JP2823085B2 - 連続鋳造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続鋳造の厚み中心部に見られる不純物元
素、即ち鋼鋳片の場合には硫黄、燐、マンガン等の偏析
を防止し、均質な金属を得ることのできる連続鋳造法に
関するものである。

〔従来の技術〕 近年、海洋構造物、貯槽、石油およびガス運搬用鋼
管、高張力線材などの材質特性に対する要求は厳しさを
ましており、均質な鋼材を提供することが重要課題とな
っている。元来鋼材は断面内において均質であるべきも
のであるが、鋼は一般に硫黄、燐、マンガン等の不純物
元素を含有しており、これらが鋳造過程において偏析し
部分的に濃化するため鋼が脆弱となる。特に近年、生産
性や歩留向上および省エネルギー等の目的のために連続
鋳造法が一般に普及しているが、連続鋳造により得られ
る鋳片の厚み中心部には通常顕著な成分偏析が観察され
る。

上記した成分偏析は最終成品の均質性を著しく損な
い、製品の使用工程や線材の線引き工程等で鋼に作用す
る応力により亀裂が発生するなど重大欠陥の原因になる
ため、その低減が切望されている。かかる成分偏析は凝
固末期に残溶鋼が凝固収縮力等により流動し、固液界面
近傍の濃化溶鋼を洗いだし、残溶鋼が累進的に濃化して
いくことによって生じる。従って、成分偏析を防止する
には残溶鋼の流動原因を取り除くことが肝要である。こ
のような流動原因としては、凝固収縮のほかロール間の
鋳片バルジングやロールアライメント不整等があるが、
これらのうち最も重要な原因は凝固収縮であり、偏析を
防止するにはこれを補償する量だけ鋳片を圧下すること
が必要である。

鋳片を圧下することにより偏析を改善する試みは従来
より行われており、連続鋳造工程において鋳片中心部温
度が液相線温度から固相線温度に至るまでの間鋳片の凝
固収縮を補償する量以上の一定割合で圧下する方法が知
られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の連続鋳造方法は、条件によって
は偏析改善効果が殆ど認められなかったり、場合によっ
ては偏析がかえって悪化する等の問題があり、成分偏析
を充分に改善することは困難であった。

本発明者等はかかる従来法の問題の発生原因について
種々調査した結果、偏析改善効果が認められなかったり
あるいは偏析がかえって悪化するのは、基本的に圧下す
べき凝固時期とその範囲が不適正なためであることを突
き止めた。

すでに、特開昭62−275556号公報において、鋳片の中
心部が固相率0.1ないし0.3に相当する温度となる時点か
ら流動限界固相率に相当する温度となる時点までの領域
を単位時間当り0.5mm/分以上2.5mm/分未満の割合で連続
的に圧下し、鋳片中心部が流動限界固相率に相当する温
度となる時点から固相線温度となるまでの領域は実質的
に圧下を加えないようにした連続鋳造方法が開示されて
いる。

しかしながら軽圧下において解決すべきもう１の課題
は、軽圧下により発生、成長する内部ワレの防止であ
る。本発明は、内部割れの発生、成長拡大を防止しつつ
偏析をも改善できる連続鋳造法を提供する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨は、凝固末期に少なくとも１対のロール
による鋳片を圧下しつつ引き抜く溶融金属の連続鋳造法
において、鋳片の中心部の温度が固相率0.1ないし0.3に
相当する位置から流動限界固相率に相当する位置までの
凝固時期範囲の中で、鋳片の中心部の温度が固相率0.4
ないし0.5に相当する位置から流動限界固相率に相当す
る位置の間に少なくとも１対のロールを設置し、鋳片の
中心固相率が0.1ないし0.3から流動限界固相率の間の全
凝固収縮量を補償する量を圧下し、内部われおよび偏析
を防止することを特徴とする連続鋳造法である。固相率
0.4に相当する位置から流動限界固相率に相当する位置
にロールを設置した場合は平均圧下速度が１〜6.5mm/mi
nとなるように圧下すること、また固相率0.5に相当する
位置から流動限界固相率に相当する位置にロールを設置
した場合は平均圧下速度が1.3〜8.0mm/minとなるように
圧下することが好ましい。

〔作 用〕

本発明者らは偏析の生成機構について実機およびラボ
実験によりさらに研究した結果、鋳片の中心部にブリッ
ジングが形成されて通液抵抗が増大した後、中心より肌
側に近い位置のデンドライト樹間の濃化溶鋼が凝固収縮
吸引力により中心部に吸引され集積形成され、Ｖ偏析は
この際の濃化溶鋼流動の通路であり、最も濃化溶鋼の集
積が激しい凝固時期は鋳片の中心部の凝固状態が中心固
相率で0.1〜0.4に相当する温度となる時期であり、この
間の残溶鋼流動を主に防止することに圧下すれば良いこ
とを知見した。一方、本発明者は内部割れにおよぼす軽
圧下の影響について検討した結果、内部割れの発生およ
び圧下帯に到達する以前に発生していた内部割れの拡大
成長は、圧下量を低減するかあるいは圧下時期をできる
だけ遅くすることにより改善できることを知見し、本発
明を成し遂げた。

なお、鋳片の中心固相率はあらかじめ操業条件に基づ
き伝熱計算により計算しておくか、または鋳造中に操業
条件に基づき算出する。

〔実施例〕

実施例１ 試験を実施した連鋳機の概略を第１図に示し、鋳造し
た溶鋼組成の代表例を表１に示す。鋳片のサイズは300
×500mmである。連鋳機はセグメント圧下方式ではな
く、圧下ロールは独立している。鋳片の中心部の固相率
が0.4ないし0.5に相当する温度から流動限界固相率の範
囲に圧下ロールを設置し、圧下油圧を変更することによ
りＶ偏析、中心偏析、内部割れの発生状況を調査した。
結果を従来例と比較して表２、表３に示す。本法では内
部割れがほとんど認められず、中心偏析およびＶ偏析も
改善されていることが分る。

実施例２ 実施例１と同じ第１図に示す連鋳機を用い、表１の中
炭材を鋳造した。鋳片のサイズは170×170mmである。鋳
片の中心部の固相率が0.4ないし0.5に相当する温度から
流動限界固相率の範囲に圧下ロールを設置し、圧下油圧
を変更することによりＶ偏析、中心偏析、内部割れの発
生状況を調査した。結果を従来例と比較して表４に示
す。本法では内部割れがほとんど認められず、中心偏析
およびＶ偏析も改善されていることが分る。

以上、本発明の方法により内部割れもなく、偏析もな
い均質な鋳片が得られることが証明された。

〔発明の効果〕 本発明は、内部割れを防止しつつ偏析のない均質な鋼
材を安定して得ることが可能な連続鋳造法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験を実施した連鋳機の概略を示す図である。 １……鋳型、２……圧下帯、３……電磁撹拌。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凝固末期に少なくとも１対のロールにより
   鋳片を圧下しつつ引き抜く溶融金属の連続鋳造法におい
   て、鋳片の中心部の温度が固相率0.1ないし0.3に相当す
   る位置から流動限界固相率に相当する位置までの凝固時
   期範囲の中で、鋳片の中心部の温度が固相率0.4ないし
   0.5に相当する位置から流動限界固相率に相当する位置
   の間に少なくとも１対のロールを設置し、鋳片の中心固
   相率が0.1ないし0.3から流動限界固相率の間の全凝固収
   縮量を補償する量を圧下し、内部われおよび偏析を防止
   することを特徴とする連続鋳造法。
2. 【請求項２】固相率0.4に相当する位置から流動限界固
   相率に相当する位置にロールを設置し、平均圧下速度が
   １〜6.5mm/minとなるように圧下し、鋳片の中心固相率
   が0.1ないし0.3から流動限界固相率の間の全凝固収縮量
   を補償し、内部われおよび偏析を防止することを特徴と
   する請求項１記載の連続鋳造法。
3. 【請求項３】固相率0.5に相当する位置から流動限界固
   相率に相当する位置にロールを設置し、平均圧下速度が
   1.3〜8mm/minとなるように圧下し、鋳片の中心固相率が
   0.1ないし0.3から流動限界固相率の間の全凝固収縮量を
   補償し、内部われおよび偏析を防止することを特徴とす
   る請求項１記載の連続鋳造法。