CN107206475A - 钢的连续铸造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种钢的连续铸造方法，即使在改变拔出速度V的情况下，也能够防止凝固完成位置从规定的目标位置大幅波动。以达到冷却水吹附量W0(kg/吨‑铸坯)的方式向铸坯吹附冷却水，并且使拔出速度V为速度V0而拔出铸坯。接着，使拔出速度V从速度V0改变为速度V1，以达到冷却水吹附量W1(kg/吨‑铸坯)的方式向铸坯吹附冷却水，并且使拔出速度V为速度V1而拔出铸坯。从拔出速度V的改变时刻Tc起到经过将目标长度Lt除以拔出速度V0而得到的时间t期间，向铸坯吹附的冷却水吹附量W即冷却水吹附量Wt(kg/吨‑铸坯)满足以下(1)式或以下(2)式，即，在V1＜V0的条件下，Wt＜W1…(1)，在V1＞V0的条件下，Wt＞W1…(2)。

Description

钢的连续铸造方法
技术领域
本发明涉及一种钢的连续铸造方法，以连续铸造机所铸造的铸坯内的钢液的凝固完成的凝固完成位置为规定的目标位置。
背景技术
在钢的连续铸造中，在凝固的最终过程中，伴随着凝固收缩，产生未凝固钢液(也被称为“未凝固层”)向铸坯的拔出方向的吸引流动。在未凝固层，碳(C)、磷(P)、硫(S)、锰(Mn)等溶质元素浓缩，浓缩的钢液(浓缩钢液)向铸坯中心部流动而凝固，产生所谓的中心偏析。
中心偏析使钢制品、尤其是厚钢板的品质恶化。例如，在石油输送用或天然气输送用管线的材料中，由于酸性气体的作用以中心偏析为起点产生氢引发的开裂，并且，在海洋构造物、贮槽、石油罐等中也会产生同样的问题。近些年，要求在更低温度下或更容易发生腐蚀的环境下等严酷的环境中使用钢产品的情况变多，减少铸坯的中心偏析是重要的。
提出了多种减少铸坯的中心偏析的应对措施。这些应对措施中，公知在连续铸造机内下压在内部具有未凝固层的铸坯的凝固末期轻下压方法是有效的。凝固末期轻下压方法是在铸坯的凝固完成位置附近配置下压辊，利用该下压辊，以与凝固收缩量相当的程度的下压量逐渐下压铸坯，抑制铸坯中心部的空隙的形成和浓缩钢液的流动而抑制铸坯的中心偏析的方法。
在钢的连续铸造中，在更换配置在连续铸造机的浇注盘的上方且收纳钢液的浇包时(所谓的连铸时的浇包更换)、检测铸模内的温度异常时等，存在降低铸坯的拔出速度的情况。在这种情况下，为了再次回到目标速度，需要提高拔出速度。在凝固末期轻下压方法中，由于一直下压连续铸造中的铸坯的凝固完成位置附近的特定的部位，因此希望在连续铸造中凝固完成位置不发生变化。然而，如前所述，如果改变铸坯的拔出速度，则存在凝固完成位置发生变化的可能。
于是，在专利文献1中，提出了以下方法：在连续铸造方法中，在改变铸坯的拔出速度(铸造速度)的情况下，以准确地控制凝固完成位置为目的，生成相对于铸造速度及/或冷却水量的改变表示铸坯的凝固完成位置的移动响应的关系的响应模型，基于所生成的响应模型，计算出铸造速度及/或冷却水量的操作量而对凝固完成位置进行控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2007-268536号公报
专利文献2：国际公开02/090971公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，在改变铸坯的拔出速度的情况下，根据专利文献1所述的方法能够将凝固完成位置控制在下压辊附近的规定的目标位置。其中，在专利文献1的方法中，在生成响应模型时，需要以超声波传感器等来测定改变铸造速度及/或冷却水时的铸坯的凝固完成位置的经时变化，在生成响应模型时，存在花费工夫的问题。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种钢的连续铸造方法，不需要花费工夫，即使在改变铸坯的拔出速度的情况下，也能够有效地防止凝固完成位置从规定的目标位置大幅波动。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述课题的本发明的主旨如下所述。
(1)一种钢的连续铸造方法，向冷却的连续铸造用铸模注入钢液，并且使所述钢液凝固而形成铸坯，将该铸坯从所述铸模拔出，向所述铸坯吹附冷却水，该钢的连续铸造方法的特征在于，预先求出使所述铸坯的拔出速度V为速度V0(m/分)的条件下的、以所述铸坯内的钢液的凝固完成的凝固完成位置为规定的目标位置的冷却水吹附量W0(kg/吨－铸坯)，并且预先求出使所述拔出速度V为与速度V0不同的速度V1(m/分)的条件下的、以所述凝固完成位置为所述目标位置的冷却水吹附量W1(kg/吨－铸坯)，以冷却水吹附量W达到所述冷却水吹附量W0的方式向铸坯吹附冷却水，并且以所述速度V0将所述铸坯拔出，接着，将铸坯的拔出速度V从所述速度V0改变为所述速度V1，以冷却水吹附量W达到所述冷却水吹附量W1的方式向铸坯吹附冷却水，并且以所述速度V1将所述铸坯拔出，从所述拔出速度V的改变时刻Tc开始，到经过将从所述铸模的出口到所述目标位置的沿着铸造方向的铸坯的目标长度Lt除以所述拔出速度V0而得到的时间t(分)为止期间的、向所述铸坯吹附的冷却水吹附量W即冷却水吹附量Wt(kg/吨－铸坯)满足以下(1)式或以下(2)式，
在V1＜V0的条件下，Wt＜W1(1)，
在V1＞V0的条件下，Wt＞W1(2)。
(2)从所述改变时刻Tc到经过时间t为止期间，使冷却水吹附量W从所述冷却水吹附量Wt起以后续n个阶段(其中，n为自然数且在1以上)改变，从冷却水吹附量Wt的阶段起第i－1个阶段(其中，i为1至n的自然数)的吹附量Wt(i－1)和第i个阶段的吹附量Wt(i)满足以下(3)式或以下(4)式，
在V1＜V0的条件下，Wt≤Wt(i－1)＜Wt(i)＜W1(3)，
在V1＞V0的条件下，Wt≥Wt(i－1)＞Wt(i)＞W1(4)，
在上述(3)及(4)式中，W(0)为Wt。
发明的效果
根据本发明，即使在改变铸坯的拔出速度的情况下，也不需要花费工夫而能够防止凝固完成位置从规定的目标位置大幅波动。由此，能够有效地实施凝固末期轻下压方法，抑制铸坯中心部的空隙的形成和浓缩钢液的流动，能够有效地抑制铸坯的中心偏析。
附图说明
图1是表示连续铸造机的图。
图2是表示构成图1所示的连续铸造机的轻下压带的辊组件的图。
图3是表示与图2所示的辊组件的铸造方向正交的剖面的图。
图4是表示铸坯的拔出速度V(m/分)与冷却水吹附量W(kg/吨－铸坯)的关系的一个例子的曲线图。
图5是表示拔出速度V从速度V0下降到速度V1(＜V0)时适用现有的技术的情况下的V、W和从铸模的出口到凝固完成位置的沿着铸造方向的铸坯的长度Lf(m)的经时变化的一个例子的曲线图。
图6是表示拔出速度V从V0下降到V1(＜V0)时适用本发明的情况下的V、W及Lf的经时变化的一个例子的曲线图。
图7是表示拔出速度V从V0上升到V1(＞V0)时适用现有的技术的情况下的V、W及Lf的经时变化的一个例子的曲线图。
图8是表示拔出速度V从V0上升到V1(＞V0)时适用本发明的情况下的V、W及Lf的经时变化的一个例子的曲线图。
图9是表示拔出速度V从V0下降到V1(＜V0)时适用本发明的变形例的情况下的V及W的经时变化的一个例子的曲线图。
具体实施方式
本发明在钢的连续铸造方法中改变铸坯的拔出速度V时，对向铸坯吹附的冷却水的量(冷却水吹附量)W进行调节。本发明尤其着眼于通过将从拔出速度V的改变时刻Tc开始到经过将从铸模的出口到凝固完成位置的目标位置的铸坯的目标长度Lt除以拔出速度V的改变前的速度V0而得到的时间t期间的冷却水吹附量W进行调节，来使从铸模的出口到凝固完成位置的铸坯的长度Lf成为目标长度Lt。
作为抑制铸坯的中心偏析的方法，包括凝固末期轻下压方法，在该方法中，以与凝固收缩量相当的程度的下压量逐渐下压凝固完成位置附近的铸坯的特定部位，抑制铸坯中心部的空隙的形成和浓缩钢液的流动。在实施凝固末期轻下压方法的情况下，优选铸坯的凝固完成位置一定，即使在改变拔出速度V的情况下，也能够使所述长度Lf为所述目标长度Lt。首先，参照表示连续铸造机的图1对实施凝固末期轻下压方法的钢的连续铸造工程进行说明。
板坯连续铸造机1具有铸模5、在该铸模5的上方设置的浇注盘2、在所述铸模5的下方排列配置为多个的铸坯支撑辊6。虽然省略了图示，但在浇注盘2的上方，设有收纳钢液的浇包，从该浇包的底部向浇注盘2注入钢液9。在浇注盘2的底部设有安装有滑动水口3的浸入式水口4，在浇注盘2内滞留有规定量的钢液9的状态下钢液9经由浸入式水口4注入铸模5。在铸模5形成有冷却水路，使冷却水通过该冷却水路。由此，钢液9从铸模5的内表面吸热而凝固，形成凝固壳11，拔出该凝固壳11，形成在内部具有由钢液9构成的未凝固层12的铸坯10。
在铸造方向上相邻的铸坯支撑辊6的间隙，配置有喷雾嘴(未图示)的二次冷却带30从铸模5的正下方沿着铸造方向设置有多个。铸坯10一边被拔出一边被从二次冷却带30的喷雾嘴喷雾而出的冷却水冷却。铸坯10被铸坯支撑辊6输送，在通过多个二次冷却带30期间，凝固壳11被适当地冷却，未凝固层12的凝固进行，铸坯10的凝固完成。需要说明的是，在图1中，从铸模5的出口到铸坯10的凝固完成的凝固完成位置13的沿着铸造方向的铸坯的长度以附图标记Lf表示。另外，在图1中，设有三条二次冷却带30，但也可以在铸造方向上比铸模5的出口位于下游侧的位置设置三条以上的二次冷却带30。
隔着铸坯10的凝固完成位置13在铸造方向的上游侧和下游侧设有由多对铸坯支撑辊组构成的轻下压带14，多对铸坯支撑辊组设定为隔着铸坯10相对的铸坯支撑辊6的间隔(将该间隔称为“辊开度”)朝向铸造方向下游侧逐渐变窄，即，设定有下压斜率(以朝向铸造方向下游逐渐变窄的方式设定辊开度的状态)。对于轻下压带14，能够在其整个区域或一部分选择的区域对铸坯10进行轻下压。在轻下压带14的各铸坯支撑辊6之间配置有用于对铸坯10进行冷却的喷雾嘴。配置于轻下压带14的铸坯支撑辊6也被称为下压辊。需要说明的是，在图1所示的板坯连续铸造机1中，轻下压带14构成为以三对铸坯支撑辊6为一组的辊组件在铸造方向上配置有三组，但对于构成轻下压带14的辊组件的组数没有特别的限制。
在图2和图3表示的是构成轻下压带14的辊组件。图2和图3表示在一个辊组件15中配置五对铸坯支撑辊6作为下压辊的例子，图2是从连续铸造机的侧方观察到的图，图3是表示与铸造方向正交的剖面的图。辊组件15由经由辊轴承座21保持五对铸坯支撑辊6的一对框架16和框架16’构成，配置有贯穿框架16和框架16’的共计四根(上游侧两侧和下游侧两侧)连结杆17。通过以马达20驱动在该连结杆17上设置的螺旋千斤顶19，进行框架16与框架16’之间的间隔的调整，也就是说，进行辊组件15中的下压斜率的调整。在这种情况下，一并地对在辊组件15中配置的五对铸坯支撑辊6的辊开度进行调节。
在铸造中，螺旋千斤顶19被具有未凝固层的铸坯10的钢液静压自锁，并且克服铸坯10的膨胀力，在不存在铸坯10的条件下，也就是说，在设置于辊组件15的铸坯支撑辊6上未作用有来自铸坯10的负荷的条件下，进行下压斜率的调节。基于螺旋千斤顶19的框架16’的移动量能够通过螺旋千斤顶19的转数测定、控制，由此可知辊组件15+的下压斜率。
另外，在连结杆17，在框架16’与螺旋千斤顶19之间设有盘簧18。盘簧18并不是由一个盘簧构成，而使由多个盘簧重叠构成(重叠越多的盘簧刚性越高)。该盘簧18在盘簧18上没有作用某一规定的荷重以上的负荷荷载的情况下不收缩而呈现一定的厚度，但在作用有某一规定的负荷荷载的情况下开始收缩，在超过某一规定的符合荷载载之后与负荷荷载成比例地收缩。
例如，在铸坯10在辊组件15的范围内凝固完成的情况下，通过下压凝固完成的铸坯10而使辊组件15承受过大的荷载，在承受这样过大的荷载的情况下，盘簧18收缩而使框架16’敞开，也就是说，辊开度扩大，在辊组件15上不再作用有过大的荷载。此外，下面侧的框架16构成为固定于连续铸造机的底座而不在铸造中移动。虽然没有图示，但在轻下压带14之外配置的铸坯支撑辊6也成为辊组件构造。
由于轻下压带14是这样的辊组件构造，因此一并对在各个辊组件上配置的多对铸坯支撑辊6的辊开度进行调节。在这种情况下，基于螺旋千斤顶的上框架(相当于框架16’)的移动量能够通过螺旋千斤顶的转数测定、控制，由此可知各个辊组件的下压斜率。
在铸造方向上的比轻下压带14位于下游的位置设置有用于输送通过该轻下压带14之后的铸坯10的多个输送辊7。在该输送辊7的上方，配置有用于切断铸坯10的铸坯切断机8。凝固完成后的铸坯10被铸坯切断机8切断为规定的长度的铸坯10a。
在轻下压带14，希望至少在从温度达到与铸坯厚度中心部的固相率为0.1相当的温度的时刻起到温度达到与铸坯厚度中心部的固相率为流动极限固相率相当的温度的时刻为止对铸坯10进行下压。在流动极限固相率达到0.7至0.8，铸坯厚度中心部的固相率达到0.7至0.8之前进行下压。在铸坯厚度中心部的固相率超过流动极限固相率之后，未凝固层12不移动，因此没有进行轻下压的意义。但是，虽然不能得到轻下压的效果，但是在超过流动极限固相率之后仍然进行轻下压也无妨。另外，在铸坯厚度中心部的固相率超过0.1之后再开始进行轻下压，存在在此之前产生浓缩钢液流动的可能，由此产生中心偏析，不能充分地得到减轻中心偏析的效果。因此，在铸坯厚度中心部的固相率达到0.1之前就开始进行轻下压。
这样，在凝固末期轻下压方法中，在连续铸造中需要一直对铸坯的特定部位(至少从固相率为0.1的位置到固相率达到流动极限固相率的位置的部位)进行下压。因此，希望在连续铸造中凝固完成位置13不发生变化。然而，在实际的钢的连续铸造中，存在需要改变拔出速度V的情况，如果改变拔出速度V，则存在凝固完成位置13发生变动的可能。在更换配置在连续铸造机的浇注盘的上方的浇包时(所谓的连铸时的浇包更换)、检测铸模的温度异常时等存在降低铸坯的拔出速度V的情况，在更换作业结束或问题解决后，使拔出速度V再次上升为目标速度。
因此，首先，即使在上述操作条件改变的情况下，将能够对冷却水吹附量进行调节以使得所述特定部位全部进入轻下压带14的凝固完成位置13确定为目标位置。接着，在使拔出速度V为初始的速度V0(m/分)的情况下，向铸坯10吹附以凝固完成位置13为目标位置的冷却水吹附量W0(kg/吨－铸坯)的冷却水，在将拔出速度V从速度V0改变为速度V1(m/分)的情况下，向铸坯10吹附以凝固完成位置13为所述目标位置的冷却水吹附量W1(kg/吨－铸坯)的冷却水。由此，能够使凝固完成位置13接近目标位置。在这里，冷却水吹附量以将由kg/单位时间规定的向二次冷却带全体吹附的水量除以由吨－铸坯/单位时间规定的拔出速度的值表示。
冷却水吹附量W0和W1能够基于此前的操作，根据拔出速度V(m/分)与冷却水吹附量W(kg/吨－铸坯)的关系而求得。表示所述关系的一个例子的曲线图如图4所示。在该曲线图中表示的是表示拔出速度V与以凝固完成位置13为目标位置的冷却水吹附量W的关系的标定曲线。根据此前的操作，能够求出铸造特定的钢种和尺寸的铸坯10的情况下的拔出速度V与冷却水吹附量W的关系，能够预先生成表示该关系的标定曲线。根据标定曲线能够求出与速度V0对应的冷却水吹附量W0，求出与速度V1对应的冷却水吹附量W1。
如图4所示，在拔出速度V大时，以凝固完成位置13为目标位置的冷却水吹附量W处于变大的倾向。在铸坯10的部位凝固之前存在吹附有冷却水的可能性的范围是铸模5的出口到凝固完成位置13的目标位置，如果拔出速度V大，则从铸模5拔出之后的铸坯10的部位到达凝固完成位置13为止的时间变短。因此，如果增大拔出速度V，则为了在短时间内对铸坯10的部位进行冷却，需要增大冷却水吹附量W(强冷却)。在图4的情况下，速度V1小于速度V0，与速度V1对应的冷却水吹附量W1比冷却水吹附量W0小。需要说明的是，在图1所示的凝固完成位置13为目标位置的情况下，铸坯的长度Lf与铸坯10的部位从铸模5的出口到达所述目标位置位置的距离相当。
以达到冷却水吹附量W0(kg/吨－铸坯)的方式向铸坯吹附冷却水并且以速度V0将铸坯拔出。接着，将铸坯的拔出速度V从速度V0改变为速度V1，以达到冷却水吹附量W1(kg/吨－铸坯)的方式向铸坯吹附冷却水并且以速度V1将铸坯拔出。在速度V1比速度V0小的情况下的拔出速度V、冷却水吹附量W及铸坯的长度Lf的经时变化的一个例子如图5所示。图5(a)表示拔出速度V及冷却水吹附量W的经时变化，图5(b)表示长度Lf的经时变化。图5所示的冷却水吹附量W及长度Lf的经时变化是适用现有技术的钢的连续铸造的情况。
如图5(a)所示，在拔出速度V为速度V0的情况下，冷却水吹附量W为吹附量W0，在拔出速度V为速度V1的情况下，冷却水吹附量W为吹附量W1。通过改变铸坯支撑辊6的旋转速度，能够使拔出速度V从速度V0减小到速度V1。然而，在拔出速度V的改变时刻Tc瞬间，不能改变铸坯支撑辊6的旋转速度，从改变时刻Tc开始经过某一程度的时间，拔出速度V从速度V0达到速度V1。另外，在改变时刻Tc瞬间也不能改变向铸坯吹附冷却水的喷雾嘴的开口量，从改变时刻Tc开始经过某一程度的时间，冷却水吹附量W从吹附量W0达到吹附量W1。
在拔出速度V为速度V0的情况下，冷却水吹附量W为吹附量W0，在拔出速度V为速度V1的情况下，冷却水吹附量W为吹附量W1。由此，期待能够使使铸坯的长度Lf为从铸模的出口起到凝固完成位置13的目标位置位置的沿着铸造方向的铸坯的目标长度Lt。该期待基于在使拔出速度V为速度V0(m/分)的情况下，向铸坯10吹附冷却水以使得达到以凝固完成位置13为目标位置的冷却水吹附量W0(kg/吨－铸坯)，在以拔出速度V为速度V1(m/分)的情况下，向铸坯10吹附冷却水以使得达到以凝固完成位置13为所述目标位置的冷却水吹附量W1(kg/吨－铸坯)。
如上述所期待的那样，本发明发明人在实际的操作中通过专利文献2所记载的使用电磁超声波传感器的方法等对凝固完成位置13进行测定，确认如图5(b)所示，在从拔出速度V的改变时刻Tc开始经过片刻，产生在目标长度Lt即长度Lf急剧减小后再次回到目标长度Lt的现象，即，长度Lf存在振幅ΔL。本发明发明人对产生该现象的理由进行研究，发现以速度V0拔出的状态的铸坯10的铸模5的出口附近的部位被吹附冷却水，以使得冷却水吹附量W达到吹附量W0(强冷却)，然后即使再以达到吹附量W1的方式吹附冷却水而对铸坯10进行弱冷却，由于该部位已经被强冷却，因此未凝固层12比想象中的要更早凝固。
于是，本发明的发明人认为从将拔出速度V从速度V0改变为速度V1的改变时刻Tc开始，已经被强冷却的铸模5的出口附近的铸坯10的部位以速度V0移动与目标长度Lt相应的量的时间t(＝目标长度Lt/速度V0)期间，以冷却水吹附量W为比吹附量W1更小的吹附量Wt的方式对铸坯10进行冷却(极弱冷却)，可以使从改变时刻Tc开始的长度Lf的缩小量更小，而得到本发明。
在使拔出速度V从速度V0下降到速度V1(＜V0)时应用本发明的情况下的拔出速度V、冷却水吹附量W及长度Lf的经时变化的一个例子如图6所示。如前所述，图6是从改变时刻Tc起经过时间t期间，使冷却水吹附量W为比吹附量W1更小的吹附量Wt的情况下的长度Lf等的经时变化的曲线图。对于与图5所示的曲线图相同的内容，标注相同的附图标记而省略说明。如图6(b)所示，与图5(b)的情况相比，从改变时刻Tc开始的长度Lf的缩小量变得更小，即使在改变时刻Tc附近，长度Lf也成为接近目标长度Lt的值。
对将拔出速度V从速度V0提高到速度V1(＞V0)的情况下的本发明中的冷却水吹附量W和长度Lf的经时变化进行说明。首先，将拔出速度V改变为比初始的速度V0大的速度V1，以速度V1将铸坯拔出的情况下的拔出速度V、冷却水吹附量W及铸坯的长度Lf的经时变化的现有技术的一个例子如图7所示。在图7(a)中表示的是拔出速度V和冷却水吹附量W的经时变化，在图7(b)中表示的是长度Lf的经时变化。使冷却水吹附量W为吹附量W0，在改变时刻Tc，改变为与速度V1对应的吹附量W1(＞吹附量W0)，向铸坯吹附冷却水。吹附量W1例如能够根据图4所示的曲线图，通过求出与速度V1对应的冷却水吹附量W而求出。
在将拔出速度V改变为速度V1的情况下，如图7(b)所示，从改变时刻Tc开始经过片刻，产生在目标长度Lt即长度Lf急剧变大后再次回到目标长度Lt的现象。认为该现象是由于，在以速度V0拔出的铸坯10的铸模5的出口附近的部位以冷却水吹附量W达到吹附量W0的方式被吹附冷却水(弱冷却)，然后再以达到吹附量W1的方式吹附冷却水，虽然被强冷却，但是该部位已经被弱冷却，因此未凝固层12的凝固比想象中的要慢。
于是，在本发明中，在从改变时刻Tc经过时间t期间，通过使冷却水吹附量W成为比吹附量W1更大的吹附量Wt，使长度Lf成为接近目标长度Lt的值。在适用本发明的情况下的钢的连续铸造方法中的、将拔出速度V从速度V0提高到速度V1(＞V0)时的拔出速度V、冷却水吹附量W及长度Lf的经时变化的一个例子如图8所示。在图8中，对于与图7所示的曲线图相同的内容，标注相同的附图标记而省略说明。如图8(b)所示，与图7(b)的情况相比，从改变时刻Tc开始的长度Lf的延长量变得更小，即使在改变时刻Tc附近，长度Lf也成为接近目标长度Lt的值。
即，在本发明中，从改变时刻Tc开始到时间t期间，吹附到铸坯10的冷却水量即冷却水吹附量Wt(kg/吨－铸坯)满足以下(1)式或以下(2)式，
在V1＜V0的条件下，Wt＜W1(1)，
在V1＞V0的条件下，Wt＞W1(2)。
需要说明的是，吹附量Wt的最佳值优选预先通过实验求出，以使从改变时刻Tc开始波动的长度Lf达到目标长度Lt。在图6的情况(V0＞V1)下，优选吹附量Wt的最佳值比吹附量W1小，吹附量Wt在最佳值以上且在最佳值的1.2倍以下，在图8的情况(V0＜V1)下，优选吹附量Wt的最佳值比吹附量W1大，吹附量Wt在最佳值以下且在最佳值的0.8以上。
另外，在从将拔出速度V从速度V0改变为速度V1的时刻(改变时刻Tc)起经过时间t期间，可以使冷却水吹附量W从吹附量Wt的阶段以后续n个阶段(其中，n为1以上的自然数)改变。将从吹附量Wt开始第i阶段(其中，i为1至n的自然数)的吹附量表示为Wt(i)，将第i－1阶段的吹附量表示为Wt(i－1)，Wt(i)及Wt(i－1)满足以下(3)式或以下(4)式。
在V1＜V0的条件下，Wt≤Wt(i－1)＜Wt(i)＜W1(3)，
在V1＞V0的条件下，Wt≥Wt(i－1)＞Wt(i)＞W1(4)，
通过使冷却水吹附量W从吹附量Wt逐渐上升或下降，能够使长度Lf接近目标长度Lt，即，使长度Lf的振幅ΔL更小。如前所述，如果满足上述(1)及(2)式，则能够使长度Lf接近目标长度Lt。然而，在从改变时刻Tc开始至经过时间t期间中的后半段，如果使冷却水吹附量W为吹附量Wt，则存在铸坯10被过度地弱冷却(图6)或强冷却(图8)的可能，其结果是，在时间t期间，存在长度Lf超出目标长度Lt的隐患(参照图6(b)和图8(b))。于是，通过使冷却水吹附量W从吹附量Wt开始阶段性地接近W1能够抑制铸坯被过度地弱冷却或强冷却的可能性，能够防止长度Lf的过冲或者即使过冲也能够抑制该过冲量。由此，能够进一步减小振幅ΔL。
例如，在使拔出速度V从V0下降到V1(＜V0)的情况下，使冷却水吹附量W从吹附量Wt的阶段以后续两个阶段改变的情况下的拔出速度V及冷却水吹附量W的经时变化如图9所示。在图9(a)中，表示的是拔出速度V和冷却水吹附量W的经时变化，在图9(b)中表示的是长度Lf的经时变化。使冷却水吹附量W从吹附量Wt上升到比吹附量Wt大的Wt(1)，接着上升到更大的Wt(2)，来使冷却水吹附量W从吹附量Wt逐渐提高。由此，如图9(b)所示，能够防止长度Lf的过冲。需要说明的是，在上述(3)和(4)式中，在i为1的情况下，即，在改变1个阶段的情况下，i－1为0，改变前的吹附量W(0)为吹附量Wt。
此外，在本实施方式中，作为指定目标长度Lt的情况下的钢的连续铸造操作，记载了实施凝固末期轻下压方法的操作，但在实施本发明时，不需要一定实施凝固末期轻下压方法。在实施凝固末期轻下压方法的操作中，将特定部位全部能够进入轻下压带14的凝固完成位置确定为目标位置，但不限于凝固末期轻下压方法的实施，目标位置可以根据连续铸造机设备上的制约而确定。
在本发明中，提前求出成为目标长度Lt的冷却水吹附量Wt，能够防止凝固完成位置从规定的目标位置大幅波动。由此，能够有效地实施凝固末期轻下压方法，抑制铸坯中心部的空隙的形成和浓缩钢液的流动，有效地抑制铸坯的中心偏析。
实施例
进行数次使用图1所示的板坯连续铸造机1来制造低碳铝镇静钢的铸坯的连续铸造。在所有的连续铸造中，确定铸模5的尺寸，以使铸坯10的宽度为2100mm、厚度为250mm。为了从温度达到与铸坯厚度中心部的固相率为0.02相当的温度的时刻到温度达到与铸坯厚度中心部的固相率为0.8相当的温度的时刻对铸坯10进行下压，配置轻下压带14。将从铸模5的出口到凝固完成位置13的沿着铸造方向的铸坯10的长度Lf设定为28m(＝目标长度Lt)。需要说明的是，固相率通过包括在实施例中使用的钢的组成的合金状态图的液相线与固相线的杠杆定律求出。
在所有的连续铸造中，将铸坯的拔出速度V从速度V0改变为速度V1，将冷却水吹附量W从吹附量W0改变为吹附量W1，从改变时刻Tc开始至经过将铸坯的目标长度Lt除以拔出速度V0而得到的时间t期间，使冷却水吹附量W为吹附量Wt。该吹附量Wt通过实验预先求出，满足前述(1)或(2)式(本发明例)。并且，在本发明例的几个连续铸造中，使冷却水吹附量W从Wt的阶段以最大2个阶段改变。
并且，将铸坯的拔出速度V从速度V0改变为速度V1，将冷却水吹附量W从吹附量W0改变为吹附量W1，但从改变时刻Tc开始经过时间t期间，不适用吹附量Wt，或者即使进行改变，也以不满足前述(1)及(2)式的方式进行数次制造低碳铝镇静钢的铸坯的连续铸造(比较例)。
在本发明例及比较例中，测定从改变时刻Tc开始经过1/2×t的时间的时刻的凝固完成位置13的部位的中心偏析度和从改变时刻Tc经过时间t的长度Lf。长度Lf通过使用专利文献2所记载的使用电磁超声波传感器的方法检测凝固完成位置13而测定。长度Lf在从改变时刻Tc起经过片刻的时间发生波动。计算出长度Lf波动时的最大与最小长度Lf的差作为长度Lfの振幅ΔL。
通过以下工序测定中心偏析度。中心偏析度越接近1.0表示中心偏析越少的良好的铸坯。
(1)切下从改变时刻Tc开始经过时间1/2×t的时刻的凝固完成位置13的部位的铸坯。
(2)在该铸坯的与拔出方向正交的截面，对沿着铸坯的厚度方向按照每1mm厚度切片的试样的碳浓度进行分析。
(3)以铸坯的厚度方向上的碳浓度的最大值为Cmax，以对铸造中从浇注盘内取样的钢液进行分析的碳浓度为C0，以Cmax/C0为中心偏析度。
在本发明例和比较例中，速度V0和冷却水吹附量W0(kg/吨－铸坯)等操作条件、长度Lfの振幅ΔL和中心偏析度如表1所示(No.1～18)。
表1
在表1的备注中记载了本发明例与比较例的区别。在比较例No.14和15中，不适用吹附量Wt，“吹附量Wt的改变阶段数”“t”和“Wt”为“－”。并且，在吹附量Wt的改变阶段数为0的情况下，不存在Wt(n)的值。在不存在Wt(n)的值的连续铸造No.中“Wt(1)”和“W(2)”为“－”。需要说明的是，在实施凝固末期轻下压方法的情况下，在正常状态的铸坯的部位，Cmax/C0为1.03左右。
在本发明例中，长度Lf的振幅ΔL越小，长度Lf越接近目标长度Lt。通过利用轻下压带14来下压铸坯的特定部位，能够有效地减轻中心偏析。由此，在本发明例中，与比较例相比能够使中心偏析度接近1.0。另外，在时间t期间，在使吹附量W阶段性地改变的No.5～13中，振幅ΔL处于被抑制得比No.1～4的情况下小的倾向。
根据本发明，即使在改变拔出速度V的情况下，也能够使凝固完成位置一直处于规定的目标位置。并且，根据本发明，通过有效地实施凝固末期轻下压方法，能够抑制铸坯中心部处的空隙的形成和浓缩钢液的流动，有效地抑制铸坯的中心偏析。
附图标记说明
1板坯连续铸造机；2浇注盘；3滑动水口；4浸入式水口；5铸模；6铸坯支撑辊；7输送辊；8铸坯切断机；9钢液；10铸坯；10a铸坯(切断后)；11凝固壳；12未凝固层；13凝固完成位置；14轻下压带；15辊组件；16框架；16’框架；17连结杆；18盘簧；19螺旋千斤顶；20马达；21辊轴承座；30二次冷却带。

Claims (2)

1.一种钢的连续铸造方法，向冷却的连续铸造用铸模注入钢液，并且使所述钢液凝固而形成铸坯，将该铸坯从所述铸模拔出，向所述铸坯吹附冷却水，
该钢的连续铸造方法的特征在于，
预先求出使所述铸坯的拔出速度V为速度V0(m/分)的条件下的、以所述铸坯内的钢液的凝固完成的凝固完成位置为规定的目标位置的冷却水吹附量W0(kg/吨－铸坯)，并且预先求出使所述拔出速度V为与速度V0不同的速度V1(m/分)的条件下的、以所述凝固完成位置为所述目标位置的冷却水吹附量W1(kg/吨－铸坯)，
以冷却水吹附量W达到所述冷却水吹附量W0的方式向铸坯吹附冷却水，并且以所述速度V0将所述铸坯拔出，接着，将铸坯的拔出速度V从所述速度V0改变为所述速度V1，以冷却水吹附量W达到所述冷却水吹附量W1的方式向铸坯吹附冷却水，并且以所述速度V1将所述铸坯拔出，
从所述拔出速度V的改变时刻Tc开始，到经过将从所述铸模的出口到所述目标位置的沿着铸造方向的铸坯的目标长度Lt除以所述拔出速度V0而得到的时间t(分)为止期间的、向所述铸坯吹附的冷却水吹附量W即冷却水吹附量Wt(kg/吨－铸坯)满足以下(1)式或以下(2)式，
在V1＜V0的条件下，Wt＜W1 (1)，
在V1＞V0的条件下，Wt＞W1 (2)。
2.根据权利要求1所述的钢的连续铸造方法，其特征在于，
从所述改变时刻Tc到经过时间t为止期间，使冷却水吹附量W从所述冷却水吹附量Wt起以后续n个阶段(其中，n为自然数且在1以上)改变，从冷却水吹附量Wt的阶段起第i－1个阶段(其中，i为1至n的自然数)的吹附量Wt(i－1)和第i个阶段的吹附量Wt(i)满足以下(3)式或以下(4)式，
在V1＜V0的条件下，Wt≤Wt(i－1)＜Wt(i)＜W1 (3)，
在V1＞V0的条件下，Wt≥Wt(i－1)＞Wt(i)＞W1 (4)，
在上述(3)及(4)式中，W(0)为Wt。
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