JP2806246B2

JP2806246B2 - 連続鋳造機内鋳片加熱装置

Info

Publication number: JP2806246B2
Application number: JP3491494A
Authority: JP
Inventors: 恒雄近藤; 宏一小沢; 喜美小松; 淳久保田; 健松崎; 博巳中村; 幹雄鈴木; 祐一山岡; 泰三瀬良; 稔高田
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH07241656A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、垂直曲げ型の連続鋳
造機における鋳片加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造機は、通常湾曲部を通過してき
た鋳片を平坦にするため、矯正帯で形状矯正を行ってい
る。この矯正帯では、鋳片の基準面（鋳造後、下面にな
る方）の反対側の面に引張応力が作用するので、延性が
低い場合割れを生じる。一般に鋼の延性は温度に依存し
ており、７５０〜９００℃に脆化域があることが知られ
ている。連続鋳造機で鋳片を製造する場合、鋳片のコー
ナ部は他の部分に比べて冷却され易く、他の部分より先
にこの脆化域に入る。従って、この状態で鋳片が矯正帯
に入ると、コーナ割れと呼ばれる割れを生じることにな
る。

【０００３】この矯正帯におけるコーナ割れの防止対策
としては、次のような技術が提案されている。第１の技
術は、２次冷却スプレの制御によるもので、２次冷却ス
プレの水量や、鋳片へのスプレ水の散布範囲を調節する
方法である。最も簡単な方法は、２次冷却スプレの水量
を絞って、鋳片コーナ部も含めて脆化域に入らないよう
にすることであるが、これは生産性を落とすので常時採
用する訳にはいかない。そこで、例えば特開昭５８−１
６３５５９号公報記載の技術では、鋳片の幅方向の両端
部を冷却せず中央部のみ冷却することにより、鋳片コー
ナ部の冷却を緩和している。

【０００４】第２の技術は、カバーを用いる方法であ
る。特開昭５０−１１０９３３号公報記載の技術では、
鋳片の幅方向の両端部をカバーで覆い、スプレ水が当た
らないようにしている。また、更にカバー内に断熱材を
取付けて鋳片のコーナ部を保温する方法もある。

【０００５】第３の技術は、鋳片のコーナ部を加熱する
方法である。実開昭５７−９７６６７号公報記載の技術
では、矯正帯のガイドロールの間隙にバーナを設置し、
鋳片のコーナ付近を加熱している。実開昭５７−１１６
３６４号公報記載の技術では、矯正帯のガイドロールの
間隙から挿入した誘導コイルを、鋳片のコーナ付近に配
置して誘導加熱を行っている。

【０００６】図４は、これらの従来技術の加熱装置を示
す図である。図中、１は鋳片、５はロール、７はブラケ
ット、８はガイドレールをそれぞれ示す。ブラケット７
は、ロール５の間隙に挿入して設置され、その先端にバ
ーナあるいは誘導コイルが取り付けられている。これら
の加熱手段は、鋳片のコーナ部を鋳片の厚さ方向から加
熱するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】連続鋳造機は構造上幾
つかの型に分けられ、通常用いられているのは、垂直
型、垂直曲げ型、湾曲型等があることはよく知られてい
る。その中で、垂直型と垂直曲げ型の連続鋳造機は、非
金属介在物が凝固界面にトラップされずに浮上しやすい
ため、清浄な鋼を得る目的で設置されている。このう
ち、垂直型の連続鋳造機は、上下方向の寸法が大きく、
また未凝固部の溶鋼の静水圧も大きくなるので、設備の
大容量化が困難である。そこで、清浄な鋼を大容量で得
るためには、垂直曲げ型の連続鋳造機が用いられてい
る。

【０００８】垂直曲げ型の連続鋳造機は、湾曲型と比べ
て、鋳片が垂直部から湾曲部に移るための曲げ変形帯が
あることが大きな特徴である。ここで、鋳片には曲げ変
形が加えられ、鋳片は円弧を描きながら湾曲部のガイド
ロールに沿って引き抜かれて行く。

【０００９】近年、生産性の向上のため、引抜き速度を
増加させた高速鋳造技術が開発されている。しかし、引
抜き速度の増加に伴い、鋳片の凝固殻の厚さが低下しブ
レークアウトし易くなる。そこで、凝固殻の厚さを十分
確保するため冷却の強化が行われている。その結果、曲
げ変形帯においては、鋳片のコーナ部が過度に冷却され
既に脆化域に入っていることが多くなり、割れを生じ易
くなるという問題が出てきた。

【００１０】そこで、高速鋳造用の垂直曲げ型の連続鋳
造機に、従来、矯正帯に用いられていたコーナ割れ防止
技術を適用すると、次のような問題点が出てくる。ま
ず、２次冷却スプレを制御したり、鋳片の幅方向の両端
部を冷却せず中央部のみ冷却する方法、あるいは、カバ
ーを用いる方法をこの曲げ変形帯に適用しても、鋳片の
コーナ部の過度の冷却は避けられない。この場合でも、
鋳片のコーナ部は、鋳片の幅方向の中央部より１００〜
１５０℃、温度が低下する。この方法で鋳片を強冷却す
ると、幅方向の中央部が脆化域に入らない範囲（１００
０℃付近）でも、コーナ部は脆化域（９００以下）まで
冷却され、コーナ割れが防止できない。従って、鋳片の
強冷却はできず、冷却を弱くする必要があり、ブレーク
アウト等が起こり易くなるという問題がある。

【００１１】次に、矯正帯においてコーナ部を加熱する
技術を曲げ変形帯に適用することは、高速鋳造を目的と
している連続鋳造機では、加熱手段の設置自体が困難で
問題である。それは、高速鋳造により鋳片の凝固殻の厚
さが低下し、鋳片の内部割れが起こり易くなるので、ロ
ールピッチを小さくしていることの結果である。

【００１２】ロールピッチの縮小の結果、ロールとロー
ルの間隙からのバーナや誘導加熱装置の挿入は困難とな
る。また、ロールピッチの縮小に伴いロール径も小さく
なるため、ロールの表面と鋳片の表面とで囲まれる部分
の寸法が小さくなり、この部分へのバーナや誘導加熱装
置の設置が困難となっている。特に、曲げ変形帯におい
ては、凝固殻が薄くブレークアウトが起こり易く、ロー
ルピッチとロール径の縮小が必須であるため、従来技術
の適用は困難である。

【００１３】この発明は、高速鋳造用の垂直曲げ型の連
続鋳造機について、曲げ変形帯および矯正帯におけるコ
ーナ割れを防ぐ手段を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、垂直曲げ
型の連続鋳造機において、（イ）鋳片を湾曲させるため
に曲げ変形を加える曲げ変形帯には、鋳片の側面の基準
面側の部分を加熱する加熱手段が鋳片の側面より幅方向
外側に設置され、（ロ）湾曲した鋳片を矯正する矯正帯
には、鋳片の側面の基準面とは反対側の部分を加熱する
加熱手段が設置され、（ハ）これらの加熱手段を鋳片の
幅方向に移動して設置位置を調節する調節機構がそれぞ
れ設けられている連続鋳造鋳片の加熱装置である。第２
の発明は、第１の発明において、前記曲げ変形帯に設置
された加熱手段が、誘導加熱装置である連続鋳造鋳片の
加熱装置である。

【００１５】

【作用】第１の発明では、まず、曲げ変形帯において、
鋳片の側面の基準面側（鋳造後、下面になる方）の部分
を加熱することにより、基準面側のコーナ部も側面から
の熱伝導により温度が上昇する。その結果、基準面側の
コーナ部は脆化域より高温となり延性を回復する。鋳片
の基準面側には引張応力が作用するが、コーナ部につい
ても延性を回復しているので割れを生じない。

【００１６】鋳片の基準面とは反対側は、加熱されない
ので脆化域に入ったままである可能性もあるが、こちら
側には圧縮応力が作用するので、割れは起こらない。な
お、加熱手段は、鋳片が曲げ変形帯に入るまでにコーナ
部が昇温するよう、曲げ変形帯よりやや手前の位置から
設置しておくのが望ましい。

【００１７】次に、矯正帯においては、鋳片の基準面と
は反対側に引張応力が作用するが、ここでも、コーナ部
は加熱された側面からの熱伝導により温度が上昇し、延
性を回復しているので、割れを生じない。ここでも、加
熱手段を矯正帯よりやや手前の位置から設置しておくの
が望ましい。

【００１８】最後に、設置位置を調節する調節機構によ
り、これらの加熱手段が鋳片の幅方向に移動できるの
で、鋳片の幅変更に追随させることにより、加熱手段と
鋳片の側面との距離を常に適切に保持することが可能と
なる。その結果、鋳片のコーナ部の温度上昇が安定して
得られ、コーナ割れが防止される。

【００１９】第２の発明では、上記に加え更に、曲げ変
形帯の加熱手段を誘導加熱装置としているので、ロール
その他がバーナの火炎で損傷するようなことがなく、ガ
イドロールが小径ロールの場合でも適用可能となる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の加熱装置の連続鋳造機におけ
る配置を示す図である。図中、１は鋳片、２は加熱手
段、５はガイドロール、９はモールド、１０は曲げ変形
帯、２０は矯正帯、９１はメニスカス（溶鋼自由表面）
をそれぞれ示す。加熱手段２の設置位置は、曲げ変形帯
１０、矯正帯２０のいずれにおいても、鋳片がそこに到
達するより以前にコーナ部が十分加熱されるよう、曲げ
変形帯、矯正帯よりやや手前の位置から設置されてい
る。加熱手段２には、この図には示されていないが、鋳
片１の幅変更に追随するための調節機構が取付けられて
いる。

【００２１】図２は、曲げ変形帯の加熱手段に誘導加熱
装置を用いた場合の実施例を示す図である。図中、２は
加熱手段、３は調節機構、４は電力供給ケーブル、５は
ガイドロール、６は分割ベアリング、２１は誘導加熱装
置をそれぞれ示し、その他の符号は図１と同じである。

【００２２】この曲げ変形帯は、ブレークアウトを防止
するため、ガイドロール５が分割ベアリング６の採用に
より小径化されており、ガイドロールのロールピッチも
縮小されている。このような、小径ガイドロールを用い
た鋳片支持装置の中においても、加熱手段２として誘導
加熱装置２１を用い、更にそれを鋳片１の側面に対向さ
せることにより、鋳片コーナ部を加熱することが可能と
なった。

【００２３】誘導加熱装置２１は、巻数１回の誘導コイ
ルにより構成されており、その仕様は、使用周波数２．
５ｋＨｚ、容量３００ｋＷである。この誘導加熱装置に
対して、望ましい鋳造条件は、鋳片厚さ２２０、２５
０、３００ｍｍ、鋳片幅１６００〜２１００ｍｍ、鋳造
速度１．２〜２．０ｍ／ｍｉｎである。

【００２４】図３は、本発明の加熱装置を使用した際の
鋳片コーナ部の温度推移を示す図である。図中、横軸は
メニスカスからの距離Ｌ、縦軸は鋳片コーナ部の温度
Ｔ、Ａは曲げ変形帯の加熱手段の設置位置、Ｂは矯正帯
の加熱手段の設置位置をそれぞれ示す。鋳片コーナ部の
温度Ｔは、本発明の加熱装置を使用することにより（実
施例：図中実線）、これを使用しない場合（比較例：図
中破線）に比べて、１００℃以上上昇している。その結
果、コーナ割れ防止に有効であることが確認できた。

【００２５】なお、実施例では、調節機構３の駆動装置
として、エアシリンダを用いているが、これはエアシリ
ンダ以外でも、油圧シリンダや電動スクリュ等、直線運
動をするものであればよい。また、実施例では、矯正帯
の加熱手段についても、鋳片の側面より幅方向外側に設
置されており、鋳片の側面からコーナ部を加熱している
が、矯正帯のガイドロールのロール径が従来技術と同様
大きい場合は、ガイドロールの間隙から加熱手段を挿入
しても差支えない。

【００２６】以上の実施例では、加熱手段２として誘導
加熱装置を曲げ変形帯と矯正帯の双方に用いたが、これ
らはバーナ等を用いてもよい。但し、バーナの燃焼調整
に常に気をつけないと、分割ロールおよび分割ベアリン
グ等にバーナの火炎が当たり損傷する危険性があるの
で、誘導加熱装置を使用することが望ましい。特に、曲
げ変形帯については、高速鋳造のためには小径ロールの
使用が避けられず、その結果、ロールその他にバーナの
火炎が当たり易いので、誘導加熱装置とするのがよい。

【００２７】

【発明の効果】垂直曲げ型の連続鋳造機において、曲げ
変形帯と矯正帯に加熱手段を設けているので、コーナ部
の延性が回復し割れを防止することができる。また、曲
げ変形帯の加熱手段を鋳片の側面から加熱する方式と
し、鋳片の幅方向外側に設置しているので、ガイドロー
ルのロールの間隙が小さい高速鋳造用の小径ロールを用
いた連続鋳造機においても適用可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱装置の連続鋳造機における配置を
示す図。

【図２】加熱手段に誘導加熱装置を用いた場合の実施例
を示す図。

【図３】本発明の加熱装置を使用した際の鋳片表面の温
度推移を示す図。

【図４】従来技術の加熱装置を示す図。

【符号の説明】

１鋳片２加熱手段３調節機構１０曲げ変形帯２０矯正帯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久保田淳東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者松崎健東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者中村博巳東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者鈴木幹雄東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者山岡祐一東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者瀬良泰三東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者高田稔東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開昭63−115658（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−42109（ＪＰ，Ａ) 特開平６−246411（ＪＰ，Ａ) 特開平４−238660（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−13248（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−116364（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/12 B22D 11/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直曲げ型の連続鋳造機において、
（イ）鋳片を湾曲させるために曲げ変形を加える曲げ変
形帯には、鋳片の側面の基準面側の部分を加熱する加熱
手段が鋳片の側面より幅方向外側に設置され、（ロ）湾
曲した鋳片を矯正する矯正帯には、鋳片の側面の基準面
とは反対側の部分を加熱する加熱手段が設置され、
（ハ）これらの加熱手段を鋳片の幅方向に移動させ設置
位置を調節する調節機構がそれぞれ設けられている連続
鋳造機内鋳片加熱装置。
【請求項２】前記曲げ変形帯に設置された加熱手段
が、誘導加熱装置である請求項１の連続鋳造機内鋳片加
熱装置。