(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズル詰まりを防止すると共にボトム鋳片の品質を向上し、更に、操業が容易である、タンディッシュ内湯溜めによる鋼の連続鋳造の再開方法を提供する。【解決手段】タンディッシュ３へ再び溶鋼を注湯し始める前に、スライディングノズル５の上部に鋼管１２を設ける。この鋼管１２は（１）（２）を満足する厚みｔ［ｍｍ］を有し、３５０〜５５０の長さＬ［ｍｍ］を有するものとする。この鋼管１２による溶鋼の堰き止めが終了する前には、スライディングノズル５を予め開状態としておく。ただし、ＴＬＬは液相線温度［℃］であり、ΔＴは溶鋼過熱度［℃］であり、｛ΔＴ｝は溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値［℃］である。2009148788.tif 0000162009148788.tif 000017【選択図】図６
2009148788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼の連続鋳造を中断してタンディッシュ内を略空の状態とし、このタンディッシュへ再び溶鋼を注湯して連続鋳造を再開するに際し、タンディッシュ内に所定量の溶鋼を溜めてから鋳型への注湯を開始する、タンディッシュ内湯溜めによる鋼の連続鋳造の再開方法において、
再使用するタンディッシュは、未使用のときから３時間以上、溶鋼を収容していたものであり、
再使用するタンディッシュには、加熱せず、該タンディッシュが略空の状態となったときから３時間以内に再び溶鋼を注湯し始めることとし、
再使用するタンディッシュへ再び溶鋼を注湯し始める前に、スライディングノズルの上部に鋼管を設け、
この鋼管は、下記式（１）及び（２）を満足する厚みｔ［ｍｍ］を有し、３５０〜５５０の長さＬ［ｍｍ］を有するものとし、
この鋼管による溶鋼の堰き止めが終了する前には、スライディングノズルを予め開状態としておく、
ことを特徴とする、タンディッシュ内湯溜めによる鋼の連続鋳造の再開方法
【数１】
2009148788.tif 000014
【数２】
2009148788.tif 000015
ただし、ＴＬＬは液相線温度［℃］であり、ΔＴは溶鋼過熱度［℃］であり、｛ΔＴ｝は溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値［℃］である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管を用いたタンディッシュ内湯溜めによる鋼の連続鋳造の再開方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な鋼の連続鋳造においては、取鍋内の溶鋼を一時的にタンディッシュ内に保持しつつ鋳型へ所定流量で注湯するようにしており、鋳造対象たる鋼種を変更する際にはタンディッシュ内を一旦空にし、このタンディッシュの内壁を構成する耐火物を張り替えるようにしていた。しかし、近年は経費削減のため、鋼種を変更する際に、タンディッシュ内を一旦空にし、耐火物の張り替えを行うことなく新たな溶鋼をタンディッシュに迎える『タンディッシュ再利用操業』が主流とされる。
【０００３】
このタンディッシュ再利用操業を採用する場合は、タンディッシュを一旦空にした後、タンディッシュを傾けたり、タンディッシュの内底に形成された溶鋼流路を利用したりして、タンディッシュ内に残っているスラグや耐火物片を極力タンディッシュ外へ排出する必要がある。なぜなら、引き続き行われる次の連続鋳造の開始時に上記のスラグや耐火物片が溶鋼に混じると、ボトム鋳片（鋳造初期の鋳片を意味する。）の品質を著しく低下させてしまうからである。しかしながら、スラグや耐火物片は周知の通り完全には排除できるものではない。そこで、スラグや耐火物片を如何に扱うかが大きな課題となっていた。
【０００４】
この課題に対して、『タンディッシュ内湯溜め操業』という技術が公知となっている。この技術は、タンディッシュを一旦空にした状態でスライドバルブを閉としておき、タンディッシュへ溶鋼を注湯して該溶鋼が所定高さに到達してから初めて上記スライドバルブを開とするものである。この操業によれば、溶鋼を鋳型へ注湯し始める頃には、上記のスラグや耐火物片は比重差によりタンディッシュ内の所定高さのところで浮遊しているので、スラグや耐火物片が溶鋼と共に鋳型へ流入してしまうのを防止できる。
【０００５】
しかし、このタンディッシュ内湯溜め操業という技術では、閉とされる溶鋼流路内で溶鋼が凝固してしまうこともあり、かかる場合は、その後スライドバルブを開としても溶鋼流路が開とならないという問題があった。
【０００６】
この種の技術として、例えば特許文献１には連続鋳造用タンディッシュの溶鋼注入開始方法が記載されている。これは、高さ方向の中間部位に薄肉部が設けられる鋼製のスタートパイプを注入ノズル上に設置するものである。これによれば、「スラグ等の介在物が十分浮上させるのに必要な溶鋼レベルが確保できるばかりでなく鋼製スタートパイプ２の上端からのスラグあふれによるモールド３へのスラグ混入を防止することができる」とされる。
【０００７】
また、特許文献２は、タンディッシュの溶湯流出口を囲む金属製の筒状部材をタンディッシュ底部上に設置し、次いでタンディッシュ内に溶湯を注入する手順が記載されている。そして、この筒状部材の厚みとして３〜４ｍｍ程度が例示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１−２６６９５１号公報（特許請求の範囲、第７カラム第１３〜１８行）
【特許文献２】特開昭６３−４０６５１号公報（第２頁第２カラム第１３〜１５行目、第３頁第１カラム第１９行目）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１の第５カラムに「内径270mmφ、長さ1000mmのものを使用し」や「そして下側の厚肉部11及び上層の厚肉部13の各厚みは15mmとする」などと記載されているように、本技術に用いられる鋼製スタートパイプは極めて大型であり取り扱いが容易ではなく、更には鋼製スタートパイプ自体の熱容量が極めて大きいため、タンディッシュ内に注湯した溶鋼が思いのほか冷えてしまい、結果として注入ノズルの詰まりの原因となってしまうのではないかと考える。
【００１０】
また、上記特許文献２の第３頁第１カラム第１６〜１８行目に記載されているように、湯面位置が鉄筒の上端を超えた後に溶鋼が鋳型に注入されるのでは、溶鋼湯面に浮遊するスラグも鋳型へ注入されてしまい、ボトム鋳片の品質は期待できないだろう。
【００１１】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ノズル詰まりを防止すると共にボトム鋳片の品質を向上し、更に、操業が容易である、タンディッシュ内湯溜めによる鋼の連続鋳造の再開方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１３】
本発明の観点によれば、鋼の連続鋳造を中断してタンディッシュ内を略空の状態とし、このタンディッシュへ再び溶鋼を注湯して連続鋳造を再開するに際し、タンディッシュ内に所定量の溶鋼を溜めてから鋳型への注湯を開始する、タンディッシュ内湯溜めによる鋼の連続鋳造の再開は、以下のような方法で行われる。再使用するタンディッシュは、未使用のときから３時間以上、溶鋼を収容していたものである。再使用するタンディッシュには、加熱せず、該タンディッシュが略空の状態となったときから３時間以内に再び溶鋼を注湯し始めることとする。再使用するタンディッシュへ再び溶鋼を注湯し始める前に、スライディングノズルの上部に鋼管を設ける。この鋼管は、下記式（１）及び（２）を満足する厚みｔ［ｍｍ］を有し、３５０〜５５０の長さＬ［ｍｍ］を有するものとする。この鋼管による溶鋼の堰き止めが終了する前には、スライディングノズルを予め開状態としておく。
【００１４】
【数１】
2009148788.tif 000003
【００１５】
【数２】
2009148788.tif 000004
【００１６】
ただし、ＴＬＬは液相線温度［℃］であり、ΔＴは溶鋼過熱度［℃］であり、｛ΔＴ｝は溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値［℃］である。
【００１７】
以上の方法によれば、(１)ノズル詰まりを防止でき、（２）前記鋼管に堰き止められた溶鋼の湯面が上昇することでスラグや耐火物片が浮揚すると共に、湯面が該鋼管の上端に至る前に該鋼管の溶融した下部を通って溶鋼が鋳型へ注湯され始めるので、スラグや耐火物片が鋳型へ流入することがなく、もって、ボトム鋳片の品質を向上でき、（３）更に、前記鋼管は小型であるから操業が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明を適用するタンディッシュの一部切欠き正面図である。
【００１９】
本図に示されるように、鋼の連続鋳造設備には、略示の取鍋１によってバッチ式に搬送されてきた溶鋼を鋳型２へ注湯する前に一時的に保持するバッファーとしての役割を担うタンディッシュ３が装備される。
【００２０】
タンディッシュ３は、鉛直上方に向かって開口する断面コ字状の有底容器として構成され、その側壁や底部は、内から外へ順に耐火物１０及び鉄皮１１から成る二層構造とされる。タンディッシュ３の底部には、タンディッシュ３内に収容された溶鋼が鋳型２へ注湯されるための流路としての断面略鼓状の孔４が穿設される。
【００２１】
この孔４には、鋳型２への注湯量を調節するためのスライディングノズル５が設けられる。このスライディングノズル５は、タンディッシュ３に対して固着される第１スライディングノズル６と、この第１スライディングノズル６に対して水平方向へ相対的に移動可能な第２スライディングノズル７と、から成る。
【００２２】
第１スライディングノズル６は、筒状であって上端へ向かうにつれて薄肉に形成され、孔４に対して下方から挿入固着される上ノズル６ａと、この上ノズル６ａに対して下方から取着される有孔平板状の上スライドプレート６ｂと、から成る。同様に、第２スライディングノズル７は、上スライドプレート６ｂに対して相対滑動可能に構成される有孔平板状の下スライドプレート７ａと、下スライドプレート７ａに対して下方から取着され、略示の浸漬ノズル８が連結される下ノズル７ｂと、から成る。以上の構成で、上スライドプレート６ｂに対して下スライドプレート７ａを水平方向へ相対的に滑動させることで、スライディングノズル５の開度は自由に調整できる。
【００２３】
上記の上ノズル６ａの内周面６ｃには図示しない多数の微小空洞（ポーラス）が満遍なく形成される。図示しない経路を通じてこの微小空洞からＡｒガスなどの不活性ガスを噴射すれば、孔４と上ノズル６ａによって形成される溶鋼流路９内を流動する溶鋼を好適に攪拌できる。上述したスライディングノズル５の具体的な寸法を参考として図２に例示する。図２は、図１の部分拡大図である。符号３ａは、タンディッシュ３の内底を示す。
【００２４】
以上の構成で、連続鋳造中の操業ついて簡単に説明する。再度、図１を参照されたい。連続鋳造時、タンディッシュ３内には所定量の溶鋼が保持される。取鍋１からタンディッシュ３へ所定流量で溶鋼が供給されると共に、タンディッシュ３から溶鋼流路９を通じて鋳型２へ所定流量で溶鋼が注湯される。タンディッシュ３から鋳型２への溶鋼の流量は、前記のスライディングノズル５の開度を増減して調整する。取鍋１内の溶鋼の残りが少なくなってきたら、十分な量の溶鋼を収容した新たな取鍋１がタンディッシュ３へ搬送されてくる。やがて取鍋１が空となると、この取鍋１は待機していた他の取鍋１と交代し、今度は交代した取鍋１からタンディッシュ３へ溶鋼が供給され始める。
【００２５】
次に、連続鋳造の開始及び中断、再開を含めた全体的な操業について、図３及び他の図を参照しつつ詳しく説明する。図３は、連続鋳造の全体的な操業を時系列で示す図である。図４〜図７は、図１に類似する図であって、連続鋳造の再開の様子を表現した図である。以下、説明文中の時刻Ｔ（ｘ）は図３の内容と対応する。
【００２６】
＜Ｔ（０）〜Ｔ（１）：張替＞
一般に、タンディッシュ３の耐火物１０は使用により溶損する。この溶損した耐火物１０を補って耐火物１０の厚みを所定厚み以上に維持するために、例えば１８チャージごとに、耐火物１０の張り替えを必要とする。即ち、タンディッシュ３の内壁面に対して半固体状の耐火物を吹き付け、所定時間、乾燥させる。時刻Ｔ（１）では自然放熱によりタンディッシュ３の温度は概ね室温（２５℃）とされる。
【００２７】
＜Ｔ（２）〜Ｔ（３）：バーナー加熱＞
張替作業が終了したら、所定のバーナーを用いて、タンディッシュ３の温度が９００〜１０００［℃］に至るまでタンディッシュ３を加熱する。なお、「所定のバーナー」とは、例えば、製鉄所で発生する副生ガスとしてのCOと酸素の反応熱を利用したものが相当する。また、「タンディッシュ３の温度」とは、例えば放射型の表面温度計などを用いて、該タンディッシュ３の内底３ａの温度を測定して得られる値が相当する。
【００２８】
＜Ｔ（４）〜Ｔ（６）：鋳造開始＞
上記のバーナー加熱が完了したら、スライディングノズル５が閉状態となっていることを確認した上で、なるべく早めに取鍋１からタンディッシュ３へ注湯し始める（時刻Ｔ（４））。タンディッシュ３内の溶鋼が所定量に達したら、スライディングノズル５を開状態とし、タンディッシュ３から鋳型２への注湯を開始する（時刻Ｔ（５））。
【００２９】
連続鋳造中は、上ノズル６ａの内周面６ｃから概ね２０[NL/min]の流量でＡｒガスを噴射して、溶鋼内に混在しているAl2O3などの介在物を強制的に浮上させ、浸漬ノズル８への介在物の付着を防止する。前述した通り、取鍋１は空となるたびに交換する。
【００３０】
鋼種を変更する必要が生じたら、取鍋１の交換は控え、タンディッシュ３内に供給された溶鋼が略空になるのを待つ。時刻Ｔ（６）は、タンディッシュ３内に供給された溶鋼が略空になった時刻を示す。説明の便宜上、鋼の連続鋳造（ＣＣ）の一単位は、「鋳型２への注湯が開始した時刻から、タンディッシュ３内の溶鋼が略空になった時刻まで」と定義する。時刻Ｔ（５）〜時刻Ｔ（６）がそれに相当する。
【００３１】
＜Ｔ（７）〜Ｔ（８）：清掃＞
この段階では、未だタンディッシュ３の内底３ａなどに相当量の地金やスラグ、耐火物片が残っているので、これらを極力、溶鋼流路９を介して外部へ掻き出す。
【００３２】
＜Ｔ（９）〜Ｔ（１１）：鋳造再開＞
上記の清掃が一通り完了したら（時刻（８））、鋼の連続鋳造を再開する。
【００３３】
（イ）本実施形態に係る連続鋳造の再開は、先ず、第１の前提として、時刻Ｔ（９）において、再使用するタンディッシュ３は、未使用のときから３時間以上、溶鋼を収容していたことを必要とする。「タンディッシュが未使用のとき」とは、「張替作業が完了してからタンディッシュ３への注湯開始時刻までの間の任意の時刻」を意味する。時刻Ｔ（１）〜Ｔ（４）の間の任意の時刻がそれに相当する。このように、未使用のときから溶鋼を収容していた時間の長短を前提とするのは、溶鋼の収容により飛躍的に増大するタンディッシュ３の熱量に着目したからである。本実施形態においては、時刻Ｔ（４）から時刻Ｔ（６）までの間が３時間以上であれば第１の前提を満足する。なお、バーナーを用いてもタンディッシュ３の熱量を増大させることはできるが、溶鋼の収容に比べればその増大幅は技術的に有意とは言えない。
【００３４】
（ロ）第２の前提として、再使用するタンディッシュ３には、タンディッシュ３をバーナーなどで加熱することなく、該タンディッシュ３が略空の状態となったときから３時間以内に再び溶鋼を注湯し始めることを必要とする。「タンディッシュ３が略空の状態となったとき」とは、鋳型２への注湯量が低下して、該注湯が終わった時点を意味する。即ち、時刻Ｔ（６）がそれに相当する。「再び溶鋼を注湯し始める」時点には時刻Ｔ（９）が相当する。従って、第２の前提として３時間以内とすべきは、時刻Ｔ（６）から時刻Ｔ（９）に至るまでの間である。このように、上記の清掃に多くの時間を割きたくないのは、自然放熱により失われるタンディッシュ３の熱量に着目したからである。本実施形態においては、時刻Ｔ（６）から時刻Ｔ（９）までの間が３時間以内であれば第２の前提を満足する。
【００３５】
（ハ）更に、図４に示されるように、再使用するタンディッシュ３へ再び溶鋼を注湯し始める前に、スライディングノズル５の上部に鋼管１２を設ける。この鋼管１２は、下記式（１）及び（２）を満足する厚みｔ［ｍｍ］を有し、３５０〜５５０の長さＬ［ｍｍ］を有するものとする。以下、この鋼管１２に関して詳細に説明する。
【００３６】
【数１】
2009148788.tif 000005
【００３７】
【数２】
2009148788.tif 000006
【００３８】
鋼管１２は、円筒状に形成され、その内径はタンディッシュ３の内底３ａに穿孔された孔４の上端の径よりも大径とされる。鋼管１２は、鋳造対象の鋼種と極力同じ成分とされ、もって、鋼管１２が溶融して溶鋼に混ざり合っても、ボトム鋳片の品質に与える影響は少ない。鋼管１２は、再使用されるタンディッシュ３へ再び溶鋼を注湯し始める前に、予め、スライディングノズル５の上部に立てておく。詳しくは、鋼管１２が孔４を囲むように、鋼管１２と溶鋼流路９が同軸状となるように、鋼管１２を内底３ａ上に載置する。
【００３９】
上記式（１）及び（２）において、ＴＬＬは液相線温度［℃］であり、ΔＴは溶鋼過熱度［℃］であり、｛ΔＴ｝は溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値［℃］である。
【００４０】
液相線温度ＴＬＬ［℃］は、例えば、通称「平居の式」と呼ばれる下記式（３）又は（４）に鋼種の成分を代入して算出する。なお、下記式（３）（４）において、元素記号Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｉの単位は何れも［ｗｔ％］である。
【００４１】
【数３】
2009148788.tif 000007
【００４２】
【数４】
2009148788.tif 000008
【００４３】
また、溶鋼過熱度ΔＴ［℃］は、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯される溶鋼のうち極初期に注湯される溶鋼であって、タンディッシュ３に受け止められる前のものの溶鋼過熱度ΔＴ［℃］を指す。「極初期」とは、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯を開始した時刻Ｔ（９）から起算して例えば１０秒以内を指す。ただし、鋼の連続鋳造の再開に際し、この溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の実測は必ずしも必要ではない。
【００４４】
また、溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値｛ΔＴ｝［℃］は、例えば３０［℃］である。溶鋼過熱度ΔＴ［℃］は、その目標値｛ΔＴ｝［℃］を３０［℃］とすると、実測では概ね２０〜４５［℃］程度となる。上記式（１）及び（２）によれば、溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値｛ΔＴ｝［℃］を決定した後に厚みｔ［ｍｍ］の好適な範囲が初めて設定されるのが理解されよう。
【００４５】
以上、（イ）〜（ハ）において、鋼の連続鋳造を再開する際の幾つかのポイントを列挙した。次に、図４に示される状態で、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯したときのタンディッシュ３内の様子を説明する。
【００４６】
先ず、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯を開始した直後の様子について説明する。図５を参照されたい。本図に示されるように、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯された溶鋼は、予め載置された鋼管１２の存在により堰き止められ、溶鋼の湯面は上昇していく。このとき、タンディッシュ３の内底３ａ上に残っているスラグや耐火物片（符号１３で示す。）は、溶鋼との比重差の作用により、溶鋼の湯面に浮遊することとなる。一方、タンディッシュ３の内底３ａ上に付着していた残鋼は、取鍋１から注湯された溶鋼に溶解する。
【００４７】
次に、鋼管１２による溶鋼の堰き止めが終了する前後の様子について説明する。図６を参照されたい。タンディッシュ３の内底３ａ上に載置された鋼管１２の下部は、極めて高温なタンディッシュ３との接触と、湯面が上昇しつつある溶鋼との接触と、により短時間のうちに高温となって部分的に溶融し出す。すると、タンディッシュ３の内底３ａと鋼管１２との間に空隙が形成され、この空隙からタンディッシュ３内の溶鋼が溶鋼流路９へ流入し始める（時刻Ｔ（１０））。
【００４８】
（ニ）本実施形態では、この溶鋼流路９へ流入し始めた溶鋼が溶鋼流路９内で滞留することなくそのまま鋳型２へスムーズに注湯されるように、この鋼管１２による溶鋼の堰き止めが終了する前には、スライディングノズル５を予め開状態としておく。例えば、だいぶ遡って時刻Ｔ（５）以降、一度もスライディングノズル５を閉状態へと切り替えたことがなければ、「この鋼管１２による溶鋼の堰き止めが終了する前に、既に、スライディングノズル５は開状態となっていた」ことになるし、清掃（時刻Ｔ（７）〜時刻Ｔ（８））の際にスライディングノズル５を閉状態へと切り替えたのであれば、清掃が済んでから遅滞なくスライディングノズル５を開状態へと切り替えれば足りる。また、鋼管１２による溶鋼の堰き止めが終了する直前までスライディングノズル５の閉状態を維持しておいてもよいだろう。
【００４９】
なお、この鋼管１２による溶鋼の堰き止めが終了する前には、スライディングノズル５を予め開状態としておくのみならず、上ノズル６ａの内周面６ｃから概ね２０[NL/min]の流量でＡｒガスを噴射した状態としておくことが好ましい。溶鋼流路９へ流入してきた溶鋼を攪拌して、上ノズルへの溶鋼の固着防止を図るためである。
【００５０】
次に、鋼管１２が溶鋼に完全に溶解した様子について説明する。図７を参照されたい。鋼管１２の溶解が更に進行すると、やがて鋼管１２は消失し、鋼の連続鋳造の定常状態へと移行する。
【００５１】
連続鋳造中は、上ノズル６ａの内周面６ｃから概ね０〜２０[NL/min]の流量でＡｒガスを供給して、溶鋼内に混在しているAl2O3などの介在物を強制的に浮上させ、浸漬ノズル８への介在物の付着を防止する。前述した通り、取鍋１は空となるたびに交換する。
【００５２】
鋼種を変更する必要が生じたら、取鍋１の交換は控え、タンディッシュ３内に供給された溶鋼が略空になるのを待つ。時刻Ｔ（１１）は、タンディッシュ３内に供給された溶鋼が略空になった時刻を示す。
【００５３】
＜Ｔ（１２）〜Ｔ（１３）：清掃＞
時刻Ｔ（７）〜Ｔ（８）同様、清掃を実施する。
【００５４】
＜Ｔ（１４）〜：鋳造再開＞
上記の清掃が一通り完了したら（時刻（１３））、鋼の連続鋳造を再開する。
【００５５】
（イ）前述同様、時刻Ｔ（１４）において、再使用するタンディッシュ３は、未使用のときから３時間以上、溶鋼を収容していたことを必要とする。「タンディッシュが未使用のとき」とは、「張替作業が完了してからタンディッシュ３への注湯開始時刻までの間の任意の時刻」を意味する。時刻Ｔ（１）〜Ｔ（４）の間の任意の時刻がそれに相当する。本実施形態においては、時刻Ｔ（４）から時刻Ｔ（６）までの間の時間と、時刻Ｔ（９）〜時刻Ｔ（１１）までの間の時間と、の「合計」が３時間以上であれば、前記の第１の前提を満足する。他は前述した通りであるから、その説明は割愛する。
【００５６】
以上に、連続鋳造の開始及び中断、再開を含めた全体的な操業を説明した。特に、本実施形態に係る鋼管を用いたタンディッシュ内湯溜めによる鋼の連続鋳造の再開方法については詳細に説明した。
【００５７】
以下、本実施形態に係る鋼管を用いたタンディッシュ内湯溜めによる鋼の連続鋳造の再開方法の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。上述した各数値範囲などは、下記の確認試験により合理的に裏付けられている。
【００５８】
［試験１］
本確認試験は、鋼管１２の厚みｔ［ｍｍ］と長さＬ［ｍｍ］を所定の範囲内としたことによる技術的効果を確認するためのものである。
【００５９】
［試験１．１］指標
先ず、各確認試験の評価に供される指標に関して説明する。「ノズル詰まり」は、スライディングノズル５の詰まりの有無に関する指標である。取鍋１からタンディッシュ３へ注湯を開始してから概ね３０秒経過しても鋳型２への注湯量が著しく少ないか注湯自体が全く認められなかった試験を「ノズル詰まり発生あり：×」と評価し、一方、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯を開始してから概ね３０秒以内に例えば０．５［ｔ／ｍｉｎ］程度の注湯量が確認できた試験を「ノズル詰まり発生なし：○」と評価した。
【００６０】
［試験１．２］共通試験方法
次に、各確認試験に共通する試験方法について説明する。即ち、何れの試験においても、図３において時系列的に示される操業手順に従って操業した。そして、最もノズル詰まりが発生し易い「最初の再開」の際にノズル詰まりが発生したかを確認した。なお、「最初の再開」とは、未使用のタンディッシュを一度、連続鋳造のために使用し、鋼種変更のために連続注湯を中断した後に続けて行われる、初めての連続鋳造の再開を意味する。
【００６１】
［試験１．３］共通試験条件
次に、各確認試験に共通する試験条件について説明する。上述した（イ）及び（ロ）の条件は十分に満足するものとした。即ち、すべての試験において、時刻Ｔ（４）〜時刻Ｔ（６）の間の時間である「未使用時からの累積使用時間ΔＴ（４〜６）」は、概ね６時間前後とした。なお、１チャージは概ね６０分で完了し、６時間は６チャージ分に相当する。また、すべての試験において、時刻Ｔ（６）〜時刻Ｔ（９）の間の時間である「タンディッシュの空時間ΔＴ（６〜９）」は、概ね０．５時間前後とした。また、スライディングノズル５の開状態は、時刻Ｔ（１）から継続させておいた。
【００６２】
［試験１．４］個別試験条件及びその試験結果
次に、各確認試験の個別の試験条件とその試験結果を下記表１〜２に示す。表２は表１の続きである。下記表１〜２において、列タイトルの変数は、本明細書中で用いられる変数に対応する。
【００６３】
【表１】
2009148788.tif 000009
【００６４】
【表２】
2009148788.tif 000010
【００６５】
上記表１〜２から判る通り上記の確認試験は、上記実施形態において好適とした厚みｔ［ｍｍ］及び長さＬ［ｍｍ］の所定の範囲の内外において満遍なく実施した。上記の表１〜２をグラフ化したものが図８である。図８は、本発明の技術的効果を確認するための試験の結果を示すグラフである。図８の縦軸は鋼管１２の厚みｔ［ｍｍ］であり、横軸は「液相線温度ＴＬＬ［℃］に溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値［℃］を加えたもの」である。ただし、図８のグラフには試験Ｎｏ．９３〜９８の試験結果は示さない。即ち、図８においては厚みｔ［ｍｍ］を所定の範囲内としたことによる技術的効果の有無を確認されたい。
【００６６】
図８によれば、鋼管１２の厚みｔ［ｍｍ］の範囲を、「液相線温度ＴＬＬ［℃］に溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値［℃］を加えたもの」に強く関係させて設定すると、ノズル詰まりの発生の有無において明瞭な技術的効果が奏されるのが理解されよう。換言すれば、鋼種から導き出される液相線温度ＴＬＬ［℃］に溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値［℃］を加えたものに応じて、厚みｔ［ｍｍ］が３〜６である鋼管１２を適宜に使い分ければ、ノズル詰まりが発生しないのである。
【００６７】
また、表１〜２によれば、鋼管１２の長さＬ［ｍｍ］の範囲を適宜に設定すると、上記同様に、ノズル詰まりの発生の有無において明瞭な技術的効果が奏されるのが理解されよう。
【００６８】
以下、上記の好適な数値範囲を逸脱するとなぜノズル詰まりが発生してしまうのかを、目視観察などを通じて考察したので、以下、詳細に報告する。
【００６９】
（Ａ）目視観察によれば、鋼管１２の厚みｔ［ｍｍ］が足りず上記式（２）を満足しない場合は、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯を開始し、溶鋼の湯面がほとんど上昇していないうちから既に鋳型２への注湯が始まってしまっていた。これは、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯を開始して間もないうちに、或いは、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯を開始する前に既に、鋼管１２の下部が溶融し、タンディッシュ３の内底３ａと鋼管１２との間に空隙が形成されていたからだと考える。そして、このように溶鋼湯面が十分に上昇する前に鋳型２への注湯が開始したことが原因でタンディッシュ３の内底３ａ上に付着していたスラグがスライディングノズル５内へ流入し、このスラグが上ノズル６ａの内周面６ｃに形成された微小空洞を閉塞し、Ａｒガスの噴射が阻害され、溶鋼流路９内の溶鋼の攪拌が阻害され、溶鋼が溶鋼流路９の内周へ固着したからノズル詰まりが発生したと考える。
【００７０】
（Ｂ）目視観察によれば、鋼管１２の厚みｔ［ｍｍ］が確保され過ぎて上記式（１）を満足しない場合は、取鍋１からタンディッシュ３へ注湯を開始し、溶鋼の湯面が十分に上昇しても鋳型２への注湯が始まらず、鋼管１２によって堰き止められた溶鋼が鋼管１２の上端を乗り越えて溶鋼流路９内へ流入してしまっていた。これは、取りも直さず、溶鋼の湯面に浮遊しているスラグがスライディングノズル５内へ流入したことを意味する。スラグがスライディングノズル５内へ流入することと、ノズル詰まりと、の因果関係は、（Ａ）に示される通りである。
【００７１】
（Ｃ）ところで、上記の再開方法においては、溶鋼湯面が上昇して鋼管１２の上端に至るまでに鋼管１２の下部が部分的に溶解している必要があるところ、この鋼管１２の長さＬ［ｍｍ］が短い場合は溶鋼湯面が早期に鋼管１２の上端に至ることとなるから、鋼管１２の下部が早期に溶解しなければならない。しかし、溶鋼湯面が十分でないうちに鋼管１２の下部が溶解すると、鋼管１２の下部に形成される空隙と溶鋼湯面との間の距離が短くなるため、溶鋼湯面に浮遊するスラグが、鋼管１２の下部に形成される空隙を流動する溶鋼に引き込まれて溶鋼流路９内に流入してしまう。この考察に合致するように、上記表２の試験Ｎｏ．９３〜９５に示されるように、鋼管１２の長さＬ［ｍｍ］が３５０に満たない場合は、厚みｔ［ｍｍ］をどのように設定しようともノズル詰まりが発生してしまった。
【００７２】
（Ｄ）前述したようにタンディッシュ３の内底３ａ上に載置された鋼管１２の下部は第一にタンディッシュ３からの入熱により第二に堰き止められた溶鋼からの入熱により加熱され、降伏応力が早期に低下する。このような状況において、鋼管１２の長さＬ［ｍｍ］が長ければ長いほど鋼管１２の下部に作用する荷重が大きくなるので、タンディッシュ３から鋳型２への注湯が適切に開始される前に、鋼管１２の姿勢が変わってしまうだろう。そして、鋼管１２の姿勢が変わってしまうと、溶鋼を正常に堰き止められなくなるから、溶鋼湯面のスラグが溶鋼流路９内へ流入してしまう。この考察に合致するように、上記表２の試験Ｎｏ．９６〜９８に示されるように、鋼管１２の長さＬ［ｍｍ］が５５０を超える場合は、厚みｔ［ｍｍ］をどのように設定しようともノズル詰まりが発生してしまった。
【００７３】
［試験２］
本確認試験は、（イ）「再使用するタンディッシュ３は、未使用のときから３時間以上、溶鋼を収容していたもの」とすることと、（ロ）「再使用するタンディッシュには、加熱せず、該タンディッシュが略空の状態となったときから３時間以内に再び溶鋼を注湯し始めること」としたことによる技術的効果を確認するためのものである。
【００７４】
［試験２．１］指標
本確認試験の評価に供される指標は、上記の試験１における指標と同じであるから、その説明は割愛する。
【００７５】
［試験２．２］共通試験方法
次に、各確認試験に共通する試験方法について説明する。即ち、何れの試験においても、図３において時系列的に示される操業手順に従って操業した。そして、最もノズル詰まりが発生し易い「最初の再開」の際にノズル詰まりが発生したかを確認した。
【００７６】
［試験２．３］共通試験条件
次に、各確認試験に共通する試験条件について説明する。即ち、何れの試験においても、使用した鋼管１２の厚みｔ［ｍｍ］は鋳造する鋼種に基づいて求めた液相線温度ＴＬＬ［℃］と溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値｛ΔＴ｝［℃］に基づいて上記式（１）及び（２）によって定められる厚みｔ［ｍｍ］の範囲内に設定した。具体的には、何れの試験においても、厚みｔ［ｍｍ］を４［ｍｍ］とすると、上記式（１）及び（２）を満足するようだったので、この厚みｔ［ｍｍ］を常に採用した。鋼管１２の長さＬ［ｍｍ］は常に４００［ｍｍ］を採用した。
【００７７】
［試験２．４］個別試験条件及びその試験結果
次に、各確認試験の個別の試験条件とその試験結果を下記表３に示す。下記表３において、列タイトルの変数は、本明細書中で用いられる変数に夫々対応する。
【００７８】
【表３】
2009148788.tif 000011
【００７９】
上記表３をグラフ化したものが図９である。図９は、本発明の技術的効果を確認するための試験の結果を示すグラフである。図９の縦軸は連続鋳造の中断時においてタンディッシュ内が略空である状態が継続した時間Δｔ（６〜９）［ｍｉｎ］であり、横軸はタンディッシュの未使用時から累積した使用時間Δｔ（４〜６）［ｍｉｎ］である。
【００８０】
図９によれば、タンディッシュの未使用時から累積した使用時間Δｔ（４〜６）［ｍｉｎ］が１８０［ｍｉｎ］に満たないと、どんなに清掃（Δｔ（７〜８））を短時間で切り上げても、再開時にノズル詰まりが発生してしまったことが判る。また、連続鋳造の中断時においてタンディッシュ内が略空である状態が継続した時間Δｔ（６〜９）［ｍｉｎ］が１８０［ｍｉｎ］を超えると、同様に、再開時にノズル詰まりが発生してしまったことが判る。
【００８１】
本願発明者は、上記の結果について以下のように考察する。即ち、本願発明者は、タンディッシュ３の有する熱量がノズル詰まりの発生の有無に大きく影響するものと考える。
【００８２】
（Ｅ）つまり、タンディッシュ３の未使用時から累積した使用時間Δｔ（４〜６）［ｍｉｎ］が１８０［ｍｉｎ］に満たないと、当初室温であったタンディッシュ３が溶鋼を保持することにより取得する熱量が少なくなるわけで、連続鋳造の再開時のタンディッシュ３の熱量が十分とならず、タンディッシュ３の内底３ａと鋼管１２との間に形成された空隙から溶鋼流路９へ流れ込んだ溶鋼が冷えた上ノズル６ａに固着し、この固着した地金が成長した結果、溶鋼流路９を閉塞しノズル詰まりが発生したものと考察する。
【００８３】
（Ｆ）また、連続鋳造の中断時においてタンディッシュ内が略空である状態が継続した時間Δｔ（６〜９）［ｍｉｎ］が１８０［ｍｉｎ］を超えると、タンディッシュ３の有していた熱量が自然放熱により失われ、連続鋳造の再開時のタンディッシュ３の熱量が十分とならず、タンディッシュ３の内底３ａと鋼管１２との間に形成された空隙から溶鋼流路９へ流れ込んだ溶鋼が冷えた上ノズル６ａに固着し、この固着した地金が成長した結果、溶鋼流路９を閉塞しノズル詰まりが発生したものと考察する。
【００８４】
以上説明したように上記実施形態において、鋼の連続鋳造を中断してタンディッシュ３内を略空の状態とし、このタンディッシュ３へ再び溶鋼を注湯して連続鋳造を再開するに際し、タンディッシュ３内に所定量の溶鋼を溜めてから鋳型２への注湯を開始する、タンディッシュ内湯溜めによる鋼の連続鋳造の再開は、以下のような方法で行われる。再使用するタンディッシュ３は、未使用のときから３時間以上、溶鋼を収容していたものである。再使用するタンディッシュ３には、加熱せず、該タンディッシュ３が略空の状態となったときから３時間以内に再び溶鋼を注湯し始めることとする。再使用するタンディッシュ３へ再び溶鋼を注湯し始める前に、スライディングノズル５の上部に鋼管１２を設ける。この鋼管１２は、下記式（１）及び（２）を満足する厚みｔ［ｍｍ］を有し、３５０〜５５０の長さＬ［ｍｍ］を有するものとする。この鋼管１２による溶鋼の堰き止めが終了する前には、スライディングノズル５を予め開状態としておく。
【００８５】
【数１】
2009148788.tif 000012
【００８６】
【数２】
2009148788.tif 000013
【００８７】
ただし、ＴＬＬは液相線温度［℃］であり、ΔＴは溶鋼過熱度［℃］であり、｛ΔＴ｝は溶鋼過熱度ΔＴ［℃］の目標値［℃］である。
【００８８】
以上の方法によれば、(１)ノズル詰まりを防止でき、（２）前記鋼管１２に堰き止められた溶鋼の湯面が上昇することでスラグや耐火物片が浮揚すると共に、湯面が該鋼管１２の上端に至る前に該鋼管１２の溶融した下部を通って溶鋼が鋳型２へ注湯され始めるので、スラグや耐火物片が鋳型２へ流入することがなく、もって、ボトム鋳片の品質を向上でき、（３）更に、前記鋼管１２は小型であるから操業が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明を適用するタンディッシュの一部切欠き正面図
【図２】図１の部分拡大図
【図３】連続鋳造の全体的な操業を時系列で示す図
【図４】図１に類似する図であって、連続鋳造の再開の様子を表現した図
【図５】図１に類似する図であって、連続鋳造の再開の様子を表現した図
【図６】図１に類似する図であって、連続鋳造の再開の様子を表現した図
【図７】図１に類似する図であって、連続鋳造の再開の様子を表現した図
【図８】本発明の技術的効果を確認するための試験の結果を示すグラフ
【図９】本発明の技術的効果を確認するための試験の結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００９０】
３  タンディッシュ
５  スライディングノズル
８  浸漬ノズル
１２  鋼管
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009148788.tif 000020
【図４】
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【図５】
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【図６】
2009148788.tif 000023
【図７】
2009148788.tif 000024
【図８】
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【図９】
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