(57)【要約】【課題】１つのタンディシュを熱間で繰り返し使用する単基操業により、生産能力を低下することなく高品質の連続鋳造鋳片を製造することができる連続鋳造方法を提案する。【解決手段】複数のスライディングノズルを有するタンディッシュから連続鋳造鋳型へ溶鋼を注入して連続鋳造する方法において、前記タンディッシュの補修時に、複数のスライディングノズルの交換を同数の交換機を用いて同時に行うことにより、予備のタンディッシュを使用することなく１つのタンディッシュを繰り返し使用して連続的に操業する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスライディングノズルを有するタンディッシュから連続鋳造鋳型へ溶鋼を注入して連続鋳造する方法において、前記タンディッシュの補修時に、複数のスライディングノズルの交換を同数の交換機を用いて同時に行うことにより、予備のタンディッシュを使用することなく１つのタンディッシュを繰り返し使用して連続的に操業することを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項２】
上記タンディッシュの繰り返し使用時の待機時間を、６０分以内としたことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鋼の連続鋳造方法に関し、特に、取鍋と鋳型との間に設置されたタンディッシュの操業方法を改善した連続鋳造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
連続鋳造は、図１（ａ）に示すように、取鍋１から注入された溶鋼２をタンディッシュ３にいったん貯めて、その溶鋼２を、スライディングノズル４および浸漬ノズル５を介して、鋳型６に注入し、この鋳型６で冷却、凝固させながら下方に凝固シェルを引き抜き、鋳型６の出側において凝固シェルをさらに冷却することによって鋳片７を連続して製造するものである。そして、取鍋１内の溶鋼を注入し終えた後は、次の溶鋼を満たした取鍋に取り替えて、連続して鋳造が続けられる。
【０００３】
上記タンディッシュ３の下部には、溶鋼２の吐出口を開閉し溶鋼流量を制御するスライディングノズル４および該スライディングノズル４から鋳型内に溶鋼を静かに注入する浸漬ノズル５が設置されており、これらは鋳造時の溶鋼流によって溶損されるため、十数チャージを鋳造した後、予備のタンディッシュと取り換えられる。鋳造を終えたタンディッシュは、浸漬ノズル５やスライディングノズル４の交換および耐火物の手入れのため、補修に回される。この補修作業は、図１（ｂ）に示すように、タンディッシュ３内の残鋼や残滓を廃棄してから、図１（ｃ）に示すように、スライディングノズル４、浸漬ノズル５を交換し、次いで、必要に応じてタンディッシュ３内面の局部的な耐火物の消耗部分に不定形の耐火物を吹付けて補修整備を行った後、図１（ｄ）に示すように、タンディッシュ３をバーナ８等により加熱して、次の鋳造に使用されるまで待機させるのが普通である。
【０００４】
このような一連のタンディッシュの補修には、長時間を要するため、従来は１機の連続鋳造設備につき２基以上のタンディッシュを用意して、交互に使用している。そのため、取り換えられたタンディッシュが次に使用されるまでの待機時間は、平均５時間程度と長い。そしてこの待機時間は、最近の耐火物技術の進歩によりノズルの寿命が改善されたことから、さらに長時間化する傾向にある。
【０００５】
そのため、待機状態にあるタンディッシュは、バーナ等で予熱されているとはいえ、タンディッシュ全体の温度は徐々に低下する。その結果、次の鋳造開始の際、取鍋から最初に注入される溶鋼の熱がタンディッシュに奪われて溶鋼温度が大きく低下する結果、溶鋼中の巨大介在物が浮上・分離できずに鋳片内に補足され、品質不良を引き起こすという問題があった。また、タンディッシュの取り換え時に排鋼しているとは言え、タンディシュ内部には、部分的に凝固付着した溶鋼が存在しており、これらが待機中に、ある度合いで酸化される結果、鋳造開始時の溶鋼中には多量の酸化物が混入して介在物となり、製品の内部品質および表面品質の劣化を招くという問題もある。
【０００６】
上記問題を解決する手段として、例えば、鋳造開始チャージの出鋼温度を上げて、鋳造開始時の溶鋼温度を上げる方法がある。しかし、この方法は、溶鋼温度の上昇によって、転炉や取鍋等の耐火物の溶損量を増大するため好ましくない。また、タンディッシュ内部の溶鋼等を完全に除去するためには、タンディッシュをいったん室温まで冷却し、その後、手入れを行うことが好ましいが、この方法では、タンディッシュの予熱に要するコストが増大するという問題がある。
【０００７】
そこで、１つのタンディッシュを高温状態に維持しつつ、連続使用する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、１つのタンディッシュを用いて、これを台車上に載置し、高温状態のままでタンディッシュ内の残湯、残滓を排出し、補修後、次の鋳造を行うという所謂タンディッシュのオンラインでの熱間繰り返し使用を行う技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特公平０８−２９４０２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の技術によれば、従来のように、タンディッシュを製造ラインにおいて熱間補修することが可能となるので、複数のタンディッシュを交換し、使用していた従来技術における品質上の問題点は改善される。しかし、この技術を採用するためには、巨額の設備投資が必要となる。
さらに、この特許文献１には、タンディッシュ内に残された残鋼や残滓を排出する方法については詳細に説明されているが、タンディッシュの補修の主目的であるスライディングノズルや浸漬ノズルの交換をどのように行うかについては記載がない。そのため、特許文献１の技術をそのまま用いることは難しいという問題がある。すなわち、従来のタンディッシュの補修技術では、補修に長時間を要するため、たとえタンディッシュを熱間で補修できたとしても、その間、連続鋳造はストップすることになり、生産能力の低下は免れない。
【００１０】
本発明の目的は、１つのタンディシュを熱間で繰り返し使用する単基操業においても、高品質の連続鋳造鋳片を、生産能力を低下することなく製造することができる連続鋳造方法を提案することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、従来技術が抱える上述した問題点を解決するために、１つのタンディッシュを高温状態のまま連続使用するタンディッシュ単基操業により連続鋳造を行うべく検討を行った。その結果、生産能力の大きな低下を来たすことなくタンディッシュの単基操業を実現させるためには、タンディッシュの待機時間を短縮すること、中でも、最も時間を要しているスライディングノズルの交換時間を短縮することが必要であること、さらに、鋳片品質ひいては製品の表面品質、内部品質を低下させないためには、待機時間をある時間内に制限することが重要であることを見出し、本発明を導くに到った。ここで、上記待機時間とは、スライディングノズルの交換時間等の補修時間に、操業準備時間を加えた時間であり、タンディッシュが先の鋳造を終了してから次の鋳造を開始するまでの時間である。
【００１２】
すなわち、本発明は、複数のスライディングノズルを有するタンディッシュから連続鋳造鋳型へ溶鋼を注入して連続鋳造する方法において、前記タンディッシュの待機時に、複数のスライディングノズルの交換を同数の交換機を用いて同時に行うことにより、予備のタンディッシュを使用することなく１つのタンディッシュを繰り返し使用して連続的に操業することを特徴とする連続鋳造方法である。
【００１３】
なお、本発明の上記タンディッシュの繰り返し使用時の待機時間は、６０分以内とすることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
発明者らは、まず、本発明のタンディッシュ単基操業を実施するに当たり、最も大きな障害となっているタンディッシュの補修時間の解析を行った。その結果、現在のタンディッシュの待機時間は平均して約５０分を要しており、その大きな部分を、スライディングノズルの交換、即ちスライディングノズルの引き抜き、清掃および取付けに要する時間が占めていることが判明し、待機時間を短縮するためには、この交換時間の短縮が必須であることがわかった。
【００１５】
そこで、スライディングノズルの交換時間の短縮方法について検討を行った。従来、複数のスライディングノズルを有するタンディッシュのノズル交換は、１基の交換機を用いて、個々に行うのが一般的である。しかし、この方法では、複数のスライディングノズルを有するタンディッシュの場合には、１つのノズルの場合に対して複数倍の交換時間が必要となる。そこで、本発明は、複数のスライディングノズルに対してそれと同数の交換機を配設し、同時並行的に交換を行うことにより作業時間の短縮を図ることとした。
【００１６】
本発明のスライディングノズルの複数同時交換方法について、図２を参照して具体的に説明する。一般に、スライディングノズル交換は、ノズルの引抜きと、その後のノズル開口周りの清掃およびノズルの取付けの機能を併せ持つ装置を台車に搭載し、例えば、近年多用されている２ノズルを有するタンディッシュでは、この台車を一方のノズル下に移動して引抜き、清掃作業および取付けを行った後、台車を他方のノズル下に移動して同作業を行うことが通例であった。
【００１７】
そこで、この交換に要する作業の時間短縮を図るため、図２に示すように、スライディングノズルの着脱装置１０とノズル開口周りの清掃装置１１とを独立させると共に、これら装置を搭載した台車を、タンディッシュのノズル毎、つまり２ノズル形式のタンディッシュでは２台の台車を配備した。そして、引抜きと取付けおよび清掃をそれぞれ専用の装置で行うことによって個々の作業時間を短縮すると共に、これらの作業を各ノズルで同時並行して実施することによって、全体の作業時間を短縮することを可能にした。
【００１８】
次に、２ノズル形式のタンディッシュに、上記交換装置を適用した場合の補修時間を、従来のように個々に交換を行った場合と比較したところ、ノズル交換時間を約２５分短縮できることがわかり、補修時間を大幅に短縮できることが明らかとなった。さらに、タンディッシュ単基操業を実施した場合には、タンディッシュ内壁への付着物（Ａｌ２Ｏ３）が著しく減少する結果、タンディッシュの酸素洗浄時間も約５分程度短縮できるという副次的効果が得られることがわかった。以上の結果、タンディッシュの補修時間は、従来の約５０分から、その半分以下の約２０分に短縮できることがわかった。
【００１９】
この、２０分というタンディッシュ補修時間が、連続鋳造機の生産能力に及ぼす影響を検討する。通常、タンディッシュ交換で中断した鋳造を再開するためには、ダミーバー挿入、モールドシール等の準備を行う必要があり、これに要する時間は約１２分である。従って、タンディッシュ補修による鋳造停止時間のうち、実質的なタンディッシュ補修要因の時間は、従来技術の複数タンディッシュを使用する場合で約３８分、本発明の単基操業の場合で約８分となり、約１／５に低減できていることになる。従って、本発明のタンディッシュの単基操業を採用しても、連鋳機の生産能力に大きな低下は発生しないことがわかった。
【００２０】
次に、タンディッシュ単基操業を行った時、タンディッシュ待機時間、即ち、先の鋳造を終了してから次の鋳造を開始するまでの時間が１０〜４００分の鋳造チャンスにおける、鋳込開始チャージのスラブ品質を、製品の表面欠陥混入率を調査して評価した。上記欠陥混入率とは、スラブから製造した冷延コイル全長（ｍ）に対し不良欠陥の個数比率を百分率で示したものである。なお、待機時間１０分のデータは、鋳造終了後、ノズル交換を行わずに鋳造を再開した場合のものであり、この場合には、ダミーバー挿入時間（約１０分）が待機時間となる。結果を図３に示した。この図から、タンディッシュ単基操業によって、従来技術のような鋳造開始スラブの大きな品質低下は回避されるものの、さらなる改善を実現するためには、タンディッシュ待機時間（先の鋳造終了後から次の鋳造開始までの時間）を６０分以内に規制することが好ましいことがわかった。さらに好ましくは３０分以内である。
【００２１】
なお、本発明は、その効果として、上述したように、タンディッシュ温度の高温化により、鋳込開始時の溶鋼温度の低下が抑制され、鋳造開始チャージのスラブの品質を改善することができるので、スラブ手入れを大幅に低減できるほか、製品の品質向上も図ることができる。また、タンディッシュの酸化汚染が低減できるので、タンディッシュ内壁へのＡｌ２Ｏ３等の付着が抑制され、タンディッシュ本体の使用回数を大幅に向上することができるほか、鋳込み途中での上記付着物剥離による湯面レベルの変動が減少し、異常鋳込みによるスラブ手入れや格落ち率の増加を抑制することができる。さらに、タンディッシュ温度の高温化により、鋳込開始時の溶鋼温度の低下が抑制されるので、鋳造開始チャージの出鋼温度を過度に上げる必要もなく、転炉や取鍋等の耐火物コストの低減にも寄与する。
【００２２】
【実施例】
本発明のタンディッシュ単基操業を、２ストランドのスラブ連鋳機における冷延鋼板用スラブの連続鋳造に工程的に適用し、鋳込み開始１チャージ目のスラブおよび２チャージ目以降のスラブから製造した冷延鋼板について、前述した表面欠陥の平均混入率を調査した。また比較例として、従来技術である２基のタンディッシュを交互に使用する操業方法における欠陥混入率も調査した。なお両操業方法における、タンディッシュの待機時間（先の鋳造終了から次の鋳造開始までの時間）は、従来方法で約２９０分、本発明方法では約１８分であった。
【００２３】
上記調査の結果を、図４に示した。この図から、本発明のタンディッシュ単基操業による連続鋳造方法を適用することにより、従来技術と比較し、鋳造開始１チャージ目の製品品質を大幅に改善できることがわかる。また、両操業方法における鋳造開始時のタンディッシュ内溶鋼温度を比較したところ、本発明における溶鋼温度の方が約１０℃高い値を示しており、この効果が、上記製品品質の改善に寄与したものと考えられる。また、２チャージ目以降の製品品質も、本発明の適用により向上の傾向が認められる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数あるタンディッシュのスライディングノズルの交換を、それと同数の交換機を用いて同時並行して行うことにより、タンディッシュの熱間補修時間を大幅に短縮することができるので、連続鋳造機の生産能力を低下させることなく、鋳造開始時の溶鋼温度の低下を大幅に低減することができ、ひいては、出鋼温度の低温化、スラブ品質ならびに製品品質の向上に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続鋳造操業の工程を示す図である。
【図２】スライディングノズルの交換作業の説明図である。
【図３】待機時間と製品表面の平均欠陥混入率との関係を示すグラフである。
【図４】本発明のタンディッシュ単基操業と従来のタンディッシュ操業方法における製品表面の平均欠陥混入率を比較したグラフである。
【符号の説明】
１  取鍋
２  溶鋼
３  タンディッシュ
４  スライディングノズル
５  浸漬ノズル
６  鋳型
７  鋳片
８  バーナ
９  付着物
１０  スライディングノズル着脱装置
１１  スライディングノズル取付部清掃装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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