JP2701670B2 - 連続鋳造方法 - Google Patents
連続鋳造方法Info
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特に、断面に角部を有する 0.5〜 1.2%の炭素を含む高
炭素鋼スラブ鋳片を得るべく実施される連続鋳造方法に
関する。
その鋳型の水冷された内壁に接触せしめて凝固させ、外
側を凝固シェルにて被覆された半凝固鋳片を得て、鋳型
の下側開口から引き抜かれるこの鋳片を、鋳型の下部に
並設された多数のフラットロールの並設経路に沿わせて
案内し、この並設経路の終端に配されたピンチロールの
回転により連続的に引き抜きつつ、前記各フラットロー
ル間に配したスプレーノズルが噴出する冷却水を吹き付
けて2次冷却を行い、内奥側まで凝固が進行した段階で
適宜の寸法に切断し、後工程となる圧延工程での素材と
なる鋳片を得る方法である。
する鋳片を得るべく実施される連続鋳造方法において
は、前述の如く吹き付けられる冷却水により鋳片の角部
が過冷却状態となり易く、鋳片の角部に前記過冷却に起
因するひび割れ(コーナー割れ)が発生する。
冷却のための鋳片1Kg当たりの水量(比水量)を減少さ
せることが行われている。冷却水の比水量を少なくする
ことは鋳片の表面温度を高める効果があり、コーナー割
れの発生につながる鋳片の延性低下を抑制し、鋳片の角
部の過冷却状態を緩和する。これにより、コーナー割れ
の発生率は減少する。しかしながら、冷却水の比水量を
減少することにより、鋳片の外側を覆う凝固シェルの成
長を遅らせ、シェル厚が薄くなることからロール間バル
ジングが大きくなり、これに起因する内部割れの発生率
を増加させる。
率と冷却水量との相関関係を示すグラフである。本図に
明らかな如く、冷却水量の減少は、コーナー割れの発生
率を低減させる反面、内部割れの発生率を増加させる。
従って、内部割れ及びコーナー割れの両者を防止するた
めに、冷却水量を減少させ、そのために冷却不足になっ
た凝固シェルが充分冷却される様に、低温鋳造又は低速
鋳込を行っている。
造を行うと、鋳型内の溶鋼温度が低くなり、鋳片にピン
ーホール又はノロカミ等の表面欠陥が発生し易くなると
いう問題がある。また、低速鋳込を行うことにより、鋳
型内への溶鋼供給量が減少するため、湯面の温度が低下
し表面欠陥が発生し易くなり、また、生産性を低下させ
るという問題があった。
のであり、高炭素鋼スラブの低窒素化及びカルシウムの
添加により、更には冷却水の比水量の制限により、コー
ナー割れ及び内部割れの欠陥を防止し、良品の高炭素鋼
スラブを生産性良く鋳造し得る連続鋳造方法を提供する
ことを目的とする。
法は、 0.5〜 1.2%の炭素を含む高炭素鋼の溶鋼を鋳型
に注入して半凝固鋳片を得、前記鋳型の下方にて前記半
凝固鋳片に冷却水を吹き付けつつ、前記鋳型から矩形断
面を有する鋳片をフラットロールにて連続的に引き抜く
連続鋳造方法において、前記溶鋼に、該溶鋼中の硫黄S
の含有量に対する質量比が、0.3≦Ca/S≦2.0
となる範囲のカルシウムCaを添加し、前記溶鋼中の窒
素含有量〔N〕を、〔N〕≦ 30ppmに調整すると共に、
前記冷却水の比水量Wを、0.40≦W≦0.70l/
kgとすることを特徴とする。
に適量添加されたカルシウムにより内部割れの発生を防
ぎ、更に溶鋼中の窒素含有量〔N〕に上限を設け、溶鋼
の 800℃近傍にて生ずる延性低下を防止し、コーナー割
れの防止効果を高め、更に冷却水の比水量に上,下限を
設け、冷却水量の低減により鋳片の表面温度を高めて、
鋳片の延性低下を防止し、内部割れとコーナー割れの防
止を図る。
き具体的に説明する。
態を示す模式的側面図である。図中1は、矩形断面を有
するスラブ用の鋳片であり、鋳型Mに注入された溶鋼が
鋳型Mの水冷された内壁に接触せしめて凝固され、外側
から徐々に凝固シェルが形成される。このように形成さ
れた半凝固鋳片は、鋳型Mの下側開口部から引き抜かれ
た後、その両長辺に適宜の間隔毎に転接する多数の表面
平らなフラットロール2,2…の並設経路に沿って案内
され、この並設経路の終端に位置する図示しないピンチ
ロールの回転により、鋳片1が下方に向けて連続的に引
き抜かれる。
フラットロール2,2…間には、各複数のスプレーノズ
ル3,3…が配してあり、鋳型Mから引き抜かれる鋳片
1は、これらのスプレーノズル3,3…が噴出する冷却
水4の吹き付け(2次冷却)により、引き抜かれる間に
徐々に冷却されるようになっている。
Mに供給される溶鋼は、高炉から出鋼された溶鉄が転炉
にて精錬され不純物が除去されて、成分調整されてい
る。このような溶鋼を調整する手順を、以下に詳述す
る。まず、溶鉄を高炉から転炉に受け、副原料である造
滓剤又はスクラップ等を転炉に投入し、転炉上部からは
酸素を、底部からは窒素及びアルゴンガス(不活性ガ
ス)を吹き込んで攪拌,反応を行う。このとき、溶鉄中
の炭素含有量〔C〕,窒素含有量〔N〕及びイオウ含有
量〔S〕が低減され、不純物が除去される。特に終点近
くに到り底部からは前記アルゴンガスを主体に吹き込む
ことにより、溶鉄中の窒素含有量が低減できる。この処
理により、〔N〕は30ppm 以下に低減されると共に、
〔S〕は30〜60ppm , 〔C〕も大幅に低下する。
含有量も低下しているために、転炉から取鍋に出鋼する
際に加炭剤が添加される。この加炭剤は、溶鋼中の
〔C〕を0.5〜 1.2%に調整し、さらに〔N〕を30ppm
以下に維持するために、高純度のものが要求される。こ
の加炭剤としては、後述する電極粉が適当である。
添加する。この取鍋は、その底部から攪拌ガス(アルゴ
ンガス)を吹き込み可能になっており、アルゴンガスに
より溶鋼を攪拌しつつCa−Siワイヤを溶鋼中に供給
し、 0.3≦Ca/S≦ 2.0となるように調整する。な
お、このとき溶鋼温度の降温が予測される場合には、C
a添加以前に、例えばRH炉を使用して昇温処理を行う
ことが可能である。このようにして調整された溶鋼の成
分を分析し、連続鋳造設備の前記鋳型Mに供給して、内
部割れ及びコーナー割れが防止された鋳片を得ることが
できる。
及びカルシウムの添加に加えて、冷却水4の比水量を0.
4 l/kg≦W≦0.70l/kgに制限することにより、鋳片
1のコーナー割れを更に防止することができる。冷却水
4の比水量を0.70l/kgより増加させた場合は、前述し
たように鋳片1の過冷却状態を悪化させ、コーナー割れ
の発生率を高める。また、冷却水4の比水量を0.4 l/
kg未満にすると内部割れを助長することとなるからであ
る。
実証すべく、上記条件を満たす本実施例、また上記条件
を満たさない従来例の連続鋳造を湾曲型R=15m仕様の
鋳造機を使用して実施し、その結果、コーナー割れ及び
内部割れの発生率を比較した。なお、本実施例において
窒素含有量〔N〕及び硫黄の含有量に対するカルシウム
添加量Ca/Sは、〔N〕≦ 30ppm, 0.3≦Ca/S≦
2.0を満たしており、その他の鋳造条件については表1
に示した通りである。
は発生しなかった。また、図2は本実施例及び従来例の
コーナー割れの発生率を比較した図であり、本図から明
らかなように、本実施例ではコーナー割れも発生してお
らず、内部割れ及びコーナー割れを防止していることが
判る。
≦ 30ppmに維持するために、溶鋼に添加する加炭剤を調
べた結果について説明する。図3は、炭素工具鋼(JIS
SK-3又はSK-5)用スラブの連続鋳造に際し、炭素量の調
整のために種々の加炭材を添加した各場合における鋳片
中の窒素含有量〔N〕を調べた結果を示す図である。図
の横軸は鋳片中の炭素含有量であり、縦軸は成品中の窒
素含有量(ppm)である。本図から明らかなように、
加炭材として電極粉を用いた場合は、炭素含有量〔C〕
を高くするために電極粉を多く添加したときでも窒素含
有量〔N〕が 30ppm以下に保たれていることから、電極
粉はその純度が高く、その添加により不純物としての窒
素は増加しないことが言える。従って〔N〕≦ 30ppmな
る条件を満たし得るためには、電極粉を添加することが
適切であることが判る。
整された炭素工具鋼(JIS SK-3)の3種類の試験片に対
する高温引張試験の結果を示すグラフである。この試験
は、一旦1300℃まで加熱された後、略 100℃/minなる冷
却速度にて二次冷却における鋳片1の温度に近い温度に
まで冷却された各試験片に対し、二次冷却の際に鋳片1
に加わるそれと同等の歪速度(=10-3/s)を与えて行
われたものであり、横軸は引張試験温度、縦軸は引張後
の断面積を比較した絞り率を示している。
3種の試験片は、窒素含有量〔N〕において異なり、○
印の試験片が 0.0028 %(28ppm )、●印の試験片が
0.0027 %(27ppm )であって、略同一となっており、
×印の試験片のみが 0.0037 %(37ppm )としてある。
また、●印の試験片は、Sの含有量に対する比が0.6 の
Caを含有している。Ca及びN以外の成分組成は、3
種の試験片の全てにおいて略同一となっている。
温度である 700℃〜 900℃において、〔N〕が大きい×
印の試験片の強度は他の2つの試験片よりも大きく低下
し、脆化している。溶鋼中の窒素含有量〔N〕が、図1
に示す鋳片1の角部1a,1a に発生するコーナー割れの発
生率に関与していることは、この結果より明らかであ
り、窒素含有量〔N〕を、〔N〕≦ 30ppmとすることに
より、 700℃〜 900℃においてコーナー割れの発生を有
効に防止し得ることが判る。
介在物形態の相違を示すグラフであり、溶鋼中の硫黄
(S)の含有量に対するCaの添加量の割合(Ca/
S)が 0.1以下の場合及び 0.6の場合についてのA系介
在物(MnS),B系介在物(主としてAl2 O3 クラ
スタ),C系介在物(主としてCaO−Al2 O3 )の
割合を示している。本図から明らかなように、Ca/S
が 0.6の場合は内部割れの主原因であるA系介在物が減
少し、C系介在物に変化していることが判る。
た炭素工具鋼(JIS SK-3)の、内部割れの発生状態を調
べた結果を示す図であり、図の横軸は、硫黄の含有量に
対するカルシウムの添加量の割合(=Ca/S)であ
る。本図から、Ca添加量の増大に応じて内部割れの発
生率が低くなっており、Ca/Sが 0.3以上である領域
においては、内部割れの発生を略完全に防止できること
が判る。図5及び図6から明らかな如く、Ca添加によ
り鋳片1の内部割れが防止されることが判る。但し、C
aの過剰な添加は、鋳片1中のCaOクラスタの増加を
招来し、洗浄度を悪化させることから、Ca添加量をC
a/S= 2.0を上限とする。これにより、Caの適正な
添加量は次式の範囲に限定する。
0.60〜0.70リットル/kgとし、鋳込み速度を0.8 m/分と
して本発明方法により製造された前述した寸法の鋳片に
おいて調べたものである。
おいては、 0.5〜 1.2%の炭素を含む高炭素鋼の溶鋼
に、硫黄Sの含有量に対する質量比が、0.3≦Ca/
S≦2.0となる範囲のカルシウムCaを添加し、溶鋼
中の窒素含有量〔N〕を、〔N〕≦ 30ppmに調整して半
凝固鋳片を得、冷却水の比水量を、0.40≦W≦0.
70l/kgとして鋳型に吹き付けつつ、鋳型から矩形
断面を有する鋳片をフラットロールにて連続的に引き抜
くこととしたから、コーナー割れ及び内部割れの欠陥を
防止し、良質の高炭素鋼スラブを生産性良く得ることが
できる等、本発明は優れた効果を奏するものである。
式的側面図である。
比較した図である。
鋼製のスラブ用鋳片の窒素含有量〔N〕を調べた結果を
示す図である。
の試験片に対する高温引張試験の結果を示すグラフであ
る。
を示すグラフである。
SK-3)の、内部割れの発生状態を調べた結果を示す図で
ある。
の相関関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 0.5〜 1.2%の炭素を含む高炭素鋼の溶
鋼を鋳型に注入して半凝固鋳片を得、前記鋳型の下方に
て前記半凝固鋳片に冷却水を吹き付けつつ、前記鋳型か
ら矩形断面を有する鋳片をフラットロールにて連続的に
引き抜く連続鋳造方法において、前記溶鋼に、該溶鋼中
の硫黄Sの含有量に対する質量比が、0.3≦Ca/S
≦2.0となる範囲のカルシウムCaを添加し、前記溶
鋼中の窒素含有量〔N〕を、〔N〕≦ 30ppmに調整する
と共に、前記冷却水の比水量Wを、0.40≦W≦0.
70l/kgとすることを特徴とする連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4227894A JP2701670B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | 連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4227894A JP2701670B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | 連続鋳造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0647510A JPH0647510A (ja) | 1994-02-22 |
JP2701670B2 true JP2701670B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=16867985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4227894A Expired - Lifetime JP2701670B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | 連続鋳造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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JP5423714B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-02-19 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼の連続鋳造方法 |
Family Cites Families (4)
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JPH05200514A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-08-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造方法 |
-
1992
- 1992-08-03 JP JP4227894A patent/JP2701670B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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---|---|
JPH0647510A (ja) | 1994-02-22 |
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