(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型内に浸漬ノズルを介して溶鋼を注入する際に、可溶性ガスを前記浸漬ノズル内の溶鋼に吹込む連続鋳造方法において、前記浸漬ノズルとして２孔ノズルを使用し、前記可溶性ガスとしてＮ2 ガス、Ｈ2 ガスおよびＮＨ3 ガスのうちの１種を用い、前記浸漬ノズルの底面と前記可溶性ガスの吹込み部材の高さ方向中央位置との距離Ｌ（mm）、前記可溶性ガスの吹込み量ｑ（Ｎ-liter／min ）、前記浸漬ノズル内の溶鋼の流量Ｑ（ ton／min ）および係数αが下記の (1)式を満足することを特徴とする浸漬ノズルと吐出口の閉塞防止および鋳片のブローホール性欠陥の発生防止に優れた連続鋳造方法。
１≦（１−αＬ）×ｑ／Ｑ≦10            ・・・ (1)
α：係数
但し、Ｎ2 ガスの場合はα：0.0008であり、Ｈ2 ガスの場合はα：0.005 であり、 ＮＨ3 ガスの場合はα：0.001 である。
Ｌ：浸漬ノズルの底面と吹込み部材の高さ方向中央位置との距離（mm）
ｑ：可溶性ガスの吹込み量（Ｎ-liter／min ）
Ｑ：浸漬ノズル内の溶鋼の流量（ ton／min ）  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浸漬ノズルの閉塞を防止し、かつ欠陥の少ない鋳片を製造する連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造によって鋳片を製造する場合、溶鋼をタンディッシュから鋳型内に供給する。鋳型内に供給された溶鋼は鋳型と接触して冷却され、薄い凝固層（以下、凝固シェルという）を形成する。また、鋳型と凝固シェルとの潤滑，鋳型内の溶鋼の保温，溶鋼湯面の酸化防止等を目的として、鋳型内の溶鋼の湯面にモールドパウダーを投入する。こうして溶鋼を鋳型内に注入しながら凝固シェルを下方へ引き抜き、さらに鋳型下方に配設された複数個のサポートロールの間隙からスプレーノズルを介して冷却水を鋳片に吹き付けて冷却することによって鋳片を製造する。
【０００３】
このとき、浸漬ノズルや吐出口の閉塞を防止するために、浸漬ノズル内を流れる溶鋼にガスを吹き込む。このガスは溶鋼内で気泡となって、溶鋼とともに浸漬ノズル内を通過しさらに吐出口を通過するので、浸漬ノズルや吐出口の閉塞を防止できる。またガスの気泡の一部は上方に浮上し、タンディッシュに配設されたタンディッシュノズルを通過するので、タンディッシュノズルの閉塞も防止できる。
【０００４】
一方、浸漬ノズルの吐出口から鋳型内に放出されたガスの気泡は、凝固シェルに捕捉されたり、あるいは鋳型内の溶鋼湯面に浮上して溶鋼湯面を攪乱し、湯面に投入されたモールドパウダーを捲き込んだりして、鋳片にブローホール性の欠陥が生じる原因になる。そこで浸漬ノズルの閉塞を防止し、かつ鋳片の欠陥を防止するために種々の技術が提案されている。
【０００５】
たとえば特開平2-247052号公報には、薄板鋼板用鋳片の連続鋳造方法が開示されている。この方法は、ArガスやHeガスの流量を所定の範囲に維持して、浸漬ノズルの閉塞防止と鋳片の欠陥発生の抑制とを達成しようとするものである。しかしこの方法では、不活性ガスを用いるために気泡が凝固シェルに捕捉され鋳片にブローホール性の欠陥が発生するのは避けられないという問題があった。
【０００６】
特開平4-127943号公報には、連続鋳造用浸漬ノズルの詰り防止方法が開示されている。この方法は、可溶性ガスを使用し、その可溶性ガスを浸漬ノズル内に吹込む位置（すなわち浸漬ノズルの吐出口からの高さ）を所定の範囲に維持して、浸漬ノズルの閉塞防止と鋳片の欠陥発生の抑制とを達成しようとするものである。しかしこの方法では、可溶性ガスを用いるために気泡は凝固シェルに捕捉されないが、可溶性ガスが短時間で溶鋼に溶解するため、浸漬ノズルの吐出口から遠い位置から吹込んだ場合に気泡が溶鋼中に十分に分散せず、浸漬ノズルや吐出口が閉塞するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解消し、浸漬ノズルや吐出口の閉塞を防止し、かつ欠陥の少ない鋳片を製造する連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、浸漬ノズルや吐出口の閉塞および鋳片のブローホール性の欠陥について鋭意研究した結果、下記の知見を得た。
▲１▼不活性ガスは溶鋼に溶解しないので、気泡の一部は凝固シェルに捕捉されてブローホール性の欠陥になる。
▲２▼可溶性ガス（たとえばＮ2 ガス，Ｈ2 ガス，ＮＨ3 ガス等）は溶鋼に一定量溶解するガスをいうが、特に溶解速度が大きいＨ2 ガスやＮＨ3 ガスでは浸漬ノズルの吐出口から遠い位置で吹込んだ場合は、浸漬ノズルや吐出口の閉塞を十分に防止できない。
▲３▼凝固シェルへの気泡の捕捉防止および浸漬ノズルや吐出口の閉塞防止を両立させるためには、可溶性ガスの吹込み位置，可溶性ガスの吹込み量，浸漬ノズル内の溶鋼の流量を適正に維持する必要がある。
【０００９】
本発明は、鋳型内に浸漬ノズルを介して溶鋼を注入する際に、可溶性ガスを浸漬ノズル内の溶鋼に吹込む連続鋳造方法において、浸漬ノズルとして２孔ノズルを使用し、可溶性ガスとしてＮ2 ガス、Ｈ2 ガスおよびＮＨ3 ガスのうちの１種を用い、浸漬ノズルの底面と可溶性ガスの吹込み部材の高さ方向中央位置との距離Ｌ（mm）、可溶性ガスの吹込み量ｑ（Ｎ-liter／min ）、浸漬ノズル内の溶鋼の流量Ｑ（ ton／min ）および係数αが下記の (1)式を満足する浸漬ノズルと吐出口の閉塞防止および鋳片のブローホール性欠陥の発生防止に優れた連続鋳造方法である。
【００１０】
１≦（１−αＬ）×ｑ／Ｑ≦10            ・・・ (1)
α：係数
但し、Ｎ2 ガスの場合はα：0.0008であり、Ｈ2 ガスの場合はα：0.005 であり、 ＮＨ3 ガスの場合はα：0.001 である。
Ｌ：浸漬ノズルの底面と吹込み部材の高さ方向中央位置との距離（mm）
ｑ：可溶性ガスの吹込み量（Ｎ-liter／min ）
Ｑ：浸漬ノズル内の溶鋼の流量（ ton／min ）  
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用する連続鋳造設備の要部を示す断面図である。タンディッシュ１には、溶鋼２を鋳型８内に供給するためにタンディッシュノズル４が配設される。溶鋼２がタンディッシュノズル４を介してタンディッシュ１から鋳型８内に供給されるときに、空気によって酸化されるのを防止するために、タンディッシュノズル４に接続して浸漬ノズル５が配設される。浸漬ノズル５は、先端部に配設された吐出口６を鋳型８内の溶鋼２に浸漬した状態で使用される。なお本発明においては、浸漬ノズル５として、吐出口６が鋳型８の短辺方向に対向して両側に１個ずつ開口して、溶鋼２を鋳型８の短辺方向に吐出する浸漬ノズル（すなわち２孔ノズル）を使用する。
【００１２】
タンディッシュ１内の溶鋼２は、タンディッシュノズル４および浸漬ノズル５を通って、吐出口６から鋳型８内に供給される。鋳型８内に注入された溶鋼２は鋳型８によって冷却され、凝固シェル９を形成する。鋳型８内の溶鋼２の湯面には、鋳型８と凝固シェル９との潤滑，溶鋼２の保温，溶鋼２湯面の酸化防止等を目的としてモールドパウダー７を投入する。
【００１３】
浸漬ノズル５の内面には、可溶性ガス３を吹込むための部材10（以下、吹込み部材10という）が配設されている。可溶性ガス３は、可溶性ガス供給管11から吹込み部材10に供給され、さらに吹込み部材10から浸漬ノズル５内の溶鋼２に吹込まれる。可溶性ガス３は溶鋼２内で気泡となり、溶鋼２とともに浸漬ノズル５内を通過し、さらに吐出口６から鋳型８内に放出される。こうして可溶性ガス３の気泡が浸漬ノズル５および吐出口６を通過することによって、浸漬ノズル５および吐出口６の閉塞が防止できる。
【００１４】
また可溶性ガス３の気泡の一部は上方に浮上し、タンディッシュノズル４を通過するので、タンディッシュノズル４の閉塞も防止できる。
ここで、吹込み部材10の高さ方向中央位置と浸漬ノズル５の底面との距離をＬ（mm）とし、可溶性ガス３の吹込み量をｑ（Ｎ-liter／min ）とし、浸漬ノズル５内の溶鋼２の流量をＱ（ ton／min ）とし、可溶性ガス３の種類に応じて設定する係数をαとして、下記の (1)式を満足する範囲内で連続鋳造を行なう。
【００１５】
１≦（１−αＬ）×ｑ／Ｑ≦10            ・・・ (1)
α：係数
Ｌ：浸漬ノズルの底面と吹込み部材の高さ方向中央位置との距離（mm）
ｑ：可溶性ガスの吹込み量（Ｎ-liter／min ）
Ｑ：浸漬ノズル内の溶鋼の流量（ ton／min ）
なお吹込み部材10の高さ方向中央位置とは、ポーラスリング等の面状の吹込み部材10を使用する場合は、その面状の吹込み部材10の高さ方向の中央の位置を指し、ノズル等の筒状の吹込み部材10を使用する場合は、吹込み部材10の開口部の中心を指す。
【００１６】
また、係数αは可溶性ガス３の種類に応じて設定される値であり、具体的には表１に示す通りである。表１にはＮ2 ガス，Ｈ2 ガス，ＮＨ3 ガスを用いる場合の係数αを示したが、これらの混合ガスを用いる場合は、あらかじめ実験を行なってガス混合比に応じて係数αを設定する。またＮ2 ガス，Ｈ2 ガス，ＮＨ3 ガス以外の可溶性ガス３を用いる場合も、あらかじめ実験を行なって可溶性ガスの種類に応じて係数αを設定する。
【００１７】
【表１】
0004595186.tif 000002
【００１８】
前記した (1)式の（１−αＬ）×ｑ／Ｑの値が１未満では、浸漬ノズル５や吐出口６が閉塞する。一方、（１−αＬ）×ｑ／Ｑの値が10を超えると、鋳片にブローホール性の欠陥が発生する。したがって（１−αＬ）×ｑ／Ｑの値は前記した (1)式を満足する必要がある。なお、（１−αＬ）の値が負の場合は、大部分の可溶性ガス３が溶鋼２に溶解して浸漬ノズル５や吐出口６の閉塞防止に効果がないので、（１−αＬ）＝０とする。
【００１９】
また、浸漬ノズル５のみならず、スライディングゲート（図示せず）あるいはタンディッシュノズル４からも可溶性ガス３を溶鋼２に吹込む場合は、スライディングゲートやタンディッシュノズル４に配設された吹込み部材の高さ方向中央位置と浸漬ノズル５の底面との距離を用いて、前記した (1)式と同様に（１−αＬ）×ｑ／Ｑの値をそれぞれ計算し、算出した値の合計値が１〜10の範囲内を満足する必要がある。
【００２０】
本発明においては、可溶性ガス３は、安価なＮ2 ガス，Ｈ2 ガスまたはＮＨ3 ガスを使用するのが好ましい。また、これらのガスを２種以上混合して使用しても良い。さらにＣＯガス，ＣＯ2 ガスでも同様の効果が得られる。
また本発明においては、吹込み部材10および可溶性ガス供給管11は特定の構成に限定せず、ポーラスリングやノズル等の従来から知られているものを使用すれば良い。
【００２１】
【実施例】
表２に示す成分の溶鋼約300tonを転炉で溶製し、ＲＨ処理によって極低炭素鋼のAlキルド鋼とし、図１に示す連続鋳造設備を用いて連続鋳造を行ない、スラブを製造した。
【００２２】
【表２】
0004595186.tif 000003
【００２３】
連続鋳造において、可溶性ガスの種類，浸漬ノズルの底面と吹込み部材の高さ方向中央位置との距離Ｌ（mm），可溶性ガスの吹込み量ｑ（Ｎ-liter／min ），浸漬ノズル内の溶鋼の流量Ｑ（ ton／min ）を種々変更して、浸漬ノズル５の閉塞状況および鋳片表面の欠陥の発生状況を調査した。その結果は表３に示す通りである。浸漬ノズル５の閉塞状況は、閉塞が発生しなかったものを○で示し、閉塞が発生したものを×で示す。また表面欠陥は、スラブのノロカミ（すなわちモールドパウダー７の付着）およびブローホールの個数を測定し、スライディングゲートおよびタンディッシュノズル４からArガスを10Ｎ-liter／min で吹込んだ場合と比べて、改善されたものを○で示し、同等のものを△で示した。
【００２４】
【表３】
0004595186.tif 000004
【００２５】
（１−αＬ）×ｑ／Ｑの値が前記した (1)式を満足する操業条件２〜６，８〜11，16〜20は、浸漬ノズル５の閉塞は発生せず、しかも鋳片の表面欠陥は発生しなかった。一方、（１−αＬ）×ｑ／Ｑの値が前記した (1)式の下限を外れる操業条件７，12〜14，21では、浸漬ノズル５の閉塞が発生した。また（１−αＬ）×ｑ／Ｑの値が前記した (1)式の上限を外れる操業条件１，15では鋳片の表面欠陥が発生した。つまり、（１−αＬ）×ｑ／Ｑの値が前記した (1)式を満足する範囲内で連続鋳造の操業を行なうと、浸漬ノズル５の閉塞は発生せず、しかも表面欠陥のない鋳片が得られることが確かめられた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明では、浸漬ノズルや吐出口の閉塞を防止し、かつ鋳片のブローホール性の欠陥を低減できるので、生産性の向上および品質の向上に効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する連続鋳造設備の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  タンディッシュ
２  溶鋼
３  可溶性ガス
４  タンディッシュノズル
５  浸漬ノズル
６  吐出口
７  モールドパウダー
８  鋳型
９  凝固シェル
10  吹込み部材
11  可溶性ガス供給管
【図１】
0004595186.tif 000005