JP2825988B2 - 薄肉鋳片の連続鋳造における縦割れ防止方法 - Google Patents
薄肉鋳片の連続鋳造における縦割れ防止方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はベルト方式やドラム方式
などの金属薄肉鋳片連続鋳造方法に関わり、特に鋳片縦
割れ防止方法に関する。
などの金属薄肉鋳片連続鋳造方法に関わり、特に鋳片縦
割れ防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、連続鋳造法の一つとして、例えば
特開昭５８−１０７２５５、特開平１−２９３９５６号
公報等に開示されている、走行経路の一部領域を所定の
間隔を持たせて向かい合わせに対向した一対のエンドレ
ス金属ベルトと金属ベルトに狭持された金属ベルト及び
薄鋳片と同期移動する一対のブロック群により、所望の
鋳片に対応する断面形状を形成し、それらの金属ベルト
とブロック群はガイドロールとガイドレールにより所定
の移動経路に沿って回転移動するように案内支持すると
ともに、各ガイドロール間の金属ベルト裏面に噴流ノズ
ルおよび冷却用パッドを配置し、金属ベルト裏面に冷却
用流体を噴出させて形成した流体膜により該金属ベルト
を冷却する一方、上記鋳造空間の上方より注入ノズルを
介して溶鋼を注入し、上記金属ベルトやブロック群等の
鋳型壁に沿って凝固殻を生成させ、凝固殻の成長によっ
て生ずる鋳片を下端からガイドロールを介して鋳造空間
から引き出すように構成した、いわゆる”ベルトキャス
ター”と称せられるベルト式連続鋳造機が提案されてい
る。
特開昭５８−１０７２５５、特開平１−２９３９５６号
公報等に開示されている、走行経路の一部領域を所定の
間隔を持たせて向かい合わせに対向した一対のエンドレ
ス金属ベルトと金属ベルトに狭持された金属ベルト及び
薄鋳片と同期移動する一対のブロック群により、所望の
鋳片に対応する断面形状を形成し、それらの金属ベルト
とブロック群はガイドロールとガイドレールにより所定
の移動経路に沿って回転移動するように案内支持すると
ともに、各ガイドロール間の金属ベルト裏面に噴流ノズ
ルおよび冷却用パッドを配置し、金属ベルト裏面に冷却
用流体を噴出させて形成した流体膜により該金属ベルト
を冷却する一方、上記鋳造空間の上方より注入ノズルを
介して溶鋼を注入し、上記金属ベルトやブロック群等の
鋳型壁に沿って凝固殻を生成させ、凝固殻の成長によっ
て生ずる鋳片を下端からガイドロールを介して鋳造空間
から引き出すように構成した、いわゆる”ベルトキャス
ター”と称せられるベルト式連続鋳造機が提案されてい
る。
【０００３】かかるベルト式連続鋳造機においては鋳型
内で凝固殻に作用する幅方向の応力あるいは歪によって
発生する鋳片縦割れを防止するため、冷却用流体による
金属ベルトと鋳片の冷却を鋳造幅方向および鋳込み方向
に均一に行うことが必要である。そのために、一定の冷
却用流体を供給する場合にあっては、冷却流体の膜厚を
一定にし、噴流ノズル・冷却パッドと金属ベルト間の冷
却用流体の流速を一様にする対策が実施されてきた。も
ちろん、それらの対策のみでは、鋳片縦割れを長時間安
定に防止することができないため、従来、それら対策に
加えて溶鋼鋳込み温度の適正化あるいは特開昭５３−３
５６３３号公報および特開昭６３−１１２０４４号公報
等に開示されているベルトコーティング技術の採用など
の方策が行われてきた。
内で凝固殻に作用する幅方向の応力あるいは歪によって
発生する鋳片縦割れを防止するため、冷却用流体による
金属ベルトと鋳片の冷却を鋳造幅方向および鋳込み方向
に均一に行うことが必要である。そのために、一定の冷
却用流体を供給する場合にあっては、冷却流体の膜厚を
一定にし、噴流ノズル・冷却パッドと金属ベルト間の冷
却用流体の流速を一様にする対策が実施されてきた。も
ちろん、それらの対策のみでは、鋳片縦割れを長時間安
定に防止することができないため、従来、それら対策に
加えて溶鋼鋳込み温度の適正化あるいは特開昭５３−３
５６３３号公報および特開昭６３−１１２０４４号公報
等に開示されているベルトコーティング技術の採用など
の方策が行われてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鋳込み温度の
適正化およびベルトコーティング技術の採用を行っても
鋳片縦割れを長時間にわたり安定に防止することが困難
である。すなわち、長時間鋳造においては、取鍋からタ
ンディッシュを介して鋳型内に注入される溶湯の温度
は、取鍋内溶湯温度の時間経過に伴う低下が避けられな
いため鋳込み初期と末期では大幅に変化する。このため
全鋳造域に渡って鋳込み温度を適正温度範囲に制御・管
理することは容易ではなく、温度不適正領域でしばしば
縦割れの発生が認められる。また、酸化物などの吹付け
によるベルトコーティング法は、鋳型内凝固殻の緩冷却
化ならびに均一化等の効果による優れた縦割れ防止技術
であるが、本法においても長時間鋳造を行った場合には
コーティング厚みの不均一がベルト幅方向に起こり、か
えって鋳片の縦割れを引き起こす。
適正化およびベルトコーティング技術の採用を行っても
鋳片縦割れを長時間にわたり安定に防止することが困難
である。すなわち、長時間鋳造においては、取鍋からタ
ンディッシュを介して鋳型内に注入される溶湯の温度
は、取鍋内溶湯温度の時間経過に伴う低下が避けられな
いため鋳込み初期と末期では大幅に変化する。このため
全鋳造域に渡って鋳込み温度を適正温度範囲に制御・管
理することは容易ではなく、温度不適正領域でしばしば
縦割れの発生が認められる。また、酸化物などの吹付け
によるベルトコーティング法は、鋳型内凝固殻の緩冷却
化ならびに均一化等の効果による優れた縦割れ防止技術
であるが、本法においても長時間鋳造を行った場合には
コーティング厚みの不均一がベルト幅方向に起こり、か
えって鋳片の縦割れを引き起こす。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、５ｍ／分以上の鋳造速度を確保し、かつ
鋳型内で鋳造方向の溶鋼流速のベルト幅方向の変動をあ
る値以下に押さえれば、ベルトコーティング技術を用い
ることなく、しかも鋳込み温度が変化しても縦割れの無
い健全な鋳片を長時間にわたり安定に鋳造できることが
明らかとなった。
決するもので、５ｍ／分以上の鋳造速度を確保し、かつ
鋳型内で鋳造方向の溶鋼流速のベルト幅方向の変動をあ
る値以下に押さえれば、ベルトコーティング技術を用い
ることなく、しかも鋳込み温度が変化しても縦割れの無
い健全な鋳片を長時間にわたり安定に鋳造できることが
明らかとなった。
【０００６】すなわち、本発明は回転する一対の移動鋳
型に溶湯を供給して薄肉鋳片を連続鋳造する方法におい
て、鋳片の縦割れを防止するため鋳造速度を５ｍ／分以
上で、かつ少なくとも溶湯湯面から６００mmの深さの範
囲において、鋳型内における溶湯の鋳造方向の溶鋼流速
のベルトの幅方向分布が幅方向平均流速値の±０．５ｍ
／秒の範囲に維持して鋳造することを特徴とする薄肉鋳
片の連続鋳造における縦割れ防止方法である。
型に溶湯を供給して薄肉鋳片を連続鋳造する方法におい
て、鋳片の縦割れを防止するため鋳造速度を５ｍ／分以
上で、かつ少なくとも溶湯湯面から６００mmの深さの範
囲において、鋳型内における溶湯の鋳造方向の溶鋼流速
のベルトの幅方向分布が幅方向平均流速値の±０．５ｍ
／秒の範囲に維持して鋳造することを特徴とする薄肉鋳
片の連続鋳造における縦割れ防止方法である。
【０００７】ところで、鋳型内の溶湯流動を制御する手
段としては、従来から提案されているものとして、例え
ば、注入ノズル形状を工夫するなどの方法がある。しか
し、鋳型内でのベルト幅方向の溶鋼流速分布をより厳密
に制御しようとすれば、それら方法に加えて鋳型部に設
置した電磁石を活用した電磁石利用による流量・流速制
御法が効果的と言える。
段としては、従来から提案されているものとして、例え
ば、注入ノズル形状を工夫するなどの方法がある。しか
し、鋳型内でのベルト幅方向の溶鋼流速分布をより厳密
に制御しようとすれば、それら方法に加えて鋳型部に設
置した電磁石を活用した電磁石利用による流量・流速制
御法が効果的と言える。
【０００８】
【作用】本発明者等のこれまでの知見から、連続鋳造法
において鋳片縦割れを防止する手段としては、i)鋳型内
で凝固殻に作用する幅方向の熱収縮あるいは変態歪（応
力）の低減、ii) 凝固殻への局部的な歪（応力）集中の
防止、iii)凝固殻の熱間強度の増大、の３つの方法のあ
ることが明らかとなった。ところで、手段iii)の凝固殻
の熱間強度を増大させる方法は、凝固殻の強度がほとん
ど成分によって一義的に決まるため、製品の組成が規格
により規定されている実際の製品製造においてはあまり
有効な手段とはならない。したがって、縦割れを防止す
る手段としては、上記i)およびii) の方法を十分活用す
る必要がある。
において鋳片縦割れを防止する手段としては、i)鋳型内
で凝固殻に作用する幅方向の熱収縮あるいは変態歪（応
力）の低減、ii) 凝固殻への局部的な歪（応力）集中の
防止、iii)凝固殻の熱間強度の増大、の３つの方法のあ
ることが明らかとなった。ところで、手段iii)の凝固殻
の熱間強度を増大させる方法は、凝固殻の強度がほとん
ど成分によって一義的に決まるため、製品の組成が規格
により規定されている実際の製品製造においてはあまり
有効な手段とはならない。したがって、縦割れを防止す
る手段としては、上記i)およびii) の方法を十分活用す
る必要がある。
【０００９】ところで、方法i)を実現する具体的な手段
としては、鋳型冷却水量低減（すなわち、鋳型抜熱量の
低減）あるいは鋳造速度アップ（すなわち、鋳型内にお
ける凝固殻温度降下低減）などが考えられる。さらに、
方法ii) を実現する具体的方策としては、凝固殻の発達
を均一に行わせるために鋳型内での幅方向の溶湯流動を
均一化する（すなわち、凝固殻に発生した局所的な凝固
遅れ部に歪・応力が集中することを防止する）ことが挙
げられる。ここで、方法i)で述べた鋳型の冷却水量を変
化させる手段は、例えば鋳型のバーンアウト現象を引き
起こす恐れがあるため、あまり実用的とは言えない。
としては、鋳型冷却水量低減（すなわち、鋳型抜熱量の
低減）あるいは鋳造速度アップ（すなわち、鋳型内にお
ける凝固殻温度降下低減）などが考えられる。さらに、
方法ii) を実現する具体的方策としては、凝固殻の発達
を均一に行わせるために鋳型内での幅方向の溶湯流動を
均一化する（すなわち、凝固殻に発生した局所的な凝固
遅れ部に歪・応力が集中することを防止する）ことが挙
げられる。ここで、方法i)で述べた鋳型の冷却水量を変
化させる手段は、例えば鋳型のバーンアウト現象を引き
起こす恐れがあるため、あまり実用的とは言えない。
【００１０】手段として鋳造速度および溶湯流動の観点
から鋳片縦割れ防止策を検討するため幅１２００mmで鋳
造厚みが１００mm以下の双ベルト式高速連続鋳造機を用
いて種々鋳造試験を実施したところ、鋳造速度が５ｍ／
分以上であって、しかも鋳型内の湯面レベルから６００
mmの範囲において幅方向での鋳造方向の流速変動が幅方
向平均流速価の±０．５ｍ／秒を越えないように鋳造す
ることが、縦割れの無い健全鋳片を長時間安定に製造す
るために極めて有効であることを確認した。なお、幅方
向平均流速の値は、質量保存則により、当然のことなが
ら鋳造速度に等しい値となる。
から鋳片縦割れ防止策を検討するため幅１２００mmで鋳
造厚みが１００mm以下の双ベルト式高速連続鋳造機を用
いて種々鋳造試験を実施したところ、鋳造速度が５ｍ／
分以上であって、しかも鋳型内の湯面レベルから６００
mmの範囲において幅方向での鋳造方向の流速変動が幅方
向平均流速価の±０．５ｍ／秒を越えないように鋳造す
ることが、縦割れの無い健全鋳片を長時間安定に製造す
るために極めて有効であることを確認した。なお、幅方
向平均流速の値は、質量保存則により、当然のことなが
ら鋳造速度に等しい値となる。
【００１１】
【実施例】通常の低炭アルミキルド鋼組成をもつ温度１
５７０℃の溶鋼を、図１に概略（左右対象のため片側の
み詳細記載）を示す幅１２００mm、厚み５０mmの鋳片の
製造が可能な双ベルト式連続鋳造機ＮＣを用い、鋳造速
度２ｍ／分から１０ｍ／分の範囲で、図２に示すケース
１から図４のケース３の条件に鋳型内溶湯の各位置（深
さ）における幅方向での鋳造方向の流速分布を、図１の
１４に略述する電磁石装置を用いて変化させて鋳造を行
った。
５７０℃の溶鋼を、図１に概略（左右対象のため片側の
み詳細記載）を示す幅１２００mm、厚み５０mmの鋳片の
製造が可能な双ベルト式連続鋳造機ＮＣを用い、鋳造速
度２ｍ／分から１０ｍ／分の範囲で、図２に示すケース
１から図４のケース３の条件に鋳型内溶湯の各位置（深
さ）における幅方向での鋳造方向の流速分布を、図１の
１４に略述する電磁石装置を用いて変化させて鋳造を行
った。
【００１２】ところで、図５は、本実施例で図２〜図４
に記載したベルト幅方向における溶鋼の流速分布を得る
ために使用した鋳型部のメニスカスから６００mm下方域
に配設した電磁石の詳細を示したもので、互いに対向し
た電磁石がベルト幅方向に約１００ミリの間隔でＮおよ
びＳ極が対峙するように配設されている。これら電磁石
への印加電流をそれぞれ独立に制御してノズルから吐出
された下降溶湯流に制動力を付与することにより、所定
の鋳型内流速分布を得た。具体的には、図２〜図４に示
す鋳型内流速分布は、水銀などの低融点金属を使い、熱
線流速計あるいは歪式流速計などの計測手段を用いて、
あらかじめ図５に示す電磁石への印加電流条件と鋳型内
ベルト幅方向の流速分布の関係を明確化することによ
り、実際の鋳造試験で再現可能とした。
に記載したベルト幅方向における溶鋼の流速分布を得る
ために使用した鋳型部のメニスカスから６００mm下方域
に配設した電磁石の詳細を示したもので、互いに対向し
た電磁石がベルト幅方向に約１００ミリの間隔でＮおよ
びＳ極が対峙するように配設されている。これら電磁石
への印加電流をそれぞれ独立に制御してノズルから吐出
された下降溶湯流に制動力を付与することにより、所定
の鋳型内流速分布を得た。具体的には、図２〜図４に示
す鋳型内流速分布は、水銀などの低融点金属を使い、熱
線流速計あるいは歪式流速計などの計測手段を用いて、
あらかじめ図５に示す電磁石への印加電流条件と鋳型内
ベルト幅方向の流速分布の関係を明確化することによ
り、実際の鋳造試験で再現可能とした。
【００１３】なお、本試験結果から各電磁石への印加電
流を局所的に強くするようなアンバランスな制御を行っ
た場合、溶湯の急激な流速差に伴う圧力変動あるいは渦
流の発生が見られ、ベルト変形あるいは鋳片内部ポロシ
ティの生じることが明らかとなった。本実施例では、そ
のような現象の生じない条件で鋳型内流速分布を変化さ
せて鋳造試験を行った。そのようにして求められた各条
件における鋳片縦割れ発生状況を図６に示す。
流を局所的に強くするようなアンバランスな制御を行っ
た場合、溶湯の急激な流速差に伴う圧力変動あるいは渦
流の発生が見られ、ベルト変形あるいは鋳片内部ポロシ
ティの生じることが明らかとなった。本実施例では、そ
のような現象の生じない条件で鋳型内流速分布を変化さ
せて鋳造試験を行った。そのようにして求められた各条
件における鋳片縦割れ発生状況を図６に示す。
【００１４】図６によれば、鋳型内湯面レベルから６０
０mmの深さにおいて、鋳型内における幅方向の流速変動
が幅方向平均流速の値の±０．５ｍ／秒を越えない条件
を満足させ、しかも鋳造速度を５ｍ／分以上にすれば縦
割れの無い健全な鋳片が長時間安定に製造できることが
わかる。
０mmの深さにおいて、鋳型内における幅方向の流速変動
が幅方向平均流速の値の±０．５ｍ／秒を越えない条件
を満足させ、しかも鋳造速度を５ｍ／分以上にすれば縦
割れの無い健全な鋳片が長時間安定に製造できることが
わかる。
【００１５】さらに、鋳型内の幅方向の流速変動パター
ンが同じ場合には鋳造速度が速くなる程（すなわち幅方
向平均流速値が大きい程）縦割れ発生量は減少傾向にあ
ることがわかる。これは、鋳型内での流速が速くなるほ
ど凝固殻形成に及ぼす幅方向の流速変動の影響が相対的
に小さくなるため、凝固殻の成長が平準化されることに
よると考えられる。
ンが同じ場合には鋳造速度が速くなる程（すなわち幅方
向平均流速値が大きい程）縦割れ発生量は減少傾向にあ
ることがわかる。これは、鋳型内での流速が速くなるほ
ど凝固殻形成に及ぼす幅方向の流速変動の影響が相対的
に小さくなるため、凝固殻の成長が平準化されることに
よると考えられる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は設備なら
びに操業的にも容易な鋳造速度と鋳型内溶湯流速分布を
制御することにより鋳片縦割れ発生を防止したので、長
時間、安定して健全な鋳片の製造が可能となり、その工
業的効果は極めて大きい。
びに操業的にも容易な鋳造速度と鋳型内溶湯流速分布を
制御することにより鋳片縦割れ発生を防止したので、長
時間、安定して健全な鋳片の製造が可能となり、その工
業的効果は極めて大きい。
【図１】本発明に使用した連続鋳造装置の概略図であ
る。
る。
【図２】注湯法を変化させて得られた鋳型内各深さにお
ける溶湯の流速変動状況を示す図である（ケース１）。
ける溶湯の流速変動状況を示す図である（ケース１）。
【図３】同じく溶湯の流速変動状況を示す図である（ケ
ース２）。
ース２）。
【図４】同じく溶湯の流速変動状況を示す図である（ケ
ース３）。
ース３）。
【図５】本実施例で流速変動の制御に用いた図１の鋳型
部に設置した電磁石の詳細を示す図である。
部に設置した電磁石の詳細を示す図である。
【図６】鋳造条件と鋳片縦割れ発生量の関係を示す図で
ある。
ある。
１ タンディッシュ ２ スライディングノズル ３ 注入ノズル ４ 噴流冷却ノズル ５ パッド冷却装置 ６ 噴流冷却用配管 ７ パッド冷却水用配管 ８ 冷却水配管 ９ 冷却水 １０ 金属ベルト １１ トッププーリ １２ 金属ベルトの張力制御用テンションプーリー １３ フットロール ｌ４ 電磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 皆川 昌紀 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本 製鐵株式会社 大分製鐵所内 (56)参考文献 特開 平２−155541（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−99254（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−271038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−303658（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−11649（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 11/06 340 B22D 11/16 B22D 11/20
Claims (1)
- 【請求項１】 回転する一対の移動鋳型に溶湯を供給し
て薄肉鋳片を連続鋳造する方法において、鋳片の縦割れ
を防止するため鋳造速度を５ｍ／分以上で、かつ少なく
とも溶湯湯面から６００mmの深さの範囲において、鋳型
内における溶湯の鋳造方向の溶鋼流速のベルト幅方向分
布が幅方向平均流速値の±０．５ｍ／秒の範囲に維持し
て鋳造することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造におけ
る縦割れ防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6503791A JP2825988B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 薄肉鋳片の連続鋳造における縦割れ防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6503791A JP2825988B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 薄肉鋳片の連続鋳造における縦割れ防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04300051A JPH04300051A (ja) | 1992-10-23 |
| JP2825988B2 true JP2825988B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=13275368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6503791A Expired - Fee Related JP2825988B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 薄肉鋳片の連続鋳造における縦割れ防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2825988B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6582892B2 (ja) * | 2015-11-04 | 2019-10-02 | 日本製鉄株式会社 | 鋼材の熱間圧延方法 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP6503791A patent/JP2825988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04300051A (ja) | 1992-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980811 |
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