JP2001170743A

JP2001170743A - 鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JP2001170743A
Application number: JP35512199A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Ito; 陽一伊藤; Koichi Tozawa; 宏一戸澤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレークアウトが問題となる条件でも、それを
防止すると共に、鋳片表面割れや鋳片表層清浄の改善を
図る。【解決手段】鋳片表面割れや表皮下介在物／ブローホー
ルなどの原因となるオシレーションマークの深さを０．
５ｍｍ以下に低減するため、鋳型振動のネガティブスト
リップ時間を０．２５秒以下とする。また、鋳込み開始
の鋳造速度の増速時にあって、ブレークアウトが最も問
題となる増速率１．０ｍ／ｍｉｎ²以上、鋳造速度３．
０ｍ／ｍｉｎ以上のときに、モールドパウダに加えて菜
種油などの液体潤滑剤を供給し、潤滑不足を補う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造方法
に関し、特に鋳片表面割れの防止、鋳片表面性状の改善
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般にスラブにおける連続鋳造に
より鋼を製造する場合、鋳型と鋳片との間の潤滑は、鋳
型内溶鋼浴面上にモールドパウダを供給し、且つ鋳型に
オシレーション運動を与えることによって行われてい
る。鋼浴面上に投入されたモールドパウダは、溶鋼に近
づくにつれて粉末状態から焼結状態、溶融状態へとその
態様が変化し、この溶融モールドパウダが鋳型と鋳片凝
固シェルとの間に流入して潤滑剤として作用する。この
溶融モールドパウダの流入は、重力及び鋳型のオシレー
ション条件、鋳片の引抜速度などによって決定する。例
えば、モールドパウダの消費量は鋳造速度の増加に伴っ
て減少し、高速鋳造では、モールドパウダの流入不良が
発生し易く、鋳型と鋳片凝固シェルとが焼き付いて発生
するブレークアウトの原因となる。このような問題を解
決するため、本出願人は先に、モールドパウダと菜種油
のような液体潤滑剤とを同時に供給することを提案し、
例えば鋳込み開始時の増速率が１．０ｍ／ｍｉｎ²以上
の時期での安定した鋳造を可能とした。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の潤滑方法により、ブレークアウトの発生は皆無とな
ったが、スラブの品質上の問題である鋳片表面割れの発
生及び表皮下介在物の捕捉が依然として克服できていな
い。これらの原因は鋳型オシレーションによって形成さ
れるオシレーションマークの深さと相関があり、オシレ
ーション深さを極力低減することにより、表面割れの起
点の低減、介在物補足の起点の低減が期待される。オシ
レーションマークの低減には、図５に示すように、ネガ
ティブストリップ時間を極力小さくするような鋳型のオ
シレーション、つまり振動条件を設定するのが有効であ
る。しかし、ネガティブストリップ時間が短い鋳型オシ
レーションでは、今度は溶融モールドパウダの鋳型／鋳
片間への流入が減少するため、潤滑不良による拘束性ブ
レークアウトが発生する恐れがある。

【０００４】本発明は前記諸問題を解決すべく開発され
たものであり、潤滑不良を防止しながら、オシレーショ
ンマークを低減して鋳片表面割れ及び鋳片表層の介在物
の低減を達成することが可能な鋼の連続鋳造方法を提供
することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記諸問題を解決するた
め、本発明のうち請求項１に係る鋼の連続鋳造方法は、
鋳型と鋳片との潤滑剤としてモールドパウダと液体潤滑
剤とを同時に用い、且つ鋳型オシレーションによるネガ
ティブストリップ時間を０．２５秒以下としたことを特
徴とするものである。

【０００６】液体潤滑剤とは、例えば植物油、鉱物油、
脂肪酸エステル、Ｃａスルホネートオイルなどが適用可
能である。また、必要に応じて、後述するような固体潤
滑剤を加えてもよい。また、本発明のうち請求項２に係
る鋼の連続鋳造方法は、前記請求項１の発明において、
鋳造速度の増速時の増速率が１．０ｍ／ｍｉｎ²以上で
且つ鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎであることを特徴とす
るものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本実施形態の鋼の連続鋳造方法を
実施化した鋳型の断面図である。鋳型１内において、溶
鋼３は鋳片凝固シェル２を形成している。また、溶鋼３
上に供給された粉末状のモールドパウダ４ａは、下降す
るにつれて焼結状態のモールドパウダ４ｂとなり、更に
加工して溶融状態のモールドパウダ４ｃとなり、鋳型１
と凝固シェル２との間の隙間に流入する。しかし、例え
ばダミーバースタート時又はタンディッシュ交換スター
ト後の鋳込み開始時には、モールドパウダが未だ溶融状
態になっていない。そこで、図１に示す液体潤滑剤注入
管５を設け、鋳型１内面の鋼浴面より上方から液体潤滑
剤６を滴下する。鋳込み開始の少し前から液体潤滑剤の
滴下を開始し、鋳造速度の増速中にモールドパウダを併
せて供給する。

【０００８】前述のように、ネガティブストリップ時間
を小さくするとオシレーションマークの深さが低減する
ことが一般に知られている。ネガティブストリップ時間
とは、図２に示すように、オシレーションによる鋳型の
移動速度が鋳造速度を下回る時間を示す。本発明者らは
鋳片の調査結果から、以下の知見を得た。１）鋳片表面割れの発生は、オシレーションマーク深さ
０．５ｍｍ以上の箇所でノッチ効果が顕著になって発生
し易い。

【０００９】２）鋳片表層下の介在物、ブローホール
は、オシレーションマーク深さ０．５ｍｍ以上の箇所に
存在する爪状の部分に多く捕捉されている。そこで、前
記図５から、オシレーションマーク深さ０．５ｍｍ以下
を可能とするネガティブストリップ時間が０．２５秒以
下に設定される。但し、完全にオシレーションを行わな
い、所謂オシレーションレスの連続鋳造も可能である
が、例えば特開昭６１−５２９６４号公報に記載される
ように、菜種油などの液体潤滑剤を添加した場合、気化
したオイルが溶鋼中に閉じこめられ、それが小爆発し
て、鋳片表面の形状が問題になる可能性があるため、微
小でも鋳型にオシレーションを与え、気化したオイルが
鋼鋳から出るようにするのがよい。

【００１０】本実施形態では、前述のようにダミーバー
スタート時又はタンディッシュ交換スタート時の鋳込み
開始時の増速時並びにその後の鋳造時期に、前記モール
ドパウダと液体潤滑剤とを同時に供給するようにしたの
で、モールドパウダの焼結槽が発達する以前に、液体潤
滑剤が鋳型と鋳片凝固シェルとの間に流入し、たとえモ
ールドパウダの溶融速度が追いつかない場合でも、当該
液体潤滑剤によって十分な潤滑が行われ、ブレークアウ
トなどの発生を防止することができる。また、このこと
により、潤滑面から鋳型振動条件が規制されないので、
前述のようにオシレーションマーク深さを０．５ｍｍ以
下とすることが可能な０．２５秒以下のネガティブスト
リップ時間を実施化することができ、これにより鋳片表
面割れの発生防止並びに鋳片表層清浄の大幅な改善が可
能となる。

【００１１】なお、前記液状潤滑剤に加えて固体潤滑剤
を供給することも可能であり、これにより、モールドパ
ウダ流入不良時に、液体潤滑剤と共に流入した固体潤滑
剤が界面潤滑作用を補い、安定性が増すというメリット
がある。このような固体潤滑剤としては、ＭｏＳ₂、Ｍ
ｏ−ＭｏＳ₂、ＰｂＯ、Ｎａ₂ＭｏＯ₄、ＷＢ−Ａｇー
Ｎｉ、ＡｇーＰＴＦＥーＷＳｅ₂、ＣａＣＯ₃等が挙げ
られる。ちなみに、一般的な液体潤滑油も、流入後は、
約２５０℃以上で炭化し、黒鉛（固体潤滑剤）として作
用することとなる。

【００１２】また、前述したダミーバースタートやタン
ディッシュ交換後のスタートのような鋳込み開始時に、
潤滑不足によるブレークアウトの発生が問題となるの
は、例えば特開平９−３０８９４９号公報に記載される
ように、モールドパウダの消費量が０．２ｋｇ／ｍ²以
下となる時期であり、その時期は、具体的に、鋳込み開
始の鋳造速度の増速時にあって、増速率が１．０ｍ／ｍ
ｉｎ²以上で、且つ鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎ以上の
領域になる。従って、このような操業条件が与えられた
ときに、前述のようにモールドパウダと液体潤滑剤とを
供給し、且つネガティブストリップ時間を０．２５秒以
下にすることにより、ブレークアウトの発生を防止し、
且つ鋳片表面割れや鋳片表層清浄の大幅な改善が図れ
る。

【００１３】次に、この鋼の連続鋳造方法の実施例とし
て、２２０ミリ厚×１５００ミリ幅のスラブを垂直曲げ
型連続鋳造機で鋳造した例について説明する。鋳造に
は、鋳片表面割れの発生が極めて問題となりやすいＮｂ
含有中炭素アルミキルド鋼（成分／Ｃ：０．１０ｗｔ
％、Ｓｉ：０．００１ｗｔ％、Ｍｎ：０．８ｗｔ％、
Ｐ：０．０１５ｗｔ％、Ｓ：０．００８ｗｔ％、Ａｌ：
０．０４ｗｔ％、Ｎｂ：０．０５ｗｔ％）を用いた。そ
して、浸漬ノズルから溶鋼を鋳型内に注入開始する直前
に、前記液体潤滑剤注入管から液体潤滑剤として菜種油
を合計３５０ｃｃ／ｍｉｎで鋳型長辺面全体にほぼ均一
に供給する。溶鋼が鋳型内に満たされ、浸漬のずるの吐
出穴が浸漬した時点でモールドパウダ（ＣａＯ／ＳｉＯ
₂＝１．１）を鋼浴面に散布し、引抜を開始する。鋳造
速度の増速後も菜種油の供給を停止せず、モールドパウ
ダとの同時供給を続けて連続鋳造を行う。また、連続鋳
造中の鋳型振動、オシレーションのストロークＳは６ｍ
ｍ一定であり、実験では、鋳型振動数ｆを変化させ、下
記１式で表れるネガティブストリップ時間ｔ_Nを変化さ
せて、鋳片表面割れ及び鋳片表層清浄の評価を行った。

【００１４】ｔ_N＝６０／πｆ× cos^-1（１０００Ｖｃ／６０πｆＳ） ……… (1) 但し、ｆ：鋳型振動数（cycle per minute）、Ｓ：鋳型
ストローク（ｍｍ）、Ｖｃ：鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）で
ある。この実験によるネガティブストリップ時間と鋳片
横割れ発生の関係を図３に示す。縦軸は、鋳片単位長あ
たりの横割れ発生個数を指標化した値である。同図から
明らかなように、オシレーションマーク深さが０．５ｍ
ｍ以上となるネガティブストリップ時間０．２５秒以上
の領域では、鋳片横割れの発生が顕著になっている。こ
れは、その後の曲げ・矯正時の歪み付加にあたり、オシ
レーションマーク谷部がノッチとなり、割れが開口した
結果によるものである。

【００１５】また、この実験によるネガティブストリッ
プ時間と鋳片表層下の介在物・ブローホール捕捉数の関
係を図４に示す。縦軸は、鋳片表層２ｍｍ深さまでの位
置における単位面積当たりの介在物・ブローホール個数
を指標化した値である。同図から明らかなように、オシ
レーションマーク深さが０．５ｍｍ以上となるネガティ
ブストリップ時間０．２５秒以上の領域では、オシレー
ションマーク底部の爪状組織の部分に介在物・ブローホ
ールが多数細くされていることが確認された。

【００１６】このように、本実施形態の連続鋳造方法で
は、モールドパウダと液体潤滑剤とを同時に併用し、且
つネガティブストリップ時間を０．２５秒以下とする鋳
造方法を採用することにより、鋳片表面割れの防止並び
に鋳片表層清浄の大幅な改善が可能となった。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る鋼の連続鋳造方法によれば、鋳型と鋳片との
潤滑剤としてモールドパウダと液体潤滑剤とを同時に用
いることにより、潤滑不良を防止してブレークアウトを
防止すると共に、鋳型オシレーションによるネガティブ
ストリップ時間を０．２５秒以下とすることにより、鋳
片表面のオシレーションマークを低減し、鋳片表面割れ
や表皮下介在物を低減することができる。

【００１８】また、本発明のうち請求項２に係る鋼の連
続鋳造方法によれば、鋳造速度の増速時の増速率が１．
０ｍ／ｍｉｎ²以上で且つ鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎ
であるので、本来ならばモールドパウダの消費量が少な
くなってブレークアウトが生じる領域でも、前記請求項
１の発明によって、ブレークアウトの発生を完全に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼の連続鋳造方法の一実施形態を示す
鋳型内の縦断面図である。

【図２】ネガティブストリップ時間の説明図である。

【図３】ネガティブストリップ時間と鋳片横割れ発生と
の関係を示す説明図である。

【図４】ネガティブストリップ時間と鋳片表層介在物／
ブローホールとの関係を示す説明図である。

【図５】ネガティブストリップ時間とオシレーションマ
ーク深さとの関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１は鋳型２は凝固シェル３は溶鋼４ａ，４ｂ，４ｃはモールドパウダ５は液体潤滑剤注入管６は液体潤滑剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳型と鋳片との潤滑剤としてモールドパ
ウダと液体潤滑剤とを同時に用い、且つ鋳型オシレーシ
ョンによるネガティブストリップ時間を０．２５秒以下
としたことを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【請求項２】鋳造速度の増速時の増速率が１．０ｍ／
ｍｉｎ²以上で且つ鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎである
ことを特徴とする請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。