(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンディッシュ内の溶融金属を該タンディッシュの底部に設けたタンディッシュノズルから鋳型内に供給して連続鋳造する溶融金属の連続鋳造方法において、前記タンディッシュノズルの上部にそれぞれ個別にガス吹込みが可能な上下２段のガス吹込部を設け、上段のガス吹込部からは溶融金属に可溶なガスまたは溶融金属に可溶なガスとArガスとの混合ガスを、下段のガス吹込部からはArガスをタンディッシュノズル内の溶融金属中に吹込むことを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記溶融金属に可溶なガスが窒素ガスである請求項１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、溶融金属の連続鋳造方法に係り、とくにタンディッシュノズルのノズル詰まり防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶鋼の連続鋳造に際しては、一般に、溶鋼を取鍋からタンディッシュへ移し、タンディッシュからタンディッシュノズルを介して鋳型内に連続的に供給している。この際、タンディッシュノズルの上ノズルからイマージョンノズル間における非金属介在物に起因する詰まりを防止する目的で、タンディッシュ上ノズルから溶鋼中にArガスが吹込まれている。
【０００３】
タンディッシュ上ノズルからのArガス吹込み方法としては、例えば、特開昭63-72455号公報には、上下２段のガス吹込部を設け、ノズル詰まり防止用ガスを主として下段ガス吹込部から吹込み、上段ガス吹込部からはノズル詰まりが生じない最小流量のガスを吹込む方法が提案されている。
また、特開平2-37947 号公報には、鋳造用浸漬ノズルにAr吹込み可能な上下２段の上ノズルを備え、上段からのAr吹込み量を下段からの吹込み量の1.2 倍以上とするArの吹込み方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
タンディッシュ上ノズル内に吹込まれるノズル詰まり防止用ガスには、つぎの２つの機能がある。すなわち、
▲１▼連鋳鋳型に通じる浸漬ノズル内への非金属介在物の付着を防止する機能、
▲２▼タンディッシュ底部の上ノズル上部への非金属介在物の付着を防止する機能である。
【０００５】
特開昭63-72455号公報に記載された方法および特開平2-37947 号公報に記載された方法はいずれもこれら機能に着目し、とくに特開平2-37947 号公報に記載された方法では▲２▼の機能を満足すべく上ノズル上段へのガス吹込を行っている。
しかしながら、タンディッシュ上ノズル上段に吹込まれたガスが上記▲２▼の機能を十分に発揮するためには、上ノズル上段から上方へ浮上するに足る量のガスを供給する必要があるが、上方へ浮上したガスは、最終的にタンディシュ内の溶融金属表面に到達し溶融金属表面を覆っているスラグを攪拌してスラグ巻き込みを生じさせたり、あるいは溶融金属湯面を露出して溶融金属の再酸化をもたらすなど好ましくない作用を生じる。
【０００６】
特開昭63-72455号公報に記載された方法では、下段ガス吹込部からのガス流量を多くし、上段ガス吹込部からのガス流量を少なくするため、ガスは上ノズルの下段からしか溶鋼中に吹き込まれず、したがって、鋳造時間が長くなると上ノズルの上部にアルミナ等の非金属介在物の付着が進み鋳造不能となることが多い。
一方、特開平2-37947 号公報に記載された方法では、上段からのガス流量を多くしているため、低鋳造速度の場合には、吹込ガスの１部がタンディッシュ上部に抜けタンディッシュスラグを攪拌し溶鋼を汚染し、一方、高鋳造速度の場合には、過剰の吹込ガスを鋳型内に持ち込み鋳片のブローホール欠陥の発生を招く、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した問題を有利に解決し、タンディッシュノズルのノズル詰まりを防止し、かつ製品における欠陥発生の少ない溶融金属の連続鋳造方法を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を達成するために、タンディッシュ上ノズル上段から吹込まれたガスが、その近傍においては非金属介在物の付着を妨げるに足る十分な量でありながら、タンディッシュ内溶融金属表面を乱さないという一見矛盾する要求を同時に満足させる方法について鋭意検討した。その結果、タンディッシュ上ノズル上段から吹込むガスを、溶融金属に可溶なガス、またはこれと不活性ガスとの混合ガスとすれば上記した一見矛盾する要求を同時に満足できることに想到し本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明は、タンディッシュ内の溶融金属を該タンディッシュの底部に設けたタンディッシュノズルから鋳型内に供給して連続鋳造する溶融金属の連続鋳造方法において、前記タンディッシュノズルの上部にそれぞれ個別にガス吹込みが可能な上下２段のガス吹込部を設け、上段のガス吹込部からは溶融金属に可溶なガス、好ましくは窒素ガス、または溶融金属に可溶なガス、好ましくは窒素ガスとArガスとの混合ガスを、下段のガス吹込部からはArガスをタンディッシュノズル内の溶融金属中に吹込むことを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明では、タンディッシュ内に保持した溶融金属をタンディッシュの底部に設けたタンディッシュノズルから鋳型内に供給して連続鋳造する。
本発明の方法に使用される装置の１例を図１に示す。
タンディッシュの底部レンガ１には、溶融金属排出用の開孔部２が開けられ、上方から、上ノズル上段３、上ノズル下段４、固定板５、摺動板６、コレクターノズル７、浸漬ノズル８が密接して設置されて所定の金具でタンディッシュの底部に取り付けられている。タンディッシュ内に保持された溶融金属は、ノズル先端の溶融金属吐出口８ａから鋳造用鋳型９内に供給され鋳造される。
【００１１】
上ノズル上段３にはガス吹込口３ａが、上ノズル下段４にはガス吹込口４ａがそれぞれ設けられガスが吹き込まれる。上ノズル上段のガス吹込口３ａからは溶融金属に可溶なガスあるいは溶融金属に可溶なガスと不活性ガスとの混合ガスが、上ノズル下段のガス吹込口４ａからは不活性ガスがそれぞれ吹き込まれる。
上ノズル上段のガス吹込口３ａから吹き込まれたガスは上ノズル上段３内に設けられたガス流路（図示を省略）を経由して、上段ポーラススリーブ11に導かれ、ここから溶融金属中に吹き込まれる。溶融金属中に吹き込まれたガスは、浮力によって浮上し、その際に溶融金属を攪拌するので、上ノズル上段への非金属介在物の付着を防止できる。浮上するガスのうち、溶融金属に可溶なガスは、浮上途中において、溶融金属中に溶解吸収されるので、その体積を減じ、タンディッシュ内溶融金属の表面に到達する際には、もはや溶融金属表面を不必要に攪拌して、スラグの巻込みを生じることはない。
【００１２】
一方、上ノズル下段のガス吹込口４ａから吹き込まれたガスは、上ノズル下段４内に設けられたガス流路（図示を省略）を経由して、下段ポーラススリーブ12に導かれ、ここから溶融金属中に吹き込まれる。ガスは浮力によって浮上しようとするが、この部分のノズル径は、上ノズル上段に比べて小さいので、溶融金属の下降流速が大きいために、溶融金属とともにノズル内を下降し、鋳型内に吐出される。この際、浸漬ノズル内溶融金属流路および吐出口８ａを洗浄し、非金属介在物の付着を防止する。
【００１３】
溶融金属に可溶なガスとしては、水素、窒素、炭化水素ガスなどが考えられるが、取扱が容易でかつ鋳造させる溶融金属成分に悪影響を与えることが少ない窒素ガスが最適である。また、不活性ガスとしては従来から使用されているArガスが好ましい。このようなことから、上ノズル上段から吹き込まれるガスは窒素ガスあるいは窒素とArとの混合ガスとするのが好ましい。また、上ノズル下段から吹き込まれるガスはArガスとするのが好ましい。
【００１４】
なお、上ノズル上段から吹込む窒素ガス、あるいは窒素とArとの混合ガスの流量は鋳造条件に応じ適宜定めればよい。
【００１５】
【実施例】
転炉およびＲＨ真空脱ガス装置によって精錬した極低炭素アルミキルド鋼を、２ストランドの垂直曲げ型スラブ連続鋳造装置を用いて260mm 厚×1800mm幅のスラブに鋳造した。
鋳造速度を2.0m/minとし、230tonの溶鋼を５チャージ連続して鋳造した。浸漬ノズルはアルミナグラファイト質２孔ノズルを使用した。タンディッシュ上ノズルは、図１に示すようにガス吹込を可能とするため上下２段のポーラススリーブ11、12を設けたものを使用し、それぞれから表１に示す条件でガス吹込を行い、浸漬ノズルのノズル詰まり状況を調査した。さらに、鋳造したスラブを熱間圧延、冷間圧延して薄鋼板とし、得られた薄鋼板における欠陥発生状況を調査した。
【００１６】
なお、ノズル詰まり状況は、各実験水準において５チャージ連続鋳造終了後、浸漬ノズルを回収し、吐出口断面を観察して、非金属介在物により閉塞された吐出口の面積を求め、吐出口断面積に占める閉塞面積率で評価し、ノズル詰まり指数とした。ノズル詰まり指数1.0 は、閉塞面積率が100 ％の場合である。
また、薄鋼板における欠陥発生状況は、鋼帯長さ単位当たりのブローホール起因のヘゲ、フクレ欠陥の総欠陥長さで評価し、製品品質指数として表示した。製品品質指数1.0 は無欠陥コイルの比率が０％の場合である。
【００１７】
それらの結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
0003787974.tif 000002
【００１９】
表１から、本発明例（試験No.1、No.2）では、上ノズル上段および下段からArガスを吹き込む従来例（試験No.3、No.4）に比べ、ノズル詰まり指数および製品品質指数いずれも低下している。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、溶融金属の連続鋳造において、ガス流量を十分確保してタンディッシュノズルのノズル詰まりを防止し、かつ過剰なガスによるタンディッシュスラグの攪拌により溶鋼が汚染されたりすることなく、また、過剰なガスが鋳型内に持ち込まれブローホール欠陥を発生させたりすることなく、製品品質が向上し、さらに製品歩留りが向上するなど産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に好適なタンディッシュ上ノズルを含むタンディッシュノズルの構造を示す概念図である。
【符号の説明】
１    タンディッシュ底部レンガ
２    開孔部
３    上ノズル上段
３ａ  ガス吹込口
４    上ノズル下段
４ａ  ガス吹込口
５    固定板
６    摺動板
７    コレクターノズル
８    浸漬ノズル
８ａ  溶融金属吐出口
９    鋳造用鋳型
10    溶融金属
11    上段ポーラススリーブ
12    下段ポーラススリーブ
【図１】
0003787974.tif 000003