(57)【要約】  本発明は、溶融物注入装置、これを用いた鋳造設備及び鋳造方法に関し、鋳造方法は、メインモールドフラックスを用意する段階と、モールドに溶鋼を注入する段階と、メインモールドフラックスを溶融させて溶融モールドフラックスを製造し、溶鋼の上部に溶融モールドフラックスを注入する段階と、鋳片を鋳造する段階と、及び  鋳片を鋳造する段階において、鋳造状態に応じて添加剤の投入可否を決定する段階とを含む，鋳片の品質及び生産性を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種の原料をそれぞれ供給する原料供給部と、
前記原料供給部から供給される異種の原料を混合して混合物を製造する混合部と、
前記混合部と接続されて前記混合部から供給される混合物を溶融させて溶融物を生成し、前記溶融物が吐出される吐出口が用意される溶融部と、及び
前記原料供給部、混合部及び溶融部の動作を制御して前記混合物の成分を調整する制御部とを含むことを特徴とする溶融物注入装置。
【請求項２】
前記原料供給部は、第１原料を供給する第１原料供給部と、お互いに異なる成分を有する複数の第２原料を個別に供給する第２原料供給部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の溶融物注入装置。
【請求項３】
前記第１原料供給部は、
前記第１原料を貯蔵する第１貯蔵機と、
前記第１貯蔵機と、前記混合部とを接続する第１移送配管、及び
前記第１貯蔵機と前記第１移送配管中の少なくとも一つに備えられて、前記第１原料の排出量を調整する第１切出機と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の溶融物注入装置。
【請求項４】
前記第２原料供給部は、
前記複数の第２原料をそれぞれ貯蔵する複数の第２貯蔵機と、
前記複数の第２貯蔵機と前記混合部とをそれぞれ接続する第２移送配管と、及び
前記第２貯蔵機と前記第２移送配管中の少なくとも一つに備えられて、前記第２原料の排出量を調整する第２切出機と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の溶融物注入装置。
【請求項５】
前記混合部は、第１供給配管及び第２供給配管と連通される混合容器と、
前記混合容器内に備えられて、前記第１原料と第２原料を混合する撹拌器と、及び
前記第１原料と第２原料との混合物を溶融部へ移送する第３移送配管と
を含むことを特徴とする請求項４に記載の溶融物注入装置。
【請求項６】
前記混合部は、前記第１供給配管及び前記第２供給配管と連通される混合容器を含み、
前記混合容器は、回転可能であることを特徴とする請求項４に記載の溶融物注入装置。
【請求項７】
前記溶融部は、
内部に前記第１原料と第２原料が収容されて溶解される溶解空間を備える溶解炉と、
前記溶解炉の一側に備えられて、前記溶解空間に熱源を供給する熱源供給部とを含むことを特徴とする請求項６に記載の溶融物注入装置。
【請求項８】
前記熱源供給部は、プラズマを熱源として使用することを特徴とする請求項７に記載の溶融物注入装置。
【請求項９】
前記制御部は、入力された信号に基づいて前記第２原料の投入可否を制御することを特徴とする請求項８に記載の溶融物注入装置。
【請求項１０】
鋳造設備として、
溶鋼を受け取って、初期凝固させるモールドと、
前記モールドに溶融モールドフラックスを注入する溶融物注入装置と、
前記モールドの温度及び前記モールド内に注入される溶融モールドフラックスの成分中の少なくとも一つを測定する測定部と、及び
前記測定部の測定結果に応じて、前記モールドに注入される溶融モールドフラックスの成分を変更できるように、前記溶融物注入装置の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする鋳造設備。
【請求項１１】
前記溶融物注入装置は、
メインモールドフラックスを供給する第１原料供給部と、
添加剤を供給する第２原料供給部と、
前記第１原料供給部と、前記第２原料供給部とから供給されるメインモールドフラックスと、前記添加剤を混合して混合物を製造する混合部と、及び
前記混合部から供給される混合物を溶解させて、溶融モールドフラックスを生成し、前記溶融モールドフラックスを前記モールドに注入する溶融部とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の鋳造設備。
【請求項１２】
前記第２原料供給部は、複数の添加剤を個別に貯蔵し、
前記複数の添加剤を前記混合部に選択的に供給することを特徴とする請求項１１に記載の鋳造設備。
【請求項１３】
前記測定部は、前記モールドの温度を測定する温度測定器を含むことを特徴とする請求項１２に記載の鋳造設備。
【請求項１４】
前記測定部は、前記モールドに注入された溶融モールドフラックスを採取するプローブと、前記プローブによって採取された溶融モールドフラックスの成分を分析する分析機とを含むことを特徴とする請求項１２に記載の鋳造設備。
【請求項１５】
前記制御部は、前記測定部によって測定された結果を用いて、前記添加剤の投入可否を決定し、その結果に基づいて前記第２原料供給部を制御して添加剤の種類及び投入量を調整することを特徴とする請求項１３または１４に記載の鋳造設備。
【請求項１６】
鋳造方法であって、
メインモールドフラックスを用意する段階と、
モールドに溶鋼を注入する段階と、
前記メインモールドフラックスを溶融させて溶融モールドフラックスを製造し、  前記溶鋼の上部に前記溶融モールドフラックスを注入する段階と、
鋳片を鋳造する段階と、及び
前記鋳片を鋳造する段階において、鋳造状態に応じて添加剤の投入可否を決定する段階とを含むことを特徴とする鋳造方法。
【請求項１７】
前記メインモールドフラックスを用意する段階において、
前記添加剤を用意することを特徴とする請求項１６に記載の鋳造方法。
【請求項１８】
前記メインモールドフラックスを溶融させて溶融モールドフラックスを製造する段階において、
前記メインモールドフラックスと、前記添加剤を一緒に溶融させることを特徴とする請求項１７に記載の鋳造方法。
【請求項１９】
前記鋳片を鋳造する段階において、鋳造状態として、前記モールドの温度を測定し、
測定されたモールドの温度値に応じて、前記添加剤の投入可否を決定することを特徴とする請求項１８に記載の鋳造方法。
【請求項２０】
前記鋳片を鋳造する段階において、鋳造状態として、前記モールドに注入された溶融モールドフラックスの成分を分析し、
分析された溶融モールドフラックスの成分に応じて、前記添加剤の投入可否を決定することを特徴とする請求項１８に記載の鋳造方法。
【請求項２１】
前記添加剤の投入が決定されると、前記メインモールドフラックスと前記添加剤とを混合した後、溶融させて成分が変更された溶融モールドフラックスを前記モールドに注入することを特徴とする請求項１９または２０に記載の鋳造方法。
【請求項２２】
前記鋳片を鋳造する段階において、前記モールドに注入される溶鋼の種類が変更されると、前記メインモールドフラックスと、前記添加剤とを混合した後、溶融させて成分が変更された溶融モールドフラックスを前記モールドに注入することを特徴とする請求項２１に記載の鋳造方法。
【請求項２３】
前記メインモールドフラックスと、前記添加剤とを混合する場合、前記溶鋼の種類によってお互いに異なる成分の添加剤を投入することを特徴とする請求項２２に記載の鋳造方法。
【請求項２４】
前記メインモールドフラックスと、前記添加剤とを混合する場合、前記溶鋼の種類によって同じ成分を有する添加剤の投入量を変更することを特徴とする請求項２２に記載の鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融物注入装置、これを用いた鋳造設備及び鋳造方法に係り、より詳しくは、鋳片の品質及び生産性を向上させることができる溶融物注入装置、これを用いた鋳造設備及び鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳片の鋳造工程において使用される溶融物注入装置、例えば、溶融モールドフラックス注入装置は、粉体であるモールドフラックスを溶融させてモールドに供給する設備である。通常の溶融モールドフラックス注入設備は、モールドフラックスが貯蔵されるホッパーと、ホッパーからモールドフラックスを供給を受けて溶融させる溶解炉と、溶解炉の一側に備えられて、溶解炉の内部に火炎を噴射することにより、モールドフラックスを溶解させるトーチを含む。この時、溶解炉には溶解された溶融モールドフラックスが吐出される吐出口が形成されることができる。
このようにモールドフラックスを溶解させてモールドに供給すると、モールド内の溶鋼の温度の低下を抑制することができるとともに、潤滑性能を向上させて鋳片の欠陥を低減させることができる。
【０００３】
しかし、鋼種ごとに特性成分を有するように製造されたモールドフラックスを、溶解炉で溶融させて鋳片を鋳造する場合、鋼中に含まれる不純物と、モールドフラックスとの間の反応によって、モールドフラックスの成分が変える現象が発生する。例えば、Ａｌを多量に含有する溶鋼を用いて鋳造をする場合、モールドフラックスにＡｌ２Ｏ３がピックアップされながら、モールドフラックスの粘度が上昇するようになる。これによって、モールドフラックスが、モールドと鋳片（凝固セル）との間に円滑に流入されなくなり、溶鋼とモールドとの間の熱伝達が不均一になり、潤滑能が低下して凝固セル割れ現象が発生したり鋳片の表面にクラックが発生するなどの操業事故が発生するようになる。
このようなモールドフラックスの物性変化によって、単一の鋼種を１チャージ（ｃｈａｒｇｅ）以上の多連鋳造を実行し難い問題点がある。
【０００４】
一方、いくつかの鋼種を多連鋳造する場合、鋼種が変わるたびに、それに適した物性のモールドフラックスを利用しなければならない。したがって、鋼種が変われば、それに適した物性を有するように製造されたモールドフラックスをモールドに注入しなければならない。ところが、鋼種に応じたモールドフラックスを供給するとき、異なる物性を有するモールドフラックスが混合されないようにすることが望ましいが、工程の特性上、異なる物性を有するモールドフラックスが相互に混合される過渡期が発生する。このような過渡期には、モールドフラックスが、モールドと凝固セルとの間に円滑に流入されずに、凝固セルの割れ現象が常に発生する問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、鋳造効率を向上させることができる溶融物注入装置、これを用いた鋳造設備及び鋳造方法を提供することを目的とする。
本発明は、鋳片の品質を向上させることができる溶融物注入装置、これを用いた鋳造設備及び鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る溶融物注入装置は，異種の原料をそれぞれ供給する原料供給部と、原料供給部から供給される異種の原料を混合して混合物を製造する混合部と、混合部と接続されて混合部から供給される混合物を溶融させて溶融物を生成し、溶融物が吐出される吐出口が用意される溶融部と、及び  原料供給部、混合部及び溶融部の動作を制御して混合物の成分を調整する制御部とを含むことを特徴とする。
【０００７】
原料供給部は、第１原料を供給する第１原料供給部と、お互いに異なる成分を有する複数の第２原料を個別に供給する第２原料供給部とを含むことができる。
第１原料供給部は、第１原料を貯蔵する第１貯蔵機と、第１貯蔵機と、混合部とを接続する第１移送配管、及び  第１貯蔵機と第１移送配管中の少なくとも一つに備えられて、第１原料の排出量を調整する第１切出機と、を含むことがよい。
第２原料供給部は、複数の第２原料をそれぞれ貯蔵する複数の第２貯蔵機と、複数の第２貯蔵機と混合部とをそれぞれ接続する第２移送配管と、及び  第２貯蔵機と第２移送配管中の少なくとも一つに備えられて、第２原料の排出量を調整する第２切出機と、を含むことが好ましい。
混合部は、第１供給配管及び第２供給配管と連通される混合容器と、混合容器内に備えられて、第１原料と第２原料を混合する撹拌器と、及び  第１原料と第２原料との混合物を溶融部へ移送する第３移送配管とを含むことができる。
【０００８】
混合部は、第１供給配管及び第２供給配管と連通される混合容器を含み、混合容器は、回転可能であることがよい。
溶融部は、内部に第１原料と第２原料が収容されて溶解される溶解空間を備える溶解炉と、溶解炉の一側に備えられて、溶解空間に熱源を供給する熱源供給部とを含むことができる。
熱源供給部は、プラズマを熱源として使用することが好ましい。
制御部は、入力された信号に基づいて第２原料の投入可否を制御することができる。
【０００９】
本発明の実施形態に係る鋳造設備は、溶鋼を受け取って、初期凝固させるモールドと、モールドに溶融モールドフラックスを注入する溶融物注入装置と、モールドの温度及びモールド内に注入される溶融モールドフラックスの成分中の少なくとも一つを測定する測定部と、及び測定部の測定結果に応じて、モールドに注入される溶融モールドフラックスの成分を変更できるように、溶融物注入装置の動作を制御する制御部とを含むことを特徴とする。
【００１０】
溶融物注入装置は、メインモールドフラックスを供給する第１原料供給部と、添加剤を供給する第２原料供給部と、第１原料供給部と、第２原料供給部とから供給されるメインモールドフラックスと、添加剤を混合して混合物を製造する混合部と、及び  混合部から供給される混合物を溶解させて、溶融モールドフラックスを生成し、溶融モールドフラックスをモールドに注入する溶融部とを含むことができる。
第２原料供給部は、複数の添加剤を個別に貯蔵し、複数の添加剤を混合部に選択的に供給することがよい。
測定部は、モールドの温度を測定する温度測定器を含むことができる。
測定部は、モールドに注入された溶融モールドフラックスを採取するプローブと、プローブによって採取された溶融モールドフラックスの成分を分析する分析機と、を含むことが好ましい。
制御部は、測定部によって測定された結果を用いて、添加剤の投入可否を決定し、その結果に基づいて第２原料供給部を制御して添加剤の種類及び投入量を調整することができる。
【００１１】
本発明の実施形態に係る鋳造方法は、メインモールドフラックスを用意する段階と、モールドに溶鋼を注入する段階と、メインモールドフラックスを溶融させて溶融モールドフラックスを製造し、溶鋼の上部に溶融モールドフラックスを注入する段階と、鋳片を鋳造する段階と、及び  鋳片を鋳造する段階において、鋳造状態に応じて添加剤の投入可否を決定する段階とを含むことを特徴とする。
【００１２】
メインモールドフラックスを用意する段階において、添加剤を用意することが好ましい。
メインモールドフラックスを溶融させて溶融モールドフラックスを製造する段階において、メインモールドフラックスと、添加剤を一緒に溶融させることができる。
鋳片を鋳造する段階において、鋳造状態として、モールドの温度を測定し、測定されたモールドの温度値に応じて、添加剤の投入可否を決定することがよい。
【００１３】
鋳片を鋳造する段階において、鋳造状態として、モールドに注入された溶融モールドフラックスの成分を分析し、分析された溶融モールドフラックスの成分に応じて、添加剤の投入可否を決定することが好ましい。
添加剤の投入が決定されると、メインモールドフラックスと添加剤とを混合した後、溶融させて成分が変更された溶融モールドフラックスをモールドに注入することができる。
【００１４】
鋳片を鋳造する段階において、モールドに注入される溶鋼の種類が変更されると、メインモールドフラックスと、添加剤とを混合した後、溶融させて成分が変更された溶融モールドフラックスをモールドに注入することができる。
メインモールドフラックスと、添加剤とを混合する場合、溶鋼の種類によってお互いに異なる成分の添加剤を投入することがよい。
メインモールドフラックスと、添加剤とを混合する場合、溶鋼の種類によって同じ成分を有する添加剤の投入量を変更することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、鋳造中、モールドスラグの成分変化に速く対応して鋳造効率及び鋳片の品質を向上させることができる。即ち、鋳造中、モールドスラグの成分を調整するための添加剤を添加して、モールドスラグの成分変化にリアルタイムで対応することができる。したがって、モールドスラグの成分変化による鋳片表面のクラックや凝固セルの裂け現象を防止することができるので、鋳片の品質を向上させることができる。また、単一の鋼種を連続鋳造が可能となって、生産性も向上させることができる。
また、いくつかの鋼種を連続鋳造する場合、鋼種に適合する溶融モールドフラックスを速く製造して供給することができるので、鋳造効率を向上させることができる。したがって、異なる物性を有する溶融モールドフラックスが混合される時間を低減して、鋳片の割れ現象などが発生することを抑制または防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る鋳造設備を概略的に示す図である。
【図２】図１に図示した鋳造設備の要部の構成を示す図である。
【図３】図２に図示した鋳造設備の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る鋳造方法を順次に示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施例に係る鋳造方法で鋳片を鋳造する場合、モールドに溶融モールドフラックスを注入する方法を概念的に示したブロック図である。
【図６】本発明の実施例に係る鋳造方法で鋳片を鋳造する場合、添加剤の投入可否に応じた実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付した図面を基にして、本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は、以下に開示した実施例に限定されるものでなく、異なる多様な形態で具現化されるものであり、単に実施例は、本発明の開示を完全にし、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に告知するために提供されるものである。
図１は、本発明の実施例に係る鋳造設備を概略的に示す図面であり、図２は、図１に図示した鋳造設備の要部の構成を示す図面であり、図３は、図２に図示した鋳造設備の構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示したとおり、本発明の実施例に係る鋳造装置は、製鋼工程で製錬された溶鋼を収容する取鍋１０と、取鍋１０に接続される注入ノズル（図示なし）を介して溶鋼の供給を受け、これを一時貯蔵し、モールド３０に供給するタンディッシュ２０と、タンディッシュ２０に接続される浸漬ノズル２２を介して溶鋼を受け取って、一定の形状に初期凝固させるモールド３０と、モールド３０の下部に備えられて、モールド３０から引く抜きされる未凝固鋳片１を冷却させながら、一連の成形作業を実行するように複数のセグメントが連続的に配列される冷却ライン４０を含むことができる。
【００１９】
また、図２及び図３に示したとおり、鋳造装置は、モールド３０に供給される溶鋼の湯面にモールドフラックスを溶融させて供給する溶融物注入装置１００と、モールド３０内のモールドフラックスの成分変化に応じた各種の現象を測定する測定部１３０と、測定部１３０の測定結果に応じて溶融物注入装置１００の動作を制御する制御部１４０を含む。
溶融物注入装置１００は、固相のモールドフラックスを溶融させてモールド３０に液状のモールドフラックス、即ち、溶融モールド３０を供給することができる。従来は、溶融物注入装置が鋼種によって特定の成分を有するように提供されるモールド３０を、そのままプラズマトーチなどの加熱手段により、リアルタイムで溶融させてモールド３０に供給した。しかし、鋳造時、モールド３０内に供給された溶融モールド３０が、溶鋼中に不純物と反応して、その成分が変化しても、溶融物注入装置では、続いて同じ成分のモールド３０を供給するため、鋳造中、モールド３０の成分変化にリアルタイムで対応することは不可能である。
【００２０】
また、この鋼種を連続鋳造する場合には、鋼種によってお互いに異なる成分のモールド３０が提供されるため、鋼種に適合する成分を有するモールド３０に変更するのに時間を要し、溶解炉１２２内でお互いに異なる成分のモールド３０が必然的に混合されて、モールド３０と凝固セルとの間にモールド３０が円滑に注入されなくなり、凝固セル割れ現象などのような問題点が発生した。
そこで、本発明では、上述した溶融物注入装置の問題点を解決するために、モールド３０に供給される溶融モールド３０の成分をリアルタイムで変更することができるように、溶融物注入装置１００を構成した。以下では、モールドフラックスを指す言葉として、溶解炉１２２に供給される前には、固相のモールドフラックスをモールドフラックスとし、溶解炉１２２で固相のモールドフラックスを溶解させた後には、溶融モールドフラックスを用いる。また、溶融モールドフラックスをモールド３０に注入した後にはモールドスラグとする。
【００２１】
本発明の実施例に係る溶融物注入装置１００は、固相のモールドフラックスを供給する原料供給部１１０と、固相のモールドフラックスを供給を受けて溶解させて、溶融モールドフラックスを生成し、溶融モールドフラックスをモールド３０に注入する溶融部１２０及び原料供給部１１０と溶融部１２０の動作を制御する制御部１４０を含むことができる。
原料供給部１１０は、第１原料を供給する第１原料供給部１１２と、第２原料を供給する第２原料供給部１１４と、第１原料供給部１１２と第２原料供給部１１４とに接続されて、第１原料供給部１１２と第２原料供給部１１４から供給される第１原料と第２原料を混合して第１原料と第２原料との混合物を製造する混合部１１６を含むことができる。また、原料供給部１１０は、第１原料と第２原料との混合物を混合部１１６を介して、溶融部１２０に供給することもできるが、混合部１１６と溶融部１２０との間に第１原料または第１原料と第２原料との混合物を溶融部１２０に一定に供給することができる原料供給器１１８を含むこともできる。
【００２２】
第１原料供給部１１２は、第１原料、例えば、メインモールドフラックスを貯蔵する第１貯蔵機１１２ａと、第１貯蔵機１１２ａと混合部１１６とを連通させる第１移送配管１１２ｂを含むことができる。
第１貯蔵機１１２ａは、固体状態の第１原料、例えば、メインモールドフラックスを貯蔵する。第１貯蔵機１１２ａでメインモールドフラックスが排出される部分であるが、第１移送配管１１２ｂには、メインモールドフラックスを第１移送配管１１２ｂに一定量ずつまたは均一に排出するための第１切出機１１２ｃが備えられることができる。この時、第１切出機１１２ｃは、第１貯蔵機１１２ａまたは第１移送配管１１２ｂに備えられて、駆動装置の動作によって作動するスクリューフィーダであることができ、第１貯蔵機１１２ａと第１移送配管１１２ｂの接続部位や第１移送配管１１２ｂの内部の流路を開閉するバルブであることもできる。
【００２３】
第２原料供給部１１４は、第２原料、例えば、添加剤を貯蔵する第２貯蔵機１１４ａと、第２貯蔵機１１４ａと混合部１１６とを連通させる第２移送配管１１４ｂを含むことができる。この時、第２貯蔵機１１４ａは、複数備えられて、様々な種類の添加剤をそれぞれ独立的に貯蔵することができる。各第２貯蔵機１１４ａから添加剤が排出される部分や第２移送配管１１４ｂには、添加剤を混合部１１６に一定量ずつまたは均一的に排出するための第２切出機１１４ｃが備えられることができ、第２切出機１１４ｃは、第１貯蔵機１１２ａや第２移送配管１１４ｂ内に備えられて、駆動装置の動作によって作動するスクリューフィーダであることもでき、第２貯蔵機１１４ａと第２移送配管１１４ｂとの接続部位を開閉したり、第２移送配管１１４ｂの内部の流路を開閉するバルブであることができる。
このような構成によって、第２原料供給部１１４は、複数の添加剤中の少なくとも一つの添加剤を選択的に供給することができる。
【００２４】
混合部１１６は、第１原料供給部１１２及び第２原料供給部１１４から排出されるメインモールドフラックスと、添加剤を均一に混合したモールドフラックスを溶融部１２０に供給することができる。また、混合部１１６は、第１原料供給部１１２から供給される第１原料だけ溶融部１２０に供給することもできる。混合部１１６は、第１原料供給部１１２と、第２原料供給部１１４から供給されるメインモールドフラックスと、添加剤を収容する混合容器１１６ａと、混合容器１１６ａ内に収容されるメインモールドフラックスと、添加剤を均一に混合するための撹拌器（図示なし）及びメインモールドフラックスと、添加剤の混合物、即ち、モールドフラックスを溶融部１２０に移送する第３移送配管１１６ｂを含むことができる。
混合容器１１６ａは、第１原料供給部１１２と第２原料供給部１１４から排出される固体状態のメインモールドフラックスと添加剤を収容することができる。混合容器１１６ａからメインモールドフラックスと添加剤の混合物が排出される部分や、第３移送配管１１６ｂには、第１原料と第２原料との混合物を一定量ずつまたは均一に排出するための第３切出機１１６ｃが備えられることができる。この時、第３切出機１１６ｃは、混合容器１１６ａや第３移送配管１１６ｂに設置されてモーターの駆動によって動作するスクリューであることができ、混合容器１１６ａと第３移送配管１１６ｂの接続部位を開閉したり、第３移送配管１１６ｂの内部の流路を開閉するバルブであることもできる。
【００２５】
撹拌器は、混合容器１１６ａ内で回転可能に構成されるスクリューやインペラなどで形成されることができる。他にも、撹拌器は、混合容器１１６ａ内に不活性ガスなどを吹き込むことができるノズルであることもできる。
ここでは、混合部１１６が、混合容器１１６ａと撹拌器を含むように構成されるように説明しているが、混合容器１１６ａを回転可能に構成して、撹拌器なしにメインモールドフラックスと、添加剤を均一に混合することもできる。混合部１１６は、これに限定されなく、メインモールドフラックスと添加剤を均一に混合することができる多様な形態で形成されることができる。
また、混合部１１６は、メインモールドフラックスまたはメインモールドフラックスと添加剤の混合物を予熱するための加熱器１１６ｄを含むことができる。加熱器１１６ｄは、撹拌器や混合容器に備えられることができ、メインモールドフラックスまたはメインモールドフラックスと添加剤の混合物を一定の温度に加熱して原料供給器１１８に供給することができる。
【００２６】
原料供給器１１８は、混合部１１６の第３移送配管１１６ｂと連通される第３貯蔵機１１８ａと、第３貯蔵機１１８ａと溶融部１２０を接続して、その内部流路を介して第１原料または第１原料と第２原料との混合物を供給する第４移送配管１１８ｂと、第３貯蔵機１１８ａの内部や第４移送配管１１８ｂに備えられて、第１原料または第１原料と第２原料との混合物を溶融部１２０に一定量ずつまたは均一に排出するための第４切出機１１８ｃが備えられることができる。第４切出機１１８ｃも上述した第１切出機１１２ｃ、第２切出機１１４ｃ、第３切出機１１６ｃのように、第３貯蔵機１１８ａや第４移送配管１１８ｂ内に備えられて、駆動装置の動作によって作動するスクリューフィーダやバルブであることができる。
また、原料供給器１１８は、混合部１１６から供給されるメインモールドフラックスまたはメインモールドフラックスと添加剤の混合物を予熱するための加熱器１１８ｄを含むことができる。加熱器１１８ｄは、第３貯蔵機１１８ａや第４移送配管１１８ｂに備えられることができ、メインモールドフラックスまたはメインモールドフラックスと添加剤の混合物を一定の温度に加熱して溶融部１２０に供給することができる。これにより、メインモールドフラックスまたはメインモールドフラックスと添加剤の混合物の溶解を促進してモールドスラグの成分の変化により速く対応することができる。
【００２７】
溶融部１２０は、上部に混合部１１６から供給されるモールドフラックス、即ち、メインモールドフラックスと添加剤の混合物を加熱して溶融させることで、溶融モールドフラックスを生成及び一時貯蔵し、溶融モールドフラックスを吐出させてモールド３０に注入することができる。溶融部１２０は、混合部１１６から供給される混合物が収容される溶解炉１２２と、溶解炉１２２の内部に、熱源を供給する熱源供給部１２８を含む。
溶解炉１２２は、内部にメインモールドフラックスと添加剤が注入されて溶解される溶解空間が形成され、一側には溶融モールドフラックスをモールド３０に注入するための吐出口１２６が形成される。溶解炉１２２は、中心部が下に向いて折り曲げられる大略“Ｖ”字形で形成され、傾動可能に備えることができる。溶解炉１２２には、上部に混合部１１６から排出されるモールドフラックスを溶解空間に注入するための注入口１２４と、溶解空間で生成された溶融モールドフラックスをモールド３０に注入するための吐出口１２６を含む。そして、溶解炉１２２には溶解空間に熱源を供給することができるように、一側には熱源供給部１２８が接続される。これにより、溶解炉１２２の一側から熱源が供給されて、溶解空間内のモールドフラックスが溶解されて溶融モールドフラックスが生成及び一時貯蔵され、他側の吐出口１２６を介して溶融モールドフラックスが吐出され、モールド３０に注入される。これは、溶解炉１２２が傾動可能に構成されたので可能になることであり、溶解炉１２２の傾動の程度によって、溶解空間に一時貯蔵される溶融モールドフラックスの吐出量を調整することができる。
【００２８】
熱源供給部１２８は、プラズマトーチとプラズマトーチに窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などのようなプラズマガスを供給するガス供給管を含むことができる。プラズマトーチは、電気を用いて２０００℃以上の高温のプラズマを発生させる装置として、溶解炉１２２の溶解空間にプラズマを発生させる。プラズマトーチは、ガス供給管から供給されるプラズマガスが収容されるプラズマ閉じ込め管と、プラズマ閉じ込め管を囲んで配置される誘導コイル及び誘導コイルに電源を供給する電源供給器などを含む。これにより、電源供給器から誘導コイルに電源を印加すると、プラズマ閉じ込め管の内部にプラズマが生成される。このように生成されたプラズマと、プラズマによる熱は注入口１２４を介して溶解空間に供給される混合物、即ち、固相のモールドフラックスと添加剤を溶解させる熱源として使用されることができる。溶解空間の溶融モールドフラックスは、溶解空間に一時的に貯蔵されてから、溶解炉１２２を傾動させると、吐出口１２６を介して吐出されて、モールド３０に注入される。
溶融部１２０を構成する溶解炉１２２は、他にも様々な形状で形成されることができ、溶融モールドフラックスも様々な方法で吐出させることができることは勿論である。このような溶融部１２０は、公知の技術としてより具体的な説明は省略する。
【００２９】
このような構成を介して、溶融物注入装置１００は、モールドフラックスの成分をリアルタイムで調整して溶解させた後、モールド３０に注入することができる。
また、測定部１３０は、モールド３０に備えられ、モールド３０の伝熱挙動を測定するための温度測定器またはモールド３０内に注入されたモールドフラックスの成分を測定するプローブであることができる。
測定部１３０に温度測定器が使用される場合、温度測定器は、モールド３０に設置されて、モールド３０の温度変化を測定することができる。例えば、単一の鋼種を多連鋳造する場合、鋳造後、ある程度の時間が経過すると、モールドスラグにＡｌ２Ｏ３が流入されて、モールドスラグの粘度が上昇するようになる。これにより、モールド３０と凝固セルとの間に、モールドスラグが不均一に流入され、潤滑作用が正常に行われない。このような影響で凝固セルからモールド３０に熱伝達が均一に行われず、温度測定器によって測定される温度値に偏差が発生するようになる。したがって、温度測定器によって測定される温度値に基づいて、今後モールド３０に注入される溶融モールドフラックスの成分を変更して、モールド３０に注入することで、鋳造性能を向上させることができる。
【００３０】
また、測定部１３０として、プローブを使用する場合、モールド３０内のモールドスラグ中の一部を採取して、プローブを介して採取されたモールドスラグの成分を分析して、モールド３０に注入される溶融モールドフラックスと、モールドスラグの成分を比較分析することができる。これにより、鋳造中、モールドスラグの成分変化に対応して、今後モールド３０に注入される溶融モールドフラックスの成分を変更してモールド３０に注入することで、鋳造性能を向上させることができる。
このように測定部１３０の測定結果を用いて、モールドフラックスに添加剤を混合する内容に対しては、鋳造方法の説明で再び言及することにする。
制御部１４０は、測定部１３０の測定結果を受け取って、その測定結果に応じて、原料供給部の動作を制御して、メインモールドフラックスと添加剤の供給量を調整することで、モールド３０に注入される溶融モールドフラックスの成分を制御する。また、制御部１４０は、溶融部１２０と測定部１３０の動作を制御して測定結果に応じて、モールド３０に注入される溶融モールドフラックスの供給量も調整する。
【００３１】
以下では、本発明の実施例に係る鋳造方法に関して説明する。
本発明の鋳造方法は、単一の鋼種を利用して鋳片を鋳造する第１実施例と、この鋼種を利用して鋳片を鋳造する第２実施例を含む。
図４は、本発明の第１実施例に係る鋳造方法を順次に示すフローチャートである。
まず、単一の鋼種を利用して鋳片を鋳造する第１実施例に関して説明する。
本発明の第１実施例に係る鋳造方法は、メインモールドフラックスと添加剤を用意する段階Ｓ１１０と、取鍋１０、タンディッシュ２０を経た溶鋼をモールド３０に注入する段階Ｓ１２０と、モールド３０内に注入された溶鋼の上部に溶融モールドフラックスを注入する段階Ｓ１３０と、鋳造状態を測定する段階Ｓ１４０と、及び鋳造状態を分析して添加剤の投入可否を判断する段階Ｓ１５０で判断した後、添加剤を投入する段階Ｓ１６０とを含む。モールド３０に溶鋼を注入する段階と、溶融モールドフラックスを注入する段階は、鋳造が行われる間、連続的に行われる。そして、鋳造状態を測定する段階と、添加剤を注入する段階は、鋳造の完了が判断段階Ｓ１７０で判断される過程により鋳造が進行される間、繰り返しで実行される。
【００３２】
以下では、鋳造初期にモールド３０に注入される溶融モールドフラックスを第１溶融モールドフラックスとし、鋳造中に添加剤と混合されてモールド３０に注入される溶融モールドフラックスを第２溶融モールドフラックスとする。
メインモールドフラックスと添加剤を用意する段階は、第１貯蔵機１１２ａに固相のメインモールドフラックスを用意して、第２貯蔵機１１４ａには、鋳造中にメインモールドフラックスと混合される添加剤を用意する。この時、溶融モールドフラックスは、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｆ、Ｆｅ２Ｏ３などを含むことができる。メインモールドフラックスは、鋳造に使用される溶鋼に適合する組成を有するように製造されたものである。そして、添加剤は、ＮａＦ（Ｓ）、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＣａＦ２（Ｓ）、ＡｌＦ３（ｓ）、ＳｉＯ２（ｓ）、Ｌｉ２Ｏ（ｓ）、ＬｉＦ（ｓ）、ＣａＯ、ＭｎＯ、Ｐ２Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３（ｓ）、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ（ｓ）、Ｎａ２Ｏ（ｓ）、Ｃ中のいずれか一つであるかまたは、二つ以上の成分を混合したものであることができる。
【００３３】
溶鋼をモールド３０に注入する段階は、製錬工程で製錬が完了されて取鍋１０に収容された溶鋼を、注入ノズルを介してタンディッシュ２０に供給し、タンディッシュ２０に供給された溶鋼は、タンディッシュ２０に備えられた浸漬ノズル２２を介してモールド３０に注入する。
モールド３０に溶鋼がある程度注入されると、モールド３０内の溶鋼の上部に第１溶融モールドフラックスを注入する。第１溶融モールドフラックスは、第１貯蔵機１１２ａに貯蔵されたメインモールドフラックスを混合部１１６の混合容器１１６ａを通して溶融部１２０で溶融させて製造される。鋳造初期に注入される第１溶融モールドフラックスは、溶融部１２０でメインモールドフラックスだけ溶解させて製造されたものである。
このように溶鋼と第１溶融モールドフラックスをモールド３０に注入して鋳片を鋳造することができる。モールド３０に注入された第１溶融モールドフラックス、即ち、モールドスラグは、モールド３０と凝固セル（または溶鋼）の間に流入されて、モールド３０と凝固セルとの間の熱伝達を制御し、潤滑作用をして鋳片の鋳造を円滑にする。
【００３４】
鋳造初期にモールドスラグは、注入された場合に成分を維持するが、鋳造が進行されながら、溶鋼中に不純物がモールドスラグに流入されてモールドスラグの成分が変化する。例えば、溶鋼中に、Ａｌ２Ｏ３がモールドスラグに流入されると、モールドスラグの粘度が増える。この場合、モールドスラグがモールド３０と凝固セルとの間に円滑に流入されなくなり、モールドスラグがモールド３０の幅方向及び長さ方向に不均一に流入される。
このような影響により、モールド３０と凝固セルとの間に熱伝達が不均一に行われて、凝固セルが正常に形成されなくなり、これにより、鋳造後、鋳片に表面欠陥が形成されたり鋳片割れ現象が発生する。
これにより、鋳造中、メインモールドフラックスと添加剤を混合した後に溶融させて製造された第２溶融モールドフラックスをモールド３０に注入することで、モールドスラグの成分変化に速く対応してモールドスラグがモールドと凝固セルとの間に均一に流入されるようにして鋳片の品質を向上させることができる。
【００３５】
添加剤の投入可否は、鋳造状態、例えば、モールド３０の温度変化やモールドスラグの成分変化により決定される。
鋳造中、モールド３０の温度変化を測定し、測定された温度変化によって、モールドフラックスに添加剤を適当な量を混合した後、溶融させてモールド３０に注入することで、モールドスラグの成分変化に速く対応することができる。したがって、モールドスラグがモールド３０と凝固セルとの間に均一に流入されるようにして、鋳造が完了されるまで鋳造初期のような伝熱特性と潤滑性能を維持することができる。
モールド３０の温度測定は、モールド３０にモールド３０の長さ方向及び幅方向へ複数の温度測定器を設置し、モールド３０の長さ方向及び（または）幅方向での温度値を測定する。その後、温度測定器で測定された温度値の偏差を測定する。測定された温度値が、鋳造初期に測定された温度値から０を超えないし５％程度の偏差範囲に含まれると、鋳造をそのまま行うことができる。又は、測定された温度値が提示された偏差範囲を離脱する場合、添加剤の投入を決定することができる。
【００３６】
比較の結果、測定された温度値が偏差範囲内に含まれると、モールドスラグがモールド３０と凝固セルとの間に均一に注入され、モールドスラグの成分変化が微々であることと判断し、鋳造初期と同じ成分の溶融モールドフラックス、即ち、第１溶融モールドフラックスをモールド３０に注入する。
しかし、測定された温度値が偏差範囲を離脱する場合には、モールドスラグの成分の変化が大きく起きたと判断して、添加剤が投入される溶融モールドフラックス、即ち、第２溶融モールドフラックスをモールド３０に注入することができる。
モールド３０に投入される添加剤の選択は、以下のように選択される。
【００３７】
鋳造初期には、モールドスラグの成分変化がほぼないため、温度測定器から測定される温度値は、一定の範囲内で変化するようになる。しかし、鋳造が行われながら溶鋼中に不純物がモールドスラグに流入されて、モールドスラグの成分に変化が発生するようになる。例えば、溶鋼中にＡｌ２Ｏ３が流入されたり、モールドスラグ中からフッ素（Ｆ）成分が揮発されてモールドスラグの粘度が高くなる。この場合、モールドスラグがモールド３０と凝固セルとの間に均一に流入されなくなって、伝熱性能が低下されてモールド３０に設置される温度測定器で測定される温度値に変化が発生するようになる。このような場合、モールドフラックスと添加剤を混合して溶融させた後、モールド３０に注入することで、モールドスラグの成分変化による鋳造効率の低下を抑制または防止することができる。モールドスラグにＡｌ２Ｏ３が多量に流入される場合には、添加剤として、ＮａＦ、ＣａＦ２、Ｌｉ２ＣＯ３など中に少なくともいずれか一つを使用することができ、モールドスラグ中のフッ素が揮発された場合には、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＮａＦ等中に少なくともいずれか一つを使用することができる。これにより、モールド３０内のモールドスラグの粘度をある程度下げることができるので、モールドスラグが、モールド３０と凝固セルとの間に均一に注入されることができる。例えば、溶融モールドスラグを、１ｋｇ／分で注入する場合、添加剤として、Ｎａ３ＡｌＦ６を５０ｇ／分で投入する。即ち、溶融モールドスラグの全体の重量に対して、１〜５重量％の範囲で投入する。この場合、モールド３０に注入されるモールドスラグの成分中にフッ素含有量が０．５４〜２．７重量％程度に増加するようになり、モールドスラグの粘度が増加されてモールドと凝固セルとの間にモールドスラグが円滑に流入されることができる。一方、Ａｌ２Ｏ３とＮａ２Ｏの成分も０〜２重量％範囲内でいくらか増加するようになる。Ａｌ２Ｏ３とＮａ２Ｏの含有量の変化は、フッ素含有量の変化に比べて微々であり、鋳造に大きな影響を与えない。
【００３８】
他にも、添加剤は、上述した様々な種類の添加剤中の少なくともいずれか一つが使用されることができるのは、もちろんである。
メインモールドフラックスと添加剤の混合は、制御部１４０を介して行われて、制御部１４０は、測定部１３０、例えば、温度測定器で測定された結果を受け取って、第１原料供給部１１２の第１切出機１１２ｃと、第２原料供給部１１４の第２切出機１１４ｃの動作を制御して、第１貯蔵機１１２ａと第２貯蔵機１１４ａにそれぞれ貯蔵されたメインモールドフラックスと添加剤を混合部１１６の混合容器１１６ａに供給する。
この後、制御部１４０は、混合部１１６の撹拌器を動作させて、混合容器１１６ａに供給されたメインモールドフラックスと添加剤を均一に混合する。メインモールドフラックスと添加剤が均一に混合されると、制御部１４０は、混合部１１６の第３切出機１１６ｃを動作させて、メインモールドフラックスと添加剤の混合物を溶融部１２０の溶解炉１２２に注入する。
【００３９】
溶解炉１２２に注入された混合物は、溶融部１２０の熱源供給部１２８から提供される熱、即ち、プラズマによって溶解されて第２溶融モールドフラックスで製造される。このように製造された第２溶融モールドフラックスは、溶解炉１２２の傾動によって溶解炉１２２に形成された吐出口１２６を介してモールド３０に注入されて、モールドスラグと混合される。これにより、モールド３０内のモールドスラグの粘度が低くなり、モールド３０と凝固セルとの間に均一に流入されることができる。
このように鋳片を鋳造する過程において、モールド３０の温度を継続的に監視して、モールドスラグの成分変化によるモールド３０の温度変化に速く対応して鋳片の品質を向上させることができる。鋳造中、モールドスラグの成分の制御は、測定部１３０による測定結果に応じて、複数回繰り返し実行されることができる。したがって、鋳造中にモールドスラグの成分変化に速く対応してモールドスラグの成分を制御することができるので、浸漬ノズル２２などのような装置の劣化が発生しない限り、溶鋼の処理量、即ち、チャージ（ｃｈａｒｇｅ）数を増加させて鋳造時間を延長することができ、連続鋳造が可能になって、鋳片の生産量を向上させることができる。
ここでは、モールド３０の温度変化を介して、モールドスラグの成分変化を測定することで説明したが、鋳造中にモールドスラグを採取してモールドスラグの成分を分析することもできる。または、モールドスラグにＡｌ２Ｏ３が流入される場合、モールドスラグの色が変更されるため、肉眼でもモールドスラグの成分変化を測定することができる。
【００４０】
以下では、本発明の第２実施例に関して説明する。
図５は、本発明の第２実施例に係る鋳造方法で鋳片を鋳造する場合、モールドに溶融モールドフラックスを注入する方法を概念的に示すブロック図である。
本発明の第２実施例においては、異なる鋼種、例えば、異鋼種を鋳造する方法に関して説明する。
【００４１】
例えば、高Ａｌ鋼や高Ｍｎ鋼を利用して鋳片を鋳造する場合、お互いに異なる成分を有するモールドフラックスを使用するようになる。この時、使用するモールドフラックスは、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｆ、Ｆｅ２Ｏ３などを含んでいるが、その含有量に差があり、その以外の他の成分をもっと含むことができる。したがって、このような異鋼種を連続的に鋳造する場合、鋼種が変わる時、異なるモールドフラックスを注入するようになる。この場合、鋼種によって適当なモールドフラックスを別途に用意しなければならなく、鋳造しようとする鋼種の生産量の少ない場合には、溶融炉内に残留する溶融モールドフラックスを廃棄して、新しいモールドフラックスを溶融させて溶融モールドフラックスを用意したり、鋳造中にお互いに異なる成分のモールドフラックスが混合されてモールド３０に供給される過渡期が発生するようになる。
したがって、本発明の第２実施例においては、鋳造中に使用される鋼種によって溶融モールドフラックスの成分を調整してモールド３０に注入することができる。
【００４２】
以下では、全ての鋼種に適用することができるモールドフラックスは、メインモールドフラックスとし、鋳造初期に使用される添加剤は第１添加剤とし、鋳造中に鋼種が変更される時使用される添加剤は第２添加剤とする。また、鋳造中に測定部１３０によって測定された結果によって使用される添加剤は第３添加剤とする。
本発明の第２実施例に係る鋳造方法は、メインモールドフラックス、第１添加剤、第２添加剤及び第３添加剤を用意する段階と、取鍋１０、タンディッシュ２０を経た第１溶鋼をモールド３０に注入する段階と、モールド３０内に注入された第１溶鋼の上部にメインモールドフラックスと第１添加剤を混合して製造された第１溶融モールドフラックスを注入する段階と、第１溶鋼を利用した鋳造が完了すると、第２溶鋼をモールド３０に注入する段階と、モールド３０内に注入された第２溶鋼の上部にメインモールドフラックスと第２添加剤を利用して製造された第２溶融モールドフラックスを注入する段階を含むことができる。また、第１溶鋼及び第２溶鋼を利用して鋳片を鋳造する過程において、鋳造状態を測定する段階及び鋳造状態に応じて第３添加剤を注入する段階を含むことができる。
ここで、第１溶鋼を利用する鋳造工程と、第２溶鋼を利用する鋳造工程を連続的に実行されることができ、鋳造状態を測定する段階と、第３添加剤を注入する段階は第２溶鋼を利用する鋳造の完了が判断される段階によって鋳造が行われる間、繰り返し実行されることができる。
【００４３】
まず、メインモールドフラックス、第１添加剤、第２添加剤及び第３添加剤を用意する段階は、全ての鋼種に適用することができるメインモールドフラックスと、鋼種によってモールドフラックスの成分を調整するための第１添加剤及び鋳造中にモールドスラグの成分を調整するための第２添加剤を用意する。メインモールドフラックスは、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｆ、Ｆｅ２Ｏ３などを含む。そして、第３添加剤は、ＮａＦ（Ｓ）、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＣａＦ２（Ｓ）、ＡｌＦ３（ｓ）、ＳｉＯ２（ｓ）、Ｌｉ２Ｏ（ｓ）、ＬｉＦ（ｓ）、ＣａＯ、ＭｎＯ、Ｐ２Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３（ｓ）、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ（ｓ）、Ｎａ２Ｏ（ｓ）、Ｃ中の少なくともいずれか一つであることができる。そして、第１添加剤と第２添加剤は、鋼種に応じたモールドフラックスの成分を調整するためのものとして、メインモールドフラックスの成分中の少なくともいずれか一つを含むことができ、第２添加剤の成分中の少なくともいずれか一つを含むことができる。即ち、第１添加剤と第２添加剤は、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、Ｐ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｆ、Ｆｅ２Ｏ３、ＮａＦ（Ｓ）、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＣａＦ２（Ｓ）、ＡｌＦ３（ｓ）、ＳｉＯ２（ｓ）、Ｌｉ２Ｏ（ｓ）、ＬｉＦ（ｓ）、ＣａＯ、ＭｎＯ、Ｐ２Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３（ｓ）、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ（ｓ）、Ｎａ２Ｏ（ｓ）、Ｃ中の少なくともいずれか一つであることができる。また、第１添加剤と第２添加剤がお互いに同じ成分であることができる。
【００４４】
このように用意されたメインモールドフラックスは、第１原料貯蔵部の第１貯蔵機１１２ａに貯蔵され、第１添加剤と第２添加剤及び第３添加剤は、第２原料貯蔵部の第２貯蔵機１１４ａに貯蔵される。この時、第２貯蔵機１１４ａは、複数個に具備されて、第１添加剤と第２添加剤及び第３添加剤のそれぞれの成分を貯蔵することができる。
この後、鋳造が始まると、第１溶鋼をモールド３０に注入し、第１溶鋼の上部にメインモールドフラックスと第１添加剤を混合して製造された第１溶融モールドフラックスを注入する。
そして、第１溶鋼を利用する鋳造が完了されると、モールド３０に第２溶鋼を注入し、第２溶鋼の上部にメインモールドフラックスと第２添加剤を混合して製造された第２溶融モールドフラックスを注入する。
【００４５】
例えば、第１溶鋼が高マンガン鋼と、第２溶鋼が高マンガン−高アルミニウム鉱である場合、第１溶融モールドフラックスと、第２溶融モールドフラックスは、Ａｌ２Ｏ３の含有量に差を有する。即ち、第１溶融モールドフラックスには、第２溶融モールドフラックスに比べてＡｌ２Ｏ３が少なく含有される。
したがって、鋳造初期のモールド３０に第１溶鋼が注入される時には、メインモールドフラックスと第１添加剤として微量、例えば、１％未満のＡｌ２Ｏ３を投入し、第１溶鋼を利用する鋳造が完了されて、モールド３０に第２溶鋼が注入される時には、メインモールドフラックスと第２添加剤として１〜３％のＡｌ２Ｏ３を投入する。この時、第２添加剤は、第２溶融モールドフラックスが第２溶鋼に適合する物性を有するように徐々に増加させる方法で投入されることができる。これは、第２溶融モールドフラックスの物性、例えば、粘度や塩基度が激しく変更されると、モールドと凝固セルとの間に円滑に流入されなくて、鋳片割れ現象が発生する虞があるためである。
【００４６】
上記の例では、第１添加剤と第２添加剤が同じ成分で形成され、その投入量を増加させる例に対して説明したが、モールド３０に注入される溶鋼の種類によって、第１添加剤と第２添加剤の投入量を徐々に減少させることもでき、第１添加剤と第２添加剤の成分が相互に異なるのは勿論である。また、２種類の溶鋼を利用して鋳造を実行する方法に関して説明したが、２種類以上の溶鋼を利用して鋳造を実行することもできる。
また、異鋼種、即ち、第１溶鋼及び第２溶鋼を利用して鋳造する間、前述の実施例のように、鋳造状態を測定し、その測定結果に応じて、第２添加剤を使用してモールドスラグの成分を調整することができるのはもちろんである。
以下では、本発明に応じた鋳造方法で鋳片を鋳造する実験例について説明する。本実験例は、単一の鋼種を利用して鋳片を鋳造する過程において、添加剤の投入可否に応じたモールド温度変化を調べる。
【００４７】
図６は、本発明の実施例に係る鋳造方法で鋳片を鋳造する場合、添加剤の投入可否に応じた実験結果を示すグラフであって、鋳造中に添加剤の投入可否に応じたモールドの温度変化を示している。
モールド３０に複数の温度測定器を設置し、鋳造中にモールド３０の温度を測定した。温度測定器は、モールド３０の幅方向、例えば、鋳片の幅方向の中心部でモールド３０の長さ方向、例えば、鋳片の鋳造方向に沿って複数の地点、具体的には、モールド３０の上部から３００、４００、５００及び６００ｍｍの地点に設置した。
そして、モールド３０に溶鋼を注入し、メインモールドフラックスを溶解させた第１溶融モールドフラックスを、モールド３０に注入された溶鋼の上部に注入した。
【００４８】
図６を参照すると、鋳造初期（Ａ区間）には、モールド３０の温度が一定の範囲内で変化することを分かる。しかし、鋳造半ば（Ｂ区間）では、モールド３０の温度が激しく変化して、不規則に揺れ動くことが分かる。一定時間の間、モールド３０の温度を観察したが、鋳造初期（Ａ区間）のようなパターンには戻って来なかった。
これにより、メインモールドフラックスと添加剤を混合して溶融させた第２溶融モールドフラックスをモールド３０に投入した。この時、添加剤として、フッ素（Ｆ）を投入した。
モールド３０に第２溶融モールドフラックスが投入されると、モールド３０の温度は、徐々に安定的に変化して、一定の範囲内で変化した。
このような現象は、鋳造中にモールドスラグが溶鋼中に不純物との反応を介して成分が変化することで、発生する。したがって、鋳造中に添加剤を投入して、モールドスラグの成分を調整することで、鋳造を円滑に実行することができ、それによって鋳片の品質低下を抑制または防止することができる。
【００４９】
上記では、鋳片を鋳造する方法及び装置について説明したが、これにより限定されなく、液状脱リン材を利用した製錬工程のように、様々な操業に適用されることができる。
このように、本発明の詳細な説明では、具体的な実施例に関して説明したが、本発明の範疇から離脱しない限度内で各種の変形が可能であるのはもちろんである。本発明の範囲は、説明された実施例に限定して定めてはならず、後述する特許請求の範囲及び、この請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に応じた溶融物注入装置、これを用いた鋳造設備及び鋳造方法は、鋳片を鋳造する連続鋳造工程に適用されて鋳片の品質及び生産性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１：未凝固鋳片
１０：取鍋
２０：タンディッシュ
２２：浸漬ノズル
３０：モールド
４０：冷却ライン
１００：溶融物注入装置
１１０：原料供給部
１１２：第１原料供給部
１１２ａ：第１貯蔵機
１１２ｂ：第１移送配管
１１２ｃ：第１切出機
１１４：第２原料供給部
１１４ａ：第２貯蔵機
１１４ｂ：第２移送配管
１１４ｃ：第２切出機
１１６：混合部
１１６ａ：混合容器
１１６ｂ：第３移送配管
１１６ｃ：第３切出機
１１６ｄ：加熱器
１１８：原料供給器
１１８ａ：第３貯蔵機
１１８ｂ：第４移送配管
１１８ｃ：第４切出機
１１８ｄ：加熱器
１２０：溶融部
１２２：溶解炉
１２４：注入口
１２６：吐出口
１２８：熱源供給部
１３０：測定部
１４０：制御部
【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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