(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Siによって脱酸したステンレス鋼溶湯をスライディングノズルを備えたタンディッシュを用いて連続鋳造する方法において、タンディッシュに設けたスライディングノズルのプレート耐火物に金属Alを３〜10wt％、Ｃを１〜５wt％、MgOを85wt％以上含有するMgO-Ｃ質耐火物を使用することを特徴とするステンレス鋼の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記溶湯がカルシウム処理されたものであることを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱酸剤としてアルミを使用しないステンレス鋼の連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼に限らず、溶鋼の連続鋳造方法は、取鍋に保持した溶鋼を、タンディッシュと呼ばれる中間容器を経て上下解放の内部水冷銅鋳型に注入して凝固シェルを形成し、鋳型の下端からこれを連続的に引き抜くとともに外部からスプレーによって水冷し、内部まで凝固した鋼鋳片を製造するものである。
【０００３】
上記のタンディッシュには、通常、鋳型内に注入する溶鋼の流量を制御するためにスライディングノズルが設けられている。このスライディングノズルは断面が大略円形の溶鋼流路を設けたプレート（これをスライディングプレートという）を２枚ないし３枚重ね合わせ、そのうちの１枚のプレートをスライドさせることにより、各プレートに設けられた溶鋼流路の重なる面積を調節する構造となっている。
【０００４】
従来、このスライディングノズルのプレートには Al2O3−Ｃ質耐火物が多用されてきた。その理由は、 Al2O3−Ｃ質耐火物は耐熱衝撃性に優れるとともにスラグによる浸食にも耐えるため、耐久性に優れ連続連鋳にも適するものであったためである。
ところで、従来、ステンレス鋼は他品種少量生産であり、連続鋳造における１回の鋳造トン数が小さく従って連連指数（１回の鋳造で連続的に鋳込む取鍋溶鋼のチャージ数）も、普通鋼に比べて著しく小さかった。しかし、近年ステンレス鋼の用途の拡大に応じて、ステンレス鋼の連続鋳造においても多連連続鋳造して生産効率を高める努力がなされるようになってきた。
【０００５】
また、従来ステンレス鋼の精錬過程においては最終の脱酸処理をアルミによって行っていたが、脱酸生成物のアルミナが、製品鋼板表面欠陥（たとえばヘゲやふくれ状欠陥など）をもたらすことから、ステンレス鋼の品質要求が高まるにつれて、Siによって脱酸されるようになってきた。
このような鋳造量の拡大（連連指数の増大）と溶鋼成分の変化に伴い、従来の Al2O3−Ｃ質耐火物からなるスライディングプレートを用いた鋳造では予期せぬ問題が発生した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
Si脱酸したＳＵＳ３０４ステンレス鋼を３〜４チャージ連続して連続鋳造した場合、スライデイングプレートの摺動面が損耗して凹凸がはげしくなり、摺動が不良となって連鋳鋳型に注入する溶鋼流量制御が困難になる事態が発生した。
本発明は、このようなSi脱酸したステンレス鋼を連続連鋳するに際してスライディングプレートの摺動不良を生じない連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来の Al2O3−Ｃ質耐火物からなるスライディングプレートを用いてSi脱酸したステンレス鋼を鋳造し、摺動不良となった際のスライディングプレートを回収し、その摺動面や溶鋼の流路を観察した。
その結果、外観観察からは、摺動面や溶鋼流路はアルミナ骨材の凹凸が顕著に認められた。また、その部分を顕微鏡観察したところ、これらの部位ではアルミナ骨材がスラグに溶出している状況、また脱Ｃ層もが観察され、その部分の付着スラグをＥＰＭＡによってスポット分析したところSiO2−CaO −MnO 系スラグにスライディングプレートから溶出した Al2O3が混じった組成であることが明らかとなった。
【０００８】
これらの結果から、本発明者らはSi脱酸したステンレス鋼を鋳造した場合には、Al脱酸した溶鋼に比べて鋼中のフリー酸素が高いために、スライディングプレート耐火物中のＣが酸化されやすく、また脱酸生成物であるSiO2−MnO 系融体と取鍋やタンディッシュのスラグに含まれるCaO が反応して低融点で反応性の高いSiO2−CaO −MnO が形成され、これが、脱Ｃされて耐溶損性の低下したスライディングプレート耐火物中の Al2O3を溶出したものと考えた。
【０００９】
そこで、本発明者らはスライディングプレート耐火物の成分を下記のように変更することに想到した。
（１）耐火物の骨材を Al2O3よりも耐溶出性に優れた MgOに変更すること。
（２）Ｃの酸化を防止するために、酸化防止剤として金属成分を混合すること。
【００１０】
上記着想に基づきさらに検討を重ねて完成された本発明は、Siによって脱酸したステンレス鋼溶湯をスライディングノズルを備えたタンディッシュを用いて連続鋳造する方法において、タンディッシュに設けたスライディングノズルのプレート耐火物に金属Alを３〜10wt％、Ｃを１〜５wt％、MgOを85wt％以上含有するMgO-Ｃ質耐火物を使用することを特徴とするステンレス鋼の連続鋳造方法である。また、前記溶湯はカルシウム処理されたものであることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明が対象とするステンレス鋼は、Crを９〜30wt％含有するステンレス鋼であって、Siで脱酸されたものである。その理由は、これらの鋼種の鋳造に際して、従来の Al2O3−Ｃ質耐火物のスライディングプレートを使用したのでは、摺動不良となるトラブルが多く発生し、本発明の金属成分を含有する MgO−Ｃ質耐火物からなるスライディングプレート使用の効果が顕著となるからである。なお、溶鋼の品質向上の目的で、取鍋またはタンディッシュ内の溶鋼にCa−Siなどのカルシウム合金を添加するいわゆるカルシウム処理を行ってもよい。
【００１２】
連続鋳造の方式としては、タンディッシュにスライディングノズルを使用する方式のものであればどのようなものであってもよい。いわゆる垂直型連鋳機、全湾曲型連鋳機、垂直曲げ型連鋳機、水平連鋳機、ロール式やベルト式の薄スラブ連鋳機やストリップ連鋳機に適用可能である。
スライディングノズルの形式としては、１枚の固定プレートと１枚の可動プレートからなる２層型のものと２枚の固定プレートで１枚の可動プレートをサンドイッチした３層型のものが一般的であるが、本発明はそのいずれにも適用することができる。スライデイングプレートとはこの場合固定プレートと可動プレートの双方を指す。
【００１３】
スライディングプレートは MgO−Ｃ質耐火物をベースとしてこれに金属成分を含有させたものである。金属成分としては、Ｃよりも酸素と反応しやすく、溶鋼中の酸素による耐火物からの脱炭を抑制可能なものがよい。具体的には金属Mg、金属Tiや金属Alなどが使用可能であるが、金属Alが安価でかつ取扱容易であるので好ましい。その含有量は３wt％以上が好ましく、より好ましくは５wt％以上とするのがよい。なお、前記金属成分は、これが多すぎると、耐熱性を損なうとともに溶鋼中の酸素との反応によって生成した金属酸化物によって耐火物が変質し、耐久性を損なうこととなるので、10wt％以下、より好ましくは７wt％以下とするのがよい。
【００１４】
耐火物中の MgO含有量は耐溶損性の観点から85wt％以上、より好ましくは90wt％以上とするのがよい。なお、上限はＣ含有量および金属成分の含有量の下限から必然的に定まる。
耐火物中のＣはスラグとの濡れ性を悪くすることによってスラグによる浸食を防止する作用があり、１wt％以上、好ましくは２wt％以上とするのがよい。一方Ｃ量が多すぎると、相対的に骨材であるMgO の量が少なくなって耐久性が損なわれるから、Ｃは５wt％以下、好ましくは４wt％以下の添加にとどめるのがよい。
【００１５】
また、耐火物中に MgO−Ｃ質耐火物の性能向上に寄与する他の成分を添加することは一向に差し支えなく、むしろ好ましい。このような成分の例としては、ZrO2、スピネル、あるいは種々の超微粉耐火物などが挙げられる。
【００１６】
【実施例】
表１に示す品質のスライディングプレートを用い、ステンレス鋼アルミレス鋼種およびCaSi添加鋼種で実機試験を実施した。鋳造量は１チャージ185tonでタンディッシュ容量は30ton の１ストランドの垂直曲げ型連続鋳造機を用い、スループットは２〜４ton/min で鋳造した。
【００１７】
表２に鋳造後に回収したスライディングプレートの孔径およびエッジ欠け、面荒れの状況を示す。本発明の MgO−Ｃ質耐火物のプレートを使用した例では孔径拡大、エッジ欠けおよび面荒れはほとんどなく、良好な結果となった。
以上の結果から MgO−Ｃ質プレートをステンレス鋼アルミレス鋼種およびCaSi添加鋼種において工程化した。その結果、スライディングノズルの閉止不良等操業トラブルがなくなり、更にこれら鋼種の多連化が可能となった。表３に連連指数の向上状況を示す。なお、 MgO−Ｃの場合には、連連指数の上限はスライディングプレートではなくイマージョンノズルの溶損に依存しており、スライディングプレート自体はこの表の連連指数以上の耐久性があると推察される。
【００１８】
【表１】
0004085483.tif 000002
【００１９】
【表２】
0004085483.tif 000003
【００２０】
【表３】
0004085483.tif 000004
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、Si脱酸したステンレス鋼の連続鋳造にあたってタンディッシュのスライディングプレートの耐火物を金属成分を含有する MgO−Ｃ質耐火物とすることによって、スライディングプレートの損耗を抑止することができ、連連指数が向上した。