JP2002239696A - 連続鋳造における2次冷却方法 - Google Patents
連続鋳造における2次冷却方法Info
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Abstract
操業を安定させ、しかも鋳片の表面割れを防止できる連
続鋳造における2次冷却方法を提供する。 【解決手段】 鋳片の表面温度が鋳片割れ限界温度以上
で、かつガイドロールの温度が耐熱限界温度以下となる
ように2次冷却水の吹き付け時間および停止時間を調整
する。
Description
直−曲げ形の連続鋳造設備を用いて連続鋳造を行なう際
の2次冷却方法に関する。
まず鋳型内に注入された溶鋼が鋳型と接触して冷却さ
れ、凝固層(以下、凝固シェルという)を形成する。こ
うして溶鋼を連続的に鋳型内に注入しながら、凝固シェ
ルが周囲に形成され、中心部に溶鋼が残存する鋳片を下
方へ引き抜く。さらに、鋳型下方に配設された複数個の
ガイドロールの間隙からスプレーノズルを介して冷却水
を鋳片に吹き付けて冷却する。一般にこの冷却水による
冷却を2次冷却と称している。
備では、鋳型下方に配設された複数個のガイドロールに
よって鋳片を湾曲させてパスラインを変更する。その
後、ガイドロールの下流側に配設されたピンチロールに
よって鋳片を矯正した後、所定の長さに切断して後工程
へ送給する。2次冷却において鋳片に吹き付ける冷却水
(以下、2次冷却水という)を過剰に使用すると、鋳片
の表面温度が大きく低下する。そのためピンチロールを
用いて鋳片を矯正する際に、鋳片の表面に割れが発生す
る。鋳片の表面割れを防止するためには、鋳片の過冷却
を抑制する必要がある。
安定させるために冷却水によって冷却されている。ガイ
ドロールの表面に冷却水(以下、ロール表面冷却水とい
う)を吹き付けてガイドロールを冷却する場合は、その
ロール表面冷却水によって鋳片も冷却される。鋳片の過
冷却を防止するためにロール表面冷却水の吹き付けを停
止すると、ガイドロールの熱負荷が増大してガイドロー
ルの温度が上昇し、ガイドロールの表面にクラックが発
生したり、ガイドロールが変形する原因になる。
が開示されている。この技術は、ガイドロール内部を流
通する冷却水(以下、ロール内部冷却水という)でガイ
ドロールを冷却することによって、2次冷却における鋳
片の過冷却を防止しようとするものである。しかしこの
方法では、ロール内部冷却水を流通させるためにガイド
ロールの内部構造が複雑となり、メンテナンス費用が増
大するという問題があった。
問題を解消し、ガイドロールのクラックや変形を防止し
て操業を安定させ、しかも鋳片の表面割れを防止できる
連続鋳造における2次冷却方法を提供することを目的と
する。
冷却水の吹き付けと停止を繰り返し行なう連続鋳造にお
ける2次冷却方法において、鋳片の表面温度が鋳片割れ
限界温度以上、かつガイドロールの温度が耐熱限界温度
以下となるように2次冷却水の吹き付け時間および停止
時間を調整する連続鋳造における2次冷却方法である。
設備の例を示す配置図である。図中の矢印は鋳片の引き
抜き方向を示す。鋳型3に注入された溶鋼4は、鋳型3
によって冷却されて凝固シェル5を形成する。こうして
周囲に凝固シェル5が形成され、中心部に未凝固の溶鋼
4が残存する鋳片6を連続的に引き抜く。そのとき、鋳
型3下方に配設された複数個のガイドロール7の間隙か
らスプレーノズルを介して2次冷却水8を鋳片6に吹き
付けて2次冷却を行なう。
次冷却水を供給する配管のバルブを開閉することによっ
て、2次冷却水8の吹き付けと停止を繰り返し行なう。
2次冷却水8の吹き付けと停止の1サイクルの時間t0
は、吹き付け時間t1 と停止時間t2 を用いて下記の
(1)式で表わされる。 t0 =t1 +t2 ・・・(1) t0 :2次冷却水の吹き付けと停止の1サイクルの時間 t1 :2次冷却水の吹き付け時間 t2 :2次冷却水の停止時間 吹き付け時間t1 において鋳片6に吹き付ける2次冷却
水の水量をQw とすると、1サイクルの時間t0 におけ
る見掛けの2次冷却水量qw は下記の (2)式で表わされ
る。
水量 Qw :吹き付け時間t1 における2次冷却水量 (2)式中のt1 /t0 を冷却度xとすると、 (2)式は下
記の (3)式で表わされる。
ロール表面冷却水量qr および鋳片6の移動速度Vの関
数として、下記の (5)式で表わされる。
6の表面温度Ts は冷却度xの関数となる。冷却度xは
0≦x≦1の範囲の値であり、冷却度xと鋳片6の表面
温度Ts との関係は図2に示すような曲線となり、冷却
度xが大きいほど見掛けの2次冷却水量qw が大きくな
るので、鋳片6の表面温度Ts は低下する。なお冷却度
x=0は2次冷却水を常時停止している状態を示し、冷
却度x=1は2次冷却水を常時吹き付けている状態を示
す。
おいて鋳片6の表面が過剰に冷却されて熱間延性が低下
し、鋳片6をピンチロール9で矯正するときに表面割れ
が発生する。ピンチロール9による鋳片6の表面割れを
防止するために2次冷却の冷却度xを小さくすると、鋳
片6の表面温度Ts が上昇し、ガイドロール7の熱負荷
が増大して、ガイドロール7にクラックや変形が発生す
る。そこで、鋳片6の表面割れを防止し、かつガイドロ
ール7のクラックや変形を防止できる冷却度xの適正範
囲を求める必要がある。
xの範囲について説明する。あらかじめ実験を行なった
り、あるいは過去の実績に基づいて、鋳片6の成分やサ
イズごとに表面割れが発生する表面温度の限界値(以
下、鋳片割れ限界温度Tm という)を定めておく。図2
に示すように、 (5)式で表わされる鋳片6の表面温度T
s が、鋳片割れ限界温度Tm より低下するときの冷却度
の値をxs とする。冷却度xの値がxs 以下であれば鋳
片6の表面温度Ts が鋳片割れ限界温度Tm より高いの
で、表面割れは発生しない。つまり鋳片6の表面割れを
防止するために、冷却度xは下記の (6)式を満足する必
要がある。
度xの範囲について説明する。ガイドロール7の温度T
r は、見掛けの2次冷却水量qw ,ロール表面冷却水量
qr およびガイドロール7のサイズ,材質,使用時間の
関数として、下記の (7)式で表わされる。
ドロール7の温度Trは冷却度xの関数となる。冷却度
xとガイドロール7の温度Tr との関係は図3に示すよ
うな曲線となり、冷却度xが大きいほど見掛けの2次冷
却水量qw が大きくなるので、ガイドロール7の温度T
r は低下する。
面は冷却されず、ガイドロール7の熱負荷が増大し、ガ
イドロール7の変形やクラックが発生する。そこで、あ
らかじめ実験を行なったり、あるいは過去の実績に基づ
いて、ガイドロール7の材質やサイズごとに変形やクラ
ックの発生しない温度の限界値(以下、耐熱限界温度T
h という)を定めておく。図3に示すように、 (7)式で
表わされるガイドロール7の温度Tr が、耐熱限界温度
Th より低下するときの冷却度をxr とする。冷却度x
がxr 以上であれば、ガイドロール7の温度Tr が、耐
熱限界温度Thより低いので、ガイドロール7の変形や
クラックは発生しない。つまりガイドロール7の変形や
クラックを防止するために、冷却度xは下記の (8)式を
満足する必要がある。
を防止し、しかもガイドロール7のクラックや変形を防
止できる冷却度xの適正範囲は下記の (9)式の範囲とな
る。 xr ≦x≦xs ・・・(9) 連続鋳造の操業においては、 (9)式のxs は鋳片6の成
分やサイズごとに設定される値であり、xr はガイドロ
ール7の材質やサイズごとに設定される値である。した
がって、製造する鋳片6および使用するガイドロール7
に適したxs とxr を用いて冷却度xの適正範囲を決定
する。
水の吹き付け時間t1 と2次冷却水の停止時間t2 とに
よって決まる値であるから、冷却度xが所定の範囲を満
足するように、t1 とt2 を調整して2次冷却を行なえ
ば、ガイドロール7のクラックや変形を防止して操業を
安定させ、しかも鋳片6をピンチロール9で矯正しても
表面割れを防止できる。
00×560mm のブルームの連続鋳造を行なった。ブルーム
の成分は、C:0.10mass%,Al:0.025 mass%,Nb:0.
030 mass%であった。この成分およびサイズの場合は、
ブルームの表面温度Ts が、鋳片割れ限界温度Tm より
低下するときの冷却度の値xs は 0.6である。
によって冷却するロールを使用し、その直径は200mm ,
長さは800mm であり、材質は SUS630 であった。このガ
イドロール7の材質およびサイズの場合は、ガイドロー
ルの温度Tr が耐熱限界温度Th より低下するときの冷
却度の値xr は 0.4である。したがって冷却度xの適正
範囲は 0.4〜0.6 の範囲となるので、2次冷却水の吹き
付け時間t1 と停止時間t2 を調整して、冷却度xが
0.5となるように2次冷却を行ないながら連続鋳造を行
なった。鋳造速度は 0.5〜1.0 m/分とした。これを発
明例とする。
ように2次冷却を行ないながらブルームの連続鋳造を行
なった。さらに比較例2として冷却度xが 0.8となるよ
うに2次冷却を行ないながらブルームの連続鋳造を行な
った。ブルームの成分およびサイズ、さらに使用したガ
イドロール7は、前記した発明例と同じであるから説明
を省略する。
は発生せず、またガイドロール7のクラックや変形等の
トラブルも発生しなかった。一方、比較例1ではガイド
ロール7のクラックが発生し、比較例2ではブルームの
表面割れが発生した。
れを防止し、しかもガイドロールの焼き付きや変形を防
止できるので、安定して操業できる。
図である。
る。
ラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 鋳片への2次冷却水の吹き付けと停止を
繰り返し行なう連続鋳造における2次冷却方法におい
て、前記鋳片の表面温度が鋳片割れ限界温度以上、かつ
ガイドロールの温度が耐熱限界温度以下となるように前
記2次冷却水の吹き付け時間および停止時間を調整する
ことを特徴とする連続鋳造における2次冷却方法。
Priority Applications (1)
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JP2001038958A JP3687547B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 連続鋳造における2次冷却方法 |
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CN103894574A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-07-02 | 首钢总公司 | 一种降低特厚板坯头坯判废率的二冷水启动方法 |
WO2017221671A1 (ja) * | 2016-06-21 | 2017-12-28 | 株式会社日立製作所 | 冷却装置 |
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-
2001
- 2001-02-15 JP JP2001038958A patent/JP3687547B2/ja not_active Expired - Fee Related
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