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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024140671
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】溶融金属の処理方法および連続鋳造方法
(51)【国際特許分類】
B22D 11/108 20060101AFI20241003BHJP
B22D 11/10 20060101ALI20241003BHJP
B22D 11/11 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B22D11/108 A
B22D11/10 310G
B22D11/10 310Z
B22D11/11 B
B22D11/108 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023051937
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001542
【氏名又は名称】弁理士法人銀座マロニエ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中川 雅也
(72)【発明者】
【氏名】岡本 真吾
(72)【発明者】
【氏名】清水 悟
【テーマコード（参考）】
4E004
【Ｆターム（参考）】
4E004MB14
(57)【要約】
【課題】耐火物のスラグによる浸潤を抑制して耐用性を向上させる技術を提供する。
【解決手段】溶融金属の保持または処理のために用いられる耐火物が溶融金属上のスラグと接触する溶融金属の処理方法であって、前記スラグの組成のうち、前記耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分およびスラグの浸潤を抑制する成分の少なくともいずれか一方を調整して、使用後の前記耐火物に、前記スラグが未浸潤の厚みｔｅを所定量確保する溶融金属の処理方法である。連続鋳造を行うにあたり、前記耐火物が、取鍋から溶鋼を流入させる給湯部と、鋳型へ溶鋼を流出させる排出部との間のタンディッシュ内溶鋼流路に設けられた堰であることが好ましい。
【選択図】図２
【解決手段】溶融金属の保持または処理のために用いられる耐火物が溶融金属上のスラグと接触する溶融金属の処理方法であって、前記スラグの組成のうち、前記耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分およびスラグの浸潤を抑制する成分の少なくともいずれか一方を調整して、使用後の前記耐火物に、前記スラグが未浸潤の厚みｔｅを所定量確保する溶融金属の処理方法である。連続鋳造を行うにあたり、前記耐火物が、取鍋から溶鋼を流入させる給湯部と、鋳型へ溶鋼を流出させる排出部との間のタンディッシュ内溶鋼流路に設けられた堰であることが好ましい。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶融金属の保持または処理のために用いられる耐火物が溶融金属上のスラグと接触する溶融金属の処理方法であって、
前記スラグの組成のうち、前記耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分およびスラグの浸潤を抑制する成分の少なくともいずれか一方を調整して、使用後の前記耐火物に、前記スラグが未浸潤の厚みｔｅを所定量確保する、溶融金属の処理方法。
前記スラグの組成のうち、前記耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分およびスラグの浸潤を抑制する成分の少なくともいずれか一方を調整して、使用後の前記耐火物に、前記スラグが未浸潤の厚みｔｅを所定量確保する、溶融金属の処理方法。
【請求項2】
前記耐火物がＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２を含む、請求項１に記載の溶融金属の処理方法。
【請求項3】
前記耐火物がＡｌ２Ｏ３：４５質量％以上、および、ＳｉＯ２：１０質量％以上を含む、請求項２に記載の溶融金属の処理方法。
【請求項4】
前記耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分が前記スラグ中の酸化鉄および酸化マンガンであり、
前記耐火物へのスラグの浸潤を抑制する成分が前記スラグ中の酸化クロムである、請求項１に記載の溶融金属の処理方法。
前記耐火物へのスラグの浸潤を抑制する成分が前記スラグ中の酸化クロムである、請求項１に記載の溶融金属の処理方法。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載の溶融金属の処理方法を用いて連続鋳造を行うにあたり、
前記耐火物が、取鍋から溶鋼を流入させる給湯部と、鋳型へ溶鋼を流出させる排出部との間のタンディッシュ内溶鋼流路に設けられた堰である、連続鋳造方法。
前記耐火物が、取鍋から溶鋼を流入させる給湯部と、鋳型へ溶鋼を流出させる排出部との間のタンディッシュ内溶鋼流路に設けられた堰である、連続鋳造方法。
【請求項6】
前記堰の初期の厚みをｔ０とし、
前記堰の耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分としての前記スラグ中の酸化鉄の含有量および酸化マンガンの含有量の和と、
前記堰の耐火物へのスラグの浸潤を抑制する成分としての前記スラグ中の酸化クロムの含有量とから、操業終了時点での、前記スラグが未浸潤の厚みｔｅが所定量となるようにスラグ成分を調整する、請求項５に記載の連続鋳造方法。
前記堰の耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分としての前記スラグ中の酸化鉄の含有量および酸化マンガンの含有量の和と、
前記堰の耐火物へのスラグの浸潤を抑制する成分としての前記スラグ中の酸化クロムの含有量とから、操業終了時点での、前記スラグが未浸潤の厚みｔｅが所定量となるようにスラグ成分を調整する、請求項５に記載の連続鋳造方法。
【請求項7】
前記スラグが未浸潤の厚みｔｅを下記（１）式で算出する、請求項６に記載の連続鋳造方法。
ｔｅ＝ｔ０－｛ａ×（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）－ｂ×（Ｃｒ２Ｏ３）｝＋ｃ （１）
ここで、
ｔ０：堰の初期の厚み（ｍｍ）、
ｔｅ：スラグが未浸潤の堰の厚み（ｍｍ）、
（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）：スラグ中の酸化鉄の含有量および酸化マンガンの含有量の和（質量％）、
（Ｃｒ２Ｏ３）：スラグ中の酸化クロムの含有量（質量％）、
ａ、ｂ、ｃ：係数および定数
を表す。
ｔｅ＝ｔ０－｛ａ×（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）－ｂ×（Ｃｒ２Ｏ３）｝＋ｃ （１）
ここで、
ｔ０：堰の初期の厚み（ｍｍ）、
ｔｅ：スラグが未浸潤の堰の厚み（ｍｍ）、
（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）：スラグ中の酸化鉄の含有量および酸化マンガンの含有量の和（質量％）、
（Ｃｒ２Ｏ３）：スラグ中の酸化クロムの含有量（質量％）、
ａ、ｂ、ｃ：係数および定数
を表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スラグによる耐火物への浸潤を抑制した溶融金属の処理方法に関し、特に、連続鋳造方法について、タンディッシュに設けられた堰のスラグによる浸潤を抑制して耐用性を向上させるものである。
【背景技術】
【0002】
溶融金属の処理、たとえば、溶銑や溶鋼を取り扱うには耐火物を配した処理容器や、耐火物からなる機能材が用いられる。耐火物は、高炉鍋や装入鍋、取鍋のほか、脱硫処理用のインペラ、タンディッシュ、その蓋、堰やロングノズル、スライディングノズルプレートなどに用いられている。たとえば、鋼の連続鋳造は、取鍋内の溶鋼をタンディッシュに注入し、更に浸漬ノズルから鋳型に流し込んで行われる。この際、取鍋からの溶鋼を受け入れるタンディッシュ内の溶鋼注入部と、溶鋼を鋳型に排出するタンディッシュノズルとの間に堰が設けられる。このような堰の効果として、溶鋼注入部からタンディッシュノズルに向かう短絡流を防止するなど、タンディッシュ内での溶鋼流れを制御して介在物の浮上分離を促進することが期待できる。そして、介在物を除去して清浄度の高い鋳片を製造することができる。
【0003】
タンディッシュの堰は、取鍋から流入したスラグと接触する場合が多く、通常は耐食性を考慮してＡｌ２Ｏ３やＭｇＯを主成分とした耐火物で構成される。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３やＭｇＯなどの単一成分の含有量が多い場合には熱衝撃による亀裂が入りやすくなる。そこで、一般的にはＳｉＯ２などの体積膨張率の低い原料を含有させた複合組成で製造させることが多い。こうした理由から、タンディッシュの堰は、耐火物の成分比率を決定してきた。このような成分系を用いたタンディッシュの堰は、リサイクル使用量に限界があるため、産業廃棄物として処理せざるを得ない場合がある。そこで、たとえば、特許文献１には、耐火物使用量の削減を目的として堰の再使用方法の技術が開示されている。
【0004】
また、取鍋からタンディッシュ内に溶鋼を注入するに際して、不可避的にタンディッシュ内に取鍋スラグが混入する。このような取鍋スラグは、タンディッシュ内で浮上分離した介在物を吸収除去するのに適した成分でない。また、取鍋スラグ自体に含まれるＳｉＯ２や低級酸化物（ＦｅｘＯｙ、ＭｎＯ）によって溶鋼が汚染される可能性がある。そのため、タンディッシュ内スラグ組成を制御したり、あるいは、フラックス被覆して溶鋼と空気との接触を防止したりする必要がある。そのために、たとえば、特許文献２には、タンディッシュ内にフラックスを添加する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１２－１８３５８６号公報
【特許文献2】特開２０１２－１１０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記従来技術には、以下のような課題があった。
すなわち、特許文献１によれば、使用後に回収したタンディッシュの堰耐火物は、加熱、冷却および酸化物の浸潤などによって様々な応力に晒されている。そのため、損傷、変形し、特に溶鋼圧力を受けて取鍋溶鋼注入側から鋳型への流出側に向けて凸に変形する傾向がある。特許文献１ではタンディッシュ堰が凸変形した際の再使用限界変形量については記載されている。しかし、酸化物の堰耐火物への浸潤を抑制して変形を抑止する技術については述べられていない。
すなわち、特許文献１によれば、使用後に回収したタンディッシュの堰耐火物は、加熱、冷却および酸化物の浸潤などによって様々な応力に晒されている。そのため、損傷、変形し、特に溶鋼圧力を受けて取鍋溶鋼注入側から鋳型への流出側に向けて凸に変形する傾向がある。特許文献１ではタンディッシュ堰が凸変形した際の再使用限界変形量については記載されている。しかし、酸化物の堰耐火物への浸潤を抑制して変形を抑止する技術については述べられていない。
【0007】
また、特許文献２では、タンディッシュ内にフラックスを投入してスラグ組成コントロールするに際して、取鍋スラグや取鍋からの注入開始時に流出する詰め砂による成分変動も考慮して組成コントロールをする技術が記載されている。しかし、特許文献２の技術は、いずれも介在物を吸収除去すること、もしくはスラグ酸化度を低減させることにより溶鋼汚染を防止することを目的としている。しかし、タンディッシュ堰への酸化物浸潤を抑制する技術については述べられていない。つまり、耐火物へのスラグの浸潤に関し、スラグ成分の影響を考慮したものがない状況にある。
【0008】
本発明は、上記した従来の課題を解決し、耐火物のスラグによる浸潤を抑制して耐用性を向上させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を有利に解決する本発明にかかる溶融金属の処理方法は、溶融金属の保持または処理のために用いられる耐火物が溶融金属上のスラグと接触する溶融金属の処理方法であって、前記スラグの組成のうち、前記耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分およびスラグの浸潤を抑制する成分の少なくともいずれか一方を調整して、使用後の前記耐火物に、前記スラグが未浸潤の厚みｔｅを所定量確保することを特徴とする。
【0010】
なお、本発明にかかる溶融金属の処理方法は、
（ａ）前記耐火物がＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２を含むこと、
（ｂ）前記耐火物がＡｌ２Ｏ３：４５質量％以上、および、ＳｉＯ２：１０質量％以上を含むこと、
（ｃ）前記耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分が前記スラグ中の酸化鉄および酸化マンガンであり、前記耐火物へのスラグの浸潤を抑制する成分が前記スラグ中の酸化クロムであること、
などがより好ましい解決手段になり得る。
（ａ）前記耐火物がＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２を含むこと、
（ｂ）前記耐火物がＡｌ２Ｏ３：４５質量％以上、および、ＳｉＯ２：１０質量％以上を含むこと、
（ｃ）前記耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分が前記スラグ中の酸化鉄および酸化マンガンであり、前記耐火物へのスラグの浸潤を抑制する成分が前記スラグ中の酸化クロムであること、
などがより好ましい解決手段になり得る。
【0011】
上記課題を有利に解決する本発明にかかる連続鋳造方法は、上記いずれかにかかる溶融金属の処理方法を用いて連続鋳造を行うにあたり、前記耐火物が、取鍋から溶鋼を流入させる給湯部と、鋳型へ溶鋼を流出させる排出部との間のタンディッシュ内溶鋼流路に設けられた堰であることを特徴とする。
【0012】
なお、本発明にかかる連続鋳造方法は、
（ｄ）前記堰の初期の厚みをｔ０とし、前記堰の耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分としての前記スラグ中の酸化鉄の含有量および酸化マンガンの含有量の和と、前記堰の耐火物へのスラグの浸潤を抑制する成分としての前記スラグ中の酸化クロムの含有量とから、操業終了時点での、前記スラグが未浸潤の厚みｔｅが所定量となるようにスラグ成分を調整すること、
（ｅ）前記スラグが未浸潤の厚みｔｅを下記（１）式（式中で、ｔ０：堰の初期の厚み（ｍｍ）、ｔｅ：スラグが未浸潤の堰の厚み（ｍｍ）、（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）：スラグ中の酸化鉄の含有量および酸化マンガンの含有量の和（質量％）、（Ｃｒ２Ｏ３）：スラグ中の酸化クロムの含有量（質量％）、ａ、ｂ、ｃ：係数および定数を表す。）で算出すること、
などがより好ましい解決手段になり得る。
ｔｅ＝ｔ０－｛ａ×（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）－ｂ×（Ｃｒ２Ｏ３）｝＋ｃ （１）
（ｄ）前記堰の初期の厚みをｔ０とし、前記堰の耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分としての前記スラグ中の酸化鉄の含有量および酸化マンガンの含有量の和と、前記堰の耐火物へのスラグの浸潤を抑制する成分としての前記スラグ中の酸化クロムの含有量とから、操業終了時点での、前記スラグが未浸潤の厚みｔｅが所定量となるようにスラグ成分を調整すること、
（ｅ）前記スラグが未浸潤の厚みｔｅを下記（１）式（式中で、ｔ０：堰の初期の厚み（ｍｍ）、ｔｅ：スラグが未浸潤の堰の厚み（ｍｍ）、（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）：スラグ中の酸化鉄の含有量および酸化マンガンの含有量の和（質量％）、（Ｃｒ２Ｏ３）：スラグ中の酸化クロムの含有量（質量％）、ａ、ｂ、ｃ：係数および定数を表す。）で算出すること、
などがより好ましい解決手段になり得る。
ｔｅ＝ｔ０－｛ａ×（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）－ｂ×（Ｃｒ２Ｏ３）｝＋ｃ （１）
【発明の効果】
【0013】
本発明による溶融金属の処理方法および連続鋳造方法によれば、スラグ組成の調整により、使用後の耐火物にスラグが未浸潤の厚みを確保できるので、耐火物の耐用性を向上させることが可能となる。また、堰については堰の変形を防止し、堰の耐用性を向上させることが可能となる。ひいては、耐火物のリサイクル性が向上し、溶融金属の高清浄度が維持できるなど、産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一実施形態にかかるタンディッシュを示す断面概念図である。
【図2】上記実施例における使用中のタンディッシュの堰にスラグが浸潤した様子を説明する断面概念図である。
【図3】タンディッシュスラグの組成調整の有無による、使用後のタンディッシュの堰へのスラグの浸潤量を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0016】
図１は、本発明の一実施形態にかかる連続鋳造方法に用いるタンディッシュの構成を示す断面概念図である。本実施形態に用いるタンディッシュ１０は、鉄皮１の内側に内張耐火物２が施工される。図示しない取鍋からロングノズル１１を介して給湯部４に溶鋼３が注ぎ込まれ、排湯部５の下部に設置したノズル（図示せず）から図示しない鋳型に溶鋼３を注ぎ込む。
【0017】
図１に示すタンディッシュ１０は、給湯部側スラグ６と排湯部側スラグ７とにタンディッシュ内のスラグ６、７を分断する堰８が設けられている。このようなタンディッシュ１０を用いて、鋼の連続鋳造を行う場合、堰８は給湯部側スラグ６と排湯部側スラグ７との両面からスラグの浸潤が進行する。
【0018】
なお、図１では単ストランドの連続鋳造機用のタンディッシュを例に示したが、複数のストランドに供給するように複数の排湯部を有していてもよい。その場合、給湯部から排湯部への溶鋼流路のいずれにも堰８を設けることができる。堰８の形状も図１に示した板状に限られず、タンディッシュ内のスラグと接触するものであればどのような形状であってもよい。堰８は楔９によって、固定されており、溶鋼流や浮力に抗している。
【0019】
タンディッシュ１０の堰８を構成する耐火物の組成としては、使用環境を考慮し、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２を含有した耐火物であることが好ましい。耐火物組成は、Ａｌ２Ｏ３：４５質量％以上、および、ＳｉＯ２：１０質量％以上を含むことが好ましい。さらに好ましくはＡｌ２Ｏ３：４５質量％以上、および、ＳｉＯ２：３０質量％以上である。この組成であれば耐食性と対熱衝撃性に優れる。他の耐火物成分としてはＳｉＣ、ＦＣを含有しても良い。
【0020】
タンディッシュ１０の堰８は、図２に示すようにタンディッシュ内のスラグ６、７と接する面から垂直方向の寸法を堰の厚みとすると、初期厚みｔ０（ｍｍ）を有する。給湯部側スラグ６と排湯部側スラグ７とが堰８の耐火物に浸潤し、浸潤層８ａを形成する。浸潤層８ａ内ではタンディッシュ１０の堰８本体材質であるＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２が浸潤したスラグと反応して共融相をなし、溶鋼温度では液相が形成される。このような浸潤層８ａはタンディッシュ１０の堰８の材質強度に寄与しない層となる。浸潤層８ａの厚さを給湯部４側と、排湯部５側の２か所に分類し、それぞれｔｍ、ｔｈとすると材質強度に寄与する有効な堰厚み、つまり、スラグが未浸潤の厚みｔｅは下記（２）式で表される。
ｔｅ＝ｔ０－（ｔｍ＋ｔｈ） ・・・（２）
ｔｅ＝ｔ０－（ｔｍ＋ｔｈ） ・・・（２）
【0021】
材質強度に寄与する有効な堰厚みｔｅが０になった場合、スラグが堰８の全厚に浸潤した状態となる。全厚浸潤状態のタンディッシュ１０の堰８は、強度が溶鋼３からの動圧よりも低くなると、溶鋼３の動圧により排湯部５側へ凸状に変形し、堰８の倒壊などのトラブルに繋がるおそれがある。また、堰８に貫通孔が発生すると給湯部４側スラグ６が排湯部５側に流出し、品質トラブルとなるおそれがある。したがって、堰８の有効堰厚みｔｅ≧１０ｍｍの状態、つまり、堰８にスラグ未浸潤の厚みを確保する状態で連続鋳造を実施することが求められる。好ましくは、堰８の初期厚みｔ０が１００ｍｍのとき、有効堰厚みｔｅ≧４０ｍｍとすることである。
【0022】
堰８を構成する耐火物へのスラグ浸潤は、前述の通り堰８本体の材質と浸潤したスラグが共融相を形成することで進行する。堰８に接触するスラグの組成が低融点や低粘度であるほどスラグ浸潤がより深くまで進行することになる。したがって、堰８に接触するスラグ組成を、高融点、かつ、高粘度となるように組成コントロールすれば、堰８へのスラグ浸潤を抑制することができる。
【0023】
本実施形態では、タンディッシュ１０内のスラグ６、７の組成のうち、酸化鉄（ＦｅｘＯｙ）や酸化マンガン（ＭｎＯ）は、スラグを低融点、低粘度にする作用を有するため、堰８の耐火物へのスラグの浸潤を促進する成分とする。また、同様に酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）は、スラグを高融点、高粘度にする作用を有するため、堰８の耐火物へのスラグの浸潤を抑制する成分とする。
【0024】
発明者らは、連続鋳造におけるタンディッシュ１０の使用時間９～１１ｈの範囲で、堰８の耐火物へのスラグ浸潤量（厚み）ｔｍ＋ｔｈ（ｍｍ）を調査した。その結果、下記（３）式の関係を導き出した。
ｔｍ＋ｔｈ＝ａ×（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）－ｂ×（Ｃｒ２Ｏ３）－ｃ （３）
ここで、
ｔｍ＋ｔｈ：堰８の耐火物へのスラグ浸潤厚み（ｍｍ）、
（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）：スラグ中の酸化鉄および酸化マンガンの含有量（質量％）、
（Ｃｒ２Ｏ３）：スラグ中の酸化クロムの含有量（質量％）、
ａ、ｂ、ｃ：係数および定数
を表す。
ｔｍ＋ｔｈ＝ａ×（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）－ｂ×（Ｃｒ２Ｏ３）－ｃ （３）
ここで、
ｔｍ＋ｔｈ：堰８の耐火物へのスラグ浸潤厚み（ｍｍ）、
（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）：スラグ中の酸化鉄および酸化マンガンの含有量（質量％）、
（Ｃｒ２Ｏ３）：スラグ中の酸化クロムの含有量（質量％）、
ａ、ｂ、ｃ：係数および定数
を表す。
【0025】
上記（２）および（３）式から、有効堰厚みｔｅを確保するためには以下の（４）式を満足する必要がある。
ｔ０≧ａ×（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）－ｂ×（Ｃｒ２Ｏ３）－ｃ＋ｔｅ （４）
ｔ０≧ａ×（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）－ｂ×（Ｃｒ２Ｏ３）－ｃ＋ｔｅ （４）
【0026】
本実施形態にかかる連続鋳造方法では、上記（４）式を満たすようにタンディッシュ１０の堰８の初期厚みｔ０およびタンディッシュ１０内のスラグ組成を調整する。たとえば、ＦｅＯやＭｎＯなどの低級酸化物を還元して低減するために金属Ａｌなどの還元材をタンディッシュ内のスラグに投入することができる。また、スラグ浸潤を抑制する酸化クロムを投入することもできる。スラグの組成を調整する時期も、出鋼時に取鍋内の溶鋼上のスラグにＡｌなどの還元材を投入すること、二次精錬時に取鍋内の溶鋼上のスラグに還元材や酸化クロムなどを散布すること、および、タンディッシュ内の溶鋼上のスラグに還元材や酸化クロムなどを散布することなどから選ぶことができる。スラグ組成の調整にあたっては、過去の実績から取鍋スラグの組成を推定し、または、実測して、タンディッシュ内のスラグ組成を推定し、または、実測して、上記（３）式から、スラグ浸潤量（厚み）ｔｍ＋ｔｈを算出することが好ましい。本実施形態では、スラグ未浸潤の厚みｔｅが１０ｍｍ以上となるように、好ましくは、４０ｍｍ以上となるように、堰の初期厚みｔ０を選択したり、スラグ組成を調整したりする。
【0027】
本実施形態にかかるタンディッシュ内スラグ組成の調整により、使用後に堰８にはスラグ未浸潤の厚みｔｅを確保することができ、堰８の熱間強度を維持できる。したがって、堰８の変形の抑制とともに、楔９による堰８の固定を維持できる。
【0028】
上記実施形態では、鋼の連続鋳造方法について、タンディッシュの堰を例に説明したが、タンディッシュの容器を構成する耐火物、取鍋から溶鋼を注入するためのロングノズル、スライディングノズルプレートにも適用できる。他の溶融金属の処理にも適用できる。たとえば、溶銑の予備処理に用いられる高炉鍋、装入鍋の耐火物、機械撹拌式脱硫装置のインペラなどスラグと接触する耐火物に適用できる。
【実施例0029】
図１に示すタンディッシュを用いて鋼の連続鋳造を行った。処理時間は９～１１ｈであり、溶鋼の通過量は３０００～４０００ｔ程度であった。タンディッシュ内の各種スラグ組成と堰へのスラグ浸潤量の関係を表１にまとめて示す。堰の初期厚みｔ０は１００ｍｍとした。タンディッシュ内のスラグ組成として、酸化鉄（ＦｅｘＯｙ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）および酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）の含有量（質量％）を分析した。その値を用いて、上記（３）式により、スラグ浸潤量（ｔｍ＋ｔｈ）を計算値として求めた。式中のａ＝２．８９、ｂ＝１０．３８およびｃ＝－６１．１９とした。鋳造後に回収したタンディッシュの堰を調査し、スラグ浸潤量の実績値とした。表１の結果から、スラグ浸潤量の計算値と実績値とはよく一致していることが判る。
【0030】
【表1】
【0031】
処理Ｎｏ．１では、スラグ浸潤量が堰の初期厚みｔ０と同じ１００ｍｍに達しており、強度の低下した堰が溶鋼流の動圧に押されて、排湯部側に凸に変形した。変形によって生じた亀裂から堰の一部が脱落するトラブルが起きた。
【0032】
タンディッシュ内のスラグ組成のうち、酸化鉄や酸化マンガンは転炉スラグに由来するものと考えられる。一方、酸化クロムは、取鍋からの注入開始時に流入する詰め砂が由来と考えられる。処理Ｎｏ．２はスラグの改質が不十分で残存する有効な堰の厚みが１０ｍｍ未満となった。処理Ｎｏ．３～６はスラグの改質により、残存する有効な堰の厚みが１０ｍｍ以上を確保できた。処理Ｎｏ．４～６では、転炉から取鍋に出鋼した溶鋼上のスラグに金属Ａｌを投入して、低級酸化物の還元を行った。処理Ｎｏ．３、５、６は酸化クロムを添加した。スラグ組成を調整した処理Ｎｏ．５および６（発明例）では、（ＦｅｘＯｙ＋ＭｎＯ）を９質量％以下に低減できた。そして、図３に示すように、処理Ｎｏ．５および６に相当する発明例では、スラグ浸潤量が６０ｍｍ未満、つまり、残存する有効な堰の厚みが４０ｍｍ以上となり、健全な堰形状が維持できた。
【0033】
なお、本実施例では取鍋に出鋼された溶鋼上のスラグに金属Ａｌを投入することで組成コントロールを実施したが、低級酸化物を低減させる手法であればこの手法に制限されるものではない。また、タンディッシュ内へのフラックス投入によるスラグ組成コントロールも有用である。たとえば、Ｃｒ２Ｏ３を含有するフラックスを投入する方法などでもスラグ浸潤を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【0034】
本発明の連続鋳造方法によれば、タンディッシュの堰の耐用性が向上するので、安定してトラブルなく連続鋳造を操業でき、鋼の品質が維持できるので、産業上有用である。
【符号の説明】
【0035】
１ 鉄皮
２ 内張耐火物
３ 溶鋼
４ （取鍋からの）給湯部
５ （鋳型への）排湯部
６ （給湯部側）スラグ
７ （排湯部側）スラグ
８ （タンディッシュの）堰
８ａ （スラグの）浸潤層
９ 楔
１０ タンディッシュ
１１ ロングノズル
２ 内張耐火物
３ 溶鋼
４ （取鍋からの）給湯部
５ （鋳型への）排湯部
６ （給湯部側）スラグ
７ （排湯部側）スラグ
８ （タンディッシュの）堰
８ａ （スラグの）浸潤層
９ 楔
１０ タンディッシュ
１１ ロングノズル
【図1】
【図2】
【図3】