共に、溶鋼注入直前のタンディッシュ内の酸素濃度のばらつきが抑えられて、確実に所望の酸素濃度状態にして、溶鋼の注入を行うことができるという効果がある。
特に、請求項２に記載の発明を採用すると、高度の清浄度が要求されるパイプ材用の鋳片を確実に製造することが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施形態に係るタンディッシュ内溶鋼の汚染防止方法を説明する図である。
【図２】実施例における酸素濃度に対する不良発生率を比較する図である。
【図３】実施例における酸素濃度と品質との関係を示す図である。
【符号の説明】
１    タンディッシュ
２    不活性ガス用の配管
３    Ｏ2 センサ
７    コントローラ
８    溶鋼用の注入管
１０  取鍋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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