(57)【要約】  本発明は、鋳型内にモールドフラックスを溶融状態で投入する連続鋳造装置に関し、鋳型の上部を覆う湯面カバーと、前記湯面カバーの下部に設けられて前記鋳型の上部空間内のガスを吸入するためのガス吸入器及び／または前記湯面カバーの下部に設けられて前記鋳型の上部空間にパージガスを噴射するパージガス噴射器と、を備える連続鋳造装置に関する。
2009541061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型内にモールドフラックスを溶融状態で投入する連続鋳造装置において、
前記鋳型の上部を覆う湯面カバーと、
前記湯面カバーの下部に設けられて前記鋳型の上部空間内にガスを吸入するためのガス吸入器と、
を備えることを特徴とする連続鋳造装置。
【請求項２】
鋳型内にモールドフラックスを溶融状態で投入する連続鋳造装置において、
前記鋳型の上部を覆う湯面カバーと、
前記湯面カバーの下部に設けられて前記鋳型の上部空間にパージガスを噴射するパージガス噴射器と、
を備えることを特徴とする連続鋳造装置。
【請求項３】
前記湯面カバーの下部に設けられて前記鋳型の上部空間にパージガスを噴射するパージガス噴射器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造装置。
【請求項４】
前記パージガス噴射器においてパージガスを噴射する噴射ノズルと前記ガス吸入器においてガスを吸入するガス吸入口とは、相対するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の連続鋳造装置。
【請求項５】
前記パージガス噴射器にはパージガス供給管を介してパージガスが供給され、前記パージガス供給管の周縁にはパージガス予熱手段が設けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項６】
前記流量制御手段は、前記鋳型の外部において鋳型に隣設されていることを特徴とする請求項５に記載の連続鋳造装置。
【請求項７】
前記パージガス噴射器にはパージガス供給管を介してパージガスが供給され、前記パージガス供給管にはパージガスの流量制御手段が設けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項８】
前記パージガスは、非反応ガスを含むことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項９】
前記パージガス噴射器においてパージガスを噴射する噴射ノズルは、少なくとも一列に配列された複数のニードル状噴射ノズルを備えることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項１０】
前記パージガス噴射器においてパージガスを噴射する噴射ノズルは、一方向に延設されたスリット状噴射ノズルを備えることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項１１】
前記パージガス噴射器またはこのパージガス噴射器に設けられてパージガスを噴射する噴射ノズルは、上下動自在にまたは回動自在に設けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項１２】
前記パージガス噴射器において噴射されるパージガスは、前記湯面カバーの下にエアーカーテンを形成するように噴射されることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項１３】
前記パージガスは、前記鋳型内に位置する浸漬ノズル及び湯面に向かって噴射されないことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項１４】
前記ガス吸入器においてガスを吸入するガス吸入口は、一方向に延設されていることを特徴とする請求項１、請求項３及び請求項４のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造装置に関し、さらに詳しくは、連続鋳造用の鋳型の湯面に供給されるモールドフラックスを鋳型の外部において予め溶融させて液状状態で連続鋳造の全期間に亘って注入する溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、連続鋳造工程により鋳片（スラブ、ビレット、ブルーム、ビームブランクなどを総称するもの）を製造するためには、先ず、レードルから液体状態の溶鋼が供給され、この供給された溶鋼は、この溶鋼を貯蔵するタンディッシュ、浸漬ノズル、及び鋳型をこの順に通過する。次いで、溶鋼は鋳型における冷却作用により固体状態の凝固シェルを形成する。また、このように溶鋼を冷却することにより形成された凝固シェルは、その下部に設けられたガイドロールにより案内されながら、スプレイノズルから噴射される２次冷却水により凝固が行われて完全な個体状態の鋳片が製造される。
【０００３】
かような鉄鋼の連続鋳造操業中に、溶鋼が鋳型内に供給されるとき、溶鋼に加えて副資材となるモールドフラックスも投入される。モールドフラックスは、一般に、粉末若しくは顆粒などの固体状態で投入されて、鋳型内に供給された溶鋼において発生した熱により溶融されて溶鋼と鋳型との間の熱伝達を制御して潤滑能を高める。
【０００４】
図１に示すように、鋳型内に粉末状若しくは顆粒状で投入されたモールドフラックスは溶鋼１２の湯面上において溶融されて前記湯面から順番に液状層２１、焼結層（半溶融層）２３及びパウダー層２５を形成する。前記液状層２１はほとんど透明であるため、溶鋼からの５００〜４０００ｎｍの波長の輻射波が通過しやすい。これに対し、焼結層２３及びパウダー層２５は光学的に不透明であるため、輻射波を遮断して湯面の温度が急激に低下することを防ぐ。
【０００５】
しかしながら、従来の粉末状若しくは顆粒状のモールドフラックスは、溶鋼からの熱により溶解された後、液状層２１が鋳型１０と凝固シェル１１との隙間に流入して鋳型１０の内側壁において凝固されて固相スラグフィルム２７を形成し、溶鋼側においては液状スラグフィルムを形成して溶鋼と鋳型との間の熱伝達を制御することにより潤滑能を高める。
【０００６】
このとき、前記溶解されたスラグが固相スラグフィルム２７と凝固シェル１１との隙間に流入する個所において、鋳型に付着したモールドフラックスは鋳型の内側に向かって盛り上がるが、これがスラグベア２９と呼ばれるものである。このスラグベア２９は、溶解されたスラグがモールドフラックスフィルム２７と凝固シェル１１との隙間に流入することを阻害する。
【０００７】
このようなスラグベア２９により鋳片の単位面積当たりのモールドフラックスの消耗量が制限されるが、一般に、鋳造速度が高速になるほどモールドフラックスの消耗量が減るため鋳片と鋳型との間の潤滑能が低下してしまい、その結果、ブレークアウトの発生が増大する。さらに、スラグベア２９により液状のモールドフラックスの厚さがばらつくことに起因して、鋳型１０内における凝固シェルの形状がばらつくため表面割れが発生するが、この問題も鋳造速度が高速になるほどなお一層深刻になる。
【０００８】
これに対し、大韓民国公開特許第１９９８−０３８０６５号公報または米国特許第５５７７５４５号公報には、グラファイトや微細なカーボンブラックを一緒に塗布してモールドフラックスの溶融速度を下げることにより前記スラグベアの成長を抑える方案が開示されている。しかしながら、この方法は、スラグベアを根本的に防止できないだけではなく、モールドフラックスの溶融速度が低いときには未溶融状態のモールドフラックスが凝固シェルと鋳型との隙間に流入して、むしろ凝固のばらつきを招き、且つ、ブレークアウト欠陥をなお一層深刻化させるという不都合がある。
【０００９】
かような不都合を解決するために、特開１９８９−２０２３４９号公報、特開１９９３−０２３８０２号公報、特開１９９３−１４６８５５号公報、特開１９９４−００７９０７号公報、特開１９９４−００７９０８号公報、特開１９９４−０４７５１１号公報、特開１９９４−０７９４１９号公報、特開１９９４−１５４９７７及び特開１９９４−２２６１１１号公報においては、モールドフラックスを鋳型の外部において溶解させてから湯面に注入するような方法が提案されている。しかしながら、これらの特許は、いずれも、鋳造工程の初期に限って溶融状態のモールドフラックスを使用し、鋳造が正常状態に達してからは粉末状のモールドを使用することを提案している。これは、上述したように、溶融状態のモールドフラックスが５００〜４０００ｎｍの波長に対してほとんど透明であるため、溶鋼からの輻射波が容易に通過して輻射熱の伝達が増大してしまう結果、溶鋼の湯面を保温することができない。これにより、鋳造工程が進んで所定の時間が経過すると、溶鋼の湯面が凝固される問題が発生して円滑な連続鋳造工程を行うことができなくなる。
【００１０】
さらに、溶融状態のモールドフラックスを鋳型に供給するのに紙が使用されていたが、紙には、溶融状態のモールドフラックスを連続鋳造工程に亘って供給する上での制限がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】大韓民国公開特許第１９９８−０３８０６５号公報
【特許文献２】米国特許第５５７７５４５号公報
【特許文献３】特開１９８９−２０２３４９号公報
【特許文献４】特開１９９３−０２３８０２号公報
【特許文献５】特開１９９３−１４６８５５号公報
【特許文献６】特開１９９４−００７９０７号公報
【特許文献７】特開１９９４−００７９０８号公報
【特許文献８】特開１９９４−０４７５１１号公報
【特許文献９】特開１９９４−０７９４１９号公報
【特許文献１０】特開１９９４−１５４９７７号公報
【特許文献１１】特開１９９４−２２６１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、連続鋳造工程の全期間に亘って溶解された状態のモールドフラックスを鋳型内に注入可能な連続鋳造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による連続鋳造装置は、鋳型内にモールドフラックスを溶融状態で投入する連続鋳造装置であって、鋳型の上部を覆う湯面カバーと、前記湯面カバーの下部に設けられて前記鋳型の上部空間内のガスを吸入するためのガス吸入器及び／または前記湯面カバーの下部に設けられて前記鋳型の上部空間にパージガスを噴射するパージガス噴射器と、を備える。
【００１４】
好ましくは、前記パージガス噴射器においてパージガスを噴射する噴射ノズルと前記ガス吸入器においてガスを吸入するガス吸入口は、相対するように設けられている。
【００１５】
また、前記パージガス噴射器にはパージガス供給管を介してパージガスが供給されていてもよく、前記パージガス供給管の周縁にはパージガス予熱手段が設けられていてもよい。このとき、好ましくは、前記流量制御手段は前記鋳型の外部において鋳型に隣設されている。
【００１６】
さらに、好ましくは、前記パージガス噴射器にはパージガス供給管を介してパージガスが供給され、前記パージガス供給管にはパージガスの流量制御手段が設けられている。
【００１７】
さらに、好ましくは、前記パージガスは非反応ガスを含む。
【００１８】
さらに、好ましくは、前記パージガス噴射器においてパージガスを噴射する噴射ノズルは、少なくとも一列に配列された複数のニードル状噴射ノズルを備える。
【００１９】
さらに、好ましくは、前記パージガス噴射器においてパージガスを噴射する噴射ノズルは、一方向に延設されたスリット状噴射ノズルを備える。
【００２０】
さらに、好ましくは、前記パージガス噴射器またはこのパージガス噴射器に設けられてパージガスを噴射する噴射ノズルは、上下移動自在にまたは回動自在に設けられている。
【００２１】
さらに、好ましくは、前記パージガス噴射器において噴射されるパージガスは、前記湯面カバーの下にエアーカーテンを形成するように噴射される。
【００２２】
さらに、好ましくは、前記パージガスは、前記鋳型内に位置する浸漬ノズル及び湯面に向かって噴射されない。
【００２３】
さらに、好ましくは、前記ガス吸入器においてガスを吸入するガス吸入口は、一方向に延設されている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、スラグベアが除去されることによりモールドフラックスの消耗量が既存の操業と比較して大幅に増大して、鋳型と凝固シェルとの間の摩擦が低減される。これにより、オシレーションマーク及びフークが低減して鋳片の溶削（スカーフィング）量が大幅に低減される。特に、既存の操業と比較してオシレーションストロークを低減させ、ネガティブストリップ比を減少させた条件下においてはオシレーションマークの深さの減少効果が卓越である。
【００２５】
さらに、溶融モールドフラックス内にプレカーボンが含まれていないことから、カーボンピックアップが発生しない。また、初期の凝固緩冷化が達成されて鋳片表面の縦割れ、横割れ、角割れなどの各種の割れ性欠陥の発生を防ぐことができる。これらに加えて、粉末状のモールドフラックスを使用しないことから、粉塵の発生が抑制されて鋳造環境が改善され、未溶融粉塵による連鋳冷却水の混濁化も防止可能である。
【００２６】
特に、湯面カバーの下部反射面の反射効率が一定に維持されることから、連続鋳造操業が継続的に行われるとしても鋳型内部の温度が一定に保たれる。このため、本発明による連続鋳造装置は、上述した効果を連続鋳造の全過程において持続的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の方法による連続鋳造操業時における鋳型の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による連続鋳造装置を一側面からみた断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による連続鋳造装置の湯面カバーを上から見た平面図である。
【図４】本発明の一実施形態による連続鋳造装置を他側面からみた断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による連続鋳造装置の湯面カバーの内側面の反射率による鋳型内湯面の輻射熱流束を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態による連続鋳造装置に設けられたノズルの他の例を示すために前記連続鋳造装置の鋳型を一側面からみた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は後述する実施例に何ら限定されるものではなく、相異なる形態で実現可能であり、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、この技術分野における通常の知識を持った者に本発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。なお、図中、同じ符号は同じ要素を指し示す。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態による連続鋳造装置を一側面からみた断面図であり、図３は、本発明の一実施形態による連続鋳造装置の湯面カバーを上から見た平面図であり、図４は、本発明の一実施形態による連続鋳造装置を他側面からみた断面図である。特に、図２及び図４は、図３におけるII−II線及びIV−IV線に沿って切り取った断面図である。
【００３０】
同図を参照すると、本発明による連続鋳造装置は、鋳型１０と、前記鋳型１０内に溶鋼を供給する浸漬ノズル３０と、前記鋳型１０の上部を覆う湯面カバー１００と、前記鋳型内に供給されるモールドフラックスを溶融させるためのモールドフラックス溶解ユニット２００と、前記モールドフラックス溶解ユニット２００において溶解された溶融モールドフラックス２０を鋳型１０内に供給するためのモールドフラックス搬送ユニット３００と、前記湯面カバー１００の下部の一側に設けられたパージガス噴射器４００と、前記湯面カバー１００の下部の他側に設けられたガス吸入器５００と、を備える。上述した構成要素のうち、鋳型１０及び浸漬ノズル３０は、従来の連続鋳造装置に適用される通常の構成要素であるため、これらについての説明は省略する。
【００３１】
前記湯面カバー１００は、前記鋳型１０の上面に湯面の全体を覆うように設けられて溶鋼１２の湯面からの輻射波が外部に漏出することを防ぐ。図３に詳細に示すように、前記湯面カバー１００は左右１対のカバーからなり、前記鋳型１０の上部に並設された１対のガイドレール１１０にそれぞれが左右に滑走自在に設けられる。すなわち、前記１対の湯面カバー１００は、それぞれの相対する２辺が密着するように滑走することにより前記鋳型１０の上部を閉鎖し、互いに遠ざかるように滑走することにより前記鋳型１０の上部を開放するように設けられる。このとき、前記湯面カバー１００のそれぞれの相対する辺には半円状の切欠部が形成される。前記１対の湯面カバー１００が鋳型１０の上部を閉鎖すると、前記切欠部は浸漬ノズル３０が通過可能な貫通孔を形成し、これにより前記浸漬ノズル３０が湯面カバー１００を貫通して鋳型１０内に位置することになる。
【００３２】
また、前記湯面カバー１００の内面、すなわち、溶鋼と向かい合う下部面はアルミニウム鏡やゴールドコーティング鏡など高反射率の素材から形成されて、溶鋼１２の湯面からの輻射波を反射させて再び溶融モールドフラックス２０若しくは溶鋼１２の表面に輻射波を吸収させる。これにより、前記溶鋼１２の表面温度が下がることが極力抑えられると共に、溶融モールドフラックス２０が鋳型１０の壁面において再凝固することが防がれる。
【００３３】
このように構成された連続鋳造装置において、鋳型１０内に溶鋼と溶融モールドフラックスを注入すると、連続鋳造操業中に前記溶融モールドフラックス２０が揮発または蒸発されて前記蒸発物質が前記湯面カバー１００の内面、すなわち、下部反射面に付着してしまう。通常、溶融されたモールドフラックスは透光性を有するのに対し、このように蒸発されて前記湯面カバー１００の下部反射面に付着した溶融モールドフラックスの蒸発物質は不透明であるため、前記湯面カバー１００の下部反射面の反射効率を低下させる。
【００３４】
このために、本発明による連続鋳造装置において、前記湯面カバー１００の下部に相対するように一側及び他側にそれぞれ設けられたパージガス噴射器４００及びガス吸入器５００は前記蒸発された溶融モールドフラックス２０を除去して前記湯面カバー１００の下部反射面の反射率を高めるような役割を果たす。すなわち、前記パージガス噴射器４００のそれぞれは前記湯面カバー１００の滑走方向に延設されて、前記湯面カバー１００のそれぞれの一側においてその下部面に設けられる。前記パージガス噴射器４００には、それぞれがニードル状を呈する複数のパージガス噴射ノズル４２０が一定の間隔をあけて前記湯面カバー１００の滑走方向に一列（または複数列）に形成される。また、前記パージガス噴射器４００の上部には、前記湯面カバー１００を貫通して鋳型１０の外部に延びたパージガス供給管４４０が接続される。前記パージガス供給管４４０は鋳型１０の外部においてパージガス供給源（図示せず）と接続されて、パージガス４８０をパージガス噴射器４００に供給して前記パージガス噴射ノズル４２０を介して前記湯面カバー１００の下部の一側から他側に向かって噴射する。このようにして噴射されたパージガス４８０は、蒸発された溶融モールドフラックス２０が湯面カバー１００の下部反射面に付着できないように吹き飛ばすような役割を果たす。
【００３５】
前記パージガス４８０は、好ましくは、前記湯面カバー１００の真下において下部反射面に平行に噴射されてエアーカーテンを形成するが、これに限定されるものではない。例えば、前記パージガス噴射器４００またはこのパージガス噴射器４００に設けられたパージガス噴射ノズル４２０は上下移動自在に及び／または回動自在に設けられて、上下移動及び回動により湯面カバー１００の下部反射面の全体を満遍なく噴射することもできる。ただし、前記パージガス４８０は浸漬ノズル３０または溶融モールドフラックス２０の表面に向かって噴射されることは好ましくない。これは、噴射されるパージガス４８０の温度が前記鋳型１０の上部空間、特に、浸漬ノズル３０または溶融モールドフラックス２０の表面よりも低いため、前記パージガス４８０が浸漬ノズル３０内の溶鋼または溶融モールドフラックス２０の特性を変えてしまう恐れがあるためである。このとき、パージガス４８０としては、鋳型１０内の溶融モールドフラックス２０と反応を起こさない不活性ガス（例えば、アルゴン）または窒素などの非反応ガスが使用可能である。
【００３６】
一方、このように鋳型１０の上部空間内に噴射されるパージガス４８０と前記鋳型１０の上部空間との間の温度差を低減するために、前記パージガス供給管４４０の周縁にはパージガス予熱手段としての熱線（図示せず）が設けられていてもよい。このとき、前記熱線は、湯面カバー１００の真上に、湯面カバー１００に隣設されることが好ましい。なお、前記鋳型１０の上部空間内に溶融モールドフラックス２０の蒸発物質の量に応じて前記パージガス４８０の噴射量が調節される必要があるため、前記パージガス供給管４４０に流量制御手段としての弁（図示せず）がさらに設けられていてもよい。
【００３７】
さらに、前記パージガス噴射器４００と向かい合う個所に、すなわち、前記湯面カバー１００のそれぞれの他側に設けられたガス吸入器５００もまた前記パージガス噴射器４００と同様にそれぞれが前記湯面カバー１００の滑走方向に延設されて前記湯面カバー１００のそれぞれの下部面に設けられる。前記ガス吸入器５００にはガス吸入口５２０が前記パージガス噴射器４００のパージガス噴射ノズル４２０と対面して開放形成される。それぞれのガス吸入器５００において、１つのガス吸入口５２０が前記湯面カバー１００の滑走方向に延設されることが好ましいが、これに限定されない。前記パージガス吸入器５００の上部には前記湯面カバー１００を貫通して鋳型１０の外部に延びたガス吸入管５４０が接続され、前記ガス吸入管５４０は鋳型１０の外部において真空ポンプ（図示せず）と接続されて、前記パージガス４８０と前記溶融モールドフラックス２０の蒸発物質などのように前記鋳型１０の上部空間に存在するガスを吸入する。
【００３８】
前記パージガス噴射器４００は前記鋳型１０の上部空間にパージガス４８０を噴射して前記溶融モールドフラックス２０の蒸発物質が湯面カバー１００の下部反射面に付着することを防ぐことにより前記湯面カバー１００の下部反射面の反射効率を一定に維持し、前記ガス吸入器５００は前記溶融モールドフラックス２０の蒸発物質を吸入して除去することにより前記湯面カバー１００の下部反射面の反射率を一定に維持する。このため、上述した実施例においては、前記湯面カバー１００の対向する両側にパージガス噴射器４００とガス吸入器５００がそれぞれ別々に設けられているが、前記パージガス噴射器４００とガス吸入器５００のうちいずれか一方のみが一側にまたは両側に設けられていてもよい。このとき、前記パージガス噴射器４００のみが設けられるとしても、前記湯面カバー１００は鋳型１０の上部を完全に密閉する程度に閉鎖してはいないため、前記噴射されたパージガス４８０は前記湯面カバー１００と鋳型１０との隙間及び前記湯面カバー１００と浸漬ノズル３０との隙間を介して前記溶融モールドフラックス２０の蒸発物質と一緒に鋳型１０の外部に抜け出ることができる。
【００３９】
前記モールドフラックス溶解ユニット２００は、モールドフラックス供給源２０５と、モールドフラックス供給源２０５から供給される仮溶解された液状、顆粒状若しくは粉末状のモールドフラックス原料を収容する坩堝２１０と、前記坩堝２１０の周縁に設けられてモールドフラックスを溶融させるための熱線などのモールドフラックス加熱手段２２０と、前記坩堝２１０内において所望の状態で溶解された溶融モールドフラックスを排出する排出口２３０と、前記排出口２３０を開閉して排出される溶融モールドフラックスの量を制御するストッパー２４０と、を備える。前記ストッパー２４０は、排出口２３０の上部において上下に移動して前記排出口２３０の周縁とストッパー２４０の下端部との間の距離を調節することにより、排出される溶融モールドフラックスの量を制御する。このとき、前記ストッパー２４０の上下移動は、油圧または空圧シリンダー（図示せず）などにより精度よく制御される。
【００４０】
前記搬送ユニット３００は、一端が前記モールドフラックス溶解ユニット２００と接続され、他端に前記湯面カバー１００を貫通して鋳型内に溶融モールドフラックス２０を供給する注入用のノズル３１２が配備された注入管３１０と、前記モールドフラックス溶解ユニット２００と前記湯面カバー１００との間において前記注入管３１０の外部を取り囲んで前記注入管３１０を加熱する熱線などの注入管加熱手段３２０と、を備える。このとき、前記溶融モールドフラックス２０を所定の温度に維持するために、前記注入管３１０と注入管加熱手段３２０の外部は断熱材により断熱処理されることが好ましい。
【００４１】
上述した構成要素のうち湯面カバー１００は、溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造操業を全期間に亘って行うために必須的に要される構成要素である。溶融モールドフラックス２０を鋳型内に注入する場合、溶鋼の輻射熱流束が約０．１５Ｍｗ／ｍ２以上となると、既存の粉末状のモールドフラックスを使用する場合よりも湯面における熱損失がさらに増大することが分かる。これを基に、反射率による輻射熱流束の変化を示す図５を参照すると、溶鋼の赤外線、すなわち、輻射線に対する反射率が５０％未満である場合に、既存の粉末モールドフラックスを用いる操業に比して湯面における熱損失がさらに増大することが分かる。このため、前記湯面カバー１００は、内面、すなわち、溶鋼と向かい合う面をアルミニウム、銅、金などの溶鋼輻射線に対する反射率に優れた材質から形成すると共に、前記内面の反射率が５０％以上になるようにその表面粗さを適正レベルの粗さにする。すなわち、前記湯面カバー１００の内面は５００〜４０００ｎｍ領域の赤外線に対する平均反射率を５０％以上に維持することにより鋳造中に湯面を保温できるようにして、鋳造の全期間に亘って溶融モールドフラックス操業を円滑に行う。
【００４２】
一方、前記坩堝２１０内に装入されるモールドフラックスは、グラファイトやカーボンブラックなどの炭素成分（以下、カーボネートタイプのカーボンと区別するために、グラファイトやカーボンブラックをプレカーボンと称する。）が１ｗｔ％以下に制限されるが、これは、本発明による鋳造操業時にプレカーボンが不要であるためである。従来の粉末状のモールドフラックスの操業時には、スラグベアの形成を防ぐために１ｗｔ％以上のプレカーボンを添加することが必須であったが、本発明においては溶融状態のモールドフラックスを注入することから、スラグベアが形成されない結果、プレカーボンを添加する必要がない。このため、プレカーボンは一切含有しないことが好ましいが、１ｗｔ％以下のプレカーボンが不純物として添加されるとしても、モールドフラックスの溶解過程において酸化されて気体状態で除去されるため、溶融モールドフラックス内にプレカーボンは存在しない。
【００４３】
前記モールドフラックス溶解ユニット２００及び搬送ユニット３００の全部または一部は、白金（Ｐｔ）若しくは白金−ロジウム（Ｐｔ−Ｒｈ）などの白金合金材質から形成される。モールドフラックスは、鋳造中に鋳型の湯面に浮上する非金属介在物を迅速に溶解することが必要であるため、粘度が低く、且つ、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物を溶解する速度が高い。このため、既存のガラス工業において使用する耐火物材質の溶解炉は溶融モールドフラックス２０による侵食が急速に進行するという不都合がある。特に、前記モールドフラックス溶解ユニット２００から溶融モールドフラックス２０が排出される排出口２３０及び前記ストッパー２４０の下端部と前記モールドフラックス搬送ユニット３００の注入用のノズル３１２を有する注入管３１０においてこのような侵食が発生する場合、溶融モールドフラックスの精度よい流量制御が不可能になり、安定した連続鋳造操業を行うことができなくなる。これにより、本発明においては、少なくとも前記注入管３１０とそこに連接する個所、すなわち、溶融モールドフラックスが排出される排出口２３０及び前記ストッパー２４０と注入管３１０を白金若しくは白金合金材質から製作してモールドフラックスによる侵食を防ぐことが好ましい。白金または白金合金材質の以外にも、溶融モールドフラックスによる侵食が起こらない材質としては、黒鉛若しくはニッケル系高耐熱合金が挙げられるが、１３００Ｃ以上の高温において長時間維持することが困難であるため、継続的な連続鋳造操業に適用するには不向きである。
【００４４】
さらに、上述した構成において、溶融モールドフラックスの流量は単位時間当たりに鋳型内に供給される溶鋼量に依存し、供給される溶鋼量が１〜５ｔｏｎ／ｍｉｎの範囲であるときに溶解されたモールドフラックスの供給量は０．５〜５ｋｇ／ｍｉｎの範囲である。このため、連続鋳造工程の全期間に亘って溶融モールドフラックス２０を連続的に注入するためには、このように低い流量を精度よく制御する必要がある。すなわち、従来は傾動方式若しくは圧力差によるサイフォン方式により溶融モールドフラックスを注入していた。しかしながら、これらの方式は大量のモールドフラックスを湯面に注入することは容易であるが、本発明の目的を達成する目的で０．５〜５ｋｇ／ｍｉｎの範囲で溶融モールドフラックスの流量を精度よく制御するには不向きであり、特に、湯面を観察しながらリアルタイムにて湯面を塗布しているモールドフラックスの厚さを把握して瞬時に流量を調節することが困難である。このため、本発明における溶融モールドフラックスの注入は、図２に示すように、ストッパー２４０を上下に移動させて前記ストッパー２４０の下端部と排出口２３０の周縁部との間の空間を制御することにより、溶融モールドフラックス２０の低い流量を精度よく調節することができる。一方、このような溶融モールドフラックス２０の流量制御は、図２に示すストッパー２４０の代わりに、スライドゲートによっても実現可能である。
【００４５】
前記搬送ユニット３００は、溶融モールドフラックス２０を前記モールドフラックス溶解ユニット２００から鋳型１０の内部に供給するとき、溶融モールドフラックス２０の温度を一定の状態に維持する必要がある。このために、搬送ユニット３００の注入管３１０の周縁に熱線などの注入管加熱手段３２０を設けている。
【００４６】
これは、前記鋳型内に供給される溶解されたモールドフラックスの温度は、溶鋼の液相線温度よりも１００Ｃ〜３００Ｃ低い温度範囲を維持する必要があるためである。この温度範囲よりも低い場合、瞬時に溶鋼の温度を低下させて溶鋼表面が凝固する恐れがあり、この温度範囲よりも高い場合、鋳型の壁面における溶鋼の凝固が過度に遅延される恐れがある。炭素濃度が６０ｐｐｍであり、且つ、液相線温度が１５３０Ｃである通常の極低炭素鋼の場合を例に取ると、溶解されたモールドフラックスの温度は１２３０Ｃ以上、１４３０Ｃ以下の範囲に存在することが必要である。
【００４７】
このため、前記注入管加熱手段３２０は、溶融モールドフラックス２０が前記搬送ユニット３００内において流動する間に、溶鋼の液相線温度よりも１００Ｃ〜３００Ｃ低い温度範囲を維持する。これは、溶融モールドフラックスが湯面に供給されたとき、溶鋼を冷却し過ぎたり鋳型の壁面における溶鋼の凝固を遅延しないためであり、さらに、溶融モールドフラックスの粘度を維持し、溶融モールドフラックスが冷却されたり部分的にも凝固されないようにして、連続鋳造時に０．５〜５ｋｇ／ｍｉｎの範囲の低い流量に精度よく制御して鋳型内に注入するためである。
【００４８】
以上、図面及び実施例を参照して説明したが、当該技術分野における通常の当業者は特許請求の範囲に記載の本発明の技術的な思想から逸脱しない範囲内において本発明を種々に修正及び変更させることができるということが理解できるであろう。
【００４９】
例えば、上述した実施例においては、前記パージガス噴射器４００とガス吸入器５００が前記湯面カバー１００に設けられているが、これに限定されず、鋳型１０の上部に設けられていてもよい。
【００５０】
また、図２及び図３に示す実施例においては、ニードル状のパージガス噴射ノズル４２０が複数設けられた前記パージガス噴射器４００が採用されているが、図５に示すように、スリット状のパージガス噴射ノズル６２０付きパージガス噴射器６００が採用されてもよい。図６における円中には、側面からみたパージガス噴射ノズル６２０の部分を示している。このパージガス噴射器６００は、パージガス供給源と接続されたパージガス供給管６４０を介してパージガスを供給されて、前記パージガス噴射ノズル６２０を介して鋳型１０の上部空間にパージガスを噴射する。
【００５１】
以上、図面及び実施例を参照して説明したが、当該技術分野における通常の当業者は特許請求の範囲に記載の本発明の技術的な思想から逸脱しない範囲内において本発明を種々に修正及び変更させることができるということが理解できるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月5日(2008.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
前記モールドフラックス溶解ユニット２００及び搬送ユニット３００の全部または一部は、白金（Ｐｔ）若しくは白金−ロジウム（Ｐｔ−Ｒｈ）などの白金合金材質から形成される。モールドフラックスは、鋳造中に鋳型の湯面に浮上する非金属介在物を迅速に溶解することが必要であるため、粘度が低く、且つ、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物を溶解する速度が高い。このため、既存のガラス工業において使用する耐火物材質の溶解炉は溶融モールドフラックス２０による侵食が急速に進行するという不都合がある。特に、前記モールドフラックス溶解ユニット２００から溶融モールドフラックス２０が排出される排出口２３０及び前記ストッパー２４０の下端部と前記モールドフラックス搬送ユニット３００の注入用のノズル３１２を有する注入管３１０においてこのような侵食が発生する場合、溶融モールドフラックスの精度よい流量制御が不可能になり、安定した連続鋳造操業を行うことができなくなる。これにより、本発明においては、少なくとも前記注入管３１０とそこに連接する個所、すなわち、溶融モールドフラックスが排出される排出口２３０及び前記ストッパー２４０と注入管３１０を白金若しくは白金合金材質から製作してモールドフラックスによる侵食を防ぐことが好ましい。白金または白金合金以外にも、溶融モールドフラックスによる侵食が起こらない材質としては、黒鉛若しくはニッケル系高耐熱合金が挙げられるが、１３００℃以上の高温において長時間維持することが困難であるため、継続的な連続鋳造操業に適用するには不向きである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
これは、前記鋳型内に供給される溶解されたモールドフラックスの温度は、溶鋼の液相線温度よりも１００℃〜３００℃低い温度範囲を維持する必要があるためである。この温度範囲よりも低い場合、瞬時に溶鋼の温度を低下させて溶鋼表面が凝固する恐れがあり、この温度範囲よりも高い場合、鋳型の壁面における溶鋼の凝固が過度に遅延される恐れがある。炭素濃度が６０ｐｐｍであり、且つ、液相線温度が１５３０℃である通常の極低炭素鋼の場合を例に取ると、溶解されたモールドフラックスの温度は１２３０℃以上、１４３０℃以下の範囲に存在することが必要である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
このため、前記注入管加熱手段３２０は、溶融モールドフラックス２０が前記搬送ユニット３００内において流動する間に、溶鋼の液相線温度よりも１００℃〜３００℃低い温度範囲を維持する。これは、溶融モールドフラックスが湯面に供給されたとき、溶鋼を冷却し過ぎたり鋳型の壁面における溶鋼の凝固を遅延しないためであり、さらに、溶融モールドフラックスの粘度を維持し、溶融モールドフラックスが冷却されたり部分的にも凝固されないようにして、連続鋳造時に０．５〜５ｋｇ／ｍｉｎの範囲の低い流量に精度よく制御して鋳型内に注入するためである。
【国際調査報告】
2009541061.tif 000009
2009541061.tif 000010