JP2015164742A - Casting method and casting machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a casting method and a casting machine capable of preventing cracking of the central portion of a cast piece that may be generated in a casting process.SOLUTION: A casting method comprises at least a cooling step of cooling a cast piece including an unsolidified part and a solidified shell on an outer peripheral portion of the unsolidified part, the cooling step including suppressing cooling of the cast piece by cooling suppression means.

Description

本発明は、鋳造方法および鋳造装置に関し、特に、鋳造過程において発生する鋳片の中心部分の割れを防止する鋳造方法および鋳造装置に関する。   The present invention relates to a casting method and a casting apparatus, and more particularly to a casting method and a casting apparatus that prevent cracking of a central portion of a slab that occurs in a casting process.

鉄鋼生産プロセスの1つとして、銑鋼一貫プロセスが挙げられる。具体的には、高炉で鉄鉱石から溶銑を製造し、続いて転炉で溶銑から溶鋼を製造後、二次精錬で高純度化した溶鋼を連続鋳造で凝固させるプロセスである。出来上がった鋳造品は、加熱後熱間圧延され、その後複数の工程を経て鉄鋼製品となる(非特許文献1)。   One of the steel production processes is the integrated steelmaking process. Specifically, it is a process in which hot metal is produced from iron ore in a blast furnace, and subsequently, molten steel is produced from hot metal in a converter, and then the molten steel highly purified by secondary refining is solidified by continuous casting. The finished cast product is hot-rolled after heating, and then becomes a steel product through a plurality of steps (Non-Patent Document 1).

連続鋳造法は、溶鋼を凝固させる鋳造を連続して行う方法であり、溶鋼を鋳型に連続的に鋳造し、凝固した鋳片を連続的に取り出して生産する方法である。連続鋳造装置の設備としては、溶鋼を取鍋から分配するタンディッシュと、溶鋼を鋳型に導く浸漬ノズル、溶鋼を固めて凝固殻を形成する鋳型、および凝固殻を周囲から冷却する二次冷却帯、等がある。   The continuous casting method is a method in which casting for solidifying molten steel is continuously performed, and is a method in which molten steel is continuously cast in a mold and solidified cast pieces are continuously taken out for production. The equipment of the continuous casting equipment includes a tundish that distributes molten steel from the ladle, an immersion nozzle that guides the molten steel to the mold, a mold that solidifies the molten steel to form a solidified shell, and a secondary cooling zone that cools the solidified shell from the surrounding , Etc.

連続鋳造法によれば、溶湯を途切れることなく凝固することが可能であるため、生産性を高めることができる。また、鉄系、アルミニウム系、銅系およびこれらの合金等、さまざまな金属材料に対応することが可能な方法である。   According to the continuous casting method, since the molten metal can be solidified without interruption, productivity can be increased. Further, it is a method capable of dealing with various metal materials such as iron-based, aluminum-based, copper-based and alloys thereof.

連続鋳造法の課題としては、鋳造過程における鋳片の表面割れや内部割れが挙げられる。溶湯は温度低下に伴って徐々に固まることから、金属材料の組成によっては、鋳造の過程で特定の温度域において伸びや曲げに弱いもろい性質になる場合がある。そこに何らかの原因により引張応力が加わると、鋳片に割れが発生することがある。特に、中心部分に割れが生じた鋳片は、最終製品としての要求性能を満足することが困難であり、熱間加工等の次工程に移ることができず、生産性を低下させることとなる。   Problems of the continuous casting method include surface cracks and internal cracks in the slab during the casting process. Since the molten metal gradually solidifies as the temperature decreases, depending on the composition of the metal material, it may become brittle and weak in elongation and bending in a specific temperature range during the casting process. If tensile stress is applied for some reason, cracks may occur in the slab. In particular, slabs with cracks in the center are difficult to satisfy the required performance as the final product, and cannot be transferred to the next process such as hot working, resulting in reduced productivity. .

田中和明著、「よくわかる最新金属の基本と仕組み」、第1版、株式会社秀和システム、2013年3月15日、p.124−125Akira Tanaka, “Basics and Mechanisms of Latest Metals Understandable”, First Edition, Hidekazu System Co., Ltd., March 15, 2013, p. 124-125

上記問題点に鑑み、本発明は、鋳造過程において発生する鋳片の中心部分の割れを防止する鋳造方法および鋳造装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a casting method and a casting apparatus that prevent cracking of a central portion of a slab that occurs in a casting process.

上記の問題を解決するため、本発明者は、鋳造過程において発生する鋳片の中心部分の割れを防止する方法について、鋭意検討を行った。その結果、鋳造過程において、外周部に凝固殻を有する鋳片の冷却を抑制することにより、鋳片の中心部分の割れを防止することが可能となることを見出した。さらに、冷却を抑制することにより、鋳片の過度な温度低下を防止することができ、結果として熱間加工等の次工程における鋳片の再加熱の負担を軽減することが可能であった。本発明者は、これらの知見を得て、本発明を想到するに至った。   In order to solve the above-mentioned problem, the present inventor has intensively studied a method for preventing the crack of the center portion of the slab generated in the casting process. As a result, it has been found that cracking of the center portion of the slab can be prevented by suppressing the cooling of the slab having the solidified shell on the outer periphery during the casting process. Furthermore, by suppressing the cooling, an excessive temperature drop of the slab can be prevented, and as a result, the burden of reheating the slab in the next process such as hot working can be reduced. The present inventor has obtained these findings and has come up with the present invention.

すなわち、本発明に係る鋳造方法は、未凝固部および当該未凝固部の外周部に凝固殻を有する鋳片を冷却する冷却工程を、少なくとも含む鋳造方法であって、前記冷却工程は、冷却抑制手段により前記鋳片の冷却を抑制する冷却抑制工程を含む、鋳造方法である。   That is, the casting method according to the present invention is a casting method including at least a cooling step of cooling an unsolidified portion and a slab having a solidified shell on an outer peripheral portion of the unsolidified portion, wherein the cooling step includes cooling suppression. It is a casting method including the cooling suppression process which suppresses cooling of the said slab by a means.

本発明は、別の側面で、鋳造装置であり、当該鋳造装置は、注入された合金溶湯を冷却して、未凝固部および当該未凝固部の外周部に凝固殻を有する鋳片を形成する鋳型と、前記鋳型の鋳型下部より垂直方向に下降する前記鋳片の冷却を抑制する冷却抑制手段と、を少なくとも含む鋳造装置である。   In another aspect, the present invention is a casting apparatus, which cools the injected molten alloy to form a slab having a solidified shell on an unsolidified portion and an outer peripheral portion of the unsolidified portion. A casting apparatus including at least a mold and cooling suppression means for suppressing cooling of the cast slab that descends in a vertical direction from a lower part of the mold of the mold.

本発明の鋳造方法および鋳造装置によれば、鋳造過程において発生する鋳片の中心部分の割れを防止することができる。   According to the casting method and the casting apparatus of the present invention, it is possible to prevent cracking of the central portion of the slab that occurs in the casting process.

本発明の鋳造装置の一態様を示す断面図。Sectional drawing which shows the one aspect | mode of the casting apparatus of this invention. 図1とは異なる態様の鋳造装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the casting apparatus of the aspect different from FIG. 図1、図2とは異なる態様の鋳造装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the casting apparatus of the aspect different from FIG. 1, FIG. 図1〜図3とは異なる態様の鋳造装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the casting apparatus of the aspect different from FIGS. 冷却抑制手段の一態様を示す図。The figure which shows the one aspect | mode of a cooling suppression means. 従来の鋳造装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the conventional casting apparatus. 実施例1、2により鋳造した鋳片の断面図。Sectional drawing of the slab cast by Example 1,2. 比較例1、2により鋳造した鋳片の断面図。Sectional drawing of the slab cast by Comparative Examples 1 and 2. FIG. 実施例3により鋳造した鋳片の断面図。Sectional drawing of the slab cast by Example 3. FIG.

以下、本発明の鋳造方法および鋳造装置について、その一般的形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に説明する形態によって限定されるものではない。   Hereinafter, the general form of the casting method and casting apparatus of the present invention will be described in detail. However, this invention is not limited by the form demonstrated below.

本発明の鋳造方法は、未凝固部および当該未凝固部の外周部に凝固殻を有する鋳片を冷却する冷却工程を少なくとも含む。かかる鋳片を冷却することにより、凝固殻に包囲された未凝固部の凝固が進行し、鋳造品となる。冷却は、得られる鋳片の熱容量により、冷却設備を用いて強制的に冷却する場合や、鋳造環境下の室温雰囲気下において自然冷却する場合があるところ、前記冷却工程では、さらに、自然冷却(大気中放冷)よりも冷却速度が遅くなるように前記鋳片の冷却を抑制する冷却抑制工程を含む。この工程により、冷却中に発生する鋳片の中心部分の割れを防止することができる。冷却の抑制は、冷却工程において、冷却を抑制しない場合に鋳片の中心部分の割れが発生する時期に行うことで、割れの発生を防止することができる。また、前記割れが発生する時期に加えて、当該時期の前後の所定部位においても冷却の抑制を行うこともできる。冷却工程の開始から終わりまで、冷却を抑制することも可能である。   The casting method of the present invention includes at least a cooling step of cooling an unsolidified portion and a slab having a solidified shell on the outer peripheral portion of the unsolidified portion. By cooling such a slab, solidification of the unsolidified portion surrounded by the solidified shell proceeds, resulting in a cast product. Depending on the heat capacity of the slab to be obtained, cooling may be forcibly cooled using a cooling facility or may be naturally cooled in a room temperature atmosphere under a casting environment. In the cooling step, natural cooling ( A cooling suppression step of suppressing the cooling of the slab so that the cooling rate is slower than that in the air. By this step, it is possible to prevent cracking of the center portion of the slab that occurs during cooling. In the cooling process, when the cooling is not suppressed, the cooling can be prevented at the time when the center portion of the slab is cracked, thereby preventing the occurrence of the crack. In addition to the time at which the cracks occur, cooling can also be suppressed at predetermined sites before and after the time. It is also possible to suppress cooling from the start to the end of the cooling process.

冷却抑制手段は、前記鋳片の冷却を抑制することのできる手段であればよい。前記鋳片は、未凝固部の外周部に凝固殻を有するものの、完全に冷え切っていないため、その表面温度は非常に高い。そこで、冷却抑制手段は、前記鋳片の表面温度にも耐えることが可能な耐熱性を有する断熱材を少なくとも備えることができる。断熱材としては、例えば、セラミックファイバーブランケット、耐火レンガ、ロックウール、断熱ボード、断熱レンガ等を使用することができる。冷却抑制手段としては、前記鋳片の凝固殻の周辺を前記断熱材で被覆することのできる手段が挙げられる。例えば、鋳片の形状に応じて、上下方向に貫通した空間部、または上下方向と垂直な方向に貫通した空間部を有する箱型形状や筒型形状等であり、鋳片の熱の影響を受ける内壁を断熱材で被覆したものを冷却抑制手段とすることができる。前記断熱材は、前記鋳片の凝固殻と接触してもよく、非接触でもよい。ただし、冷却を抑制する効果を十分に得るためには、前記鋳片の凝固殻と断熱材との距離は、0mm〜100mmであることが好ましい。   The cooling suppression means may be any means that can suppress cooling of the slab. Although the slab has a solidified shell on the outer peripheral portion of the unsolidified portion, the surface temperature is very high because it is not completely cooled. Therefore, the cooling suppression means can include at least a heat insulating material having heat resistance capable of withstanding the surface temperature of the slab. As the heat insulating material, for example, ceramic fiber blanket, refractory brick, rock wool, heat insulating board, heat insulating brick and the like can be used. Examples of the cooling suppression means include means capable of covering the periphery of the solidified shell of the slab with the heat insulating material. For example, depending on the shape of the slab, it is a box shape or a cylindrical shape having a space portion penetrating in the vertical direction or a space portion penetrating in a direction perpendicular to the vertical direction, and the influence of the heat of the slab What received the inner wall coat | covered with the heat insulating material can be made into a cooling suppression means. The heat insulating material may be in contact with the solidified shell of the slab, or may be non-contact. However, in order to sufficiently obtain the effect of suppressing the cooling, the distance between the solidified shell of the slab and the heat insulating material is preferably 0 mm to 100 mm.

本発明の鋳造方法は、鉄系、アルミニウム系、銅系およびこれらの合金等、さまざまな金属材料に対応することが可能であるところ、前記鋳片の材料を鉄鋼材料とすることができる。鉄鋼材料は、鉄を主成分とする材料であり、重要な工業材料である。本発明の鋳造方法は、このような鉄鋼材料を対象とすることができる方法である。   The casting method of the present invention can be applied to various metal materials such as iron-based, aluminum-based, copper-based, and alloys thereof. However, the material of the slab can be a steel material. Steel materials are materials mainly composed of iron and are important industrial materials. The casting method of the present invention is a method that can target such a steel material.

前記鋳片の材料を鉄鋼材料とした場合、鋳片の未凝固部は、冷却により凝固してオーステナイト組織となり、さらに冷却されることでフェライト組織となる。炭素を含有する炭素鋼の場合には、鋳片の未凝固部は、冷却により凝固してオーステナイトとセメンタイトの2相混合物となり、さらに冷却されることでフェライトとセメンタイトの2相混合物であるパーライト組織となる。一方、凝固殻は、オーステナイトからさらに冷却されてフェライトとなり、炭素鋼の場合にはオーステナイトとセメンタイトの2相混合物からパーライトとなる。オーステナイトは面心立方格子構造をとり、原子充填率は74%である。一方で、フェライトは体心立方格子構造をとり、原子充填率は68%である。オーステナイトからフェライトへ変態することで、原子充填率は低下するため、鋳片の体積は膨張する。冷却工程では、鋳片の表面から内部に向けてオーステナイトからフェライトへ変態し、体積の膨張も鋳造の表面から内部へと進む。体積の膨張が開始してから終了するまでの間の鋳片は、伸びや曲げに弱いもろい性質を有する。鋳片の体積の膨張が急激な場合、膨張が終了するまでの間に何らかの原因により引張応力が加わると、鋳片の中心部分に容易に割れが発生することとなる。   When the material of the slab is a steel material, the unsolidified portion of the slab is solidified by cooling to an austenite structure, and further cooled to a ferrite structure. In the case of carbon steel containing carbon, the unsolidified part of the slab is solidified by cooling to become a two-phase mixture of austenite and cementite, and further cooled to a pearlite structure that is a two-phase mixture of ferrite and cementite. It becomes. On the other hand, the solidified shell is further cooled from austenite to become ferrite, and in the case of carbon steel, it becomes pearlite from a two-phase mixture of austenite and cementite. Austenite has a face-centered cubic lattice structure and an atomic filling factor of 74%. On the other hand, ferrite has a body-centered cubic lattice structure, and the atomic filling rate is 68%. By transforming from austenite to ferrite, the atomic filling rate decreases, so the volume of the slab expands. In the cooling process, transformation from austenite to ferrite is performed from the surface of the slab to the inside, and volume expansion also proceeds from the surface of the casting to the inside. The slab from the beginning to the end of the volume expansion has a brittle property that is weak against elongation and bending. When the expansion of the volume of the slab is abrupt, if a tensile stress is applied for some reason before the expansion ends, a crack is easily generated at the center of the slab.

本発明の鋳造方法では、前記冷却抑制工程は、オーステナイト組織からフェライト組織またはパーライト組織へと変態する過程において冷却を抑制する第1冷却抑制工程を含むことができる。変態による鋳片の体積膨張の開始から終了までの間、冷却による鋳片の急激な体積膨張を抑制することができるため、鋳片の中心部分に発生する割れを防止することができる。前記第1冷却抑制工程は、前記冷却抑制手段を用いることが可能である。   In the casting method of the present invention, the cooling suppression step can include a first cooling suppression step of suppressing cooling in the process of transformation from an austenite structure to a ferrite structure or a pearlite structure. Since the rapid volume expansion of the slab due to cooling can be suppressed during the period from the start to the end of the volume expansion of the slab due to transformation, it is possible to prevent cracks occurring at the center of the slab. In the first cooling suppression step, the cooling suppression means can be used.

本発明の鋳造方法は、連続鋳造方法とすることができる。当該連続鋳造方法は、注入工程と、鋳片形成工程と、取り出し工程と、冷却工程と、を少なくとも含む。前記注入工程は、鉄鋼材料の溶湯を鋳型へ注入する工程であり、溶湯を凝固させて鋳片とするための前工程である。前記鋳片形成工程は、前記鋳型を冷却して前記溶湯を冷却することにより、未凝固部および当該未凝固部の外周部に凝固殻を有する鋳片を形成する工程である。この工程により、溶湯が冷却されて鋳片となる。前記取り出し工程は、前記鋳片を前記鋳型より取り出す工程である。この工程により、取り出された鋳片が次工程で冷却され、また、鋳片が取り出された鋳型へ順次溶湯が注入される。前記冷却工程は、前記取り出し工程後の前記鋳片を冷却する工程である。この工程により、未凝固部および凝固殻の鋳片がフェライト組織またはパーライト組織へと変態する。これらの工程を含む連続鋳造方法により、溶湯が連続的に鋳造されて鋳片を製造することが可能である。   The casting method of the present invention can be a continuous casting method. The continuous casting method includes at least a pouring step, a cast piece forming step, a removing step, and a cooling step. The pouring step is a step of pouring a molten steel material into a mold, and is a pre-step for solidifying the molten metal into a slab. The slab forming step is a step of forming a slab having a solidified shell on an unsolidified portion and an outer peripheral portion of the unsolidified portion by cooling the mold and cooling the molten metal. By this step, the molten metal is cooled to become a slab. The removal step is a step of removing the slab from the mold. By this step, the slab that has been taken out is cooled in the next step, and the molten metal is sequentially poured into the mold from which the slab has been taken out. The cooling step is a step of cooling the slab after the taking out step. By this step, the slab of the unsolidified portion and the solidified shell is transformed into a ferrite structure or a pearlite structure. By the continuous casting method including these steps, the molten metal can be continuously cast to produce a slab.

前記連続鋳造方法は、前記冷却工程後に前記鋳片を切断する鋳片切断工程をさらに含むことができる。場合により切断された鋳片を電極とし、真空アーク再溶解やエレクトロスラグ再溶解等の処理を経て、次工程の熱間加工へ移すことができる。熱間加工は、金属材料を再結晶温度以上の熱間で圧延、鍛造、押出し等の塑性加工をすることである。そのため、冷却された鋳片を再結晶温度以上に加熱する必要があるところ、フェライト組織またはパーライト組織に変態した状態から前記鋳片が切断されるまで冷却を抑制することにより、加熱する負担を軽減することができる。そこで、本発明の鋳造方法において、前記冷却抑制工程は、フェライト組織またはパーライト組織に変態した前記鋳片が切断されるまで行う冷却を抑制する第2冷却抑制工程を含むことができる。前記第2冷却抑制工程は、前記冷却抑制手段を用いることが可能である。また、前記第1冷却抑制工程および前記第2冷却抑制工程は、不連続の工程とすることが可能であり、また、連続した工程とすることが可能である。例えば、鋳型から取り出された鋳片が切断されるまで、冷却抑制手段により鋳片の冷却を抑制し続けることで、連続した冷却抑制工程とすることができる。   The continuous casting method may further include a slab cutting step of cutting the slab after the cooling step. If necessary, the cut slab can be used as an electrode, and after passing through a process such as vacuum arc remelting or electroslag remelting, it can be transferred to the next hot working. Hot working is to perform plastic working such as rolling, forging, and extruding a metal material at a temperature higher than the recrystallization temperature. Therefore, when the cooled slab needs to be heated to the recrystallization temperature or higher, the cooling is suppressed until the slab is cut from the state transformed into the ferrite structure or pearlite structure, thereby reducing the heating burden. can do. Therefore, in the casting method of the present invention, the cooling suppression step can include a second cooling suppression step of suppressing cooling performed until the cast piece transformed into a ferrite structure or a pearlite structure is cut. The second cooling suppression step can use the cooling suppression means. Further, the first cooling suppression step and the second cooling suppression step can be discontinuous steps, and can be continuous steps. For example, it can be set as the continuous cooling suppression process by continuing suppressing the cooling of a slab by a cooling suppression means until the slab taken out from the casting_mold | template is cut | disconnected.

前記連続鋳造方法は、前記取り出し工程後であって前記冷却工程の前に前記鋳片を冷却する2次冷却工程を含むことができる。この工程により、冷却の抑制を要する直前まで鋳片を冷却することで、鋳片を冷却する期間を短縮することができるため、鋳造効率を上げることが可能となる。2次冷却工程としては、例えば鋳片の凝固殻を水スプレーや気水スプレー等により外部から冷却する工程が挙げられる。   The continuous casting method may include a secondary cooling step of cooling the slab after the take-out step and before the cooling step. By cooling the slab until just before the cooling needs to be suppressed by this step, the period for cooling the slab can be shortened, so that the casting efficiency can be increased. As the secondary cooling step, for example, a step of cooling the solidified shell of the slab from the outside by water spray, air-water spray or the like can be mentioned.

次に、本発明の鋳造装置について、説明する。本発明の鋳造装置は、鋳型と、冷却抑制手段と、を少なくとも備える。前記鋳型は、注入された溶湯を冷却して、未凝固部および当該未凝固部の外周部に凝固殻を有する鋳片を形成する。鋳型としては、金型を用いることができ、溶湯を注入することのできる上下方向に貫通した空間部を有する鋳型であることが好ましい。当該空間部上部から鋳型に溶湯を注入し、注入された溶湯を冷却して製造した鋳片を当該空間部下部から取り出すことが可能となり、製造効率を上げることができるからである。前記冷却抑制手段は、前記鋳型の鋳型下部より垂直方向に下降する前記鋳片の冷却を抑制する手段である。前記鋳型より下降した前記鋳片は鋳造環境下の室温雰囲気下において自然冷却等により冷却される。冷却抑制手段を用いることにより、冷却中に発生する鋳片の中心部分の割れを防止することができる。冷却抑制手段は、冷却中であって、鋳片の中心部分の割れが発生する時期に用いることで、割れの発生を防止することができる。また、前記割れが発生する時期に加えて、当該時期の前後においても冷却の抑制を行うことができる。冷却工程の開始から終わりまで、冷却を抑制することも可能である。   Next, the casting apparatus of the present invention will be described. The casting apparatus of the present invention includes at least a mold and cooling suppression means. The mold cools the injected molten metal to form an unsolidified portion and a cast piece having a solidified shell on the outer peripheral portion of the unsolidified portion. As the mold, a mold can be used, and a mold having a space portion penetrating in the vertical direction in which a molten metal can be poured is preferable. This is because it is possible to inject a molten metal into the mold from the upper part of the space, cool the injected molten metal, and take out the slab from the lower part of the space, thereby increasing the production efficiency. The cooling suppression means is means for suppressing cooling of the slab that descends in a vertical direction from a lower part of the mold of the mold. The slab lowered from the mold is cooled by natural cooling or the like in a room temperature atmosphere in a casting environment. By using the cooling suppression means, it is possible to prevent cracking of the central portion of the slab that occurs during cooling. The cooling suppression means can be prevented from being cracked by being used at the time when the center portion of the slab is cracked during cooling. In addition to the time when the cracks occur, cooling can be suppressed before and after the time. It is also possible to suppress cooling from the start to the end of the cooling process.

前記冷却抑制手段は、耐熱性を有する断熱材を少なくとも備えることができる。断熱材としては、例えば、セラミックファイバーブランケット、耐火レンガ、ロックウール、断熱ボード、断熱レンガ等を使用することができる。冷却抑制手段としては、前記鋳片の凝固殻の周辺を前記断熱材で被覆することのできる手段が挙げられる。例えば、鋳片の形状に応じて、上下方向に貫通した空間部を有する箱型形状や筒型形状等であり、鋳片の熱の影響を受ける内壁を断熱材で被覆したものを冷却抑制手段とすることができる。前記断熱材は、前記鋳片の凝固殻と接触してもよく、非接触でもよい。ただし、冷却を抑制する効果を十分に得るためには、前記鋳片の凝固殻と断熱材との距離は、0mm〜100mmであることが好ましい。   The said cooling suppression means can be equipped with the heat insulating material which has heat resistance at least. As the heat insulating material, for example, ceramic fiber blanket, refractory brick, rock wool, heat insulating board, heat insulating brick and the like can be used. Examples of the cooling suppression means include means capable of covering the periphery of the solidified shell of the slab with the heat insulating material. For example, depending on the shape of the slab, it is a box shape or a cylindrical shape having a space portion penetrating in the vertical direction, and a cooling suppression means that covers the inner wall affected by the heat of the slab with a heat insulating material It can be. The heat insulating material may be in contact with the solidified shell of the slab, or may be non-contact. However, in order to sufficiently obtain the effect of suppressing the cooling, the distance between the solidified shell of the slab and the heat insulating material is preferably 0 mm to 100 mm.

本発明の鋳造装置は、前記鋳片の材料を鉄鋼材料とすることにより、鉄鋼材料を鋳造対象とすることができる。この場合において、前記冷却抑制手段は、当該鋳片のオーステナイト組織がフェライト組織またはパーライト組織へと変態が完了するまでの間の冷却を抑制する第1冷却抑制手段を備えることができる。変態による鋳片の体積膨張の開始から終了までの間、冷却による鋳片の急激な体積膨張を抑制することができるため、鋳片の中心部分に発生する割れを防止することができる。前記第1冷却抑制手段として、前記冷却抑制手段を用いることが可能である。   The casting apparatus of the present invention can target a steel material by casting the material of the slab as a steel material. In this case, the cooling suppression means can include first cooling suppression means for suppressing cooling until the austenite structure of the slab is completely transformed into a ferrite structure or a pearlite structure. Since the rapid volume expansion of the slab due to cooling can be suppressed during the period from the start to the end of the volume expansion of the slab due to transformation, it is possible to prevent cracks occurring at the center of the slab. The cooling suppression means can be used as the first cooling suppression means.

本発明の鋳造装置は、連続鋳造装置とすることができる。当該連続鋳造装置は、容器と、鋳型と、制御手段と、冷却抑制手段と、を少なくとも備える。前記容器は、鉄鋼材料の溶湯を保持し、当該溶湯を前記鋳型へ注入する容器である。当該容器としてはタンデッシュが挙げられる。タンデッシュは、溶湯の流量調節を行うことが可能であり、また、溶湯中のスラグや介在物等を浮上させて分離させることができる。前記鋳型については、上記にて説明したこところ、より具体的には、水冷式の銅製または鉄製の金型であって上下方向に貫通した空間部を有する鋳型が一般的に用いられる。前記制御手段は、前記鋳型の鋳型下部より垂直方向に下降する前記鋳片の下降速度を制御する手段である。鋳片の自重により下降速度が速くなりすぎると、凝固殻の薄い部分が破れて未凝固の溶湯が露出するブレイクアウトが発生する場合がある。また、下降速度が遅すぎると、生産効率が低下してしまう。そこで、生産効率を維持しつつ、安定した鋳片を製造するべく、鋳片の下降速度を制御する制御手段が必要となる。制御手段としては、鋳片の引き抜きを制御することの可能な昇降装置等を使用することができる。前記冷却抑制手段は、上記にて説明したとおりである。   The casting apparatus of the present invention can be a continuous casting apparatus. The continuous casting apparatus includes at least a container, a mold, a control unit, and a cooling suppression unit. The container is a container that holds a molten steel material and injects the molten metal into the mold. An example of the container is a tundish. The tundish can adjust the flow rate of the molten metal, and can float and separate slag and inclusions in the molten metal. As for the mold, as described above, more specifically, a mold that is a water-cooled copper or iron mold and that has a space portion penetrating in the vertical direction is generally used. The control means is means for controlling a descending speed of the slab that descends in a vertical direction from a lower part of the mold. If the descending speed becomes too fast due to the weight of the slab, a thin portion of the solidified shell may be broken and a breakout may occur in which the unsolidified molten metal is exposed. Further, if the descending speed is too slow, the production efficiency is lowered. Therefore, in order to produce a stable slab while maintaining production efficiency, a control means for controlling the descending speed of the slab is required. As the control means, an elevating device capable of controlling the drawing of the slab can be used. The cooling suppression means is as described above.

前記連続鋳造装置は、フェライト組織またはパーライト組織に変態した前記鋳片を切断する鋳片切断手段をさらに備えることができる。この場合において、前記冷却抑制手段は、フェライト組織またはパーライト組織に変態した前記鋳片が切断されるまでの間の冷却を抑制する第2冷却抑制手段を備えることができる。当該第2冷却抑制手段を備えることにより、次工程の熱間加工等において、インゴットを再結晶温度以上に加熱する負担を軽減することができる。前記第2冷却抑制手段として、前記冷却抑制手段を用いることが可能である。また、前記第1冷却抑制手段および前記第2冷却抑制手段は、不連続の手段とすることが可能であり、また、連続した手段とすることが可能である。例えば、金型から下降した鋳片が切断されるまで、連続した冷却抑制手段により鋳片の冷却を抑制し続けることができる。   The continuous casting apparatus may further include slab cutting means for cutting the slab transformed into a ferrite structure or a pearlite structure. In this case, the cooling suppression means can include second cooling suppression means for suppressing cooling until the slab transformed to a ferrite structure or a pearlite structure is cut. By providing the second cooling suppression means, it is possible to reduce the burden of heating the ingot to the recrystallization temperature or higher in hot processing or the like in the next step. The cooling suppression means can be used as the second cooling suppression means. Further, the first cooling suppression means and the second cooling suppression means can be discontinuous means or can be continuous means. For example, the cooling of the slab can be continuously suppressed by the continuous cooling suppression means until the slab descended from the mold is cut.

前記連続鋳造装置は、前記鋳型と前記冷却抑制手段との間で前記鋳片を冷却する2次冷却手段を備えることができる。当該手段を用いることにより、鋳造効率を上げることができる。2次冷却手段としては、例えばスプレーノズルを備えた2次冷却帯が挙げられる。   The continuous casting apparatus may include secondary cooling means for cooling the slab between the mold and the cooling suppression means. By using this means, the casting efficiency can be increased. Examples of the secondary cooling means include a secondary cooling zone provided with a spray nozzle.

前記連続鋳造装置は、タンディッシュ内の溶湯を鋳型に導く浸漬ノズルや、溶湯を外気から遮断するシールド等、付加的な設備を備えることができる。   The continuous casting apparatus may include additional equipment such as an immersion nozzle that guides the molten metal in the tundish to the mold and a shield that blocks the molten metal from outside air.

以下、本発明の鋳造方法および鋳造装置について、その実施の形態を、図面を参照して説明する。この場合において、本発明は図面の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the casting method and the casting apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In this case, the present invention is not limited to the embodiments of the drawings.

図6は、従来の鋳造装置を示す断面図である。図示の鋳造装置101は、鉄鋼材料の溶湯102を保持するタンデッシュ103、鉄製の水冷モールド104、鋳片105の下降速度を制御する昇降装置106を備える垂直型の鋳造装置である。タンデッシュ103が保持する溶湯102は、タンデッシュ103の底部に設けたノズル107から溶湯流108として、スラグ109を配置した水冷モールド(鋳型)104に注入される。水冷モールド104に注入された溶湯102は、水冷モールド104に注入されることにより冷却され、融液Aから融液と固相の混合物Bを経て、さらに固相Cとなる。固相Cとなった鋳片105は昇降装置106により水冷モールド104から引き抜かれ、冷却される。鋳造装置101は、溶湯102を外気から遮断するシールド110、および鋳片105を切断する鋳片切断装置(図示せず)をさらに備えることができる。固相Cとなった鋳片105は、冷却により表面から内部に向けてオーステナイト組織からフェライト組織またはパーライト組織へ変態し、体積が膨張する。体積の膨張が開始してから終了するまでの間の鋳片は、伸びや曲げに弱いもろい性質を有する。鋳片の体積の膨張が急激であると、膨張が終了するまでの間に何らかの原因により引張応力が加わると、鋳片の中心部分に容易に割れが発生する場合がある。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional casting apparatus. The illustrated casting apparatus 101 is a vertical casting apparatus including a tundish 103 for holding a molten steel material 102, a water-cooled mold 104 made of iron, and an elevating device 106 for controlling a descending speed of a cast piece 105. The molten metal 102 held by the tundish 103 is injected as a molten metal flow 108 from a nozzle 107 provided at the bottom of the tundish 103 into a water-cooled mold (mold) 104 provided with a slag 109. The molten metal 102 injected into the water-cooled mold 104 is cooled by being injected into the water-cooled mold 104, and then becomes the solid phase C from the melt A through the mixture B of the melt and the solid phase. The slab 105 that has become the solid phase C is pulled out of the water-cooled mold 104 by the lifting device 106 and cooled. The casting apparatus 101 can further include a shield 110 that blocks the molten metal 102 from the outside air, and a slab cutting device (not shown) that cuts the slab 105. The slab 105 that has become the solid phase C is transformed from an austenite structure to a ferrite structure or a pearlite structure from the surface to the inside by cooling, and the volume expands. The slab from the beginning to the end of the volume expansion has a brittle property that is weak against elongation and bending. If the expansion of the volume of the slab is abrupt, if a tensile stress is applied for some reason before the expansion ends, a crack may easily occur at the center of the slab.

図1は、本発明の鋳造装置の一態様を示す断面図である。図示の鋳造装置1−1は、鉄鋼材料の溶湯2を保持するタンデッシュ3、鉄製の水冷モールド4、鋳片5の下降速度を制御する昇降装置6を備える垂直型の鋳造装置である。これらに加え、溶湯2を外気から遮断するシールド10、および鋳片5を切断する鋳片切断装置(図示せず)を備えることができることは、図6に示す従来の鋳造装置101と同様である。鋳造装置1−1が鋳造装置101と異なるのは、さらに冷却を抑制する箱11を備えることである。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of the casting apparatus of the present invention. The illustrated casting apparatus 1-1 is a vertical casting apparatus including a tundish 3 that holds a molten metal 2 of steel material, an iron water-cooled mold 4, and a lifting device 6 that controls a descending speed of a cast piece 5. In addition to these, the shield 10 that blocks the molten metal 2 from the outside air and the cast piece cutting device (not shown) that cuts the cast piece 5 can be provided in the same manner as the conventional casting device 101 shown in FIG. . The casting apparatus 1-1 is different from the casting apparatus 101 in that it includes a box 11 that further suppresses cooling.

図5は、冷却抑制手段の一態様を示す図である。図5(a)は、箱11の斜視図であり、箱本体12は、上下方向に貫通した空間部13を有し、内壁が断熱材14で被覆されている。箱11は図5(b)〜(d)に示すように断面が四角形、円形、多角形等の形状を取ることができ、鋳片5の断面形状に応じてさまざまな形状をとることができる。箱11の上下方向の長さは、鋳片5の中心部分に発生する割れを防止することができれば、特に限定されない。   FIG. 5 is a diagram illustrating an aspect of the cooling suppression unit. FIG. 5A is a perspective view of the box 11, and the box body 12 has a space 13 that penetrates in the vertical direction, and the inner wall is covered with a heat insulating material 14. As shown in FIGS. 5 (b) to 5 (d), the box 11 can have a cross-sectional shape such as a square, a circle, or a polygon, and can take various shapes depending on the cross-sectional shape of the slab 5. . The length of the box 11 in the vertical direction is not particularly limited as long as it is possible to prevent a crack generated in the center portion of the slab 5.

鋳造装置1−1において、タンデッシュ3が保持する溶湯2は、タンデッシュ3の底部に設けたノズル7から溶湯流8として、スラグ9を配置した水冷モールド4に注入される。水冷モールド4に注入された溶湯2は、水冷モールド4に注入されることにより冷却され、融液Aから融液と固相の混合物Bを経て、さらに固相Cとなる。固相Cとなった鋳片5は、冷却により表面から内部に向けてオーステナイト組織からフェライト組織またはパーライト組織へ変態し、体積が膨張する。体積の膨張が開始してから終了するまでの間の鋳片5の冷却を、箱11で被覆して抑制することにより、冷却による鋳片5の急激な体積膨張を抑制することができる。これにより、鋳片5の中心部分に発生する割れを防止することができる。箱11の断熱材14は、鋳片5とは接触しておらず、空隙15が存在する。鋳片5は昇降装置6により水冷モールド4、および箱11から引き抜かれる。   In the casting apparatus 1-1, the molten metal 2 held by the tundish 3 is injected as a molten metal flow 8 from the nozzle 7 provided at the bottom of the tundish 3 into the water-cooled mold 4 in which the slag 9 is arranged. The molten metal 2 injected into the water-cooled mold 4 is cooled by being injected into the water-cooled mold 4, and further becomes a solid phase C from the melt A through the mixture B of the melt and the solid phase. The slab 5 that has become the solid phase C is transformed from an austenite structure to a ferrite structure or a pearlite structure from the surface toward the inside by cooling, and the volume expands. By covering the cooling of the slab 5 from the start to the end of volume expansion with the box 11 and suppressing it, rapid volume expansion of the slab 5 due to cooling can be suppressed. Thereby, the crack which generate | occur | produces in the center part of the slab 5 can be prevented. The heat insulating material 14 of the box 11 is not in contact with the slab 5 and there is a gap 15. The slab 5 is pulled out from the water-cooled mold 4 and the box 11 by the lifting device 6.

図2は、図1とは異なる態様の鋳造装置を示す断面図である。図示の鋳造装置1−2は、鋳造装置1−1の装置構成に加え、冷却を抑制する箱16、および鋳片5を切断する鋳片切断装置17をさらに備える。箱16は、箱11に被覆されて変態が完了した鋳片5が、鋳片切断装置17により切断されるまでの間の冷却を抑制する。これにより、次工程の熱間加工等において、切断した鋳片5を再結晶温度以上に加熱する負担を軽減することができる。尚、箱16は、昇降装置6側の切断される鋳片の冷却を抑制するために備えることが好ましい。これにより、上記で説明した鋳片の再加熱の負担をより低減することができる。箱16の構成は、図4に示した箱11と同様に、上下方向に貫通した空間部を有し、内壁が断熱材で被覆されている。また、箱16の断面は、鋳片5の断面形状に応じてさまざまな形状をとることができる。箱16の上下方向の長さは、鋳片5が鋳片切断装置17により切断されるまでの間の冷却を抑制することができれば、特に限定されない。箱16の断熱材18は、鋳片5とは接触しておらず、空隙19が存在する。図2では、箱11と箱16との間に間隔を設けたが、間隔がないことにより、冷却をより効率的に抑制することができる。さらに、本発明の鋳造装置は、図3に示す鋳造装置1−3のように、箱11と箱16に変えて、箱11と箱16が上下方向に一体となった箱20を備えることができる。箱20を用いれば、鋳片5の中心部分に発生する割れを防止し、かつその後の鋳片5の冷却を抑制することができる。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a casting apparatus having a mode different from that in FIG. The illustrated casting apparatus 1-2 further includes a box 16 for suppressing cooling and a slab cutting device 17 for cutting the slab 5 in addition to the apparatus configuration of the casting apparatus 1-1. The box 16 suppresses cooling until the slab 5 covered with the box 11 and transformed is cut by the slab cutting device 17. Thereby, the burden which heats the cut slab 5 more than recrystallization temperature in the hot processing of the next process, etc. can be reduced. In addition, it is preferable to provide the box 16 in order to suppress cooling of the slab to be cut on the lifting device 6 side. Thereby, the burden of reheating the slab described above can be further reduced. Similar to the box 11 shown in FIG. 4, the box 16 has a space portion that penetrates in the vertical direction, and the inner wall is covered with a heat insulating material. The cross section of the box 16 can take various shapes depending on the cross sectional shape of the slab 5. The length of the box 16 in the vertical direction is not particularly limited as long as cooling until the slab 5 is cut by the slab cutting device 17 can be suppressed. The heat insulating material 18 of the box 16 is not in contact with the slab 5 and there is a gap 19. In FIG. 2, the space is provided between the box 11 and the box 16, but the cooling can be more efficiently suppressed due to the absence of the space. Further, the casting apparatus of the present invention may include a box 20 in which the box 11 and the box 16 are integrated in the vertical direction instead of the box 11 and the box 16 as in the casting apparatus 1-3 shown in FIG. it can. If the box 20 is used, the crack which generate | occur | produces in the center part of the slab 5 can be prevented, and cooling of the subsequent slab 5 can be suppressed.

図4は、図1〜図3とは異なる態様の鋳造装置を示す断面図である。図示の鋳造装置1−4は、鋳造装置1−1の装置構成に加え、水冷モールド4と箱11との間で鋳片5を冷却する2次冷却帯21を備える。2次冷却帯21により、冷却の抑制を要する直前まで鋳片5を冷却することができる。その結果、鋳片5を冷却する期間を短縮することができるため、鋳造効率を上げることが可能となる。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a casting apparatus having a mode different from those shown in FIGS. The illustrated casting apparatus 1-4 includes a secondary cooling zone 21 that cools the slab 5 between the water-cooled mold 4 and the box 11 in addition to the apparatus configuration of the casting apparatus 1-1. The slab 5 can be cooled by the secondary cooling zone 21 until just before the cooling needs to be suppressed. As a result, since the period for cooling the slab 5 can be shortened, the casting efficiency can be increased.

以上説明したように、本発明の鋳造方法および鋳造装置によれば、鋳造過程において発生する鋳片の中心部分の割れを防止することができる。   As described above, according to the casting method and casting apparatus of the present invention, it is possible to prevent cracking of the central portion of the slab that occurs in the casting process.

以下、実施例等を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these.

[実施例1]
図1に示す鋳造装置を用いて、鋳造を行った。タンデッシュに溶湯を保持し、予め溶解したスラグを配置した水冷モールドに溶湯を注入した。水冷モールドにより溶湯を冷却して鋳片とし、昇降装置により水冷モールドの下部より鋳片を引抜いた。水冷モールドより引抜かれた鋳片は、冷却を抑制する箱により放冷による冷却を抑制した。水冷モールドへの溶湯の注入量に併せて、水冷モールドから鋳片を引抜くことで、水冷モールド内の溶湯の湯面を水冷モールドの入口より150mm下の一定の位置に保持した。スラグの組成を表1に示す。溶湯はJIS SKD11相当を用いた。溶湯の成分を表2に示す。水冷モールドの内部の形状は、断面が正方形(縦400mm、横400mm)、長さ400mmの立方体形状である。箱は、図5(a)、(b)に示すように、鉄製の箱本体の内壁を厚さ50mmの断熱ボードで被覆したものであり、上下方向に貫通した空間部を有し、断面が正方形の形状である。正方形の一辺は460mmであり、鋳片の表面との間には30mmの隙間を設けるように配置した。箱の高さは1000mmであり、箱の入口が湯面より1300mm下に、箱の出口が湯面より2300mm下に位置するように配置した。スラグの厚みは50mm、溶湯の温度は1500℃とし、鋳造速度は35kg/分(31.2mm/分)として3mまで鋳造した。
[Example 1]
Casting was performed using the casting apparatus shown in FIG. The molten metal was held in the tundish, and the molten metal was poured into a water-cooled mold in which slag that had been previously dissolved was disposed. The molten metal was cooled to a slab by a water-cooled mold, and the slab was pulled out from the lower part of the water-cooled mold by a lifting device. The slab drawn from the water-cooled mold suppressed cooling by cooling by a box for suppressing cooling. In accordance with the amount of molten metal injected into the water-cooled mold, the slab was pulled out of the water-cooled mold, whereby the molten metal surface in the water-cooled mold was held at a fixed position 150 mm below the inlet of the water-cooled mold. The composition of slag is shown in Table 1. As the molten metal, JIS SKD11 equivalent was used. Table 2 shows the components of the molten metal. The internal shape of the water-cooled mold is a cubic shape having a square cross section (length 400 mm, width 400 mm) and length 400 mm. As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the box is obtained by covering the inner wall of an iron box body with a heat insulating board having a thickness of 50 mm, having a space portion penetrating in the vertical direction, and having a cross section. It is a square shape. One side of the square was 460 mm, and it was arranged so as to provide a 30 mm gap with the surface of the slab. The height of the box was 1000 mm, and the box was placed so that the inlet of the box was 1300 mm below the hot water surface and the outlet of the box was 2300 mm below the hot water surface. The slag thickness was 50 mm, the molten metal temperature was 1500 ° C., and the casting speed was 35 kg / min (31.2 mm / min).

[実施例2]
水冷モールドとしては、内部の形状が、内径が450mm、長さ400mmの円柱形状のモールドを使用した。また、箱は、図5(c)に示すように、鉄製の箱本体の内壁を厚さ50mmの断熱ボードで被覆したものであり、上下方向に貫通した空間部を有し、断面が円形の形状の箱を使用した。箱の内径は510mmであり、鋳片の表面との間には30mmの隙間を設けるように配置した。箱の高さは1000mmであり、箱の入口が湯面より1300mm下に、箱の出口が湯面より2300mm下に位置するように配置した。このように、断面が円形の鋳片を製造するべく、水冷モールドおよび箱の形状を変えた他は、実施例1と同じ条件により、鋳造した。
[Example 2]
As the water-cooled mold, a cylindrical mold having an inner shape of 450 mm and a length of 400 mm was used. Further, as shown in FIG. 5 (c), the box is obtained by covering the inner wall of an iron box body with a heat insulating board having a thickness of 50 mm, having a space portion penetrating in the vertical direction, and having a circular cross section. A shaped box was used. The inner diameter of the box was 510 mm, and it was arranged so as to provide a 30 mm gap with the surface of the slab. The height of the box was 1000 mm, and the box was placed so that the inlet of the box was 1300 mm below the hot water surface and the outlet of the box was 2300 mm below the hot water surface. In this way, casting was performed under the same conditions as in Example 1 except that the shape of the water-cooled mold and the box was changed in order to produce a slab having a circular cross section.

[比較例1]
箱を用いない他は、実施例1と同じ条件により、鋳造した。
[Comparative Example 1]
Casting was performed under the same conditions as in Example 1 except that no box was used.

[比較例2]
箱を用いない他は、実施例2と同じ条件により、鋳造した。
[Comparative Example 2]
Casting was performed under the same conditions as in Example 2 except that the box was not used.

図7は、実施例により鋳造した鋳片を室温以下に冷却後、鋳造方向に対する横断面および中心軸を通る縦断面を撮影した断面写真である。図7(A)は実施例1の結果であり、(a)は横断面、(b)は縦断面の断面写真である。図7(B)は実施例2の結果であり、同様に(a)は横断面、(b)は縦断面の断面写真である。図7の断面写真より、実施例1および実施例2のいずれの結果においても、鋳片の断面中心部分の割れは認められなかった。   FIG. 7 is a cross-sectional photograph obtained by photographing a cross section with respect to the casting direction and a vertical section passing through the central axis after cooling the cast piece cast according to the example to room temperature or lower. FIG. 7A shows the results of Example 1. FIG. 7A is a cross-sectional photograph of a cross section, and FIG. FIG. 7B shows the results of Example 2. Similarly, FIG. 7B is a cross-sectional photograph of a cross section, and FIG. From the cross-sectional photograph of FIG. 7, no cracks were observed in the central part of the cross section of the slab in any of the results of Example 1 and Example 2.

図8は、比較例により鋳造した鋳片を室温以下に冷却後、横断面および中心軸を通る縦断面を撮影した断面写真である。図8(A)は比較例1の結果であり、(a)は横断面、(b)は縦断面の断面写真である。図8(B)は比較例2の結果であり、同様に(a)は横断面、(b)は縦断面の断面写真である。図8の断面写真より、比較例1および比較例2のいずれの結果においても、鋳片の断面中心部分に割れが認められた。   FIG. 8 is a cross-sectional photograph of a cross section taken through a cross section and a longitudinal section passing through the central axis after cooling a slab cast according to a comparative example to room temperature or lower. FIG. 8A shows the result of Comparative Example 1. FIG. 8A is a cross-sectional photograph of a cross section, and FIG. FIG. 8B shows the result of Comparative Example 2. Similarly, FIG. 8B is a cross-sectional photograph of a transverse section and FIG. 8B is a longitudinal section. From the cross-sectional photograph of FIG. 8, cracks were observed in the central portion of the cross section of the slab in both the results of Comparative Example 1 and Comparative Example 2.

[実施例3]
実施例3では、実施例1よりも断面の大きい鋳片を鋳造した。
表3に示す組成のスラグを使用し、水冷モールドの内部の形状は、断面が長方形(縦400mm、横600mm)、長さ400mmの直方体形状とした。箱は、図5(a)、(b)に類似した形状であり、鉄製の箱本体の内壁を厚さ50mmの断熱ボードで被覆したものであり、上下方向に貫通した空間部を有し、断面が縦460mm、横660mmの長方形の形状であり、箱の高さは1000mmとした。鋳造速度は30mm/分として400分まで鋳造した。その他の条件は、実施例1と同じ条件とした。
[Example 3]
In Example 3, a slab having a larger cross section than that of Example 1 was cast.
The slag having the composition shown in Table 3 was used, and the internal shape of the water-cooled mold was a rectangular parallelepiped shape having a rectangular cross section (length 400 mm, width 600 mm) and length 400 mm. The box has a shape similar to FIGS. 5 (a) and 5 (b), the inner wall of the iron box body is covered with a heat insulating board having a thickness of 50 mm, and has a space portion penetrating vertically. The cross section was a rectangular shape with a length of 460 mm and a width of 660 mm, and the height of the box was 1000 mm. The casting speed was 30 mm / min and casting was performed up to 400 minutes. Other conditions were the same as those in Example 1.

図9は、実施例により鋳造した鋳片を室温以下に冷却後、鋳造方向に対する横断面を撮影した断面写真である。図9の横断面写真より、実施例3の結果においても、鋳片の断面中心部分の割れは認められなかった。   FIG. 9 is a cross-sectional photograph of a cross section taken in the casting direction after cooling the cast slab cast according to the example to room temperature or lower. From the cross-sectional photograph of FIG. 9, even in the results of Example 3, no cracks were observed at the center of the cross section of the slab.

以上の結果から、体積の膨張が開始してから終了するまでの間の鋳片の冷却を、断熱材を備えた箱で鋳片を被覆して抑制することにより、冷却による鋳片の急激な体積膨張を抑制することができる結果、鋳片の断面中心部分に発生する割れを防止することができることを確認した。   From the above results, the cooling of the slab from the start to the end of the expansion of the volume is suppressed by covering the slab with a box provided with a heat insulating material, thereby abruptly cooling the slab. As a result of being able to suppress the volume expansion, it was confirmed that the cracks generated at the central portion of the cross section of the slab can be prevented.

本発明によれば、鋳造過程において発生する鋳片の中心部分の割れを防止することができるため、産業上有用である。   According to the present invention, cracking of the center portion of the slab that occurs in the casting process can be prevented, which is industrially useful.

1−1 鋳造装置
1−2 鋳造装置
1−3 鋳造装置
1−4 鋳造装置
2 溶湯
3 タンデッシュ
4 水冷モールド
5 鋳片
6 昇降装置
7 ノズル
8 溶湯流
9 スラグ
10 シールド
11 箱
12 箱本体
13 空間部
14 断熱材
15 空隙
16 箱
17 鋳片切断装置
18 断熱材
19 空隙
20 箱
21 2次冷却帯
101 鋳造装置
102 溶湯
103 タンデッシュ
104 水冷モールド
105 鋳片
106 昇降装置
107 ノズル
108 溶湯流
109 スラグ
110 シールド
A 融液
B 融液と固相の混合物
C 固相
1-1 Casting device 1-2 Casting device 1-3 Casting device 1-4 Casting device 2 Molten metal 3 Tundish 4 Water-cooled mold 5 Slab 6 Lifting device 7 Nozzle 8 Molten metal flow 9 Slag 10 Shield 11 Box 12 Box body 13 Space part 14 Heat insulating material 15 Air gap 16 Box 17 Cast piece cutting device 18 Heat insulating material 19 Air gap 20 Box 21 Secondary cooling zone 101 Casting device 102 Molten metal 103 Tundish 104 Water cooling mold 105 Cast piece 106 Lifting device 107 Nozzle 108 Molten metal flow 109 Slag 110 Shield A Melt B Mixture of melt and solid phase C Solid phase

Claims (12)

未凝固部および当該未凝固部の外周部に凝固殻を有する鋳片を冷却する冷却工程を、少なくとも含む鋳造方法であって、
前記冷却工程は、冷却抑制手段により前記鋳片の冷却を抑制する冷却抑制工程を含む、鋳造方法。
A casting method including at least a cooling step of cooling a slab having a solidified shell on an unsolidified portion and an outer peripheral portion of the unsolidified portion,
The said cooling process is a casting method including the cooling suppression process which suppresses cooling of the said slab by a cooling suppression means.
前記冷却抑制手段が、耐熱性を有する断熱材を少なくとも備える請求項1記載の鋳造方法。   The casting method according to claim 1, wherein the cooling suppression means includes at least a heat insulating material having heat resistance. 前記鋳片の材料は鉄鋼材料であり、前記冷却抑制工程は、当該鋳片のオーステナイト組織がフェライト組織またはパーライト組織へと変態する過程において冷却を抑制する第1冷却抑制工程を含む請求項1または請求項2に記載の鋳造方法。   The material of the said slab is a steel material, The said cooling suppression process includes the 1st cooling suppression process which suppresses cooling in the process in which the austenite structure of the said slab transforms into a ferrite structure or a pearlite structure. The casting method according to claim 2. 前記鋳造方法が、
鉄鋼材料の溶湯を鋳型へ注入する注入工程と、
前記鋳型を冷却して前記溶湯を冷却することにより、未凝固部および当該未凝固部の外周部に凝固殻を有する鋳片を形成する鋳片形成工程と、
前記鋳片を前記鋳型より取り出す取り出し工程と、
前記冷却工程と、
を少なくとも含む連続鋳造方法であって、
前記冷却工程は、前記取り出し工程後の前記鋳片を冷却する工程である、請求項3に記載の鋳造方法。
The casting method is:
An injection process for injecting a molten steel material into a mold;
A slab forming step of forming a slab having a solidified shell on the outer periphery of the unsolidified part and the unsolidified part by cooling the mold and cooling the molten metal,
Taking out the slab from the mold; and
The cooling step;
A continuous casting method comprising at least
The casting method according to claim 3, wherein the cooling step is a step of cooling the slab after the removing step.
前記連続鋳造方法は、前記冷却工程後に前記鋳片を切断する鋳片切断工程をさらに含み、前記冷却抑制工程は、フェライト組織またはパーライト組織に変態した前記鋳片が切断されるまで行う冷却を抑制する第2冷却抑制工程を含む請求項4に記載の鋳造方法。   The continuous casting method further includes a slab cutting step of cutting the slab after the cooling step, and the cooling suppression step suppresses cooling performed until the slab transformed into a ferrite structure or a pearlite structure is cut. The casting method according to claim 4, further comprising a second cooling suppression step. 前記連続鋳造方法は、前記取り出し工程後であって前記冷却工程の前に前記鋳片を冷却する2次冷却工程をさらに含む請求項4または請求項5に記載の鋳造方法。   The said continuous casting method is a casting method of Claim 4 or 5 further including the secondary cooling process which cools the said slab after the said taking-out process and before the said cooling process. 注入された溶湯を冷却して、未凝固部および当該未凝固部の外周部に凝固殻を有する鋳片を形成する鋳型と、
前記鋳型の鋳型下部より垂直方向に下降する前記鋳片の冷却を抑制する冷却抑制手段と、
を少なくとも備える鋳造装置。
A mold that cools the injected molten metal and forms a slab having a solidified shell at the outer periphery of the unsolidified portion and the unsolidified portion;
Cooling suppression means for suppressing cooling of the slab that descends vertically from the lower part of the mold of the mold;
A casting apparatus comprising at least.
前記冷却抑制手段が、耐熱性を有する断熱材を少なくとも備える請求項7記載の鋳造装置。   The casting apparatus according to claim 7, wherein the cooling suppression means includes at least a heat insulating material having heat resistance. 前記鋳片の材料は鉄鋼材料であり、前記冷却抑制手段は、当該鋳片のオーステナイト組織がフェライト組織またはパーライト組織へと変態する過程において冷却を抑制する第1冷却抑制手段を備える請求項7または請求項8に記載の鋳造装置。   The material of the said slab is a steel material, The said cooling suppression means is equipped with the 1st cooling suppression means which suppresses cooling in the process in which the austenite structure of the said slab transforms into a ferrite structure or a pearlite structure, or The casting apparatus according to claim 8. 前記鋳造装置が、
鉄鋼材料の溶湯を保持し、当該溶湯を前記鋳型へ注入する容器と、
前記鋳型と、
前記鋳型の鋳型下部より垂直方向に下降する前記鋳片の下降速度を制御する制御手段と、
前記冷却抑制手段と、
を少なくとも備える連続鋳造装置である請求項9に記載の鋳造装置。
The casting apparatus is
Holding a molten steel material, a container for pouring the molten metal into the mold,
The mold;
Control means for controlling the descent speed of the slab that descends vertically from the lower part of the mold of the mold;
The cooling suppression means;
The casting apparatus according to claim 9, which is a continuous casting apparatus including at least
前記連続鋳造装置は、フェライト組織またはパーライト組織に変態した前記鋳片を切断する鋳片切断手段をさらに含み、前記冷却抑制手段は、フェライト組織またはパーライト組織に変態した前記鋳片が切断されるまでの間の冷却を抑制する第2冷却抑制手段を備える請求項10に記載の鋳造装置。   The continuous casting apparatus further includes a slab cutting means for cutting the slab transformed into a ferrite structure or a pearlite structure, and the cooling suppression means until the slab transformed into a ferrite structure or a pearlite structure is cut. The casting apparatus of Claim 10 provided with the 2nd cooling suppression means which suppresses cooling between. 前記連続鋳造装置は、前記鋳型と前記冷却抑制手段との間で前記鋳片を冷却する2次冷却手段をさらに備える請求項10または請求項11に記載の鋳造装置。   The said continuous casting apparatus is a casting apparatus of Claim 10 or Claim 11 further equipped with the secondary cooling means which cools the said slab between the said casting_mold | template and the said cooling suppression means.
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