JP2000317582A - Method for continuously casting beam blank - Google Patents

Method for continuously casting beam blank

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JP2000317582A
JP2000317582A JP13457999A JP13457999A JP2000317582A JP 2000317582 A JP2000317582 A JP 2000317582A JP 13457999 A JP13457999 A JP 13457999A JP 13457999 A JP13457999 A JP 13457999A JP 2000317582 A JP2000317582 A JP 2000317582A
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JP
Japan
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slab
internal
reduction
rolling
beam blank
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JP13457999A
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Inventor
Yoshiki Ito
義起 伊藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a continuous casting method, with which a beam blank excellent in the internal quality can be produced without developing center segregation, center porosity and internal crack. SOLUTION: In the producing method of the beam blank 10 by using a rolling reduction apparatus 9 provided with horizontal rolls 2-1, 2-2 and vertical rolls 3-1, 3-2, executing the rolling reduction to the position including non-solidified part 8 in a cast slab 1 having cross section of rectangle-shape from the upper and lower direction and holding the bulge of the cast slab from the right and left direction, the rolling reduction is executed under condition, in which an internal draft ε shown with ε=(η/100)×(R/L) (wherein, η internal penetrance (%), R: the quantity of rolling reduction (mm) and L: the thickness of non- solidified part at the starting time of the rolling reduction (mm)) becomes 0.25-1.25.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、H形鋼などの素材
として用いられるビームブランクを製造する連続鋳造方
法に関する。
The present invention relates to a continuous casting method for producing a beam blank used as a material such as an H-section steel.

【0002】[0002]

【従来の技術】建築物の高層化や耐震性能向上の要求に
伴い、建築用材料などに使用されるH形鋼の高強度化や
高品質化が求められるようになってきた。H形鋼に求め
られるこのような特性を満たすために、その素材である
ビームブランクには、成分偏析やポロシティや内部割れ
などのない、優れた内部品質が求められる。
2. Description of the Related Art With the demand for higher-rise buildings and improved seismic performance, it has been required to increase the strength and quality of H-section steel used for building materials and the like. In order to satisfy such characteristics required for the H-section steel, the beam blank, which is a material thereof, is required to have excellent internal quality free from component segregation, porosity, and internal cracks.

【0003】一方、H形鋼の製造では、製造コストの削
減を目的に、鋼塊から素材のビームブランクを製造する
分塊圧延工程の省略、加熱炉での素材の加熱効率の向
上、素材を圧延する製品圧延工程での圧延パス回数の削
減などが図られてきた。そのため、素材のビームブラン
クを、連続鋳造により直接製造する方法、または、連続
鋳造機内でスラブまたはブルームなどの鋳片を圧下して
製造する方法が提案されている。
On the other hand, in the production of H-section steel, the purpose of reducing the production cost is to omit the slab rolling step of producing a beam blank of the material from the steel ingot, to improve the heating efficiency of the material in a heating furnace, and to reduce the cost of the material. Attempts have been made to reduce the number of rolling passes in the product rolling process of rolling. Therefore, a method of directly manufacturing a beam blank of a raw material by continuous casting, or a method of manufacturing by rolling down a slab or a bloom such as a bloom in a continuous casting machine has been proposed.

【0004】鉄と鋼、67(1981)8、P284で
は、ビームブランクの横断面形状をした鋳片を連続鋳造
により直接製造する方法が提案されている。しかし、こ
の方法では、鋳片の厚み中心部近傍に中心偏析やセンタ
ーポロシティが発生する場合がある。
[0004] In Iron and Steel, 67 (1981) 8, p. 284, a method of directly producing a slab having a cross section of a beam blank by continuous casting has been proposed. However, in this method, center segregation and center porosity may occur near the center of the thickness of the slab.

【0005】中心偏析とは、鋳片の厚み中心部近傍に
C、P、S、Mn等の偏析成分が濃化した状態のことで
ある。凝固の進行に伴い偏析成分の濃化した溶鋼が、凝
固の際の収縮などにより最終凝固部である鋳片の厚み中
心部近傍に移動、集積し、そのまま凝固することにより
発生する。また、センターポロシティとは、偏析成分の
濃化した溶鋼は最終凝固部では流動しにくいので、収縮
によって生じる狭い隙間に偏析成分の濃化した溶鋼が補
給されずに凝固が完了するために発生する孔のことであ
る。したがって、これら中心偏析やセンターポロシティ
の防止対策として、偏析成分の濃化した溶鋼の移動、集
積を抑制するために、鋳片の最終凝固部近傍の位置を圧
下ロール対などで圧下する対策が効果的である。
The term "center segregation" refers to a state in which segregation components such as C, P, S, and Mn are concentrated near the center of the thickness of the slab. The molten steel in which the segregated components are concentrated with the progress of solidification moves and accumulates near the center of the thickness of the slab, which is the final solidified portion, due to shrinkage during solidification and the like, and is generated by solidification as it is. Also, the center porosity is generated because the molten steel in which the segregated component is concentrated does not easily flow in the final solidification part, and solidification is completed without replenishing the molten steel in which the segregated component is concentrated in a narrow gap caused by shrinkage. A hole. Therefore, as a countermeasure against these center segregation and center porosity, measures to reduce the movement and accumulation of molten steel with concentrated segregation components by rolling down the position near the final solidified part of the slab with a pair of rolling rolls are effective. It is a target.

【0006】特開平8−281301号公報では、断面
が矩形のブルーム連続鋳造機の後端にユニバーサル圧延
機を設置して、鋳片の未凝固部が内在する位置を圧下す
ることによりビームブランクを製造する方法が提案され
ている。しかし、この方法では、圧下開始時期や圧下量
が適切でない場合に、圧下後のビームブランクに中心偏
析やセンターポロシティが発生したり、さらに、内部割
れが発生するという問題がある。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-281301, a universal rolling mill is installed at the rear end of a bloom continuous caster having a rectangular cross section, and a beam blank is lowered by reducing the position where an unsolidified portion of a slab exists. Manufacturing methods have been proposed. However, in this method, when the rolling start time and the rolling amount are not appropriate, there is a problem that a center segregation or a center porosity occurs in the beam blank after the rolling, and further, an internal crack occurs.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、鋳片
の未凝固部が内在する位置を圧下してビームブランクを
製造する従来の連続鋳造方法では、圧下開始時期や圧下
量が適切でない場合に、圧下後のビームブランクに中心
偏析やセンターポロシティや内部割れが発生するという
問題がある。
As described above, in the conventional continuous casting method in which the beam blank is manufactured by reducing the position where the unsolidified portion of the slab is present, the reduction start timing and the reduction amount are not appropriate. Another problem is that center segregation, center porosity, and internal cracks occur in the beam blank after rolling.

【0008】本発明は、中心偏析およびセンターポロシ
ティがなく、かつ内部割れの発生もない、内部品質に優
れたビームブランクを製造することができる連続鋳造方
法を提供することを目的とする。
[0008] It is an object of the present invention to provide a continuous casting method capable of producing a beam blank excellent in internal quality, free of center segregation and center porosity and free of internal cracks.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、水平ロ
ールおよび垂直ロールを備える圧下装置を用いて、断面
が矩形の鋳片の未凝固部が内在する位置を、上下方向か
ら圧下し、左右方向から鋳片の膨らみを押さえることに
よりビームブランクを製造する方法において、下記
(1)式で表される内部圧下比εが0.25〜1.25
となる条件で圧下するビームブランクの連続鋳造方法に
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to reduce the position of an unsolidified portion of a slab having a rectangular cross section by using a rolling device having a horizontal roll and a vertical roll, from the vertical direction, In a method of manufacturing a beam blank by suppressing swelling of a slab from the left and right directions, an internal draft ratio ε represented by the following equation (1) is 0.25 to 1.25.
The method is a continuous casting method of a beam blank that is reduced under the following conditions.

【0010】 ε=(η/100)×(R/L) ・・・(1) ここで、η=Σ(an×Sn)×(D/210)b R:圧下量(mm) L:圧下開始時の鋳片厚み方向の未凝固部の厚み(m
m) η:内部浸透度(%) n:0、1または2 an:a0 、a1 またはa20 =23.5、a1 =0.1、a2 =0.025 S:鋳片横断面の全面積に対する圧下開始時の未凝固部
の面積比率(%) D:水平ロールの直径(mm) b=0.031×{鋼のC含有量(重量%)}+0.49 内部圧下比εは、上記(1)式に示すとおり、圧下開始
時の未凝固部の厚みLに対する内部浸透度ηを加味した
鋳片の圧下量Rの比で表される。この内部圧下比εが大
きい値の時は、圧下開始時の未凝固部の厚みLに比べて
鋳片の圧下量Rが大きく、逆に、内部圧下比εが小さい
値のときは、圧下開始時の未凝固部の厚みLに比べて、
小さな圧下量Rを加えることになる。
[0010] ε = (η / 100) × (R / L) ··· (1) where, η = Σ (a n × S n) × (D / 210) b R: rolling reduction (mm) L : The thickness of the unsolidified portion in the slab thickness direction (m
m) eta: Internal penetration (%) n: 0,1 or 2 a n: a 0, a 1 or a 2 a 0 = 23.5, a 1 = 0.1, a 2 = 0.025 S: Area ratio of unsolidified portion at the start of reduction with respect to total area of cross section of cast slab (%) D: Diameter of horizontal roll (mm) b = 0.031 × {C content of steel (% by weight)} + 0.49 The internal reduction ratio ε is represented by the ratio of the reduction amount R of the slab in consideration of the internal permeability η to the thickness L of the unsolidified portion at the start of the reduction, as shown in the above equation (1). When the internal reduction ratio ε is a large value, the reduction amount R of the slab is larger than the thickness L of the unsolidified portion at the start of the reduction, and conversely, when the internal reduction ratio ε is a small value, the reduction starts. When compared to the thickness L of the unsolidified part at the time,
A small amount of reduction R will be applied.

【0011】圧下開始時とは、圧下力が鋳片にかかり始
める時を意味し、圧下ロールが鋳片に接触する瞬間のこ
とである。また、圧下開始時の未凝固部の厚みLは、固
相率0.99を超える両側の凝固殻の間の鋳片厚み方向
の未凝固部の厚みのことである。
[0011] The start of rolling means the time when the rolling force starts to be applied to the slab, and is the moment when the rolling roll comes into contact with the slab. The thickness L of the unsolidified portion at the start of rolling is the thickness of the unsolidified portion in the slab thickness direction between the solidified shells on both sides exceeding the solid phase ratio of 0.99.

【0012】内部浸透度ηは、外部から鋳片に加えた圧
下量が実際に未凝固部に伝わる割合を意味し、実験結果
を基にした回帰計算によって求めた式で表すことができ
る。すなわち、内部浸透度ηは、圧下開始前における鋳
片横断面の面積A0 に対して圧下開始時の未凝固部の面
積AL の占める面積比率S、水平ロールの直径Dおよび
鋼のC含有量で表すことができる。上記(1)式におけ
るn、anおよびbは、現象を説明するのに好適な式と
数値を、回帰計算から求めたものである。
The internal permeability η means the ratio of the amount of reduction applied to the slab from the outside to the unsolidified portion, and can be expressed by an equation obtained by regression calculation based on experimental results. That is, the internal permeability η is determined by the area ratio S of the area A L of the unsolidified portion at the start of the reduction to the area A 0 of the slab cross section before the start of the reduction, the diameter D of the horizontal roll, and the C content of the steel. It can be expressed in quantity. In the above equation (1), n, an and b are obtained by regression calculation of equations and numerical values suitable for explaining the phenomenon.

【0013】ここで、鋳片横断面における圧下開始時の
未凝固部の面積比率Sは、下記の式で表される。
Here, the area ratio S of the unsolidified portion at the start of the reduction in the cross section of the slab is expressed by the following equation.

【0014】S(%)=(AL /A0 )×100 本発明者らは、前述の本発明の課題を、次のようにして
解決した。すなわち、本発明の方法では、鋳片の未凝固
部が内在する位置を圧下してビームブランクを製造する
とき、内部圧下比εが0.25〜1.25となる条件で
圧下する。
S (%) = (A L / A 0 ) × 100 The present inventors have solved the above-mentioned problem of the present invention as follows. That is, in the method of the present invention, when the beam blank is manufactured by reducing the position where the unsolidified portion of the slab is present, the reduction is performed under the condition that the internal reduction ratio ε is 0.25 to 1.25.

【0015】内部圧下比εの値が0.25未満のような
小さな値のときは、圧下開始時期が早すぎて、圧下開始
時の未凝固部の厚みが大きく、圧下量がその未凝固部の
厚みに対して小さいときに相当する。このような圧下で
は、圧下後の鋳片の内部に大きな厚みの未凝固部が残存
する。そのため、その後の凝固の進行とともに、中心偏
析やセンターポロシティが発生する。また、後述するよ
うに、鋳片に内部割れが発生する場合がある。圧下開始
直後に、未凝固部と面する凝固殻の部分に引張り力が作
用し、凝固殻に割れが発生し、その割れの部分に偏析成
分の濃化した溶鋼が吸引される。しかし、圧下量が小さ
いため、吸引された濃化溶鋼は、圧下完了時までに絞り
出されずに、そのまま凝固する。その濃化溶鋼の吸引さ
れた部分に割れが発生するのである。
When the value of the internal draft ratio ε is a small value such as less than 0.25, the rolling start timing is too early, the thickness of the unsolidified portion at the start of rolling is large, and the amount of rolling is reduced. This corresponds to the case where the thickness is smaller than the thickness of. Under such a reduction, an unsolidified portion having a large thickness remains inside the slab after the reduction. Therefore, center segregation and center porosity occur with the progress of the subsequent solidification. Further, as described later, an internal crack may occur in the slab. Immediately after the start of the rolling, a tensile force acts on the portion of the solidified shell facing the unsolidified portion, and a crack is generated in the solidified shell, and the molten steel with the segregated component concentrated is sucked into the cracked portion. However, since the amount of reduction is small, the sucked concentrated molten steel is not squeezed out by the completion of the reduction but solidifies as it is. Cracks occur in the sucked portion of the concentrated molten steel.

【0016】内部圧下比εの値が1.25を超えるよう
な大きな値のときは、圧下開始時期が遅すぎて、圧下開
始時の未凝固部の厚みが小さく、圧下量がその未凝固部
の厚みに対して大きいときに相当する。このような圧下
では、圧下ロールの圧下荷重が大きくなりすぎて、鋳片
の引き抜きが困難となる。鋳片を引き抜けても、目標と
するビームブランクの形状、寸法が得られない場合があ
る。
When the value of the internal draft ratio ε is a large value exceeding 1.25, the rolling start timing is too late, the thickness of the unsolidified portion at the start of rolling is small, and the reduction amount is small. This corresponds to the case where the thickness is larger than the thickness. Under such reduction, the reduction load of the reduction roll becomes too large, and it becomes difficult to pull out the slab. Even if the slab is pulled out, the target shape and dimensions of the beam blank may not be obtained.

【0017】また、内部圧下比εが0.25〜1.25
となる条件で圧下することにより、圧下時の鋳片の内部
割れを防止することができる。圧下を受ける凝固界面の
応力状態が、圧縮状態となることにより、圧下開始直後
の生成した凝固殻の割れの部分に吸引された濃化溶鋼
が、圧下完了時までに絞り出されるためである。
The internal draft ratio ε is 0.25 to 1.25.
By rolling down under the following conditions, it is possible to prevent internal cracks of the slab during rolling down. This is because when the stress state of the solidification interface receiving the reduction becomes a compression state, the concentrated molten steel sucked into the cracked portion of the solidified shell generated immediately after the start of the reduction is squeezed out by the time the reduction is completed.

【0018】上述するように、圧下開始時期と圧下量を
適正な条件の範囲とし、圧下開始時の未凝固部の厚み、
圧下量、未凝固部の厚みに対する圧下量の割合などを適
正な条件とすることにより、中心偏析やセンターポロシ
ティがなく、かつ、内部割れの発生もないビームブラン
クを得ることができる。
As described above, the rolling start timing and the rolling reduction are set within appropriate ranges, and the thickness of the unsolidified portion at the time of the rolling start,
By setting the amount of reduction and the ratio of the amount of reduction to the thickness of the unsolidified portion under appropriate conditions, a beam blank free from center segregation or center porosity and free from internal cracks can be obtained.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の方法を実施する
ための連続鋳造装置の1例を示す図である。ここで、鋳
型4から連続的に引き抜かれた未凝固部8を含む断面が
矩形の鋳片1は、二次冷却帯5で水冷却され、次いで、
ガイドロール対6を経て、ピンチロール7により引き抜
かれる。その後、上下方向から圧下できる水平ロール2
−1、2−2、および、左右方向から鋳片の膨らみを押
さえることができる垂直ロール3−1、3−2(3−2
は、図中では見えない)を備える圧下装置9により、鋳
片1は圧下される。圧下された鋳片1は、ビームブラン
ク10となる。
FIG. 1 is a view showing an example of a continuous casting apparatus for carrying out the method of the present invention. Here, the slab 1 having a rectangular cross section including the unsolidified portion 8 continuously drawn from the mold 4 is water-cooled in the secondary cooling zone 5,
After passing through the guide roll pair 6, it is pulled out by the pinch roll 7. Then, a horizontal roll 2 that can be rolled down from above and below
-1, 2-2 and vertical rolls 3-1 and 3-2 (3-2) capable of suppressing the swelling of the slab from the left and right directions.
Is not visible in the drawing), the slab 1 is reduced by the reduction device 9 provided with the device. The pressed slab 1 becomes the beam blank 10.

【0020】鋳片1を上下方向から圧下し、左右方向か
ら膨らみを押さえるときに、図1に示すように同時に圧
下して、押さえてもよいし、上下方向から圧下する水平
ロール2−1、2−2と左右方向から押さえる垂直ロー
ル3−1、3−2とを鋳造方向で隣り合わせる程度に間
隔をあけておいて、鋳片1を圧下しても構わない。
When the slab 1 is pressed down in the vertical direction and the bulge is pressed down in the horizontal direction, the slab 1 may be pressed down and pressed down simultaneously as shown in FIG. The slab 1 may be lowered with an interval such that the 2-2 and the vertical rolls 3-1 and 3-2 for pressing from the left and right directions are adjacent to each other in the casting direction.

【0021】水平ロールおよび垂直ロールを備えた圧下
装置を用いるのは、水平ロールで鋳片の長辺の幅中央部
近傍を圧下して、断面が矩形の鋳片をビームブランクに
成形する場合に、鋳片の短辺が外側に膨らむのを、垂直
ロールにより押さえるためである。
The use of a rolling device having a horizontal roll and a vertical roll is used when a horizontal roll is pressed down near the center of the width of the long side of the slab to form a slab having a rectangular cross section into a beam blank. This is because the swelling of the short side of the slab is suppressed by a vertical roll.

【0022】図2は、圧下開始時における鋳片の内部状
態と水平ロール、垂直ロールの位置関係を示す図であ
る。符号AL は、圧下開始時の鋳片の未凝固部の横断面
積を、符号A0 は、圧下開始前の鋳片の横断面積の全面
積を示す。符号11は、固相率0.99の線である。固
相率は、鋳片の各位置での温度を伝熱凝固解析により求
め、その結果と、その鋼の固有の液相線温度と固相線温
度などから求めることができる。圧下装置9は、鋳片1
の未凝固部8が内在する位置を圧下する水平ロール2−
1、2−2および鋳片の膨らみを押さえる垂直ロール3
−1、3−2を備えている。直径Dの水平ロール2−
1、2−2を用いて、圧下開始時の未凝固部の厚みがL
である鋳片を圧下する。
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between the internal state of the slab and the horizontal roll and the vertical roll at the start of rolling. The symbol A L indicates the cross-sectional area of the unsolidified portion of the slab at the start of rolling, and the symbol A 0 indicates the total cross-sectional area of the slab before starting the rolling. Reference numeral 11 is a line having a solid phase ratio of 0.99. The solid phase ratio can be determined from the temperature at each position of the slab by heat transfer solidification analysis, and from the results and the liquidus temperature and solidus temperature specific to the steel. The rolling device 9 is used for the slab 1
Horizontal roll 2 for rolling down the position where the unsolidified portion 8 is present
1, 2 and a vertical roll 3 for suppressing the swelling of the slab
-1, 3-2. Horizontal roll 2-D
The thickness of the unsolidified portion at the start of rolling is L
Is reduced.

【0023】図2に示すように、鋳片の未凝固部の幅方
向の長さに対して、水平ロールの水平方向の長さが短い
のがよい。圧下ロールの圧下荷重が小さくてよいからで
ある。垂直ロールの高さ方向の長さは、鋳片の厚みより
長いのがよい。安定して鋳片の膨らみを押さえることが
できるからである。
As shown in FIG. 2, the horizontal length of the horizontal roll is preferably shorter than the width of the unsolidified portion of the slab in the width direction. This is because the rolling load of the rolling roll may be small. The length of the vertical roll in the height direction is preferably longer than the thickness of the slab. This is because the swelling of the slab can be stably suppressed.

【0024】図3は、圧下途中の鋳片の内部状態と水平
ロール、垂直ロールの位置関係を示す図である。断面が
矩形の鋳片が、ほぼビームブランクに成形されている状
況を示す。
FIG. 3 is a diagram showing the internal state of the slab during rolling and the positional relationship between the horizontal roll and the vertical roll. This shows a situation in which a slab having a rectangular cross section is substantially formed into a beam blank.

【0025】本発明の方法では、矩形断面の鋳片の未凝
固部が内在する位置を、前記(1)式で表される内部圧
下比εが0.25〜1.25となる条件で圧下する。
In the method of the present invention, the position where the unsolidified portion of the slab having a rectangular cross section is present is reduced under the condition that the internal reduction ratio ε represented by the above equation (1) is 0.25 to 1.25. I do.

【0026】図4は、中心偏析およびセンターポロシテ
ィに及ぼす内部圧下比εの影響を示す図である。圧下開
始時の未凝固部の厚みを30mmおよび60mmにし
て、内部圧下比εの値を変化させて試験した結果を示
す。中心偏析およびセンターポロシティは、内部圧下比
εが0.25以上で著しく改善されていることがわか
る。内部圧下比εが0.25未満の場合には、圧下後の
ビームブランクに中心偏析やセンターポロシティが発生
しているのが分かる。
FIG. 4 is a diagram showing the effect of the internal draft ratio ε on the center segregation and the center porosity. The results of a test in which the thickness of the unsolidified portion at the start of reduction was 30 mm and 60 mm, and the value of the internal reduction ratio ε was changed are shown. It can be seen that the center segregation and the center porosity are remarkably improved when the internal draft ratio ε is 0.25 or more. When the internal reduction ratio ε is less than 0.25, it can be seen that center segregation and center porosity occur in the beam blank after the reduction.

【0027】図5は、鋳片の内部割れの発生に及ぼす内
部圧下比εの影響を示す図である。圧下開始時の未凝固
部の厚みを30mmおよび60mmにして、内部圧下比
εの値を変化させて試験した結果を示す。内部割れは、
内部圧下比εが0.25未満で発生しており、内部割れ
の長さは、内部圧下比εが0.2の近傍で極大となって
いる。内部圧下比εを0.25以上とすることにより、
圧下時の鋳片の内部割れの発生を防止できることが分か
る。圧下を受ける凝固界面の応力状態が圧縮状態とな
り、また、濃化溶鋼を鋳造方向の上流側に十分絞り出す
ことができるので、内部割れの発生を防止できる。
FIG. 5 is a diagram showing the effect of the internal draft ratio ε on the occurrence of internal cracks in the slab. The results of a test in which the thickness of the unsolidified portion at the start of reduction was 30 mm and 60 mm, and the value of the internal reduction ratio ε was changed are shown. Internal cracks
The internal rolling ratio ε is less than 0.25, and the length of the internal crack is maximized when the internal rolling ratio ε is around 0.2. By setting the internal draft ratio ε to 0.25 or more,
It can be seen that the occurrence of internal cracks in the slab during rolling can be prevented. The stress state of the solidification interface receiving the reduction becomes a compressed state, and the concentrated molten steel can be sufficiently squeezed out to the upstream side in the casting direction, so that the occurrence of internal cracks can be prevented.

【0028】内部圧下比εが1.25を超える場合に
は、圧下ロールの圧下荷重が大きくなり、鋳片の引き抜
きが困難となる。たとえ鋳片の引き抜きができても、目
標とする形状、寸法のビームブランクが得られない。
When the internal draft ratio ε exceeds 1.25, the draft load of the draft roll becomes large, and it becomes difficult to pull out the slab. Even if the slab can be extracted, a beam blank having the desired shape and dimensions cannot be obtained.

【0029】したがって、内部圧下比εは0.25〜
1.25とする。さらに望ましいのは、0.4〜0.7
である。
Therefore, the internal draft ratio ε is 0.25 to
1.25. More desirable is 0.4-0.7
It is.

【0030】図6は、水平ロールの直径が、鋳片の内部
割れの発生と水平ロールの圧下荷重の負荷状況に及ぼす
影響を示す図である。水平ロールの直径によらず、内部
圧下比εが0.25未満で内部割れが発生するのが分か
る。また、水平ロールの直径によらず、内部圧下比εが
1.25を超えるときに、圧下荷重が大きくなって、鋳
片の引き抜きが困難となっているのが分かる。
FIG. 6 is a diagram showing the effect of the diameter of the horizontal roll on the occurrence of internal cracks in the cast slab and the state of reduction of the horizontal roll. It can be seen that internal cracking occurs when the internal draft ratio ε is less than 0.25, regardless of the diameter of the horizontal roll. Further, it can be seen that, regardless of the diameter of the horizontal roll, when the internal draft ratio ε exceeds 1.25, the draft load becomes large, making it difficult to pull out the slab.

【0031】水平ロールの直径は、200〜1200mm
が望ましい。200mm未満の場合には、内部浸透度ηの
値が小さくなるので、中心偏析やセンターポロシティな
どの改善効果が少ない。また、1200mmを超えると、
圧下装置が大型化し、設備費が高くなる。
The diameter of the horizontal roll is 200 to 1200 mm
Is desirable. When the diameter is less than 200 mm, the value of the internal permeability η becomes small, so that the effect of improving center segregation and center porosity is small. If it exceeds 1200mm,
The size of the screw-down device increases, and the equipment cost increases.

【0032】水平ロールのロール形状は、図2に示すよ
うに、両端が丸みを有し、その他の部分はフラットな形
状とし、また、垂直ロールのロール形状は、膨らみを押
さえるためフラットな形状とし、ロールの胴幅は鋳片の
厚みより広くするのが望ましい。
As shown in FIG. 2, the roll shape of the horizontal roll is round at both ends and the other portions are flat, and the roll shape of the vertical roll is flat to suppress the swelling. The roll width is desirably wider than the thickness of the slab.

【0033】圧下装置の装置数は、とくに限定しない
が、多段に設けることは設備が大型化することから、通
常は1段だけとするのが望ましい。
Although the number of the pressing devices is not particularly limited, it is usually preferable to provide only one pressing device because providing the pressing devices in multiple stages increases the size of the equipment.

【0034】[0034]

【実施例】図1に示す装置構成の連続鋳造機を用いて、
断面形状が厚み300mm、幅650mmのブルームを
鋳造し、ブルームの未凝固部が内在する位置を水平ロー
ルおよび垂直ロールで圧下して、ビームブランクを製造
する試験を行った。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Using a continuous casting machine having an apparatus configuration shown in FIG.
A test was conducted in which a bloom having a cross-sectional shape of 300 mm in thickness and 650 mm in width was cast, and a position where an unsolidified portion of the bloom was present was pressed down by a horizontal roll and a vertical roll to produce a beam blank.

【0035】用いた鋼は、C含有量が0.10〜0.1
2重量%の炭素鋼で、鋳型直下から6mまでの間を0.
1〜2.0リットル/kg・鋼の比水量の条件で水冷却し
た。鋳造速度を0.8〜2.0m/分の範囲で変化さ
せ、圧下開始時の未凝固部の厚みを変化させた。
The steel used had a C content of 0.10 to 0.1.
With 2% by weight of carbon steel, 0.
Water cooling was performed under the conditions of a specific water volume of 1 to 2.0 liter / kg · steel. The casting speed was changed in the range of 0.8 to 2.0 m / min to change the thickness of the unsolidified portion at the start of rolling.

【0036】未凝固部の厚みは、半径方向一次元の非定
常伝熱解析により計算で求めるとともに、鋳造中に鋳型
内の溶鋼にFeSを添加することにより調査した。計算
および鋳片の横断面サンプルのサルファプリントから実
測された未凝固部の厚みは、よく一致した。
The thickness of the unsolidified portion was obtained by calculation by one-dimensional radial unsteady heat transfer analysis, and was investigated by adding FeS to molten steel in a mold during casting. The calculation and the thickness of the unsolidified portion actually measured from the sulfur print of the cross section sample of the slab were in good agreement.

【0037】水平ロールおよび垂直ロールを備える圧下
装置は、1台とし、水平ロールを溶鋼のメニスカスから
24mの位置に配置した。水平ロールの直径は300、
600および900mmの3種類、水平ロールの胴幅は
430mmとし、水平ロールのコーナー部には半径5〜
50mmの丸みを持たせた。水平ロールによる圧下量を
40〜120mmの範囲で変化させた。
The rolling device provided with a horizontal roll and a vertical roll was one unit, and the horizontal roll was disposed at a position 24 m from the meniscus of molten steel. The diameter of the horizontal roll is 300,
Three types of 600 and 900 mm, the width of the horizontal roll is 430 mm, and the corner of the horizontal roll has a radius of 5 to 5 mm.
It was rounded to 50 mm. The amount of reduction by the horizontal roll was changed in the range of 40 to 120 mm.

【0038】垂直ロールの直径は400mm、垂直ロー
ルの胴幅は350mmとし、垂直ロールのロール形状は
フラットな形状とした。水平ロールでブルームの長辺を
圧下するとき、垂直ロールでブルームの短辺を押さえ、
ブルームの短辺が膨らむのを防止した。
The diameter of the vertical roll was 400 mm, the body width of the vertical roll was 350 mm, and the roll shape of the vertical roll was flat. When rolling down the long side of the bloom with a horizontal roll, hold down the short side of the bloom with a vertical roll,
The short side of the bloom was prevented from expanding.

【0039】各鋳造試験において、鋳造速度が一定とな
った後、鋳造方向に長さ2mのビームブランクを採取
し、鋳造方向に100mmの間隔で20個の横断面サン
プルを切り出した。
In each casting test, after the casting speed became constant, a beam blank having a length of 2 m was sampled in the casting direction, and 20 cross-sectional samples were cut out at intervals of 100 mm in the casting direction.

【0040】5個の横断面サンプルについて、中心偏析
の発生状況を調査した。横断面サンプルの幅の中心で、
かつ、厚みの中心の1カ所から直径5mmのドリル刃に
より穿孔して切り削を採取し、C含有率を分析した。得
られたC含有率Cに対するCのレードル分析値C0 の比
である中心偏析度C/C0 により、中心偏析の発生状況
を評価した。
The state of occurrence of center segregation was examined for five cross-sectional samples. At the center of the width of the cross section sample,
In addition, a cut was taken by drilling from one center of the thickness with a drill blade having a diameter of 5 mm, and the C content was analyzed. The state of occurrence of center segregation was evaluated based on the degree of center segregation C / C 0 , which is the ratio of the ladle analysis value C 0 of C to the obtained C content C.

【0041】10個の横断面サンプルについて、センタ
ーポロシティの発生状況を調査した。センターポロシテ
ィの発生個数と形状を目視観察し、個々のセンターポロ
シティの縦、横の寸法を計測した。センターポロシティ
の形状を円または楕円形状に近似し、計測した縦、横の
寸法から1個のセンターポロシティ面積を求め、これら
を合計してセンターポロシティ総面積を求めた。横断面
サンプルの断面積に対するセンターポロシティ総面積の
比をセンターポロシティ面積率(%)としてセンターポ
ロシティの発生状況を評価した。
The state of occurrence of center porosity was examined for ten cross-sectional samples. The number and shape of the generated center porosity were visually observed, and the vertical and horizontal dimensions of each center porosity were measured. The shape of the center porosity was approximated to a circle or an ellipse, one center porosity area was determined from the measured vertical and horizontal dimensions, and these were summed to determine the total center porosity area. The ratio of the total area of the center porosity to the cross-sectional area of the cross-sectional sample was defined as the center porosity area ratio (%), and the state of occurrence of the center porosity was evaluated.

【0042】残り5個の横断面サンプルを用いて、サル
ファプリントを行い、内部割れの発生状況を調査した。
目視により割れを確認し、その割れの発生程度を、な
し、軽微および顕著で評価した。
Sulfur printing was performed using the remaining five cross-sectional samples, and the occurrence of internal cracks was investigated.
Cracks were visually observed, and the degree of occurrence of the cracks was evaluated as none, slight, or remarkable.

【0043】さらに、ブルームの圧下中にブルームの引
抜作業の状況について観察し、引抜不可が発生するかど
うかを評価した。表1および表2に、試験条件および試
験結果を示す。
Further, the state of the bloom pulling operation during the bloom reduction was observed, and it was evaluated whether or not pulling out was impossible. Tables 1 and 2 show test conditions and test results.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】本発明例の試験No.1〜No.5では、
内部圧下比εの値を本発明で規定する範囲内の0.39
〜0.60で圧下した。得られたビームブランクの中心
偏析度C/C0 は0.98〜0.99であり、中心偏析
は発生しなかった。また、センターポロシティ面積率は
0.01〜0.02%と小さく、さらに内部割れの発生
もなく、良好な内部品質のビームブランクが得られた。
また、引抜作業も順調であった。
Test No. of the present invention example 1 to No. In 5,
The value of the internal draft ratio ε is set to 0.39 within the range specified in the present invention.
The pressure was reduced at 0.60. The center segregation degree C / C 0 of the obtained beam blank was 0.98 to 0.99, and no center segregation occurred. In addition, the center porosity area ratio was as small as 0.01 to 0.02%, and further, there was no occurrence of internal cracks, and a beam blank of good internal quality was obtained.
Also, the pulling out work was well.

【0047】比較例の試験No.6では、内部圧下比ε
の値を本発明で規定する条件の下限外の0.19の小さ
な値で試験した。中心偏析度C/C0 は1.5で、顕著
な中心偏析が発生するとともに、センターポロシティ面
積率も2.8%と高く、また、内部割れが顕著に発生し
ており、内部品質の悪いビームブランクであった。引抜
作業は順調であった。
Test No. of Comparative Example In 6, the internal reduction ratio ε
Was tested at a small value of 0.19 outside the lower limit of the conditions specified in the present invention. The center segregation degree C / C 0 is 1.5, remarkable center segregation occurs, the center porosity area ratio is as high as 2.8%, and internal cracks are remarkably generated, resulting in poor internal quality. It was a beam blank. The drawing operation was successful.

【0048】比較例の試験No.7およびNo.8で
は、内部圧下比εを本発明で規定する条件の上限外の
1.28および2.43の大きな値で試験した。いずれ
も水平ロールの圧下荷重が大きくなり、鋳片の引抜作業
が困難となり、途中で鋳造作業を中止した。
Test No. of Comparative Example 7 and No. 7 In No. 8, the internal draft ratio ε was tested at large values of 1.28 and 2.43 outside the upper limit of the conditions specified in the present invention. In each case, the rolling load of the horizontal rolls became large, making it difficult to pull out the slab, and the casting operation was stopped halfway.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の方法の適用により、中心偏析お
よびセンターポロシティの発生がなく、かつ内部割れの
発生もない、内部品質に優れたビームブランクを製造す
ることができる。さらに、H形鋼の製造コストの削減が
可能である。
According to the method of the present invention, it is possible to produce a beam blank which is free from center segregation and center porosity and free from internal cracks and has excellent internal quality. Further, the manufacturing cost of the H-section steel can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法を実施するための連続鋳造装置の
1例を示す図である。
FIG. 1 is a view showing one example of a continuous casting apparatus for carrying out a method of the present invention.

【図2】圧下開始時における鋳片の内部状態と水平ロー
ル、垂直ロールの位置関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the internal state of a slab and the positional relationship between a horizontal roll and a vertical roll at the start of rolling.

【図3】圧下途中の鋳片の内部状態と水平ロール、垂直
ロールの位置関係を示す図である。
FIG. 3 is a view showing an internal state of a slab during rolling and a positional relationship between a horizontal roll and a vertical roll.

【図4】中心偏析およびセンターポロシティに及ぼす内
部圧下比εの影響を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the effect of the internal draft ratio ε on center segregation and center porosity.

【図5】内部割れの最大長さに及ぼす内部圧下比εの影
響を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the effect of the internal draft ratio ε on the maximum length of internal cracks.

【図6】水平ロールの直径が、鋳片の内部割れの発生と
水平ロールの圧下荷重の負荷状況に及ぼす影響を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing the influence of the diameter of a horizontal roll on the occurrence of internal cracks in a slab and the state of reduction load of the horizontal roll.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:鋳片 2−1、2−2:水平ロール 3−1、3−2:垂直ロール 4:鋳型 5:二次冷却帯 6:ガイドロール
対 7:ピンチロール 8:未凝固部 9:圧下装置 10:ビームブラン
ク 11:固相率0.99の線 AL :圧下開始時の鋳片の未凝固部の横断面積 A0 :圧下開始前の鋳片の横断面積 L:圧下開始時の未凝固部の厚み
1: Slabs 2-1 and 2-2: Horizontal rolls 3-1 and 3-2: Vertical rolls 4: Mold 5: Secondary cooling zone 6: Guide roll pair 7: Pinch roll 8: Non-solidified portion 9: Reduction Apparatus 10: Beam blank 11: Line of solid phase ratio 0.99 A L : Cross-sectional area of unsolidified portion of slab at the start of rolling A 0 : Cross-sectional area of slab before starting of rolling L: Not at the start of rolling Solidification part thickness

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水平ロールおよび垂直ロールを備える圧下
装置を用いて、断面が矩形の鋳片の未凝固部が内在する
位置を、上下方向から圧下し、左右方向から鋳片の膨ら
みを押さえることによりビームブランクを製造する方法
において、下記(1)式で表される内部圧下比εが0.
25以上1.25以下となる条件で圧下することを特徴
とするビームブランクの連続鋳造方法。 ε=(η/100)×(R/L) ・・・(1) ここで、η=Σ(an×Sn)×(D/210)b R:圧下量(mm) L:圧下開始時の鋳片厚み方向の未凝固部の厚み(m
m) η:内部浸透度(%) n:0、1または2 an:a0 、a1 またはa20 =23.5、a1 =0.1、a2 =0.025 S:鋳片横断面の全面積に対する圧下開始時の未凝固部
の面積比率(%) D:水平ロールの直径(mm) b=0.031×{鋼のC含有量(重量%)}+0.49
1. Using a rolling device having a horizontal roll and a vertical roll, a position where an unsolidified portion of a slab having a rectangular cross section is present is lowered from the vertical direction, and the swelling of the slab is suppressed from the left and right directions. In the method of manufacturing a beam blank according to (1), the internal draft ratio ε represented by the following equation (1) is set to 0.1.
A continuous casting method for a beam blank, wherein the reduction is performed under a condition of 25 or more and 1.25 or less. ε = (η / 100) × (R / L) ··· (1) where, η = Σ (a n × S n) × (D / 210) b R: rolling reduction (mm) L: reduction start Thickness of unsolidified part in the direction of slab thickness (m
m) eta: Internal penetration (%) n: 0,1 or 2 a n: a 0, a 1 or a 2 a 0 = 23.5, a 1 = 0.1, a 2 = 0.025 S: Area ratio of unsolidified portion at the start of reduction with respect to total area of cross section of cast slab (%) D: Diameter of horizontal roll (mm) b = 0.031 × {C content of steel (% by weight)} + 0.49
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