JP2635906B2 - 円弧形連鋳機において高級合金鋼を鋳造する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円弧形連鋳機において
高級合金鋼を鋳造する方法であって、鋼湯を水冷式の金
型を通して案内し、該金型から表面の凝固した鋼ストラ
ンドを進出させ、該鋼ストランドを、さらに凝固させる
ために冷却媒体を供給して冷却し、円弧状に配置された
ガイドローラを用いて円弧状に変形させ、次いでマルチ
ポイント曲げ装置を用いて、円弧形状から再び水平方向
の直線形状に曲げ戻す形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】オーステナイト系又はフェライト系のク
ローム・ニッケル鋼、ニッケル・クローム鋼又は１３％
クローム鋼のような高級合金鋼（このような高級合金鋼
には、使用及び負荷に応じてさらにモリブデン、バナジ
ウム、タングステン、シリジウム又はアルミニウムをさ
らに別の合金成分として添加されており、このような高
級合金鋼は、耐食性及び耐酸性の鋼及び工具鋼として、
耐熱性又は耐スケール性の鋼及び工具鋼として使用され
る）は、変態なしに凝固する。すなわちこのような高級
合金鋼では化学的な組成に応じて、凝固中にカーバイド
及びその他の相（これは、冶金学的に鋼合金の組織にお
いて、基本マトリックスとは著しく異なった組成を有し
ており、靭性及び形状変化可能性に対して不都合な影響
を及ぼす）が締め出される。このような鋼の凝固中、冷
却中及び熱変形中、特に整直中に生じる応力は、結晶の
限界面の間において容易に亀裂を生ぜしめる。従ってこ
のような鋼は表面亀裂に対して極めて敏感であり、円弧
形連鋳機における冷却及び整直時における応力ピークを
制限するための多大な努力及び成果にもかかわらず、大
きな困難を伴ってしか鋳造することができない。ゆえに
このような鋼は連続鋳造によって製造する場合には、主
に、鉛直形連鋳機又は水平形連鋳機において鋳造され
る。両方の連鋳機タイプは、ストランド表面における亀
裂形成のない鋼の凝固に関しては最適化されている方法
であって、かつ円弧形連鋳機においては必要なストラン
ドの整直作業を必要としない方法に基づいて、作業を行
う。しかしながら鉛直形連鋳機及び水平形連鋳機は、単
位時間当たりの制限された生産量（ｔ／ｈ）しか有して
いない。

【０００３】もし鉛直形連鋳機において大きな寸法と高
い生産能力とを可能にするならば、このために鉛直形連
鋳機は、不経済に高い投資を必要とし、このような鋼マ
ーク範囲を生産する場合の生産量（ｔ／ｍｏｎｔｈ）が
低いことに基づいて、十分な生産性が得られない。従っ
て高級合金鋼は、今日なおロットサイズを考慮して多く
の場合、鍛造鋳塊又は圧延鋳塊として鋳造される。鋳塊
を製造すること及び、次の製造段階及び変形への移行の
ために鋳塊を加工することは、面倒であり、かつ製造コ
ストの極めて高い製品を生ぜしめることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の方法を改良して、高級鋼範囲に
おいて現れるすべての鋼マーク及びロットサイズの使用
に関してフレキシブルであるような連鋳機において高級
合金鋼を誤差なしに製造することができる方法を提供す
ることであり、しかもこの場合方法の実行においては、
鋼マトリックスが発生する応力を受容することができ、
かつ表面亀裂が回避され得るように配慮されねばならな
い。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、マルチポイント曲げ装置の範囲に
おいて、ストランド横断面にわたるストランド温度を検
出して温度信号を生ぜしめ、この測定された温度信号に
基づいて、鋼ストランドのための高温材料特性に応じた
応力・ひずみ曲線を考慮して、鋼ストランドをマルチポ
イント曲げ装置において円弧形状から水平方向の直線形
状に曲げ戻すために必要な最小変形のための所望の整直
力を計算し、該所望の整直力に基づいて、鋼ストランド
の冷却コンディションを調整するようにした。なおこの
場合、ストランド温度と鋼ストランドの高温材料特性と
から所望の整直力を求める計算方法は、それ自体公知で
ある。

【０００６】本発明の別の有利な方法では、所望の整直
力と実際の整直力との比較を行い、実際の整直力が、計
算によって求められた整直力の限界値を上回っている場
合には、マルチポイント曲げ装置の制御温度の枠内で二
次冷却を減少させ、かつストランド温度のための制御パ
ラメータの１つである鋳造速度を加速することによっ
て、マルチポイント曲げ装置におけるストランド温度を
上昇させ、逆に、実際の整直力が前記限界値を下回って
いる場合には、二次冷却を増大させ、かつ鋳造速度を減
速することによって、マルチポイント曲げ装置における
ストランド温度を低下させるようにした。

【０００７】

【発明の効果】本発明によって得られる利点としては、
特に次のことが挙げられる。すなわち本発明による方法
では、亀裂に対して敏感な高級合金鋼の製造を、誤差な
しにかつ安価に、高級鋼を製造するために有利な円弧形
連鋳機において可能にする近代的な技術を利用すること
ができる。

【０００８】

【実施例】次に図面につき本発明の実施例を説明する。

【０００９】エネルギコスト、運転コスト及び投資コス
トを節約し、かつ製品の品質を高めるという要求に基づ
いて、鉄鋼産業ではブルーム鋳造からストランド鋳造へ
の切換えが行われている。連続鋳造時における精密化さ
れたプロセス制御にもかかわらず、一連の鋼では、特に
高級合金鋼では、鋼を誤差なく製造することは今なお不
可能である。そして重要な影響値である別のパラメータ
を、製造の最適化のために利用する必要がある。

【００１０】本発明によれば、その都度の鋼マーク、鋳
造すべきフォーマット及び鋳造速度もしくはストランド
冷却に合わせられた無理のない整直オペレーションが、
円弧形連鋳機において生ぜしめられる円弧形の鋼ストラ
ンドを、マルチポイント曲げ装置（ｍｕｌｔｉ−ｐｏｉ
ｎｔ ｂｅｎｄｉｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）と呼
ばれるガイドローラ群の範囲において直線的に矯正する
場合に、実施されるようになっている。これによってス
トランドにおける不都合な表面亀裂の形成を回避するこ
とが可能である。本発明では次のことが、すなわち、湾
曲した鋼ストランドをまっすぐに矯正するための整直力
を、この際に生じる応力を鋼マトリックスが分断される
ことなく該応力を吸収できるように制限するという条件
の下で、計算するということが、提案されている。この
ために公知の熱間引張り検査が、応力・ひずみ曲線とし
て記録される鋼の高温強度特性及び高温靭性特性を検出
するために役立てられており、このようにして鋼の高温
強度特性及び高温粘度特性を認識することによって、変
形装置の力需要及び作業需要に対する示唆と、材料の損
傷を惹起することのない最大可能な変形に対する示唆と
が得られる。

【００１１】このようにして得られた高温材料特性は、
ストランド温度に配属され、このストランド温度は本発
明によれば整直ポイントの範囲においてストランド横断
面にわたって検出される。このような検出は、例えばス
トランド表面温度を測定し、これに基づいてストランド
横断面にわたる温度勾配を計算することによって、行わ
れる。このような設定に基づいて、鋳造条件及びストラ
ンドフォーマットを考慮して、整直力つまり、鋼ストラ
ンドを円弧形状からマルチポイント曲げ装置を介して水
平方向の直線形状に曲げ戻すために必要な整直力が、計
算される。図１に示されたブロック図には、どのように
して鋼の高温特性を、整直温度を介して影響可能なひい
ては鋳造条件及びストランド冷却によって調整可能な必
要な整直力と整直作業とを検出するために利用できるか
が示されている。

【００１２】本発明の有利な構成では、整直力の目標値
と実際値との比較が行われ、この整直力の目標値・実際
値比較に基づいて、同様に図１に示されているように、
鋳造速度及び／又はストランド冷却の制御が行われる。
必要とされる整直力が、必要とされる変形コストのため
の計算された限界値を越えて上昇した場合には、鋳造速
度の上昇及び／又はストランド冷却の適合によって、整
直温度を相応に上昇させること、ひいては必要とされる
整直力をより低く下げて、材料特性から導かれた限界値
に適合させることが可能である。

【００１３】これとは反対に、目標値・実際値比較の結
果、必要とされる整直力を下回っている場合には、鋳造
速度を下げること及び／又はストランド冷却を相応に適
合させることが必要である。これによって整直温度は低
下させられ、まっすぐなストランドを得るために必要な
最小変形を上回ることはなくなる。

【００１４】本発明による方法は、単に、曲げ装置にお
いて既に完全に凝固している鋳造された鋼ストランドの
整直に制限されているものではない。本発明による方法
は、なんらの制限もなしに、凝固した縁部ゾーンとなお
液状のコア範囲とを有している部分的に凝固したストラ
ンドを整直するためにも使用することができる。この場
合凝固した縁部ゾーンの強度は、整直ポイントの範囲に
おいて記載された方法によって検出され、必要な整直力
もしくは整直作業を算出するために利用される。部分的
に凝固した鋼ストランドの整直は、完全に凝固したスト
ランドよりも小さな整直変形しか必要としないので、こ
の場合変形は全体として無理なく行うことが可能であ
る。このことはまた、比較的小さな負荷にしかさらされ
ないマルチポイント曲げ装置の装置部分に対して、耐高
温性の鋼を整直する場合にも、有利な影響を与える。

【００１５】連鋳機の設計及び制御は、上に述べた前提
条件を考慮に入れる必要がある。従って、鋼マーク及び
鋳造されるフォーマットに関連して、種々様々な鋳造速
度とストランド冷却の調整とが可能であることが必要で
あり、かつ、凝固速度と生じる応力状態と熱の連行とを
互いに調和及び調整できるように、配慮されていなくて
はならない。このような調整によって鋼ストランドは、
考えられる最も無理のない形式で整直時において処理さ
れ、この結果表面亀裂の発生を十分に回避することがで
きる。

【００１６】マルチポイント曲げ装置の範囲において鋼
ストランドに伝達される整直力を検出するためには、ヨ
ーロッパ特許出願公開第３１５０４３号明細書に記載さ
れた圧延機ローラにおける圧延力測定のための方法を、
そのまま利用することができる。この方法は、実際に存
在している力と許容可能な最大の力との比較を行ってい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による方法を示すブロック図である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円弧形連鋳機において高級合金鋼を鋳造
   する方法であって、鋼湯を水冷式の金型を通して案内
   し、該金型から表面の凝固した鋼ストランドを進出さ
   せ、該鋼ストランドを、さらに凝固させるために冷却媒
   体を供給して冷却し、円弧状に配置されたガイドローラ
   を用いて円弧状に変形させ、次いでマルチポイント曲げ
   装置を用いて、円弧形状から再び水平方向の直線形状に
   曲げ戻す形式のものにおいて、マルチポイント曲げ装置
   の範囲において、ストランド横断面にわたるストランド
   温度を検出して温度信号を生ぜしめ、この測定された温
   度信号に基づいて、鋼ストランドのための高温材料特性
   に応じた応力・ひずみ曲線を考慮して、鋼ストランドを
   マルチポイント曲げ装置において円弧形状から水平方向
   の直線形状に曲げ戻すために必要な最小変形のための所
   望の整直力を計算し、該所望の整直力に基づいて、鋼ス
   トランドの冷却コンディションを調整することを特徴と
   する、円弧形連鋳機において高級合金鋼を鋳造する方
   法。
2. 【請求項２】 所望の整直力と実際の整直力との比較を
   行い、実際の整直力が、計算によって求められた整直力
   の限界値を上回っている場合には、マルチポイント曲げ
   装置の制御温度の枠内で二次冷却を減少させ、かつスト
   ランド温度のための制御パラメータの１つである鋳造速
   度を加速することによって、マルチポイント曲げ装置に
   おけるストランド温度を上昇させ、逆に、実際の整直力
   が前記限界値を下回っている場合には、二次冷却を増大
   させ、かつ鋳造速度を減速することによって、マルチポ
   イント曲げ装置におけるストランド温度を低下させる、
   請求項１記載の方法。