连续铸造法的制作方法

专利名称：连续铸造法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连续铸造法，更具体而言，涉及一种用于连续铸造初轧钢坯或钢坯的技术。
背景技术：
作为这种类型的技术，日本专利公开号2003-305542和2002-35896中的每一个均公开了具有不同锥形的铸模。
日本专利公开号2003-305542描述到，因为将结晶器改装成多阶锥形的形状导致结晶器保护渣的消耗，结果充分展现保护渣的润滑功能，可以防止拉漏(以下也简称为BO)或者初轧钢坯裂开。
日本专利公开号2004-35896公开了多级锥形的结晶器在所谓钢坯的铸造中的应用。
日本专利公开号2004-98092和2000-158106公开了涉及结晶器保护渣的技术。
日本专利公开号2004-98092涉及一种超包晶中碳钢的连续铸造法。根据该文件，通过适当设定结晶器保护渣的化学组成或物理性能，可以防止趋向于在这种碳钢的低速铸造中发生的拉漏约束(凝固壳层卡住结晶器)。
类似于上述日本专利公开号2004-98092，日本专利公开号2000-158106还公开了结晶器保护渣的适当的化学组成，其中将该结晶器保护渣的主要组分调整为CaO、SiO2和Al2O3并且还提到其碱度。
然而，上述文件的每一份只是单独想出一种对策，涉及降低初轧钢坯的表面质量的多种因素的具体一种，并且还没有采取在本发明的情况下的综合措施。

发明内容
从上述观点看出，本发明的主要目的是提供能够抑制凝固滞后，特别是在初轧钢坯的角部分的凝固滞后的连续铸造法。
根据本发明的连续铸造法用于以不小于0.5[m/分钟]至不大于2.0[m/分钟]的铸造速率(Vc[m/分钟])连续铸造具有基本上为矩形的截面的初轧钢坯的，其中组成截面外围的每一边的长度不小于120mm并且纵横比为不小于1.0至不大于2.0。前提是使用具有不小于50重量％的CaO组分和SiO2组分总含量和不大于11重量％的F组分含量的结晶器保护渣作为加入到结晶器中的结晶器保护渣。
本发明的连续铸造法的特征如下。
在结晶器内部以从上到下的顺序安置具有不同斜率的第一斜表面和第二斜表面。
当结晶器保护渣的碱度小于1.1时或者当结晶器保护渣的凝固温度小于1100℃时，将第一斜表面的斜率(TRu[％/m])和第二斜表面的斜率(TRd[％/m])设定为满足下式(1)和(2)的范围。当结晶器保护渣的碱度不小于1.1时并且当结晶器保护渣的凝固温度不小于1100℃时，将第一斜表面的斜率和第二斜表面的斜率设定为满足下式(3)和(4)的范围。
设定第一斜表面和第二斜表面之间的边界位置基于结晶器上端向下的距离为不小于0.2m并且不大于0.4m。
在用于将钢液灌入结晶器中的浸渍喷嘴的下端部分钻至少两个钢液排出口，并且设定所述钢液排出口的孔面积为不小于2500mm2至小于6400mm2。
当铸造速率不大于0.7[m/分钟]时，设定钢液排出口的排出角基于水平线向下倾斜不小于10°至不大于35°。
4.4-1.95×Vc≤TRu≤6.06-2.5×Vc ...(1)0.92-0.3×Vc≤TRd≤1.18-0.4×Vc ...(2)2.23-1.05×Vc≤TRu≤3.18-1.4×Vc ...(3)0.55-0.2×Vc≤TRd≤0.77-0.25×Vc ...(4)根据上述连续铸造法，可以抑制壳层厚度的不均匀，更具体而言，特别是在初轧钢坯的角部分的凝固滞后。因此，可以抑制在初轧钢坯的角部分的垂直裂纹。
上述“碱度”指值[-]，该值是通过转化成CaO含量[重量％]的结晶器保护渣中的总Ca含量值除以转化成SiO2含量[重量％]的其中的总Si含量值而得到的。
上述“凝固温度”指结晶器保护渣从液相变为固相的温度。
上述“斜率”是基于下式(A)确定的。
(斜率)＝((W入口-W出口)/W出口)/H×100 ...(A)其中W表示结晶器宽度，以W入口表示在斜表面上端的结晶器宽度，W出口表示在斜表面下端的结晶器宽度，并且H是斜表面的垂直距离。
上述“熔液排出口的孔面积”指在钢液排出口的钻孔方向图中钢液排出口的开口面积(参考图3)。
上述“钢液排出口的排出角”指熔液排出口的中心线基于水平线的斜率。
在使用单个铸模以多种不同铸造条件实施连续铸造的过程中，在分别基于所述多种铸造条件独立确定的斜率范围组内存在重复范围时，将第一斜表面或者第二斜表面的斜率设定在所述重复范围内。
当在分别基于所述多种铸造条件独立确定的斜率范围组内没有重复范围存在时，基于更大的铸造速率确定的斜率范围优先作为第一斜表面或者第二斜表面的斜率范围。满足式(3)的范围优先于满足式(1)的范围。满足式(4)的范围优先于满足式(2)的范围。
据此，在尽量抑制特别是在初轧钢坯的角部分的凝固滞后的同时，可以抑制初轧钢坯在结晶器上的抗拉性、结晶器的磨损、在初轧钢坯的角部分的锭角打磨等。


图1是结晶器的垂直截面图；图2是结晶器的俯视图；图3是浸渍喷嘴的垂直截面图；图4是常规使用的初轧钢坯结晶器的垂直截面图；图5是沿着图4中的线A-A所取的截面图；
图6是显示结晶器内表面的倾斜度(虚线)和初轧钢坯宽度的收缩(点划线)的图；图7是初轧钢坯的截面图；图8是显示表1和2的结果的图，该图是只关注于第一斜表面而绘制的；图9是显示表1和2的结果的图，该图是只关注于第二斜表面而绘制的；图10是显示表3和4的结果的图，该图是只关注于第一斜表面而绘制的；和图11是显示表3和4的结果图，该图是只关注于第二斜表面而绘制的。
具体实施例方式
图4是常规使用的初轧钢坯结晶器的垂直截面图，并且图5是沿着图4中的线A-A所取的截面图。
如图4所示，在常规结晶器80内部，例如在具有900mm的垂直长度和在上端为600mm并且在下端为596mm的长边长度的常规结晶器内部，形成向下变窄的均匀斜表面。其短边长度在上端为380mm并且在下端为377mm(参考图5)。据此，可将结晶器80的内表面尽可能紧密地配合到将要凝固并收缩的初轧钢坯的外表面上。
然而，实际上难以将结晶器80的内表面一致紧密地配合到初轧钢坯的外表面上。尽管由于如上所述在结晶器80的内侧形成均匀的斜表面并且通过钢液的静压效应，将初轧钢坯的外表面几乎紧密地配合到结晶器80的内表面上，但是如图5所示，在初轧钢坯和结晶器80之间，特别是在角部分形成空隙。在角部分的初轧钢坯和结晶器80之间的传热由于这种空隙而显著减少，由此导致凝固滞后，从而导致表面质量缺陷如所谓角裂。
顺带提到，钢种大致分为具有小于约0.17重量％的碳含量的亚包晶钢(hypo-peritectic steel)和具有等于或大于约0.17重量％的碳含量的超包晶钢(hyper-peritectic steel)。质量缺陷在任何钢种中都可能产生，而在亚包晶钢中尤其常见。这可以归因于，亚包晶钢导致δ向γ转变，在完全凝固后在坚固壳层中有大的体积变化，这与超包晶钢不同，并且这种变型导致大的壳层收缩。
在具有更低的铸造速率的铸造条件中和/或在初轧钢坯截面尺寸更大时，上述问题更常见。这可以归因于在具有更低的铸造速率的铸造条件中或者在初轧钢坯截面尺寸更大时，凝固收缩量增加更多。尽管如此，在常规结晶器设计中几乎不考虑凝固收缩量的差别。
作为解决上述问题并且提高初轧钢坯的表面质量的认真研究，本发明的发明人注意到彼此紧密联系的如下各项。
第一点是结晶器的内表面形状。具体而言，将结晶器的内表面形状从同以前一样的均匀倾斜的表面改变为多级倾斜的表面。
在图6中显示了常规结晶器内表面的倾斜度(虚线)和初轧钢坯宽度的收缩(点划线)。根据该图，初轧钢坯的收缩量具有随着具有绝热作用的壳层的生长(变厚)而变化(变钝)的特性，并且作为常规结晶器内表面决不会均匀地变化。因此，将内表面形状改变为多级倾斜的表面，使得结晶器的内表面的倾斜度与初轧钢坯的实际收缩方式尽可能相匹配。
第二点是用于连续铸造的结晶器保护渣的组分。
第三点是铸造条件如结晶器保护渣的种类和铸造速率与斜表面的斜率的关系。
第四点是钢液的逆流，该逆流除了将热量供应到钢液表面附近的作用外，还具有使钢液表面波动的特性。
将参考附图描述本发明的优选实施方案。图1是结晶器的垂直截面图并且图2是所述结晶器的俯视图。
在该实施方案中，计划采用结晶器1的初轧钢坯(或所谓初轧钢坯或钢坯)具有基本上矩形的截面形状，其中构成截面外围的每一边的长度不小于120mm并且纵横比不小于1.0至不大于2.0。根据实际操作情况确定这种初轧钢坯的形状和尺寸。
从第一观点出发，如图1所示，在结晶器1内侧以从上至下的顺序形成斜率不同的第一斜表面2和第二斜表面3。据此，如图6所示，结晶器1的内表面可以容易地紧密配合到非均匀凝固和收缩的初轧钢坯的外表面上。稍后将描述斜率。
由于下述原因，在结晶器1中，设定第一斜表面2和第二斜表面3之间的边界位置4基于结晶器上端1u向下的距离为不小于0.2m并且不大于0.4m。优选第一斜表面2和第二斜表面3在边界位置4略带圆度地相互平滑连接。
尽管在该实施方案中的结晶器1是所谓2-级锥形结晶器，但是还包含另外的第三斜表面的结构也是可以想到的。然而，从实际操作的情况如结晶器工作成本和维护管理出发，最优选2级锥形结晶器。
改装结晶器1使得可以通过电磁力的作用搅拌其中连续储存的钢液。据此，因为后述钢液的逆流可以在结晶器1中平稳地循环，所以可将热量均匀地供应到全部钢液表面，使得下述结晶器保护渣可以稳定地变成熔渣(熔化的)。
改装结晶器1使得通过浸渍喷嘴5向其中灌入钢液。在浸渍喷嘴5的下端部分钻两个钢液排出口5a。
将适当的结晶器保护渣6加到结晶器1内的钢液表面。据此，结晶器保护渣6在接触钢液的部分中熔融以形成液相保护渣膜7(以下也简称为液相保护渣7)，并且在接触结晶器1的部分中凝固以形成固相保护渣膜8(以下也简称为固相保护渣8)。
结晶器保护渣6(7、8)具有这样的功能如润滑结晶器内部、控制结晶器内部冷却(钢液热除去控制)、绝热和防止钢液氧化、除去非金属夹杂物等。
将在该实施方案中加入的结晶器保护渣6进行初步组分调整，使其具有不小于50重量％的CaO组分和SiO2组分的总含量和不大于11重量％的F(氟)含量(第二观点)。
如上所述设定CaO组分和SiO2组分的总含量不小于50重量％的原因是结晶器保护渣6能以液相保护渣7或固相保护渣8的状态展示优选的作用，即促进绝热和防止钢液氧化、钢液中的气泡或夹杂物的吸收并且确保结晶器内壁与壳层的润滑性能。
使用保护渣的枪晶石(3CaO，2SiO2，CaF3)的晶体沉析物控制热量。因为枪晶石直接从液相析出，单独的具有这种组成的保护渣有利于控制热量，但是因为在液相中的固相夹杂物仍存在润滑性能的问题。因此，设定结晶器保护渣的F含量不大于11％，使其小于在纯枪晶石组成中的F含量。当F含量大于在纯枪晶石组成中的F含量时，沉析物进入CaF2的主结晶区，从控制热量的观点出发，其不可能是所述优选晶体。过高F含量对连续铸造机的设备的腐蚀不利或者具有环境上的缺点如增加氟的洗脱。
结晶器保护渣6可以包含约1.5至10％的C组分，所述C组分具有调整熔融速率的功能。
结晶器保护渣6可以包含碱金属氧化物如Na2O、Li2O或K2O、或Al2O3。碱金属氧化物等具有调整结晶器保护渣6的粘度或凝固温度的功能。
在本发明中，结晶器保护渣的组成范围(不小于50重量％的CaO组分和SiO2组分的总含量，和不大于11重量％的F(氟)组分含量)只是先决条件。本发明并不刻意从任一观点出发限制优化的结晶器保护渣的组成范围。因此，通常使用的结晶器保护渣的组成在上述范围内。例如，在现有材料中，可以使用由32.2％的CaO、35.4％的SiO2、9.9％的Na2O、3.7％的MgO、5.0％的F组成的材料(凝固温度1140℃)作为快冷-保护渣和由40.4％的CaO、33.3％的SiO2、8.0％的Na2O、0.7％的MgO和5.6％的F组成的材料(凝固温度1165℃)作为慢冷-保护渣。在每种情况下，本发明的主要特征是根据使用的保护渣的种类改变条件如结晶器内表面的斜率。
由于在实际操作中的原因，在该实施方案中，设定初轧钢坯的铸造速率(Vc)不小于0.5[m/分钟]至不大于2.0[m/分钟]。
例如为了对生产率有利，设定铸造速率的下限为0.5[m/分钟]，并且从防止拉漏(钢液泄漏)的观点出发，为了在结晶器中肯定形成具有足够厚度的壳层，设定上限为2.0[m/分钟]。
初轧钢坯的收缩方式不但随着铸造速率，而且随着使用的结晶器保护渣6的热除去特性而变化很大。因此，根据使用的结晶器保护渣6逐一设定第一斜表面2的斜率和第二斜表面3的斜率是合理的。
即，当在铸造中加入的结晶器保护渣6具有小于1.1的碱度或者低于1100℃的凝固温度时，设定第一斜表面2的斜率(TRu[％/m])和第二斜表面3的斜率(TRd[％/m])在满足下式(1)和(2)的范围内。
4.4-1.95×Vc≤TRu≤6.06-2.5×Vc...(1)
0.92-0.3×Vc≤TRd≤1.18-0.4×Vc ...(2)另一方面，当结晶器保护渣6具有等于或大于1.1的碱度和等于或大于1100℃的凝固温度时，设定第一斜表面2的斜率和第二斜表面3的斜率在满足下式(3)和(4)的范围内。
2.23-1.05×Vc≤TRu≤3.18-1.4×Vc ...(3)0.55-0.2×Vc≤TRd≤0.77-0.25×Vc ...(4)“碱度”指值[-]，该值通过将转化为CaO含量[重量％]的结晶器保护渣中的总Ca含量值除以转化为SiO2含量[重量％]的其中的总Si含量值而得到。
“凝固温度”指结晶器保护渣从液相变为固相的温度。
当“碱度”和“凝固温度”更低时，壳层冷却更快(热除去更快)，因为在固相保护渣8中沉析的晶体减少，导致抗传热性降低。另一方面，当“碱度”和“凝固温度”更高时，壳层冷却更慢(热除去更慢)，因为尽管具有良好的润滑性能的液相保护渣7不足，但是含有晶体的固相保护渣8的厚度增加，从而增加抗传热性。
在本说明书中，以下具有小于1.1的碱度或低于1100℃的凝固温度的结晶器保护渣6称为快冷保护渣6f，并且具有等于或大于1.1的碱度或者等于或大于1100℃的凝固温度的结晶器保护渣6称为慢冷保护渣6s。通常，快冷保护渣6f用于低碳钢和亚包晶钢的铸造，而慢冷保护渣6s用于亚包晶钢的铸造。
例如，当铸造速率为1.5m/分钟时，正好在钢液表面下的快冷保护渣6f的局部热流速率大于2.0MW/m2。另一方面，当铸造速率为1.5m/分钟时，正好在钢液表面下的慢冷保护渣6s的局部热流速率不大于2.0MW/m2。
基于下式确定“斜率”。
(斜率)＝(W入口-W出口)/W出口)/H×100 ...(A)其中W表示结晶器宽度，以W入口表示在斜表面上端的结晶器宽度，W出口表示在斜表面下端的结晶器宽度，并且H是斜表面的垂直距离。
因此，通过下式(参考图1)可以确定第一斜表面2的斜率(TRu[％/m])。
TRu＝((Wu/Wm)-1)/H1×100
其中Wu是在结晶器1上端的结晶器宽度，Wm是在边界位置4的结晶器宽度，并且H1是斜表面2的垂直距离。
类似地，可以通过下式确定第二斜表面3的斜率(TRd[％/m])。
TRd＝((Wm/Wd)-1)/H2×100其中Wd是在结晶器1下端的结晶器宽度，并且H2是第二斜表面3的垂直距离。
如上所述，基于使用的结晶器保护渣6的种类(快冷保护渣6f或慢冷保护渣6s)和铸造速率设定第一斜表面2和第二斜表面3的斜率范围。
然后将描述浸渍喷嘴5。图3是浸渍喷嘴的垂直截面图。
如该图所示，钢液排出口5a、5a具有基本上矩形的截面形状，并且将其钻孔以具有预定排出角θ。除非另外规定，否则“排出角θ”指钢液排出口5a、5a的中心线基于水平线的倾斜度，其中水平线为0°(参照)，垂直向上的方向为正并且垂直向下的方向为负。
更具体而言，当铸造速率不大于0.7[m/分钟]时，设定钢液排出口5a、5a的排出角θ为不小于-5°至不大于35°。换句话说，在此情况下，基于水平线以不小于0°至不大于5°的向上倾斜的倾斜度或者以不小于0°至不大于35°的向下倾斜的倾斜度钻有钢液排出口5a、5a。
另一方面，当铸造速率大于0.7[m/分钟]时，设定排出口θ不小于10°至不大于35°。换句话说，在此情况下，基于水平线以不小于10°至不大于35°的向下倾斜的倾斜度钻有钢液排出口5a、5a。
设定钢液排出口5a、5a的孔面积S为不小于2500mm2至小于6400mm2。“孔面积”指在图3所示钢液排出口5a、5a的钻孔方向视图中钢液排出口5a、5a的开口面积。
钢液排出口5a、5a的排出角θ和孔面积S与图1中以弯箭头表示的钢液的逆流存在紧密关系。
更具体而言，当排出角θ更小时和/或当孔面积S更小时，逆流的排出方向更靠近钢液表面一侧和/或逆流的排出流速增加更多，由此还将更多热量供应到钢液表面，而钢液表面波动更厉害。
类似地，当排出角θ更大时和/或当孔面积S更大时，逆流的排出方向离钢液表面一侧更远和/或逆流的排出流速降低更多，由此钢液表面变得温和，表面波动最小，而供应到钢液表面的热量减少。
本发明人进行的验证试验(表5至7)澄清了这种表面波动或者稍后描述的框(凝固物，厚重物)的形成对上述凝固滞后产生极大的影响。
因此，如上所述合理地设定排出角θ和孔面积S，使得可将足够热量供应到钢液表面附近以防止框形成并且使得钢液表面不过于波动。
将描述该实施方案的操作。
如图1所示，通过浸渍喷嘴5的连续钻入结晶器1的钢液由于结晶器1内表面的冷却作用开始从外围凝固形成壳层，并且还将其以恒定的铸造速率向下拉。上述结晶器保护渣6(液相保护渣7和固相保护渣8)被挤到结晶器1和壳层之间并且展示其功能如润滑作用。
此时，在增加适当的振荡(振动)的情况下操作结晶器1以继续稳定的铸造作业，同时防止初轧钢坯卡住结晶器。因此，在铸造机上基本上周期性地留下振荡痕迹。
顺带提到，因为壳层还相当薄并且通过结晶器1热除去困难，所以如图6的点划线所示，初轧钢坯在铸造的起始阶段中(在结晶器上端一侧)快速收缩。这种快速收缩根据壳层的生长随时间而变稳定(钝化)。
当通过改变操作条件降低结晶器内的水平面并且凝固起始点在第一斜表面2和第二斜表面3之间的边界位置4以外时，导致突然热收缩的位置从设为急剧倾斜表面的第一斜表面3的区域转移，并且在初轧钢坯和结晶器1之间形成导致凝固滞后的上述间隙(参考图5)。
另一方面，因为钢液表面的高度被有意升高和降低以避免浸渍喷嘴5的局部熔接损失(参考图1中的P)，或者由于水平面波动而升高和降低，所以还以同样方式升高和降低使突然凝固收缩稳定的点。
因此，设定边界位置4，使其基于结晶器上端1u向下的距离为不小于0.2m以在到达边界位置4之前确保稳定突然凝固收缩，换句话说，在到达边界位置4之前的阶段中使壳层充分且肯定生长。
考虑到结晶器保护渣层的厚度变化，设定边界部分4离结晶器上端1u的最小距离为0.2m。
然而，当设定边界位置4基于结晶器上端1u向下的距离大于0.4m时，表面倾斜度的变化对在起始阶段中大的凝固收缩没有影响，由此结晶器的倾斜度不与初轧钢坯的实际收缩相对应。因此，设定边界位置4基于结晶器上端1u向下的距离不大于0.4m。
当通过使用单个结晶器1以多种不同的铸造条件实施连续铸造时，从实际操作的观点出发，优选以如下方法进行连续铸造。
即，在分别基于多种铸造条件独立确定的斜率范围组内存在重复范围时，将第一斜表面2或者第二斜表面3的斜率设定在该重复范围内。
另一方面，在分别基于多种铸造条件独立确定的斜率范围组内不存在重复范围时，基于更大铸造速率确定的斜率范围优先(适合)作为第一斜表面2或第二斜表面3的斜率范围。即，满足式(3)的范围比满足式(1)的范围优先(适合)，并且满足式(4)的范围比满足式(2)的范围优先(适合)。
基于能使初轧钢坯收缩最小化的条件设定斜率。
据此，在确保尽量抑制在初轧钢坯的角部分的凝固滞后的同时，可以抑制上述初轧钢坯在结晶器1上的抗拉性、结晶器1的磨损、在初轧钢坯的角部分的锭角打磨。
抗拉性、磨损和锭角打磨相互紧密影响。
在多个铸造条件中还包括Vc。当存在多个Vc值时，用于确定斜率的Vc值是其中最大一个，并且适用于式(3)和(4)。考虑到铸造的稳定性，优选确定该条件以可使斜率尽量最小化。
尽管在上面描述了本发明的优选实施方案，但是可对所述实施方案进行如下修改并实施。
例如，可以以所谓的结晶器宽度按需变化型构成结晶器1，所述结晶器宽度按需变化型在需要时能改变结晶器宽度Wu、Wm和Wd。据此，还可以实现对各种铸造条件的灵活响应(参考式(1)至(4))。
尽管在将构成结晶器1内表面的第一斜表面2(四个面)全部设定为相同斜率的假设上描述了上述实施方案，但是还可以不限于此，在示于图8和10的适当斜率范围内的彼此不同的斜率也是合适的。这也同样适用于第二斜表面3(参考图9和11)。
然后将描述本发明的实施例。上述数字范围的每一个均得到下面描述的实施例1至3的合理支持。
该实施例是为了验证上述第三观点而实施的试验。第三观点是铸造条件如结晶器保护渣6的种类和铸造速率与斜表面的倾斜度的相关性。
在该实施例中，将在结晶器1上端的结晶器宽度(参考图2和5)设定为600mm×380mm。因此，将要被铸造的初轧钢坯的截面纵横比为约1.6。
将快冷保护渣6f加到结晶器1内的钢液表面。将快冷保护渣6f进行初步组分调整使其碱度大于0.6且小于1.1，或者凝固温度大于900℃且小于1100℃。
作为将要被铸造的钢种，使用具有约0.12重量％的C组分含量的亚包晶钢。
设定浸渍喷嘴5的钢液排出口5a、5a的排出角为20°。即，在基于水平线向下20°钻有钢液排出口5a、5a。
将钢液排出口5a、5a的孔面积S设定为3600mm2。
将浸渍喷嘴5在钢液中的浸渍深度设定为约80至130mm。
此外，将中间包中的钢液的温度和液相线温度之差设定为约5至25℃，所述中间包在灌入之前暂时保留将要被灌入到结晶器1中的钢液。
此外，结晶器1配置有没有显示的用于搅拌结晶器1内的钢液的电磁搅拌工具(线圈等)，并且设定电磁搅拌工具的搅拌功率使得在空的结晶器1内表面上的磁通密度为约400至800高斯。
表1涉及结晶器1的宽表面一侧并且表2涉及其窄表面一侧。
在第一斜表面和第二斜表面之间的边界位置基于结晶器上端向下的距离为0.4m。
(宽表面)
(窄表面)

在表1和2中，基于凝固滞后程度进行“评价”。具体而言，在该实施例中，如下定义凝固滞后程度(％)并且基于这种凝固滞后程度评价每一个试验。
垂直于纵向切割铸造后的初轧钢坯，并且测量离图7所示截面中出现的壳层的生长痕迹一侧的距离。更具体而言，测量壳层的生长痕迹最靠近一侧的点(标记XX)处的距离X和距离最靠近点XX的角部分Z为75mm的点(标记YY)处的距离Y。
通过下式定义凝固滞后程度(％)。
凝固滞后程度(％)＝100×(Y-X)/Y[评价标准]因为在初轧钢坯的角部分几乎没有垂直裂纹(以下也称为角垂直裂纹)的风险，所以将不大于10％的凝固滞后程度评价为◎。
因为有小于1mm的细微角垂直裂纹的风险，将大于10％至20％的凝固滞后程度评价为○。
因为有不小于1mm的角垂直裂纹的风险，将大于20％至30％的凝固滞后程度评价为△。
在不小于30％的凝固滞后程度，不小于1mm的角垂直裂纹的可能性增加。因为初轧钢坯在结晶器上的抗拉性增加或者在振荡痕迹的角部分的所谓锭角打磨的风险，将具有大的斜表面角度的情况评价为×。
图8是显示表1和2的结果的只关注于第一斜表面而绘制的图，并且图9是显示表1和2的结果的只关注于第二斜表面而绘制的图。
根据图8和9发现，优选在快冷保护渣6f的使用中第一斜表面2的斜率(TRu[％/m])和第二斜表面3的斜率(TRd[％/m])在满足式(1)和(2)的范围内。
4.4-1.95×Vc≤TRu≤6.06-2.5×Vc ...(1)0.92-0.3×Vc≤TRd≤1.18-0.4×Vc ...(2)在图8和9中，将多个试验中评价最高的试验的评价作为代表绘图，所述多个试验是基于相同铸造速率和相同斜率进行的。
该实施例的验证试验与实施例1中基本上相同，不同之处在于将慢冷保护渣6s代替快冷保护渣6f加到结晶器1内的钢液表面。将慢冷保护渣6s进行初步组分调整使其碱度大于1.1或者凝固温度大于1100℃。
表3涉及结晶器1的宽表面一侧并且表4涉及其窄表面一侧。
在第一斜表面和第二斜表面之间的边界位置基于结晶器上端向下的距离为0.4m。
(宽表面)
(窄表面)

图10是显示在表3和4中的结果的只关注于第一斜表面而绘制的图，并且图11是显示在表3和4中的结果的只关注于第二斜表面而绘制的图。
根据图10和11发现，优选在慢冷保护渣6s的使用中第一斜表面2的斜率(TRu[％/m])和第二斜表面3的斜率(TRd[％/m])在满足下述式(3)和(4)的范围内。
2.23-1.05×Vc≤TRu≤3.18-1.4×Vc ...(3)
0.55-0.2×Vc≤TRd≤0.77-0.25×Vc ...(4)在图10和11中，将多个试验中评价最高的试验的评价作为代表绘图，所述多个试验是基于相同铸造速率和相同斜率进行的。
该实施例是为了验证上述第四观点而实施的试验。第四观点涉及钢液的逆流，该逆流除将热量供应到钢液表面附近的作用以外，还具有使钢液表面波动的性质。
该实施例的验证试验与实施例1中基本上相同，不同之处在于将慢冷保护渣6s代替快冷保护渣6f加到结晶器1内的钢液的表面。将慢冷保护渣6s进行初步组分调整，使其碱度大于1.1且小于2.5，并且凝固温度大于1100℃且小于1270℃。
作为在该实施例中将要被铸造的钢种，类似于实施例1使用具有约0.12重量％的C组分含量的亚包晶钢。
表5、6和7涉及这样的试验，所述试验在分别设定示于图10和11中的适当斜率范围内的基本上的中间值、在相同范围内的上限值和在相同范围内的下限值为第一斜表面2和第二斜表面3的倾斜度的同时而实施。
在第一斜表面和第二斜表面之间的边界位置基于结晶器上端向下的距离为0.4m。




在表5至7的钢液表面波动/漂移一栏中，将这样的试验，其中1分钟内的水平面波动小于±5mm并且水平面的平坦度规则地小于10mm评价为“○”，而将这样的试验，其中水平面波动不小于±5mm或者水平面的平坦度不是规则地小于10mm评价为“×”。
在表5至7的“框”一栏具有“×”的试验中，在钢液表面附近钢液凝固产生凝固物质，或者除产生凝固物质以外，在钢液表面附近还使结晶器保护渣6不完全变成熔渣(熔化的)，从而与凝固物质结合形成框(厚重物质)。另一方面，在具有“○”的试验中，既不形成凝固物质也不形成框。
据信在钢液表面附近钢液凝固或者结晶器保护渣6没有完全变成熔渣(熔化的)的原因是没有将足够热量供应到钢液表面附近。
在表5至7的“综合评价”中，除评价“水平面波动/漂移”和“框”的产生等以外，还综合评价凝固滞后程度、角垂直裂纹等。
如表5至7所示，对铸造速率为0.5[m/分钟]、0.6[m/分钟]、0.7[m/分钟]、0.9[m/分钟]、1.0[m/分钟]和1.5[m/分钟]的所有情况进行广泛和详细的检测。
根据表5至7发现，优选设定钢液排出口5a、5a的孔面积S为不小于2500m2至小于6400mm2。
根据表5至7发现，当铸造速率增加时，钢液排出口5a、5a排出角θ的优选范围的下限值增加(在基于水平线以向下倾斜方向为正向的情况下)。
根据表5至7还发现，通过同时考虑以下(1)至(3)的全部(1)结晶器形状(两阶锥形的形状)、(2)根据结晶器保护渣6的热除去特性的斜表面2和3的斜率和(3)浸渍喷嘴5的形状，可以抑制导致角垂直裂纹的凝固滞后。
根据表5至7发现，因为如图6和7所示分别验证了由式(3)和(4)表示的上限值和下限值，并说明其综合评价令人满意，从而表示第一斜表面2和第二斜表面3的各自斜率的适当范围的式(3)和(4)可以得到合理支持。
对于式(1)和(2)，进行与表5和7中相同的验证试验，从而式(1)和(2)也得到合理证实。
权利要求
1.一种连续铸造法，该连续铸造法使用加入到结晶器中的结晶器保护渣，所述结晶器保护渣被调整至具有不小于50重量％的CaO组分和SiO2组分总含量和不大于11重量％的F组分含量，以不小于0.5[m/分钟]至不大于2.0[m/分钟]的铸造速率(Vc[m/分钟])连续铸造具有基本上为矩形的截面的初轧钢坯，其中构成所述截面外围的每边的长度不小于120mm并且纵横比为不小于1.0至不大于2.0，所述方法包括在所述结晶器内侧以从上至下的顺序安置具有不同斜率的第一斜表面和第二斜表面；当所述结晶器保护渣的碱度小于1.1或者所述结晶器保护渣的凝固温度低于1100℃时，在满足下式(1)和(2)的范围内设定所述第一斜表面的斜率(TRu[％/m])和所述第二斜表面的斜率(TRd[％/m])；当所述结晶器保护渣的碱度等于或大于1.1并且所述结晶器保护渣的凝固温度等于或高于1100℃时，在满足下式(3)和(4)的范围内设定所述第一斜表面的斜率和所述第二斜表面的斜率；设定所述第一斜表面和所述第二斜表面之间的边界位置，使其基于所述结晶器上端向下的距离为不小于0.2m并且不大于0.4m；在用于将钢液灌入所述结晶器的浸渍喷嘴的下端部分钻至少两个钢液排出口；设定所述钢液排出口的孔面积为不小于2500mm2至小于6400mm2；当所述铸造速率不大于0.7[m/分钟]时，设定所述钢液排出口的排出角基于水平线向上倾斜不小于0°至不大于5°或者向下倾斜不小于0°至不大于35°；并且当所述铸造速率大于0.7[m/分钟]时，设定所述钢液排出口的排出角基于水平线向下倾斜不小于10°至不大于35°，4.4-1.95×Vc≤TRu≤6.06-2.5×Vc...(1)0.92-0.3×Vc≤TRd≤1.18-0.4×Vc...(2)2.23-1.05×Vc≤TRu≤3.18-1.4×Vc ...(3)0.55-0.2×Vc≤TRd≤0.77-0.25×Vc...(4)。
2.根据权利要求1所述的连续铸造法，其中，在使用单个结晶器以多种不同铸造条件实施连续铸造的过程中，在分别基于所述多种铸造条件独立确定的斜率范围组内存在重复范围时，在所述重复范围内设定所述第一斜表面或者所述第二斜表面的斜率，并且当在分别基于所述多种铸造条件独立确定的所述斜率范围组内不存在重复范围时，基于更大的铸造速率确定的斜率范围优先作为所述第一斜表面或者所述第二斜表面的斜率范围，其中满足式(3)的范围优先于满足式(1)的范围，并且满足式(4)的范围优先于满足式(2)的范围。
全文摘要
在结晶器内部安置第一斜表面和第二斜表面以构成所谓的两阶锥形结晶器。将结晶器保护渣调整至具有不小于50重量％的CaO组分和SiO
文档编号B22D11/111GK1974063SQ20061016314
公开日2007年6月6日 申请日期2006年11月30日 优先权日2005年11月30日
发明者中田等, 小林高, 隅田一毅 申请人:株式会社神户制钢所