JP2005270981A - 連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速鋳造の場合でも押込み過剰を招かずかつ安価に鋳型直下の鋳片短辺のバルジングを軽減できる連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法を提供する。
【解決手段】 フットロールを用いる連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法において、前記フットロールを、同じロール軸１１に、鋳片１短辺中央部に当接する１個の中央ロール１０Ｃと、鋳片短辺両端部にそれぞれ当接する２個の端ロール１０Ｅとを個別回転自在に装着し、かつ、中央ロールのロール半径を端ロールのロール半径よりも鋳片厚みの１〜５％だけ大きく（δ＝鋳片厚みの１〜５％）してなる３分割凸型フットロール１０とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法に関する。

連続鋳造装置の鋳型直下では、鋳片の凝固シェル厚が薄く、鋳片内部の溶鋼静圧により鋳片はバルジングしようとするので、ブレークアウトの防止あるいは鋳片の均一冷却を目的とした鋳片冷却支持案内装置が鋳型直下に配設されている。この装置は、鋳型に取付けられて鋳型とともにオシレーションする銅板およびその直下に位置するフットロールを有し、これらによって鋳片が支持案内され、横断面形状が一定のスラブ鋳片が連続的に引抜かれる。

通常のフットロールは、鋳片の長辺側も短辺側もともに鋳片表面に当たる部分の直径が一定となっているフラット型フットロールである。

一方、ステンレス鋼の連続鋳造では、フラット型フットロールの場合、フットロール通過後の鋳片断面は、短辺側が膨らみ、長辺側のエッジ近傍が窪んだ形状となり、これをそのまま圧延すると製品鋼板表面にヘゲ（スリバー）疵のような表面欠陥が発生するので、熱間圧延前に鋳片表面の手入れを要する問題や、短辺側を凹状とした方が圧延の際にシーム疵が発生し難いという点に鑑み、ステンレス鋼の連続鋳造スラブの長辺側をできるだけ平坦にし、かつ短辺側を僅かに窪ませることを目的として、スラブ長辺側は通常のフラット型フットロールとし、スラブ短辺側はクラウン付きフットロールとすることが知られている（特許文献１）。
特開平３−２９１１３０号公報

上記通常のフットロール（長辺側、短辺側ともフラット型）は、ステンレス鋼以外の鋼種では、鋳込み速度（鋳片引抜き速度）が２.０ｍ/分未満の場合、鋳型直下での鋳片のバルジングを有効に抑制できていた。しかし、鋳込み速度が２.０ｍ/分以上の高速鋳造を行なうと、鋳型直下での凝固シェル厚がさらに薄くなるため、短辺側のバルジング量が大きくなり、ブレークアウトの危険性が高くなるという問題が生じた。そこで、特許文献１を参考に、短辺側をクラウン付きフットロールにすることを検討したが、特許文献１では、鋳型短辺の両端部にフットロールが接触していないため、鋳片の幅変更に際し、鋳型短辺の下端を鋳片幅中心側に変位させたとき、短辺側フットロールへの鋳片からの反力が不十分となって、短辺中央部への押込みが過剰となり、ブレークアウトに至る危険性が高いことがわかった。なお、クラウン付きフットロールは、フラット型フットロールに比べて製造コストが嵩むという難点もある。

そこで、本発明は、高速鋳造の場合でも押込み過剰を招かずかつ安価に鋳型直下の鋳片短辺のバルジングを軽減できる連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成した本発明は、次のとおりである。

（発明項１） フットロールを用いる連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法において、前記フットロールを、同じロール軸に、鋳片短辺中央部に当接する１個の中央ロールと、鋳片短辺両端部にそれぞれ当接する２個の端ロールとを個別回転自在に装着し、かつ、前記中央ロールのロール半径を前記端ロールのロール半径よりも鋳片厚みの１〜５％だけ大きくしてなる３分割凸型フットロールとしたことを特徴とする連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法。

（発明項２） 鋳込み速度２.０ｍ/分以上の連続鋳造に用いることを特徴とする発明項１記載の連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法。

（発明項３） 中炭素鋼または珪素鋼の連続鋳造に用いることを特徴とする発明項１または２に記載の連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法。

（発明項４） フットロールを有する連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内装置において、前記フットロールが、同じロール軸に、鋳片短辺中央部に当接する１個の中央ロールと、鋳片短辺両端部にそれぞれ当接し前記中央ロールのロール半径よりも鋳片厚みの１〜５％だけ小さいロール半径を有する２個の端ロールとを個別回転自在に装着してなる３分割凸型フットロールであることを特徴とする連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内装置。

本発明によれば、短辺側のフットロールとして、鋳片短辺中央部に当接する１個の中央ロールと、鋳片短辺両端部にそれぞれ当接する２個の端ロールとを同じロール軸に個別回転自在に装着した３分割凸型フットロールを用い、中央ロールのロール半径を端ロールのロール半径よりも鋳片厚みの１〜５％大きくするようにしたから、高速鋳造の場合でも押込み過剰を招かずかつ安価に鋳型直下の鋳片のバルジングを軽減することができる。

図１は、本発明の実施形態の１例を示す横断面図である。この図に示すように、本発明に用いるフットロール１０は、鋳片１の短辺中央部に当接する１個の中央ロール１０Ｃと、鋳片１の短辺両端部にそれぞれ当接する２個の端ロール１０Ｅとを、ベアリング１２を介して同じロール軸１１に個別回転自在に装着し、中央ロール１０Ｃのロール径を端ロール１０Ｅのロール径よりも大きくした３分割凸型フットロール１０である。

中央ロール１０Ｃおよび端ロール１０Ｅはフラット型ロールとしている。この構成によれば、鋳片短辺の中央部だけでなく両端部も押圧されるので、鋳片幅変更の際に押込み過剰となる危険はない。また、フラット型ロールはクラウン付きロールよりも製造コストが低いから安価に入手できる。

短辺中央部と中央ロール１０Ｃとの接触幅（中央ロール１０Ｃの胴長）は、本発明では特に限定しないが、鋳片厚みの３０〜６０％とするのがよい。

鋳片短辺のバルジングを抑えるために、中央ロール１０Ｃのロール径Ｄ２は、端ロール１０Ｅのロール半径Ｄ１よりも２×δだけ大きくされるが、本発明では、このδ（＝中央ロール１０Ｃのロール半径（Ｄ２/２）−端ロール１０Ｅのロール半径（Ｄ１/２））は鋳片厚みの１〜５％とする。δが鋳片厚みの１％未満であると、フットロール出側での鋳片短辺のバルジングを抑えることはできない。δが鋳片厚みの５％超であると、押込み過剰となって、フットロールとの接触している部位でブレークアウトが起こりやすくなる。

また、中央ロール１０Ｃと端ロール１０Ｅとを個別回転自在としたので、一体回転の場合に生じる疵（端と中央のロール周速差からロール端部、ロール中央部のいずれかと鋳片短辺が擦れて生じる疵）は、本発明では発生しない。

図２は、本発明の実施形態の１例を示す側面図である。図２のＡ−Ａ矢視図が図１に相当する。この例では、３個並列型フットロール１０のロール軸１１を、鋳型フレーム６底部に設けた支軸からぶら下げたスイングフレーム８で支持し、スイングフレーム８の下端部と、鋳型フレーム６底部から下方に伸ばした固定フレーム９の下端部とを、皿バネ式の弾力付与手段２０で連結した。弾力付与手段２０の弾力は実績に基いて定めた適度な範囲に調整されている。この調整された弾力が３分割凸型フットロール１０に作用し、該フットロール１０を鋳片短辺に適度な力で押し付ける。

この例では、３分割凸型フットロール１０を鋳片１の一短辺側あたり３本配列して使用しているが、使用本数はこれに限らず適宜決めればよい。なお、鋳片長辺側のフットロールには、従来どおりフラット型ロールを用いればよい。

また、前述のように、鋳込み速度２.０ｍ/分未満では、短辺側に従来のフラット型フットロールを用いた場合でもバルジング量は問題ない程度に抑えられるため、本発明の効果が判然としないから、本発明は、鋳込み速度２.０ｍ/以上の連続鋳造に用いることが好ましい。

また、短辺側に従来のフラット型フットロールを用いた場合、中炭素鋼（Ｃ：０.０７〜０.０９ｍａｓｓ％含有鋼）および珪素鋼では、鋳込み速度の増分に対するバルジング量の増分が他鋼種よりも大きいという傾向があり、そのため、中炭素鋼および珪素鋼については鋳込み速度を他鋼種よりも小さく規制する必要があった。これに本発明を適用して、中炭素鋼および珪素鋼のバルジング量を低減させると、中炭素鋼と珪素鋼の鋳込み速度を他鋼種なみに引き上げることができ、生産性が向上する。よって、本発明は、中炭素鋼または珪素鋼の連続鋳造に用いることが好ましい。

発明項１〜３のいずれに記載の鋳片短辺支持案内方法も、図１〜図２に示したような３分割凸型フットロール１０、すなわち、同じロール軸１１に、鋳片短辺中央部に当接する１個の中央ロール１０Ｃと、鋳片短辺両端部にそれぞれ当接し前記中央ロール１０Ｃのロール半径よりも鋳片厚みの１〜５％だけ小さいロール半径を有する２個の端ロール１０Ｅとを個別回転自在に装着してなる３分割凸型フットロール１０を有する、発明項４記載の鋳片短辺支持案内装置により、容易に実施することができる。

（実施例１、比較例１）
実施例１では、垂直曲げ型連続鋳造装置を用い、中炭素鋼（０.０８ｍａｓｓ％Ｃ含有鋼）を連続鋳造して、幅１５００ｍｍ×厚み２２０ｍｍのスラブ鋳片を製造するにあたり、図１〜図２に示した形態で本発明を適用した。短辺側に用いた３分割凸型フットロールは、中央ロール直径１２０ｍｍ、中央ロール胴長７８ｍｍ、端ロール直径１１０ｍｍ、端ロール胴長５１ｍｍとした（δ＝５ｍｍ＝鋳片厚みの２.３％）。なお、長辺側には、ロール直径１３６ｍｍ、ロール胴長１１９２ｍｍと８４２ｍｍの２分割のフラット型フットロールを用いた。鋳込み温度（タンディッシュ内溶鋼過加熱温度）ΔＴは２５℃、鋳込み速度は２.６ｍ/分とした。鋳造中、鋳型に最も近い短辺側フットロールとその次の短辺側フットロールの間を通過中の鋳片の幅を直ゲージにより計測し、この計測値から目標鋳片幅（熱片換算値）を差し引いてバルジング量を評価した。また、上記３分割凸型フットロールに代えて、ロール直径１２０ｍｍ、ロール胴長２２３ｍｍのフラット型フットロールを用いた以外は実施例１と同じ条件で連続鋳造した比較例１について、同様にバルジング量を評価した。その結果、実施例１のバルジング量は比較例１の２５％であった。この結果を基に、中炭素鋼の鋳込み速度を、従来の２.６ｍ/分から２.８４ｍ/分へと、増加させることができた。
（実施例２、比較例２）
実施例２では、垂直曲げ型連続鋳造装置を用い、珪素鋼（０.３５ｍａｓｓ％Ｓｉ含有鋼）を連続鋳造して、幅１３００ｍｍ×厚み２２０ｍｍのスラブ鋳片を製造するにあたり、図１〜図２に示した形態で本発明を適用した。短辺側に用いた３分割凸型フットロールは、中央ロール直径１２０ｍｍ、中央ロール胴長７８ｍｍ、端ロール直径１１０ｍｍ、端ロール胴長５１ｍｍとした（δ＝５ｍｍ＝鋳片厚みの２.３％）。なお、長辺側には、ロール直径１３６ｍｍ、ロール胴長１１９２ｍｍと８４２ｍｍの２分割のフラット型フットロールを用いた。鋳込み温度（タンディッシュ内溶鋼過加熱温度）ΔＴは２５℃、鋳込み速度は２.６４ｍ/分とした。鋳造中、鋳型に最も近い短辺側フットロールとその次の短辺側フットロールの間を通過中の鋳片の幅を直ゲージにより計測し、この計測値から目標鋳片幅（熱片換算値）を差し引いてバルジング量を評価した。また、上記３分割凸型フットロールに代えて、ロール直径１２０ｍｍ、ロール胴長２２３ｍｍのフラット型フットロールを用いた以外は実施例２と同じ条件で連続鋳造した比較例２について、同様にバルジング量を評価した。その結果、実施例２のバルジング量は比較例２の２５％であった。この結果を基に、珪素鋼の鋳込み速度を、従来の２.６４ｍ/分から３.０ｍ/分へと、増加させることができた。

本発明は、鋼は無論のこと、他の金属または合金の連続鋳造操業にも利用することができる。

本発明の実施形態の１例を示す横断面図（図２のＡ−Ａ矢視相当図）である。 本発明の実施形態の１例を示す側面図である。

符号の説明

１ 鋳片
２ 凝固シェル
３ 溶鋼
４ 鋳型（連続鋳造鋳型）
５ 鋳型短辺銅板
６ 鋳型フレーム
７ 鋳込み（引抜き）方向
８ スイングフレーム
９ 固定フレーム
１０ フットロール（３分割凸型フットロール）
１０Ｃ 中央ロール
１０Ｅ 端ロール
１１ ロール軸
１２ ベアリング
２０ 弾力付与手段（皿バネ式）

Claims (4)

1. フットロールを用いる連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法において、前記フットロールを、同じロール軸に、鋳片短辺中央部に当接する１個の中央ロールと、鋳片短辺両端部にそれぞれ当接する２個の端ロールとを個別回転自在に装着し、かつ、前記中央ロールのロール半径を前記端ロールのロール半径よりも鋳片厚みの１〜５％だけ大きくしてなる３分割凸型フットロールとしたことを特徴とする連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法。
2. 鋳込み速度２.０ｍ/分以上の連続鋳造に用いることを特徴とする請求項１記載の連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法。
3. 中炭素鋼または珪素鋼の連続鋳造に用いることを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内方法。
4. フットロールを有する連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内装置において、前記フットロールが、同じロール軸に、鋳片短辺中央部に当接する１個の中央ロールと、鋳片短辺両端部にそれぞれ当接し前記中央ロールのロール半径よりも鋳片厚みの１〜５％だけ小さいロール半径を有する２個の端ロールとを個別回転自在に装着してなる３分割凸型フットロールであることを特徴とする連続鋳造鋳型直下の鋳片短辺支持案内装置。

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