(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行チャージの最後端部が鋳型内にあるうちに鋳型内に後行チャージの異鋼種溶鋼を注入する異鋼種の連続鋳造方法において、先行チャージの溶鋼中〔Al〕成分値が0.005 wt％未満のとき、異鋼種溶鋼の注入に先立ち、先行チャージの少なくとも最後端部に金属Alを添加して最後端部の〔Al〕成分値を0.005 wt％以上として鋳型内面に凝固シェルの後端部を残して湯面が沈降してから鋳型内に縁切り用の治具を投入し、次いで異鋼種溶鋼の注入を開始することを特徴とする異鋼種の連続鋳造方法。
【請求項２】
金属Alの添加先は、鋳型内またはタンディッシュ内である請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成分の異なる鋼種を連続して鋳造する異鋼種の連続鋳造方法（連々鋳）に関し、特に、〔Al〕成分値が0.005 wt％未満の溶鋼を先行チャージとする場合に好適な異鋼種の連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
異鋼種の連続鋳造方法に関しては、特開昭62−13419 号公報、特開昭63−127743号公報、特開昭64−83346 号公報、特開平５−42346 号公報に開示されているような方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の技術はいずれも専用の治具を利用して、該治具による連結により先行チャージと後行チャージを連々鋳する方法である。しかし、この方法では、先行チャージと後行チャージの間でタンディッシュ交換作業を必要とする連々鋳操業の場合、先行チャージ最後端部の鋳型内溶鋼表面が凝固してしまい、前記治具の投入ができず、連々鋳ができなくなることがあるという問題があった。
【０００４】
この問題についてもう少し詳しく説明する。
通常のタンディッシュ注入（タンディッシュから鋳型内への溶鋼注入の意。以下同じ）終了時には、図３に示すように、鋳型（モールド）１内で鋳片の凝固シェル２が形成され、モールドパウダ４が残留した状態で鋳片内に溶鋼３が存在し、このとき、一般的には、モールドパウダ４の保熱効果もあって溶鋼表面は凝固しておらず、溶鋼３の凝固収縮によって溶鋼表面のみが沈降し、凝固シェル２の後端部は鋳型１の内側に残存する結果、鋳片最後端部はクレータ状の形状を呈するようになる。
【０００５】
この状態の鋳型１内に、図４に示すように、先行チャージと後行チャージとの縁切り用の治具５を投入し（図４ａ）、ある程度凝固収縮した先行チャージの溶鋼表面に、後行チャージとの縁切りのために凝固層（ブリッジ）８を生成させ（図４ｂ）、その後、後行チャージのタンディッシュにより異鋼種溶鋼６の注入を開始する（図４ｃ）。このとき先行チャージと後行チャージとは、鋳型内面に張り付くように残存する溶鋼３の凝固シェル後端部（クレータ壁）に異鋼種溶鋼６の凝固シェルが重なり合って発達したシェル結合部７によって連結される。
【０００６】
しかし、溶鋼中〔Al〕成分値が0.005 wt％未満のAlレス鋼種が先行チャージとなる連々鋳の場合は、図５に示すように、タンディッシュ注入終了後、モールドパウダ４が残存していても、先行チャージ最後端部の鋳型内溶鋼表面でブリッジ８が早く生成し（図５ａ→ｂ）、溶鋼中〔Al〕成分値が0.005 wt％以上の場合にみられる先行チャージ最後端部のクレータ壁が形成せず、従って前記シェル結合部が発達せず、つなぎ目部の連結が弱すぎて連々鋳ができなくなることがしばしばあって問題となっていた。
【０００７】
また、溶鋼表面が完全には凝固していないが、縁切り用の治具を投入することはできない図５（ａ）のような段階で、後行チャージの異鋼種溶鋼を注入すると、先行チャージとの結合は確保されるが、両チャージ間の湯まじり部が増大し、廃片の量が増大する。
上記の問題点に鑑み、本発明は、溶鋼中〔Al〕成分値が0.005 wt％未満のAlレス鋼種が先行チャージとなる連々鋳の操業安定化と歩留り向上を図り得る異鋼種の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】
本発明は、先行チャージの最後端部が鋳型内にあるうちに鋳型内に後行チャージの異鋼種溶鋼を注入する異鋼種の連続鋳造方法において、先行チャージの溶鋼中〔Al〕成分値が0.005 wt％未満のとき、異鋼種溶鋼の注入に先立ち、先行チャージの少なくとも最後端部に金属Alを添加して最後端部の〔Al〕成分値を0.005wt％以上として鋳型内面に凝固シェルの後端部を残して湯面が沈降してから鋳型内に縁切り用の治具を投入し、次いで異鋼種溶鋼の注入を開始することを特徴とする異鋼種の連続鋳造方法である。
【０００９】
金属Alの添加先は、鋳型内および／またはタンディッシュ内であることが好ましい。
一般に、鋳造終了時にはタンディッシュ内の溶鋼を全て鋳型内に注入し切るのではなく、タンディッシュ内に所定の量の溶鋼を残した状態でタンディッシュと浸漬ノズル間に設けたスライディングノズルを閉じて、鋳造を終了する。
【００１０】
これは、タンディッシュ内のスラグが鋳型への注入流に巻き込まれて鋳型内へ移行し、鋳片の品質を著しく損なうことを防止するためである。このように、鋳造終了時にタンディッシュに残すべき溶鋼量をここでは注入終了時残湯量と呼ぶことにする。
本発明において、前記最終端部とは、溶鋼ではタンディッシュ内の溶鋼量が上記の注入終了時残湯量＋２ton から注入終了時残湯量になるまでの範囲の部分を指し、鋳片ではつなぎ目部終端（前記ブリッジの上流端）から下流側に測った鋳片長さ０〜１ｍの部分を指す。
【００１１】
なお、本発明は、先行チャージと後行チャージとの間でタンディッシュ交換を行う場合に好ましく適用されるが、それ以外の場合にも適用可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、異鋼種溶鋼の注入に先立ち、先行チャージの少なくとも最後端部に金属Alを添加して最後端部の〔Al〕成分値を0.005 wt％以上とすることがポイントである。
先行チャージの少なくとも最後端部に金属Alを添加することで、金属Alの酸化反応により熱が発生し、また、溶鋼の性質が変化し、そのことによって、タンディッシュ交換作業中の先行チャージの鋳型内溶鋼表面凝固を遅らせて鋳型内に前記クレータ壁を形成させ、タンディッシュ交換後に注入される後行チャージを先行チャージ最後端部に確実に連結して引き抜き可能にする強固なシェル結合部を発達させることができるようになる。この効果を得るには、最後端部の〔Al〕値が0.005 wt％以上となるように金属Alを添加する必要がある。最終端部の〔Al〕値が0.005 wt％未満のままであるとシェル結合部の発達が不十分である。
【００１３】
なお、先行チャージの溶鋼中〔Al〕成分値が0.005 wt％以上の鋼種では、一般に鋳型内溶鋼表面の凝固が遅いため、また、金属Alの酸化発熱に寄与する溶鋼中〔Ｏ〕濃度が低いため、金属Alを添加しても実質的な効果を得難いことから、本発明では、金属Alの添加対象を、溶鋼中〔Al〕成分値が0.005 wt％未満の先行チャージに制限した。
【００１４】
金属Alの添加時期は、この添加によって先行チャージの溶鋼組成が変わる範囲を可及的に狭めるべく先行チャージのタンディッシュ注入の終了段階とすることが好ましく、具体的には、タンディッシュ内残湯量が注入終了時残湯量＋２ton となってから注入終了時残湯量まで減じる間がよい。
また、金属Alの添加先としては、鋳型内でもよく、タンディッシュ内でもよく、これら両方であってもよい。
【００１５】
金属Alの添加量は、1.0 〜1.5 kg／溶鋼ton とするのが好適である。この範囲を下に外れると効果に乏しく、この範囲を上に外れるとこの範囲内と比べて効果の増分がなくなる。
【００１６】
【実施例】
表１に組成を示す溶鋼Ａ（溶鋼中〔Al〕値が0.005 wt％未満のAlレス鋼種の一例）を先行チャージとし、これとは異鋼種の例えば溶鋼Ｂ（組成を同表に示すが、これに限定されない）を後行チャージとするとき、従来は、先行チャージのタンディッシュ注入終了後約30秒で鋳型内溶鋼表面に凝固層（図５参照）が発達し、タンディッシュ交換作業中に縁切り用治具の投入が困難であったので、異鋼種の後行チャージを連々鋳することができなかった。
【００１７】
これに対して本発明を適用した一実施例について、その実施手順を図１を用いて説明する。
先行チャージのタンディッシュ９内の残湯量が注入終了前１ton となった時点からタンディッシュ注入終了直前までの間、タンディッシュ９から浸漬ノズル10を通して溶鋼３（溶鋼Ａ）を注入されつつある鋳型１内に、金属Alを、金属Alワイヤ11の形で溶鋼に均一に溶け込ませるようにして投入した（図１ａ）。投入量は１kg／溶鋼ton とした。タンディッシュ注入終了後、鋳型内溶鋼表面を観察すると、湯面に凝固層の発達は認められず、鋳型内面に凝固シェル２の後端部を残して湯面が沈降していた（図１ｂ）。そこで、鋳型内に縁切り用の治具５を投入し（図１ｃ）、タンディッシュ交換（タンディッシュ９からタンディッシュ９Ａへの交換）を行い、後行チャージの溶鋼６（溶鋼Ｂ）の連々鋳を行った（図１ｄ）。先行チャージの鋳片（先行鋳片）と後行チャージの鋳片（後行鋳片）のつなぎ目は強固に結合されており、異常は認められなかった。
【００１８】
この実施例について、つなぎ目部近傍で調査した先行鋳片長さ方向の鋳片中〔Al〕濃度分布を図２に示す。つなぎ目部からの距離は、ブリッジ８と後行鋳片との境界を起点として先行鋳片側に測った距離である。図示のように、つなぎ目部より１ｍ程度の範囲で〔Al〕濃度が許容上限を上回るためこの部分を廃片としたが、その量は通常廃片として見込んでいる量と変わるものではなく、歩留りが悪化することはなかった。
【００１９】
なお、図中には、金属Alを添加せずブリッジ形成途上で治具投入もできない状態で敢えて連々鋳を強行した比較例について同様に調査した鋳片中〔Al〕濃度も示す。図示のように、比較例では廃片にせざるを得ない範囲が2.5 ｍを超え、図示のない範囲３〜５ｍまで増大してしまう。
ところで、本実施例は、先行チャージのタンディッシュ内残湯量が注入終了前１ton となった時点で鋳型内へ金属Alを投入して行う連々鋳であるが、これ以外に、先行チャージのタンディッシュ内残湯量が２ton となった時点で同タンディッシュ内へ金属Alを投入して行う連々鋳も実施しており、そこでも同様の効果が得られた。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、これまで困難とされていた溶鋼中〔Al〕成分値が0.005 wt％未満のAlレス鋼種を先行チャージとする連々鋳の安定実施が容易となり、歩留りが向上するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の実施手順を示す模式図である。
【図２】実施例と比較例のつなぎ目部近傍における先行鋳片長さ方向の鋳片中〔Al〕濃度分布を示すグラフである。
【図３】通常のタンディッシュ注入終了時の鋳型内溶鋼凝固状態を示す模式図である。
【図４】通常の連々鋳の実施手順を示す模式図である。
【図５】  Alレス鋼種の先行チャージ最後端部の鋳型内溶鋼凝固過程を示す模式図である。
【符号の説明】
１  鋳型（モールド）
２  凝固シェル
３  溶鋼
４  モールドパウダ
５  治具（縁切り用の治具）
６  異鋼種溶鋼
７  シェル結合部
８  凝固層（ブリッジ）
９  タンディッシュ（先行チャージ用）
９Ａ  タンディッシュ（後行チャージ用）
10  浸漬ノズル
11  金属Alワイヤ
【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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