CN107000045A - 钢的连续铸造方法 - Google Patents

Abstract

对应于板坯的厚度来设定轻压下条件，能够防止因压下量不足所导致的铸坯中心偏析的发生、或因过度的压下量所导致的铸坯内部裂纹的发生。在本发明的连续铸造方法中，在一边将厚度为160～350mm且宽度为1600～2400mm的铸坯(10)的下述区域在设置有多个铸坯支承辊对的轻压下带(14)中压下一边进行连续铸造时，使铸坯的厚度(D)、轻压下带的压下斜度(Z)以及铸坯拉拔速度(V)满足下述的式(1)和式(2)的关系，其中，所述区域是从厚度中心部的固相率相当于0.1的时刻起至厚度中心部的固相率相当于流动极限固相率的时刻为止的区域。其中，α是厚度系数(无量纲)，Do是基准铸坯在铸模正下方的厚度(mm)，β和γ是由铸坯的宽度W(mm)所决定的系数。0.3/(V×α)＜Z＜1.5/(V×α)···(1)α＝β×(D/Do)+γ···(2)

Description

钢的连续铸造方法

技术领域

本发明涉及对在连铸坯的厚度中心部产生的成分偏析、即中心偏析进行抑制的钢的连续铸造方法。

背景技术

在钢的连续铸造中，在凝固的最终过程中，未凝固钢液(称作“未凝固层”)随着凝固收缩而被吸引，从而产生未凝固钢液朝向铸坯的拉拔方向的流动。在该未凝固层中，碳(C)、磷(P)、硫(S)、锰(Mn)等溶质元素浓化，如果该浓化钢液向铸坯中心部流动并在此处凝固，则发生所谓的中心偏析。作为导致凝固末期的浓化钢液流动的重要原因，除了上述的凝固收缩外，还可以列举出因钢液静压所引起的铸坯在辊间的膨胀、或者铸坯支承辊的辊调整的不匹配。

该中心偏析使得钢制品、特别使得厚钢板的质量恶化。例如，在石油输送用或天然气输送用的线管材中，由于酸气的作用而以中心偏析为起点发生氢致裂纹。另外，在海洋结构物、贮存槽、石油罐等中，也会发生同样的问题。而且，近年来，对于钢材的使用环境，多要求在更低的温度、或者更强的腐蚀环境这样严酷的环境中使用，使铸坯的中心偏析降低的重要性日益高涨。

因此，提出了多个从连续铸造工序至到达轧制工序为止使铸坯的中心偏析降低或无害化的对策。其中，已知将内部具有未凝固层的连铸坯在连续铸造机内压下的“凝固末期轻压下方法”在改善中心偏析上特别有效。在此，“凝固末期轻压下方法”是指如下的方法：在铸坯的凝固结束位置附近配置多个压下辊，利用该压下辊，将连续铸造中的铸坯以与凝固收缩量相当的程度的压下速度逐渐压下，抑制铸坯中心部处的空隙的产生和浓化钢液的流动，由此抑制铸坯的中心偏析。

为了利用该凝固末期轻压下方法有效地防止中心偏析的发生，在铸坯的最终凝固期间中适当地设定赋予轻压下的期间的开始与结束的时刻、以及此时的压下量是关键，提出了各种设定方法。

例如，在专利文献1中提出了如下的连续铸造方法：在连铸坯的末期凝固部对铸坯施加轻压下的连续铸造方法中，通过开始压下时的铸坯表面温度和压下位置处的铸坯的未凝固层厚度，来规定铸坯在被赋予轻压下的区间内的每单位时间的压下量。

在专利文献2和专利文献3中提出了如下的连续铸造方法：在一边借助多个辊对将下述的区域压下一边进行连续铸造的连续铸造中，越是接近铸坯的厚度中心部的固相率变大的铸造方向下游侧，就越增大铸坯的压下速度，其中，所述区域是，从成为大方坯(ブルーム鋳片)的厚度中心部的固相率相当于0.1至0.3的温度的时刻起，至成为大方坯的厚度中心部的固相率相当于流动极限固相率的温度的时刻为止的区域。

另外，在专利文献4中提出了如下的连续铸造方法：在一边对铸造中的铸坯施加压下力一边进行连续铸造的钢的连续铸造中，根据铸坯的垂直于长度方向的截面形状的信息和该截面中的未凝固部形状的信息，来设定或调整压下条件。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-132203号公报

专利文献2：日本特开平3-90263号公报

专利文献3：日本特开平3-90259号公报

专利文献4：日本特开2003-71552号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，本发明者获得了如下的经验性的发现：在应用了凝固末期轻压下方法的板坯(スラブ鋳片)的连续铸造中，在所铸造的铸坯的厚度不同的情况下，应该开始进行轻压下的时刻和应该结束轻压下的时刻不受铸坯厚度影响而不发生变化，但是，对铸坯赋予压下力的范围(称作“轻压下带”)中的最优的压下速度对应于铸坯厚度而变化。

板坯的厚度由轧制后的钢制品的厚度、和该钢制品在规格上所需要的轧制时的压下比(铸坯厚度/钢制品厚度)来决定。因此，在设定了新的钢制品的规格的情况下，对应于该规格设定铸坯的厚度。对于设定了的厚度的铸坯，在此前没有应用凝固末期轻压下方法进行铸造的情况下，需要重新设定对该铸坯厚度来说最优的、轻压下中的压下速度。因此，每次都要通过将轻压下带的压下斜度设定为多个标准的实机下的铸造实验来预先决定最优压下斜度，从而存在需要花费大量的时间和费用的问题。即，课题在于实现如下的方法，该方法是简便地求取与板坯的厚度相对应的最优的轻压下的压下斜度的方法。

在此，“压下斜度”是以相对的辊的辊间间隔(称作“辊开度”)随着朝向铸造方向下游侧而依次变窄的方式设定的辊开度的状态，通常以每1m的辊开度的收窄量(mm/m)来表示。将该压下斜度(mm/m)和铸坯拉拔速度(m/min)相乘所得到的值成为压下速度(mm/min)。

因此，本发明者立足于所要解决的上述课题的观点，检验了前述的在先技术文献的有用性。

专利文献1着眼于铸坯的未凝固层厚度，来作为用于有效地实施轻压下的指标。这基于如下的知识：根据专利文献1，越是铸造下游侧的压下、即铸坯的未凝固层厚度较小的状态下的压下，则通过压下辊设定的压下量被传递至铸坯的固液界面的比例(以下，称作“压下效率”)越小。可是，根据本发明者的经验，中心偏析变得显著的区域是未凝固层厚度为大约10mm以下的铸坯中心部的区域。根据专利文献1的图1所示的未凝固层厚度D和每单位时间的必要压下速度之间的关系，在未凝固层厚度为10mm和0mm时，必要压下速度的差异高达10％左右。另外，在专利文献1的[实施例]中仅记载了1种铸坯厚度(250mm)的试验结果，不清楚该专利文献1所记载的最优压下条件是否在不同的铸坯厚度的情况下也有效。

在专利文献2、3中，用于试验的铸坯的尺寸涉及厚度×宽度为300mm×500mm、162mm×162mm、380mm×560mm这3种尺寸，但这都是关于大方坯的轻压下铸造。在大方坯中，铸坯的与拉拔方向垂直的截面的宽度与厚度之比(宽度/厚度)比板坯小，因此，凝固末期的轻压下的压下效率比板坯小。相应地，越是接近凝固末期，压下量的设定就变得越大，与专利文献1的板坯下的例子比较，压下量的设定变大约2～3倍的程度。其压下条件无法直接应用于板坯的轻压下。

另外，在专利文献1～3中，由于沿着铸造的拉拔方向使轻压下带中的压下斜度变化，因此，铸坯支承辊的辊开度的设定比较复杂，为了在实机下实现所述设定，设备的结构也必然变得复杂。

在专利文献4中，虽然大方坯是对象，但却是利用铸坯的与长度方向垂直的截面形状的信息、即铸坯的宽度和厚度来设定轻压下条件。可是，在专利文献4中，将铸坯的宽度与厚度之比作为基准值，根据铸坯的未凝固部分的宽度与厚度之比相对于所述基准值的变化量，来设定轻压下条件，而不是使用铸坯的厚度本身的值来设定压下条件。这是因为：在大方坯的情况下，根据在连续铸造机内的铸坯的上下面上的冷却之比、或者在铸坯的左右面上的冷却之比，存在铸坯的未凝固层的形状在左右方向上变得扁平的情况、和在上下方向上变得扁平的情况这两种情况，专利文献4的目的在于，能够应对这两种情况中的任意一种而实现最优的轻压下。

在被本发明者作为课题的板坯的情况下，铸坯长边比铸坯短边大得多，不会引起未凝固层的扁平方向发生变化，始终在铸坯的左右方向上扁平。因此，专利文献4对本发明者的课题的有用性较小。

这样，专利文献1～4都无助于本发明者的课题的解决，需要开发新的手段。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供如下的钢的连续铸造方法：能够对应于板坯的厚度来设定轻压下条件，由此能够防止因压下量不足所导致的铸坯中心偏析的发生、和因过度的压下量所导致的铸坯内部裂纹的发生。

用于解决问题的手段

用于解决上述课题的本发明的主旨如下。

[1]一种钢的连续铸造方法，一边将铸坯的厚度为160mm～350mm、宽度为1600mm～2400mm、且宽度与厚度之比(宽度/厚度)为4～15的铸坯的下述区域在轻压下带中压下一边进行连续铸造，其中，所述区域是从成为铸坯厚度中心部的固相率相当于0.1的温度的时刻起至成为铸坯厚度中心部的固相率相当于流动极限固相率的温度的时刻为止的区域，在所述轻压下带中配置有对铸坯施加压下力的多个铸坯支承辊对，其特征在于，作为铸造对象的铸坯的厚度、所述轻压下带的压下斜度以及铸坯拉拔速度满足下述的式(1)和下述的式(2)的关系，

0.3/(V×α)＜Z＜1.5/(V×α)···(1)

α＝β×(D/Do)+γ···(2)

其中，在式(1)和式(2)中，V是铸坯拉拔速度(m/min)，α是厚度系数(无量纲)，Z是压下斜度(mm/m)，D是作为铸造对象的铸坯在铸模正下方的厚度(mm)，Do是基准铸坯在铸模正下方的厚度(mm，Do＝187mm)，β和γ是由作为铸造对象的铸坯的宽度W(mm)所决定的系数，在下面示出铸坯的宽度W的各个范围，

在1600≦W≦1800时，β＝-0.61，γ＝1.54，

在1800＜W≦2000时，β＝-0.60，γ＝1.57，

在2000＜W≦2200时，β＝-0.58，γ＝1.58，

在2200＜W≦2400时，β＝-0.53，γ＝1.54。

[2]根据上述[1]所述的钢的连续铸造方法，其特征在于，作为铸造对象的铸坯的厚度和铸坯的总压下量满足下述的式(3)的关系，

Rt＜(D/Do)×(10/α)···(3)

其中，式(3)中的Rt是铸坯的总压下量(mm)，D是作为铸造对象的铸坯在铸模正下方的厚度(mm)，Do是基准铸坯在铸模正下方的厚度(mm，Do＝187mm)，α是厚度系数(无量纲)。

发明的效果

根据本发明，为了减轻板坯的中心偏析，在轻压下带中对连续铸造中的铸坯赋予与凝固收缩量相当的程度的压下量来连续铸造大方坯时，以作为铸造对象的铸坯的厚度、轻压下带的压下斜度以及铸坯拉拔速度处于满足上述式(1)和式(2)的关系的范围内的方式来设定压下条件。由此，即使在铸坯的厚度不同的情况下，也能够简便地求出最优的压下条件，而无需花费进行由多个标准构成的实机实验这样大量的时间和费用，从而能够迅速地应对多种规格的钢制品制造的要求，在工业上起到了有益的效果。

附图说明

图1是在实施本发明时所使用的板坯连续铸造机的侧视概要图。

图2是示出板坯连续铸造机的构成轻压下带的辊段的一例的概要图，并且是从连续铸造机的侧方观察的概要图。

图3是从铸坯的铸造方向观察图2所示的辊段的概要图，即与铸造方向垂直的截面上的概要图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明具体地进行说明。图1是在实施本发明时所使用的板坯连续铸造机的侧视概要图。

如图1所示，在板坯连续铸造机1中设置有铸模5，该铸模5用于注入钢液9并使其凝固从而形成铸坯10的外壳形状。在该铸模5的上方的规定的位置，设置有用于将从铁水包(未图示)供给的钢液9中继供给至铸模5的中间罐2，在中间罐2的底部设置有用于调整钢液9的流量的滑动水口3，在该滑动水口3的下表面设置有浸入式水口4。

另一方面，在铸模5的下方，配置有由支承辊、引导辊和夹送辊构成的多对铸坯支承辊6。在沿铸造方向相邻的铸坯支承辊6的间隙中，构成有配置了喷水嘴或气雾喷嘴等喷嘴(未图示)的二次冷却带，铸坯10构成为借助从二次冷却带的喷嘴喷雾的冷却水(也称作“二次冷却水”)一边被拉拔一边被冷却。另外，在铸造方向上的最终的铸坯支承辊6的下游侧，设置有用于搬送铸造出的铸坯10的多个输送辊7，在该输送辊7的上方配置有铸坯切断机8，所述铸坯切断机8用于从所铸造的铸坯10切断出规定的长度的铸坯10a。

隔着铸坯10的凝固结束位置13在铸造方向的上游侧和下游侧设置有由多对铸坯支承辊组构成的轻压下带14，其中，所述轻压下带14被设定为使夹着铸坯10相对的铸坯支承辊之间的间隔(将该间隔称作“辊开度”)随着朝向铸造方向下游侧而依次变窄，即，所述轻压下带14被设定有压下斜度(以随着朝向铸造方向下游而依次变窄的方式设定的辊开度的状态)。

在轻压下带14中，在其整个区域或局部选择的区域中，能够对铸坯10进行轻压下。另外，在轻压下带14的各铸坯支承辊之间也配置有用于冷却铸坯10的喷嘴。在此，配置于轻压下带14中的铸坯支承辊6也被称作压下辊。

并且，通常，压下斜度以每铸造方向上的1m的辊开度的缩小量、即“mm/m”表示，因此，轻压下带14中的铸坯10的压下速度(mm/min)可以通过将铸坯拉拔速度(m/min)乘以该压下斜度(mm/m)而得到的。

在图1所示的板坯连续铸造机1中，轻压下带14是将3座辊段在铸造方向上相连而构成的，其中，在所述辊段中，将3对铸坯支承辊6作为1组。

但是，在本发明中，不是必须以3座辊段构成轻压下带14，构成轻压下带14的辊段既可以是1座也可以是2座，甚至可以是4座以上。另外，在图1所示的板坯连续铸造机1中，各个辊段由3对铸坯支承辊6构成，但构成1个辊段的铸坯支承辊6只要是2对以上，则可以是任意对。

在图2、图3中示出了构成轻压下带14的辊段的一例。图2、图3是示出将5对铸坯支承辊6作为压下辊配置于1个辊段15中的例子的图，图2是从连续铸造机的侧方观察的概要图，图3是从铸坯的铸造方向观察的概要图，即与铸造方向垂直的截面上的概要图。

如图2和图3所示，辊段15由经由辊轴承座21保持5对铸坯支承辊6的成1对的框架16及框架16′构成，贯通框架16和框架16′配置有合计4根(上游侧的两侧和下游侧的两侧的)连结杆17。通过马达20来驱动设置于该连结杆17的蜗杆千斤顶19，由此进行框架16与框架16′之间的间隔的调整、即辊段15中的压下斜度的调整。这种情况下，配置于辊段15的5对铸坯支承辊6的辊开度被一并调整。

在铸造中，蜗杆千斤顶19借助具有未凝固层的铸坯10的钢液静压而自锁，并对抗铸坯10的膨胀力，并且构成为：在不存在铸坯10的条件下下，即在设置于辊段15的铸坯支承辊6上没有作用来自铸坯10的负荷的条件下，进行压下斜度的调整。框架16′的基于蜗杆千斤顶19的移动量根据蜗杆千斤顶19的转速来测定和控制，从而可知辊段15的压下斜度。

另外，在连结杆17上，在框架16′与蜗杆千斤顶19之间设置有蝶形弹簧18。蝶形弹簧18不是由1个蝶形弹簧构成，而是将多个蝶形弹簧重叠而构成(重叠越多的蝶形弹簧，则刚性越高)。该蝶形弹簧18构成为：在某个规定的载荷以上的负载载荷未作用于蝶形弹簧18的情况下，该蝶形弹簧18不收缩，而是呈一定的厚度，但是，在某个规定的负载载荷作用于蝶形弹簧18的情况下，该蝶形弹簧18开始收缩，在超过了某个规定的负载载荷之后，该蝶形弹簧18与负载载荷成比例地收缩。

例如，在铸坯10在辊段15的范围内结束了凝固的情况下，通过将结束了凝固的铸坯10压下，由此，在辊段15上负担过大的载荷。在负担这样的过大载荷的情况下，蝶形弹簧18收缩，由此，框架16′开放，即，构成为，辊开度扩大，从而在辊段15上不负担过大的载荷。并且，下面侧的框架16构成为被固定于连续铸造机的基座上而在铸造中不移动。

虽然未图示，但配置于轻压下带14的铸坯支承辊之外的铸坯支承辊6也成为辊段结构。

图1所示的轻压下带14是这样的辊段结构，因此，配置于各个辊段中的3对铸坯支承辊6的辊开度被一并调整。这种情况下，上框架(与框架16′相当)的基于蜗杆千斤顶的移动量根据蜗杆千斤顶的转速来测定和控制，从而可知各个辊段的压下斜度。

在该结构的板坯连续铸造机1中，从中间罐2经由浸入式水口4被注入铸模5中的钢液9在铸模5中冷却而形成凝固外壳11，并作为在内部具有未凝固层12的铸坯10一边被设置于铸模5的下方的铸坯支承辊6支承，一边被向铸模5的下方连续地拉拔。铸坯10在通过铸坯支承辊6的期间被二次冷却带的二次冷却水冷却，使得凝固外壳11的厚度增大，并且，在轻压下带14中，铸坯10一边被压下一边在凝固结束位置13处完成至内部为止的凝固。凝固结束后的铸坯10被铸坯切断机8切断而成为铸坯10a。

在本发明中，在轻压下带14中，至少从成为铸坯厚度中心部的固相率相当于0.1的温度的时刻起，至成为铸坯厚度中心部的固相率相当于流动极限固相率的温度的时刻为止，将铸坯10压下。流动极限固相率被认为是0.7至0.8，因此，进行压下直至铸坯厚度中心部的固相率成为0.7至0.8为止。因此，如果进行压下直至铸坯厚度中心部的固相率成为0.8以上为止，则也没有问题。在铸坯厚度中心部的固相率超过了流动极限固相率之后，未凝固层12不移动，因此，失去了进行轻压下的意义。当然，虽然无法获得轻压下的效果，但也可以在超过了流动极限固相率之后依然进行轻压下。另一方面，即使在铸坯厚度中心部的固相率超过0.1之后开始进行轻压下，也存在在此之前发生浓化钢液的流动的可能性，由此会发生中心偏析，无法充分地获得中心偏析减轻效果。因此，在铸坯厚度中心部的固相率成为0.1之前开始进行轻压下。

铸坯厚度中心部的固相率能够通过二维传热凝固计算来求得。在此，关于固相率，将凝固开始前定义为固相率＝0，将凝固结束时定义为固相率＝1.0，铸坯厚度中心部的固相率成为1.0的位置相当于凝固结束位置13。

一般公知的是：在钢液9的凝固末期，通过以规定的压下速度对铸坯10进行轻压下，由此降低铸坯10的中心偏析。可是，在进行轻压下时，由于压下所引起的凝固外壳11的变形，存在如下可能：传递至铸坯10的凝固界面的压下量比施加于铸坯表面的压下量小，因此，存在无法控制成所设定那样的压下速度的情况。在此，将传递至铸坯10的凝固界面的压下量与施加于铸坯表面的压下量的比率(传递至凝固界面的压下量/施加于铸坯表面的压下量)称作压下效率。

作为对该压下效率的大小产生影响的重要因素，凝固外壳11的厚度的影响特别大，如果凝固外壳11的厚度变大，则压下效率变小。即，由于在凝固末期进行针对铸坯10的轻压下，因此，越是外形的厚度较大的铸坯10，轻压下时的凝固外壳11的厚度越大，轻压下中的压下效率越小。铸坯10的外形的厚度由铸模出口处的腔室(铸模内部空间)的沿着铸模短边的厚度决定。

本发明者以“在连续铸造铸坯宽度固定为2100mm且铸坯厚度为160～350mm的铸坯10的情况下，无论是任何的铸坯厚度，都能够通过最优压下条件下的轻压下来减轻中心偏析”为目的，首先，通过实机下的铸造实验，求得了连续铸造厚度为200mm的铸坯10时的轻压下带14中的压下斜度的最优范围。其结果是，可知：厚度为200mm的铸坯10的最优压下斜度为下述的式(4)的范围。

0.3/V＜Z＜1.5/V···(4)

其中，在式(4)中，V是铸坯拉拔速度(m/min)，Z是压下斜度(mm/m)。

接下来，为了将基于铸坯10的厚度对压下效率所产生的影响的校正量加入式(4)中，在铸坯厚度为160～350mm之间，进行了与轻压下时的铸坯10的变形相关的数值模拟。然后，根据该模拟结果，求得铸坯10的厚度与压下效率之间的关系，作为铸坯厚度的一次近似式，将厚度系数α(无量纲)作为下述的式(5)导出。

α＝-0.58×(D/Do)+1.58···(5)

其中，在式(5)中，D是作为铸造对象的铸坯在铸模正下方的厚度(mm)，Do是基准铸坯在铸模正下方的厚度(mm)。

铸坯厚度D越大，则厚度系数α的值越小。这表示，铸坯厚度D越大，则压下效率越小。并且，基准铸坯在铸模正下方的厚度Do是式(5)所示的厚度系数α成为1的铸坯厚度，在宽度为2100mm的板坯的情况下，Do为187mm。

通过使作为铸造对象的铸坯10的厚度与作为基准厚度的187mm不同，由此，由于该铸坯厚度的变化，压下效率按照式(5)所表示的比例发生变化。在本发明中，通过调整轻压下带14的压下斜度，来补偿与该铸坯厚度的变化相伴随的压下效率的变化量。具体来说，如果压下效率变小，则增大压下斜度，相反，如果压下效率变大，则减小压下斜度，由此补偿压下效率的变化量。即，将式(5)所示的厚度系数α加入式(4)中，得到了下述的式(1)来作为铸坯拉拔速度、厚度系数α以及压下斜度的关系式。

0.3/(V×α)＜Z＜1.5/(V×α)···(1)

在连续铸造铸坯宽度为2100mm且铸坯厚度为160～350mm的铸坯10的情况下，通过遵循如上述那样求得的式(1)和式(5)，防止了因铸坯厚度增加或减少所引起的压下效率的变化，从而能够防止铸坯10中的中心偏析和气孔的发生，另外，能够防止因过度压下所导致的铸坯10中的逆V偏析或内部裂纹的发生。

其中，式(5)的厚度系数α是铸坯宽度固定为2100mm的铸坯10时的值，另一方面，在板坯连续铸造机1中铸造的铸坯10的宽度为1600～2400mm的较大范围。因此，在铸坯10的厚度为160～350mm、宽度为1600～2400mm、宽度与厚度之比(宽度/厚度)为4～15的铸坯的全范围中，求得了厚度系数α。

轻压下带14中的、轻压下时的压下阻力的主体是铸坯短边侧的凝固结束了的部位。在铸坯10的厚度相同的情况下，该部位在铸坯宽度方向上的长度的绝对值几乎相等，而与铸坯10的宽度的大小无关。并且，对于在内部存在未凝固层12的范围，由于存在未凝固层12，因此压下阻力较小，并且，与铸坯短边侧两端部的凝固结束了的部位相比较，小得能够无视。

即，例如，在宽度为1600mm的铸坯的情况下，与宽度为2100mm的铸坯的情况相比，铸坯短边侧的凝固结束了的部位相对于铸坯宽度的比例变大，由此，宽度为1600mm的铸坯的压下阻力比宽度为2100mm的铸坯的压下阻力大。因此，在轻压下带14的压下斜度在宽度为1600mm的铸坯和宽度为2100mm的铸坯时相同的情况下，对于宽度为1600mm的铸坯，压下阻力所引起的反力超过了蝶形弹簧18的设定应力，能够使得辊开度扩大，从而实际的压下斜度变得比设定的压下斜度小。

因此，对于铸坯宽度为1700mm、1900mm、2300mm的情况，也进行了与以宽度为2100mm的铸坯所进行的数值模拟相同的数值模拟，并求得了厚度系数α。厚度系数α由下述的式(2)表示，其中，在所述式(2)中，将β和γ作为由铸造对象的铸坯的宽度W(mm)所决定的系数。

α＝β×(D/Do)+γ···(2)

根据数值模拟的结果可知：式(2)中的系数β和系数γ与作为铸造对象的铸坯的宽度W(mm)的对应关系如下。

在1600≦W≦1800时，β＝-0.61，γ＝1.54

在1800＜W≦2000时，β＝-0.60，γ＝1.57

在2200＜W≦2400时，β＝-0.53，γ＝1.54

在此，在2000＜W≦2200时，如式(5)所示，β＝-0.58，γ＝1.58。

并且，关于式(2)中的、基准铸坯在铸模正下方的厚度Do，在宽度为1600～2400mm的板坯中，无论任何宽度的板坯，都将所述厚度Do与宽度为2100mm的板坯的情况相同地设为187mm。

另外，轻压下具有防止最终凝固部的浓化钢液流动的效果，但是，另一方面，由于压下会使得铸坯10变形，因此，存在在凝固界面产生内部裂纹的情况。已知的是：在施加于凝固界面的变形的累积值达到一定以上时，该内部裂纹产生。

因此，本发明者通过实机试验调查了因轻压下而施加于铸坯10的总压下量、和是否发生内部裂纹之间的关系。其结果是确认到：为了防止铸坯10的内部裂纹，铸坯10的总压下量和作为铸造对象的铸坯的厚度优选满足下述的式(3)的关系。

Rt＜(D/Do)×(10/α)···(3)

其中，式(3)中的Rt是铸坯的总压下量(mm)。

即，在本发明中，必须以使作为铸造对象的铸坯10的厚度、轻压下带14的压下斜度、以及铸坯拉拔速度处于满足上述的式(1)和式(2)的关系的范围内的方式设定压下条件来进行连续铸造，此时，优选将铸坯10的总压下量和作为铸造对象的铸坯的厚度设定为满足上述的式(3)的关系的范围。

另外，在连续铸造作业的各种铸造条件中，预先利用二维传热凝固计算等求取凝固外壳11的厚度和铸坯厚度中心部的固相率，并调整二次冷却水量或铸坯拉拔速度，以使进入轻压下带14的时刻的铸坯厚度中心部的固相率成为0.1以下，并且使离开轻压下带14的时刻的铸坯厚度中心部的固相率成为流动极限固相率以上。

如以上所说明，根据本发明，由于以作为铸造对象的铸坯10的厚度、轻压下带14的压下斜度、以及铸坯拉拔速度处于满足上述式(1)和式(2)的关系的范围内的方式设定压下条件，因此，即使在铸坯10的厚度不同的情况下，也能够简便地求得最优的压下条件，从而能够迅速地应对多种规格的钢制品制造的要求。

实施例

以下，基于实施例对本发明更详细地进行说明。

在试验中使用的连续铸造机与图1所示的连续铸造机1相同。使用该连续铸造机，进行了低碳铝镇静钢的铸造。在表1中，示出了本发明的实施方式的连续铸造方法中的在200mm、250mm、300mm这三种铸坯厚度下的铸造条件、和所铸造出的铸坯中的中心偏析度、气孔的有无、以及内部裂纹的有无的调查结果。另外，在表1中也一并示出了在各个铸坯厚度下以本发明的范围之外的条件作为比较例进行的试验中的铸造条件和调查结果。铸坯的宽度在所有的试验中都是2100mm。

[表1]

在试验的评价中使用的铸坯的中心偏析度通过以下的方法测定。即，在铸坯的垂直于拉拔方向的截面中，沿着铸坯的厚度方向等间隔地分析碳浓度，将在该厚度方向上的分析值的最大值作为C_max，将通过在铸造中从中间罐内采取的钢液所分析出的碳浓度作为C₀，设C_max/C₀为中心偏析度。因此，中心偏析度越是接近1.0，则表示越是中心偏析少的良好的铸坯。在本发明中，将中心偏析度为1.10以上的铸坯判定为中心偏析的程度较差。

关于铸坯的气孔和内部裂纹，在铸坯的垂直于拉拔方向的截面中，进行了铸坯厚度的中央部附近的显微镜观察，并判定了气孔和内部裂纹的有无。

以下述方式设定各个铸坯厚度下的铸坯拉拔速度：至少使从铸坯的厚度中心部的固相率为0.1起至铸坯的厚度中心部的固相率为流动极限固相率为止的区间的铸坯位于轻压下带，然后，对于试验编号1～3、试验编号6～8、试验编号11～13，以满足上述的式(1)和式(2)的方式设定了压下斜度。另外，对于作为比较例进行的编号为4、9、14的试验，设定了超过由式(1)和式(2)所确定的压下斜度的最优范围上限的压下斜度。另外，对于试验编号5、10、15，设定了低于由式(1)和式(2)所确定的压下斜度的最优范围下限的压下斜度。而且，对于试验编号4、9，还以总压下量成为超过式(3)的上限值的值的方式设定了压下斜度。

根据表1所示的中心偏析度清楚地看出，对于处于本发明的范围内的试验编号1～3、试验编号6～8、试验编号11～13，中心偏析度都小于1.10，是良好的。另外，在铸坯中没有观察到气孔和内部裂纹。

对于作为比较例进行的编号为4的试验，根据式(1)和式(2)求出的最优压下斜度为0.2～1.1mm/m，但由于在该试验中将压下斜度过大地设定为1.5mm/m，因此中心偏析度超过了1.10。另外，总压下量也过大，在铸坯中产生了内部裂纹。同样，试验编号9、14的压下斜度也过大，中心偏析度较高，在局部还确认到了逆V偏析。

另外，对于试验编号15，根据式(1)和式(2)求出的最优压下斜度为0.6～3.1mm/m，但由于在该试验中将压下斜度设定为0.5mm/m，因此压下斜度不足，中心偏析度超过了1.10，在铸坯的内部还观察到了气孔。同样，在试验编号5、10中，压下斜度也过小，且中心偏析的程度较差。

标号说明

1：板坯连续铸造机；

2：中间罐；

3：滑动水口；

4：浸入式水口；

5：铸模；

6：铸坯支承辊；

7：输送辊；

8：铸坯切断机；

9：钢液；

10：铸坯；

11：凝固外壳；

12：未凝固层；

13：凝固结束位置；

14：轻压下带；

15：辊段；

16：框架；

17：连结杆；

18：蝶形弹簧；

19：蜗杆千斤顶；

20：马达；

21：辊轴承座。

Claims (2)

1.一种钢的连续铸造方法，一边将铸坯的厚度为160mm～350mm、宽度为1600mm～2400mm、且宽度与厚度之比(宽度/厚度)为4～15的铸坯的下述区域在轻压下带中压下一边进行连续铸造，其中，所述区域是从成为铸坯厚度中心部的固相率相当于0.1的温度的时刻起至成为铸坯厚度中心部的固相率相当于流动极限固相率的温度的时刻为止的区域，在所述轻压下带中配置有对铸坯施加压下力的多个铸坯支承辊对，

其特征在于，

作为铸造对象的铸坯的厚度、所述轻压下带的压下斜度以及铸坯拉拔速度满足下述的式(1)和下述的式(2)的关系，

0.3/(V×α)＜Z＜1.5/(V×α)···(1)

α＝β×(D/Do)+γ···(2)

其中，在式(1)和式(2)中，V是铸坯拉拔速度(m/min)，α是厚度系数(无量纲)，Z是压下斜度(mm/m)，D是作为铸造对象的铸坯在铸模正下方的厚度(mm)，Do是基准铸坯在铸模正下方的厚度(mm，Do＝187mm)，β和γ是由作为铸造对象的铸坯的宽度W(mm)所决定的系数，在下面示出铸坯的宽度W的各个范围，

在1600≦W≦1800时，β＝-0.61，γ＝1.54，

在1800＜W≦2000时，β＝-0.60，γ＝1.57，

在2000＜W≦2200时，β＝-0.58，γ＝1.58，

在2200＜W≦2400时，β＝-0.53，γ＝1.54。

2.根据权利要求1所述的钢的连续铸造方法，其特征在于，

作为铸造对象的铸坯的厚度和铸坯的总压下量满足下述的式(3)的关系，

Rt＜(D/Do)×(10/α)···(3)

其中，式(3)中的Rt是铸坯的总压下量(mm)，D是作为铸造对象的铸坯在铸模正下方的厚度(mm)，Do是基准铸坯在铸模正下方的厚度(mm，Do＝187mm)，α是厚度系数(无量纲)。