JP2007125575A - Method for continuously producing cast slab - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スラブ鋳片を連続鋳造する際に、凝固シェルのロール間バルジングを原因として発生する鋳型内の周期的な湯面変動を防止して、モールドパウダーの巻き込みの少ない高品質の連続鋳造鋳片を製造する方法に関するものである。 In the present invention, when continuously casting a slab slab, high-quality continuous casting with less mold powder entrainment is prevented by preventing cyclic fluctuations in the mold caused by bulging between rolls of the solidified shell. The present invention relates to a method for manufacturing a slab.
鋼の連続鋳造においては、鋳型内の溶鋼湯面レベルを制御することは、安定操業上のみならず、鋳片の品質確保上も極めて重要なことである。従来、この鋳型内湯面のレベル制御方法としてPI制御が多く用いられている。この場合の制御方法は、鋳型内溶鋼の湯面レベルを計測し、この計測値に基づきスライディングノズルやストッパーなどの流量調整装置の開度をPI制御によって調整し、鋳型から引き抜かれて行く溶鋼とタンディッシュから注入される溶鋼とのマスバランスを釣合わせるという方法である。 In continuous casting of steel, controlling the molten steel level in the mold is extremely important not only for stable operation but also for ensuring the quality of the cast slab. Conventionally, PI control is often used as a level control method for the mold surface in the mold. The control method in this case is to measure the molten steel surface level of the molten steel in the mold, adjust the opening of the flow adjusting device such as the sliding nozzle and stopper based on this measured value by PI control, This is a method of balancing the mass balance with the molten steel injected from the tundish.
しかしながら、スラブ鋳片の連続鋳造においては上記のようなレベル制御を実施しても、長周期の鋳型内湯面変動が生じる場合がある。図1にスラブ鋳片の連続鋳造における鋳型内湯面変動及び鋳造速度(「鋳片引き抜き速度」ともいう)の例を示す。図1において、鋳造領域Aでは鋳型内の湯面変動は少なく湯面レベルは安定しているが、鋳造領域Bでは周期的な湯面変動が発生しており、この周期的な湯面変動の発生に応じて鋳造速度を低下させている。この周期的な鋳型内湯面変動の周期は数秒〜十数秒であり、その振幅は数mm〜数十mmに達する。このような現象が生じると、鋳型内溶鋼の上下動によって鋳型内に添加したモールドパウダーを巻き込んだり、また、湯面変動量が時間に伴って増大するような条件では溶鋼が鋳型からオーバーフローしたりする恐れもあるため、鋳片品質の低下のみならず鋳造そのものの続行が困難となる場合も発生する。 However, in continuous casting of slab slabs, even if level control as described above is performed, long-term mold surface fluctuations may occur. FIG. 1 shows an example of mold surface fluctuation and casting speed (also referred to as “slab drawing speed”) in continuous casting of slab slabs. In FIG. 1, in the casting area A, the molten metal surface level in the mold is small and the molten metal surface level is stable, but in the casting region B, the cyclic molten metal surface fluctuation occurs. The casting speed is reduced according to the occurrence. The period of this periodic mold surface fluctuation is several seconds to several tens of seconds, and the amplitude reaches several mm to several tens of mm. When such a phenomenon occurs, the mold powder added into the mold is entrained by the vertical movement of the molten steel in the mold, or the molten steel overflows from the mold under conditions where the amount of molten metal fluctuation increases with time. Therefore, there are cases where it is difficult not only to lower the quality of the slab but also to continue the casting itself.
従って、この周期的な湯面変動が発生した場合には、図1に示すように鋳造速度を下げて湯面変動量が減少するのを待つことが通常行なわれているが、鋳造速度を低下させることは生産能率の低下につながる。また、鋳造速度を低下させないで鋳造が続行できたとしても、上述のようにモールドパウダーの巻き込みによる鋳片品質の悪化が発生する。 Therefore, when this periodic fluctuation of the molten metal surface occurs, the casting speed is usually lowered to wait for the molten metal surface fluctuation amount to decrease as shown in FIG. Making it lead to a decrease in production efficiency. Even if the casting can be continued without reducing the casting speed, the quality of the slab is deteriorated due to the entrainment of the mold powder as described above.
この周期的な湯面変動の発生原因は次のように考えることができる。即ち、図2に凝固シェルのバルジングと鋳型内湯面変動との関係を模式的に示すように、凝固シェル10が静鉄圧によって鋳片支持ロール8のロール間で凸状にバルジングし、このバルジング部(凸部)が鋳片の引き抜きによって次の鋳片支持ロール8に差し掛かった時に、バルジング部が鋳片支持ロール8に沿って元に戻ることなく、凝固シェル10の一部が変形することによってバルジング部を残したまま鋳片が未凝固部側に押し戻されるような現象が発生する。このようなバルジング現象は一般に「非定常バルジング」と呼ばれている。この非定常バルジングが、同一のロールピッチの連続する区間で且つ各ロール部位で一斉に生じると、鋳片の凝固シェルは広範囲に渡って一斉に未凝固部側に押し戻され、また、逆にロール間に押し出される動きが、鋳片の引抜きに伴って周期的に発生する。これによって図1に示すような長周期の湯面変動が生じると考えられている。これ以降、この湯面変動を「バルジング性湯面変動」と称する。尚、図2において、2aは鋳型長辺、8は鋳片支持ロール、10は凝固シェル、11は未凝固部、12は溶鋼湯面である。
The cause of the periodic fluctuation of the molten metal surface can be considered as follows. That is, as schematically shown in FIG. 2, the relationship between the bulging of the solidified shell and the fluctuation of the molten metal surface in the mold, the
バルジング性湯面変動の解決手段としては、前述したように、鋳造速度を減速し、バルジングの生じている該当ロール間での凝固シェル厚みを増大させてバルジング量を低減させ、湯面変動量を小さくする方法がある。しかしながらこの方法では、鋳造速度をどこまで減速するかは鋳造操作員の経験によって行なわれることがほとんどであり、対策が定量的でない上に過度な減速は連続鋳造の生産性を下げることになる。 As described above, as a means of solving the bulging surface level fluctuation, as described above, the casting speed is reduced, the thickness of the solidified shell between the bulging rolls is increased, the bulging amount is reduced, and the level fluctuation amount is reduced. There is a way to make it smaller. However, in this method, how much the casting speed is reduced is mostly determined by the experience of the casting operator, and the countermeasure is not quantitative, and excessive deceleration reduces the productivity of continuous casting.
また、特許文献1には、ピンチロールモーターの電流値の周期性と、湯面レベル値及び湯面制御信号値のうち何れかまたは双方の合成値の周期性とが一致したとき、非定常バルジングの発生と判断し、湯面レベル制御ゲインの変更、鋳造速度の変更、及び二次冷却条件の変更のうち、少なくとも1つの変更を行なうとしている。しかしながら、特許文献1では、これらの条件をどの程度変更すればバルジング性湯面変動を抑制できるかが明確でなく、一定量の変更を繰返して実施し、バルジング性湯面変動を収束させている。従って、この方法では一回の変更量が少なすぎるとバルジング湯面変動量の収束までに時間を要するし、一方、一回の変更量が多すぎるとオーバーシュートを生じる可能性がある。また、この方法は実操業において非定常バルジングが生じてから対策を講ずるわけであって、バルジング性湯面変動が生じにくいような鋳造条件に予め設定する手段としては用いることができない。 Further, Patent Document 1 discloses that when the periodicity of the current value of the pinch roll motor and the periodicity of the composite value of either or both of the molten metal surface level value and the molten metal surface control signal value coincide, Therefore, at least one of the change of the molten metal level control gain, the change of the casting speed, and the change of the secondary cooling condition is performed. However, in Patent Literature 1, it is not clear how much these conditions are changed to suppress bulging hot water surface fluctuation, and a certain amount of change is repeatedly performed to converge the bulging hot water surface fluctuation. . Therefore, in this method, if the amount of change at one time is too small, it takes time to converge the amount of fluctuation of the bulging hot water surface. On the other hand, if the amount of change at one time is too large, overshoot may occur. In addition, this method takes measures after unsteady bulging occurs in actual operation, and cannot be used as a means for presetting the casting conditions such that fluctuations in the bulging level are unlikely to occur.
また更に、特許文献2には、バルジング性湯面変動を生じさせないための二次冷却の条件が具体的な数値によって提案されているが、前提条件として鋳造速度が0.5〜1.2m/min、また、鋳片幅が700〜1380mm、鋳片厚みが150〜200mmなどの条件が付いているため、この範囲を外れる鋳造条件には適用が困難である。
Furthermore,
ところで、スラブ連続鋳造用の鋳型では、凝固シェルと鋳型との接触を向上させるために、鋳型長辺及び/または鋳型短辺には、相対する鋳型面が下方に向かって狭くなるように絞り込み(以下、「テーパー」と記す)を設ける場合が多いが(例えば、特許文献3,4,5,6参照)、鋳型テーパーとバルジング性湯面変動との関係を明らかにした報告は未だ成されていない。
以上説明したように、従来のバルジング性湯面変動の防止方法は、鋳造条件に基づいて予めバルジング性湯面変動を予測することが不可能であったり、予測できるものの幅広い鋳造条件には適用できないものであったりして、未だ改善の余地が十分に残されているのが現状である。 As described above, the conventional method for preventing fluctuations in the bulging hot water level cannot be predicted in advance based on the casting conditions or can be predicted but cannot be applied to a wide range of casting conditions. In reality, there is still a lot of room for improvement.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、鋼のスラブ鋳片を連続鋳造するに際し、高速鋳造条件であっても、特に鋳造速度が2.0m/分以上の高速鋳造であっても、凝固シェルのロール間における非定常バルジングに起因して発生する鋳型内のバルジング性湯面変動を抑制して、モールドパウダーの巻き込みの少ない高品質の連続鋳造鋳片を製造する方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object is to continuously cast a steel slab slab, even under high-speed casting conditions, particularly at a casting speed of 2.0 m / min or more. Even in high-speed casting, high-quality continuous cast slabs with less mold powder entrainment are produced by suppressing fluctuations in the bulging surface in the mold caused by unsteady bulging between the rolls of the solidified shell. Is to provide a way to do.
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究・検討を行った。以下に、研究・検討結果を説明する。 The inventors of the present invention have conducted intensive studies and studies to solve the above problems. The following describes the results of research and examination.
種々の鋳造条件下で非定常バルジングに起因するバルジング性湯面変動を調査した結果、バルジング性湯面変動を抑制するためには、前述した特許文献2に提案されるように、凝固シェルの厚みを厚くしてロール間のバルジング量を減少させることも重要であるが、それにも増して、鋳片の幅方向及び鋳片の鋳造方向において凝固シェル厚みを均一にすることが重要であることが分かった。即ち、凝固シェル厚みを均一にすることにより、凝固シェルが静鉄圧によって鋳片支持ロールのロール間でバルジングしても、このバルジング部が鋳片の引き抜きによって次の鋳片支持ロールに差し掛かった時には鋳片支持ロールに沿って元の形状に戻り、非定常バルジングが起こり難くなることが分かった。これは、凝固シェル厚みが均一化することで、前述した図2に示すような凝固シェルの一部が変形する現象が起こり難くなるものと考えられる。換言すれば、凝固シェル厚みの不均一性が凝固シェルの変形の原因となり、非定常バルジングを誘発しているものと考えられる。
As a result of investigating bulging surface fluctuation due to unsteady bulging under various casting conditions, in order to suppress bulging surface fluctuation, the thickness of the solidified shell is proposed as described in
この場合、二次冷却帯では鋳片の特定の位置の冷却能を鋳造中に任意に変えるなどとすることはできず、従って、鋳型直下の二次冷却帯において凝固シェル厚みを均一化しようとしても困難なことから、均一な凝固シェルを形成するためには鋳型内の冷却を均一にする必要のあることが分かった。つまり、鋳型内で凝固シェルと鋳型との間にエアーギャップを生成させずに均一に冷却する必要のあることが分かった。 In this case, in the secondary cooling zone, it is not possible to arbitrarily change the cooling capacity at a specific position of the slab during casting. Therefore, it is attempted to make the solidified shell thickness uniform in the secondary cooling zone immediately below the mold. Since it is difficult, it has been found that it is necessary to make the cooling in the mold uniform in order to form a uniform solidified shell. That is, it has been found that it is necessary to cool uniformly without generating an air gap between the solidified shell and the mold in the mold.
そこで、スラブ鋳片を連続鋳造するに当たり、鋳型内の冷却を均一化する方法を検討した。その際の鋳造速度は、高生産性を考慮して1.5m/分以上とした。その結果、相対する一対の鋳型長辺に挟まれて設置される鋳型短辺に、相対する鋳型短辺の面間隔が鋳造方向に向かって狭くなるようにテーパーを施し且つこのテーパー量を適切な値にして、鋳片短辺の凝固シェルと鋳型短辺との接触のみならず、鋳片長辺の短辺近傍の凝固シェルと鋳型長辺とが常に接触している状態にすることで、エアーギャップの生成が防止されて均一な冷却がなされると同時に、凝固シェル厚みも増大することが分かった。 Therefore, a method for uniform cooling in the mold was studied for continuous casting of slab slabs. The casting speed at that time was set to 1.5 m / min or more in consideration of high productivity. As a result, the short side of the mold placed between a pair of opposed long mold sides is tapered so that the surface interval between the opposed short mold sides becomes narrower in the casting direction, and this taper amount is appropriately set. By setting the value so that the solidified shell near the short side of the slab and the long side of the mold are always in contact with each other, It has been found that the formation of gaps is prevented and uniform cooling is achieved while simultaneously increasing the thickness of the solidified shell.
この場合の鋳型による凝固シェルの冷却は、モールドパウダーを介在して行なわれることは周知であり、従って、モールドパウダー自体も結晶性の高いモールドパウダーを使用することで、鋳型の冷却効果は低下するものの、均一な鋳型冷却が得られ、更に凝固シェル厚みの均一化が促進されることが分かった。 In this case, it is well known that the cooling of the solidified shell by the mold is performed via the mold powder. Therefore, the mold powder itself also uses a highly crystalline mold powder, so that the cooling effect of the mold is lowered. However, it was found that uniform mold cooling was obtained, and that the thickness of the solidified shell was further uniformed.
即ち、鋳型短辺に適切なテーパーを施し、更に、好ましくは適切な特性のモールドパウダーを使用することで、鋳造速度が2.0m/分以上の高速鋳造であっても、凝固シェルのロール間における非定常バルジングに起因して発生する鋳型内の湯面変動を抑制することができるとの知見が得られた。この場合、鋳型長辺にもテーパーを施すことが好ましいが、鋳片の厚みに対して幅の大きいスラブ鋳片では、短辺凝固シェルの拘束力を受けない幅方向中央部位の長辺凝固シェルは、静鉄圧により常に鋳型長辺側に押し付けられた状態であることから、エアーギャップを防止するという観点からは鋳型長辺にテーパーを設けることは余り重要ではなく、鋳型短辺のテーパーのみで十分であるとの知見が得られた。 That is, by applying an appropriate taper to the short side of the mold, and preferably using a mold powder with appropriate characteristics, even between high-speed castings with a casting speed of 2.0 m / min or more, between the rolls of the solidified shell It was found that the fluctuation of the molten metal surface in the mold caused by unsteady bulging can be suppressed. In this case, it is preferable to taper the long side of the mold, but in the case of a slab slab having a large width relative to the thickness of the slab, the long side solidified shell at the central portion in the width direction that does not receive the restraining force of the short side solidified shell Since it is always pressed against the long side of the mold by static iron pressure, it is not very important to taper the long side of the mold from the viewpoint of preventing the air gap, only the taper of the short side of the mold It was found that is sufficient.
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、第1の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、凝固シェルの非定常バルジングに起因して発生する鋳型内湯面変動を抑制しながら溶鋼を連続鋳造してスラブ鋳片を製造する連続鋳造鋳片の製造方法であって、相対する一対の鋳型長辺と相対する一対の鋳型短辺とを備え、相対する鋳型短辺の上端の間隔をWu、下端の間隔をWl、鋳型短辺の鉛直方向の長さをLとしたときに下記の(1)式で定義されるテーパー量(ΔT)が1.1〜1.3%の範囲内となるように相対する鋳型短辺にテーパーの施された鋳型を用いて連続鋳造して、鋳型内の凝固シェル厚みを均一化させ、かくして、前記鋳型内湯面変動を抑制することを特徴とするものである。但し、(1)式において、ΔTはテーパー量(%)、Wuは相対する鋳型短辺の上端の間隔(m)、Wlは相対する鋳型短辺の下端の間隔(m)、Lは鋳型短辺の鉛直方向の長さ(m)である。 The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and the method for manufacturing a continuous cast slab according to the first invention suppresses fluctuations in the mold surface in the mold caused by unsteady bulging of the solidified shell. A method for producing a continuous cast slab for continuously casting molten steel to produce a slab slab, comprising a pair of opposed mold long sides and a pair of opposed mold short sides, at the upper end of the opposed mold short sides When the interval is Wu, the lower end interval is Wl, and the length of the mold short side in the vertical direction is L, the taper amount (ΔT) defined by the following equation (1) is 1.1 to 1.3%. Continuous casting using a mold having a taper on the short side of the mold opposite to be within the range, uniformizing the thickness of the solidified shell in the mold, thus suppressing fluctuations in the molten metal surface in the mold It is what. In the equation (1), ΔT is the taper amount (%), Wu is the distance (m) between the upper ends of the opposite mold short sides, Wl is the distance (m) between the lower ends of the opposite mold short sides, and L is the mold short. It is the length (m) of the side in the vertical direction.
第2の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、第1の発明において、鋳型内の溶鋼湯面に、塩基度(CaO/SiO2 )が0.85〜1.00の範囲内であるモールドパウダーを添加することを特徴するものである。 In the method for producing a continuous cast slab according to the second invention, in the first invention, the basicity (CaO / SiO 2 ) is in the range of 0.85 to 1.00 on the surface of the molten steel in the mold. It is characterized by adding mold powder.
第3の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、第1または第2の発明において、スラブ鋳片の鋳造速度が2.0m/分以上であることを特徴とするものである。 The method for producing a continuous cast slab according to the third invention is characterized in that, in the first or second invention, the casting speed of the slab slab is 2.0 m / min or more.
本発明によれば、相対する鋳型短辺に1.1〜1.3%のテーパーを施し、更に好ましくは、塩基度(CaO/SiO2 )が0.85〜1.00の範囲内である高結晶性のモールドパウダーを使用するので、鋳造速度が2.0m/分以上の高速鋳造であっても、鋳型内の冷却が均一化されて均一な厚みの凝固シェルが得られ、凝固シェルのロール間における非定常バルジングが抑制され、非定常バルジングに起因して発生する鋳型内のバルジング性湯面変動を抑制することができる。その結果、モールドパウダーの巻き込みのない高品質の鋳片を高生産性で安定して製造することが可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。 According to the present invention, the taper of 1.1 to 1.3% is applied to the opposite mold short sides, and more preferably, the basicity (CaO / SiO 2 ) is in the range of 0.85 to 1.00. Since a highly crystalline mold powder is used, even in the case of high-speed casting at a casting speed of 2.0 m / min or more, the cooling in the mold is made uniform to obtain a solidified shell with a uniform thickness. Unsteady bulging between rolls is suppressed, and fluctuations in the bulging level in the mold caused by unsteady bulging can be suppressed. As a result, it is possible to stably produce a high-quality slab free of mold powder with high productivity, which brings about an industrially beneficial effect.
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図3は、本発明を実施する際に用いたスラブ連続鋳造機の鋳型周辺部の側面概略図、図4は、図3に示す鋳型の概略斜視図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a schematic side view of the periphery of the mold of the continuous slab casting machine used in carrying out the present invention, and FIG. 4 is a schematic perspective view of the mold shown in FIG.
図3において、スラブ連続鋳造機の鋳型2の上方所定位置にはタンディッシュ1が配置され、このタンディッシュ1の底部には、スライディングノズル3及び浸漬ノズル4が配置されており、タンディッシュ1に一旦滞留した溶鋼9は、スライディングノズル3及び浸漬ノズル4を介して鋳型2へ注入されるようになっている。スライディングノズル3は、上部固定板3a、摺動板3b及び下部固定板3cからなる3枚板構造であり、摺動板3bがアクチュエータ7と連結されていて、摺動板3bが、アクチュエータ7の作動によって上部固定板3a及び下部固定板3cと密着した状態のまま摺動することで、スライディングノズル3の開度が増減し、タンディッシュ1から鋳型2への溶鋼9の流出量が制御されるようになっている。
In FIG. 3, a tundish 1 is disposed at a predetermined position above the
この場合、アクチュエータ7は、スライディングノズル3の開度を調整するためのPI制御装置などの制御装置6から入力される信号によって作動するようになっている。また、鋳型内の溶鋼湯面12の上方には、鋳型2における溶鋼湯面12の位置を計測するための湯面レベル計5が配置されており、湯面レベル計5の計測信号は制御装置6に入力されている。つまり、制御装置6は、湯面レベル計5から得られる湯面レベル検出信号と、予め設定されている湯面レベル設定値との偏差信号を連続的に入力し、この偏差信号に基づいて鋳型2における溶鋼湯面12の位置が一定となるように、アクチュエータ7にスライディングノズル3の開度指令を出力するようになっている。
In this case, the actuator 7 is actuated by a signal input from a control device 6 such as a PI control device for adjusting the opening degree of the sliding nozzle 3. A molten
鋳型2は、図4に示すように、相対する一対の鋳型長辺2aと、この鋳型長辺2aに挟まれて内装された、相対する一対の鋳型短辺2bとを備えており、相対する鋳型短辺2bの上端の間隔をWu(m)、下端の間隔をWl(m)、鋳型短辺2bの鉛直方向の長さをL(m)としたときに、前述した(1)式で定義されるテーパー量(ΔT)が1.1〜1.3%の範囲内となるように、鋳型短辺2bには、相対する面間隔が鋳造方向に向かって狭くなるようなテーパーが施されている。この鋳型2では、鋳型短辺2bが鋳型長辺2aに挟まれて構成されており、従って、鋳型短辺2bの上端部よりも下端部を突出させるようにして配置することで、相対する鋳型短辺2bにテーパーが設置されている。この場合、両側の鋳型短辺2bのテーパー量は同等とする。つまり、(1)式で定義されるテーパー量(ΔT)の1/2程度とする。
As shown in FIG. 4, the
鋳型長辺2aにはテーパーが施されていないが、形成される凝固シェル10の厚みをより均一化する観点から、鋳型長辺2aにもテーパーを施すことが好ましい。テーパー量は、鋳型短辺2bのテーパー量(ΔT)と同程度でよい。但し、この鋳型長辺2aのテーパーは、本発明を実施する上では必ずしも必要ではない。
The mold
ここで、鋳型短辺2bのテーパー量(ΔT)を1.1〜1.3%の範囲とした理由を説明する。図5は、鋳造速度を2.2m/分とした条件下で鋳型短辺2bのテーパー量(ΔT)を1.0%から1.4%の範囲とした鋳型2において、鋳型長辺2aにおける抜熱量を測定した結果を示す図である。図5に示すように、鋳型短辺2bのテーパー量(ΔT)が1.0%の場合には平均総括抜熱量は1.66Gcal/m2・hrであったが、テーパー量(ΔT)を1.1%とすることで平均総括抜熱量は1.85Gcal/m2・hrにまで上昇することが確認できた。つまり、鋳型短辺2bのテーパー量(ΔT)を1.1%以上とすることで、鋳型長辺2aと鋳片長辺の凝固シェル10との接触が改善され、1.0%のテーパー量(ΔT)の場合に比べて鋳型内冷却を格段に均一化できることが分かった。
Here, the reason why the taper amount (ΔT) of the mold
この結果から、鋳型短辺2bのテーパー量(ΔT)が1.0%の場合には、鋳型長辺2aと鋳片長辺の凝固シェル10との間には、特に鋳型短辺2bの近傍で、エアーギャップが生成していたものと推定される。また、テーパー量(ΔT)を1.1%よりも大きくすることで平均総括抜熱量は更に改善されるが、改善の程度はそれほど大きくないことも分かった。また更に、鋳型短辺2bのテーパー量(ΔT)が1.4%の場合には、絞り込みが強過ぎて、鋳型短辺2bの下端部の磨耗が激しくなったり、また、凝固シェル10が座屈する、或いは、鋳型短辺2bと凝固シェル10との焼き付きによるブレークアウトの発生率が高くなったりすることも分かった。
From this result, when the taper amount (ΔT) of the mold
従って、これらの結果から、鋳型内冷却を均一化するための条件として、鋳型短辺2bのテーパー量(ΔT)を1.1〜1.3%の範囲に決定した。
Therefore, from these results, the taper amount (ΔT) of the mold
このように構成されるスラブ連続鋳造機を用いて、以下のようにして本発明を実施する。先ず、取鍋(図示せず)からタンディッシュ1に溶鋼9を注入し、次いで、タンディッシュ1に注入された溶鋼9を、スライディングノズル3で流量を調整しながら、浸漬ノズル4を介して鋳型2へ注入する。その際に、鋳型内の溶鋼湯面12には、保温剤、酸化防止剤、鋳型2との潤滑剤などとなるモールドパウダー13を添加する。鋳型2へ注入された溶鋼9は、鋳型2により冷却されて鋳型2との接触面で凝固して凝固シェル10を形成し、外殻を凝固シェル10とし内部を未凝固部11とする鋳片はガイドロール及びピンチロールなどの鋳片支持ロール8に支持されながら、ピンチロールの駆動力によって鋳型2の下方へ引き抜かれる。溶鋼湯面12の位置制御は、湯面レベル計5、制御装置6、アクチュエータ7、スライディングノズル3からなる湯面レベル制御装置により実施する。
Using the slab continuous casting machine configured as described above, the present invention is carried out as follows. First,
この場合、使用するモールドパウダー13としては、塩基度(CaO/SiO2 )が0.85〜1.00の範囲内であるモールドパウダーを使用することが好ましい。ここで、塩基度(CaO/SiO2)が0.85〜1.00の範囲内であるモールドパウダー13を使用する理由を説明する。
In this case, as the
溶鋼湯面12に添加されたモールドパウダー13は未凝固部11からの熱によって溶融し、溶融したモールドパウダーは凝固シェル10と鋳型長辺2aとの間隙に流入する。同様に、凝固シェル10と鋳型短辺2bとの間隙にも流入する。従って、凝固シェル10は、流入したモールドパウダー13の薄膜層を介して鋳型2に冷却されることになる。この間隙に流入したモールドパウダーは鋳型2により冷却されて、鋳型壁面と接触する側は固化し、凝固シェル10と接触する側は溶融状態を保つ。溶融したモールドパウダーは固化する際に、ガラス状のまま固化する場合と結晶化して固化する場合の2種類の状態で固化することが知られており、そして、結晶化する場合には、ガラス状のまま固化する場合に比べて、輻射熱として抜熱される熱量が少なくなり、冷却が緩冷却化して均一な冷却になることが知られている。
The
図6は、モールドパウダーの塩基度(CaO/SiO2 )と固化後のカスピダインの含有量との関係を示す図であり、塩基度(CaO/SiO2 )が高くなるほどカスピダインの含有量は高くなる。ここで、カスピダインの含有率が高くなるほど結晶化度は高くなることが知られている。つまり、モールドパウダーの塩基度(CaO/SiO2)が高くなるほど緩冷却となり、鋳型内の冷却は均一化する。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the basicity (CaO / SiO 2 ) of the mold powder and the content of caspodyne after solidification. The higher the basicity (CaO / SiO 2 ), the higher the content of caspidine. . Here, it is known that the higher the content of caspidyne, the higher the crystallinity. In other words, the higher the basicity (CaO / SiO 2 ) of the mold powder, the slower the cooling, and the cooling in the mold becomes uniform.
そこで、この事象に基づき、モールドパウダー13の塩基度(CaO/SiO2 )を変更し、その時のバルジング性湯面変動との関係を試験調査した。その結果、塩基度(CaO/SiO2)が0.78のモールドパウダーを使用した場合にはバルジング性湯面変動が高い頻度で発生したが、塩基度(CaO/SiO2)が0.85のモールドパウダーを使用した場合にはバルジング性湯面変動は大幅に低減することが分かった。
Therefore, based on this phenomenon, the basicity (CaO / SiO 2 ) of the
即ち、この試験結果から、バルジング性湯面変動を低減するためには、塩基度(CaO/SiO2 )が0.85以上のモールドパウダーを使用することが好ましいことが分かった。但し、モールドパウダー13は、冷却効率を左右する機能以外に潤滑機能などの他の重要な機能を果たす必要があり、塩基度(CaO/SiO2)を高くし過ぎると、高速鋳造の場合には、潤滑機能などの他の機能を損なうことが判明したので、塩基度(CaO/SiO2 )の上限値を1.00とした。本発明者等は、モールドパウダー13の塩基度(CaO/SiO2)が1.00以下であれば、モールドパウダーの他の機能を損なうことがないことを確認している。
That is, from this test result, it was found that it is preferable to use a mold powder having a basicity (CaO / SiO 2 ) of 0.85 or more in order to reduce the fluctuation of the bulging hot water surface. However, the
また、定常鋳造域における鋳造速度は、連続鋳造機の生産性を向上させる観点から、1.5m/分以上、望ましくは2.0m/分以上とすることが好ましい。また、低速鋳造の場合には、凝固シェル10の厚みが十分に厚くなってバルジング量が少なくなることから、バルジング性湯面変動の発生頻度が必然的に低くなる。このことからも、鋳造速度が1.5m/分以上の場合に、本発明を適用することが好ましい。鋳造速度が高速になるほどバルジング性湯面変動が激しくなることから、特に2.0m/分以上の高速鋳造において本発明の効果が顕著になる。鋳造速度の上限は特に規定する必要はないが、スラブ連続鋳造機における現在の最高速度は3.5m/分程度であり、この程度の鋳造速度においても、本発明の効果を発揮することができる。
Further, the casting speed in the steady casting region is preferably 1.5 m / min or more, and more preferably 2.0 m / min or more from the viewpoint of improving the productivity of the continuous casting machine. Further, in the case of low speed casting, since the thickness of the solidified
このようにして溶鋼9を連続鋳造することで、鋳型内の冷却が均一化されて均一な厚みの凝固シェル10が得られ、凝固シェル10のロール間における非定常バルジングが抑制され、非定常バルジングに起因して発生する鋳型内のバルジング性湯面変動を抑制することが可能となる。その結果、モールドパウダーの巻き込みのない高品質の鋳片を高生産性で安定して製造することが達成される。
By continuously casting the
以下、図3に示すスラブ連続鋳造機における本発明例を従来例とともに説明する。用いた連続鋳造機は、機長が42m、垂直部が2.5mである垂直曲げ型スラブ連続鋳造機であり、厚みが238mm、幅が1250mmである低炭素Alキルド鋼のスラブ鋳片を2.2m/分の鋳造速度で鋳造した。 Hereinafter, the example of this invention in the continuous slab casting machine shown in FIG. 3 is demonstrated with a prior art example. The continuous casting machine used is a vertical bending slab continuous casting machine having a length of 42 m and a vertical part of 2.5 m, and a slab slab of low carbon Al killed steel having a thickness of 238 mm and a width of 1250 mm. Casting was performed at a casting speed of 2 m / min.
塩基度(CaO/SiO2 )が0.78のモールドパウダーを使用して、鋳型短辺のテーパー量(ΔT)を1.1%(本発明例1)及び1.2%(本発明例2)として鋳造した。また、鋳型短辺のテーパー量(ΔT)が1.1%の場合には、塩基度(CaO/SiO2)が0.86のモールドパウダーも使用(本発明例3)した。また、比較のために、鋳型長辺のテーパー量(ΔT)を1.0%として、塩基度(CaO/SiO2)が0.78のモールドパウダーを使用した鋳造(従来例)も実施した。 Using a mold powder having a basicity (CaO / SiO 2 ) of 0.78, the taper amount (ΔT) of the mold short side was 1.1% (Invention Example 1) and 1.2% (Invention Example 2). ). Further, when the taper amount (ΔT) of the short side of the mold was 1.1%, a mold powder having a basicity (CaO / SiO 2 ) of 0.86 was also used (Example 3 of the present invention). For comparison, casting (conventional example) was also performed using a mold powder having a basicity (CaO / SiO 2 ) of 0.78 with a taper amount (ΔT) of the mold long side of 1.0%.
鋳造中、湯面レベル計によって湯面変動を計測し、湯面変動量が10mm以上のバルジング性湯面変動が発生した鋳造期間の全鋳造期間に対する百分率を「湯面変動異常発生率」と定義して評価した。表1に、鋳造条件及び湯面変動異常発生率の調査結果を示す。 During casting, the fluctuation of the molten metal surface is measured by a molten metal surface level meter, and the percentage of the total casting period during which the bulging-type molten metal fluctuation of the molten metal surface fluctuation amount is 10 mm or more occurs is defined as the “rate of occurrence of molten metal fluctuation”. And evaluated. Table 1 shows the results of the investigation of the casting conditions and the occurrence rate of molten metal surface fluctuations.
表1に示すように、本発明例における湯面変動異常発生率は従来例の2/3以下になり、特に、塩基度の高いモールドパウダーを使用した本発明例3の場合には、1/3程度になることが分かった。即ち、本発明によって凝固シェルの非定常バルジングに起因して発生する鋳型内のバルジング性湯面変動が抑制され、モールドパウダーの巻き込みのない高品質の鋳片を高生産性で安定して製造できることが確認できた。 As shown in Table 1, the rate of occurrence of molten metal surface fluctuation in the present invention example is 2/3 or less of the conventional example, and in particular, in the case of the present invention example 3 using a mold powder having a high basicity, 1 / It turned out to be around 3. That is, according to the present invention, the fluctuation of the bulging level in the mold caused by unsteady bulging of the solidified shell is suppressed, and a high quality slab free from mold powder can be stably produced with high productivity. Was confirmed.
1 タンディッシュ
2 鋳型
2a 鋳型長辺
2b 鋳型短辺
3 スライディングノズル
4 浸漬ノズル
5 湯面レベル計
6 制御装置
7 アクチュエータ
8 鋳片支持ロール
9 溶鋼
10 凝固シェル
11 未凝固部
12 溶鋼湯面
13 モールドパウダー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
ΔT=(Wu−Wl)×100/L…(1) A method for producing a continuous cast slab by continuously casting a molten steel while suppressing fluctuations in the mold surface caused by unsteady bulging of a solidified shell, and producing a slab slab comprising a pair of opposed long mold sides And a pair of mold short sides opposite to each other, the distance between the upper ends of the opposed mold short sides is Wu, the distance between the lower ends is Wl, and the length of the mold short side in the vertical direction is L as shown in (1) below. Solidified in the mold by continuous casting using a mold with a taper on the short side of the mold so that the taper amount (ΔT) defined by the formula is in the range of 1.1 to 1.3%. A method for producing a continuous cast slab, characterized in that the thickness of the shell is made uniform, thus suppressing fluctuations in the mold surface.
ΔT = (Wu−Wl) × 100 / L ... (1)
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