(57)【要約】  本発明は、鋳型の上部を覆う鋳型カバーと、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と、前記モールドフラックス溶解ユニットにおいて溶解された溶融モールドフラックスを鋳型内に供給するためのモールドフラックス搬送ユニットと、を備え、前記搬送ユニットは、一端が前記モールドフラックス溶解ユニットと接続され、他端が前記鋳型カバーを貫通して鋳型内に配設される注入管と、前記注入管を加熱する注入管加熱手段と、を備える、溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造装置及び方法に関する。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従来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、鋳片の溶削（スカーフィング）量が大幅に低減され、カーボンピックアップが発生しない。
2009541062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型の上部を覆う鋳型カバーと、
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と、
前記モールドフラックス溶解ユニットにおいて溶解された溶融モールドフラックスを前記鋳型内に供給するためのモールドフラックス搬送ユニットと、
を備える連続鋳造装置において、
前記搬送ユニットは、
一端が前記モールドフラックス溶解ユニットと接続され、他端が前記鋳型カバーを貫通して鋳型内に配設される注入管と、
前記注入管を加熱する注入管加熱手段と、
を備えることを特徴とする連続鋳造装置。
【請求項２】
前記注入管加熱手段は、前記注入管の周縁に配置された熱線を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３】
前記搬送ユニットの注入管が接続されて溶融モールドフラックスが排出される前記溶解ユニットの排出口には、前記排出口に向かって移動自在なストッパーが設けられて、前記ストッパーの移動に応じてストッパーの一端と前記排出口との間の間隔が調節され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】
流入貫通孔が穿設された上部プレートと、
流出貫通孔が穿設された下部プレートと、
前記上部プレート及び下部プレートの間において滑走自在であり、且つ、接続貫通孔が穿設された開閉プレートと、
を有するスライドゲートをさらに備え、
前記スライドゲートは前記注入管に設けられてい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５】
前記スライドゲートは、鋳型カバーに隣設されていることを特徴とする請求項４に記載の連続鋳造装置。
【請求項６】
少なくとも前記注入管及びこの注入管に連接される個所は、白金若しくは白金合金を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項７】
前記鋳型カバーの内面の赤外線に対する反射率は、５０％以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の連続鋳造装置。
【請求項８】
鋳型の外部においてモールドフラックスを溶解するステップと、
前記溶解されたモールドフラックスの流量を制御して連続鋳造の全工程に亘って前記溶解されたモールドフラックスを前記鋳型内に投入するステップと、
溶鋼からの輻射熱を遮断するステップと、
を含む連続鋳造方法において、
前記モールドフラックスを溶解してから前記鋳型内に投入するまで前記溶解されたモールドフラックスを加熱して温度を一定に維持することを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項９】
前記モールドフラックスを溶解するステップにおける使用原料には、フリーカーボンが１ｗｔ％以下に含有されていることを特徴とする請求項８に記載の連続鋳造方法。
【請求項１０】
供給される溶鋼量が１〜５ｔｏｎ／ｍｉｎの範囲であるときに、前記溶解されたモールドフラックスの流量は０．５〜５ｋｇ／ｍｉｎの範囲に制御されることを特徴とする請求項８または９に記載の連続鋳造方法。
【請求項１１】
前記溶解されたモールドフラックスは、溶鋼の液相線温度よりも１００℃〜３００℃低い温度の範囲に維持されることを特徴とする請求項８または９に記載の連続鋳造方法。
【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及び方法に関し、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体の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及び方法に関する。
【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の波長の輻射波が液状層２１を通過しやすい。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と凝固層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層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１１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】
そこで、本発明は上述した従来の技術における問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、連続鋳造工程の全体の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及び方法を提供するところにある。
【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、鋳型の上部を覆う鋳型カバーと、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と、前記モールドフラックス溶解ユニットにおいて溶解された溶融モールドフラックスを鋳型内に供給するためのモールドフラックス搬送ユニットと、を備え、前記搬送ユニットは、一端が前記モールドフラックス溶解ユニットと接続され、他端が前記鋳型カバーを貫通して鋳型内に配設される注入管と、前記注入管を加熱する注入管加熱手段と、を備える。
【００１４】
好ましくは、前記注入管加熱手段は、前記注入管の周縁に配置された熱線を備える。
【００１５】
また、好ましくは、前記搬送ユニットの注入管が接続されて溶融モールドフラックスが排出される前記溶解ユニットの排出口には、前記排出口に向かって移動自在なストッパーが設けられて、前記ストッパーの移動に応じてストッパーの一端と前記排出口との間の間隔が調節される。ここで、前記ストッパーの代わりにスライドゲートを用いて注入量を制御しても構わない。
【００１６】
すなわち、連続鋳造装置は、流入貫通孔が穿設された上部プレートと、流出貫通孔が穿設された下部プレートと、前記上部プレート及び下部プレートの間において滑走自在であり、且つ、接続貫通孔が穿設された開閉プレートと、を有するスライドゲートをさらに備え、前記スライドゲートは前記注入管に設けられていてもよい。このとき、好ましくは、前記スライドゲートは、鋳型カバーに隣設されている。
【００１７】
さらに、好ましくは、少なくとも前記注入管及びこの注入管に連接される個所は、白金若しくは白金合金を含む。
【００１８】
さらに、好ましくは、前記鋳型カバーの内面の赤外線に対する反射率は、５０％以上である。
【００１９】
本発明による連続鋳造方法は、鋳型の外部においてモールドフラックスを溶解するステップと、前記溶解されたモールドフラックスの流量を制御して連続鋳造の全工程に亘って前記溶解されたモールドフラックスを鋳型内に投入するステップと、溶鋼からの輻射熱を遮断するステップと、を含み、前記モールドフラックスを溶解してから鋳型内に投入するまで前記溶解されたモールドフラックスを加熱して温度を一定に維持する。
【００２０】
好ましくは、前記モールドフラックスを溶解するステップにおける使用原料には、フリーカーボンが１ｗｔ％以下に含有されている。
【００２１】
また、好ましくは、供給される溶鋼量が１〜５ｔｏｎ／ｍｉｎの範囲であるときに、前記溶解されたモールドフラックスの流量は０．５〜５ｋｇ／ｍｉｎの範囲に制御される。
【００２２】
さらに、好ましくは、前記溶解されたモールドフラックスは、溶鋼の液相線温度よりも１００℃〜３００℃低い温度の範囲に維持される。
【発明の効果】
【００２３】
上述のように、本発明は、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従来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）量も低減される。特に、従来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。
【００２４】
さらに、溶融モールドフラックス内にフリー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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の方法による連続鋳造操業時の鋳型の断面図である。
【図２】本発明による溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造装置の概略図である。
【図３】本発明による連続鋳造装置の鋳型カバーの内側面の反射率による鋳型内湯面の輻射熱流速を示すグラフである。
【図４】本発明による連続鋳造装置に適用されるスライドゲートの分解斜視図である。
【図５】本発明に適用されるスライドゲートの作動を説明する断面図である。
【図６】本発明に適用されるスライドゲートの作動を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
図２は、本発明による溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造装置の概略図である。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の上部を覆う鋳型カバー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、を備える。
【００２８】
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。
【００２９】
前記鋳型カバー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。このために、前記鋳型カバー１００の内面、すなわち、溶鋼と向かい合う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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、他端に前記鋳型カバー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と前記鋳型カバー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。
【００３２】
上述した構成要素のうち鋳型カバー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、溶鋼の輻射熱流速が略０．１５Ｍｗ／ｍ２以上となると、従来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速の変化を示す図３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、従来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、前記鋳型カバー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効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、前記鋳型カバー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。
【００３３】
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フリーカーボンと称する。）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フリー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％以上のフリー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、フリーカーボンを添加する必要がない。このため、フリーカーボンは一切含有しないことが好ましいが、１ｗｔ％以下のフリー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フリーカーボンは存在しない。
【００３４】
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、従来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、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。
【００３５】
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ためである。すなわち、従来に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。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。
【００３６】
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、図４、図５ａ及び図５ｂに示すスライドゲートによっても実現可能である。図４、図５ａ及び図５ｂを参照すると、前記モールドフラックス溶解ユニット２００から供給される溶融モールドフラックス２０の流量を制御するためのスライドゲート３４０は、前記モールドフラックス溶解ユニット２００の排出口２３０に結合され、これと連通する流入貫通孔３４２ａが穿設された上部プレート３４２と、前記搬送ユニット３００の一端に結合され、前記搬送ユニット３００の注入管３１０と連通する流出貫通孔３４４ａが穿設された下部プレート３４４と、前記上部プレート３４２と下部プレート３４４との間を滑走自在に設けられ、連結貫通孔３４６ａが穿設された開閉プレート３４６と、前記開閉プレート３４６を左右に移動させる油圧または空圧シリンダー（図示せず）と、を備える。このように構成されたスライドゲート３４０において、前記開閉プレート３４６は、図５ａに示す閉鎖位置と図５ｂに示す開放位置との間を移動しながら、開閉プレート３４６の連結貫通孔３４６ａが流入貫通孔３４２ａと流出貫通孔３４４ａとの間の開口径を調節することにより、これらを通過する溶融モールドフラックス２０の流量を制御する。このとき、前記スライドゲート３４０も、上述した理由から、溶融フラックスが直接的に接触する個所は白金若しくは白金合金の材質から製作することが好ましい。
【００３７】
上述したスライドゲート３４０は、前記モールドフラックス溶解ユニット２００と前記搬送ユニット３００の注入管３１０との間に設けられているが、前記注入管３１０途中の任意の個所、または、鋳型カバー１００寄りの個所、すなわち、鋳型カバー１００の真上に設けられていてもよい。この場合、溶融モールドフラックス２０が鋳型１０内に流入する直前にその流量が制御されることから、溶融モールドフラックス２０を所望の量だけ鋳型１０内により正確に供給することができる。これは、たとえ前記搬送ユニット３００において溶融モールドフラックス２０の温度を維持するとしても、搬送ユニット３００が長尺状であり、且つ、高温の溶融モールドフラックス２０が搬送ユニット３００内において流動する間に溶融モールドフラックス２０の状態変化により実際に鋳型１０内に供給される流量に変化が発生する恐れがあるためである。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、上述したように、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。
【００４１】
以下、従来技術による比較例を用いて本発明の具体例をさらに詳細に説明する。
【００４２】
本発明による実施例
【００４３】
溶融モールドフラックスを用いた本発明による連続鋳造装置を用いて、下端幅１０１２ｍｍ、厚さ１００ｍｍの鋳型によりスラブ鋳造を行った。このとき、鋼種は炭素濃度６０ｐｐｍの極低炭素鋼であった。使用したモールドフラックスは極低炭素鋼の鋳造に商用される製品であり、溶融状態におけるフリーカーボンは分析誤差の範囲内において検出されなかった。鋳型の外部においてモールドフラックスを完全に溶解した後、ストッパー２４０タイプの流量制御ユニットを用いて溶融モールドフラックス２０を鋳型１０の内部に注入した。なお、注入時における溶融モールドフラックス２０の温度は１３００℃であった。鋳造開始前に溶鋼が鋳型１０に充填された時点において溶融プールの厚さが目的値に達した後、鋳造開始と同時に鋳型カバー１００を鋳型１０に設けた。この後、鋳造が進むに伴い、溶融モールドフラックス２０の消耗量を連続的に補充した。鋳型カバー１００はアルミニウム材質のものであり、表面をごく美麗に研磨し、溶鋼輻射線領域である５００〜４０００ｎｍ領域の赤外線に対する平均反射率を８５％にした。
【００４４】
従来の技術による比較例
【００４５】
実施例と同様に、下端幅１０１２ｍｍ、厚さ１００ｍｍの鋳型を用いてスラブ鋳造を行った。このとき、鋼種は炭素濃度６０ｐｐｍの極低炭素鋼であった。使用したモールドフラックスは１．５ｗｔ％のフリーカーボン入り粉末状のモールドフラックスであり、溶融状態、すなわち、フリーカーボンの除去された状態においては、実施例において使用したモールドフラックスと全ての成分が同様であった。粉末モールドフラックスを用いる通常の操業と同様に、鋳造開始前に溶鋼が鋳型に充填された時点において粉末モールドフラックスを投入して鋳造を開始し、鋳造中に随時粉末モールドフラックスを投入して補充した。
前記実施例と比較例の操業条件及び操業結果を下記表１に示す。
【表１】
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【００４６】
表１に示すように、本発明による溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造操業を行う場合、従来の粉末モールドフラックスを用いた連続鋳造操業に比して下記の如き効果が確認された。
【００４７】
すなわち、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従来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。また、溶融モールドフラックス内にフリー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。さらに、鋳型カバーによる保温効果が極大化されてオシレーションマークの深さが大幅に減少する。特に、従来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。
【００４８】
さらに、前記実施例と比較例の一部に対しては、鋳造中に鋳型内に熱電対を挿入して鋳型各部位における伝熱量を測定することにより最大値と平均値を求めた後、これらの比率を求めた。熱電対の挿入位置については、幅方向には長辺の内側及び外側の中央部であり、鋳造方向にはメニスカスからそれぞれ３．３、２３．９、４４．６、６５．２、１０６．５、２３０．４、３５４．３、４５７．６、５８１．５、７０５．４ｍｍとなる個所であった。各個所に、２つの熱電対を、それぞれ溶鋼または凝固シェルと接触する鋳型銅板のホットフェースからの距離がそれぞれ５ｍｍ、２０ｍｍとなるように挿入した。鋳造中にそれぞれの熱電対において測定した温度差から各個所における伝熱量を測定して合計の伝熱量を求め、この合計の伝熱量を用いて平均伝熱量を計算した。表１から明らかなように、本発明による溶融モールドフラックスを用いた操業を行う場合、粉末モールドフラックスを投入する従来の操業と比較して最大伝熱量／平均伝熱量の比が低くなり、初期緩冷化が達成される。本発明による初期緩冷化の主たる原因としては、メニスカスの真下における最大伝熱量が低くなることが挙げられる。平均伝熱量に対するピーク伝熱量の比は、粉末モールドフラックスを投入する従来の操業において２．０〜２．５であるのに対し、本発明による溶融モールドフラックスを投入する本発明の操業において１．２〜１．５であり、その比が急激に下がることが分かる。
【００４９】
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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【国際調査報告】
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