JP4337739B2 - Continuous casting method for molten steel - Google Patents
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Description
本発明は、鋳型直下から鋳造方向の下流側にかけて鋳片表面を二次冷却しつつ溶鋼を連続鋳造する方法に関する。 The present invention relates to a method for continuously casting molten steel while secondary cooling of a slab surface from directly under a mold to a downstream side in a casting direction.
連続鋳造鋳片の表皮下の品質および内部品質を向上させるためには、連続鋳造鋳型の下方のスプレーによる二次冷却帯における冷却能(二次冷却能)を最適化する必要がある。 In order to improve the subsurface quality and internal quality of the continuous cast slab, it is necessary to optimize the cooling ability (secondary cooling ability) in the secondary cooling zone by spraying below the continuous casting mold.
前記表皮下の品質の向上のためには、連続鋳造鋳型の直下で発生する鋳片表皮下の割れ(すなわち、鋳片表面の割れ)の抑制が必要であるが、この割れの発生は鋼種に依存することから、前記の二次冷却能を鋼種に適した冷却能に設定する必要がある。また、鋳片の幅方向における冷却の不均一に起因して生じる鋳片表面の不均一変形(表面の凹凸)を抑制するために、幅方向で均一な冷却を行うことも必要である。 In order to improve the quality of the epidermis, it is necessary to suppress the crack in the surface of the slab (that is, the crack on the surface of the slab) that occurs immediately below the continuous casting mold. Therefore, it is necessary to set the secondary cooling capacity to a cooling capacity suitable for the steel type. In addition, in order to suppress non-uniform deformation (surface irregularities) on the surface of the slab caused by uneven cooling in the width direction of the slab, it is also necessary to perform uniform cooling in the width direction.
鋳片の内部欠陥としては、凝固収縮あるいは鋳片の凝固シェルの熱応力変形に起因して鋳片の厚み方向の中央近傍に生じる内部割れがある。この内部割れの発生頻度はやはり鋼種に依存するので、内部割れ防止のためには鋼種に適した冷却を行う必要がある。 As an internal defect of a slab, there is an internal crack generated near the center in the thickness direction of the slab due to solidification shrinkage or thermal stress deformation of a solidified shell of the slab. Since the frequency of occurrence of internal cracks also depends on the steel type, it is necessary to perform cooling suitable for the steel type in order to prevent internal cracks.
また、鋳造速度の高速化が要請されているが、高速鋳造化を進めるには、鋳型下方の凝固シェル厚を確保する必要があり、前述の冷却能の制御性の向上を図りつつ二次冷却能を高めることが必要である。 In addition, there is a demand for higher casting speed, but in order to proceed with high-speed casting, it is necessary to secure the thickness of the solidified shell below the mold, and secondary cooling while improving the controllability of the cooling capability described above. It is necessary to improve performance.
連続鋳造鋳型の下方の二次冷却帯の冷却能を変化させるために、従来は水スプレーのノズルの種類を変えて水スプレーの水量や水量分布を変化させていた。また、水と圧縮空気を併用したミストスプレーにより冷却能の向上を図ってきた。 In order to change the cooling capacity of the secondary cooling zone below the continuous casting mold, conventionally, the type of water spray nozzle was changed to change the water amount and water amount distribution of the water spray. In addition, the cooling ability has been improved by mist spray using water and compressed air.
しかし、スプレーによる冷却特性は、スプレーの孔形状、サイズで決まっており、それに応じて水量および圧縮空気の量も決まってくる。このため、従来の方法では鋼種に対応させて連続鋳造中に冷却能を変化させることはできず、スプレーの設定をした後に鋳片幅方向で冷却能を変えることは困難であった。また、ミストスプレーは、均一冷却が可能であり、ノズル詰まりが防止できることから、連続鋳造鋳片の二次冷却では多用されているが、圧空を製造するためのコストが掛かり、騒音が大きいという欠点がある。このため冷却能の向上には事実上上限があり、高冷却能を得ることは困難である。 However, the cooling characteristics of the spray are determined by the shape and size of the spray holes, and the amount of water and the amount of compressed air are also determined accordingly. For this reason, in the conventional method, the cooling capacity cannot be changed during continuous casting corresponding to the steel type, and it is difficult to change the cooling capacity in the slab width direction after setting the spray. In addition, mist spray can be uniformly cooled and can prevent nozzle clogging, so it is frequently used in secondary cooling of continuous cast slabs, but it costs high to produce compressed air and has the disadvantage of high noise. There is. For this reason, there is a practical upper limit in improving the cooling capacity, and it is difficult to obtain a high cooling capacity.
また、一方で、連続鋳造鋳型の下方において、鋳片表面が酸化してスケールが生成し、後工程の熱間圧延および冷間圧延の際にそのスケールが残存していると、圧延時の押し込みにより製品に疵が発生する場合がある。そこで、従来は、鋳片が完全に凝固した段階で酸素ガスによる鋳片表層部の溶削や、高圧の水スプレーによる鋳片表面のスケールの除去が行われてきた。しかし、スケールを完全に除去することは容易ではなく、酸素ガスを要し、水を高圧化するために多大な電力が必要で、そのための費用も多額に上るという問題もある。 On the other hand, below the continuous casting mold, the surface of the slab is oxidized to form a scale, and if the scale remains in the subsequent hot rolling and cold rolling, the indentation during rolling is performed. May cause wrinkles in the product. Therefore, conventionally, when the slab is completely solidified, the surface layer of the slab is melted with oxygen gas, and the scale of the slab surface is removed by high-pressure water spray. However, it is not easy to completely remove the scale, oxygen gas is required, a large amount of electric power is required to increase the pressure of the water, and there is a problem that the cost for that is high.
ところで、アルミニウムまたはアルミニウム合金のインゴットを連続鋳造する際、鋳造開始時に鋳型から引き出された鋳片の急激な水冷却による変形(鋳片底部の反り上がり)や、それに起因する割れ、ブレークアウトなどの発生を抑制するため、二次冷却水に炭酸ガスまたは炭酸ガスを分解生成する物質を混合して、二次冷却の強さを抑制する方法が知られている。 By the way, when aluminum or aluminum alloy ingots are continuously cast, deformation due to rapid water cooling of the slab drawn from the mold at the start of casting (warping of the bottom of the slab), cracks due to it, breakout, etc. In order to suppress generation | occurrence | production, the method of mixing the substance which decomposes | disassembles and produces | generates a carbon dioxide gas or a carbon dioxide gas in secondary cooling water, and the method of suppressing the intensity | strength of secondary cooling is known.
例えば、特許文献1には、二酸化炭素を溶解した冷却水を使用するアルミニウムまたはその合金のインゴットの連続鋳造方法が、また特許文献2には、アルミニウム合金の連続鋳造において、熱い鋼板表面で分解して炭酸ガスを生成する重炭酸ソーダ、重炭酸アンモニウム等が溶解した冷却水を用いる鋳片の冷却方法が記載されている。
For example, Patent Document 1 discloses a continuous casting method of an ingot of aluminum or an alloy thereof using cooling water in which carbon dioxide is dissolved, and
さらに、特許文献3には、硫酸アルミニウム等を添加してpHを5.0以下にした冷却水に炭酸ガスを所定量注入した冷却水(炭酸ガスの溶解量が少なく、比較的小さな徐冷効果が得られる)や、アルコール基に炭酸ガスを結合させて炭酸ガスの溶解量を増大させるエチレングリコール等を添加し、それに炭酸ガスを所定量注入した冷却水(比較的大きな徐冷効果が得られる)を鋳造開始時のアルミニウム合金等の鋳塊に噴射する連続鋳造開始方法が提案されている。
Furthermore,
非特許文献1には、各種気体の水に対する溶解度が温度別に示されている。二酸化炭素(CO2)は、常温では水に対する溶解度が極めて大きく、80℃以上の高温になるとほとんど溶解しない。 Non-Patent Document 1 shows the solubility of various gases in water according to temperature. Carbon dioxide (CO 2 ) has a very high solubility in water at room temperature, and hardly dissolves at a high temperature of 80 ° C. or higher.
このような炭酸ガス等を含む冷却水の冷却能低減効果は、炭酸ガスが溶解した冷却水が鋳片に触れると、炭酸ガスが放出されて鋳片表面にガス皮膜が形成されることによるものである。非特許文献2には、300℃の加熱板上に置かれた炭酸ガスを溶解させた水滴の下面から放出されるガスによって水滴と加熱板との接触を妨げる皮膜(film)が形成されることが記載されている。
The effect of reducing the cooling capacity of cooling water containing carbon dioxide gas, etc. is that when the cooling water in which carbon dioxide gas is dissolved touches the slab, carbon dioxide is released and a gas film is formed on the surface of the slab. It is. In Non-Patent
二次冷却水に炭酸ガス等を含有させる方法は、従来、鋼の連続鋳造には使用されていなかった。これは、鋼の連続鋳造においては、一般に高速鋳造化に対する強い要請等もあって二次冷却能の向上が図られているのに対し、アルミニウムの連続鋳造においては鋳造開始時に冷却の強さを抑制する必要があり、そのために、冷却水に炭酸ガス等を溶解させることにより冷却能が低下するという炭酸ガス含有冷却水がもっている性質(特性)が利用されていたことによるものである。 The method of containing carbon dioxide gas or the like in the secondary cooling water has not been conventionally used for continuous casting of steel. This is because in continuous casting of steel, there is generally a strong demand for high-speed casting, and the secondary cooling capacity is improved, whereas in continuous casting of aluminum, the strength of cooling is reduced at the start of casting. This is because the property (characteristic) of the cooling water containing carbon dioxide gas that the cooling ability is reduced by dissolving carbon dioxide gas or the like in the cooling water is used.
本発明の課題は、連続鋳造鋳型の下方の二次冷却帯において、水スプレーの冷却能を高めるとともに、冷却能を制御し、均一な冷却を行って鋳片表面や内部の割れ、鋳片の幅方向における不均一変形(鋳片表面の凹凸)を低減し、また前記鋳型の下方で生成する酸化スケールの除去にも効果のある二次冷却を行うことができる溶鋼の連続鋳造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to improve the water spray cooling capacity in the secondary cooling zone below the continuous casting mold, control the cooling capacity, perform uniform cooling, and the slab surface and cracks inside the slab. Provided is a continuous casting method for molten steel that can reduce non-uniform deformation in the width direction (unevenness on the slab surface) and can perform secondary cooling that is also effective in removing oxidized scales formed below the mold. There is.
水スプレーの冷却能を高めるためには、大きな水滴のスプレーを用いて抜熱する方法が考えられる。本発明者は、前記の課題を解決するために検討を重ねた結果、二次冷却帯のスプレー冷却水中に可溶性ガス(炭酸ガス)を溶解させると、スプレーの水滴のサイズが従来の水スプレーの水滴よりも大きくなり、冷却能が向上するとともに、冷却水が鋳片表面に分散して冷却が均一になり、同時に、鋳片表面に生成する酸化スケールの除去にも効果があることを知見した。 In order to increase the cooling ability of the water spray, a method of removing heat using a spray of large water droplets can be considered. As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventor has found that when a soluble gas (carbon dioxide) is dissolved in the spray cooling water in the secondary cooling zone, the size of the water droplets of the spray becomes that of the conventional water spray. It became larger than water droplets, improving cooling ability, and cooling water was dispersed on the slab surface to make the cooling uniform, and at the same time, it was found that it was effective in removing oxide scale generated on the slab surface .
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その要旨は、下記の溶鋼の連続鋳造方法にある。 This invention is made | formed based on such knowledge, The summary exists in the continuous casting method of the following molten steel.
すなわち、鋳型直下から鋳造方向の下流側にかけて、鋳片表面を二次冷却しつつ溶鋼を連続鋳造する方法であって、可溶性ガス供給用配管から冷却水供給用配管内の二次冷却水中に可溶性ガスを供給して溶解させるか、または、冷却水供給用タンク内の二次冷却水に可溶性ガスを事前に供給して溶解させ、この可溶性ガスが溶解した二次冷却水をスプレーノズルから鋳片表面に、噴射して衝突させ、二次冷却水の冷却能を高める溶鋼の連続鋳造方法である。
That is, a method of continuously casting molten steel while directly cooling the slab surface from directly under the mold to the downstream side in the casting direction, and soluble in the secondary cooling water in the cooling water supply pipe from the soluble gas supply pipe Gas is supplied and dissolved, or soluble gas is supplied in advance to the secondary cooling water in the cooling water supply tank and dissolved, and the secondary cooling water in which this soluble gas is dissolved is discharged from the spray nozzle to the slab. This is a continuous casting method of molten steel that is injected and collided with the surface to increase the cooling capacity of secondary cooling water .
この連続鋳造方法において、可溶性ガスとしては、炭酸ガスおよび窒素ガスのうちの1種または2種からなるガスが工業的に利用し易く望ましい。 In this continuous casting method, as the soluble gas, a gas composed of one or two of carbon dioxide gas and nitrogen gas is industrially easy to use.
前記の二次冷却とは、連続鋳造鋳型の下方の二次冷却帯において、鋳型内で成長した凝固シェル表面にスプレー水を直接噴射して行う冷却である。 The secondary cooling is cooling performed by directly spraying spray water onto the surface of the solidified shell grown in the mold in the secondary cooling zone below the continuous casting mold.
本発明の溶鋼の連続鋳造方法によれば、鋳型下方の二次冷却能を高めて均一冷却を可能とし、鋳片の表面の割れや幅方向における不均一変形(鋳片表面の凹凸)を低減し、また内部割れを抑制するとともに、鋳片表面の酸化スケールを除去してスケールの生成量を低減することができる。 According to the continuous casting method of molten steel of the present invention, the secondary cooling ability under the mold is increased to enable uniform cooling, and the cracks on the surface of the slab and uneven deformation in the width direction (unevenness on the surface of the slab) are reduced. In addition, it is possible to suppress internal cracks and remove oxidized scale on the surface of the slab to reduce the amount of scale produced.
以下、本発明の溶鋼の連続鋳造方法を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the continuous casting method of the molten steel of this invention is demonstrated with reference to drawings.
図1は、本発明の連続鋳造方法を実施することができる装置の要部の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、連続鋳造鋳型2の下方には、浸漬ノズル1から供給された溶鋼3が凝固して形成された鋳片の凝固シェル4を保持するロール5が配設され、ロール5間にはスプレーノズル6が配置されている。このスプレーノズル6には冷却水供給用配管7が接続され、冷却水供給用配管7には冷却水に可溶性ガスを供給し溶解させるための可溶性ガス供給用配管8が接続されている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of an apparatus capable of carrying out the continuous casting method of the present invention. As shown in the figure, below the
本発明の連続鋳造方法では、鋳型2の直下から鋳造方向の下流側にかけて、鋳片(凝固シェル4)表面を二次冷却しつつ溶鋼を連続鋳造する際に、冷却水として可溶性ガスを溶解させた水を用いる。可溶性ガスは、可溶性ガス供給用配管から冷却水供給用配管内の冷却水中に供給して溶解させるか、冷却水供給用タンク内の冷却水に事前に供給して溶解させる。この可溶性ガスが溶解した冷却水をスプレーノズルから鋳片表面に、噴射して衝突させる。
In the continuous casting method of the present invention, soluble gas is dissolved as cooling water when continuously casting molten steel while directly cooling the surface of the slab (solidified shell 4) from directly below the
図2は、前掲の非特許文献1に記載される二酸化炭素(CO2)の水に対する溶解度についてのデータを、温度を横軸にとって示した図である。同図に示されるように、温度25℃における炭酸ガスの溶解量は体積比で約0.75と大きく、多量の炭酸ガスが水中に溶解する。温度が上昇するに伴い溶解量は減少し、80℃以上の高温になるとほとんど溶解しない。 FIG. 2 is a graph showing the data on the solubility of carbon dioxide (CO 2 ) in water described in Non-Patent Document 1 described above with the temperature on the horizontal axis. As shown in the figure, the amount of carbon dioxide dissolved at a temperature of 25 ° C. is as large as about 0.75 by volume, and a large amount of carbon dioxide dissolves in water. The amount of dissolution decreases as the temperature rises, and hardly dissolves at a high temperature of 80 ° C. or higher.
このように、冷却水中に可溶性ガスを溶解させることにより、従来の水スプレーの水滴よりも大きな水滴のスプレーを鋳片に噴射する(衝突させる)ことができ、冷却能を高め、しかも冷却を均一に(つまり、水滴が衝突した部位だけではなく、その周囲も含めて広範囲に)行うことが可能になる。すなわち、水滴が鋳片に衝突した時点(衝突の瞬間)においては炭酸ガスが溶解したまま放出されない状態で鋳片が冷却されるので高冷却能が確保され、衝突後の僅かな時間を経て温度が上昇し、溶解度の急激な低下に伴って冷却水中から炭酸ガスが激しく放出され(言わば「冷却水の破裂」状態を呈する)、鋳片表面に冷却水が分散して広がるので、均一冷却が可能になるものと推測される。冷却水の破裂の際には、大きな体積膨張を伴うことが知られている。 In this way, by dissolving the soluble gas in the cooling water, it is possible to inject (impact) a spray of water droplets larger than the water droplets of the conventional water spray onto the slab, increasing the cooling capacity and achieving uniform cooling. (That is, not only in the area where the water droplet collides, but also in the wide area including the surrounding area). In other words, when the water droplet collides with the slab (in the moment of collision), the slab is cooled in a state where carbon dioxide is dissolved and is not released, so that a high cooling capacity is ensured, and a temperature is passed after a short time after the collision. As the solubility rises rapidly, carbon dioxide gas is violently released from the cooling water (in other words, “cooling water bursts” state), and the cooling water spreads and spreads on the slab surface. Presumed to be possible. It is known that a large volume expansion is accompanied when the cooling water bursts.
前記炭酸ガスの放出については、前掲の非特許文献2に加熱板(300℃)上に置かれた炭酸ガスを溶解させた水滴の挙動についての報告がなされており、水温の上昇によるCO2の溶解度の低下に伴って、水滴から炭酸ガスが速やかに放出されることが記載されている。
The release of the carbon dioxide, heating plate in
ここで、いずれも炭酸ガスを含有させた水を冷却水に使用しながら、鋼の連続鋳造とアルミニウムの連続鋳造において、前述のようにその作用効果が異なる(すなわち、前者では冷却能が向上し、均一冷却が行われるのに対し、後者では二次冷却の強さが抑制される)のは、冷却水の鋳片表面への供給の仕方が異なるためと考えられる。 Here, while using water containing carbon dioxide gas as cooling water, the effect differs between the continuous casting of steel and the continuous casting of aluminum as described above (that is, the former has improved cooling capacity). The reason why the cooling is uniformly performed while the intensity of the secondary cooling is suppressed in the latter is considered to be because the way of supplying cooling water to the slab surface is different.
アルミニウムの連続鋳造においては、水冷式の鋳型の下端に鋳型の冷却に用いた冷却水を排出するためのスリットが設けられており、冷却水は一旦鋳型に入った後、前記のスリットから鋳片(鋳型から引き出された鋳片)に二次冷却水として直接供給される。この場合は二次冷却の強さを抑制することを目的としているので、冷却水を鋳片表面に勢いよく吹き付けることはなく、鋳片表面に垂れ流された状態である。この供給方法によると、冷却水が高温の鋳片に触れて炭酸ガスが放出される際、鋳片に接する部分から放出されるガスによって前述のように冷却水と鋳片との接触を妨げるガス皮膜が形成され、熱伝導が妨げられて二次冷却の強さが抑制される。また、アルミニウムの連続鋳造においては、この冷却方法の適用は、冷却の強さを抑えることが必要な鋳造開始時に限定されている。 In the continuous casting of aluminum, a slit for discharging the cooling water used for cooling the mold is provided at the lower end of the water-cooled mold, and the cooling water once enters the mold and is then cast into the slab from the slit. It is directly supplied as secondary cooling water to the slab drawn from the mold. In this case, since the purpose is to suppress the strength of the secondary cooling, the cooling water is not sprayed on the slab surface vigorously, but is spilled on the slab surface. According to this supply method, when the cooling water comes into contact with the hot slab and carbon dioxide is released, the gas that prevents the cooling water and the slab from contacting with each other as described above by the gas released from the portion in contact with the slab. A film is formed, heat conduction is hindered, and the strength of secondary cooling is suppressed. In continuous casting of aluminum, the application of this cooling method is limited at the start of casting where it is necessary to suppress the strength of cooling.
これに対し、鋼の連続鋳造では、冷却能を高めるとともに、これを制御し、冷却を均一に行うことを目的としているので、前記図1に示した冷却水供給用配管7を用いて鋳片の横方向から冷却水を勢いよく噴射させる。この場合は、前述したとおりで、鋳片表面に衝突後の僅かな時間を経て冷却水(水滴)の温度が上昇し、炭酸ガスが激しく放出され、鋳片表面に冷却水が分散して広がる。噴射された冷却水が鋳片表面に激しく衝突するため前記ガス皮膜は形成されず、冷却能は著しく増大するものと考えられる。鋼の連続鋳造においては、この冷却方法は鋳造中に適用され、鋳造開始時に限定されることはない。 On the other hand, in the continuous casting of steel, the purpose is to increase the cooling capacity, to control this, and to perform the cooling uniformly, so that the slab is formed using the cooling water supply pipe 7 shown in FIG. The cooling water is sprayed vigorously from the lateral direction. In this case, as described above, the temperature of the cooling water (water droplets) rises after a short time after the collision with the slab surface, carbon dioxide gas is violently released, and the cooling water is dispersed and spreads on the slab surface. . Since the injected cooling water collides violently with the surface of the slab, the gas film is not formed, and it is considered that the cooling capacity is remarkably increased. In continuous casting of steel, this cooling method is applied during casting and is not limited at the start of casting.
前述した本発明の連続鋳造方法によれば、従来困難であった鋳型下方の二次冷却帯における冷却能を高めるとともに均一冷却することができ、高速鋳造化への対応が可能となる。 According to the above-described continuous casting method of the present invention, it is possible to increase the cooling capability in the secondary cooling zone below the mold, which has been difficult in the past, and to perform uniform cooling, and it is possible to cope with high-speed casting.
本発明の連続鋳造方法では、冷却水に溶解させる可溶性ガスの量を変えることにより前記可溶性ガスの放出の程度を変えて二次冷却能を制御することが可能である。したがって、鋼種に応じて二次冷却能を適正化し、鋳片表面の割れや内部割れを抑制して表面および内部品質を向上させることができる。 In the continuous casting method of the present invention, it is possible to control the secondary cooling capacity by changing the amount of the soluble gas dissolved in the cooling water to change the degree of release of the soluble gas. Therefore, the secondary cooling ability can be optimized according to the steel type, and the surface and internal quality can be improved by suppressing cracks and internal cracks on the surface of the slab.
また、前記図1に示した装置を用いれば、冷却水供給用配管7に供給する可溶性ガス量を変えることにより冷却能を制御して鋳片表面や内部の割れを抑制することができ、スプレー配管ごとに冷却水に添加する可溶性ガスの量を変えて鋳片の幅方向の冷却能を適正に制御し、鋳片の幅方向における不均一変形(鋳片表面の凹凸)を低減することも可能である。これら二次冷却能の制御は、鋳造の途中でも行うことができる。 In addition, if the apparatus shown in FIG. 1 is used, it is possible to control the cooling capacity by changing the amount of soluble gas supplied to the cooling water supply pipe 7, thereby suppressing cracks on the slab surface and inside, and spraying. By changing the amount of soluble gas added to the cooling water for each pipe to properly control the cooling capacity in the width direction of the slab, it is possible to reduce uneven deformation in the width direction of the slab (unevenness on the surface of the slab) Is possible. These secondary cooling capacities can be controlled even during casting.
さらに、可溶性ガスを溶解させた二次冷却水を高温の鋳片表面に衝突させると、鋳片とスケールの間隙に冷却水が侵入し、この侵入した冷却水の温度が上昇して冷却水中の可溶性ガスが気化し、体積膨張により間隙部の圧力が増大するので、この力で鋳片表面からスケールを剥離することができる。したがって、鋳型の下方で鋳片表面が酸化してスケールが生成しても、二次冷却水の噴射により剥離するので、見かけ上はスケールの生成が抑制され、後工程でのスケール除去の負担が軽減される。 Furthermore, when the secondary cooling water in which the soluble gas is dissolved collides with the surface of the hot slab, the cooling water enters the gap between the slab and the scale, and the temperature of the intruding cooling water rises to increase the temperature of the cooling water. Since the soluble gas is vaporized and the pressure in the gap increases due to volume expansion, the scale can be peeled from the surface of the slab by this force. Therefore, even if the slab surface is oxidized under the mold and scale is generated, it is peeled off by the injection of secondary cooling water, so that the generation of scale is apparently suppressed, and the burden of scale removal in the subsequent process is reduced. It is reduced.
本発明の連続鋳造方法で、二次冷却用の水に溶解させる可溶性ガスとしては、前記の炭酸ガスと窒素ガス以外に、水素、アンモニアなども適用可能と考えられる。しかし、工業的に利用し易い炭酸ガスまたは窒素ガス、またはそれらの混合ガスが望ましい。 As the soluble gas dissolved in the secondary cooling water in the continuous casting method of the present invention, it is considered that hydrogen, ammonia and the like can be applied in addition to the carbon dioxide gas and the nitrogen gas. However, carbon dioxide gas or nitrogen gas, or a mixed gas thereof, which is industrially easily used, is desirable.
前記図1に示した構成を有する装置を用い、本発明の連続鋳造方法を適用して、極低炭素鋼(C含有量:0.002質量%)の溶鋼を、幅1500mm、厚さ200mmの鋳片とする鋳造試験を行い、鋳片表面の割れに対する抑制効果、鋳片の幅方向における不均一変形(鋳片表面の凹凸)抑制効果およびスケール生成抑制効果を調査した。鋳造速度は、1.3m/minとした。 By using the apparatus having the configuration shown in FIG. 1 and applying the continuous casting method of the present invention, an extremely low carbon steel (C content: 0.002 mass%) molten steel having a width of 1500 mm and a thickness of 200 mm is used. A casting test was performed on the slab, and the effect of suppressing cracks on the surface of the slab, the effect of suppressing uneven deformation in the width direction of the slab (unevenness on the surface of the slab), and the effect of suppressing scale formation were investigated. The casting speed was 1.3 m / min.
なお、比較のため、二次冷却水に可溶性ガスを添加しない場合についても同様の調査を実施した。 For comparison, the same investigation was also performed when no soluble gas was added to the secondary cooling water.
二次冷却の条件は以下のとおりである。 The conditions for secondary cooling are as follows.
スプレーノズル個数:鋳片の幅方向に35個、これを鋳造方向に25段設置
スプレー水量 :30リットル/min・ノズル
可溶性ガス :炭酸ガス
可溶性ガス添加量 :冷却水1に対し、体積比で0.5添加。
Number of spray nozzles: 35 in the width direction of the slab and 25 stages in the casting direction Spray water volume: 30 liters / min. Nozzle Soluble gas: Carbon dioxide gas Soluble gas addition amount: 0 in volume ratio with respect to 1 cooling water .5 addition.
鋳造試験は次のように行った。すなわち、浸漬ノズル1から連続鋳造鋳型2に溶鋼3を供給する。一方、可溶性ガス供給用配管8から冷却水供給用配管7内の二次冷却水中に炭酸ガスを供給して溶解させ、この冷却水をスプレーノズル6から噴射する。鋳型2内で成長した凝固シェル4は、ロール5で保持され、二次冷却されつつ鋳造距離が増すにつれて未凝固領域が減少し、最終的に完全凝固する。この場合、冷却水供給用配管7内の冷却水が加圧状態にあるため、冷却水中にガスを溶解させるには、この冷却水に作用している圧力以上にガスの圧力を高める必要がある。
The casting test was performed as follows. That is, the
なお、この実施例では、冷却水供給用配管に可溶性ガス供給用配管を接続して冷却水中に可溶性ガスを溶解させたが、冷却水供給用タンクを設置しておき、このタンク内の冷却水に可溶性ガスを事前に溶解させておき、この冷却水を凝固シェルに噴射することとしてもよい。このときは、タンク自体がこの圧力(溶解時のガスの圧力)に耐え得るような圧力容器を用いる必要がある。 In this embodiment, the soluble gas supply pipe is connected to the cooling water supply pipe to dissolve the soluble gas in the cooling water. However, a cooling water supply tank is installed, and the cooling water in the tank is Alternatively, the soluble gas may be dissolved in advance and the cooling water may be sprayed onto the solidified shell. At this time, it is necessary to use a pressure vessel in which the tank itself can withstand this pressure (the pressure of the gas during dissolution).
表1に、鋳造試験において行った鋳片の表面割れ抑制効果、鋳片幅方向における不均一変形抑制効果およびスケール生成抑制効果についての調査結果を示す。 Table 1 shows the results of investigations on the surface crack suppression effect of the slab, the non-uniform deformation suppression effect in the slab width direction, and the scale generation suppression effect performed in the casting test.
鋳片の表面割れとは、縦割れ、横割れなどの目視できる割れで、鋳片長さ1m当たりの総割れ長さを測定した。二次冷却水への可溶性ガスの添加を行わなかった場合の総割れ長さを鋳片表面割れ指数1とし、可溶性ガスを添加した場合の鋳片表面割れ状況を指数で評価した。 The surface crack of the slab is a visible crack such as a vertical crack and a horizontal crack, and the total crack length per 1 m of the slab length was measured. The total crack length when no soluble gas was added to the secondary cooling water was defined as a slab surface crack index 1, and the slab surface crack condition when a soluble gas was added was evaluated by the index.
鋳片表面の凹凸を、鋳片長さ1mについて鋳片の1/2幅(幅中央)の1箇所と1/4幅の2箇所(計3箇所)で測定し、その平均値として算出した。同じく可溶性ガスの添加を行わなかった場合を鋳片不均一指数1とし、可溶性ガスを添加した場合を指数で評価した。 The unevenness on the surface of the slab was measured at one place of ½ width (width center) of the slab and two places of ¼ width (three places in total) for a slab length of 1 m, and the average value was calculated. Similarly, when the addition of the soluble gas was not performed, the slab nonuniformity index 1 was evaluated, and when the soluble gas was added, the index was evaluated.
また、鋳片1m当たりに生成したスケールをワイヤーブラシなどを用いて剥がし、その質量を測定した。同じく可溶性ガスの添加を行わなかった場合をスケール生成指数1とし、可溶性ガスを添加した場合を指数で評価した。 Moreover, the scale produced | generated per 1 m of slabs was peeled off using the wire brush etc., and the mass was measured. Similarly, the scale generation index was 1 when no soluble gas was added, and the index was evaluated when soluble gas was added.
表1に示した結果から明らかなように、二次冷却水に可溶性ガスを添加する本発明の連続鋳造方法によれば、鋳片表面の縦割れ、横割れなどの割れ、および鋳片の幅方向における不均一変形(鋳片表面の凹凸)は著しく低減し、スケール生成量も大幅に減少した。 As apparent from the results shown in Table 1, according to the continuous casting method of the present invention in which a soluble gas is added to the secondary cooling water, cracks such as vertical cracks and transverse cracks on the surface of the slab, and the width of the slab The non-uniform deformation in the direction (unevenness on the slab surface) was remarkably reduced, and the amount of scale generation was also greatly reduced.
本発明の溶鋼の連続鋳造方法によれば、鋳型下方の二次冷却能を高め、鋳片の表面割れや内部割れを抑制し、鋳片の幅方向における不均一変形(鋳片表面の凹凸)を低減するとともに、鋳片表面の酸化スケールを二次冷却水の噴射により削除してその生成を抑制することができる。したがって、この方法は、高品質でスケール生成量の少ない鋳片が得られる連続鋳造方法として広く利用することができる。 According to the continuous casting method of molten steel of the present invention, the secondary cooling ability under the mold is enhanced, the surface cracks and internal cracks of the slab are suppressed, and uneven deformation in the width direction of the slab (unevenness on the surface of the slab) In addition, the oxide scale on the surface of the slab can be eliminated by injection of secondary cooling water to suppress the generation thereof. Therefore, this method can be widely used as a continuous casting method in which a slab having high quality and a small amount of scale is obtained.
1:浸漬ノズル
2:連続鋳造鋳型
3:溶鋼
4:凝固シェル
5:ロール
6:スプレーノズル
7:冷却水供給用配管
8:可溶性ガス供給用配管
1: Immersion nozzle 2: Continuous casting mold 3: Molten steel 4: Solidified shell 5: Roll 6: Spray nozzle 7: Piping for cooling water supply 8: Piping for soluble gas supply
Claims (2)
可溶性ガス供給用配管から冷却水供給用配管内の二次冷却水中に可溶性ガスを供給して溶解させるか、または、冷却水供給用タンク内の二次冷却水に可溶性ガスを事前に供給して溶解させ、
この可溶性ガスが溶解した二次冷却水をスプレーノズルから鋳片表面に、噴射して衝突させ、二次冷却水の冷却能を高めること
を特徴とする溶鋼の連続鋳造方法。 A method of continuously casting molten steel while directly cooling the slab surface from directly under the mold to the downstream side in the casting direction,
The soluble gas is supplied from the soluble gas supply pipe to the secondary cooling water in the cooling water supply pipe and dissolved, or the soluble gas is supplied in advance to the secondary cooling water in the cooling water supply tank. Dissolve,
A continuous casting method for molten steel, characterized in that the secondary cooling water in which the soluble gas is dissolved is sprayed from the spray nozzle onto the surface of the slab to be collided to enhance the cooling capacity of the secondary cooling water .
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