CN111867751A - 钢的连续铸造方法及连续铸造用的压下辊 - Google Patents

Abstract

本发明的连续铸造方法，是将铸坯的中心固相率是0.8以上且包括完全凝固后的位置处的铸坯用压下辊压下的钢的连续铸造方法，在包含辊旋转轴的截面中的辊外周形状具有在包含铸坯的宽度方向中心位置的区域中向外侧突出的凸形状；在从上述宽度方向中心位置向辊宽度方向的两侧合计长度为0.80×W的凸形状规定范围中，上述凸形状是不具有角部的形状，上述宽度方向中心位置处的压下辊半径相对于上述凸形状规定范围的两端处的压下辊半径大0.005×t以上。

Description

钢的连续铸造方法及连续铸造用的压下辊

技术领域

本发明涉及钢的连续铸造方法及连续铸造用的压下辊。

本申请基于2018年3月8日在日本提出的专利申请特愿2018－041620号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

在根据连续铸造方法铸造板坯或钢坯等的铸坯的情况下，有发生磷及锰等的成分在铸坯的中心部偏析的所谓中心偏析的情况。此外，在铸坯中心部发生被称作中央气孔(center porosity)的空孔。

在连续铸造中的凝固末期，随着钢凝固时的凝固收缩，在铸坯内的规定体积中所占的钢量不足。在未凝固熔钢能够流动的铸坯部位，未凝固熔钢朝向最终凝固部的凝固完成点流动，固液界面的杂质浓化熔钢集聚在最终凝固部，它成为中心偏析的原因。此外，在未凝固熔钢不能流动的位置(铸坯中心固相率为0.8以上)，在铸坯中心部发生空隙，成为中央气孔的原因。

为了减轻中心偏析，在厚度中心是固液共存区域且未凝固熔钢能够流动的区域中，通过以相应于熔钢的凝固收缩量的量将凝固壳压下来抑制最终凝固部附近的熔钢流动是有效的。此外，为了减轻中央气孔，将未凝固熔钢不能流动的凝固完成位置附近或完全凝固后的铸坯压下而将中央气孔压紧是有效的。基于这样的考虑方式，使用在连续铸造末期的凝固完成前后通过支撑辊将铸坯压下的轻压下技术。

当在连续铸造中凝固完成的前后要将铸坯压下时，由于铸坯的两短边侧已经凝固完成，温度也下降，所以伴随着压下的变形阻力较大，有不能得到规定的压下量的情况。所以，开发了以下的技术：不是使用辊的直径在辊宽度方向上为一定的辊(以下称作“平辊”)，而是使用与铸坯宽度中央部对应的部分的辊直径较大、与铸坯宽度两侧对应的部分的辊直径比宽度中央部小的形状的辊(以下称作“凸型辊”)，不将铸坯的凝固完成的两短边侧压下而仅将铸坯宽度中央部压下。

在专利文献1中记载有：通过使用凸平面的宽度200mm－240mm的凸型冠形(平面)辊，对未凝固状态的铸坯施加压下，通过每1段施以0.5mm－10.0mm的压下，能够减轻中心偏析的发生。但是，在该发明中，以在铸坯内部残留有未凝固部为前提，有被要求的设备要件过少的趋向。此外，由于主要着眼于通过凝固收缩进行的中心部气室补偿，所以有向铸坯中心部的压下施加没有被充分地优化的问题。

进而，如果将未凝固区域中的轻压下的压下量增大，则有内部破裂的问题及逆V偏析发生的问题，所以不得不使轻压下量较小，成为对于中央气孔的减少而言不充分的结果。

在专利文献2中，作为使中央气孔减少的辊压下方法，公开了在铸坯完全凝固后在其切断前、将该铸坯的表面温度是700℃以上1000℃以下且该铸坯的内部中心与表面的温度差为250℃以上的区域用旋转的上下辊夹住而压下的连续铸造方法。在压下部位，相对于表层侧，内部侧由于为高温，所以相对变软，能够使施加在铸坯的表面的压下力传递到铸坯的内部。作为压下辊而使用的凸型辊在宽度方向的中央具有水平部，在水平部的两侧具有压下用突出区域，该压下用突出区域具备与水平部连接的倾斜部。优选的是水平部的宽度(压下宽度)为铸坯宽度的40％以下。优选的是压下量为铸坯的厚度的2％以上。

在专利文献3中，公开了作为压下辊而设置至少1个冠形辊、将铸坯的中央部及其附近压下的连续铸造方法。在铸坯的凝固壳的生成比例相当于75％以上的区域内用冠形辊将铸坯压下，被压下的内部的未凝固部分的浓化熔钢被向上部推起而排除。冠形的形状设为只要是能够将铸坯宽度方向中心部及其附近压下的形状即可，在附图中记载了辊宽度方向中心部向外侧隆起的形状的压下辊。每1段压下量设为最大3mm。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003－94154号公报

专利文献2：日本特开2009－279652号公报

专利文献3：日本特开昭60－162560号公报

发明内容

发明要解决的课题

在将连续铸造中的铸坯压下的情况下，特别在将凝固完成后的铸坯压下的情况下，不是使用平辊而是使用凸型辊作为压下辊，从而不进行铸坯宽度两端部的压下阻力较大的部分的压下。因此，能够减轻用来实现压下的压下辊的压下力。但是，即使使用以往的凸型辊，如果进行足以实现中央气孔低减的压下，需要压下力则过大，对于确保压下力需要大规模的设备增强。此外，作为使用凸型辊进行压下的结果，在连续铸造后的铸坯上在表面形成凹陷，有该凹陷部为原因而在后工序的热轧中成为缺陷的原因的情况。

本发明的目的是提供一种能够不进行大规模的设备增强而减少连续铸造铸坯的中央气孔、并且同时能够减轻后续工序的热轧中的缺陷发生的钢的连续铸造方法及连续铸造用的压下辊。

用来解决课题的手段

即，本发明的主旨如以下所述。

(1)有关本发明的第1方式的钢的连续铸造方法，是在连续铸造中将铸坯的中心固相率是0.8以上且包括完全凝固后的位置处的上述铸坯用至少1对压下辊压下的钢的连续铸造方法，设铸造的铸坯宽度为W(mm)，铸坯厚度为t(mm)，关于上述1对压下辊中的至少一方，包含辊旋转轴的截面中的辊外周形状具有在包含上述铸坯的宽度方向中心位置的区域中向外侧突出的凸形状；上述凸形状在从上述宽度方向中心位置向辊宽度方向的两侧合计为长度0.80×W的凸形状规定范围中，是向外侧凸且不具有角部的曲线形状，和向外侧凸的曲线与长度为0.25×W以内的直线的组合且不具有角部的形状中的任一种；上述宽度方向中心位置处的压下辊半径相对于上述凸形状规定范围的两端处的压下辊半径大0.005×t以上。

(2)在上述(1)中，由上述压下辊压下的铸造方向的铸坯位置也可以是完全凝固后的位置。

(3)在上述(1)或(2)中，由上述1对压下辊进行的上述铸坯的压下量也可以在上述宽度方向中心位置处是0.005×t以上且15mm以下。

(4)有关本发明的第2方式的连续铸造用的压下辊，是在连续铸造中用来将铸坯宽度：W(mm)、铸坯厚度：t(mm)的铸坯压下的连续铸造用的压下辊，包含辊旋转轴的截面中的辊外周形状具有在包含上述铸坯的宽度方向中心位置的区域中向外侧突出的凸形状；上述凸形状在从上述宽度方向中心位置向辊宽度方向的两侧为距离0.80×W的凸形状规定范围中，是向外侧凸且不具有角部的曲线形状，和向外侧凸的曲线与长度为0.25×W以内的直线的组合且不具有角部的形状中的任一种；上述宽度方向中心位置处的压下辊半径相对于上述凸形状规定范围的两端处的压下辊半径大0.005×t以上。

(5)在上述(4)中，上述辊外周形状在宽度方向两端部具有与上述辊旋转轴平行的直线；也可以是，具有与上述直线平滑地连接的向外侧凹的曲线。

发明效果

在将连续铸造中的完全凝固后的铸坯压下时，通过使用本发明的凸弧形辊作为压下辊，能够以较少的压下量进行充分的压下而减轻中央气孔，并且能够减轻起因于铸坯压下形状的热轧中的缺陷。

附图说明

图1是表示用有关第1实施方式的压下辊将铸坯压下的状况的剖视图。

图2是有关第1实施方式的压下辊的部分剖视图。

图3是有关第1实施方式的压下辊的详细部分剖视图。

图4是以往的压下辊的剖视图。

图5是表示第1实施方式的图，是表示通过有限要素法的变形解析求出的铸坯表面压下量的宽度方向分布的图。

图6是表示第1实施方式的图，是表示通过有限要素法的变形解析求出的铸坯的厚度中心的标准化等效塑性应变的宽度方向分布的图。

图7是有关第2实施方式的压下辊的详细部分剖视图。

图8是表示第2实施方式的图，是表示通过有限要素法的变形解析求出的铸坯的厚度中心的标准化等效塑性应变的宽度方向分布的图。

具体实施方式

基于图1～图8对第1实施方式及第2实施方式进行说明。

为了连续铸造作为用来制造条带用的钢制品的坯材的铸坯10，采用钢坯连续铸造或小钢坯(billet)连续铸造。在钢坯连续铸造中，被铸造的铸坯10的截面形状是长方形，例如铸造宽度500mm×厚度300mm的铸坯。在铸造这样的截面为长方形的铸坯10的情况下，在铸坯10的厚度中央部要完全凝固紧前的位置，铸坯10的未凝固部跨从铸坯宽度方向中心位置到宽度方向两侧合计为“铸坯宽度－铸坯厚度”的范围，中央气孔也在该区域中发生。因此，即使在作为中央气孔对策而使用凸型辊3将铸坯10压下的情况下，为了将上述中央气孔发生区域可靠地压下，以往如图4所示，使用在铸坯10(未图示)的宽度方向中心位置(以下，有称作宽度中心位置的情况)13具有水平部20的辊作为凸型辊3。在水平部20的宽度方向两侧设置倾斜部21，水平部20与倾斜部21的接合位置构成角部15。另外，所述的完全凝固，表示由固液的比例决定的固相率达到1.0、不存在液相的状态，是温度为固相线温度TS以下的状态。换言之，所述的完全凝固，是在C截面(与轧制方向垂直的截面)的任一点、温度都低于TS的状态。铸坯完全凝固，能够通过将铸坯的表面或内部的温度实测几个点、并将根据导热计算估算出的温度分布所计算出的推定固相率进行修正来确认。此外，在向铸坯打入铆钉、铆钉的成分扩散到残留的液相中的情况下，能够估算凝固壳的形状并且能够确认没有完全凝固，能够确认铆钉在保留原形的情况下是完全凝固。

本发明人着眼于，在将铸坯10压下的凸型辊3中，不是以往的图4所示那样的、形成水平部20－角部15－倾斜部21的辊，而是通过将作为凸型辊3的外周面与包含辊旋转轴12的截面交叉的部分的辊外周形状11做成图1至图3所示那样的向外侧凸且不具有角部的曲线形状，能够将铸坯10的中央气孔可靠地减轻并且减轻压下所需要的压下力、进而能够减轻后工序的热轧中的缺陷发生。以下，将具有水平部20－角部15－倾斜部21的凸型辊3称作“凸型盘辊5”，将构成向外侧凸且不具有角部的曲线形状的凸型辊3称作“凸弧形辊4”。另外，所述的“具有角部”，实质上是看作存在规定辊外周形状的函数的二阶微分值(函数的切线的斜率的变化率)比由半径10mm的圆弧定义的函数的二阶微分值大的部位。所述的“平滑地连接”，可以定义为具有规定辊外周形状的函数的二阶微分值为0的拐点、在拐点的前后二阶微分值连续。

首先，通过使用有限要素法的变形解析，求出当分别使用上述凸型盘辊5和凸弧形辊4用相同的压下力将连续铸造中的铸坯10压下时、铸坯表面和铸坯厚度中央部怎样变形的变形动态。连续铸造的铸坯10其宽度W为550mm，铸坯10的纵横比(宽度/厚度)是1.3。凸型盘辊5如图4所示，在宽度中央具备具有0.4×W的宽度的水平部20，在水平部20的两侧设有倾斜17°的倾斜部21。凸弧形辊4如图3所示，经过辊旋转轴12的截面中的辊外周形状11呈圆弧半径R₁为0.8×W的圆弧形状18。任一凸型辊3其宽度中心位置13的辊半径r_C都是0.8×W。凸型盘辊5在压下量10mm以内，仅在水平部20和倾斜部21与铸坯10接触。凸弧形辊4在压下量10mm以内，仅在圆弧形状18与铸坯10接触。如图1所示，在压下辊对(1对压下辊1、2)中，F侧(下侧)的压下辊2是平辊，在L侧(上侧)的压下辊1中使用各个凸型辊3。

作为进行压下的位置的铸坯内部的温度分布，设定了距完全凝固的位置为3分钟后(10m)的位置处的温度分布。最终凝固部的宽度方向范围是0.2×W的范围，该范围为中央气孔发生区域。铸坯表面温度是850℃，厚度中心部/宽度中心部的温度是1400℃。

对于凸型盘辊5和凸弧形辊4，分别以压下力为100吨重(980.665kN)来施加压下力，进行基于有限要素法的变形解析。作为变形解析的结果，对铸坯表面的压下量(mm)和铸坯10的厚度中心部的塑性应变(标准化等效塑性应变)进行了解析。关于铸坯宽度方向的尺寸，以宽度中央部为原点，进行标准化以使W/2成为1，用x表示。

所述的等效塑性应变，是根据单轴方向的塑性应变(ε₁ ^p，ε₂ ^p，ε₃ ^p)用(式1)的ε^B定义、将三维变形中的应变换算为单轴变形而进行标量量化。在此次的解析中，基于应变越大则由压下带来的内部变形量越多、气孔减少效果也变大的考虑。因此，通过按照解析模型的每个网格计算等效塑性应变、按照每个辊形状输出厚度中心部的变形量，由此来评价压下效率。进而，所述的标准化等效塑性应变，是关于等效塑性应变ε^B以使使用凸型盘辊压下时的宽度中心位置13的等效塑性应变的值成为1的方式进行标准化而得到。

ε^B＝√[(2/3){(ε₁ ^p)²+(ε₂ ^p)²+(ε₃ ^p)²}] (式1)

图5是表示通过有限要素法的变形解析求出的铸坯表面压下量的宽度方向分布的图。如图5所示，尽管施加了相同的压下力100吨重，但宽度中心位置13的表面压下量，凸型盘辊5为4mm左右，凸弧形辊4为9mm左右。另一方面，随着距离从宽度中心位置13远离，凸型盘辊5其压下量是一定，相对于此，凸弧形辊4其压下量减小，在距宽度中心位置13为距离x＝0.3附近，表面压下量相同，从比其靠外侧到x＝0.4，凸型盘辊5成为较大的表面压下量。凸型盘辊5、凸弧形辊4都实现了根据各个辊的外形形状的表面压下量。

图6是表示通过有限要素法的变形解析求出的、铸坯的厚度中心的标准化等效塑性应变的宽度方向分布的图。如图6所示，令人惊讶的是，跨宽度方向的全域，与凸型盘辊5相比，凸弧形辊4其标准化等效塑性应变的值为较大的值。关于宽度中心位置13，如预想的那样，由于使用了凸弧形辊4的情况下的表面压下量较大，所以使用了凸弧形辊4的情况下的厚度中心部处的标准化等效塑性应变也为较大的值。另一方面，在距宽度中心位置13超过距离x＝0.3的区域中，由于在表面压下量中，使用了凸型盘辊5的情况下较大，所以关于厚度中心部的标准化等效塑性应变，也预想为使用了凸型盘辊5的情况下较大，但在根据有限要素法的变形解析中，与预想相反，结果是在达到宽度方向端部之前、使用了凸弧形辊4的情况下的厚度中心部的标准化等效塑性应变更大。

根据以上的基于有限要素法的变形解析的结果得到启示：当在实际的连续铸造中通过使用凸型辊3的压下而实现中央气孔减少时，如果是相同的压下力，则作为压下辊1，与凸型盘辊5相比，使用凸弧形辊4时改善效果更大。

所以，在实际的连续铸造中，进行分别使用凸型盘辊5和凸弧形辊4作为连续铸造用的压下辊1时的铸坯10的中央气孔减少效果的比较。铸造的铸坯10的纵横比(宽度/厚度)是1.3。将铸坯10的宽度设为W(mm)。作为压下辊1，凸型盘辊5在宽度中央具备具有0.4×W的宽度的水平部20，在水平部20的两侧设有倾斜17°的倾斜部21。凸弧形辊4其在经过辊旋转轴12的截面中的辊外周形状11呈圆弧半径R₁为0.8×W的圆弧形状18。哪个凸型辊3其宽度中心位置13处的辊半径r_C都是0.8×W。此外，哪个凸型辊3其宽度两侧的平坦部分处的辊半径r_F都是0.65×W。在压下辊对的F侧的压下辊2中都使用平辊。

在连续铸造中，在距最终凝固位置为3分钟后位置(10m)，对压下辊施加100吨重的压下力，进行铸坯10的压下。对于铸造的铸坯10的表面形状和铸坯厚度中央部的中央气孔发生状况进行了评价。

在铸坯10的上表面侧，都形成有起因于凸型辊3的凸部的凹陷。如果将铸坯10的宽度两端部的厚度与宽度中央部的厚度比较，则由凸型盘辊5带来的凹陷量是约4mm，由凸弧形辊4带来的凹陷量是约9mm。凹陷形状都为根据凸型辊3的外形形状的形状。

关于铸坯10的中央气孔，以通过铸坯截面的比色检验而计算出的气孔面积率为指标，进行评价。结果，凸型盘辊的情况下得到了气孔面积率为3％的结果，凸弧形辊4的情况下得到了气孔面积率为0.3％的结果。通过使用凸弧形辊4带来的中央气孔改善效果是显而易见的。

如以上这样可知，当在连续铸造中由压下辊将铸坯10压下时，通过使用有关第1实施方式的凸弧形辊4作为压下辊，与在相同的压下力下使用凸型盘辊5的情况相比，中央气孔改善效果较好。此外还可知，在使中央气孔改善效果为相同程度的情况下，与凸型盘辊相比，使用凸弧形辊4能够在较小的压下力下得到相同的效果。

接着，对作为有关本实施方式的压下辊1的凸弧形辊4应具备的要件，以下以第1实施方式、第2实施方式的顺序进行说明。

在第1实施方式中，基于图1至图3进行说明。压下辊1其在经过辊旋转轴12的截面中的辊外周形状11具备以下的形状。首先，辊外周形状11构成在包括铸坯10的宽度方向中心位置(宽度中心位置13)的区域中向外侧突出(伸出)的凸形状。所述的外侧，是指辊外周从辊旋转轴12远离的方向。通过构成这样的形状，在宽度中心位置13，辊半径r_C成为最大，当将铸坯10压下时，铸坯表面的压下量其在宽度中心位置13为最大。接着，将从宽度中心位置13向辊宽度方向的两侧合计为长度0.80×W的范围设为“凸形状规定范围14”。在使用凸型辊3的铸坯10的压下中，其特征在于，铸坯10的宽度两端部由于变形阻力较大，所以不进行压下。如果在上述凸形状规定范围14或比其窄的宽度中将铸坯10压下，则能够在确保需要的压下量的同时将压下所需要的压下力抑制得较低。因此，如果在凸形状规定范围14内规定压下辊1的凸形状，则通过第1实施方式，能够进行良好的压下。凸形状规定范围14内的凸形状，为向外侧凸且不具有角部的曲线形状。所述的向外侧凸，是指向远离辊旋转轴12的方向凸。进而，设铸造的铸坯10的厚度为t(mm)，宽度中心位置13处的辊半径r_C相对于凸形状规定范围14两端处的压下辊半径r_E大0.005×t以上。由此，当用压下辊1将铸坯10压下时，只要压下辊1的凸形状规定范围14整体将铸坯10压下，就能够使宽度中心位置13处的铸坯10的压下量成为0.005×t以上。宽度中心位置13处的辊半径r_C更优选的是大0.010×t以上。

作为凸形状规定范围14内的凸形状中最简洁而有效的形状，如图3所示，可以做成具有单一的圆弧半径R₁的圆弧形状18。此时，凸形状规定范围14内的辊外周形状11构成以凸形状规定范围14的长度部分为弦31的弓形形状。当设凸形状规定范围14的长度(弦31的长度)为s，设弓形的半径为R，设弓形的弧32的高度(凸形状规定范围14的两端处的压下辊半径r_E与宽度中心位置13处的辊半径r_C的差)为h时，以下的关系成立。设弓形的中心角为2θ。

h＝R(1－cosθ) (式2)

s＝2R·sinθ (式3)

根据这些式子，导出以下的式子。

cosθ＝(s²－4h²)/(s²+4h²) (式4)

因而，首先决定作为目标的s和h，通过向上述(式4)代入s和h而决定θ，进而通过向(式2)或(式3)代入θ，能够决定R。例如，在设s＝150mm、h＝9mm为目标的情况下，通过代入到上述式中，能够导出为R＝316mm。

作为凸形状规定范围14内的凸形状，除了上述具有单一的圆弧半径R₁的圆弧形状18以外，还可以从抛物线形状、椭圆形状、双曲线形状、根据场所而将半径不同的圆弧平滑地连接的形状等中任意地选择。在构成凸形状的不具有角部的曲线形状中，曲线的曲率半径最小也优选的是设为1×h以上。由此，能够充分地发挥因为凸形状是曲线而带来的第1实施方式的效果。关于曲线的最小曲率半径，在后述的第2实施方式中也是同样的。

关于在压下辊1的凸形状规定范围14的外侧、宽度方向端部侧的辊外周形状11，没有特别规定。优选的是，将辊外周形状11设为直线状或不具有角部的曲线状。在将压下辊1的宽度方向两端部的辊形状做成具有相对于辊旋转轴12大致平行的外周面的圆筒形状(Cylindrical configuration)22的情况下，辊外周形状11优选的是从凸形状规定范围14到宽度方向两端部的圆筒形状22的位置，做成作为直线与曲线的组合且不具有角部的平滑的形状。在辊外周形状11中，从圆筒形状22的位置朝向凸形状规定范围14推移的部分优选的是做成向作为从辊旋转轴12远离的方向的外侧凹的曲线。这样，辊外周形状11在宽度方向两端部具有与辊旋转轴12平行的直线，具有与该直线平滑地连接的向外侧凹的曲线。

作为压下辊1的辊外周形状11最简洁而有效的形状如图3所示，关于凸形状规定范围14和其外方的两侧的规定的范围(半径R₁范围23)，是单一的圆弧半径R₁的圆弧形状18。进而，关于其两侧的半径R₂范围24，可以采用将作为单一的圆弧半径R₂的圆弧形状19且向外侧凹的形状平滑地连接、并且最终与平辊的圆筒形状22的直线平滑地连接的形状。因而，在辊外周形状11的任一部位都不存在角部，所以压下辊1处的辊压下量增大，宽度方向上的辊处的压下范围超过凸形状规定范围14，在进行从凸形状规定范围14到要与宽度方向两端部的圆筒形状22连接紧前的向外侧凹的曲线的部分的压下的情况下，对于压下后的铸坯表面的任一部位，都能够做成不形成角的平滑的表面。进而，在进行直到平辊的圆筒形状22部与铸坯10接触的压下的情况下，关于压下后的铸坯表面的任一部位也都能够做成不形成角的平滑的表面。这样，即使辊压下量较大，关于压下后的铸坯表面的任一部位，也都能够做成不形成角的平滑的表面。结果，在接着连续铸造的后工序的热轧中，能够减轻起因于因为用凸型辊3轧制而生成的铸坯10的凹形状的轧制缺陷发生的情况。从减轻在铸坯10上发生轧制缺陷的观点，圆弧半径R₂优选的是5mm以上，更优选的是10mm以上，更加优选的是100mm以上。

在进行压下辊1处的压下控制的压下控制装置中，如果使用能够将压下变位量控制为作为目标的变位量的装置(能够进行压下变位控制的装置)，则能够将压下量控制为压下辊1的上述h以下的值。结果，在压下时与铸坯10接触的辊表面能够包含在凸形状规定范围14内。凸形状规定范围14内由于是不具有角部的曲线形状，所以在压下后的铸坯表面也不形成切线平面的角度变化急剧的凹陷，在后工序的热轧时不会成为缺陷发生的原因。

另一方面，在作为压下控制装置而使用不能进行压下变位控制的装置的情况下，优选的是使脱离凸形状规定范围14的位置处的辊外周形状11采用上述最简洁而有效的形状。在轧制辊的辊外周形状11中，是关于凸形状规定范围14及作为其两侧且连续到圆筒形状22部分的任一部位都不具有角部的平滑的形状。因此，即使因为压下力较大而进行了直到宽度两端的平辊部都与铸坯10接触那样的压下，在压下后的铸坯表面上也不会形成作为缺陷的原因那样的切线平面的角度变化急剧的形状。

由此，能够以较少的压下量进行充分的压下而减少中央气孔，并且能够减少起因于铸坯压下形状的热轧中的缺陷。

作为有关本实施方式的压下辊1的凸弧形辊4应具备的要件，基于图7及图8对第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，压下辊1其在包含辊旋转轴12的截面中的辊外周形状11具备以下的形状。即，在上述第1实施方式中，作为凸形状规定范围14内的凸形状，决定了向外侧凸且不具有角部的曲线形状。相对于此，在第2实施方式中，作为凸形状规定范围14内的凸形状，决定为作为向外侧凸的曲线16与长度为0.25×W以内的直线17的组合且不具有角部的形状。以下，对这样决定的根据进行说明。

对于上述第2实施方式，也通过使用有限要素法的变形解析确认了其有效性。作为辊外周形状11，如图7所示，关于凸的曲线16与直线17的组合，凸的曲线为圆弧半径R₁是0.8×W的圆弧形状18，直线17以宽度中心位置13为中心与辊轴平行地设置任意的长度的直线部，将圆弧形状18与直线17平滑地连接。在将直线17的长度设定为各种之后，将压下力设为100吨重而施加压下力，进行基于有限要素法的变形解析。作为变形解析的结果，对铸坯10的厚度中心部处的塑性应变(标准化等效塑性应变)进行了解析。将其结果表示在图8中。关于直线17的长度D，在图中用D/W表述。可知，D/W越大、即直线17的长度D越长，在宽度方向全域中厚度中心部的标准化等效塑性应变越减小，但如果直线17的长度D是0.25×W以下的范围，则能够实现比凸型盘辊5更好的标准化等效塑性应变的值。所以，以这样的压下辊1的形状进行第2实施方式。

由此，能够通过较少的压下量进行充分的压下而减少中央气孔，并且能够减少起因于铸坯压下形状的热轧中的缺陷。

对于有关第2实施方式的凸弧形辊4与以往的凸型盘辊5相比在相同的压下力下也能够良好地改善中央气孔的机理进行探讨。由凝固后压下进行的气孔减少是因为，通过压下而赋予向气孔生成区域的应变，气孔被压紧。应变赋予量原则上随着压下量增大则越增加。特别是，由于表面部分的应变直接反映了宽度方向的推入量，所以当将凸弧形辊4与以往的凸型盘辊5比较时，在宽度方向上观察，凸型盘辊5在超过铸坯表面上的应变赋予量上存在超过的部位。另一方面，随着应变向厚度中心渗透，应变也向宽度方向扩散。因此，关于厚度方向中心部的应变量，能够由曲线部获得较大压下量的凸弧形辊4较优越，所以可以想到为在全宽度下凸弧形辊4较优的解析结果。

有关第2实施方式的钢的连续铸造方法是使用上述有关第2实施方式的压下辊1，在连续铸造中将铸坯10的中心固相率是0.8以上且包含完全凝固后的位置的铸坯10至少用1对压下辊1压下的方法。如果铸坯10的中心固相率是0.8以上，则成为铸坯厚度中心部的残留熔钢的流动困难区域，所以即使进行压下，也不易发生内部破裂的问题及逆V偏析发生的问题。对于1对压下辊1中的至少一方，使用上述有关第2实施方式的压下辊1。另外，中心固相率可以定义为C截面中的铸坯厚度方向的中心、并且铸坯宽度方向的中心的固相率。中心固相率可以通过用热电偶直接测温中心温度的方法、基于导热计算的估算、基于铆钉打入的估算等来测量。

通过压下辊1压下的铸造方向的铸坯位置更优选的是完全凝固后的位置。通过在完全凝固后的位置处将铸坯10压下，能够不产生内部破裂的问题及逆V偏析发生的问题而实现中央气孔的压紧消除。在将完全凝固后的铸坯10压下时，铸造下游侧的压下位置优选范围极限，是宽度中心表面温度为650℃以上的区域。这是因为，如果宽度中心表面温度不到650℃，则由于温度下降而铸坯10硬化，不论辊形状如何，充分的压下都变得困难。

当决定连续铸造中的压下位置时，对于中心固相率为0.8的位置、完全凝固位置、完全凝固后的压下位置优选范围极限位置，可以分别通过将连续铸造中的铸坯表面的温度测量与铸坯10的导热凝固计算组合来决定。

实施例

在铸造铸坯形状为宽度：550mm、厚度：400mm的钢坯的弯曲型的钢坯连续铸造中，进行了采用实施例的试验。在铸造速度0.4m/分时，凝固完成位置是铸造长20m的位置。准备F面辊是平辊、L面辊是凸型辊3的1对压下辊1，在铸造长为30m的位置处进行压下。压下力设为100吨重。

作为以往型的凸型盘辊5，如图4所示，宽度中心位置13的水平部20的长度为200mm，在其两侧经由角部15而具有角度17°的倾斜部21。水平部20的辊半径比宽度两端的平辊部的辊半径大20mm。

作为实施例的凸弧形辊4，如图3所示，使用包括凸形状规定范围14(从宽度中心位置13向辊宽度方向的两侧合计是长度0.80×W的范围)且半径是430mm为一定的圆弧形状18，宽度中心位置13处的辊半径r_C相对于凸形状规定范围14两端处的压下辊半径r_E大60mm的辊。宽度中心位置13的辊半径r_C是400mm。凸形状规定范围14内的圆弧形状18持续到凸形状规定范围14的外侧(半径R₁范围23)，然后，与以圆弧半径R₂＝100mm向外凹的圆弧形状19(半径R₂范围24)平滑地连接，最终与具有辊半径r_F为340mm的圆筒形状22的平辊部平滑地连接。

关于铸坯10的中央气孔，如上述那样，以通过铸坯截面的比色检验而计算出的气孔面积率为指标进行评价。作为压下辊1而使用凸型盘辊5的以往例其中央气孔面积率为3％以上。在使用凸弧形辊4的实施例中，中央气孔面积率是0.3％。这样，能够确认本实施方式的连续铸造铸坯的减少中央气孔的效果。

将实施例和以往例的铸坯作为通常的热轧工艺而进行热轧。对起因于铸坯的表面形状的制品不合格率进行了比较，结果，在以往例的铸坯中制品不合格率是5％左右，但使用实施例的铸坯10的结果是，制品不合格率降低到0.5％以下。这样，能够确认本实施方式的减少热轧中的缺陷的效果。

产业上的可利用性

本发明的钢的连续铸造方法及连续铸造用的压下辊能够用于作为各种钢制品的坯材的铸坯的连续铸造。

标号说明

1 压下辊

2 压下辊

3 凸型辊

4 凸弧形辊

5 凸型盘辊

10 铸坯

11 辊外周形状

12 辊旋转轴

13 宽度方向中心位置(宽度中心位置)

14 凸形状规定范围

15 角部

16 曲线

17 直线

18 圆弧形状

19 圆弧形状

20 水平部

21 倾斜部

22 圆筒形状

23 半径R₁范围

24 半径R₂范围

31 弦

32 弧

W 铸坯宽度

r_C 宽度中心位置的压下辊半径

r_F 宽度端部的压下辊半径

r_E 凸形状规定范围的两端的压下辊半径

R₁ 圆弧半径

R₂ 圆弧半径

h 弓形的弧的高度

s 弓形的弦的长度

θ 弓形的中心角的一半

R 弓形的半径

Claims (5)

1.一种钢的连续铸造方法，在连续铸造中，将铸坯的中心固相率是0.8以上且包括完全凝固后的位置处的上述铸坯用至少1对压下辊压下，上述钢的连续铸造方法的特征在于，

设铸造的铸坯宽度为W毫米、铸坯厚度为t毫米，

关于上述1对压下辊中的至少一方，在包含辊旋转轴的截面中的辊外周形状具有在包含上述铸坯的宽度方向中心位置的区域中向外侧突出的凸形状；

在从上述宽度方向中心位置向辊宽度方向的两侧合计长度为0.80×W的凸形状规定范围中，上述凸形状是向外侧凸且不具有角部的曲线形状，和向外侧凸的曲线与长度为0.25×W以内的直线的组合且不具有角部的形状中的某种；

上述宽度方向中心位置处的压下辊半径相对于上述凸形状规定范围的两端处的压下辊半径大0.005×t以上。

2.如权利要求1所述的钢的连续铸造方法，其特征在于，

被上述压下辊压下的铸造方向的铸坯位置是完全凝固后的位置。

3.如权利要求1或2所述的钢的连续铸造方法，其特征在于，

由上述1对压下辊进行的上述铸坯的压下量在上述宽度方向中心位置处是0.005×t以上且15mm以下。

4.一种连续铸造用的压下辊，在连续铸造中，用来将铸坯宽度为W毫米、铸坯厚度为t毫米的铸坯压下，上述连续铸造用的压下辊的特征在于，

在包含辊旋转轴的截面中的辊外周形状具有在包含上述铸坯的宽度方向中心位置的区域中向外侧突出的凸形状；

在从上述宽度方向中心位置向辊宽度方向的两侧距离为0.80×W的凸形状规定范围中，上述凸形状是向外侧凸且不具有角部的曲线形状，和向外侧凸的曲线与长度为0.25×W以内的直线的组合且不具有角部的形状中的某种；

上述宽度方向中心位置处的压下辊半径相对于上述凸形状规定范围的两端处的压下辊半径大0.005×t以上。

5.如权利要求4所述的连续铸造用的压下辊，其特征在于，

上述辊外周形状在宽度方向两端部具有与上述辊旋转轴平行的直线；

上述辊外周形状具有与上述直线平滑地连接的向外侧凹的曲线。

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