JP2000288705A - 連続鋳造方法 - Google Patents
連続鋳造方法Info
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Abstract
に正偏析などの内部欠陥の少ない健全な鋳片を得ること
ができる連続鋳造方法の提供。 【解決手段】バルジング開始時の鋳片2の厚みの3%以
上25%以下バルジングさせた後、中心部固相率が0.
2以上0.7以下の鋳片の位置を、バルジング量の30
%以上70%以下に相当する厚みだけ圧下することを特
徴とする鋼の連続鋳造方法。
Description
させた後、鋳片の未凝固部が内在する位置を圧下する鋼
の連続鋳造方法に関する。
み中心部には、中心偏析と呼ばれる内部欠陥が発生する
場合がある。この中心偏析は、鋳片の最終凝固部にC、
S、P、Mnなどの偏析成分が濃化して現れるものであ
る。鋳片の中心偏析は、製品である厚板の靱性の低下
や、厚板から曲げ加工後溶接して製造される大径鋼管の
水素誘起割れの原因となることが知られている。
考えられている。凝固が進むにつれて、凝固組織である
デンドライト樹間に偏析成分が濃化する。この偏析成分
の濃化した溶鋼が、凝固時の鋳片の収縮またはバルジン
グと呼ばれる鋳片のふくれなどにより、デンドライト樹
間より流出する。流出した偏析成分の濃化した溶鋼が最
終凝固部である凝固完了点に向かって流動し、そのまま
凝固して偏析成分の濃化帯が形成される。この濃化帯が
中心偏析である。後述する図2(A)に、この中心偏析
が発生した場合の偏析成分の偏析度と鋳片の厚み方向の
位置との関係を模式的に示す。
ライト樹間に存在する偏析成分の濃化した溶鋼の移動を
防止することと、偏析成分の濃化した溶鋼の局所的な集
積を防ぐことが効果的であり、これらの原理を利用した
いくつかの方法が提案されている。
圧下法があるが、凝固収縮量を若干上回る程度の軽圧下
では、中心偏析の改善効果には限界がある。
圧下ロール対によって大きな圧下を鋳片に加える方法が
あるが、そのためには、凝固が完了した鋳片の幅方向両
端の短辺部も圧下することになるので、大きな圧下力が
必要である。大きな圧下力をかけるため、通常の連続鋳
造機では、圧下ロール対を支える支持枠に撓みが発生
し、充分な圧下効果が得られない場合がある。また、圧
下ロールが曲がったり、折損したり等の設備上の事故に
より、操業が困難になる場合がある。このような支持枠
の撓みや圧下ロール対の曲がりなどを防止するために
は、連続鋳造設備が過大な設備となる。
の中心部固相率が0.1以下の位置で鋳片をバルジング
させ、幅方向中央部の鋳片の厚みを鋳型内で生じる短辺
部の鋳片の厚みより20〜100mm厚くした後、凝固
完了点直前に少なくとも1つの圧下ロール対により、1
つの圧下ロール対当たりの圧下量を20mm以上とする
条件で、バルジング相当量を圧下する方法が提案されて
いる。また、特開平9−206903号公報では、鋳片
の未凝固部の厚みが30mmになるまでの間に、幅方向
中央部の鋳片の厚みを短辺部の鋳片の厚みの10%〜5
0%相当の厚みだけバルジングさせた後、凝固完了点ま
でに少なくとも1つの圧下ロール対により、バルジング
相当量を圧下する方法が提案されている。
公報および特開平9−206903号公報で提案された
方法では、圧下を行う時期の中心部固相率が適切でない
場合、または、圧下時期の中心部固相率を適切な条件に
しても、圧下量が適切でない場合、鋳片の厚み中心部に
中心偏析や中心部近傍に正偏析などの内部欠陥が発生す
るという問題がある。
ジングさせた鋳片を、凝固完了点までに圧下ロール対に
よりバルジング相当量以下の厚みだけ圧下する従来の方
法には、圧下時期や圧下量が適切でない場合、鋳片の厚
み中心部に中心偏析や厚み中心部近傍に正偏析などの内
部欠陥が発生するという問題がある。
厚み中心部近傍に正偏析などの内部欠陥の少ない健全な
鋳片を得ることができる連続鋳造方法の提供を目的とす
る。
ング開始時の鋳片の厚みの3%以上25%以下バルジン
グさせた後、中心部固相率が0.2以上0.7以下の鋳
片の位置を、バルジング量の30%以上70%以下に相
当する厚みだけ圧下する鋼の連続鋳造方法にある。
のようにして解決した。 (a)バルジングさせた鋳片を凝固完了点までに圧下す
るとき、圧下条件が適切でない場合には、2種類の偏析
が発生する場合のあることが分かった。鋳片の厚み中心
部に中心偏析が発生する場合および鋳片の厚み中心部近
傍に正偏析が発生する場合である。
偏析、および中心部近傍に正偏析が発生する場合の偏析
成分の偏析度と鋳片の厚み方向の位置との関係を模式的
に示す図である。
来からよく知られているように、中心偏析が発生した場
合の偏析成分の偏析度と鋳片の厚み方向の位置との関係
を模式的に示す図である。たとえば、圧下時の中心部固
相率が小さく、圧下量が小さい場合には、圧下直後の圧
下位置での鋳片の未凝固部の厚みが厚くなる。このと
き、圧下後の鋳片の凝固の進行とともに、再び偏析成分
が鋳片の厚み中心部に濃化して、中心偏析が発生する。
近傍に正偏析が発生する場合の偏析成分の偏析度と鋳片
の厚み方向の位置との関係を模式的に示す図である。た
とえば、圧下時の中心部固相率が大きく、圧下量が大き
い場合に、圧下直後の圧下位置での鋳片の未凝固部の厚
みはほとんどなくなり、鋳片の厚み方向の両側の凝固殻
の先端同士が接近する。凝固殻の先端同士が接近する程
度に鋳片を圧下する場合には、デンドライト樹間から排
出した偏析成分の濃化した溶鋼は、流動性が悪いため、
圧下位置より鋳造方向のやや上流側の鋳片の厚み方向の
両側の凝固殻に捕捉される。このとき、鋳片の厚み中心
部から少し離れた位置である鋳片の厚み中心部近傍に、
正偏析が形成される。厚み中心部近傍に正偏析が形成さ
れるとき、厚み中心部は負偏析となる。
の中心部固相率を0.2〜0.7とし、かつ、圧下量を
バルジング量の30〜70%に相当する鋳片の厚みとす
る。このような条件での圧下により、デンドライト樹間
に存在する偏析成分の濃化した溶鋼は、鋳造方向の上流
側に排出されるようになり、また、圧下直後の圧下位置
での鋳片の未凝固部の厚みが適度な厚みとなることによ
り、排出された偏析成分の濃化した溶鋼が、鋳片の厚み
方向の両側の凝固殻に捕捉されることなく、上流側に分
散することができる。したがって、厚み中心部に中心偏
析が発生しないし、厚み中心部から少し離れた位置であ
る厚み中心部近傍に、正偏析が発生することもない。
のに用いる連続鋳造機の例を説明するための図である。
タンディッシュ(図示していない)に取り付けられた浸
漬ノズル7を経て鋳型1内に注入された溶鋼6は、鋳型
内壁両側で凝固して凝固殻2aを形成する。凝固殻2a
は鋳型1から引き抜かれた後、二次冷却帯のノズル群
(図示していない)から噴射される冷却水により冷却さ
れて、その厚みが増していく。凝固殻の厚みが増してい
く鋳片2は、ガイドロール対3および圧下ロール対4を
経てピンチロール5により引き抜かれる。未凝固部2b
を含む鋳片の位置のガイドロール対3の鋳片の厚み方向
の間隔を、鋳造方向8に向かって徐々に広げ、鋳片2を
バルジングさせる。その後、圧下ロール対4により、鋳
片2の未凝固部2bが内在する位置を圧下する。
ジング開始時の鋳片の厚みの3〜25%とする。
に示すように、バルジングを開始するために鋳片厚み方
向のロール間隔を広げる最初のガイドロール対3の直前
のガイドロール対3のロール間隔に相当する鋳片の厚み
t0 (mm)のことである。また、圧下ロール対4の直
前のガイドロール対3のロール間隔に相当する鋳片の厚
みをt1 (mm)とするとき、下記式で計算される数値
が、上述するバルジング開始時の鋳片の厚みの3〜25
%に相当するバルジング量である。
一般的である。したがって、バルジング量が25%を超
えてバルジングさせた鋳片を圧下する場合は、過大な圧
下設備を必要とし、設備費が膨大となるので、上限は2
5%とする。また、3%未満では、圧下できる厚みが小
さく、圧下による偏析成分の濃化した溶鋼を鋳造方向の
上流側に排出する効果が少ない。したがって、バルジン
グ量はバルジング開始時の鋳片の厚みの3〜25%とす
る。
た後、中心部固相率が0.2〜0.7である鋳片の位置
を圧下する。中心部固相率は、ミクロ偏析を考慮した固
相率と温度との関係を用いて、非定常伝熱凝固解析を行
うことによって求めることができる。
では、圧下直後の圧下位置での鋳片の未凝固部の厚みが
厚いため、その後の凝固の進行とともに、再び中心偏析
が発生する。中心部固相率が0.7を超える時期に圧下
する場合には、偏析成分の濃化した溶鋼が排出されにく
く、中心偏析の改善効果が少なくなる。圧下時の鋳片の
凝固殻の厚みが厚く、圧下力が十分厚み中心部にまで達
しないためである。さらに、中心部固相率が0.7を超
え、圧下量が大きい場合には、前述するように、厚み中
心部近傍に正偏析が発生する。したがって、中心部固相
率が0.2〜0.7の鋳片の位置を圧下する。
70%に相当する鋳片の厚みを圧下する。バルジング量
の30%未満に相当する鋳片の厚みの圧下では、圧下後
の圧下位置での鋳片の未凝固部の厚みが厚く、また、偏
析成分の濃化した溶鋼がデンドライト樹間から十分排出
されないので、圧下後に再び中心偏析が発生する。
合には、デンドライト樹間に存在する偏析成分の濃化し
た溶鋼のほとんど全てが、絞り出されて鋳造方向の上流
側に排出されるが、未凝固部の厚みが薄いために、圧下
位置より鋳造方向のやや上流側の鋳片の厚み方向の両側
の凝固殻に捕捉される。したがって、鋳片の厚み中心部
近傍に正偏析が発生する。したがって、バルジング量の
30〜70%に相当する鋳片の厚みを圧下する。
心部近傍の正偏析の発生防止に対する圧下の効果には、
鋳片の凝固組織の影響もあり、未凝固部に接する部分の
凝固組織が柱状晶の場合には、圧下によるこれら偏析の
防止効果が少ない。柱状晶の場合には、偏析成分の濃化
した溶鋼の排出流路が狭いためである。したがって、凝
固組織を等軸晶組織とするのが望ましい。等軸晶組織と
するために、鋳片の二次冷却帯で、鋳片の未凝固部に電
磁力を作用させるのがよい。
用いて、鋳片をバルジングさせた後に圧下する試験を実
施した。鋳片の幅は2300mmとし、厚みは、バルジ
ング開始時の厚みを235mmとした。C含有率が0.
15〜0.20重量%の厚板用鋼を鋳造した。鋳造速度
は0.85〜1.2m/分、鋳片の二次冷却比水量は1
〜2リットル/kg−鋼とし、タンディッシュ内の溶鋼
過熱度は20℃とした。バルジング量は20mmまたは
30mmとし、圧下量を種々変更して試験した。圧下は
1つの圧下ロール対で行った。圧下ロール対による圧下
の際の圧下位置での鋳片の中心部固相率は、鋳造速度を
変更することにより、0.5〜0.8の範囲で変化させ
て試験した。
る鋳片から、鋳造方向での長さ1mのサンプルを採取
し、このサンプルから、厚み100mmの横断面サンプ
ルを各1個切り出した。横断面サンプルの幅中央部で鋳
片の厚み方向に等間隔の30カ所の位置から、直径3m
mのドリル刃により切り削を採取して、Pを分析した。
図3は、切り削を採取した鋳片の位置を示す図である。
直径3mmのドリル刃で、鋳片の厚み方向に切り削を採
取することにより、厚み中心部の中心偏析および厚み中
心部近傍の正偏析や負偏析の発生を検知することができ
る。
方向の各位置でのりん(P)の分析値Pを、レードルり
ん(P)分析値P0 で除した偏析度(P/P0 (−))
を求め、鋳片の厚み方向での偏析度の分布を調査した。
厚み中心部に中心偏析、または鋳片の厚み中心部近傍に
正偏析がある場合に、これら偏析度(P/P0 (−))
の値を表1に示した。また、表1に試験条件および試験
結果を示す。
は、バルジング量を30mmとし、本発明の方法で規定
する条件の範囲内の中心部固相率0.5およびバルジン
グ量の33〜67%に相当する圧下量で圧下した。試験
No.1およびNo.2では、いずれも厚み中心部の中
心偏析および厚み中心部近傍の正偏析は発生しなかっ
た。
は、バルジング量を30mmとし、中心部固相率は0.
5で本発明の方法で規定する条件の範囲内としたが、圧
下量は、本発明の方法で規定する条件の範囲外のバルジ
ング量の17%または100%に相当する圧下量とし
た。圧下量をバルジング量の17%相当とした試験N
o.3では、偏析度(P/P0 (−))が1.38であ
る顕著な中心偏析が発生した。圧下量が少ないため、圧
下直後の圧下位置での鋳片の未凝固部の厚みが大きく、
その後の凝固の進行とともに、中心偏析が発生した。ま
た、圧下量をバルジング量の100%相当とした試験N
o.4では、厚み中心部近傍に正偏析が発生した。正偏
析の偏析度(P/P0 (−))の値は1.23であっ
た。圧下量が大きく、デンドライト樹間に存在する偏析
成分の濃化した溶鋼が十分絞り出されたが、未凝固部の
厚みが薄いために、十分遠くの上流側にまで分散できず
に、鋳片の厚み方向の両側の凝固殻に捕捉された。
は、バルジング量を20mmとし、本発明の方法で規定
する条件の範囲内の中心部固相率0.5または0.7、
およびバルジング量の50%に相当する圧下量で圧下し
た。試験No.5およびNo.6では、いずれも厚み中
心部の中心偏析および厚み中心部近傍の正偏析は発生し
なかった。
の試験条件のうち、中心部固相率の条件のみ、本発明の
方法で規定する条件の範囲外の0.1で試験した。偏析
度(P/P0 (−))が1.45の顕著な中心偏析が発
生した。圧下時の中心部固相率が小さく、圧下後の未凝
固部の厚みが厚いため、その後の凝固進行とともに、中
心偏析が発生した。
を20mmとし、本発明の方法で規定する条件の範囲外
の中心部固相率0.8およびバルジング量の75%に相
当する圧下量で圧下した。鋳片の厚み中心部近傍に正偏
析が発生した。正偏析の偏析度(P/P0 (−))の値
は1.23で、また、負偏析の偏析度(P/P
0 (−))の値は0.88であった。圧下時の中心部固
相率が大きく、また、圧下量が大きいために、厚み中心
部近傍に正偏析が発生した。
み中心部に中心偏析、厚み中心部近傍に正偏析などの内
部欠陥の少ない健全な鋳片を得ることができる。また、
製品である厚板の靱性の低下や、厚板から曲げ加工後溶
接して製造される大径鋼管の水素誘起割れの発生などを
防止することができる。
を説明するための図である。
する場合の偏析成分の偏析度と鋳片の厚み方向の位置と
の関係を模式的に示す図である。
み(バルジング前) t1 :ガイドロール対のロール間隔に相当する鋳片の厚
み(バルジング後)
Claims (1)
- 【請求項1】バルジング開始時の鋳片の厚みの3%以上
25%以下バルジングさせた後、中心部固相率が0.2
以上0.7以下の鋳片の位置を、バルジング量の30%
以上70%以下に相当する厚みだけ圧下することを特徴
とする鋼の連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
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JP09928599A JP3402251B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3402251B2 JP3402251B2 (ja) | 2003-05-06 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-04-06 JP JP09928599A patent/JP3402251B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN104507598A (zh) * | 2012-07-31 | 2015-04-08 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢的连续铸造方法 |
KR101639349B1 (ko) | 2012-07-31 | 2016-07-13 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 강의 연속 주조 방법 |
KR20190029757A (ko) | 2016-09-21 | 2019-03-20 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 강의 연속 주조 방법 |
WO2019167855A1 (ja) | 2018-03-02 | 2019-09-06 | Jfeスチール株式会社 | 鋼の連続鋳造方法 |
KR20200105958A (ko) | 2018-03-02 | 2020-09-09 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 강의 연속 주조 방법 |
US11077492B2 (en) | 2018-03-02 | 2021-08-03 | Jfe Steel Corporation | Continuous steel casting method |
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