JP2018012117A - Manufacturing method of thin-wall cast piece and manufacturing device of thin-wall cast piece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に、溶融金属を供給して薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置に関するものである。 The present invention relates to a thin-walled slab manufacturing method and a thin-walled slab manufacturing apparatus for supplying a molten metal to a molten metal reservoir formed by a pair of cooling drums and a pair of side dams to manufacture a thin-walled slab. It is.
金属の薄肉鋳片を製造する方法として、例えば、特許文献1に示すように、内部に水冷構造を有する冷却ドラムを備え、回転する一対の冷却ドラム間に形成された溶融金属溜まり部に溶融金属を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させ、一対の冷却ドラムの外周面にそれぞれ形成された凝固シェル同士をドラムキス点で接合し、圧下して所定の熱さの薄肉鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造装置を用いた製造方法が提供されている。このような双ドラム式連続鋳造装置を用いた製造方法は、各種金属において適用されている。 As a method for producing a thin metal slab, for example, as shown in Patent Document 1, a molten metal is provided in a molten metal pool portion formed between a pair of rotating cooling drums, which includes a cooling drum having a water cooling structure inside. The solidified shells are formed and grown on the peripheral surfaces of the cooling drum, the solidified shells formed on the peripheral surfaces of the pair of cooling drums are joined to each other at the drum kiss point, and pressed to reduce the thickness of the thin casting. A manufacturing method using a twin drum type continuous casting apparatus for manufacturing a piece is provided. The manufacturing method using such a twin drum type continuous casting apparatus is applied to various metals.
従来、上述の双ドラム式連続鋳造装置において鋳造を開始する際には、例えば特許文献1に示すように、冷却ドラム間にダミーシートを挟持しておき、一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に溶融金属を供給し、溶融金属溜まり部に一定量の溶融金属が溜まった段階で冷却ドラムを回転させて、ダミーシートに連結するように薄肉鋳片を形成し、冷却ドラム間からダミーシート及びこのダミーシートに連結された薄肉鋳片を引き出している。 Conventionally, when starting casting in the above-described twin-drum type continuous casting apparatus, for example, as shown in Patent Document 1, a dummy sheet is sandwiched between cooling drums, and a pair of cooling drums and a pair of side weirs are used. Supplying molten metal to the formed molten metal reservoir, rotating the cooling drum when a certain amount of molten metal has accumulated in the molten metal reservoir, and forming a thin slab to connect to the dummy sheet, A dummy sheet and a thin cast piece connected to the dummy sheet are drawn out from between the cooling drums.
ここで、鋳造開始時点においては、溶融金属溜まり部への溶融金属の供給量や冷却ドラムの温度等の鋳造条件が安定していないため、ダミーシートに連結するように形成された薄肉鋳片の強度が不足し、ダミーシートを引き出した際に薄肉鋳片が破断するといったトラブルが発生し、鋳造を開始できないことがあった。
このため、例えば特許文献1においては、ダミーシートに連結するように補強部材を配置し、この補強部材を溶融金属で鋳包ませることにより、鋳造開始時の薄肉鋳片の強度を確保する技術が提案されている。
Here, since the casting conditions such as the amount of molten metal supplied to the molten metal reservoir and the temperature of the cooling drum are not stable at the start of casting, the thin cast slab formed to be connected to the dummy sheet There was a problem that the strength was insufficient and the thin cast piece was broken when the dummy sheet was pulled out, and casting could not be started.
For this reason, for example, in Patent Document 1, there is a technique for securing the strength of the thin cast piece at the start of casting by arranging a reinforcing member so as to be connected to the dummy sheet and casting the reinforcing member with molten metal. Proposed.
ここで、従来の双ドラム式連続鋳造方法における溶湯供給開始からの経過時間と溶湯供給速度及びドラム周速度との関係を図8に示す。
従来の双ドラム式連続鋳造装置においては、鋳造開始時には、ダミーシートを冷却ドラムで挟み込み、冷却ドラムの回転を停止した状態で溶湯を供給している。そして、一定量の溶湯が溜まった時点で冷却ドラムの回転を開始して鋳造を開始している。なお、冷却ドラム間に溶湯を溜めすぎて凝固が過度となると、溶融金属溜まり部内で凝固した部分が楔となってしまうため、従来は比較的短時間で溶湯を供給している。
Here, FIG. 8 shows the relationship between the elapsed time from the start of molten metal supply, the molten metal supply speed, and the drum peripheral speed in the conventional twin-drum type continuous casting method.
In a conventional twin drum type continuous casting apparatus, at the start of casting, a dummy sheet is sandwiched between cooling drums, and the molten metal is supplied in a state where the rotation of the cooling drum is stopped. Then, when a certain amount of molten metal has accumulated, the cooling drum starts to rotate and casting starts. If the molten metal is excessively accumulated between the cooling drums and the solidification becomes excessive, the solidified portion in the molten metal reservoir becomes a wedge, so that the molten metal is conventionally supplied in a relatively short time.
鋳造開始直後は、冷却ドラムを回転させる前に貯留された溶湯が凝固して凝固シェルが過剰に形成される。このため、鋳造開始直後には、溶湯供給速度を一旦少なくするとともに冷却ドラムの回転速度を徐々に上げて過剰分を排出し、その後、冷却ドラムの周速度を徐々に増速しつつ溶湯供給速度を上げていき、定常鋳造に移行する。 Immediately after the start of casting, the molten metal stored before rotating the cooling drum is solidified to form an excessive solidified shell. For this reason, immediately after the start of casting, the molten metal supply speed is once decreased and the rotational speed of the cooling drum is gradually increased to discharge the excess, and then the peripheral speed of the cooling drum is gradually increased while the molten metal supply speed is gradually increased. And move to steady casting.
ここで、従来の双ドラム式連続鋳造装置における鋳造長さと鋳片厚みの関係を図9に示す。鋳造開始直後は、溶融金属溜まり部の溶湯が凝固して鋳片厚みは厚くなり、こぶ(肥大部)が形成される。その後、溶湯供給速度の低下により、鋳片厚みが急激に薄くなり、以降は補強部材が鋳込まれることによって厚くなる。最下端に形成されたこぶ(肥大部)の荷重に耐えるため、このこぶ(肥大部)が水平に移行するまでの長さで、鋳片厚みを厚くする必要がある。 Here, FIG. 9 shows the relationship between the casting length and the slab thickness in the conventional twin-drum type continuous casting apparatus. Immediately after the start of casting, the molten metal pool portion is solidified to increase the thickness of the slab and form a hump (enlarged portion). Thereafter, due to a decrease in the molten metal supply speed, the thickness of the cast slab is rapidly reduced, and thereafter, the thickness is increased by casting the reinforcing member. In order to withstand the load of the hump (the enlarged portion) formed at the lowermost end, it is necessary to increase the thickness of the slab by the length until this hump (the enlarged portion) moves horizontally.
以上のように、冷却ドラムを停止した状態で溶湯を供給して鋳造を開始する場合には、定常状態に達するまでの時間が長いために、非定常部の鋳造長さが長くなり、歩留まりが低下するといった問題があった。
また、鋳片の最下端にこぶ(肥大部)が形成されるため、鋳片が自重で破断しやすくなり、鋳片の製造を安定して行うことができなくなるおそれがあった。
As described above, when the casting is started by supplying the molten metal in a state where the cooling drum is stopped, the casting time of the unsteady portion becomes long because the time until the steady state is reached, and the yield is increased. There was a problem of a drop.
Moreover, since a hump (enlarged part) is formed at the lowermost end of the slab, the slab is easily broken by its own weight, and there is a possibility that the manufacture of the slab cannot be performed stably.
さらに、鋳片の最下端に形成されたこぶ(肥大部)を支持するために、必要な補強部材の長さが長くなり、コスト高となるといった問題があった。
また、最下端のこぶ(肥大部)を冷却ドラムで圧下して排出する際に、冷却ドラムにダメージを与えるおそれがあった。
さらに、冷却ドラムの回転を停止した状態での湯面センシングと冷却ドラムの回転起動タイミング制御のために、複雑な設備と制御を要するといった問題があった。
Furthermore, there is a problem that the length of the reinforcing member necessary for supporting the hump (enlarged portion) formed at the lowermost end of the slab becomes longer and the cost is increased.
Further, when the lowermost hump (the enlarged portion) is crushed and discharged by the cooling drum, the cooling drum may be damaged.
Furthermore, there has been a problem that complicated equipment and control are required for hot-water surface sensing and cooling drum rotation start timing control in a state where the rotation of the cooling drum is stopped.
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、非定常部の鋳造長さが短く、かつ、鋳片の破断を抑制でき、安定して薄肉鋳片を製造することが可能な薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and the casting length of the unsteady part is short, the fracture of the slab can be suppressed, and the thin-walled slab can be stably manufactured. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin-walled slab and an apparatus for manufacturing the thin-walled slab.
上記課題を解決するために、本発明に係る薄肉鋳片の製造方法は、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に溶融金属を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法であって、鋳造開始時には、前記一対の冷却ドラムの間にダミーシートを挿入して保持し、前記一対の冷却ドラムを回転させた状態で、前記溶融金属溜まり部に対して前記溶融金属を供給する構成とされており、鋳造開始時から定常鋳造までの非定常時間tSを、定常鋳造時におけるドラム周面上の凝固時間t0の5倍以上とし、前記非定常時間tSにおける溶湯供給速度Qinを、定常鋳造時における溶湯供給速度Qaveの12倍以下とすることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a method for manufacturing a thin cast piece according to the present invention supplies molten metal to a molten metal reservoir formed by a pair of rotating cooling drums and a pair of side weirs, A method for producing a thin-walled slab by forming and growing a solidified shell on a peripheral surface to produce a thin-walled slab, wherein a dummy sheet is inserted and held between the pair of cooling drums at the start of casting. The molten metal is supplied to the molten metal pool portion in a state where the cooling drum is rotated, and the unsteady time t S from the start of casting to the steady casting is determined as the drum during steady casting. It is characterized in that it is 5 times or more of the solidification time t 0 on the peripheral surface, and the melt supply rate Q in at the unsteady time t S is 12 times or less of the melt supply rate Q ave at the time of steady casting.
この構成の薄肉鋳片の製造方法によれば、鋳造開始時に、前記一対の冷却ドラムの間にダミーシートを挿入して保持し、前記一対の冷却ドラムを回転させた状態で、前記溶融金属溜まり部に対して前記溶融金属を供給しているので、鋳造開始時にこぶ(肥大部)が形成されることを抑制できる。よって、薄肉鋳片の厚さを厚くしなくても、薄肉鋳片の破断を抑制することができる。また、非定常部の鋳造長さを短くすることができ、歩留まりの向上を図ることができる。さらに、湯面センシングや回転起動の制御を行う必要がなく、設備構成を簡単にすることができる。
尚、前記一対の冷却ドラムの間にダミーシートを挿入した後に、ダミーシートと前記冷却ドラムが接触していると、鋳造開始後に前記冷却ドラムにすり疵が入る場合があるので、ダミーシートは前記一対の冷却ドラムと非接触の状態で保持されているのが望ましい。
According to the method for manufacturing a thin cast piece of this configuration, at the start of casting, a dummy sheet is inserted and held between the pair of cooling drums, and the molten metal pool is rotated while the pair of cooling drums is rotated. Since the said molten metal is supplied with respect to a part, it can suppress that a hump (hypertrophy part) is formed at the time of casting start. Therefore, even if it does not increase the thickness of a thin cast piece, the fracture | rupture of a thin cast piece can be suppressed. Further, the casting length of the unsteady portion can be shortened, and the yield can be improved. Furthermore, it is not necessary to perform hot water surface sensing or rotation activation control, and the equipment configuration can be simplified.
In addition, if a dummy sheet and the cooling drum are in contact after inserting a dummy sheet between the pair of cooling drums, there is a case where a scum enters the cooling drum after the start of casting. It is desirable to hold the pair of cooling drums in a non-contact state.
また、鋳造開始時から定常鋳造までの非定常時間tSを、定常鋳造時におけるドラム周面上の凝固時間t0の5倍以上としているので、凝固開始時おいて溶融金属溜まり部における湯面の上昇速度がある程度遅くなり、非定常部における薄肉鋳片の厚さの急激な変化を抑制でき、薄肉鋳片の破断を抑制することができる。
さらに、非定常時間tsにおける溶湯供給速度Qinを、定常鋳造時における溶湯供給速度Qaveの12倍以下としているので、溶湯の跳ね上がりや凝固シェルの再溶解を抑制でき、安定して薄肉鋳片の鋳造を行うことができる。
Further, since the unsteady time t S from the start of casting to the steady casting is set to be five times or more of the solidification time t 0 on the drum peripheral surface at the time of steady casting, the molten metal surface in the molten metal pool portion at the start of solidification. As a result, the rate of ascent of the thin slab becomes slow to some extent, a sudden change in the thickness of the thin slab at the unsteady portion can be suppressed, and the thin slab can be prevented from breaking.
Furthermore, since the molten metal supply rate Q in at the unsteady time ts is 12 times or less than the molten metal supply rate Q ave at the time of steady casting, it is possible to suppress the molten metal jumping up and the remelting of the solidified shell, and to stably produce a thin-walled slab. Can be cast.
ここで、本発明に係る薄肉鋳片の製造方法においては、シール部材によって、前記ダミーシートと前記冷却ドラム及び前記サイド堰との間の空間の少なくとも一部を塞ぐことが好ましい。
この場合、シール部材によって、ダミーシートと冷却ドラム及びサイド堰との間の隙間から溶湯が漏れ出すことを抑制でき、鋳造をさらに安定して開始することが可能となる。なお、冷却ドラムを回転させた状態でもシール部材が冷却ドラムとともに回転しないように、シール部材を配置することが好ましい。
Here, in the method for manufacturing a thin cast piece according to the present invention, it is preferable that at least a part of a space between the dummy sheet, the cooling drum, and the side weir is closed by a sealing member.
In this case, the sealing member can suppress the leakage of the molten metal from the gap between the dummy sheet, the cooling drum, and the side weir, and the casting can be started more stably. In addition, it is preferable to arrange the sealing member so that the sealing member does not rotate with the cooling drum even when the cooling drum is rotated.
本発明に係る薄肉鋳片の製造装置は、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰を有し、これら一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に溶融金属を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造装置であって、前記一対の冷却ドラムの下流側に、ダミーシートを保持するダミーシート保持機構が設けられており、前記ダミーシート保持機構は、前記一対の冷却ドラムの間に挿入された前記ダミーシートを保持することを特徴としている。 The apparatus for producing a thin cast piece according to the present invention has a pair of rotating cooling drums and a pair of side weirs, and supplies molten metal to a molten metal reservoir formed by the pair of cooling drums and the pair of side weirs. And a thin cast piece manufacturing apparatus for producing a thin cast piece by forming and growing a solidified shell on the peripheral surface of the cooling drum, wherein the dummy sheet holds a dummy sheet downstream of the pair of cooling drums. A holding mechanism is provided, and the dummy sheet holding mechanism holds the dummy sheet inserted between the pair of cooling drums.
この構成の薄肉鋳片の製造装置によれば、前記一対の冷却ドラムの下流側に、前記ダミーシートを保持するダミーシート保持機構が設けられているので、冷却ドラム間にダミーシートを挿入した状態で冷却ドラムを回転させることができる。よって、冷却ドラムを回転させた状態で溶融金属溜まり部に溶湯を供給して鋳造を開始することが可能となる。これにより、鋳造開始時にこぶ(肥大部)が形成されることを抑制でき、薄肉鋳片の厚さを厚くしなくても、薄肉鋳片の破断を抑制することができる。また、非定常部の長さを短くすることができ、歩留まりの向上を図ることができる。さらに、湯面センシングや回転起動の制御を行う必要がなく、設備構成を簡単にすることができる。 According to the thin-walled slab manufacturing apparatus having this configuration, since the dummy sheet holding mechanism that holds the dummy sheet is provided downstream of the pair of cooling drums, the dummy sheet is inserted between the cooling drums. The cooling drum can be rotated. Therefore, it is possible to start casting by supplying the molten metal to the molten metal pool portion with the cooling drum rotated. Thereby, it can suppress that a hump (expansion part) is formed at the time of a casting start, and even if it does not thicken the thickness of a thin cast piece, the fracture | rupture of a thin cast piece can be suppressed. In addition, the length of the unsteady portion can be shortened, and the yield can be improved. Furthermore, it is not necessary to perform hot water surface sensing or rotation activation control, and the equipment configuration can be simplified.
ここで、本発明に係る薄肉鋳片の製造装置においては、前記ダミーシートには、シール部材が配設されていることが好ましい。
この場合、前記ダミーシートにシール部材が配設されているので、このシール部材によってダミーシートと冷却ドラム及びサイド堰との間の隙間が小さくなり、溶湯が漏れ出すことを抑制でき、鋳造をさらに安定して開始することが可能となる。なお、シール部材がダミーシートに配設されているので、冷却ドラムを回転させた状態でもシール部材が冷却ドラムとともに回転することを抑制できる。
Here, in the apparatus for manufacturing a thin cast piece according to the present invention, it is preferable that a seal member is disposed on the dummy sheet.
In this case, since the sealing member is disposed on the dummy sheet, the gap between the dummy sheet, the cooling drum, and the side dam can be reduced by the sealing member, so that the molten metal can be prevented from leaking, and casting can be further performed. It becomes possible to start stably. In addition, since the sealing member is arrange | positioned at the dummy sheet | seat, even if the cooling drum is rotated, it can suppress that a sealing member rotates with a cooling drum.
上述のように、本発明によれば、非定常部の鋳造長さが短く、かつ、鋳片の破断を抑制でき、安定して薄肉鋳片を製造することが可能な薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the method for producing a thin-walled slab is capable of stably producing a thin-walled slab, in which the casting length of the unsteady portion is short and the slab can be prevented from breaking. And the manufacturing apparatus of a thin wall slab can be provided.
以下に、本発明の実施形態である薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
また、本実施形態では、溶融金属として溶鋼を用いており、鋼材からなる薄肉鋳片1を製造するものとされている。
Below, the manufacturing method of the thin cast slab and the manufacturing apparatus of a thin cast slab which are embodiments of the present invention are explained with reference to the attached drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
Further, in the present embodiment, molten steel is used as the molten metal, and the thin cast slab 1 made of a steel material is manufactured.
本実施形態である薄肉鋳片の製造装置10は、図1に示すように、一対の冷却ドラム11a、11bと、一対の冷却ドラム11a、11bの幅方向端部に配設されたサイド堰15と、これら一対の冷却ドラム11a、11bとサイド堰15とによって画成された溶鋼溜まり部16に対して溶鋼3を供給するタンディッシュ18及び浸漬ノズル19と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the thin-walled
この薄肉鋳片の製造装置10においては、溶鋼3が回転する冷却ドラム11a,11bに接触して冷却されることにより、冷却ドラム11a,11bの周面の上で凝固シェル5、5が成長し、一対の冷却ドラム11a,11bにそれぞれ形成された凝固シェル5、5同士がドラムキス点で圧着されることによって、所定厚みの薄肉鋳片1が鋳造される。
In this thin cast
そして、本実施形態である薄肉鋳片の製造装置10においては、図2に示すように、一対の冷却ドラム11a、11bの下流側に、鋳造を開始する際に一対の冷却ドラム11a、11bの間に挿入されるダミーシート7を保持するダミーシート保持機構20が配設されている。なお、図2(a)に示すように、ダミーシート7の上端側には、薄肉鋳片1に鋳込まれる補強部材9が配設されている。
In the thin-walled
ここで、鋳造開始時には、図2(a)及び図3に示すように、一対の冷却ドラム11a,11bの間にダミーシート7が挿入され、このダミーシート7が上述のダミーシート保持機構20によって保持される。本実施形態では、ダミーシート7は、ダミーシート保持機構20によって一対の冷却ドラム11a、11bに対して非接触の状態で保持されている。なお、冷却ドラム11a、11bには、熱膨張を考慮してドラム幅中央部の外径が小さくされたイニシャル凹クラウンが付されており、この凹クラウン同士によって形成されたドラムギャップ内にダミーシート7が挿入されている。
Here, at the start of casting, as shown in FIGS. 2A and 3, the
また、ダミーシート7にはシール部材8が配設されており、このシール部材8によって、ダミーシート7と冷却ドラム11a、11b及びサイド堰15との間の空間の少なくとも一部が塞がれている。なお、シール部材8としては、耐火物製繊維材等の耐熱性を有する軟質材を用いることができる。
Further, the
上述のダミーシート保持機構20は、図2及び図4に示すように、アーム部21と、このアーム部21の一端側に配設されたロール部22と、アーム部21の他端側を軸支する軸支部23と、軸支部23をアーム部21の一端側に向けて押圧する押圧手段24(板ばね)と、を備えている。
このダミーシート保持機構20においては、図4(a)に示すように、ダミーシート7を保持する際には、押圧手段24によってロール部22がアーム部21の一端側に押圧されており、ロール部22によってダミーシート7を挟持するように構成されている。
そして、ダミーシート7が下方に引き出された際には、図4(b)に示すように、ロール部22が下方に移動し、ダミーシート7を解放するように構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the dummy
In this dummy
When the
以下に、上述した薄肉鋳片の製造装置10を用いた本実施形態である薄肉鋳片の製造方法について説明する。
Below, the manufacturing method of the thin cast piece which is this embodiment using the
まず、図2(a)及び図3に示すように、一対の冷却ドラム11a、11bの下流側から一対の冷却ドラム11a、11bの間にダミーシート7を挿入する。このとき、ダミーシート保持機構20により、ダミーシート7を挟持して保持する。本実施形態では、ダミーシート7は冷却ドラム11a、11bに対して非接触の状態で保持される。ここで、ダミーシート7に配設されたシール部材8によって、ダミーシート7と冷却ドラム11a、11b及びサイド堰15との間の空間の少なくとも一部が塞がれている。
First, as shown in FIGS. 2A and 3, the
そして、一対の冷却ドラム11a,11bを回転駆動させる。このとき、ダミーシートがダミーシート保持機構20によって保持されており、本実施形態では、ダミーシートが冷却ドラム11a、11bと非接触の状態で保持されており、シール部材8は冷却ドラム11a、11bの周面と滑らかに摺動するように構成されているので、冷却ドラム11a、11bを回転させても、ダミーシート7やシール部材8が一対の冷却ドラム11a、11b間に巻き込まれることはない。
なお、本実施形態では、冷却ドラム11a,11bの回転速度(周速度)は、定常鋳造時の回転速度(周速度)と同一に設定している。
And a pair of
In the present embodiment, the rotational speeds (circumferential speeds) of the
冷却ドラム11a、11bを回転させた状態で、一対の冷却ドラム11a、11bとサイド堰15によって形成された溶鋼溜まり部16に向けて、タンディッシュ18から浸漬ノズル19を介して溶鋼3を供給する。
すると、溶鋼3が補強部材9を鋳包むように凝固した時点で、回転する冷却ドラム11a、11bに巻き込まれるようにしてダミーシート7が下方へ排出され、このダミーシート7に続いて薄肉鋳片1が排出される。
ここで、ダミーシート7が下方に排出された際には、図2(b)及び図4(b)に示すように、ダミーシート保持機構20のロール部22が下方に移動し、ダミーシート7の保持が解除される。
In a state where the
Then, when the
Here, when the
そして、溶鋼溜まり部16における湯面高さが所定位置で安定した時点で、凝固が安定して定常鋳造となる。
ここで、本実施形態では、鋳造開始時から定常鋳造までの非定常時間tSを、定常鋳造時におけるドラム周面上の凝固時間t0の5倍以上に設定している。
また、非定常時間tsにおける溶湯供給速度Qinを、定常鋳造時における溶湯供給速度Qaveの12倍以下に設定している。
以下に、鋳造開始時の条件を上述のように規定した理由について説明する。
And when the molten metal surface height in the molten
Here, in the present embodiment, the unsteady time t S from the start of casting to the steady casting is set to 5 times or more of the solidification time t 0 on the drum peripheral surface at the steady casting.
Further, the melt supply rate Q in at the unsteady time ts is set to 12 times or less of the melt supply rate Q ave at the time of steady casting.
The reason why the conditions at the start of casting are defined as described above will be described below.
図5に、鋳造開始時の条件を設定する際に用いたパラメータを示す。溶鋼溜まり部16に対して供給される溶鋼3の供給速度(溶湯体積速度)をQin、冷却ドラム11a、11b間から排出される薄肉鋳片1に相当する溶鋼3の排出速度(溶湯体積速度)をQout、溶鋼溜まり部16における湯面高さ(ドラム中心位置からの高さ)をH、ドラム周面における溶鋼3の接触部分の弧角をθ、薄肉鋳片1の厚さをdとする。この弧角θとドラム半径Rとから、ドラム周面における溶鋼の接触長さLを算出することができる。
また、単位時間当たりの凝固量を示す凝固係数をKとする。なお、凝固係数Kは、薄肉鋳片の組成、冷却条件で設定されるものであり、予め実験的に求めることができる。
FIG. 5 shows parameters used when setting conditions at the start of casting. The supply speed (molten volume speed) of the
Further, K is a solidification coefficient indicating the amount of solidification per unit time. The solidification coefficient K is set according to the composition of the thin cast slab and the cooling conditions, and can be experimentally obtained in advance.
図6に、本発明の実施形態である薄肉鋳片の製造方法における鋳造開始からの経過時間と溶湯体積速度との関係を示す。
鋳造開始後には、溶湯供給速度Qinを溶湯排出速度Qoutよりも高くすることにより、溶鋼溜まり部16に溶鋼3を貯留して湯面高さHを上昇させる。すなわち、Qin−Qoutに応じて湯面高さHが上昇していく。
FIG. 6 shows the relationship between the elapsed time from the start of casting and the molten metal volume velocity in the method for producing a thin cast slab which is an embodiment of the present invention.
After the start of casting, the molten steel supply rate Q in is made higher than the molten metal discharge rate Q out, whereby the
湯面高さHが上昇するにつれて、冷却ドラム周面での凝固長さLが長くなって、凝固厚すなわち薄肉鋳片1の厚さdが厚くなり、図6に示すように溶湯排出速度Qoutが徐々に上昇していく。
一方、溶湯供給速度Qinは、時間経過に伴って徐々に下げていき、非定常時間tSが終了して定常鋳造になった時点で、Qin=Qoutとなり、これが定常状態における溶湯供給速度Qaveとなる。
なお、図6において、非定常時間tSにおけるQinとQoutとの差の部分が、溶鋼溜まり部16に貯留された溶鋼量となる。
As the molten metal surface height H increases, the solidification length L on the circumferential surface of the cooling drum increases, and the solidification thickness, that is, the thickness d of the thin cast slab 1 increases, and the molten metal discharge speed Q as shown in FIG. out gradually rises.
On the other hand, the molten metal supply rate Qin gradually decreases with time, and when the unsteady time t S ends and the steady casting is performed, Q in = Q out , which is the molten metal supply rate in the steady state. Q ave .
In FIG. 6, the difference between Q in and Q out at the unsteady time t S is the amount of molten steel stored in the
ここで、冷却ドラム11a、11bの周速度をVとする。すると、溶湯排出速度Qoutは、薄肉鋳片1の厚さdとドラム周速度Vと鋳片幅Wの積で決定される。薄肉鋳片1の厚さdは、湯面高さHと凝固係数Kとドラム半径Rにより、以下の式で算出される。
d=2×K×(R×arcsin(H/R)/V)0.5
Here, let V be the peripheral speed of the
d = 2 × K × (R × arcsin (H / R) / V) 0.5
溶湯供給速度Qinについては、鋳造開始直後は湯面高さHを速やかに上昇させ、所定の高さに近づくにつれて湯面高さHを緩やかに上昇させるために、溶湯供給速度Qinの時間変化パターンは、図6に示すように、例えば時間の二次関数となるように、下に凸にすることが好ましい。 The melt feeding rate Q in, immediately after the start of casting is rapidly raise the melt-surface height H, in order to gradually increase the melt-surface height H toward the predetermined height, the melt feeding rate Q in time As shown in FIG. 6, the change pattern is preferably convex downward so as to be a quadratic function of time, for example.
ここで、溶湯供給速度Qinを低く設定すると、湯面高さHが緩やかに上昇し、定常状態までの時間が長くなる。逆に、溶湯供給速度Qinを高く設定することにより、湯面高さHを所定高さにするまでの時間を短縮することができる。ただし、たとえ瞬間的であっても過剰に勢いよく供給した場合には、溶鋼の跳ね上がりや凝固シェルの再溶解が発生してしまい、鋳造が安定しなくなるおそれがある。溶湯供給速度Qinの最大値は、装置サイズや湯面高さHや溶湯種別などに影響されるが、通常は定常状態における溶湯供給速度Qave の12倍以下であればよい。 Here, if setting a low melt feeding rate Q in, the height H is gradually increased molten metal surface, the time to steady state becomes longer. Conversely, by setting the molten metal supply rate Q in high, the time until the molten metal surface height H is set to a predetermined height can be shortened. However, even if it is instantaneous, if it is supplied excessively vigorously, the molten steel springs up and the solidified shell remelts, and the casting may become unstable. The maximum value of the molten metal supply rate Q in is influenced by the apparatus size, the molten metal surface height H, the molten metal type, and the like, but normally it may be 12 times or less of the molten metal supply rate Q ave in the steady state.
また、非定常時間tSを短くすることによって、非定常部の鋳造長さを短くすることができる。ただし、非定常時間tSが短すぎると、上述の溶湯供給速度Qinの上限を超える場合があり好ましくない。あるいは、非定常時間tSが、凝固係数Kと定常時の薄肉鋳片1の厚さdから計算される定常凝固時間t0=(d/2K)0.5の5倍未満になると、溶鋼溜まり部16における湯面高さHの変化率が大きくなり、これにともなって非定常部における薄肉鋳片1の厚さが、鋳造長さ方向で薄から厚へと急激に変化し、薄肉鋳片1の搬送途中で板厚の薄い部分に応力が集中して破断するおそれがある。これらを防止するため、非定常時間tSを定常鋳造時におけるドラム周面上の凝固時間t0の5倍以上とする。また、非定常時間tSが長いと鋳片の非定常部の鋳造長さが長くなり、歩留まりが低下する傾向であるので、非定常時間tSは定常鋳造時におけるドラム周面上の凝固時間t0の15倍以下が望ましい。
Further, by shortening the unsteady time t S, it is possible to shorten the casting length of the non-stationary portion. However, if the unsteady time t S is too short, the upper limit of the molten metal supply rate Q in may be exceeded, which is not preferable. Alternatively, when the unsteady time t S becomes less than 5 times the steady solidification time t 0 = (d / 2K) 0.5 calculated from the solidification coefficient K and the thickness d of the thin-walled slab 1 at the steady time, the molten steel The rate of change of the molten metal surface height H in the
以上の要件を満たすように、溶湯供給速度Qinと非定常時間tSを設定する。これらの条件は、数値解析シミュレーションで求めてもよく、また実験的に求めることも可能である。図7は、0.1%炭素鋼を用いた、凝固係数K=14.0、ドラム半径R=0.3m、ドラム周速度V=50m/min、薄肉鋳片1の厚さd=2mm、湯面高さh=230mm、非定常時間tS=2.3s(定常凝固時間t0の7.3倍)、溶湯供給速度Qin=1.16m3/min(定常鋳造時における溶湯供給速度Qaveの11.7倍)のときの薄肉鋳片1の厚み変化の実例を示した。 The molten metal supply rate Q in and the unsteady time t S are set so as to satisfy the above requirements. These conditions may be obtained by a numerical analysis simulation or may be obtained experimentally. FIG. 7 shows a solidification coefficient K = 14.0, a drum radius R = 0.3 m, a drum peripheral speed V = 50 m / min, a thickness d = 2 mm of the thin slab 1 using 0.1% carbon steel, Molten surface height h = 230 mm, unsteady time t S = 2.3 s (7.3 times the steady solidification time t 0 ), molten metal supply speed Q in = 1.16 m 3 / min (molten metal supply speed during steady casting) An example of the change in thickness of the thin cast slab 1 at 11.7 times Q ave ) is shown.
図7に示すように、鋳造開始時おいても、薄肉鋳片1の厚さdに大きな変動はなく、こぶ(肥大部)が形成されない。さらに、速やかに定常状態となっており、非定常部の鋳造長さが短くなっている。 As shown in FIG. 7, even at the start of casting, the thickness d of the thin cast slab 1 does not vary greatly, and no humps (enlarged portions) are formed. Furthermore, it is in a steady state quickly, and the casting length of the unsteady part is shortened.
以上のような構成とされた本実施形態である薄肉鋳片の製造装置10及び薄肉鋳片の製造方法によれば、鋳造開始時において、一対の冷却ドラム11a、11bを回転させた状態で、溶鋼溜まり部16に対して溶鋼3を供給しているので、鋳造開始時にこぶ(肥大部)が形成されることを抑制でき、薄肉鋳片1の厚さを厚くしなくても、薄肉鋳片1の破断を抑制することができる。また、非定常部の長さを短くすることができ、歩留まりの向上を図ることができる。さらに、湯面センシングや回転起動の制御を行う必要がなく、設備構成を簡単にすることができる。
According to the thin-walled
また、鋳造開始時から定常鋳造までの非定常時間tSを、定常凝固時間t0の5倍以上としているので、凝固開始時おいて溶鋼溜まり部16における湯面の上昇速度がある程度遅くなり、非定常部における薄肉鋳片1の厚さの急激な変化を抑制でき、薄肉鋳片1の破断を抑制することができる。
さらに、非定常時間tsにおける溶湯供給速度Qinを、定常鋳造時における溶湯供給速度Qaveの12倍以下としているので、溶鋼3の跳ね上がりや凝固シェルの再溶解を抑制でき、安定して薄肉鋳片1の鋳造を行うことができる。
Further, since the unsteady time t S from the start of casting to the steady casting is set to be 5 times or more of the steady solidification time t 0 , the rising speed of the molten metal surface in the molten
Furthermore, since the molten metal supply rate Q in at the unsteady time ts is set to 12 times or less of the molten metal supply rate Q ave at the time of steady casting, it is possible to suppress the jumping of the
以上、本発明の実施形態である薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置10について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態では、冷却ドラム11a,11bの回転速度(周速度)は、定常鋳造時の回転速度(周速度)と同一に設定したものとして説明したが、これに限定されることはなく、鋳造開始時における冷却ドラム11a,11bの回転速度(周速度)は適宜変更してもよい。
As mentioned above, although the manufacturing method of the thin cast slab and the thin cast
In the present embodiment, the rotation speed (circumferential speed) of the
また、本実施形態では、鋳造開始時の溶湯供給速度Qinを、図6に示すように、例えば時間の二次関数となるように下に凸にするものとして説明したが、これに限定されることはなく、鋳造開始時の溶湯供給速度Qinの上限が定常鋳造時における溶湯鋼供給速度Qaveの12倍以下とされていれば、鋳造開始時の溶湯供給速度Qinを他のパターンで変化させてもよい。 In the present embodiment, the molten metal supply rate Q in at the start of casting has been described as being convex downward so as to be a quadratic function of time, for example, as shown in FIG. If the upper limit of the molten metal supply rate Q in at the start of casting is 12 times or less of the molten steel supply rate Q ave at the time of steady casting, the molten metal supply rate Q in at the start of casting is changed to another pattern. It may be changed with.
以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。
図1に示す薄肉鋳片の製造装置を用いて、炭素量0.1mass%の炭素鋼からなる薄肉鋳片の製造を行った。
ここで、冷却ドラム径を600mm、冷却ドラム幅を1000mmとした。また、定常鋳造の鋳片厚さを2.0mmとした。
In the following, the results of experiments conducted to confirm the effects of the present invention will be described.
Using the apparatus for manufacturing a thin cast piece shown in FIG. 1, a thin cast piece made of carbon steel having a carbon content of 0.1 mass% was produced.
Here, the cooling drum diameter was 600 mm, and the cooling drum width was 1000 mm. The slab thickness for steady casting was 2.0 mm.
本発明例及び比較例においては、上述の本発明の実施形態で示したように、鋳造開始時には、ダミーシートを冷却ドラムに非接触の状態で保持しておき、冷却ドラムを回転させた状態で溶鋼溜まり部に溶鋼を供給した。このときの条件を表1に示す。
また、従来例においては、鋳造開始時には、冷却ドラムでダミーシートを挟み込み、冷却ドラムを停止した状態で溶鋼溜まり部に溶鋼を供給した。
In the present invention example and the comparative example, as shown in the above-described embodiment of the present invention, at the start of casting, the dummy sheet is held in a non-contact state with the cooling drum, and the cooling drum is rotated. Molten steel was supplied to the molten steel pool. Table 1 shows the conditions at this time.
Further, in the conventional example, at the start of casting, the dummy sheet is sandwiched between the cooling drums, and the molten steel is supplied to the molten steel pool portion while the cooling drum is stopped.
このとき、非定常部の鋳造長さ、及び、非定常部における鋳片厚さの変動幅について評価した。評価結果を表1に示す。 At this time, the casting length of the unsteady part and the fluctuation width of the slab thickness in the unsteady part were evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.
従来例においては、鋳片厚さの変動が大きく、鋳片の破断が発生するおそれがあった。また、非定常部の鋳造長さが長く、生産歩留が低くなった。
比較例1においては、非定常時間tSが定常鋳造時におけるドラム周面上の凝固時間t0の5倍未満となっており、鋳造長さ方向の鋳片厚さの変化率が大きく、鋳片をドラムから搬送する際に破断が発生した。
比較例2においては、非定常時間tSにおける溶湯供給速度Qinが定常鋳造時における溶湯供給速度Qaveの12倍を超えており、溶鋼の跳ね上がりや凝固シェルの再溶解により凝固が安定せず、鋳片が破断した。
In the conventional example, the fluctuation of the slab thickness is large, and the slab may be broken. Moreover, the casting length of the unsteady part was long and the production yield was low.
In Comparative Example 1, the unsteady time t S is less than five times the solidification time t 0 on the drum peripheral surface during steady casting, and the rate of change in the slab thickness in the casting length direction is large. A break occurred when the piece was transported from the drum.
In Comparative Example 2, the melt supply rate Q in at the unsteady time t S exceeds 12 times the melt supply rate Q ave at the time of steady casting, and solidification is not stabilized due to the jumping of molten steel or remelting of the solidified shell. The slab broke.
これに対して、本発明例においては、いずれも鋳片厚さの変動が小さく抑えられており、かつ従来例に比して非定常部の鋳造長さを短くすることができた。 On the other hand, in the examples of the present invention, fluctuations in the slab thickness were all kept small, and the casting length of the unsteady portion could be shortened as compared with the conventional example.
以上の結果から、本発明に係る薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置によれば、歩留まりが高く、安定して鋳造を開始することができる薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置を提供できることが確認された。 From the above results, according to the thin-walled slab manufacturing method and thin-walled slab manufacturing apparatus according to the present invention, the thin-walled slab manufacturing method and thin-walled slab can be stably cast with a high yield. It was confirmed that the manufacturing equipment can be provided.
1 薄肉鋳片
3 溶鋼(溶融金属)
5 凝固シェル
7 ダミーシート
8 シール部材
10 薄肉鋳片の製造装置
11a 一方の冷却ドラム
11b 他方の冷却ドラム
16 溶鋼溜まり部(溶融金属溜まり部)
20 ダミーシート保持機構
1 Thin-
5 Solidified
20 Dummy sheet holding mechanism
Claims (4)
鋳造開始時には、前記一対の冷却ドラムの間にダミーシートを挿入して保持し、前記一対の冷却ドラムを回転させた状態で、前記溶融金属溜まり部に対して前記溶融金属を供給する構成とされており、
鋳造開始時から定常鋳造までの非定常時間tSを、定常鋳造時におけるドラム周面上の凝固時間t0の5倍以上とし、
前記非定常時間tSにおける溶湯供給速度Qinを、定常鋳造時における溶湯供給速度Qaveの12倍以下とすることを特徴とする薄肉鋳片の製造方法。 Thin-walled slab for supplying a molten metal to a molten-metal reservoir formed by a pair of rotating cooling drums and a pair of side weirs, and forming and growing a solidified shell on the peripheral surface of the cooling drum to produce a thin-walled slab A manufacturing method of
At the start of casting, a dummy sheet is inserted and held between the pair of cooling drums, and the molten metal is supplied to the molten metal pool portion with the pair of cooling drums rotated. And
The unsteady time t S from the start of casting to the steady casting is set to 5 times or more of the solidification time t 0 on the drum peripheral surface during the steady casting,
A method for producing a thin-walled cast slab, characterized in that the molten metal supply rate Q in at the unsteady time t S is 12 times or less of the molten metal supply rate Q ave at the time of steady casting.
前記一対の冷却ドラムの下流側に、ダミーシートを保持するダミーシート保持機構が設けられており、
前記ダミーシート保持機構は、前記一対の冷却ドラムの間に挿入された前記ダミーシートを保持することを特徴とする薄肉鋳片の製造装置。 A pair of rotating cooling drums and a pair of side weirs are provided. Molten metal is supplied to a molten metal reservoir formed by the pair of cooling drums and the pair of side weirs, and a solidified shell is provided on the peripheral surface of the cooling drum. A thin-walled slab manufacturing device for producing and growing thin-walled slabs,
A dummy sheet holding mechanism for holding a dummy sheet is provided on the downstream side of the pair of cooling drums,
The apparatus for producing a thin-walled slab, wherein the dummy sheet holding mechanism holds the dummy sheet inserted between the pair of cooling drums.
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