JP3089608B2 - ビームブランクの連続鋳造方法 - Google Patents

ビームブランクの連続鋳造方法

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JP3089608B2 JP04187641A JP18764192A JP3089608B2 JP 3089608 B2 JP3089608 B2 JP 3089608B2 JP 04187641 A JP04187641 A JP 04187641A JP 18764192 A JP18764192 A JP 18764192A JP 3089608 B2 JP3089608 B2 JP 3089608B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はビームブランクの連続鋳
造方法に係り、特にビームブランク鋳片の縦割れ発生率
が少く、かつ各部とも均一厚みの凝固シエルを形成し、
ブレークアウトの発生が極めて少ないビームブランクの
連続鋳造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ビームブランクは主としてH形鋼素材で
あり、従って断面形状が図1もしくは図3に示す如く複
雑であるため、これを連続鋳造する場合に、鋳込み中に
浸漬ノズルの閉塞を生じた場合など、各ノズル間の流動
変動により偏流を生じ、ビームブランク各部の拔熱が均
等に行われ難く、従って各部の凝固殻が均一な厚みを保
ちつつ凝固させることが極めて困難であって、その結果
ビームブランク鋳片に凝固時の内部応力によって縦割れ
欠陥を生じたり、また甚しきはブレークアウトの事故を
ひき起す恐れもある。これに対し従来種々の対応策が開
示されているが、その代表的な従来技術の概要について
説明する。
【0003】〔特開昭52−13428〕本願発明は本
発明と同一出願人による初期のビームブランクの連続鋳
造方法を提供するものであって、図8を参照してその要
旨とするところを記すと次の如くである。すなわち、
「ビームブランク10のフランジ中央部12bに対応す
る鋳型部分において左右に2つ割りできる水冷鋳型を使
用するビームブランクの連続鋳造方法において、前記左
右割鋳型の接合部の間隙を1mm以下に保持し、フィレッ
ト部13に対応する鋳型部分の冷却水量をフランジ部1
2およびフイレット部を除くウエブ部11に対応する鋳
型部分の平均冷却水量の1.3〜3倍となし、鋳型と2
次冷却帯間に設けられたモールドスプレー帯においては
フィレット部を除くウエブ部11への平均冷却水量より
少なくとも多く乃至は3倍以下となし、かつ前記ビーム
ブランクのフランジ部12全体に供給される平均冷却水
量のうちフランジ12bへの冷却水供給量をその他のフ
ランジ部へ供給される供給水量より少なくとも多く乃至
は3倍以下となし、均一速度で凝固殻を生成させること
を特徴とするビームブランクの連続鋳造方法。」であ
る。この発明はフランジ部等の厚肉部分の冷却水量をウ
エブ部等の薄肉部分の3倍以下多くし、均一冷却しよう
とするものであるが、冷却水量の制御に問題がある。
【0004】〔特開昭58−224050〕この発明の
要旨とするところは次の如くである。すなわち、「タン
ディッシュの底壁に取付けた、複数の非対称吐出孔を有
する1本の浸漬ノズルをモールド内の片側に配置し、前
記浸漬ノズルの複数の非対称吐出孔から、前記モールド
内に溶融金属を供給することを特徴とするビームブラン
クの連続鋳造方法。」である。この発明は図3に示す如
き対称の2つの浸漬のズルを設けることは、2つの浸漬
ノズルの距離が短い場合、ストッパーを取付けるスペー
スに余裕がなく、かつストッパーの開度も小さく制御不
可能、またはノズル詰りを生ずるので単孔非対称浸漬ノ
ズルとしたもので、従来技術の代表的方法である。
【0005】〔特開昭62−3852〕この発明の要旨
とするところは次の如くである。すなわち、 「1.湾曲型連続鋳造機によりビームブランクを連続鋳
造するに当り、水平に軸支してそれぞれ対をなすピンチ
ロールと、これに至るローラエプロンの各ロール胴に、
ビームブランクのフランジ面が接する向きに連続鋳造用
鋳型を設置し、該鋳型にはビームブランク片側における
フランジ中央に対応する位置にのみ、単一の浸漬ノズル
を配置してタンディッシュからの溶鋼の注入を行うこと
を特徴とするビームブランク連続鋳造方法。 2.浸漬ノズルの鋳型内の配置が、引き抜き側と反対に
位置するビームブランク中央と対応する位置である特許
請求の範囲第1項記載の方法。」である。この発明も非
対称単孔浸漬ノズルを使用し、かつ鋳込中のビームブラ
ンクの変形、ノズルの溶損を避けようとするものであ
る。
【0006】〔特開昭55−126355〕この発明の
要旨とするところは次の如くである。すなわち、 「1.連続鋳造用水冷鋳型の長辺に沿い互に離隔して対
称に配置した一対の浸漬ノズルを用い、各浸漬ノズルか
らの鋳注ぎ流量を、水冷鋳型の両短辺のおのおのの冷却
に供した冷却水の温度較差を縮小させる向きに制御する
ことから成るノズル併置式連続鋳造方法。」である。こ
の発明は、図3に示す如き対称の1対の浸漬ノズルを使
用し、2つの浸漬ノズルからの鋳注ぎ流量の不均衡が、
水冷鋳型の両短辺の冷却に供した冷却水の温度較差か
ら、有利適切に検出されることを見出し、この知見から
この両短辺の冷却水の温度較差を縮小させる方向で、対
称に設置された2個の浸漬ノズルからの鋳注ぎ流量の均
衡を図り、もって鋳片凝固殻の均等形成を図ろうとする
ものであって、これも従来技術の代表の1つである。
【0007】かくの如く、従来のビームブランクの連続
鋳造においては、図1および図2に示す如き非対称単孔
浸漬ノズルか、もしくは図3に示す如き対称の2つの浸
漬ノズルが用い、タンデイツシユ2に収容された溶鋼3
を浸漬ノズル4を介して鋳型6に注入するのであるが、
溶鋼3の各部拔熱が均一に行われ各部均等な凝固殻を形
成しながら引抜かれることが重要である。しかしながら
対称鋳造の場合でも、左右の溶鋼供給量が異なるため、
同一鋳型内でも溶鋼供給量に対する鋳型の冷却能が異な
り、凝固シエルの厚みが不均一となり、図4に示す如く
縦割れの原因となることがあり、更に甚しきはブレーク
アウトの発生原因ともなる。その結果対称鋳造と非対称
鋳造の場合には、それぞれ専用の鋳型を使用するか、も
しくは対称鋳造と非対称鋳造を同一の鋳型で行う場合に
は、非対称鋳造の場合のみ鋳造速度を遅くして操業を行
っているのが現状である。
【0008】
【本発明が解決すべき課題】しかしながら鋳造速度を遅
くすれば、当然生産性が低下する。またビームブランク
の如き複雑な断面形状を呈する鋳片では、フランジとウ
エブの接合部が最終的に凝固する領域となるので、特に
鋳造速度が大なる場合は、その領域の凝固収縮に起因す
る内部割れや表面割れが発生し易いという問題があつ
た。このような割れ欠陥があると、加熱炉在炉中にビー
ムブランクの内部が酸化されたり、割れの表面に酸化皮
膜が発生するので、かかるビームブランクを圧延する
と、加熱炉在炉中に生成した酸化皮膜が製品H形鋼に残
存し重大な欠陥となる。
【0009】本発明の目的は、ビームブランクの連続鋳
造中における溶鋼の冷却速度が各部とも均一であって、
従って均一厚みの凝固殻を形成し、しかも浸漬ノズルが
図1の如く非対称の場合および図3の如く2本の浸漬ノ
ズルが対称の場合、更にタンディッシュノズルとの接続
のないオープン鋳造の場合も同様に安定した連鋳操業が
可能であって、従って鋳片においても割れ欠陥、引き抜
き時の変形のない健全なビームブランク鋳片を得ること
ができる効果的な連続鋳造方法を提供するにある。
【0010】本発明の要旨とするところは次の如くであ
る。すなわち、ビームブランクの連続鋳造に当り、鋳型
冷却水の制御系をビームブランクのウエブ中央部で分割
し該鋳型の右半分と左半分の2系列としそれぞれ独立し
て流量制御を行うことを特徴とするビームブランクの連
続鋳造方法、である。
【0011】〔実施例〕 本発明の詳細を次に示す2つ
の実施例によって説明する。 実施例1 図1に示す如き非対称の単孔浸漬ノズル鋳造を行った時
と、上部がタンディッシュノズルとの接続のないオープ
ンノズルの場合について、メニスカスから100mm、2
00mm、300mm、400mmの距離において形成された
凝固殻厚みを、図1に示す如く左右フランジ部の中央部
で測定し、それぞれa、bとして、その比a/bを縦軸
とし、メニスカスからの距離を横軸としてプロットした
結果は図5に示すとおりである。すなわち、この場合図
1、図2に示す如く片側浸漬ノズル鋳造であるため、図
5のB曲線で示すように凝固殻左右フランジ中央部にお
ける厚みの比a/bは著しく異なる。ところがオープン
ノズルの場合はウエブ中央部を境界とする鋳型の左半分
と右半分における溶鋼の拔熱量がほぼ同一であったの
で、図5のA曲線にて示す如く、ビームブランクの左右
フランジ中央部で測定した凝固殻の厚みの比a/bが略
1であって、左右の凝固殻が均一であることが判明し
た。従って積極的に鋳型のウエブ中央部で分割して左半
分と右半分の溶鋼拔熱量を同一になるように冷却水量を
左右独立して制御すれば、左右の凝固殻厚みが均一なビ
ームブランクを形成し得ることが判明した。
【0012】実施例2 本発明者らは、実施例1で得た本発明の知見を確認する
ために次の如き実験を行なった。すなわち、図1、図2
に示す如き右側に単孔浸漬ノズルを有する鋳造装置にお
いて、ウエブ中央部で冷却水系列を分割して2系列と
し、その左右各半分が独立して流量を制御できる装置を
設け、表1に示す如く右側半分の冷却水系における流量
を1とした場合、左側半分との冷却水系の流量の比をそ
れぞれ1:1、1:1.3、1:1.8と変化させた。
【表1】 この場合メニスカスからの距離(mm)の差による凝固殻
厚みの比a/bは、図6に示すとおりである。すなわ
ち、鋳型の右側半分の冷却水量を基準とする場合、C曲
線にて示す左側半分の冷却水量比を1.8とした場合
に、左右各半分における溶鋼の拔熱量がほぼ均衡をとる
ことができ、図6に示す如く左右凝固殻厚み比a/bが
ほぼ1となることが判明した。その結果A曲線、B曲線
およびC曲線のそれぞれの場合におけるビームブランク
鋳片の縦割れ発生率は図7に示す如くなり、C曲線で示
す実施例では縦割れ発生率は従来の1/2に減少した。
【0013】
【発明の効果】ビームブランクの連続鋳造においては、
ビームブランクの形状が複雑であるため、従来均一な厚
みの凝固殻を得ることが極めて困難であったが、本発明
は鋳型のウエブ中央部を境として鋳型の冷却水系列を2
分割し、分割された右半分および左半分の鋳型の冷却水
系列をそれぞれ独立して冷却水流量を制御する方法を取
ったので、次の如き効果を挙げることができた。 (イ)ビームブランクのウエブ中央部を境とする左、右
各部における溶鋼拔熱量がほぼ均衡するので凝固過程に
おけるビームブランク左右フランジにおける凝固殻厚み
の比a/b≒1すなわち各部均一に冷却させることが可
能となり、ブレークアウト等の事故発生が従来の1/3
に減少し、ビームブランク鋳片の縦割れ欠陥が従来の1
/2に減少した。 (ロ)本発明は浸漬ノズルが非対称単一ノズルの場合の
みならず、対称複数ノズルおよびオープンノズルの場合
でも同様に効果がある。 (ハ)ビームブランクの連続鋳造操業が安定し、生産能
力の向上が可能となり、コストの低減が実現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】ビ−ムブランクの連続鋳造における非対称単孔
浸漬ノズルによる鋳造初期の凝固殻と、左右フランジに
おける凝固殻厚みa,bを示す水平断面図である。
【図2】図1の場合のタンディッシュ、浸漬ノズルおよ
びビ−ムブランク鋳型を示す正面断面図である。
【図3】ビ−ムブランクの連続鋳造における対称複数浸
漬ノズルと鋳造初期の凝固殻との配置を示す模式水平断
面図である。
【図4】ビ−ムブランク鋳片に発生する縦割れを示す斜
視図である。
【図5】実施例1におけるオ−プン浸漬ノズルの場合
(A曲線)と、単孔非対称浸漬ノズルの場合(B曲線)
のメニスカスからの距離(mm)による左右フランジ部
における凝固殻厚み比a/bを対比する線図である。
【図6】実施例2における鋳型左半分と右半分における
冷却水量比が表1の如く異なる場合におけるメニスカス
からの距離(mm)と、左右フランジ部の凝固殻厚みa
/bとの関係を示す線図である。
【図7】実施例2における鋳型冷却水量比がそれぞれ
1.0、1.3、1.8の場合のビ−ムブランク鋳片に
発生した縦割れ発生率を示す線図である。
【図8】従来技術の特開昭52−13428によるビ−
ムブランクの連続鋳造方法を説明するビ−ムブランクの
端面を示す斜視図である。
【符号の説明】
2 タンディッシュ 3 溶鋼 4 浸漬ノズル 6 ビ−ムブランク鋳型 8 凝固殻 10 フランジ部 12 ウエブ部 13 フイレット部 14 縦割れ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−245606(JP,A) 特開 平4−322859(JP,A) 特開 平4−294843(JP,A) 特開 平3−297541(JP,A) 特開 平3−142043(JP,A) 特開 平2−200353(JP,A) 特開 昭54−104451(JP,A) 特開 昭54−10232(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/00 B22D 11/055 B22D 11/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビームブランクの連続鋳造に当り、鋳型
    冷却水の制御系をビームブランクのウエブ中央部で分割
    し該鋳型の右半分と左半分の2系列としそれぞれ独立し
    て流量制御を行うことを特徴とするビームブランクの連
    続鋳造方法。
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