CN1048671C - 薄铸片的连续铸造方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种薄铸片的连续铸造方法或装置，对由铸型内拉拔出来的具有固液共存相的未凝固铸片一面由支承辊进行支承连续地拉拔一面用压下辊进行压下，利用配置于铸型的正下方到完全凝固的区间内的能进行每单位辊对压下的多对压下辊，为了抑制未凝固压下变形，使上游侧压下辊的压下量为下游侧压下辊的压下量以上，能制造出防止发生内部裂纹的薄铸片。能在操作过程中不使装置停机地进行铸片厚度等的变更。

Description

薄铸片的连续铸造方法与装置

本发明涉及对由铸型拉拔出来的具有固液共存相的未凝固铸片进行压下而连续铸造薄铸片的方法和装置。

对于连续铸造方法来说，在铸造薄铸片的情况下，由于钢液造成的浸渍喷嘴的浸蚀和喷嘴的堵塞等问题，难以使浸渍喷嘴的外径细到某一数值以上。因此，对于只考虑了由铸型到最终辊的铸片的凝固收缩量的铸片厚度大致一定的一般的连续铸造装来说，由于上述的浸渍喷嘴外径的限制，使铸型的短边长度，即铸片厚度减薄是有界限的，制造薄铸片是困难的。

作为制造薄铸片的连续铸造方法，在固液共存相存在于铸片内部的期间利用辊子进行压下，以使铸片减薄的方法已成为众所周知的技术。

例如日本专利特开平2-20650号公报所公开的连续铸造轧制方法那样，是规定了凝固区间内的相对于铸片厚度尺寸的总压下率的方法。这是使铸片在凝固区间内的铸片厚度至少减薄10％～70％的方法。但是，该方法的问题是，当不将适当的压下量给予压下辊时，会导致铸片质量的恶化，特别是会发生铸片的内部裂纹。

对于铸片的内部裂纹来说，加于铸片上的拉伸变形(以下只称变形)会有很大的影响。关于这种变形有凸起压下变形、弯曲变形、矫直变形、偏移变形、热变形和未凝固压下变形，这些变形总称为“内部变形”。

本发明人等在日本专利特开平3-174962号公报中所公开的钢的连续铸造方法中明确了：铸片的内部裂纹，是在考虑除了上述未凝固压下变形以外的各种变形的经历而得出的积累变形的最大值超过其钢种的极限变形时发生；该各变形的经历(积累)区间，是在铸片的凝固过程中，应力作用于铸片上，作为开始发生变形的最高温度的抗拉强度出现温度(ZST)和延展性出现温度(ZDT)之间的温度范围；抗张拉强度出现温度(ZST)与固相率0.8一致，延展性出现温度(ZDT)与固相率0.99一致。

关于在具有弯曲部的连续铸造装置上实施未凝固压下的方法已知的有：(a)单一辊方式，(b)个别辊方式，(c)连结组合架方式，(d)单独组合架方式等。

(a)单一辊方式

这是在铸型的正下方或在铸片矫直后的水平部设置一对压下辊(轧机)或锻压机的方式(参看例如日本专利特开昭63-60051号公报、特开平3-124352号公报)。

但是，在利用该方法采取大的压下量的情况下，在将压下速度(压下梯度)固定时，会招致压下辊径、锻压金属模和压下力的增大，使压下设备过大。另一方面，如果将辊径和锻压金属模的尺寸作某种程度的限定时，则压下速度增大，提高发生铸片内部裂纹的可能性。再者，该方法的主要目的在于通过在凝固最终位置附近的轻压下来提高铸片内部质量。

(b)个别辊方式

这是为了解决上述问题，在弯曲部的各辊对上设置油压缸，通过使这些油压缸个别地升降来进行压下，同时加长压下区间(参看例如日本专利特开平2-52159号公报)。

利用该方法，在连续铸造开始时～压下时与铸片厚度的连续变化相对应地使各压下辊升降，因此，与压下模式和压下区间的变化也能适当地对应，并且，由于使压下开始位置位于铸片凝固厚度较薄的弯曲部，压下力也能减小。

但是，该方法需要非常多的辊时，其铸片厚度方向的辊子压下量的控制是复杂的，还存在设备过大的问题。

(c)连结组合架方式

作为避免上述问题的方式有将多个上部组合架连结起来，使之升降的方式。

图1是表示连结组合架方式的例子的侧视图。如图所示，上部组合架12₁的压下开始点侧是用固定销14可以转动地连结在架13上，再将上部组合架12₁及其下游的上部组合架12₂用连结销16可以转动地连结起来。标号18是具备下压下辊5′的下部组合架，1a是未凝固铸片，10是薄铸片。

利用压下用升降装置(压下缸或压下蜗杆起重器)15使利用连结销16连结起来的连结部下降，使用上下压下辊5、5′群对未凝固铸片1a进行压下。这时，以固定销14部为回转中心，使上部组合架12₁进行回转运动，借此，在与下部组合架18上所设置的下压下辊5′群之间设定压下通道线。通过该方法，可以大幅度削减压下用升降装置15的个数，控制也可以简化。

但是，该连结组合架方式，对于发生于各组合架间的压下阶梯差的消除是有效的，但是压下量增大时，由于是连结构造，有以下的问题。

在不进行压下的状态，即由铸型到连续铸造机终端，在铸片厚度为一定的通道线上，将上下的压下辊正对着进行配置的情况下，进行最终压下的上部组合架内的最后端部的上压下辊与最靠近的下游辊的间隔过分离开。

图2是说明该状况例的侧面方向纵剖面略图。如图所示，在压下前的通道线39上正对着配置的条件下，利用油压缸4和上部组合架12对未凝固铸片1a进行压下时，进行最终压下的上部组合架12₃内的最后端部的上压下辊5与最靠近的下游辊17的间隔L₁扩大成L₂。

相反，在压下时的通道线上，使上下的压下辊正对着进行配置的情况下，进行最终压下的上部组合架内的最后端部的上压下辊与最靠近的下游辊发生干扰。

图3是说明该状况例的侧面方向纵剖面略图。如图所示，在压下时的通道线40上正对着配置的条件下，进行最终压下的上部组合架12₃内的最后端部的上压下辊5与最靠近的下游辊17发生干扰，不能取得为了确保L₂所必要的间隔L₁。

欲要使上游侧的上部组合架下降，邻接的下游侧的上部组合架也必须同时下降。因此，该压下在最下游侧上部组合架12₃能开始压下时，薄凝固壳铸片通过最下游侧上部组合架12₃后端之前，不能开始，即，该压下在薄凝固壳铸片通过整个压下区间之前不能开始。从而，非定长部加长……材料利用率恶化。由于压下开始时在整个压下区间铸片柔软，各上部组合架12一下子下降到压下时的通道线，由于这样造成的钢液的排出，有从铸型上部漏钢的危险性。

在连续铸造装置上，从防止凸起的观点出发，由于压下辊的间隔并不那么离开，最上游侧组合架12₁的固定销14的位置多半比最上游侧的上部组合架12₁内的最初的上压下辊5还要配置在下游侧。在这种情况下由最上游侧的上部组合架12₁进行的压下过程中，上游侧的上压下辊5随着上部组合架12₁的回转运动比固定销14还要向上浮起(参看图2和图3的标号41)。

象这样，压下开始位置是固定的，并且各上部组合架12是连结在一起的，因此相对于某一压下量和压下模式，上下压下辊5、5′群的位置是预先决定的，在变更压下量和压下模式时，必须使整个铸造装置停机后再变更上下压下辊5、5′群的位置。再者，对于铸型变更引起的铸片厚度的变更来说，每次也必须变更上部组合架12与相对着的下部组合架18之间的距离。

(d)单独组合架方式

这是以单独组合架获得斜坡状压下通道线的方法(参看例如日本实用新型实开昭64-15467号公报、实开昭64-49350号公报)。

这些都是以提高铸片内部质量为目的而发展起来的技术，主要是在凝固末期进行0.5-2.0mm/m程度的轻度压下。因此，利用这种方法，在进行大的压下的情况下，有下述的各种问题。

在实开昭64-15647号公报的压下装置中，压下时的铸片通道线控制是通过控制各组合架具备的4个(在入侧、出侧各2个)压下缸的位置来实现，随着铸片温度和铸片凝固厚度的变化引起的压下反力的变动，通道线变动，制品厚度产生误差。再者，缸位置检测器的精度是制品厚度产生误差的主要原因。

上述压下缸上所附带的活塞杆连结部、枢轴部的间隙和磨损会带来压下辊的偏移，因此，对上述部位要求高的制作精度和耐磨性。

在实开昭64-49350号公报的压下装置中，上部组合架的回转中心必须是柱衬套上端球面座部和铸入方向导向件的球面轴瓦部的中心，在它们错位的情况下，上述的球面座部和轴瓦部就会发生异常的磨损，有使压下时的通道线失常的可能性。

在压下量大的情况下，在柱衬套～上部组合架间、压下夹紧缸连结部和缸支柱的上部组合架贯通部必须有大的间隙，因此设备大型化。

不论在正常铸入时还是压下时，由于螺纹衬垫规定通道线，在开始压下时必须首先使上述螺纹垫下降之后再变更缸压紧力，向压下通道线的移行需要时间。因此，压下到所要求的铸片厚度的移行期间的铸片长度加长，发生厚度不同的斜坡形状的铸片，材料利用率恶化。

如上所述，各方式的压下设备适合于凝固末期水平部的斜坡压下，但是不适合于在弯曲部对未凝固铸片施加大的压下所进行的铸片精压。

前述特开平3-174962号公报的方法未谈及在进行铸片的未凝固压下时能防止发生内部裂纹的方法。就是说，在利用辊子进行未凝固压下而连续地铸造薄铸片的情况下，使在抗拉强度出现温度(ZST)和延展性出现温度(ZDT)之间的积累变形的最大值在极限变形以下所用的具体的方法尚未查明。

为了提高生产性的效率，希望铸造速度高速(2.5～6m/min)化。在厚度70～150mm的薄铸片连续铸造机的情况下，当铸造速度加大时，辊间凸起增大，由辊子产生的凸起压下变形(以下称凸起变形)加在未凝固压下变形上，增加发生内部裂纹的危险性。

象这样，在加上未凝固压下变形的情况下，由于各种变形的总和的最大值增大，因而容易超过极限值，更加增大了发生内部裂纹的可能性。因此，在一面进行高速铸造一面进行未凝固压下地制造薄铸片时，除了减小未凝固压下变形以外，抑制凸起变形也是重要课题。

本发明的目的在于：在对钢的未凝固铸片施加利用辊子进行的压下而连续地铸造薄铸片时，对压下辊施加适当的压下量，或是再将压下辊配置在连续铸造装置内适当位置上，或是再使铸片的冷却条件适当，通过上述措施，提供连续铸造无内部裂纹的薄铸片的方法和对于压下条件等的变更也能灵活地对应而且低廉的装置。

本发明的目的通过下述(1)～(6)的薄铸片连续铸造方法或装置来实现。

(1)是对由铸型内拉拔出来的具有固液共存相的未凝固铸片一面由支承辊支承连续地拉拔一面用压下辊进行压下的连续铸造方法，该薄铸片的连续铸造方法的特征在于：利用配置于铸型的正下方到完全凝固的区间内的能进行每辊对单位的压下的多数对压下辊，在令每1对压下辊的由下述①所定义的压下量为P_k(k为压下辊对的编号)的情况下，为了抑制未凝固压下变形，使上游侧压下辊的压下量为下游侧压下辊的压下量以上，即：

P₁≥P₂≥P₃≥…≥P_k

但是，P₁＝P₂＝P₃＝…＝P_k的情况除外

以下，称此法为本发明的第1方法。

①压下量：从前级压下辊算起的压入量(mm)

(2)是对由铸型内拉拔出来的具有固液共存相的未凝固铸片一面利用支承辊进行支承连续地拉拔一面用压下辊进行压下的连续铸造方法，该薄铸片连续铸造方法的特征在于：利用配置于铸型的正下方到完全凝固的区间内并且具有多数对压下辊的可以进行每部件对单位的压下的多对压下部件，在令压下部件对号数为i、压下部件内的压下辊对号数为j(i)、压下部件内的每1对压下辊的由下述②所定义的压下量为P_i.j(i)的情况下，为了抑制未凝固压下变形，对同一压下部件内的压下辊对施加同一压下量，并且上游侧压下部件的每1对压下辊的压下量是在下游侧压下部件的压下量以上，再者，要使由下述式(1)所求得的各压下部件间的平均压下梯度的差(R_i-R_i+1)减小，则：

第1部件：P_1·1(1)＝P_1·2(1)＝…＝P_1·j-1(1)＝P_1·j(1)

第2部件：P_2·1(2)＝P_2·2(2)＝…＝P_2·j-1(2)＝P_2·j(2)

·   ·   ·     ·      ·

·   ·   ·     ·      ·

第i部件：P_i·1(i)＝P_i·2(i)＝…＝P_i·j-1(i)＝P_i·j(i)

并且

P_1·1(1)≥P_2·1(2)≥…≥P_i·1(i)

但是，P_1·1(1)＝P_2·1(2)＝…＝P_i·1(i)的情况除外

以下，称此法为本发明的第2方法。

②压下量：从同一压下部件内的前级压下辊对算起的

          压入量(mm) $R_i(\%)=(\underset{n=1}{\overset{j\left(i\right)}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{i\·n}/{\mathrm{La}}_i)\×100\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

式中，La_i是第i压下部件的部件长度(mm)

(3)按上述(1)或(2)中的任一种薄铸片的连续铸造方法，其特征在于：在对具有固液共存相的未凝固铸片进行辊子压下时，使用具有弯曲部的连续铸造装置，并且为了抑制弯曲变形或矫直变形，是在曲率半径为一定的圆弧内进行压下。以下，称此法为本发明的第3方法。

(4)按上述(1)、(2)或(3)中的任一种薄铸片的连续铸造方法，其特征在于：在薄铸片是热轧卷材用的情况下，为了进一步抑制凸起变形，使铸型出口处的铸片厚度为70～150mm，铸造速度为2.5～6m/min，铸片支承辊和压下辊的辊距为100～250mm，二次冷却比水量为1.5～4.5升/(kg·steel)。以下，称此法为本发明的第4方法。

(5)一种薄铸片的连续铸造装置，是具有弯曲部和在弯曲部处至少具有一个未凝固铸片的压下部件的连续铸造装置，该装置中，

压下部件具备：上压下辊升降用的上部组合架、设置于该上部组合架下部的多个上压下辊、使该上部组合架升降的升降装置、设置该升降装置上的门型上部固定架、固定于上部组合架上的上游侧导向轴和下游侧导向轴、固定于上部固定架上的上游侧导向轴上升挡铁和上游侧导向轴下降挡铁以及上游侧导向轴的铸入方向导向件、固定于上部固定架上的下游侧导向轴上升挡铁和下游侧导向轴回转下限挡铁；

上部组合架与门型上部固定架如下地进行连结：在上游侧导向轴沿着铸入方向导向件升降的同时，上游组合架能沿着连结弯曲部中心和上部组合架中心的法线(以下称为弯曲部法线)方向升降，并且上部组合架能在上游侧导向轴压在其下降挡铁上的状态下，以上游侧导向轴的中心为回转中心，在下游侧导向轴上升挡铁及其回转下限挡铁之间进行转动。

再者，在门型上部固定架的下部，设置具有多个下压下辊的下部组合架，

该装置是用于防止偏移变形的装置。以下，称此装置为本发明的第1装置。

该装置的特征在于具备压下部件，该压下部件具有导向件、导向轴和挡铁，以便在使上部组合架下降进行压下时，上部组合架能沿着后述图14所示弯曲部法线方向并且是铸片厚度方向进行直线前进运动，同时能在使上游侧导向轴抵接在上游侧导向轴下降挡铁上的状态下，以上游侧导向轴的中心为回转中心，使上部组合架下游侧进行回转运动，借此，在以压下前的铸片的通道线作为基准时，能使压下后的上压下辊的位置与正规的压下后的铸片的通道线的错位微小；在以压下后的铸片的通道线作为基准时，能使压下前的上压下辊的位置与正规的压下后的铸片的通道线的错位微小。

(6)一种薄铸片的连续铸造装置，该装置中，上述(5)的压下部件再具备上升、下降和回转下限各挡铁位置的可变装置和可变控制装置，是用于避免由于操作过程中的铸片厚度变更和压下量等的调整导致的操作的停止。以下，称此装置为本发明的第2装置。

该装置的特征在于：为了进行操作中的铸片厚度变更、压下量的调整和压下模式的变更，还具备能在操作中改变上部组合架的升降行程和回转角度的压下部件。

图1是表示已往的连结组合架压下方式的例子的侧视图；

图2是说明已往的连结组合架压下方式的辊子的“错位”状况例的侧面方向纵剖面略图；

图3是说明已往的连结组合架压下方式的辊子的“错位”的另一状况例的侧面方向纵剖面略图；

图4是表示为了应用本发明的第1或第3方法的具有多对压下辊的连续铸造装置的侧面方向纵剖面略图；

图5是不考虑变形的积累地表示在不进行铸片未凝固压下的以往的连续铸造装置内所发生的内部变形与从弯液面算起的距离的关系；

图6是表示铸片厚度为100mm情况下的相当于抗拉强度出现温度(ZST)〔固相率0.8〕和延展性出现温度(ZDT)〔固相率0.99〕的凝固壳厚度与从弯液面算起的距离的关系；

图7是表示在不进行铸片的压下的已往的连续铸造装置内发生的起因于内部变形的积累变形与从弯液面算起的距离的关系；

图8是表示包括未凝固压下变形的内部变形及其总积累变形与从弯液面算起的距离的关系；

图9是表示为了适用本发明第2或第3方法的具备能进行每部件单位的压下的多对压下部件的连续铸造装置的侧面方向纵剖面略图；

图10是表示薄铸片的凸起积累变形的最大值与二次冷却的比水量和辊距的关系；

图11是表示本发明的第1装置上所用1个压下部件构造的侧面方向的正面略图；

图12是表示具有弯曲部和在该弯曲部上至少具有一个压下部件的连续铸造装置的主要部分的侧面方向纵剖面略图；

图13是说明铸片的未凝固压下的侧面方向纵剖面略图；

图14是用于说明下述情况下的未凝固铸片的压下的侧面方向纵剖面略图，其情况是：使上部组合架的各导向轴位于上压下辊群的上方，并且分别配置于上游侧和下游侧，铸入方向导向件的方向是配置成与弯曲部法线方向平行；

图15是在本发明的第2装置上所用的压下部件中的1个的上游侧和下游侧正面的局部纵剖面略图；

图16是在本发明的第2装置上所用的压下部件侧面的局部纵剖面略图和表示控制装置构造的图；

图17是表示通过使用本发明的第1和第2装置能改善最终压下部件的最后端部的压下辊与紧接近的下游侧辊的位置关系的状况的图；

图18是表示在实施例中所用的碳素钢的化学成分与极限变形的图；

图19是表示实施例试验1的压下条件与内部裂纹发生状况的图；

图20是表示实施例试验1中的总积累变形与从弯液面算起的距离以及极限变形的关系；

图21是表示实施例试验2的压下条件与内部裂纹的发生状况；

图22是表示实施例试验2中的总积累变形与从弯液面算起的距离以及极限变形的关系；

图23是表示实施例试验3的压下条件与内部裂纹的发生状况；

图24是表示实施例试验3中的总积累变形与从弯液面算起的距离以及极限变形的关系；

图25是表示在实施例试验5中，将上压下辊配置成在压下时的铸片通道线上与下压下辊正对着的情况下的压下前铸片通道线的“错位”；

图26是表示可以利用本发明装置实施的连续铸造方法的例子。

下面，说明实施本发明的最佳实施例。

在连续铸造中铸片内部发生裂纹的原因，如上所述是在铸片凝固界面上发生的内部变形。这种内部变形的主要的发生原因可以列举出：由于熔融金属的静压在辊间发生的凸起，在铸片拉拔过程中利用辊子进行的弯曲和矫直，支承辊、弯曲辊和矫直辊的偏移，热应力以及未凝固压下。

图4是表示为了适用以抑制未凝固压下变形为目的的本发明的第1方法的具备多对压下辊的连续铸造装置的例子的侧面方向纵剖面略图。该例是被称作VB型的垂直弯曲型连续铸造装置，但是也可以是S型(弯曲型)或垂直型的连续铸造装置。

压下带9是由多对压下辊5₁～5₁₅构成，为了能进行以每辊对为单位的压下，每个辊对都具备油压缸4。关于该压下带9即压下辊5对群的设置位置，只要是在由铸型2的正下方到完全凝固的区间内没有特别的限定，但最好如图4所示，设置于弯曲带7和矫直带8之间。

钢液1在注入铸型2内之后，一面由于设置于二次冷却带9′内的二次冷却射流群(未予图示)等的冷却而逐渐凝固一面成为未凝固铸片1a，在支承辊3的支承下连续地受到拉拔。

使用图4所示的装置制造薄铸片10时，在利用油压缸4借助可以升降移动的压下辊5群对具有固液共存相的未凝固铸片1a只进行压下时，则除了上述的未凝固压下变形以外的内部变形的发生原因之外，还增加了铸片凝固界面上的未凝固压下变形的发生原因。其结果，在利用压下辊5群的压下所制造的薄铸片10上会发生内部裂纹。

但是，本发明人等利用有限单元法(以下称FEM)求在辊子压下时发生于薄铸片上的未凝固压下变形，仅就连续铸造装置内发生的未凝固压下变形，考虑抗拉强度出现温度(ZST)和延展性出现温度(ZDT)之间的变形的积累，得出能防止薄铸片发生内部裂纹的新见解。

首先，具体地说明成为本发明基础的新见解。

图5是表示不考虑变形的积累的在不进行铸片未凝固压下的已往的连续铸造装置内所发生的内部变形与以弯液面算起的距离的关系。在图5中，A是在铸造中发生的凸起变形、B是弯曲变形、C是矫直变形，是分别利用FEM求得的值。关于图5所示的内部变形的发生状况，如果除了连续铸造装置的弯曲和矫直的部位以及数量以外，作为连续铸造装置内所发生的铸片内部变形来说是一般的情形。

可是，如上述日本专利特开昭3-174962号公报中所示那样，铸片的内部变形是在考虑到变形的经历过程后所得到的积累变形的最大值超过其钢种的极限变形时发生；其变形的经历(积累)区间，在铸片凝固过程中是抗拉强度出现温度(ZST)〔相当于固相率0.8〕和延展性出现温度(ZDT)〔相当于固相率0.99〕之间的温度范围。该极限变形，在C含有量为0.2～0.3mass％时为0.9％程度。

图6是表示铸片厚度为100mm情况下的相当于抗拉强度出现温度(ZST)〔固相率0.8〕和延展性出现温度(ZDT)〔固相率0.99〕的凝固壳厚度与由弯液面算起的距离的关系的例子。在图6中，曲线D是表示固相率f_s为0.8的凝固壳厚度的曲线；曲线E是表示铸片的固相率f_s为0.99的凝固壳厚度的曲线。这时的机长为13m。

在图6所示的凝固状态的情况下，在铸片内部变形积累的区间(以下称为变形积累区间)是上述两个凝固壳厚度曲线间的距离。如图所示，在从装置内的铸片的弯液面算起的某一距离，例如到F₁、F₂的变形积累区间是以G₁、G₂表示的范围。

首先，着眼于变形积累区间G时，可知除铸片的凝固末期以外，随着由离开弯液面的距离F短的上游侧行进到下游侧，变形积累区间G变长。

图7是表示起因于内部变形的积累变形与从弯液面算起的距离的关系。该积累变形是在不进行铸片的未凝固压下的已往的铸造装置内发生的图5所示的内部变形所积累起来的。在图7中，A_a是凸起积累变形，B_a是弯曲积累变形，C_a是矫直积累变形。所谓积累变形，是指在这样的变形积累区间G之间所发生的各内部变形的总和(积分)。

当着眼于图5中大致均匀发生的凸起变形A时，在考虑变形积累的情况下，由于变形积累区间G随着向下游侧进展而变长，因此凸起变形A的积累次数增加。于是，可以确认，凸起的积累变形A_a是随着向下游侧进展而逐渐变大。

在图6和图7所示的发生内部变形积累的凝固进行过程中，再考虑施加未凝固压下的情形时，铸片所受到的未凝固压下变形的积累次数，越是行进到下游侧愈多。

下面，根据图8说明对具有固液共存相的未凝固铸片进行辊子压下时在铸片内部发生的内部变形和总积累变形。

图8是表示包括未凝固压下变形的内部变形及其总积累变形与由弯液面算起的距离的关系。该内部变形是对具有固液共存相的未凝固铸片进行辊子压下时，铸片内部在连续铸造装置内发生的变形。在图8中，H是表示将按一定比例增加的压下量施加于图4所示的15对压下辊5群(5₁～5₁₅)上的情况下的未凝固压下变形，与其他的凸起变形A、弯曲变形B和矫直变形C同样，可利用FEM算出。

在图4所示的装置的情况下，分析未凝固片1_a的凝固壳的弯曲动向时，在第1级压下辊5₁的最接近的上游弯曲带7的支承辊3和最终级的压下辊5₁₅处，与其他压下辊5₁～5₁₄比较，凝固壳16的弯曲较大。

就是说，在第1级压下辊5₁的最接近的上游弯曲带7的支承辊3处，如图8所示，在铸片凝固界面上发生压缩变形，不发生大的未凝固压下变形，但是在最终级的压下辊5₁₅处发生相当大的未凝固压下变形。另外，除此以外，在其他的压下辊5₁～5₁₄处发生大致均匀的未凝固压下变形。并且，针对此等内部变形考虑上述的变形积累区间G时，则成为图8所示的总积累变形分布。

下面，说明本发明的第1方法。

将上述的图6所示的变形积累区间G的长度以及图8所示的未凝固压下变形的发生状况和总积累变形分布状况综合起来加以考虑时，使用配置于由铸型正下方到完全凝固的区间内的能进行每1对辊单位压下的多对压下辊5₁～5_k(参看图4)，在令每1对压下辊的以下述①所定义的压下量为P_k(k为压下辊的编号)的情况下，对于变形积累区间G短的连续铸造装置最上游的压下辊5₁给予大的压下量P₁，随着变形积累区间G的长度的增加，使压下辊5_k的压下量P_k逐渐减小，即

P₁≥P₂≥P₃≥…≥P_k

式中，压下量P_k的全部都相等的情况下除外。

①压下量：从前级压下辊算起的压入量(mm)

通过进行上述的未凝固压下，通过未凝固压下来调节新增加的未凝固压下积累变形的发生，使之符合未凝固压下实施前的积累变形分布状况，并且能将积累变形的最大值抑制在极限变形以下，能防止发生内部裂纹。

这时，就各级压下辊5₁～5_k的压下量而言，在使压下梯度为R_k〔＝(P_k/Lb_k)×100(％)〕的情况下，不同钢种的变形积累区间G的长度和极限变形也不同，如果减小邻接的压下辊的压下梯度差，能取得良好的防止内部裂纹的结果。在碳素钢的情况下，理想的压下梯度差是5％以下。再者，P_k是第K号压下辊对的压下量(mm)，Lb_k是第k号压下辊的辊距(mm)。

下面，说明本发明的第2方法。

图9是表示为了适用本发明的第2方法的具有能进行每单位部件压下的多对压下部件的连续铸造装置的侧面方向纵剖面略图。该装置被称作VB型垂直弯曲型，但也可以是S型或垂直型的连续铸造装置。在图9的情况下，压下带9，即3对压下部件6a、6b、6c是配置在弯曲带7和矫直带8之间，采取这样的配置较好。但是，压下带9的配置并无特别限定，只要在铸型2的正下方到实施压下后最终凝固位置也位于最终压下辊下游侧的区间内即可。

在图9的情况下，压下部件6a、6b、6c都是由各5对压下辊5₁～5₅、5₆～5₁₀、5₁₁～5₁₅构成，为了能进行每单位部件对的压下，各具备2个油压缸4。

在图9所示的具有采取部件构造的压下辊的连续铸造装置上，也是利用油压缸4使各压下部件6a、6b、6c进行升降移动，对未凝固铸片1a进行辊子压下，借此，能进行薄铸片10的制造。

这样的压下单位部件对的压下，与本发明的第1方法的每单位辊对的压下相比较，使压下实施前后的铸片的通道线两方都正确地吻合是困难的。但是，通过决定压下辊的布局，并且使用适当的压下装置或机构(参看后述的本发明的第1和第2装置)，以使压下实施后的通道线适当，能使压下实施前的通道线的“错位”成为极少量。但是，由于压下部件6a～6c内的压下辊5₁～5₁₅的对数少等原因，即使对压下辊5₁～5₁₅的每对辊都给以适当的压下量，也难以正确地设定压下实施前后的通道线的情况下，可应用本发明的第1方法。

在本发明的第2方法中，就压下量来说，根据前述图6和图8所示变形积累区间G的长度和未凝固压下变形的发生状况以及总积累变形分布状况的关系，对最上游侧的第1压下部件6a给以大的压下量，随着向下游侧的第2和第3压下部件6b、6c行进，减小压下量，这也是为了避免积累变形增加的有效的未凝固压下方法。

在此，仅就邻接的压下部件6a与6b之间或6b与6c之间的未凝固铸片1a的凝固壳1b的弯曲动向进行观察时，凝固壳1b是按照各压下部件6a～6c间的平均压下梯度差进行弯曲。其结果，在上游侧的压下部件内的最终压下辊正下方的凝固界面上，发生未凝固压下变形。

因此，在本发明的第2方法中实施下述的压下。

在令压下部件对数为i、压下部件内的压下辊对数为j(i)、压下部件内的每一对压下辊的由下述②所定义的压下量为P_i.j(i)的情况下，各压下部件的压下量为：

第1部件：P_1.1(1)＝P_1.2(1)＝…＝P_1.j-1(1)＝P_1.j(1)

第2部件：P_2.1(2)＝…＝P_2.2(2)＝P_2.j-1(2)＝P_2.j(2)

·  ·  ·  ·    ·

·  ·  ·  ·    ·

第i部件：P_i.1(1)＝P_i.2(i)＝…＝P_i.j-1(i)＝P_i.j(i)

并且

P_1.1(1)≥P_2.1(2)≥…≥P_i.1(i)

式中，压下量P_i.j(i)的全部都相等的情况下除外。

②压下量：在同一压下部件内从前级压下辊对算起的压入量(mm)

并且，将各压下部件的平均压下梯度R_i如下述式(1)那样下定义时，为了抑制由于各压下部件间的平均压下梯度的差(R_i-R_i+1)而发生的未凝固压下变形，若使邻接的压下部件间的平均压下梯度的差(R_i-R_i+1)小时，则即使在用单位压下部件对未凝固铸片进行压下的连续铸造装置上，也能按照未凝固压下实施前的积累变形分布状况调整新增加的未凝固压下积累变形的发生，同时能将总积累变形的最大值抑制在极限变形以下，能防止发生内部裂纹。在碳素钢的情况下，理想的平均压下梯度差是5％以下。 $R_i(\%)=(\underset{n=1}{\overset{j\left(i\right)}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{i\·n}/{\mathrm{La}}_i)\×100\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

式中La_i是第i压下部件的部件长度(mm)

如上所述，本发明的第1和第2方法都是通过控制由未凝固压下所加的变形的积累，来防止薄铸片的内部裂纹。

下面，说明本发明的第3方法。

本方法是使用具有弯曲部的连续铸造装置，在按照本发明的第1方法或第2方法对具有固液共存相的未凝固铸片进行辊子压下时，通过在曲率半径为一定的圆弧内进行压下，来抑制矫直变形或/和弯曲变形引起的总积累变形的增加，同样地防止薄铸片的内部裂纹。

在具有弯曲部的连续铸造装置(S型、VB型)上，从实施辊子压下之前，对S型来说，是发生矫直变形；对VB型来说，是发生弯曲变形和矫直变形。对于图4所示的VB型来说，在考虑变形的积累的情况下，则如图7所示，在弯曲带7和矫直带8上发生大的弯曲积累变形Ba和矫直积累变形Ca。

为了使用具有弯曲部的连续铸造装置对未凝固铸片1a进行压下，在由铸型2的正下方到完全凝固的区间内或者也包括弯曲带7和矫直带8的区域内自由地选定压下带9的位置时，由于是在从最初发生弯曲变形和矫直变形的未凝固铸片1a的凝固界面上再加上未凝固压下变形，所以在薄铸片10内发生内部裂纹。另外，为了防止内部裂纹的发生，必须减小总压下量。

为了避免这一点，压下带9，即压下辊5群的配置应不管是每辊对的压下或是每压下部件对的压下，都有必要能将连续铸造装置内的压下辊5对群配置在曲率半径为一定的圆弧内而成为图4和图9所示的一定圆弧范围11。就是说，该一定圆弧范围11是压下辊5对群的辊配置状态为一定曲率半径的圆弧部位，上述压下辊5对群配置在弯曲带7下游侧矫直带8的上游侧。

通过上述的压下辊5对群的配置，在弯曲带7和矫直带8处发生的积累变形的最大值附近避免再加算未凝固压下变形，使辊子压下量的调整变得容易。如图8所示，这是由于能避免加算未凝固压下变形H的部位和加算弯曲变形B与矫直变形C的部位重叠，因此在弯曲带7和矫直带8处发生的积累变形的最大值附近没有再加算未凝固压下变形H，能抑制总积累变形的增加。

于是，本发明的第3方法容易抑制积累变形的增加，有效地防止内部变形。

下面，说明本发明的第4方法。

该方法是在一面高速铸造铸片一面进行未凝固压下，以制成薄铸片时，抑制凸起变形进一步加在未凝固压下变形上而使其在极限变形以下，以防止内部裂纹的发生。

因此，使用本发明的第1～第3方法中的任一方法，将薄铸片的用途限定在热轧卷材，本发明的第4方法的铸造条件：在铸型出口处的铸片厚度为70～150mm，铸造速度为2.5～6m/min，铸片支承辊和压下辊的辊距为100～250mm，二次冷却的比水量为1.5～4.5升/(kg·steel)。

上述铸片厚度的范围70～150mm是对于热轧卷材的制造作为最佳的参数所作的限定。铸造速度的下限2.5m/min是在利用连续铸造法制造上述厚度的薄铸片时为了确保生产性的下限值，另一方面，上限6m/min是能确保薄铸片表面质量的上限值。

对于0.2mass％C的碳素钢来说，如后述的实施例所示，发生内部裂纹的极限变形是0.9％。为了防止内部裂纹，重要的是要预先明确每一钢种发生这种内部裂纹的极限变形，对于热轧卷材用的钢种来说，C的含有量最高可以考虑为0.3mass％。在C含有量为0.3mass％的情况下的发生内部裂纹的极限变形，根据本发明人等的调查结果查明，与0.2mass％的情形没有差别，大致为0.9％。

对于在未凝固压下过程中发生的积累变形来说，利用前述的本发明的第1～第3方法是可能减低的，但是使它成为0是不可能的，不得不容许0.2％左右的变形的积累。因此，以热轧卷材用钢种的裂纹敏感性最高的0.3mass％c的碳素钢作为对象时，极限变形为0.9％，因此为了防止发生内部变形，必须将未凝固压下变形以外的变形至少抑制在不足0.7％。

对于c的含有量比0.3mass％还要低的其他钢种来说，极限变形成为最大，因此使未凝固压下变形以外的变形小于0.7％时，就没有内部裂纹的问题。

作为未凝固压下变形以外的变形，如前述那样，有弯曲变形、矫直变形和凸起变形，这些变形也要不可避免地发生。但是，就弯曲变形和矫直变形来说，如本发明的第3方法所表明的那样，将它们的发生位置限定在弯曲带和矫直带内，在其影响涉及不到的部位实施未凝固压下，借此能降低总积累变形。

但是，凸起变形是在所有的辊子处都发生，并且随着铸造速度的增加而变大，由于每个辊子处的发生变形变大，其积累变形也必然相当增大。因此，欲要防止内部裂纹，作为未凝固压下变形以外的变形，必须将凸起变形抑制在不足0.7％。作为影响凸起变形的因素，除铸造速度之外，可以控制的是铸片支承辊和压下辊的辊距以及二次冷却的比水量。

如后述的实施例所表明的那样，该辊距不一定在每辊间都是一定数值，根据设备的情况，数值各自稍有不同的情形较多。但是，一般说来在某一区间内大致成为一定数值，在辊间其值没有急剧地大变化。另外，通常在连续铸造机的上游侧的压下带上较小，在下游侧的压下带上较大的情形较多。因此，这里所说的辊距是指支承辊部和压下带处的平均的代表值。

不仅是未凝固压下辊，而且使支承辊的辊距成为问题的原因，是由于在变形积累范围大的情况下，在未凝固压下带上还残存有在比未凝固压下带还要上游侧处发生的凸起变形，并且，在比未凝固压下带还要下游侧处还残存有未凝固压下变形的积累，同那一部分的凸起变形的总积累变形往往变大。

在辊距超过250mm，二次冷却的比水量不足1.5升/(kg·steel)时，每1对辊的凸起变形增大，总积累变形也增大。

根据图10说明上述现象。图10是表示厚度为70～150mm的薄铸片的由凸起变形引起的积累变形(凸起积累变形)的最大值与二次冷却的比水量和辊距的关系。铸造速度：在图10(a)的情况下为2.5m/min，在图10(b)的情况下为4m/min，图10(c)的情况下为6m/min。此等凸起变形是通过考虑了薄铸片的蠕变变形之后的凸起变形解析，作为积累变形而求得的。

如图10所示，对于6m/min的铸造速度来说，在辊距超过250mm，二次冷却的比水量不足1.5升/(kg·steel)时，凸起积累变形显著增大，达到极限变形(0.7％)以上。当铸造速度为4m/min以下时，辊距的临界值大于250mm，比水量的临界值小于1.5升/(kg·steel)。

如上所述，对于铸片厚度为70～150mm，铸造速度为2.5～6m/min的高速来说，如果使铸片支承辊和压下辊的辊距在250mm以下，二次冷却的比水量在1.5/(kg·steel)以上时，就能使凸起积累变形的最大值不足0.7％(前述的容许值)。

辊距的下限受限于辊径的大小，在高速铸造的情况下热负荷大，不能太小。辊径的现实的最小径为100mm，因此辊距的下限也可以考虑为100mm。另一方面，对于二次冷却来说，加大比水量进行强冷却时，铸片温度显著降低，因而矫直反力增大，会发生铸片不能拉拔的情形。为了防止这一点，二次冷却的比水量的上限为4.5升/(kg·steel)。

下面，说明本发明的第一装置。

一般，在连续铸造装置上的弯曲部的半径约为3～15m左右，在利用设置于该弯曲部处的上部组合框架的升降对未凝固铸片实施大的压下的情况下，压下时铸片上部的通道线的弯曲半径由压下前的铸造时的通道线的弯曲半径发生变化。

本发明者着眼于铸片厚度(和压下量)与弯曲部半径相比显著地小，因而这弯曲半径的变化率是极其小的这一事实，如果能使这两者(压下前后)的铸片的通道线重合，则可以认为不管是否实施压下，都能大略地决定上部组合框架的辊子位置。

其具体的措施是，与压下前后的弯曲部半径的中心的移动相对应地使上部组合框架进行回转运动加直线运动而近似的重合的方法。利用这种方法能减小偏移变形。

根据图11和图12说明本发明第一装置的构造。

图11是表示在本发明的第1装置上所用的1个压下部件的侧面方向略图。图12是表示具有弯曲部和在该弯曲部上至少具有一个压下部件的连续铸造装置的主要部的侧面方向纵剖面略图。

如图11和图12所示，1个压下部件至少具备：用于使上压下辊5群升降的上部组合架12；在该上部组合架12的下部所设置的上压下辊5群；固定设置于该架12上的上游侧导向轴19和下游侧导向轴20；使该架12升降的升降装置，例如油压缸4；用于设置油压缸4的门型上部固定架25；固定设置于该架25上的用于决定各导向轴19、20的停止位置的下降挡铁21、上升挡铁22和回转下限挡铁23以及为了引导上游侧导向轴19的升降移动的铸入方向导向件26。

还具备用于支承下压下辊5′群的下部组合架18。该下部组合架18也与上述门型上部固定架25的下部连结。

油压缸4是在上部组合架12的上游侧和下游侧各设置2个，共计4个，或是在上游侧和下游侧的中间部各设置1个，共计2个。

铸入方向导向件26的方向是设置成为与连结后述的图14所示的弯曲部中心O和上部组合架的中心的法线(弯曲部法线)42平行，铸入方向导向件26是用于使上游侧导向轴19和下游侧导向轴20沿着上述的弯曲部法线方向进行直线滑动，即用于使其进行升降。因此，在上游侧导向轴19借助油压缸4沿着铸入方向导向件26进行升降的同时，上部组合架12沿着弯曲部法线方向进行升降。

再者，油压缸4的活塞杆28与上部组合架12是以销29进行连结，以便能进行转动。油压缸4也同样，是通过固定件30与门型的上部固定架25以销29进行连结。

标号27是在使上部组合架12下降因而使上游侧导向轴19触压在下降挡铁21上以便对未凝固铸片1a实施压下时的位置上的上部组合架12的回转中心。该回转由于回转下限挡铁23而停止。

如图11所示，最上游侧的压下辊5、5′在浇注方向的位置要比上部组合架12的上游侧导向轴19还要设置在上游侧，以便必定要比上游侧导向轴19的回转中心27还要位于上游侧。这样的设置能避免前述的图2和图3所示的浮起41。

在具备多个压下部件的情况下，各上部组合架12不进行连结(参看图9的压下部件6a、6b和6c)。

利用图11和图12的压下部件，如下述那样进行压下。首先，在由浇注开始到压下开始期间内，使上部组合架12上升，以便使压下辊5、5′对群与压下前的通道线39相吻合。其规定位置可通过调整上游侧导向轴19和下游侧导向轴20与各自的上升挡铁22接触的位置来确定。

压下开始后，使上部组合架12下降，以便使上压下辊5群与压下时的通道线40相吻合。这时，上游侧导向轴19与下降挡铁21接触，在那一位置以回转中心27为中心使上部组合架12的下游侧导向轴20回转到与回转下限挡铁23触碰的位置，以进行压下。

上压下辊5群是预先配置成，在与压下前的通道线39或压下后的通道线40相吻合时与下压下辊5′群正对着。

在压下时，通过将比考虑到变动数值的压下反力+凸起力还要大的力作用于油压缸4上，维持规定的压下通道线，保持制品厚度成为一定。

就是说，使具有多个上压下辊5群的上部组合架12利用油压缸4下降，同时能使上游侧导向轴19和下游侧导向轴20下降，以便借助下降挡铁21和回转下限挡铁23，上部组合架12下降时的动作不仅是向上述法线方向直线前进，而且能进行回转，借此使上压下辊5群与压下时的铸片通道线相吻合。另一方面，在上部组合架12上升时，利用固定于上部固定架25上的上升挡铁22限定上述各导向轴19、20的位置，能使上压下辊5群与铸造时的压下前的铸片通道线相吻合地上升。

利用这样的方法，能与铸造开始～压下时的铸片厚度的变化相对应。就是说，利用各导向轴19、20和各挡铁21、22、23规定压下时的通道线40，因此，即使过度地施加压下力，也不会有过大的力作用于未凝固铸片1a和压下辊5、5′群上，并且压下力的控制也不需要。压下时的通道线只是通过施加比压下反力+凸起力还要大的压下力来决定，即使铸片温度和铸片凝固厚度变化，压下反力变动，也能维持压下通道线。

根据图13说明将压下前即铸造时的铸片通道线重合在压下时的铸片通道线上的情况下的通道线的“错位”。然后根据图14说明如前述那样使上部组合架除了能直线前进之外，还必须具备能进行回转运动的机构的理由。

图13是说明铸片的未凝固压下的侧面方向的纵剖面示意图。在图13的情况下，是由连续铸造装置的弯曲部的圆(半径R)的中心O来看整个压下区间，令角度为θ，压下量为Δt，压下速度为一定的例子。

概略地决定通过未凝固铸片1a的压下时的通道线的3点(始点P_a、中点P_b、终点P_c)的圆。在此，令该圆的半径为R″，中心为O″，使半径R′的圆弧通过该圆的2点P_a和P_c(＝R_a；压下前的铸片通道线)，则其圆的中心O′位于P_a和P_c的中点M与O″连结直线上。因此，可以说通过点P_a和P_c的两个圆弧的中点的距离就是通道线的“错位”的最大值δ。

再者，图13所示的通道线的重合，等于是使点O以Pa为中心向点M和O″的连结直线上回转移动。

在实际的机床上，如图13所示，如若使弯曲部中心O以点P_a为中心向通过点P_a和P_c的半径为R的圆的中心O′回转移动时，由于点P_a是压下辊5与未凝固铸片1a的切点，必须使上压下辊5群的最上游辊自身成为回转移动的中心地进行引导。但是，由于上升和下降挡铁22、21和铸入方向导向件26的配置有困难，实际上不能实现。就是说，在实际的机床上，不得不将各导向轴19、20设置在离开上压下辊5群的位置上。

如若使点O移动到点O′，作为该回转中心的上游侧导向轴19自身应成为沿着弯曲部法线方向进行直线移动的机构，必须调整图13所示的“错位”的最大值δ。因此，是沿着弯曲部法线方向将直线移动给予上游侧导向轴19自身，以使点O向点O′的移动成为可能。

根据图14从几何学上来说明上述的弯曲部中心进行移动的情形。

图14是用于说明下述情况下的未凝固铸片的压下的侧面方向的纵剖面示意图，其情况是：使上部组合架12的各导向轴19、20位于上压下辊5群的上方，并且分别配置在上游侧和下游侧，铸入方向导向件26的方向是配置成与弯曲部法线42的方向平行。

今以各导向轴19、20的上升位置，即压下前的位置作为基准，使弯曲部中心O移动到O′，求上部组合架12的直线前进移动量和回转角度。以上游侧导向轴19为中心使弯曲部中心O回转，令回转到与通过O′并平行于上部组合架12的中心线的直线交叉的回转角度为θ_s，此交叉点到O′的距离为d。该距离d和回转角度θ_s就是上部组合架12沿着弯曲部法线42的方向的直线前进量和回转角度。

这两个量是由上游侧导向轴19的下降挡铁21的位置和下游侧导向轴20的回转下限挡铁23的位置来决定。

下面，根据图15和图16说明本发明的第2装置。

该装置具有下述的压下部件：可以利用蜗杆起重器等机械装置和电气控制装置改变上述的下降挡铁21和回转下限挡铁23的位置，借此，即使在操作中，也能不使铸造装置停机地与压下量的调整和压下模式的变更相对应地进行上部组合架12的沿着弯曲部法线方向的直线前进量和回转角度的调整。再者，各上升挡铁22的位置也同样可以进行改变，因此，该装置具有不使铸造装置停机也能与铸型的更换引起的制造铸片的厚度变更相对应的压下部件。

图15是上述压下部件中的1个的上游侧和下游侧正面的一部纵剖视略图。图15(a)是上游侧，图15(b)是下游侧。

在图15(a)所示的上游侧，1个压下部件至少具备：用于使上压下辊5群升降的上部组合架12；设置于该上部组合架12下部的上压下辊5群；固定设置于该架12上的上游侧导向轴19；使该架12升降的升降装置，例如油压缸4；用于设置油压缸4的门型上部固定架25；用于决定导向轴19的停止位置的下降挡铁21、上升挡铁22和用于引导导向轴19的升降移动的铸入方向导向件26。如此，基本的构成和配置与图11的情形相同。

在图15的情况下，上游侧导向轴19、下降挡铁21、上升挡铁22和铸入方向导向件26不与门型上部固定架25直接连结。为了变更未凝固铸片1a的厚度或变更压下量而设置蜗杆起重器24-1、24-3和蜗杆31，借此，可以调整和决定上升挡铁22、下降挡铁21和铸入方向导向件26的上下方向的位置移动。

在图15(b)所示的下游侧，具有下游侧导向轴20、上升挡铁22和回转下限挡铁23，但是不具备铸入方向导向件26。与上游侧同样，为了变更未凝固铸片1a的厚度或变更压下量而设置蜗杆起重器24-2、24-4和蜗杆31，借此，可以调整和决定上升挡铁22和回转下限挡铁23的上下方向的位置移动。

上下游侧都是将油压缸4和固定件30设置成，油压缸4能沿着铸造方向转动。与图11所示的机构相同，标号28是活塞杆，29是销。

再者，具备用于支承下压下辊5′群的下部组合架18。该下部组合架18是与门型的上部固定架25的下部进行连结而得以支承。在图15的情况下是使用螺栓37以及防止上部固定架25与下部组合架18发生错位的导向件38进行连接，但是也可以不使用这些零件而作成一体的构造。

图16是上述压下部件的侧面的局部纵剖视略图和表示控制装置的构成的图。如图所示，铸片厚度变更用蜗杆起重器24-1、24-2是由1根蜗杆31和使蜗杆31回转的1台带转数检测器的油压伺服马达36-1进行驱动。压下量变更用蜗杆起重器24-3、24-4是各自单独由带转数检测器的油压伺服马达36-2、36-3进行驱动。

压下的电气控制装置的构成包括：铸片厚度和压下量设定盘32，按照马达转数运算铸片厚度和压下量的运算器33，油压伺服马达驱动控制盘34，油压伺服马达驱动装置35，驱动铸片厚度变更用蜗杆起重器24-1、24-2的带转数检测器的油压伺服马达36-1和驱动压下量变更用蜗杆起重器24-3、24-4的带转数检测器的油压伺服马达36-2、36-3。

上述油压伺服马达都具备减速机。油压伺服马达驱动装置35是伺服油压装置，也使用于油压缸4的驱动。

在压下量变更的情况下，油压伺服马达36-2、36-3的回转如下进行。用设定盘32进行压下量的变更选择，输入规定的压下量，该输入由运算器33运算成相当于压下量的马达转数，作为输出指令向油压伺服马达驱动控制盘34发送信号，由马达驱动控制盘34使油压伺服马达驱动装置35动作。

各油压伺服马达36-2、36-3的转速由减速机进行减速，使压下量变更用蜗杆起重器24-3、24-4上升或下降。然后，上述马达的回转在成为变更后的规定的压下量的位置上停止。这时各马达的回转由与各自的马达直连的转数检测器进行反馈同指令值进行比较，以判断是否正确，并且对规定的压下量输入值与压下量(蜗杆起重器的实际执行值)之差进行修正。

在铸片厚度变更的情况下，利用设定盘32进行厚度变更选择，输入规定的厚度。这种情况下的厚度变更控制方法与上述压下量变更的情形相同，驱动对象只是铸片厚度变更用蜗杆起重器24-1、24-2和带转数检测器的油压伺服马达36-1。

在上述的某一种变更上，都是为使各马达的负荷与马达的容量小，将移动量检测传感器安装在油压缸4内，以各蜗杆起重器的上升或下降速度使上部组合架上升或下降，这是经济的。

使用具备这样的压下部件的装置，通过在操作中进行压下量的变更，厚度不同的铸片的连续铸造也能实现。

图17是表示通过使用本发明的第1和第2装置能改善在图2和图3中作为已往的压下部件的问题而示出的最终压下部件的最后端部的压下辊与紧接近的下游侧辊的位置关系的状况的图。通过这样的使通道线一致的方法能减轻压下时加在未凝固铸片上的偏移变形。

根据由试验1到试验5的实施例说明本发明方法或装置的效果。

(试验1)

以图18所示的化学成分的碳素钢(中间罐内钢液过热度30℃)为对象，使用图4所示构造的弯曲型连续铸造装置，按下述条件进行了薄铸片的铸造。

铸型尺寸：宽度1000mm×厚度100mm

支承辊：直径110～190mm，辊距150～300mm

压下带的配置位置：从铸型内钢液弯液面算起2800～6000mm之间

压下辊对数：15

压下辊的辊距：185～227mm

二次冷却射流比水量：4升/(kg·steel)

图19表示压下条件

在所有情况下，将厚度100mm的铸片压成厚度为70mm，总压下量为30mm(总压下率为30％)。

在所有情况下，铸造速度为4.0m/min，以便在实施压下之后，最终凝固位置比最终压下辊还要位于下游侧。

如图19所示，在与本发明的第1方法对应的本发明例1中，考虑变形积累区间的长度，对最上游侧的压下辊No.1给予大的压下量，朝向下游侧依次减小压下量。在与本发明的第1方法对应的本发明例2中，在邻接的压下辊(压下辊No.6和No.7)上给予相同的压下量。另一方面，在比较例1中，不考虑变形积累区间的长度，对各压下辊给予一定的压下量。在比较例2中，与本发明例1相反，对最上游侧的压下辊No.1给予小的压下量，朝向下游侧依次增加压下量。在图20中示出上述试验结果。

图20是表示总积累变形与由弯液面算起的距离以及极限变形的关系。剖面线部是除未凝固压下变形以外的图7所示的内部变形的积累变形。如图20所示，在本发明例1和2中所发生的未凝固压下积累变形，在积累影响的区间内是均等的，并且总体上较低。另一方面，在比较例1中可知，由于发生最大未凝固压下变形的场所的变形积累区间较长，积累较多的变形，发生了超过极限变形的大的总积累变形。就比较例2来说也由于与比较例1相同的理由，发生了超过极限变形的大的总积累变形。

对铸造后的铸片剖面进行了硫磺检验的结果，在本发明例1和2的薄铸片上未发现内部裂纹的发生，但是在比较例1和2中确认到内部裂纹的发生。在图19中一起示出评价。◎标记表示未发生内部裂纹，×标记表示发生内部裂纹。

再者，考查邻接的压下辊间的压下梯度差与钢的含碳量的关系的结果，得知欲要防止薄铸片发生内部裂纹，对于具有图18所示的化学成分和极限变形的碳钢来说，应使上述压下梯度差在2％以内；对于极限变形更高的低碳钢和极低碳钢来说，应使其在5％以内。

(试验2)

以图18所示的化学成分的碳素钢(中间罐内钢液过热度30℃)为对象，利用图9所示构造的弯曲型连续铸造装置，按下述条件进行了薄铸片的铸造。

铸型尺寸：宽度1000mm×厚度100mm

支承辊：直径110～190mm，辊距150～300mm

压下带的配置位置：由铸型内钢液的弯液面算起2800～6000mm之间

压下部件对数：3

油压缸数：每一压下部件为4个(上游侧2个，下游侧2个)

压下部件内的压下辊对数：5

压下辊的辊距：185～227mm

二次冷却射流的比水量：4升/(kg·steel)

薄铸片厚度、总压下量(总压下率)和铸造速度：与试验1相同。

图21表示压下条件

如图21所示，在与本发明的第2方法相对应的本发明例3中，越是上游侧的压下部件越是给予大的压下量，并且使压下部件间或最终压下部件与其下游的矫直带之间的压下梯度差小。在本发明例4中，对邻接的第2和第3压下部件的压下辊给予了相同的压下量。在本发明例5中，只对第1压下部件与第2压下部件之间的平均压下梯度给予差值，并且，使它们之间的平均压下梯度差大。另一方面，在比较例3中，对各压下部件的压下辊给予一定的压下量。图22表示上述试验结果。

图22是表示总积累变形和由弯液面算起的距离以及极限变形的关系。剖面线部是表示除未凝固压下变形以外的图7所示的内部变形的积累变形。如图所示，在本发明例3和4中所发生的未凝固压下积累变形，在积累所影响的区间内是均等的，并且总体上较小。在本发明例5中，由于大的平均压下梯度差，铸片成为弯曲状态，能看到所发生的未凝固压下变形的影响，总积累变形的最大值超过极限变形一些。另一方面，在比较例3中，由于发生最大未凝固变形的场所的变形积累区间较长，积累了较多的变形，发生了超过极限变形的大的积累变形。

对铸造后的铸片的剖面进行了硫磺检验的结果，在本发明例3和4的薄铸片上未看到内部裂纹的发生。

在本发明例5中发现了轻微的内部裂纹。另一方面，在比较例3中确认到内部裂纹的发生。在图21中一起表示出评价。◎标记表示未发生内部裂纹，△标记表示发生轻微的内部裂纹，×标记表示发生内部裂纹。

再者，考查了邻接的压下部件间的平均压下梯度差与钢的含碳量的关系的结果，得知欲要防止薄钢片发生内部裂纹，对于具有图18所示的化学成分和极限变形的碳钢来说，应使上述平均压下梯度差在2％以内；对于极限变形量更高的低碳钢和极低碳钢来说，应使其在5％以内。

(试验3)

以图18所示的化学成分的碳素钢(中间罐内钢液过热度30℃)为对象，使用图4所示构造的弯曲型连续铸造装置，再者，压下辊的配置位置是在具有一定曲率半径(R＝3.5m)的圆孤内，并从弯曲带开始压下，按下述条件进行了薄铸片的铸造。除压下条件以外的铸造条件和总压下率与试验1相同。图23表示压下条件。

图23所示的本发明例6与本发明例1以及本发明例8与本发明例3分别具有相同的条件。另一方面，本发明例7与本发明例1以及本发明例9与本发明例3分别采用同样的压下模式，并且全都是从弯曲带开始压下的。图24表示上述试验结果。

图24是表示总积累变形与从弯液面算起的距离以及极限变形的关系。剖面线部是除未凝固压下变形以外的图7所示的内部变形的积累变形。如图所示，在本发明例6和8中，未凝固压下积累变形是从压下实施前避开发生最大积累变形的弯曲变形积累部那样地施加的。再者，就施加了未凝固压下变形的部位来说，也没有超过压下实施前的最大积累变形。在本发明例7和9中，由于压下开始辊进入弯曲带内，未凝固压下变形从压下实施前即施加在发生最大积累变形的弯曲变形积累部，增加了最大积累变形。但是由于在本发明例7和9中，都采用了与本发明1和3相同的压下模式，所以最大积累变形未达到极限变形。

对铸造后的铸片的剖面进行了硫磺检验的结果，在本发明例6和8的铸片中，未发现内部裂纹的发生。在本实施例7和9中，确认到若干不影响质量程度的微细的内部裂纹的发生。这是由于虽然弯曲变形和未凝固压下变形的积累变形在极限变形以下，但是增加了若干不可避免并且定量化困难的偏移变形，以致稍微超过极限变形。在图23中一起表示出评价。◎标记表示未发生内部裂纹，○标记表示发生了不影响质量程度的微细的内部裂纹。

(试验4)

铸造速度、二次冷却射流的配置条件和钢种都与前述试验1的本发明例1和3相同，对于比较例4、5、6和7来说，按下述条件进行铸造。

关于压下辊或压下部件、辊距和压下量，对于比较例4来说，没有本发明例1的No.15压下辊(压下辊的对数为14)，但是，No.11～14压下辊的距离与本发明例1的No.11～15压下辊的距离相同，辊距相等为276mm。再者，各压下辊对的压下量与本发明例1的No.11～15压下辊相同，总压下量减小，减少的值相当于本发明例1的No.15压下辊的压下量0.11mm。

关于压下辊或压下部件、辊距和压下量，对于比较例5来说，没有本发明例3的第3压下部件的No.15压下辊(第3压下部件的压下辊对数为4)，但是，第3压下部件No.11～14压下辊的距离与本发明例3相同，辊距相等为276mm。再者，各辊对的压下量为1.25mm，第1～第2压下部件的条件和总压下量、第3压下部件的平均压下梯度与本发明例3相同。

关于压下辊或压下部件、辊距和压下量，对于比较例6来说，与本发明例1相同，对于比较例7来说，与本发明例3相同。

关于二次冷却的比水量〔升/(kg·steel)〕，在比较例4和5中为3，8，在比较例6中为1.2，在比较例7中为1.1。

铸造后铸片的内部裂纹，对于比较例4和5来说，多发生长而且大的裂纹；对于比较例6和7来说，发生微细的裂纹。

通过计算来求这时的积累变形时，则由铸型内钢液的弯液面算起的(2/3)·L(L为机长)的位置的最大凸起变形，对于比较例4和5来说都是1.4％，对于比较例6和7来说都是0.8％。再者，关于最大总积累变形，按由比较例4到7的顺序为1.6％、1.7％、1％和1.1％。

如同由图20可预想到的那样，根据上述结果可知，增加辊距和降低比水量会使凸起变形显著增大，如上述那样总积累变形的最大值超过极限变形，其结果，不可避免要发生内部裂纹。

(试验5)

在弯曲半径R＝3.5m的连续铸造装置的弯曲部安装一个图15和图16所示的压下部件，按下述条件一面进行未凝固压下一面进行薄铸片的铸造，并且进行了在铸造途中可否变更制品薄铸片厚度和铸型厚度的试验。

钢种：图18的碳素钢。

中间罐内钢液过热度：30℃

铸型尺寸：宽度1000mm×厚度100mm

支承辊：直径110～190mm，辊距150～250mm

压下部件内的压下辊对数：5

压下辊的辊距：185～227mm

二次冷却射流比水量：4升/(kg·steel)

铸造速度：3.5m/min

铸片厚度：100mm(总压下量为25mm)

压下条件：各压下部件内的每1对压下辊的压下量为上述总压下量的等分值(5mm)

又上压下辊配置成，在压下时的铸片通道线上与下压下辊正对着。

图25是表示如上述那样安装的情况下的压下前的铸片通道线的“错位”。如此，确认到是非常小的错位。

图26是表示可能实施的连续铸造方法的例子的图。图26(a)是使用已往的铸造方法制品厚度为一定的例子，图26(b)是通过未凝固压下使制品厚度减薄的例子(单铸)，图26(c)是在伴随未凝固压下的铸造途中进行制品厚度变更的例子，图26(d)是在连续铸造中改变铸型的厚度的例子。

本发明的连续铸造方法，通过减小未凝固压下变形和凸起变形，控制总积累变形使其减小，即使在高速铸造条件下的未凝固压下中，也能制造出防止发生内部裂纹的薄铸片。

本发明的连续铸造装置，在抑制偏移变形的同时容易地进行铸片的未凝固压下，在操作中不使装置停机也能进行铸片厚度等的变更。

Claims (7)

1.一种薄铸片的连续铸造方法，是对由铸型内拉拔出来的具有固液共存相的未凝固铸片一面由支承辊进行支承连续地拉拔一面用压下辊进行压下的连续铸造方法，其特征在于：利用配置于铸型的正下方到完全凝固的区间内的能进行每单位辊对压下的多对压下辊，在令每1对压下辊的由下述①所定义的压下量为P_k的情况下，为了抑制未凝固压下变形，使上游侧压下辊的压下量为下游侧压下辊的压下量以上，即：

P₁≥P₂≥P₃≥…≥P_k  k为压下辊对的编号

但是，P₁＝P₂＝P₃＝…＝P_k的情况除外

①压下量：从前级压下辊算起的压入量(mm)

2.一种薄铸片的连续铸造方法，是对由铸型内拉拔出来的具有固液共存相的未凝固铸片一面由支承辊进行支持连续地拉拔一面用压下辊进行压下的连续铸造方法，其特征在于：利用配置于铸型的正下方到完全凝固的区间内并且具备多对压下辊的可以进行每单位部件对压下的多对压下部件，在令压下部件对号数为i、压下部件内的压下辊对号数为j(i)、压下部件内的每1对压下辊的由下述②所定的压下量为P_i·j(i)的情况下，为了抑制未凝固压下变形，对同一压下部件内的压下辊对给予同一压下量，并且上游侧压下部件的每1对压下辊的压下量是在下游侧压下部件的压下量以上，再者，为使由下述式(1)所求得的各压下部件间的平均压下梯度的差(R_i-R_i+1)减小，则：

第1部件：P_1·1(1)＝P_1·2(1)＝…＝P_1·j-1(1)＝P_1·j(1)

第2部件：P_2·1(2)＝P_2·2(2)＝…＝P_2·j-1(2)＝P_2·j(2)

  ·    ·        ·         ·    ·     ·

  ·    ·        ·         ·    ·     ·

第i部件：P_i·1(i)＝P_i·2(i)＝…＝P_i·j-1(i)＝P_i·j(i)

并且

P_1·1(1)≥P_2·1(2)≥…≥P_i·1(i)

但是，P_1·1(1)＝P_2·1(2)＝…＝P_i·1(i)的情况除外

②压下量：从同一压下部件内的前级压下辊对算起的

          压入量(mm) $R_i(\%)=(\underset{n=1}{\overset{j\left(i\right)}{\mathrm{\Σ}}}{P}_i\·n/{\mathrm{La}}_i)\×100\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

式中，La_i是第i压下部件的部件长(mm)

3.按权利要求1或2中的任一项所述的薄铸片的连续铸造方法，其特征在于：在对具有固液共存相的未凝固铸片进行辊子压下时，使用具有弯曲部的连续铸造装置，并且为了抑制弯曲变形或矫直变形，是在曲率半径为一定的圆弧内进行压下。

4.按权利要求1或2中的任一项所述的薄铸片的连续铸造方法，其特征在于：在薄铸片是热轧卷材用的情况下，为了进一步抑制凸起压下变形，使铸型出口处的铸片厚度为70～150mm，铸造速度为2.5～6m/min，铸片支承辊和压下辊的辊距为100～250mm，二次冷却比水量为1.5～4.5升/(kg.steel)。

5.按权利要求3所述的薄铸片的连续铸造方法，其特征在于：在薄铸片是热轧卷材用的情况下，为了进一步抑制凸起压下变形，使铸型出口处的铸片厚度为70～150mm，铸造速度为2.5～6m/min，铸片支承辊和压下辊的辊距为100～250mm，冷却比水量为1.5～4.5升/(kg.steel)。

6.一种薄铸片的连续铸造装置，具有弯曲部和在弯曲部处至少具有一个未凝固铸片的压下部件，其特征在于：压下部件具备：上压下辊升降用的上部组合架、设置于该上部组合架下部的多个上压下辊、使该上部组合架升降的升降装置、设置该升降装置的门型的上部固定架、固定于上部组合架上的上游侧导向轴和下游侧导向轴、固定于上部固定架上的上游侧导向轴上升挡铁和上游侧导向轴下降挡铁以及上游侧导向轴的铸入方向导向件、固定于上部固定架上的下游侧导向轴上升挡铁和下游侧导向轴回转下限挡铁；上部组合架与门型的上部固定架如下地进行连结：至上游侧导向轴沿着铸入方向导向件升降的同时，上部组合架能沿连结弯曲部中心与上部组合架中的法线方向升降，并且上述上部组合架能在上游侧导向轴压在其下降挡铁上的状态下，以上游侧导向轴的中心为回转中心，在下游侧导向轴上升挡铁及其回转下限挡铁之间进行转动；再者，在门型的上部固定架的下部，设置具备多个下压下辊的下部组合架；是用于防止偏移变形的装置。

7.按权利要求6所述的薄铸片的连续铸造装置，其特征在于：压下部件还具备上升、下降和回转下限各挡铁位置的可变装置和可变控制装置，是用于避免由于操作过程中的铸片厚度变更和压下量等的调整导致的操作的停止。

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