(57)【要約】【課題】浸漬ノズルの溶鋼流路内面への溶鋼中の非金属介在物の付着を長時間に亘って効果的に抑制する。【解決手段】溶融温度が１１００〜１３５０℃で、１４００℃における粘度が１０Pa・s以上の酸化防止剤を、浸漬ノズル６の溶鋼流路内面に０．３mm以上の厚みで塗布する。前記溶鋼流路内面の最高雰囲気温度を１１００℃以上とする予熱のうち、１２００℃以上の時間が１２０分以下となる条件で予熱した後、鋳造を開始する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融温度が１１００〜１３５０℃で、１４００℃における粘度が１０Pa・s以上の酸化防止剤を、浸漬ノズルの溶鋼流路内面に０．３mm以上の厚みで塗布し、
前記溶鋼流路内面の最高雰囲気温度を１１００℃以上とする予熱のうち、１２００℃以上の時間が１２０分以下となる条件で予熱した後、鋳造を開始することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記浸漬ノズルの流路内面にカーボンを１１質量％以上含有する黒鉛質耐火物を配し、この浸漬ノズルに一方の電極を接続するとともに、タンディッシュ内の溶鋼に他方の電極を浸漬して、前記浸漬ノズルと浸漬ノズルの流路内を通過する溶鋼との間に通電回路を構成し、
前記浸漬ノズルにおける平均電流密度の絶対値が０．５〜１５mA（ミリアンペア）／cm2となるよう通電しながら鋳造することを特徴とする請求項１に記載の浸漬ノズルを用いた連続鋳造方法。
【請求項３】
前記電極間に、３〜２００msecを一周期とし、この周期内で極性が正と負に切り替わるパルス状の電圧を印加し、
一周期のうちで、前記浸漬ノズルが負極となる期間を正極となる期間よりも長くするか、又は／及び前記浸漬ノズルが負極となる期間での電位の絶対値を正極となる期間での電位の絶対値よりも大きくすることにより、前記浸漬ノズルにおける時間平均電位が負となる電圧に制御し、
前記浸漬ノズルが負極となる期間での電流密度の絶対値が１０〜２００mA／cm2となる通電を行うことを特徴とする請求項２に記載の浸漬ノズルを用いた連続鋳造方法。
【請求項４】
前記浸漬ノズルを形成する耐火物は、化学組成としてC：１１〜４５質量％、Al2O3：４０〜８０質量％、CaO：１〜７質量％を含有する黒鉛質耐火物であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の浸漬ノズルを用いた連続鋳造方法。
【請求項５】
前記黒鉛質耐火物は、さらにMgO：６〜２５質量％を含有するスピネルグラファイトであることを特徴とする請求項４に記載の浸漬ノズルを用いた連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高融点非金属介在物による閉塞が生じやすいアルミキルド鋼などの溶融金属を、浸漬ノズルを用いて連続鋳造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造において、アルミナに代表される高融点非金属介在物の付着による浸漬ノズルの溶鋼流路内面の閉塞は、操業および鋳片品質に大きな影響を及ぼす。
従って、浸漬ノズルの閉塞防止に対する対策技術が、従来から種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、鋳造中の高温下における化学反応によって緻密な内面を形成する、スピネル‐ペリクレース‐黒鉛系耐火物が提案されている。また、特許文献２には、低融点の緑柱石を含有し、内面に低融点層を形成する、黒鉛とマグネシア及び／又はスピネルからなる耐火物が提案されている。
【０００４】
一方、発明者らの一部は、アルミナグラファイトに微量のCaO等を含有させることによってアルミナ介在物の付着を防止し、さらに通電を併用してその効果を増す発明を、特許文献３で提案している。発明者らの一部は、さらに特許文献４において、交流パルス状の電流を浸漬ノズルに流して非金属介在物の付着を防止する発明を提案している。
【０００５】
また、特許文献５では、酸化防止剤を内面に塗布した浸漬ノズルに通電して非金属介在物の付着を抑制する方法が提案されている。
【０００６】
前記特許文献１〜５で提案された方法は、それぞれ一定の効果を発揮するものの、その効果が限定的であったり、効果を発揮する鋳造条件が限られるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３５８９８９号公報
【特許文献２】特開２００２‐０３５９０４号公報
【特許文献３】特開２０１０‐２０１５０４号公報
【特許文献４】国際公開２００８‐０９０６４９号パンフレット
【特許文献５】特開２００４‐３３０２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする問題点は、従来の技術では、その効果が限定的であったり、効果を発揮する鋳造条件が限られるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、研究開発を重ねた結果、浸漬ノズルの溶鋼流路内面をコーティングするスラグ層を形成・維持することによって、溶鋼中の非金属介在物の前記溶鋼流路内面への付着を効果的に抑制できることを見出し、スラグ層の維持に有利な条件を探索した。なお、スラグ層とは液相やガラス相を有する半溶融状態の層であり、液相もしくはガラス相の存在によって溶鋼との濡れ性が良くなり、結果的にアルミナ等の非金属介在物が付着しにくくなるのである。
【００１０】
本発明は、発明者らの上記知見に基づくスラグ層の維持に有利な条件の探索によりなされたものであり、
浸漬ノズルの溶鋼流路内面への溶鋼中の非金属介在物の付着を長時間に亘って効果的に抑制できるようにするために、
溶融温度が１１００〜１３５０℃で、１４００℃における粘度が１０Pa・s以上の酸化防止剤を、浸漬ノズルの溶鋼流路内面に０．３mm以上の厚みで塗布し、
前記溶鋼流路内面の最高雰囲気温度を１１００℃以上とする予熱のうち、１２００℃以上になる時間が１２０分以下となる条件で予熱した後、鋳造を開始することを主要な特徴とする鋼の連続鋳造方法である。
【００１１】
上記本発明では、溶鋼流路内面に、溶融温度が１１００〜１３５０℃で、１４００℃における粘度が１０Pa・s以上〜１０００Pa・sの酸化防止剤を０．３mm以上の厚みで塗布した浸漬ノズルを使用する。そして、使用に際しては、前記溶鋼流路内面の最高雰囲気温度を１１００℃以上とする予熱のうち、１２００℃以上になる時間が１２０分以下となる条件で予熱することで、浸漬ノズルの溶鋼流路内面に塗布した酸化防止剤が予熱中に流れ落ちず、非金属介在物の付着を長時間に亘って抑制することができる。
【００１２】
上記本発明において、浸漬ノズルを、C：１１〜４５質量％、Al2O3：４０〜８０質量％、CaO：１〜７質量％を含有する黒鉛質耐火物で形成した場合は、酸化防止剤が塗布された稼働面に低融点相が形成されて溶鋼流路内面をコーティングするスラグ層の維持を助ける作用が生じる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、浸漬ノズルの溶鋼流路内面において耐火物の稼働面にスラグ層を形成・維持する等によって、アルミナ等の非金属介在物の溶鋼流路内面への付着を長時間に亘って抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の浸漬ノズルを用いた連続鋳造方法を説明する概略構成図である。
【図２】本発明の連続鋳造方法に使用する浸漬ノズルの一例を示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、浸漬ノズルの溶鋼流路内面への溶鋼中の非金属介在物の付着を長時間に亘って効果的に抑制できるようにするという目的を、溶鋼流路内面に塗布する酸化防止剤が予熱中に流れ落ちないようにすることで実現した。
【００１６】
以下、本発明の連続鋳造方法を実施するための形態について説明する。
図１は本発明の連続鋳造方法を説明する概略構成図であり、溶鋼１は取鍋２からタンディッシュ３に供給された後、上ノズル４、スライディングゲート５、浸漬ノズル６を介して鋳型７に注入されて一次冷却される。鋳型内に注入された溶鋼１は、鋳型内面からの冷却で外周に凝固殻８が形成される。この凝固殻８は鋳型７の出側に引き抜かれるに伴ってその厚さが厚くなり、鋳型７から引き抜かれた後は二次冷却されて完全に凝固して鋳片となる。なお、図１中の９は鋳型７内の溶鋼上面に供給されたモールドパウダーである。
【００１７】
・第１の発明
発明者らは、浸漬ノズルの溶鋼流路内面をコーティングするように存在するスラグ層の起源が、予熱中の酸化を防止するために塗布された酸化防止剤であることに思い至り、酸化防止剤が予熱中に流れ落ちてしまわないことが、スラグ層の維持に必要な一条件であることに気付いた。
【００１８】
そして、発明者らの実験、研究の結果、以下の条件を採用した場合には酸化防止剤が予熱中に流れ落ちず、浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着が減少する傾向を見出した。
【００１９】
・スラグ層の維持に必要な条件
酸化防止剤の溶融温度が１１００℃以上と高く、かつ１４００℃における粘度が１０Pa・s以上と高粘度な酸化防止剤を、浸漬ノズルの溶鋼流路内面に０．３mm以上の厚みで塗布する。そして、その浸漬ノズルの予熱を、溶鋼流路内面の雰囲気温度が１２００℃以上になる時間が１２０分以下と過度でない条件で行う。
【００２０】
第１の発明は、発明者らの前記実験、研究の結果に基づいてなされたものであり、
溶融温度が１１００〜１３５０℃で、１４００℃における粘度が１０Pa・s以上の酸化防止剤を、浸漬ノズル６の溶鋼流路内面に０．３mm以上の厚みで塗布し、
前記溶鋼流路内面の最高雰囲気温度を１１００℃以上とする予熱のうち、１２００℃以上の時間が１２０分以下となる条件で予熱した後、鋳造を開始することを特徴とするものである。
【００２１】
ここで、酸化防止剤とは、耐火物中のカーボン質（黒鉛等）の酸化を防止するために浸漬ノズルの内外面に塗布される釉薬状のガラスコーティング剤であり、SiO2やB2O3等を主成分とする。
【００２２】
第１の発明において、酸化防止剤の溶融温度の上限を１３５０℃に規定するのは、１３５０℃を超えると、酸化防止剤の全体もしくは一部が溶融して浸漬ノズルの溶鋼流路内面を覆って耐火物の酸化を防止するという、酸化防止剤としての機能が低下するからである。また、下限を１１００℃とするのは、１１００℃未満の場合は、浸漬ノズルの予熱中に酸化防止剤が流れ落ちてしまいやすくなるからである。
【００２３】
酸化防止剤の溶融温度は、酸化防止剤を酸化雰囲気で完全に溶融した後、平均粒度が１０〜３０μmになるよう粉砕し、直径・高さ共に８mmの円筒状圧粉体に整形した試料を、Ar雰囲気中の黒鉛基板上で毎分２℃の昇熱速度で徐々に熱した時に、黒鉛基板に接していない部分の表面形状が、連続した曲率を有する滑らかな曲面になった温度として定義する。
【００２４】
また、酸化防止剤の１４００℃における粘度が１０Pa・s以上としたのは、１０Pa・s未満であれば、浸漬ノズルの予熱中に酸化防止剤が流れ落ちてしまいやすくなるからである。上限は特に規定しないが、ガラスコーティング被覆の広がり性を確保する観点から１０００Pa・s以下が望ましい。
【００２５】
また、酸化防止剤の塗布厚みを０．３mm以上としたのは、０．３mm未満では、浸漬ノズルの予熱中に酸化防止剤が流れ落ちてしまいやすくなるからである。塗布厚みは０．４mm以上であるとより好ましい。酸化防止剤を塗布する厚みの上限は特に規定しないが、通常、１mmを超えると何度も塗布と乾燥を繰り返す必要があるので実質的に困難である。
【００２６】
また、溶鋼流路内面の最高雰囲気温度が１１００℃以上に達するように浸漬ノズルを予熱するのは、同温度が１１００℃に達しない程度の弱い予熱では、酸化防止剤の溶融が十分に進まず、本発明の効果が損なわれる上、鋳造開始時の熱衝撃が大きくなって、浸漬ノズルが割れるおそれがあるからである。
【００２７】
溶鋼流路内面の雰囲気温度が１２００℃以上である時間の上限を１２０分としたのは、高温条件下で長時間に亘って予熱すると酸化防止剤が流れ落ちてしまいやすくなるからである。時間の下限値は０であっても、最高到達温度が１１００℃以上に達するのであれば良いが、十分な予熱を保障する観点からは、１２００℃以上である時間１５分以上であることが望ましい。
【００２８】
・第２の発明
発明者らは、浸漬ノズルとその流路内を通過する溶鋼との間に所定の通電を行うことによって、スラグ表面に付着してスラグ中に溶け込む非金属介在物が減少し、酸化防止剤を起源とするスラグ層がそのまま維持されやすいことを知見して、第２の発明を成立させた。
【００２９】
すなわち、第２の発明は、浸漬ノズル６の流路内面にカーボンを１１質量％以上含有する黒鉛質耐火物を配し、この浸漬ノズル６に一方の電極１０を接続するとともに、タンディッシュ３内の溶鋼１に他方の電極１１を浸漬して、浸漬ノズル６とこの流路内を通過する溶鋼１との間に通電回路を構成し、浸漬ノズル６における平均電流密度の絶対値が０．５〜１５mA（ミリアンペア）／cm2となるよう通電しながら鋳造することを特徴としている。なお、前記一方の電極１０は、例えば特開２００５‐１９９３３９号公報に記載のような方法で浸漬ノズル本体のグラファイト含有耐火物に設置すればよい。
【００３０】
なお、図１中の１２は一方の電極１０と他方の電極１１を繋ぐ配線、１３はこの配線１２の途中に設けた電源装置、１４は浸漬ノズル６とスライディングゲート５の間に設けた絶縁用耐火物、１５はタンディッシュ３と他方の電極１１の間に設けた絶縁用耐火物である。
【００３１】
第２の発明において、浸漬ノズルの溶鋼流路内面に、カーボンを１１質量％以上含有する黒鉛質耐火物を配するのは、カーボン濃度が１１質量％未満であると電気伝導度が低下して円滑な通電が難しくなるからである。
【００３２】
また、浸漬ノズルにおける平均電流密度の絶対値が０．５〜１５mA／cm2となるよう通電しながら鋳造するのは、鉄イオンや酸素イオンなど何らかのイオン生成や物質移動を引き起こして溶鋼とスラグ層との濡れ性を良くするには、少なくとも０．５mA／cm2以上の電流を流す必要があるからである。一方、１５mA／cm2を超えるような大電流は不要であるばかりか、逆に効果を減じることが実験的に確認されたからである。
【００３３】
ここで、「浸漬ノズルにおける平均電流密度」とは、電圧を印加したときに浸漬ノズルと溶鋼との間に流れる平均電流値を、溶鋼と接するノズル壁面の総面積で除して得られる電流密度を意味する。
【００３４】
酸化防止剤を起源とするスラグ層は、アルミナを主体とする非金属介在物が表面に多量に付着するとその効力を失うので、通電によって非金属介在物の付着が減少することによって、長時間に亘って効力を維持するのである。すなわち、第２の発明によって前記第１の発明はさらに強化されるのである。
【００３５】
・第３の発明
発明者らは、適正な周期と電流密度を有する交流パルス状の通電波形を用いると、溶鉄がイオン化して浸漬ノズル内面のスラグ層中に浸入し、非金属介在物の溶け込みによって進行するスラグ層の高融点化を抑止することによって、長時間に亘ってスラグ層を維持する効果が生じることを見出した。すなわち、第３の発明によって前記第２の発明はさらに強化されるのである。
【００３６】
第３の発明は、前記知見に基づいてなされたものであり、
第２の発明の前記電極１０，１１間に、３〜２００msecを一周期とし、この周期内で極性が正と負に切り替わるパルス状の電圧を印加し、一周期のうちで、浸漬ノズル６が負極となる期間を正極となる期間よりも長くするか、浸漬ノズル６が負極となる期間での電位の絶対値を正極となる期間での電位の絶対値よりも大きくする、或いは前記両者を共に実施することにより、浸漬ノズル６における時間平均電位が負となる電圧に制御し、浸漬ノズル６が負極となる期間での電流密度の絶対値が１０〜２００mA／cm2となる通電を行うものである。
【００３７】
第３の発明において、交流パルス波形の周期を３〜２００msecとするのは、３msec未満では溶鉄のイオン化（酸化）や鉄イオンの還元などの電気化学反応が十分に進行しないからである。他方、２００msecを超えると、カーボンによる酸化物の還元によって生じる正極時のCOガス発生や負極時の酸素イオン移動などの悪影響が顕在化するからである。
【００３８】
また、前記のようにして浸漬ノズルにおける時間平均電位が負となる電圧に制御することに加え、前記浸漬ノズルが負極となる期間での電流密度の絶対値が１０〜２００mA／cm2となる通電を行うのは、この通電によって溶鉄がイオン化してスラグ層中に浸入する現象が優位に生じて、スラグ層が長時間に渡って維持されるからである。前記浸漬ノズルの時間平均電位が正となる条件は、溶鉄のイオン化反応よりも鉄イオンの還元反応を優位に進めやすいので望ましくない。
【００３９】
前記浸漬ノズルが負極となる期間での電流密度の絶対値が１０mA／cm2未満であると、溶鉄のイオン化反応が十分に進まない。また、同絶対値が２００mA／cm2を超えるほど過大な電流は、必要ないばかりか、酸素イオンの移動という悪影響をもたらす。さらに、大がかりな通電設備を必要とする点でも好ましくない。
【００４０】
・第４の発明
通常、浸漬ノズルにはアルミナおよびカーボンを主成分とするアルミナグラファイトやスピネルグラファイトといった黒鉛質耐火物が用いられる。発明者らは、この黒鉛質耐火物に微量のCaOを添加することによって、酸化防止剤が塗布された稼働面に低融点相が形成され、浸漬ノズル内面のスラグ層の維持を助ける作用が生じることを知見した。
【００４１】
第４の発明は、前記知見に基づいてなされたものであり、前記第１〜第３の発明において、浸漬ノズルを形成する耐火物を、化学組成としてC：１１〜４５質量％、Al2O3：４０〜８０質量％、CaO：１〜７質量％を含有する黒鉛質耐火物としたものである。
【００４２】
第４の発明のように、さらに微量のCaOを添加することによって生じる低融点相は、通電の際にイオンの経路となって円滑な通電を助ける作用も有する。すなわち、第４の発明によって、第１〜第３の発明はさらに強化されるのである。
【００４３】
第４の発明において、耐火物が化学組成としてグラファイトの主成分であるCを１１〜４５質量％含有するのは、含有率が１１質量％未満であると、熱衝撃に弱くなるからである。一方、含有率が４５質量％を超えると、酸化や浸食に弱くなるからである。C濃度のより好ましい範囲は１５〜４０質量％である。
【００４４】
また、Al2O3を４０〜８０質量％含有するのは、Al2O3は耐火物の主成分であり、その濃度が４０質量％未満であると、耐火物としての耐食性が低下し、さらに、CaO含有の効果が損なわれるからである。逆に、８０質量％を超えると耐火物が熱衝撃に弱くなるからである。
【００４５】
また、CaOを１〜７質量％含有するのは、１質量％未満ではCaOによって稼動面に低融点相を形成するという特徴が損なわれるからである。逆に、７質量％を超えると耐食性の悪化や耐熱衝撃性の悪化が顕著に生じるからである。CaO濃度のより好ましい範囲は、２〜５質量％である。
【００４６】
・第５の発明
発明者らは、アルミナグラファイトよりも優れた化学的安定性を有するスピネルグラファイトを基礎材料として用いることによって、第４の発明の効果をより安定的に発揮できることを知見した。スピネルグラファイトを基礎材料に用いることによって、耐火物を健全に保つことができるので、稼働面に形成したスラグ層が維持されやすくなるのである。
【００４７】
すなわち、スピネルグラファイトは、一般的なアルミナグラファイトよりも化学的に安定しているので、微量のCaOを含有させる効果が明瞭に現れる。マグネシアグラファイトも化学的安定性に優れるが、熱衝撃に弱いので浸漬ノズルの材質としては不向きである。さらにマグネシアグラファイトの場合にはCaO含有の効果が生じない。
【００４８】
さらに、スピネルグラファイトは、酸化防止剤の主成分であるSiO2が浸透した際の融点低下がアルミナグラファイトよりも大きいので、その点においても、浸漬ノズル内面のスラグ層形成に有利である。
【００４９】
第５の発明は、前記知見に基づいてなされたものであり、前記黒鉛質耐火物を、さらにMgO：６〜２５質量％を含有するスピネルグラファイトとしたものである。
【００５０】
第５の発明において、MgOを６〜２５質量％含ませるのは、MgO濃度が６質量％未満であると、アルミナ濃度とのバランスにもよるが、コランダム相領域との境界に近付き安定したスピネルを維持することが難しくなるからである。さらに、MgO濃度が過度に低下するとスピネルの有する優れた耐食性が損なわれるからである。逆にMgO濃度が２５質量％を超えると耐火物が熱衝撃に弱くなるからである。MgO濃度のより好ましい範囲は８〜２０質量％である。
【００５１】
アルミナはマグネシアと並んでスピネルの構成要素であり、本耐火物の主成分である。Al2O3濃度が４０質量％未満であると、相対的にもう一方のスピネル構成要素であるマグネシアの濃度が高くなりすぎて、MgO相領域との境界に近付くので安定したスピネルを維持することが難しくなる。逆にAl2O3濃度が８０質量％を超えると、相対的なマグネシアの濃度が低くなりすぎて安定したスピネルを維持することが難しくなる。さらに好ましいAl2O3濃度の範囲は、５１〜７０質量％である。
【００５２】
安定したスピネルを維持するという観点からは、アルミナとマグネシアの濃度バランスは、質量％比でMgO／Al2O3が０．１０〜０．６５であることが望ましい。
【００５３】
前記第１〜第５の発明において、さらに、浸漬ノズルの溶鋼流路内を流れる溶融金属中を流れるArガスの純度を９９．９９％以上に高め、かつ酸素濃度を５ppm以下に下げると、非金属介在物の付着を防止する効果が安定する。
【００５４】
これは、Arガスの純度を高めることによって、Arガスと溶融金属との界面張力が上昇し、溶融金属と浸漬ノズル内面との間隙にArガスの膜が安定して維持されるようになるからである。
【００５５】
その結果、溶融金属と浸漬ノズル耐火物との接触機会そのものが減少し、溶融金属中の非金属介在物の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への付着量が減少するのである。Arガスの純度は９９．９９５％以上で、酸素濃度が３ppm以下であるとさらに好ましい結果が得られる。
【実施例】
【００５６】
次に、本発明の実施例および比較例について説明する。
以下の実施例および比較例は、鋳型厚みが０．３m、鋳型幅が１．２〜１．６ｍの垂直曲げ型スラブ連続鋳造機を用い、非定常部を除く鋳造速度を１．３〜１．８m／minとして鋳造した。
【００５７】
その際、図１に示したように、浸漬ノズル６の上流側に配置した３層式スライディングゲート５の上プレート５ａから、純度が９９．９９９％以上、酸素濃度が３ppm以下の規格（濃度は質量比）を満たすArガスを流すことで浸漬ノズル６の溶鋼流路にもArガスを流しながら鋳造を行った。また、前記Arガスの純度を９９．９０％、酸素濃度を７ppmに変更したものについても同様に鋳造した。
【００５８】
鋳造した鋼種は、質量％で、C濃度が０．０２〜０．０５％、Si濃度が０．０１〜０．０４％、Mn濃度が０．３〜０．６％、sol.-Al濃度が０．０２〜０．０６％のアルミキルド低炭素鋼である。
【００５９】
また、使用に供した浸漬ノズルは、図２に示した形状及び寸法の、通常、スラブの連続鋳造に用いるもので、円筒状の本体の底部近傍に対向する１対の吐出孔を穿たれた形状で、黒鉛質の耐火物から成るものである。
【００６０】
また、第２、第３の発明の実施例における通電は、図１に示したように、タンディッシュ３内に浸漬したアルミナグラファイト製のロッドを他方の電極１１に用い、浸漬ノズル６の上部に一方の電極１０を取り付けて行った。
【００６１】
浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さは、５００〜９００tonの溶鋼が連続して通過した浸漬ノズルを回収し、その溶鋼流路内面の平均付着厚さを比較評価した。評価のための鋳造試験は複数回行い、その平均値を評価に用いた。
【００６２】
下記表１〜４には本発明の実施例を、表５には本発明の比較例を示す。また、表１〜５に記載した酸化防止剤の化学組成および物性を下記表６に示す。
【００６３】
なお、下記表１〜５中のＡＧはアルミナグラファイトを、ＳｐＧはスピネルグラファイトを示す。また、下記表１〜５中の浸漬ノズル内面介在物付着指数とは、上記鋳造後の浸漬ノズルを切断し、溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さを測定した結果から、単位溶鋼通過量当りの付着厚さを計算し、比較例Ｖの結果を２０として指数化したものである。
【００６４】
以下に、それぞれの実施例の効果を比較例と対比しながら説明する。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
【表２】
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【００６７】
【表３】
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【００６８】
【表４】
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【００６９】
【表５】
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【００７０】
【表６】
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【００７１】
・実施例Ａ，Ｂ
表１の実施例Ａ，Ｂは、第１の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ａ，Ｂは、いずれもアルミナグラファイト製の浸漬ノズルの溶鋼流路内面に第１の発明で規定する要件を満たす条件で酸化防止剤を塗布し、第１の発明で規定する要件を満たす条件で浸漬ノズルを予熱した後、アルミキルド鋼を連続鋳造した例である。
【００７２】
これら実施例Ａ，Ｂは、酸化防止剤の塗布および浸漬ノズルの予熱条件が第１の発明で規定する要件を満たしているので、鋳造開始時に酸化防止剤が形成するスラグ層が浸漬ノズル内面に残留しており、鋳造中の非金属介在物の付着を軽減することができた。
【００７３】
具体的には、実施例Ａ，Ｂは浸漬ノズル内面介在物付着指数が１６，１７で、同じ浸漬ノズルを用いて第１の発明で規定する要件を満たさない表５の比較例Ｖ，ＷおよびＸは浸漬ノズル内面介在物付着指数が２０，２１，２０であった。つまり、実施例Ａ，Ｂは比較例Ｖ，ＷおよびＸに比べて、鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さを約２割低減することができた。
【００７４】
比較例ＶおよびＷは、それぞれ実施例ＡおよびＢに対して、使用した酸化防止剤の溶融開始温度が１１００℃未満と低く、塗布厚みも０．２mmと薄かったために、浸漬ノズルの溶鋼流路内面のスラグ層が鋳造中に十分に維持されず、非金属介在物の付着が多くなった例である。
【００７５】
比較例Ｘは、実施例Ｂに対して浸漬ノズルの予熱時間が１５０分と長すぎたために、鋳造開始時に浸漬ノズルの溶鋼流路内面に塗布された酸化防止剤が十分に残留しておらず、非金属介在物の付着が多くなった例である。
【００７６】
・実施例Ｃ，Ｄ
表１の実施例Ｃ，Ｄは、第１及び第２の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｃ，Ｄは、それぞれ実施例Ａ，Ｂと同じ浸漬ノズルを用い、酸化防止剤の塗布条件および浸漬ノズルの予熱条件も実施例Ａ，Ｂと同じにして、第２の発明で規定する要件を満たす通電の効果を評価したものである。
【００７７】
実施例Ｃは浸漬ノズルが負極となるように、また、実施例Ｄは浸漬ノズルが正極となるよう通電した。その結果、実施例Ｃ，Ｄは浸漬ノズル内面介在物付着指数が１３となり、同指数が１６，１７の実施例Ａ，Ｂに対して、鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さを約２割低減することができた。
【００７８】
・実施例Ｅ，Ｆ
表１の実施例Ｅ，Ｆは、第１〜第３の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｅ，Ｆは、それぞれ実施例Ａ，Ｂと同じ浸漬ノズルを用い、酸化防止剤の塗布条件および浸漬ノズルの予熱条件も実施例Ａ，Ｂと同じにして、第３の発明で規定する要件を満たす通電の効果を評価したものである。
【００７９】
実施例Ｅ，Ｆは、浸漬ノズル内面介在物付着指数が１１，１２となり、同指数が１３の実施例Ｃ，Ｄよりも通電効果が大きく、同指数が１６，１７の実施例Ａ，Ｂに対して、鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さを約３割低減することができた。
【００８０】
・実施例Ｇ
表２の実施例Ｇは、第１，２及び第４の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｇは、浸漬ノズルの材質を、実施例Ｃに対して第４の発明で規定する微量のCaOを添加したアルミナグラファイトに変更したものである。
【００８１】
その結果、実施例Ｇは、浸漬ノズル内面介在物付着指数が１０となり、浸漬ノズル内面介在物付着指数が１３の実施例Ｃに対して、鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さを約２割低減することができた。
【００８２】
・実施例Ｈ，Ｉ
表２のＨ，Ｉは、第１〜第４の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｈ，Ｉは、浸漬ノズルの材質のみを、それぞれ実施例Ｅ，Ｆに対して第４の発明で規定する微量のCaOを添加したアルミナグラファイトに変更したものである。
【００８３】
その結果、実施例Ｈ，Ｉは、浸漬ノズル内面介在物付着指数が８となり、同指数が１１，１２の実施例Ｅ，Ｆに対して、鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さを約３割低減することができた。
【００８４】
実施例Ｈ，Ｉの浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さの低減効果が大きいのは、適正な通電と第４の発明で規定する要件を満たす耐火物の組み合わせが相乗効果を発揮することを示している。
【００８５】
・実施例Ｊ
表２の実施例Ｊは、第１，２，４及び第５の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｊは、浸漬ノズルの材質を、実施例Ｄに対して第４，５の発明で規定するMgOおよび微量のCaOを添加したスピネルグラファイトに変更したものである。
【００８６】
その結果、実施例Ｊは、浸漬ノズル内面介在物付着指数が９となり、浸漬ノズル内面介在物付着指数が１３の実施例Ｄに対して、鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さを約３割低減することができた。
【００８７】
・実施例Ｋ，Ｌ
表２の実施例Ｋ、表３の実施低Ｌは、第１〜第５の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｋ，Ｌは、浸漬ノズルの材質のみを、それぞれ実施例Ｅ，Ｆに対して第４，５の発明で規定するMgOおよび微量のCaOを添加したスピネルグラファイトに変更したもの
【００８８】
その結果、実施例Ｋ，Ｌは、浸漬ノズル内面介在物付着指数が６となり、同指数が１１，１２の実施例Ｅ，Ｆに対して、鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さを約５割低減することができた。
【００８９】
実施例Ｋ，Ｌの浸漬ノズルの溶鋼流路内面への介在物の付着厚さの低減効果が大きいのは、適正な通電と第４，５の発明で規定する要件を満たす耐火物の組み合わせが相乗効果を発揮することを示している。
【００９０】
・実施例Ｍ
表３の実施例Ｍは、第１，４の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｍにおいては、第２，３の発明で規定した通電を行わなかったものの、第１と第４の発明を組み合わせた効果として浸漬ノズル内面介在物付着指数が１３となり、同指数が１３の実施例Ｃ，Ｄと同程度の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着防止効果が得られた。
【００９１】
・実施例Ｎ
表３の実施例Ｎは、第１，２及び第４の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｎでは、浸漬ノズルが負極となる条件で通電を行った。
【００９２】
実施例Ｎは、第３の発明で規定した通電効果は得られなかったものの、第１，２及び第４の発明で規定する要件を組み合わせた効果として浸漬ノズル内面介在物付着指数が１１となり、同指数が１１，１２の実施例Ｅ，Ｆと同程度の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着防止効果が得られた。
【００９３】
・実施例Ｏ
表３の実施例Ｏは、第１，４及び第５の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｏは、第２，３の発明で規定する通電を行わなかったものの、第１，４及び第５の発明の３つの要件を満たす組み合わせ効果として浸漬ノズル内面介在物付着指数が１１となり、同指数が１１，１２の実施例Ｅ，Ｆや同指数が１１の実施例Ｎと同程度の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着防止効果が得られた。
【００９４】
・実施例Ｐ
表３の実施例Ｐは、第１，２，４及び第５の発明で規定する要件を満たす例である。実施例Ｐは、浸漬ノズルが負極となる条件で通電を行った。
【００９５】
実施例Ｐでは、第３の発明で規定した通電効果は得られなかったものの、浸漬ノズル内面介在物付着指数が８となり、第１，２，４及び第５の４つの発明に見合った効果が得られた。すなわち、浸漬ノズル内面介在物付着指数が８の実施例Ｈ，Ｉと同程度の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着防止効果が得られた。
【００９６】
・実施例Ｑ〜Ｕ
表４の実施例Ｑ〜Ｕは、実施例Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｈ，Ｊと同じ鋳造条件で、スライディングゲート５の上プレート５ａから吹き込むArガスのみを、純度が９９．９０％、酸素濃度が７ppmのものに変更した例である。
【００９７】
これら実施例Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕの浸漬ノズル内面介在物付着指数は１９，１５，１３，９，１１となり、浸漬ノズル内面介在物付着指数が１６，１３，１１，８，９の実施例Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｈ，Ｊに対して、鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さが約２割増加した。
【００９８】
しかしながら、実施例Ａと同じ鋳造条件で鋳造した比較例Ｖの浸漬ノズル内面介在物付着指数は２０である。また、比較例Ｖや実施例Ｂと同じ鋳造条件で鋳造した比較例Ｗと同じ鋳造条件で、実施例Ｑ〜Ｕと同様に、吹き込むArガスのみを、純度が９９．９０％、酸素濃度が７ppmのものに変更した比較例Ｙ，Ｚでは、浸漬ノズル内面介在物付着指数は２４，２５となり、比較例Ｖ，Ｗに対して鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着物厚さが約２割増加した。
【００９９】
従って、吹き込むArガスが同じ場合は、本発明の要件を適用することで、本発明の要件を適用しない場合に比べて鋳造後の浸漬ノズルの溶鋼流路内面への非金属介在物の付着厚さが抑制できることに変わりはない。
【０１００】
本発明は上記した例に限らないことは勿論であり、請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０１】
１    溶鋼
４    上ノズル
５    スライディングゲート
６    浸漬ノズル
１０    一方の電極
１１    他方の電極
【図１】
2014018821.tif 000009
【図２】
2014018821.tif 000010