JP2004306078A - 鋳片の内部割れ防止した鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼の連続鋳造、特に垂直連続鋳造において、鋳造速度Ｖｃの高速化に伴い、高速化時の中心偏析を現状レベルに維持しつつ凝固末期の鋳片の内部割れを的確に防止する方法を提供する。
【解決手段】０．４０〜０．６０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度Ｖｃと同一圧下スケジュールで引抜きセクションにある凝固末期の鋳片を多段圧下により軽圧下する鋼の連続鋳造方法において、鋳片の固相率ｆｓ０．７〜１．０における軽圧下の総圧下量Ｄを式（１）：Ｄ≦ａ×最大鋳造速度Ｖｃ＋ｂを満足するものとすることを特徴とする鋳片の内部割れを防止した鋼の連続鋳造方法である。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸受鋼や合金鋼などの一般の垂直連続鋳造装置の鋳片引抜きセクションにおける鋳片の内部割れの防止方法、特に凝固末期の軽圧下セクションにおける鋳片の中心偏析改善および内部割れ防止の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の軸受鋼や合金鋼の一般の連続鋳造においては、連続鋳造の引抜き時の凝固収縮により、鋳片中心部に濃化溶鋼が排出される。すなわち鋳片の外周部からの凝固による固液共存相の濃度分配により、鋳片中心部の未凝固域には濃化溶鋼が排出される。さらに外周部からの凝固および収縮により、鋳片中心部には真空層が発生し、この体積補償のため濃化した溶鋼が中心部に吸引されて補償されるか、あるいは中心部を補償しきれずにキャビティが生じるか、若しくは中心割れを生じる。
【０００３】
そこで、連続鋳造においては、引抜き時の鋳片中心部の濃化溶鋼の排出またはキャビティの生成などによる中心性状を改善する必要がある。そこで、この中心性状の改善のために、移動式の圧下設備を用い、圧下ロール１段当たりの圧下量を０．５〜０．６％程度とする軽圧下を鋳片の側方から施している。ところで、Ｃｒ系ステンレス鋼の鋳片では、固液共存域が狭い範囲にあり、さらに圧下ロールの１段当たりの圧下量を増やしても内部割れに至らない。そこで、これらの知見に基づき、モールド内のメニスカスの下方の一定距離に位置する２対の対面する圧下ロールによって１段当たり３〜５ｍｍの圧下を行うことにより、鋳片の中心部への濃化溶鋼の吸引による中心偏析の防止および中心部のキャビティの圧着を可能とする方法を出願人は開発している。
【０００４】
さらに、溶鋼の連続鋳造においては、凝固末期では不均一凝固が生じてブリッジングが起こり、ブリッジとその周辺のデンドライト間で濃化した濃化溶鋼がブリッジより下流で凝固収縮することにより中心部へ吸引される結果、鋳片中心部に中心偏析が集積しているものもある。
【０００５】
このような中心偏析の改善を図る方法として、鋳造速度Ｖｃを０．４０〜０．６０ｍ／ｍｉｎとし、鋳片の固相率ｆｓが０．０を超え、１．０未満の領域の凝固収縮部に対し、鋳片の固相率ｆｓが１．０の等温線の内側の各位置における未凝固領域を、圧下比０．０１５〜０．４２０とし、圧下速度０．４０〜２．５ｍｍ／ｍｉｎとして鋳片の幅広面の片面から厚さ方向に多段圧縮することにより、収縮による溶損の下向きの流れを阻止して中心偏析を改善する方法（例えば、特許文献１参照）がある。しかし、この方法では、一般鋼（特に中・高炭素鋼）での内部割れ防止にはさらに厳しい限定条件を必要とする問題がある。さらに、圧下終了位置と凝固完了位置を一致させる薄鋳片の圧下方法（特許文献２参照）、内部割れ限界圧下速度で所定の区間圧下する方法（特許文献３参照）や、内部割れ発生限界より上流の駆動ピンチロールに押し込みトルク、下流の駆動ピンチロールに制動トルクを与える方法（特許文献４参照）などが開発されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１３２２０５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３４５５２号公報
【特許文献３】
特開２００１−１９１１５７号公報
【特許文献４】
特開２００２−２０５１５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、鋼の連続鋳造、特に垂直連続鋳造において、鋳造速度Ｖｃの高速化に伴い、高速化時の中心偏析を現状レベルに維持しつつ凝固末期の鋳片の内部割れを的確に防止する方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、０．４０〜０．６０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度Ｖｃと同一圧下スケジュールで引抜きセクションにある凝固末期の鋳片を多段圧下により軽圧下する鋼の連続鋳造方法において、鋳片の固相率ｆｓ０．７〜１．０における軽圧下の総圧下量Ｄを下記の式（１）を満足するものとすることを特徴とする鋳片の内部割れを防止した鋼の連続鋳造方法である。
【０００９】
【数２】
Ｄ≦ａ×最大鋳造速度Ｖｃ＋ｂ‥‥‥（１）
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は縦軸を鋳型内のメニスカスからの距離とし横軸を鋳片の中心からの距離とするときの固相率ｆｓ０．７および１．０の範囲を示すグラフと圧下ロール位置の関係を示すグラフである。図２は本発明の固相率が０．７〜１．０である鋳片に対する軽圧下の総圧下量を縦軸に表わし、０．４０〜０．６０ｍ／ｍｉｎにおける最大鋳造速度Ｖｃを横軸に表わし、圧鍛比６以上の加工をするときに明瞭な内部割れを起こす境界を示すグラフである。図３は軸受用鋼ＳＵＪ２における鋳造速度Ｖｃ０．５３ｍ／ｍｉｎ、ＳＨ（鋳込み温度−液相線温度）１５℃における縦軸に鋳型内のメニスカスからの距離と横軸に鋳片の中心からの距離とするときの固相率ｆｓ０．７および１．０の範囲を示すグラフと圧下ロール位置の関係を示すグラフである。図４は軸受用鋼ＳＵＪ２における固相率が０．７〜１．０である鋳片に対する軽圧下の総圧下量を縦軸に表わし、０．４５〜０．６０ｍ／ｍｉｎにおける最大鋳造速度Ｖｃを横軸に表わし、圧鍛比６以上の加工をするときに明瞭な内部割れを起こす境界を示すグラフである。
【００１１】
鋼の連続鋳造において、鋳造速度Ｖｃを０．４０〜０．６０ｍ／ｍｉｎとして、この鋳造速度Ｖｃと同一圧下スケジュールで引抜きセクションにある凝固末期の鋳片を軽圧下装置の多段圧下により軽圧下する鋼の連続鋳造方法において、鋳片の固相率ｆｓが０．７〜１．０における凝固収縮部に対する軽圧下の総圧下量Ｄを下記の式（１）を満足するものとする。
【００１２】
【数３】
Ｄ≦ａ×最大鋳造速度Ｖｃ＋ｂ‥‥‥（１）
【００１３】
引抜きセクションにある鋳片の固相率ｆｓが０．７〜１．０における凝固収縮部の総圧下量Ｄを上記の式（１）以下とすることで、固相率ｆｓ＝０．７〜１．０間の総圧下量Ｄ×圧下効率で表わされる累積歪が最大となる鋳片内の部位において、累積歪が内部割れ発生限界以下に抑制されることとなり、内部割れが防止される。この結果、この鋳片を圧鍛比６以上で鋼材とするときに内部割れ残存が防止されることとなる。
【００１４】
【実施例】
現状例により説明すると、サイズ３８０ｍｍ×４９０ｍｍの軸受用鋼ＳＵＪ２におけるブルームにおいて、鋳造速度Ｖｃを０．５０ｍ／ｍｉｎとする時の固相率ｆｓが０．７〜１．０における軽圧下装置による総圧下量は、式（１）におけるａの値が−１７．８、ｂの値が１５．１であるので、これらを式（１）に適用すると、Ｄ≦−１７．８×最大鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］＋１５．１となる。従って、最大の総圧下量Ｄは６．２ｍｍである。
【００１５】
これに対し、本発明の方法において、軸受用鋼ＳＵＪ２において、図４に示すように、鋳造速度Ｖｃを高めて０．５３ｍ／ｍｉｎとする時、固相率ｆｓ０．７〜１．０における内部割れを防止できる最大の総圧下量は５．６ｍｍとなる。従って、総圧下量５ｍｍとする時は、鋳造速度Ｖｃ０．５７ｍ／ｍｉｎまで高速化することができる。また、鋳造速度Ｖｃ０．５７ｍ／ｍｉｎまでは、得られた鋼材を圧鍛比６以上で加工しても、内部割れ残存が防止できた。
【００１６】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明は連続鋳造において、鋳造速度Ｖｃを０．４０〜０．６０ｍ／ｍｉｎとするとき、鋳片の固相率ｆｓが０．７〜１．０にあるときの総圧下量Ｄを最大鋳造速度Ｖｃから求める式を確立し、Ｄ≦ａ×最大鋳造速度Ｖｃ＋ｂを満足するものとしたので、鋼種に合わせてａ、ｂを求めることで、圧鍛比６以上の鋼材における内部割れ残存を的確に防止することができる総圧下量としたときの最大鋳造速度Ｖｃを容易に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】縦軸をメニスカスからの距離および横軸を鋳片の中心からの距離とするときの固相率ｆｓ０．７および１．０の範囲と圧下ロールの位置の関係を示すグラフである。
【図２】本発明の固相率が０．７〜１．０である鋳片に対する軽圧下の総圧下量を縦軸とし、０．４０〜０．６０ｍ／ｍｉｎにおける最大鋳造速度Ｖｃを横軸とする時の、圧鍛比６以上の明瞭な内部割れを起こす境界を示すグラフである。
【図３】軸受用鋼ＳＵＪ２における鋳造速度Ｖｃ０．５３ｍ／ｍｉｎ、ＳＨ１５℃における縦軸に鋳型内のメニスカスからの距離と横軸に鋳片の中心からの距離とするときの固相率ｆｓ０．７および１．０の範囲を示すグラフと圧下ロール位置の関係を示すグラフである。
【図４】軸受用鋼ＳＵＪ２における固相率が０．７〜１．０である鋳片に対する軽圧下の総圧下量を縦軸、０．４５〜０．６０ｍ／ｍｉｎにおける最大鋳造速度Ｖｃを横軸とし、圧鍛比６以上の加工をするときに明瞭な内部割れを起こす境界を示すグラフである。

Claims (1)

1. ０．４０〜０．６０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度Ｖｃと同一圧下スケジュールで引抜きセクションにある凝固末期の鋳片を多段圧下により軽圧下する鋼の連続鋳造方法において、鋳片の固相率ｆｓ０．７〜１．０における軽圧下の総圧下量Ｄを下記の式（１）を満足するものとすることを特徴とする鋳片の内部割れを防止した鋼の連続鋳造方法。
   

   

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