JP2011504141A - 連続鋳造および圧延により鋼長尺製品を製造する方法 - Google Patents

Abstract

鋼を連続鋳造してビレットやブルームのストランド（５）を形成すること、ならびに前記ビレットやブルームのストランドを連続的に圧延することによって、鋼長尺製品を製造するための方法において、溶鋼が、連続鋳造用永久鋳型（３）内に流される。鋳造ビレットやブルームのストランド（５）は、その後の加熱を実質的に伴うことなく、圧延機列（２０）に直接送られる。これにより、プラントの設計がより簡易なものとなり、費用対効果のより高い稼動が可能となる。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる鋼長尺製品を製造するための方法、およびこの方法のための連続鋳造用永久鋳型に関する。

連続鋳造により製造された鋳造ストランドを個々のビレットまたはブルームに切断し、それらを室温まで冷却し、次いで、圧延機にて再加熱されたそれらを棒鋼、ワイヤ、および他の鋼長尺製品へと圧延することが知られている。

また、その後の圧延の前に再加熱を行うために、圧延炉内に高温（約６００℃）の鋳造ビレットを配置することも知られている。

エネルギーを節減し、生産量を増加させるために、連続鋳造プラントと圧延列とを、好ましくは、鋳造ストランドと圧延ストランドとを直接連結することを可能にし得る解決策が、長期にわたり模索されてきた。

この場合、鋳造プラントの出口における、スループット、速度、温度、および、温度分布（連続鋳造表面／中心部）と、圧延列の入口におけるそれらとの差が、主要な問題となる。

圧延機列の入口における最低送り速度は、圧延ストックとの長い接触時間によってローラに対して熱的に過負荷をかけないようにするために、いかなる場合においても４．２ｍ／分を下回らない。さらに、圧延列の入口でのビレットは、その表面上およびその中心部との両方において、圧延に適した温度（１１５０から１２５０℃）を有するべきである。とりわけ、表面温度は、可能な限り一様に分布されるべきである。

ＥＰ０７６１３２７Ｂ１により、連続鋳造機において製造された鋳造ストランドを温度維持／予熱デバイスに送り、その後に、他の温度均一化／高速加熱デバイス内において、この鋳造ストランドを、圧延列に誘導する前に加熱する、１つの方法が知られている。

この場合における１つの欠点は、再加熱デバイスの設置のためのコストおよび稼動のためのコストが、比較的高いことである。

ＥＰ０７６１３２７Ｂ１ ＥＰ０４９８２９６Ｂ２

本発明の基礎を形成する目的は、より簡易なプラント設計および費用対効果のより高い稼動が可能となる方法を提案することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有する方法によって達成される。

本発明によるこの方法の好ましい他の展開例、および、この方法のための好ましい連続鋳造用永久鋳型が、従属請求項の主題を形成する。

驚くべきことには、ＥＰ０４９８２９６Ｂ２により知られているように、連続鋳造用永久鋳型を使用する場合には、高速連続鋳造によって製造されたビレットやブルーム用のストランドを、追加的な加熱を伴うことなく圧延列に直接送ることが可能である。連続鋳造用永久鋳型の鋳型空洞は、永久鋳型の注入側の端部における空洞断面の外形線のうちの少なくとも２つの外形線部分が、永久鋳型のストランド出口側の端部における対応する外形線部分に比べて、膨らむ形態となる断面拡張部を形成する。膨らみの湾曲高さは、ストランドの送られる方向に沿って低減し、これにより、鋳造動作中に、鋳型空洞内において形成されるストランド外殻が、永久鋳型を送られる際に変形し、このようにして、均一な冷却および外殻成長と一様な温度分布とがストランド外形部に沿って保証され、これにより、圧延列中に直接的に導入し得る高速の連続鋳造速度が可能となる。また、鋳造プラントの出口における鋳造ストランドの温度比は、圧延列内への導入に適しており、いかなる場合においても、温度調整を実施することが可能であり、しかし加熱を必要としない。

今日においては、約６ｍ／６分の速度にて、１２０から１３０ｍｍの構成範囲内の四角形断面を有するストランドを鋳造することが、実際に可能である。ＥＰ０４９８２９６Ｂ２による永久鋳型断面の形によれば、これまで誘導的に、または圧延列の前部のガス・バーナによって、加熱されなければならなかった冷端部を有さない、表面上における均一な温度分布を有するストランドが製造される。同時に、この構成により、円形断面とは対照的な正四方形断面の技術的な鋳造上の利点（メートル当たりの同一重量に対するより良好な表面／体積比）が、大幅に維持される。

本発明による方法のための連続鋳造用永久鋳型の１つの特に好ましい実施形態では、ほぼ円形の鋳型空洞断面の外形線が、注入側において、実質的に同一寸法の少なくとも３つの外形線部分に区分され、これらの外形線部分のそれぞれが、注入側において、鋳型空洞の、膨らみとしての断面拡張部を有する。膨らみの湾曲高さは、鋳型空洞の部分的長さに少なくともわたって、ストランドの送られる方向に沿って外形線部分の全てで低減する。

本発明による方法のための連続鋳造用永久鋳型の他の有利な実施形態に関しては、多角形の、好ましくは四角形の鋳型空洞断面の外形線が、注入側において、コーナー部間の全てで、鋳型空洞の、膨らみの形態をとる断面拡張部を有する外形線部分を有し、膨らみの湾曲高さが、鋳型空洞の少なくとも部分的長さにわたって、ストランドの送られる方向に沿って外形線部分の全てで低減する。

鋼長尺製品を製造するための本発明による方法であって、連続鋳造用永久鋳型において製造されたビレット用およびブルーム用のストランドを、追加的な加熱を実質的に伴うことなく、圧延列に直接送り、そこで圧延して長尺製品を製造することが可能である方法によって、簡易なプラント設計および費用対効果の高い稼動が可能となる。

以下、図面を用いてさらに詳細に本発明を説明する。この図面は、単に概略的に図示するものである。

圧延列を有する、本発明による方法にしたがって作動する連続鋳造プラントの概略図である。

図１は、鋳造取鍋１、中間容器２（タンディッシュ）、水により冷却される永久鋳型３、および、ストランド５をローラ６’により引き出し水平状態へと曲げるためのストランド反らせデバイス６を有する、それ自体既知のものである連続鋳造プラント１０の構造を、概略的に示す。本発明によれば、この後に、ストランド５は、圧延ローラ２２を有する複数の圧延機ユニット２１を有する圧延機列２０に直接送られる。このタイプの圧延機列２０および圧延機は知られているため、さらに詳細には説明しない。

この永久鋳型３の鋳型空洞３’は、永久鋳型の注入側の端部における空洞断面の外形線のうちの少なくとも２つの外形線部分が、永久鋳型のストランド出口側の端部における対応する外形線部分に比べて、鋳型空洞３’における膨らむ形態の断面拡張部を形成する。断面拡張部の詳細は示されない。

ストランド５の連続鋳造速度は、圧延機列の入口にてストランドとローラとの間の許容接触時間を超過しないように、したがって、ローラの耐用年数を不適切に短縮させないように、少なくとも４．２ｍ／分であることが有利である。

圧延機列内への導入のための連続鋳造プラント１０の出口における温度比は、ストランドの圧延を最適に行うことが可能となるように、正確に調節される。しかし、どのような場合においても、いかなる外部エネルギーを供給することを伴うことなく、受動的な温度均一化を行うことが可能となる。

連続鋳造用永久鋳型の鋳型空洞断面は、４つ丸角を持つ構成として実質的に形成される。この４つの丸角の構成は、正四方形または矩形を基礎とし、そのコーナー部（角部）領域に比較的大きな円弧状半径範囲（ｒａｄｉｉ）を備える。ストランドの出口側においては、これらの円弧状半径範囲は、鋳型空洞断面の長さまたは幅が１２０から１８０ｍｍである場合には、コーナー部領域において約２０から４０ｍｍであると有利である。

例えば、４つの丸角を持つ１２０ｍｍの構成に関しては、約２５ｍｍの端部丸み（ｅｄｇｅ ｒｏｕｎｄｉｎｇ）および５．２ｍ／分の連続鋳造速度を、ならびに、１８０ｍｍ４つ円構成に対しては、約４０ｍｍの端部丸みおよび少なくとも４．２ｍ／分の鋳造速度を、実現することが可能となる。

永久鋳型３の上方に配置される中間容器２の排出部１１には、永久鋳型内に流されることとなる溶鋼の正確な流入量調整のために、好ましくはスライド閉鎖部１５である従来式の調整デバイスが存在する。永久鋳型３内の溶融質量の充填レベル高さの調整は、第１の圧延ストランドの入口速度に応じて行われ（いわゆるマスター／スレーブ・オペレーション）、このために、調整デバイス１３および充填レベル測定デバイス１４が、永久鋳型３の上に設けられる。この調整により、ほぼ一定の充填高さが、永久鋳型内において実現されるべきである。さらに、有利には、永久鋳型内において可能な限り最も平滑度の高い鋼浴表面を得るために、流入量調整デバイスに装着され、永久鋳型内に突出する、耐火性浸漬パイプが設けられる。

鋳造ビレット・ストランドは、４つの丸角を持つ構成を実質的に形成し、この構成に対応するこのストランドの丸みは、十分に高速の鋳造速度により、能動的な後の加熱を伴わずに直接的な圧延が可能である、すなわち鋳造ストランドがばらばらに分割されることなく圧延機列に無限に送られる、圧延に必要な温度分布を有するストランドが製造されるように、選択される。

１ 取鍋； ２ 中間容器（タンディッシュ）； ３ 永久鋳型； ３’ 鋳型空洞；
５ ストランド； ６ ストランド反らせデバイス； ６’ ローラ；
２０ 圧延機列； ２１ 圧延機ユニット； ２２ 圧延ローラ。

Claims (12)

1. 鋼を連続鋳造してビレットおよびブルームのストランドを形成すること、ならびに、これらのビレットおよびブルームのストランドを連続的に圧延して棒鋼または鋼ワイヤなどの長尺製品を形成することによって、鋼長尺製品を製造するための方法であって、溶鋼が連続鋳造用永久鋳型内に流される方法において、
   前記鋳造ビレットおよびブルームのストランドは、その後の加熱を実質的に伴うことなく、圧延機列に直接送られる
   ことを特徴とする、鋼長尺製品を製造する方法。
2. 前記鋳造ビレット・ストランドは、４つの丸角を持つ構成を実質的に形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記４つの丸角を持つ構成の丸みは、十分に高速の鋳造速度によって、能動的な後の加熱を伴わずに直接圧延され得る、圧延に必要な温度分布を有するストランドが製造されるように、前記構成に応じて選択されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記鋳造ビレット・ストランドは、実質的に円形の形態であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記連続鋳造用永久鋳型は、両端部で開口する鋳型空洞を形成し、連続鋳造用永久鋳型の鋳型空洞は、永久鋳型の注入側の端部における空洞断面の外形線のうちの少なくとも２つの外形線部分が、永久鋳型のストランド出口側の端部における対応する外形線部分に比べて、膨らむ形態となる断面拡張部を形成する。膨らみの湾曲高さは、ストランドの送られる方向に沿って低減し、これにより、鋳造動作中に、鋳型空洞内において形成されるストランド外殻が、永久鋳型を送られる際に変形し、均一な冷却および外殻成長と一様な温度分布とがストランド外形部に沿って達成される、
   ことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記連続鋳造速度は、少なくとも４．２ｍ／分であることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 前記永久鋳型の上方に配置される中間容器の排出部には、好ましくはスライド閉鎖部である調節デバイスが、前記永久鋳型内に流されることとなる溶鋼の正確な調整のために設けられ、前記永久鋳型内の溶融質量の充填レベルの調整が、前記圧延機列の第１のローラ・スタンド内への進入速度に応じて実施され、前記調整デバイスは、それに応じて調整されることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. 商用グレードのコンクリート鋼が使用されることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 高品質鋼が使用されることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
10. 多角形の、好ましくは四角形の鋳型空洞断面の外形線が、注入側において、コーナー部間の全てに、膨らみの形態をとる前記鋳型空洞の断面拡張部を構成する外形線部分を有し、前記膨らみの湾曲高さが、前記鋳型空洞の少なくとも部分的長さにわたって、前記ストランドの送られる方向に沿って、前記外形線部分の全てで低減することを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の方法のための連続鋳造用永久鋳型。
11. 前記連続鋳造用永久鋳型の前記鋳型空洞断面は、四角形または矩形の形態であり、前記コーナー部領域において円弧状半径範囲を備える、４つ丸角を持つ構成を実質的に形成することを特徴とする、請求項１０に記載の連続鋳造用永久鋳型。
12. 前記連続鋳造用永久鋳型に関して、ストランド出口側において、前記コーナー部領域における前記円弧状半径範囲は、前記鋳型空洞の断面の厚さまたは幅が１２０から１８０ｍｍである場合に、約２０から４０ｍｍとなることを特徴とする、請求項１１に記載の連続鋳造用永久鋳型。

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