JP2003181608A - 連続鋳造機外におけるブルームの冷却方法 - Google Patents

連続鋳造機外におけるブルームの冷却方法

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JP2003181608A
JP2003181608A JP2001384711A JP2001384711A JP2003181608A JP 2003181608 A JP2003181608 A JP 2003181608A JP 2001384711 A JP2001384711 A JP 2001384711A JP 2001384711 A JP2001384711 A JP 2001384711A JP 2003181608 A JP2003181608 A JP 2003181608A
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Yoshio Nuri
嘉夫 塗
Yasuhide Oba
康英 大塲
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Sanyo Special Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続鋳造ブルームの冷却時に発生する表面疵
の発生を防止する冷却方法を提供することである。 【解決手段】 垂直型連続鋳造機のタンディッシュ1か
ら注湯して鋳型2で鋳造したブルーム3を切断用トーチ
4で所定の長さに切断した後、切断したブルーム3を連
続鋳造機外の冷却装置であるブルームクーラー装置5に
搬送し、ブルームの表面温度がAr3変態点以上の温度
からブルームクーラー装置5内に設置した冷却用スプレ
ーノズル6から冷却水をブルーム3に噴流し、ブルーム
表面温度がAr3変態点に近づくほど、噴流する冷却水
量の密度を大きくして、冷却速度を増加させて冷却した
後、ブルーム3をブルームクーラー装置5から取り出
し、表面疵の発生が防止された冷却されたブルームを得
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼を連続鋳造して
得たブルーム等の鋳片を冷却するに関するもので、連続
鋳造ブルームの冷却時に発生するブルームの表面欠陥低
減方法に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造法にて鋳造したブルームを冷却
し、引き続き当該ブルームを炉中で加熱し分塊圧延して
ビレットなどをつくる場合、当該ブルームの成分、組
織、加熱状況、および圧延条件などによっては種々の割
れの起こることはよく知られた事実である。とりわけ、
連続鋳造から加熱炉挿入までの冷却方法が不適正である
と圧延後の製品に表面欠陥が発生しやすい。
【0003】この表面欠陥の発生を防止する技術とし
て、「連続鋳造により製造されたキルド鋼からなる鋳片
を、その表面温度がAr3変態点より150〜50℃高
い温度まで冷却時に、冷却媒体により鋳片内部が赤熱状
態で、かつ表面温度がAr1変態点より100〜400
℃低い温度となるように急冷した後、前記鋳片を所定長
さに切断し、ついで炉内加熱して熱間成形することを特
徴とする連続鋳片の熱間加工法」(特開昭63−168
260号公報に開示)や、「連続鋳造された鋳片の表面
を水冷し、その表面部のみを急冷してマルテンサイト化
し、その後室温まで空冷する方法であって、前記空冷途
中において該鋳片の中心部に残る熱の表面部への熱伝導
によりマルテンサイト化された表面部を焼き戻し、焼戻
し組織とすることを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方
法」(特開平10−291062号公報に開示)が提案
されている。
【0004】また、出願人らは、「連続鋳造により鋳造
されたブルームをその表面温度がAr3変態点より50
℃高い温度範囲まで冷却し、その後この温度範囲から、
10〜300℃/sの冷却速度でマルテンサイト変態終
了点(Mf点)以下の温度に冷却することを特徴とする
連続鋳造ブルームの冷却方法」(特開平9−20689
9号公報に開示)の出願や、「連続鋳造機外に設置され
たブルームクーラーを用いてAr3変態点直上の温度領域
から冷却するに際し、上面の水量密度を5×10-4〜4
×10-33/m2s、側面の水量密度を上面の水量密度
の1.5倍以上、下面の水量密度を上面の水量密度の2.
0倍以上にして冷却することを特徴とする連続鋳造ブル
ームの冷却方法」(特開平10−1719号に開示)の
発明を出願して、連続鋳造ブルームの冷却時に発生する
表面疵の発生を防止する冷却方法を提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】連続鋳造されたブルー
ムなどの鋳片を冷却して、このブルームの表面層近傍の
マクロ組織を観察すると、冷却速度が遅い場合、合金鋼
の化学組成や冷却時のオーステナイトの結晶粒の大きさ
によって異なるものの、その組織は比較的大きなフェラ
イト粒界を伴うフェライト・パーライト組織から構成さ
れる。表面欠陥はこれらのフェライト粒界を起点として
伝播拡大する事実はよく知られている。ブルームなどの
連続鋳造鋳片に発生する表面疵を減少させるには、上記
の知見から明らかなように、フェライト・パーライト
結晶粒径を微細にして割れ感受性を低減させる、割れ
の起点になる粗大なフェライト粒径を形成させないよう
に冷却して組織をベイナイトにする(例えば、山川真一
郎ら:材料とプロセス、6(1993)、p.1188
参照)、という方策が考えられる。
【0006】このような観点から提案された技術として
前出の特開昭63−168260号公報に開示の技術が
ある。即ち、「連続鋳造により鋳造されたキルド鋼から
なる鋳片を、その表面温度がAr3変態点より150〜
50℃高い温度まで冷却時に、冷却媒体により鋳片内部
が赤熱状態で、かつ表面温度がAr1変態点より100
〜400℃低い温度となるように急冷した後、前記鋳片
を所定長さに切断し、ついで炉内加熱して熱間成形する
ことを特徴とする連続鋳片の熱間加工法。」などであ
る。
【0007】ところが前記の冷却方法では、ブルームの
上面、側面および下面の全表面にわたり、表面疵を減少
させるに十分な冷却速度と均一冷却が得られないと言う
問題点がある。
【0008】本発明の課題は、前記の問題点を解決すべ
くなされたもので、連続鋳造ブルームの冷却時に発生す
る表面疵の発生を防止する冷却方法を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは連続鋳造に
より鋳造されたブルームの疵発生低減方法について研究
を重ねた。その結果、連続鋳造条件変動によるブルーム
の表面温度のばらつきにより、従来方法では、それぞれ
のブルームの表面に発生する表面疵を減少させるに十分
な冷却が得られないことが判明した。そこで発明者らは
さらに詳細に研究した結果、ブルーム表面を適性に冷却
させるには、Ar3変態点より高温側の温度から冷却す
るときのブルームの表面温度に応じて冷却速度を変化さ
せて冷却することが重要であるという新しい知見を得、
本発明を完成するに至ったものである。
【0010】上記の課題を解決するための本発明の連続
鋳造ブルームの冷却手段は、請求項1の発明では、連続
鋳造されたブルームを連続鋳造機外で冷却するに際し、
冷却開始温度を連続鋳造開始から連続鋳造機外の冷却装
置に到達するまでの時間で管理して、これにより冷却速
度を制御して連続鋳造されたブルームを冷却することで
ある。
【0011】請求項2の発明では、冷却開始時のブルー
ム表面温度をAr3変態点以上とし、ブルーム表面温度
がAr3変態点に近づくほど、冷却速度を増加させてブ
ルームを冷却することである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明方法の実施の形態に
ついて、詳細に説明する。まず、連続鋳造機外で冷却す
る時の、冷却開始前のブルームの表面温度は、溶鋼の加
熱度、鋳造速度、鋳型の冷却強度、鋳造用パウダーの性
質、二次冷却水量および放冷帯長さなどによって変動す
る。結果的には、図1に示したように、連続鋳造機外の
冷却装置に到達するまでの時間で整理すると、到達時間
が長くなるほど冷却開始前のブルームの表面温度は低く
なり、両者の相関の高いことが判明した。そこで、請求
項1の発明の実施の形態は、図1の関係を鋼種や上記の
ような鋳造条件毎に予め求めておき、この様にすること
により、鋳造毎にブルームの表面を特別な測温装置や手
段を必要とすることなく、冷却開始温度を連続鋳造開始
から連続鋳造機外の冷却装置に到達するまでの時間管理
をするのみで、ブルームの表面温度を簡単かつ正確に把
握でき、この把握したブルームの表面温度を基準にし
て、後述した冷却速度を制御決定するものである。
【0013】さらに、合金鋼ブルームの表面欠陥は、フ
ェライト粒界を起点とし伝播拡大することはよく知られ
た事実であることは前述した通りである。しかし、冷却
時にこのフェライトを析出させないためには、図2の連
続冷却変態図(CCT線図)で説明すれば、冷却曲線R
1より速い冷却速度で冷却させる必要がある。すなわ
ち、ベイナイト変態開始点、B1点より左側の冷却速度
で冷却する必要がある。本発明者らは、ベイナイト変態
の臨界冷却速度(図2ではR1の冷却速度に相当)に及
ぼす冷却開始前温度について研究したところ、冷却開始
温度がAr3変態点に近づくほど、ベイナイト変態の臨
界冷却速度は速くなること、すなわち、図2で示せば、
臨界冷却曲線、R1位置がR2曲線側に移行すると言う、
新たな知見を見出した。これは、冷却開始温度が低くな
ると、ベイナイト変態に必要な過冷度が大きくなること
に起因するものと推測される。
【0014】このことは、冷却速度とAr3変態点より
高温側の温度から冷却する時のブルームの表面温度に関
係は、冷却開始温度がAr3変態点に近づくほど、冷却
水量の密度を大にしてブルーム表面の冷却速度を速くす
る必要があることを意味するものである。そこで、この
新しい知見に基づく、本発明の請求項2に係る発明の実
施の形態は、ブルームの連続鋳造機外の冷却方法におい
て、冷却開始時のブルーム表面温度をAr3変態点以上
とし、ブルーム表面温度がAr3変態点に近づくほど、
冷却水量の密度を大きくして、冷却速度を増加させてブ
ルームを冷却するものである。
【0015】すなわち、上記の本発明の実施の形態を図
3で具体的に説明すると、垂直型連続鋳造機のタンディ
ッシュ1から注湯して鋳型2で鋳造したブルーム3を切
断用トーチ4で所定の長さに切断した後、切断したブル
ーム3を連続鋳造機外の冷却装置であるブルームクーラ
ー装置5に搬送し、ブルームの表面温度がAr3変態点
以上の温度からブルームクーラー装置5内に設置された
冷却用スプレーノズル6から冷却水をブルーム3に噴流
し、ルーム表面温度がAr3変態点に近づくほど、噴流
する冷却水量の密度を大きくすることにより冷却速度を
増加させて冷却した後、ブルーム3をブルームクーラー
装置5から取り出し、表面疵の発生が防止された冷却さ
れたブルームを得た。
【0016】
【実施例】つぎに本発明の実施例を説明する。本発明
は、鋼の冷却時にフェライト・パーライト変態、ベイナ
イト変態、およびマルテンサイト変態をする全ての鋼に
対して適用される。比較例1と比較例2の条件で冷却し
たときのブルームの表面の割れ発生数を1とし、冷却条
件を実施例1、実施例2により変化させて冷却したとき
のJIS SCR420鋼からなるブルームの割れ発生
数を求め、その数の比較例に対する比をブルームの割れ
指数として表1にまとめて示した。この表1の結果か
ら、本発明法の方法によるブルームの冷却条件で冷却し
たブルームの表面の割れは、比較例に比して著しく低減
していることが理解される。なお、冷却開始から冷却終
了までの冷却曲線は一般的に、直線的かつ急激に温度が
低下する領域と、その後、緩やかに温度の低下する領域
に区分されるが、ここで言う冷却速度とは冷却開始温度
から温度が直線的に低下するまでの間における速度を言
う。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷却方法
を適用することにより、従来発生していたブルーム表面
の割れを殆ど発生することなく連続鋳造によるブルーム
を冷却することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】連続鋳造機外の冷却装置に到達するまでの時間
と冷却開始前のブルームの表面温度との関係を示す説明
図である。
【図2】合金鋼の連続冷却変態曲線の模式図である。
【図3】本発明に用いた装置の概要を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 タンディッシュ 2 鋳型 3 ブルーム 4 切断トーチ 5 ブルームクーラー(機外冷却装置) 6 冷却用ノズル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続鋳造されたブルームを連続鋳造機外
    で冷却するに際し、冷却開始温度を連続鋳造開始から連
    続鋳造機外の冷却装置に到達するまでの時間で管理し
    て、これにより冷却速度を制御して連続鋳造されたブル
    ームを冷却することを特徴とするブルームの連続鋳造機
    外の冷却方法。
  2. 【請求項2】 冷却開始時のブルーム表面温度をAr3
    変態点以上とし、ブルーム表面温度がAr3変態点に近
    づくほど、冷却速度を増加させてブルームを冷却するこ
    とを特徴とするブルームの連続鋳造機外の冷却方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015020192A (ja) * 2013-07-19 2015-02-02 株式会社神戸製鋼所 鋳片の冷却方法
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JP2015193039A (ja) * 2014-03-26 2015-11-05 株式会社神戸製鋼所 低合金鋼の鋳片の冷却方法
JP2015193041A (ja) * 2014-03-26 2015-11-05 株式会社神戸製鋼所 ばね鋼の鋳片の冷却方法
JP2015193038A (ja) * 2014-03-26 2015-11-05 株式会社神戸製鋼所 炭素鋼の鋳片の冷却方法
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