JP3100541B2 - Continuous casting method of round billet and mold used in the method - Google Patents

Continuous casting method of round billet and mold used in the method

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JP3100541B2
JP3100541B2 JP07287837A JP28783795A JP3100541B2 JP 3100541 B2 JP3100541 B2 JP 3100541B2 JP 07287837 A JP07287837 A JP 07287837A JP 28783795 A JP28783795 A JP 28783795A JP 3100541 B2 JP3100541 B2 JP 3100541B2
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mold
round billet
continuous casting
air gap
round
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正次 上原
寿樹 佐藤
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新日本製鐵株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、側周変形の少ない
丸ビレット(断面が円形のビレットをいう)の連続鋳造
方法及び該方法に使用する鋳型に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous casting method of a round billet (referred to a billet having a circular cross section) with little lateral deformation and a mold used in the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】ビレットを連続鋳造する場合には、図1
5に示すように内側の断面が円形で上下方向にオシレー
ションする鋳型50内に上部のタンディッシュから溶鋼
51を注入し、水冷された鋳型50の側面から熱を吸収
させて鋳型内面に凝固シェル52を形成し、徐々に引き
出すと共に芯部の溶鋼51も徐々に凝固させて、丸ビレ
ットとしていた。そして、前記鋳型50の内面と凝固シ
ェル52との潤滑を図るために、鋳型50の上部からレ
プシードオイル(潤滑油の一例)を少しずつ注入し、こ
のレプシードオイルを炭化させて潤滑剤としていた。
2. Description of the Related Art In the case of continuous casting of a billet, FIG.
As shown in FIG. 5, molten steel 51 is poured from the upper tundish into a mold 50 whose inside cross section is circular and vertically oscillates, absorbs heat from the side of the water-cooled mold 50, and forms a solidified shell on the mold inner surface. A round billet was formed by gradually pulling out and gradually solidifying the molten steel 51 at the core. Then, in order to lubricate the inner surface of the mold 50 and the solidified shell 52, repseed oil (an example of a lubricating oil) is injected little by little from the upper part of the mold 50, and the repseed oil is carbonized as a lubricant. Was.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記丸
ビレットの鋳造を高速(例えば、3m/min)で行お
うとすると、丸ビレット外周の凝固シェル52と鋳型5
0との隙間が均一でないことに起因する凝固収縮差が生
じ、生じた製品の断面が楕円になったりあるいは窪みが
生じる等の側周変形が生じていた。従って、従来の丸ビ
レットの連続鋳造方法においては、許容された側周変形
が生じない速度の範囲内で操業を行っていたので、比較
的鋳造速度が遅く生産性が悪いという問題があった。一
方、断面長四角形のスラブの連続鋳造においては、特公
昭57−11735号公報に示されるように、鋳型内部
の全面もしくは一部に均等に、幅もしくは直径が2.5
mm以下の多数の凹部を設け、鋳片の縦割れ及びノロか
み等の疵を防止することを目的とする連続鋳造用鋳型が
提案されているが、この技術を丸ビレットの連続鋳造に
適用すると、凹部の直径が2.5mm以下であるので、
徐々に凹部に潤滑剤である炭素粉が詰まってしまい、安
定した鋳造を行いにくいという問題があることが分かっ
た。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、連続
鋳造で製造される丸ビレットに側周変形を生じることな
く、高速の安定した鋳造が可能な丸ビレットの連続鋳造
方法及び該方法に使用する鋳型を提供することを目的と
する。
However, when the round billet is to be cast at a high speed (for example, 3 m / min), the solidified shell 52 around the round billet and the casting mold 5 are required.
A difference in coagulation shrinkage due to the non-uniformity of the gap with 0 caused side deformation such as a cross-section of the resulting product becoming elliptical or a depression. Therefore, in the conventional continuous casting method for round billets, since the operation is performed within the range of the speed at which the allowable lateral deformation does not occur, there is a problem that the casting speed is relatively slow and the productivity is poor. On the other hand, in continuous casting of a slab having a rectangular cross section, as disclosed in JP-B-57-11735, the width or diameter of the slab is 2.5 or even over the entire surface or part of the inside of the mold.
mm or less, a continuous casting mold has been proposed for the purpose of preventing flaws such as vertical cracks and sticking of the slab, but this technology is applied to continuous casting of round billets. Since the diameter of the recess is 2.5 mm or less,
It has been found that there is a problem that carbon powder, which is a lubricant, is gradually clogged in the concave portions, making it difficult to perform stable casting. The present invention has been made in view of the above circumstances, and a method for continuously casting a round billet capable of high-speed and stable casting without causing side circumferential deformation of a round billet manufactured by continuous casting and used in the method. It is intended to provide a mold.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の丸ビレットの連続鋳造方法は、上下方向にオシレ
ートし、内側の断面が円形の鋳型に、上部から溶湯を注
入すると共に少量の潤滑油を注入しながら鋳造を行う丸
ビレットの連続鋳造方法において、前記鋳型の内面を下
方に向かって徐々に縮小するテーパーとし、成長して下
方に移動する凝固シェルとの隙間を小さく保つと共に、
定常操業状態のメニスカス最下位置より下位置で200
mm以内の前記鋳型の内周面に、1又は複数の横溝ある
いは多数のディンプルからなるエアギャップ部をそれぞ
れ設け、通過する前記凝固シェルの緩冷却を行って前記
鋳型の各内面の冷却能を略均一とし、前記丸ビレットの
側周変形を減少させている。また、請求項2記載の丸ビ
レットの連続鋳造に使用する鋳型は、上下方向にオシレ
ートし、上部から溶湯を注入すると共に少量の潤滑油を
注入して丸ビレットの連続鋳造を行う内側の断面が円形
の鋳型において、内面を下方に向かって徐々に縮小する
テーパーとし、更に、定常操業状態のメニスカス最下位
置より下位置で200mm以内の前記鋳型の内面に、平
均エアギャップ深さが20μm以上でその幅(W)が以
下の式を満足する横溝を内周面に設けている。 3mm ≦W≦(鋳型のオシレーション振幅)×2+10mm・・・(1) そして、請求項3記載の丸ビレットの連続鋳造に使用す
る鋳型は、上下方向にオシレートし、上部から溶湯を注
入すると共に少量の潤滑油を注入して丸ビレットの連続
鋳造を行う内側の断面が円形の鋳型において、内面を下
方に向かって徐々に縮小するテーパーとし、更に、定常
操業状態のメニスカス最下位置より下位置で200mm
以内の前記鋳型の内面に、平均エアギャップ深さが20
μm以上でその径(D)が以下の式を満足するディンプ
ルを、内周面に隙間を設けて多数形成している。 3mm ≦D≦(鋳型のオシレーション振幅)×2+10mm・・・(2)
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
The continuous casting method of the round billet described in the continuous casting method of a round billet, which is vertically oscillated and casts while injecting a small amount of lubricating oil while injecting a molten metal from above into a mold having a circular inner cross section. The inner surface of the mold has a taper that gradually decreases downward, and the gap between the solidified shell that grows and moves downward is kept small.
200 below the lowest meniscus position in steady state operation
The inner peripheral surface of the mold within 1 mm is provided with an air gap portion composed of one or more lateral grooves or a large number of dimples, and the cooling ability of each inner surface of the mold is substantially reduced by slowly cooling the solidified shell passing therethrough. The round billet is made uniform to reduce side circumferential deformation. In addition, the mold used for continuous casting of the round billet according to claim 2 has an inner cross section which is vertically oscillated, in which a molten metal is injected from above and a small amount of lubricating oil is injected to continuously cast the round billet. In a circular mold, the inner surface is tapered to gradually decrease downward, and further, the inner surface of the mold within 200 mm below the lowermost meniscus position in a steady state operation, the average air gap depth is 20 μm or more. A lateral groove whose width (W) satisfies the following expression is provided on the inner peripheral surface. 3 mm ≦ W ≦ (oscillation amplitude of mold) × 2 + 10 mm (1) The mold used for continuous casting of the round billet according to claim 3 is vertically oscillated, and the molten metal is injected from above. Injects a small amount of lubricating oil and continuously casts round billets.In a mold with a circular inner cross section, the inner surface has a taper that gradually shrinks downward, and further, a position below the lowest meniscus in a steady operation state. At 200mm
Within the inner surface of the mold within an average air gap depth of 20
A large number of dimples having a diameter (D) of not less than μm and having a diameter (D) satisfying the following equation are formed with a gap provided on the inner peripheral surface. 3 mm ≦ D ≦ (oscillation amplitude of mold) × 2 + 10 mm (2)
【0005】[0005]
【作用】請求項1記載の丸ビレットの連続鋳造方法及び
請求項2、3記載の丸ビレットの連続鋳造に使用する鋳
型においては、メニスカス最下位置から200mm以内
の鋳型内面に、1又は2以上の横溝あるいは多数のディ
ンプルからなるエアギャップ部を略均等に設けているの
で、丸ビレットと鋳型との間に強制的に隙間が形成され
る。そして、鋳型の内面を下方に向かって徐々に縮小す
るテーパーとしているので、これによって鋳型内での丸
ビレットの偏心を防止し、更に熱流束が略均等に減少す
るので、凝固シェルの特定面のみが鋳型に密接して偏っ
て冷却されることがなく、結果として凝固シェルが略均
等に収縮し、高速鋳造しても側周変形の少ない丸ビレッ
トを製造できる。以下、本発明の作用につき詳しく説明
する。
According to the method for continuously casting a round billet according to the first aspect and the mold used for continuous casting of the round billet according to the second and third aspects, at least one or two or more inner surfaces of the mold within 200 mm from the lowermost position of the meniscus are provided. Since the horizontal gap or the air gap portion composed of a large number of dimples is provided substantially uniformly, a gap is forcibly formed between the round billet and the mold. And, since the inner surface of the mold is tapered to gradually reduce downward, this prevents eccentricity of the round billet in the mold, and furthermore, the heat flux is reduced almost uniformly, so only the specific surface of the solidified shell The solidified shell shrinks substantially evenly as a result, so that a round billet with less lateral deformation even at high speed casting can be manufactured. Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail.
【0006】メニスカス最下位置より下位置200mm
の範囲においては、溶湯から鋳型へ抜熱される熱流束が
最も大きい。この熱流束の大きさは、主に凝固シェルと
鋳型間のエアギャップに依存し、その関係を図2に示
す。さて、従来の丸ビレットの連続鋳造においては、丸
ビレットと鋳型内面の隙間のために、丸ビレットの偏心
が生じ、これにより鋳型と凝固シェルとの間のエアギャ
ップが丸ビレットの面間で不均一になり、このエアギャ
ップ偏差Δd1 のために丸ビレット面間の熱流束に偏差
ΔQ1 が生じる。この結果、丸ビレット側面の凝固収縮
にアンバランスを生じ、製品に側周変形が発生する。図
1は丸ビレット面間の熱流束偏差と側周変形の関係を実
験により求めた結果を示すが、このグラフから側周変形
を3%以内にするためには、ΔQ≦100万kcal/
2 hrとすることが必要となる。ここで、熱流束偏差
ΔQを小さくする手段として、まず、メニスカスの下
部に適当深さ以上のエアギャップ部を均等に設けること
によって、熱流束の大きさを、例えば400万kcal
/m2 hrから300万kcal/m2 hrに減少させ
る。そして、更にモールドテーパーを直線状で適正値
にすることにより、丸ビレットと鋳型間の隙間を小さく
する(例えば、平均エアギャップ偏差Δd1を20μm
から10μmに小さくする)手段があるが、及びの
手段を併用することによって、丸ビレットの面間熱流束
偏差が小さくなるので、丸ビレットは鋳型によって均等
冷却される。このため、高速(例えば、3.4m/mi
n)で鋳造しても欠陥の少ない丸ビレットが製造され
る。
A position 200 mm below the lowermost position of the meniscus
In the range, the heat flux extracted from the molten metal to the mold is the largest. The magnitude of this heat flux mainly depends on the air gap between the solidified shell and the mold, and the relationship is shown in FIG. By the way, in the conventional continuous casting of round billets, the round billet is eccentric due to the gap between the round billet and the inner surface of the mold. It becomes uniform, and a deviation ΔQ 1 occurs in the heat flux between the round billet surfaces due to the air gap deviation Δd 1 . As a result, imbalance occurs in the solidification shrinkage of the side surface of the round billet, and lateral deformation occurs in the product. FIG. 1 shows the results obtained by experiments on the relationship between the heat flux deviation between the round billet surfaces and the lateral peripheral deformation. From this graph, in order to keep the lateral peripheral deformation within 3%, ΔQ ≦ 1,000,000 kcal /
m 2 hr is required. Here, as means for reducing the heat flux deviation ΔQ, first, an air gap portion having an appropriate depth or more is uniformly provided below the meniscus to reduce the heat flux size to, for example, 4 million kcal.
/ M 2 hr to 3 million kcal / m 2 hr. Further, the gap between the round billet and the mold is reduced by further adjusting the mold taper to an appropriate value in a linear shape (for example, the average air gap deviation Δd 1 is reduced to 20 μm).
However, since the heat flux deviation between the faces of the round billet is reduced by using the means and the means, the round billet is uniformly cooled by the mold. Therefore, high speed (for example, 3.4 m / mi)
A round billet with few defects is produced even when casting in n).
【0007】さて、面間の熱流束偏差を小さくする手段
として、丸ビレットと鋳型面間の隙間を0とすれば、Δ
Qを0とすることも理論的には可能であるが、このため
にはモールドテーパーをシェルの凝固収縮プロフィール
に沿った複雑な曲線形状としなければならず、しかもそ
れでも鋳片表面のミクロ的な凹凸のために完全にエアギ
ャップを0とすることは現実的には不可能となる。ま
た、人工的なエアギャップ部による緩冷却効果だけで
も、熱流束偏差を十分小さくすることができるとも考え
られるが、モールドテーパーが不適切(例えば、ストレ
ート)で鋳片の偏心が大の場合には熱流束偏差を小さく
することはできない。
As means for reducing the heat flux deviation between the surfaces, if the gap between the round billet and the mold surface is set to 0, Δ
It is theoretically possible to set Q to 0, but this requires the mold taper to have a complex curved shape along the solidification shrinkage profile of the shell, and still has a microscopic surface of the slab. It is practically impossible to completely reduce the air gap to 0 due to unevenness. It is also considered that the heat flux deviation can be sufficiently reduced only by the slow cooling effect of the artificial air gap portion. However, when the mold taper is inappropriate (for example, straight) and the eccentricity of the slab is large, Cannot reduce the heat flux deviation.
【0008】次に、溝部のエアギャップ部による緩冷却
効果は、凹部面積率、溝部深さに応じて、図3に示す如
くとなる。凹部面積率については2〜84%程度が側周
変形防止に効果がある。この凹部面積率が2%より小さ
いと熱流束が大きくなって、従来技術と同様に鋳型内面
の温度偏差が大きくなり、84%を越えると凝固シェル
が鋳型に当接する部分が減少し、結果として鋳型内面の
摩耗が増大し、鋳型の寿命が短くなる。また、溝部深さ
については、凹部面積率が数十%以上のものについて
は、0.1〜0.2mm以上の深さで、緩冷却度合いが
略一定となるので、これ以上溝部深さを深くしても実質
的効果がない。従来の連続鋳造においては、メニスカス
下部の熱流束がメニスカス下方に行くに従い、急激に減
少するのに対して、本発明に係る連続鋳造においては、
図4の左側に破線aで示すように略一定レベルとなる。
この結果、凝固シェルの収縮プロフィールも従来は急激
な熱流束の変化に応じて複雑な曲線形状bになるのに対
して、図4の破線cで示すように単純な直線形状に近づ
けることができる。それ故に、例えば鋳型内面を適正角
度(例えば、0.3〜1.2%/m)の直線状のモール
ドテーパーを形成することによって、容易に丸ビレット
と鋳型間の隙間を小さくし、鋳片(丸ビレット)の偏心
量を小さくすることができる。
Next, the slow cooling effect by the air gap portion of the groove portion is as shown in FIG. 3 according to the concave area ratio and the groove depth. About 2 to 84% of the concave area ratio is effective in preventing the side circumferential deformation. If the concave area ratio is less than 2%, the heat flux increases, and the temperature deviation of the inner surface of the mold increases as in the prior art. If it exceeds 84%, the portion where the solidified shell contacts the mold decreases, resulting in a decrease. Wear on the inner surface of the mold is increased, and the life of the mold is shortened. Regarding the groove depth, when the recess area ratio is several tens% or more, the degree of slow cooling becomes substantially constant at a depth of 0.1 to 0.2 mm or more. There is no substantial effect even if it is deepened. In the conventional continuous casting, the heat flux at the lower portion of the meniscus rapidly decreases as it goes below the meniscus, whereas in the continuous casting according to the present invention,
As shown by a broken line a on the left side of FIG. 4, the level is substantially constant.
As a result, while the shrinkage profile of the solidified shell conventionally has a complicated curved shape b according to a rapid change in heat flux, it can be approximated to a simple linear shape as shown by a broken line c in FIG. . Therefore, for example, the gap between the round billet and the mold can be easily reduced by forming a straight mold taper at an appropriate angle (for example, 0.3 to 1.2% / m) on the inner surface of the mold, and The eccentric amount of the (round billet) can be reduced.
【0009】そして、前記エアギャップ部を形成する1
又は2以上の横溝あるいは多数のディンプルは、定常操
業状態の上下動するメニスカスの最下位置から200m
mの範囲で形成されているので、この部分には凝固シェ
ルが形成され、該凝固シェルを介して溶湯とエアギャッ
プ部が接し、結果として溶湯の差し込みがなくなり、特
公昭57−11735号公報記載の幅もしくは直径が
2.5mm以下の凹部より十分広い溝あるいは十分大き
い直径のディンプルを形成することができる。これによ
って、潤滑剤である炭素粉による目詰まりも解消する。
実際の操業のデータを図5に示すが、メニスカスの最下
位置から約15mm程度(更に、好ましくはメニスカス
から20mm程度)下方で200mmの範囲に前記エア
ギャップ部を形成するのが好ましく、これによって、二
重肌等の表面欠陥、ブレークアウトも解消でき、更に鋳
造速度の増大を図ることができる。なお、エアギャップ
部がメニスカスから200mmを越えると、凝固シェル
の厚みも厚いので、側周変形防止の効果は殆どない。
[0009] Then, 1 forming the air gap portion.
Or, two or more lateral grooves or a large number of dimples are 200 m from the lowermost position of the meniscus which moves up and down in a steady operation state.
m, a solidified shell is formed in this portion, and the molten metal and the air gap portion come into contact with each other through the solidified shell. As a result, the insertion of the molten metal is stopped, which is described in JP-B-57-11735. A groove or a dimple having a sufficiently large diameter can be formed. This also eliminates clogging due to carbon powder as a lubricant.
FIG. 5 shows actual operation data. It is preferable to form the air gap portion in a range of about 15 mm from the lowermost position of the meniscus (more preferably, about 20 mm from the meniscus) and within a range of 200 mm. Also, surface defects such as double skin and breakout can be eliminated, and the casting speed can be further increased. When the air gap portion exceeds 200 mm from the meniscus, the thickness of the solidified shell is too large, so that there is almost no effect of preventing side circumferential deformation.
【0010】特に、請求項2記載の丸ビレットの連続鋳
造に使用する鋳型においては、鋳型内面に平均エアギャ
ップ深さが20μm以上の横溝(スリット)を形成して
いる。これは、図6に示すデータからも明らかなよう
に、平均エアギャップ深さが20μmより小さくなると
真円度が3%以上となるからである。なお、横溝の深さ
については、0.1mm以上であれば、熱流束が安定
し、真円度も1%以下となるので、この状態で操業を行
うのが好ましい(以下に説明するディンプルについても
同様)。また、横溝の幅(W)については、前記(1)
式のようにしているが、これは3mm以下であれば、前
記したように定常操業においては横溝内に潤滑剤である
炭素粉が詰まり、結果として横溝が無くなり、図7に示
すように真円度が3%以上となって不良品となる。そし
て、図8に示すように鋳型10は上下にオシレーション
をさせているので、横溝16の部分が上下し、常時横溝
が形成されている幅(x)は、(W−2a)となる。一
方、鋳型10の内面に形成されている横溝16が広い
と、凝固シェル18の内側に充填されている溶湯19に
よって凝固シェル18が溝内に押し込まれ、製品に欠陥
を生じることになる。更に、図7からも明らかなよう
に、2倍のオシレ−ションストローク(a)を引いた値
が10mmを越えると、真円度が3%以上となるので、
前記(1)式のように決定すれば、真円度が3%以下の
丸ビレットを連続鋳造できることになる。
In particular, in the mold used for continuous casting of the round billet according to the second aspect, a lateral groove (slit) having an average air gap depth of 20 μm or more is formed on the inner surface of the mold. This is because, as is clear from the data shown in FIG. 6, when the average air gap depth is smaller than 20 μm, the roundness becomes 3% or more. When the depth of the lateral groove is 0.1 mm or more, the heat flux is stable and the roundness is also 1% or less. Therefore, it is preferable to operate in this state (for dimples described below). The same). As for the width (W) of the lateral groove, the above (1)
When the diameter is 3 mm or less, carbon powder as a lubricant is clogged in the lateral groove in the normal operation as described above, and as a result, the lateral groove disappears, and as shown in FIG. The degree becomes 3% or more, resulting in a defective product. As shown in FIG. 8, since the mold 10 is oscillated up and down, the portion of the lateral groove 16 moves up and down, and the width (x) at which the lateral groove is always formed is (W-2a). On the other hand, if the transverse groove 16 formed on the inner surface of the mold 10 is wide, the solidified shell 18 is pushed into the groove by the molten metal 19 filled inside the solidified shell 18, causing defects in the product. Further, as is apparent from FIG. 7, if the value obtained by subtracting the double oscillation stroke (a) exceeds 10 mm, the roundness becomes 3% or more.
If determined as in the above equation (1), a round billet having a roundness of 3% or less can be continuously cast.
【0011】次に、請求項3記載の丸ビレットの連続鋳
造に使用する鋳型においても、鋳型の内面で、定常操業
状態のメニスカス最下位置から200mmの範囲に、平
均エアギャップ深さが20μm以上で、その径Dが前記
(2)式を満足する多数のディンプルを形成している
が、この数値限定も請求項2記載の鋳型と同じ理由であ
る。なお、エアギャップ部を縦溝によって形成した場合
について検討すると、縦溝は鋳型の内面に凝固シェルの
進行方向に向かって連続的に形成されるので、溶湯によ
って押圧される凝固シェルが連続的に差し込むことによ
り、丸ビレットの表面に縦溝が転写され、その結果とし
て鋳片表面性状が著しく損なわれ、丸ビレット鋳片の表
面割れ、又は圧延時の割れといった製品欠陥になり易
い。また、高速鋳造時には、モールド下方で縦溝に対応
した凝固遅れ部よりブレークアウトするという問題が生
じる。一方、請求項2、3記載の丸ビレットの連続鋳造
に使用する鋳型においては、前述のようにエアギャップ
部を横溝あるいはディンプルによって形成しているの
で、丸ビレットの表面にこれらの形状が転写されること
がなく、前述のような欠陥を生じることがない。なお、
真円度(%)は、円の最大直径をDmax 、最小直径をD
min とすると、以下の式によって定義される。 真円度=200×(Dmax −Dmin )/(Dmax +D
min
Next, in the mold used for continuous casting of the round billet according to the third aspect, the average air gap depth is 20 μm or more within a range of 200 mm from the lowermost position of the meniscus in a steady operation state on the inner surface of the mold. Thus, a large number of dimples whose diameter D satisfies the above formula (2) are formed, and this numerical limitation is also for the same reason as the mold described in claim 2. Considering the case where the air gap portion is formed by vertical grooves, since the vertical grooves are continuously formed on the inner surface of the mold in the direction of travel of the solidified shell, the solidified shell pressed by the molten metal is continuously formed. By the insertion, the longitudinal grooves are transferred to the surface of the round billet, and as a result, the surface properties of the slab are significantly impaired, and the round billet slab is liable to be a product defect such as a surface crack or a crack during rolling. Further, at the time of high-speed casting, there is a problem that a breakout occurs from a solidification delay portion corresponding to the vertical groove below the mold. On the other hand, in the mold used for continuous casting of the round billet according to the second and third aspects, since the air gap portion is formed by the lateral groove or the dimple as described above, these shapes are transferred to the surface of the round billet. And the above-mentioned defects do not occur. In addition,
The roundness (%) is obtained by calculating the maximum diameter of the circle as D max and the minimum diameter as D
If it is min , it is defined by the following equation. Roundness = 200 × ( Dmax− Dmin ) / ( Dmax + D
min )
【0012】[0012]
【発明の効果】従って、請求項1記載の丸ビレットの連
続鋳造方法及び請求項2、3記載の丸ビレットの連続鋳
造に使用する鋳型においては、高速鋳造であっても側周
変形の少ない丸ビレットを製造できることになり、質の
高い製品の生産性が向上する。また、エアギャップ部を
形成することによる緩冷却のために、鋳型の寿命が大幅
に延長され、更にはディプレッション(窪み変形)の発
生も防止できる。
Therefore, in the method for continuously casting round billets according to the first aspect and the mold used for continuous casting of round billets according to the second and third aspects, even in high-speed casting, a round with little lateral deformation is obtained. Billets can be manufactured, and the productivity of high quality products is improved. In addition, due to the slow cooling by forming the air gap portion, the service life of the mold is greatly extended, and the occurrence of depression (dent deformation) can be prevented.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図9は本発明の一実施の形
態に係る丸ビレットの連続鋳造に使用する鋳型の断面
図、図10は同部分詳細図、図11は同鋳型内に形成さ
れたエアギャップ部の展開説明図、図12は本発明の実
施の形態に係る鋳型と従来例に係る鋳型の面温度偏差を
示すグラフ、図13は他の実施の形態に係るエアギャッ
プ部の形状を示す説明図、図14は本発明の実施の形態
に係る鋳型と従来例の鋳型の使用可能領域の説明図であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. Here, FIG. 9 is a sectional view of a mold used for continuous casting of a round billet according to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a detailed view of the same part, and FIG. 11 is a view of an air gap formed in the mold. FIG. 12 is a graph showing the surface temperature deviation between the mold according to the embodiment of the present invention and the mold according to the conventional example, and FIG. 13 is an explanatory diagram showing the shape of an air gap portion according to another embodiment. FIG. 14 is an explanatory diagram of usable areas of the mold according to the embodiment of the present invention and the mold of the conventional example.
【0014】本発明の一実施の形態に係る丸ビレットの
連続鋳造に使用する鋳型15は、図9〜図11に示すよ
うに、モールドテーパーは0.6%/m、上部内周は直
径が133mmの円形となって、鋳型15の上端から定
常状態で形成されるメニスカスの最下位置M(以下、単
にメニスカスという)までの距離hは約100mm程度
となっている。そして、メニスカスMから距離g(=2
0mm)の位置にピッチp(=25mm)で、幅δ(=
12mm)で、長さL(=100mm)、深さd(=1
mm)の均等配置された3本の横溝16が略千鳥状に位
相をずらして3条配置されたエアギャップ部17が形成
されている(図11参照)。この鋳型15を用いて、表
1に示す成分・性状の溶鋼の連続鋳造を行い、直径略1
30mmの丸ビレットを製造した。
As shown in FIGS. 9 to 11, a mold 15 used for continuous casting of a round billet according to an embodiment of the present invention has a mold taper of 0.6% / m, and an upper inner periphery having a diameter. It is a circle of 133 mm, and the distance h from the upper end of the mold 15 to the lowermost position M of the meniscus formed in a steady state (hereinafter, simply referred to as meniscus) is about 100 mm. Then, the distance g (= 2) from the meniscus M
0 mm) at a pitch p (= 25 mm) and a width δ (=
12 mm), length L (= 100 mm), depth d (= 1
(mm), three air grooves 17 are formed in which three lateral grooves 16 are arranged in a staggered manner with three horizontal grooves 16 shifted in phase (see FIG. 11). Continuous casting of molten steel having the components and properties shown in Table 1 was performed using
A 30 mm round billet was manufactured.
【0015】[0015]
【表1】 [Table 1]
【0016】鋳型15の上端から150mm程度の鋳型
銅板の中央部の面温度偏差(最大温度−最小温度)を測
定した結果を図12に従来例に係る鋳型(即ち、エアギ
ャップ部が形成されていない鋳型)と比較した場合につ
いて示すが、本実施の形態(A)の方が従来例に係る鋳
型(B)に比較して面温度偏差が小さいことが分かる。
これによって、図9に示すように、鋳型15と凝固シェ
ル18間の隙間の偏差が減少し、凝固シェル18の周面
の不均一冷却が緩和されて、丸ビレットの真円度が少な
く(1%以下)なった。
FIG. 12 shows the result of measuring the surface temperature deviation (maximum temperature-minimum temperature) of the center portion of the mold copper plate about 150 mm from the upper end of the mold 15. FIG. 12 shows a mold according to the conventional example (ie, an air gap portion is formed). In this case, it is found that the surface temperature deviation of the embodiment (A) is smaller than that of the mold (B) according to the conventional example.
Thereby, as shown in FIG. 9, the deviation of the gap between the mold 15 and the solidified shell 18 is reduced, uneven cooling of the peripheral surface of the solidified shell 18 is reduced, and the roundness of the round billet is reduced (1). % Or less).
【0017】また、エアギャップ部17の部分も十分な
凝固シェル18が形成されているので、溶鋼19(溶湯
の一例)によって押されても凝固シェル18が横溝16
内に食い込むことがなく、更には長期間使用しても鋳型
15の上部から注入する潤滑油の一例であるレプシード
オイルの炭化物による目詰まりも生じ無かった。表2
は、溝深さ(d)、凹部面積率、溝幅(δ)、どて幅
(A)、溝ピッチ(p)を種々変えた場合の製造された
丸ビレットの真円度を示しているが、何れの場合であっ
ても、良好であることを示している。
Further, since the solidified shell 18 is sufficiently formed also in the air gap portion 17, even if the solidified shell 18 is pushed by the molten steel 19 (an example of molten metal), the solidified shell 18 is formed in the lateral groove 16.
There was no clogging with carbide of repseed oil, which is an example of lubricating oil injected from the upper part of the mold 15, even after long-term use. Table 2
Indicates the roundness of the manufactured round billet when the groove depth (d), the concave area ratio, the groove width (δ), the width (A), and the groove pitch (p) are variously changed. Indicates that in any case, it is good.
【0018】[0018]
【表2】 [Table 2]
【0019】図13は、本発明の他の実施の形態に係る
鋳型でのエアギャップ部の形成態様を示すが、(A)は
多数形成された丸型のディンプル21を、(B)は多数
形成された角型のディンプル22を、(C)は多数形成
された六角型のディンプル23を示し、これらが鋳型の
内周面に均等に形成されていることになる。なお、これ
らの実施の形態において、何れの場合も、窪みの平均エ
アギャップ深さ(どて部と溝又はディンプルの深さの平
均値をいう)は0.1〜0.5mm程度、溝幅又はディ
ンプルの径は3mm以上で、オシレーション振幅×2+
10mm程度以内、溝又はディンプルの平均面積率は1
5〜80%であったが、この範囲であれば3m/min
程度の鋳造速度であっても、製造された丸ビレットの真
円度が1%以下であった。
FIGS. 13A and 13B show the formation of an air gap portion in a mold according to another embodiment of the present invention. FIG. 13A shows a large number of round dimples 21 formed, and FIG. (C) shows a large number of hexagonal dimples 23 which are formed on the inner peripheral surface of the mold. In any of these embodiments, in any case, the average air gap depth of the dent (refers to the average value of the depth of the recess and the groove or the dimple) is about 0.1 to 0.5 mm, and the groove width is about 0.1 to 0.5 mm. Or the diameter of the dimple is 3mm or more, oscillation amplitude x 2+
Within about 10 mm, average area ratio of groove or dimple is 1
5 to 80%, but within this range, 3 m / min.
The roundness of the manufactured round billet was 1% or less, even at a casting speed of the order.
【0020】図14は、前記実施の形態に示す鋳型を用
いて丸ビレットを製造した場合と、従来例に係る鋳型を
用いて丸ビレットを製造した場合の比較を示すが、斜線
で示すように、本発明の実施の形態に係る鋳型を用いた
方が、高速鋳造領域であっても真円度が1%以下と小さ
いことが分かる。なお、前記実施の形態においては、直
線状のテーパーは1段であったが、2段テーパーあるい
は多段テーパー、パラボリックテーパーであっても、本
発明は適用される。
FIG. 14 shows a comparison between a case where a round billet is manufactured using the mold shown in the embodiment and a case where a round billet is manufactured using the mold according to the conventional example. It can be seen that when the mold according to the embodiment of the present invention is used, the roundness is 1% or less even in the high-speed casting region. In the above-described embodiment, the linear taper is one step. However, the present invention is applicable to a two-step taper, a multi-step taper, and a parabolic taper.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】丸ビレット面間熱流束偏差と真円度との関係を
示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between a heat flux deviation between round billets and roundness.
【図2】平均エアギャップ深さと熱流束との関係を示す
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an average air gap depth and a heat flux.
【図3】横溝、ディンプル深さと熱流束との関係を示す
グラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a lateral groove, a dimple depth, and a heat flux.
【図4】凝固シェルの生成状況の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a generation state of a solidified shell.
【図5】溝、ディンプルの形成開始位置と鋳片表面欠陥
発生率との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the formation start position of grooves and dimples and the rate of occurrence of slab surface defects.
【図6】平均エアギャップ深さと真円度との関係を示す
グラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an average air gap depth and roundness.
【図7】溝幅、ディンプル径と真円度との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between groove width, dimple diameter, and roundness.
【図8】本発明の一実施の形態に係る丸ビレットの連続
鋳造に使用する鋳型の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view of a mold used for continuous casting of a round billet according to one embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施の形態に係る丸ビレットの連続
鋳造に使用する鋳型の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a mold used for continuous casting of a round billet according to one embodiment of the present invention.
【図10】同部分詳細図である。FIG. 10 is a detailed view of the same part.
【図11】同鋳型内に形成されたエアギャップ部の展開
説明図である。
FIG. 11 is a development explanatory view of an air gap formed in the mold.
【図12】本発明の実施の形態に係る鋳型と従来例に係
る鋳型の面温度偏差を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the surface temperature deviation between the mold according to the embodiment of the present invention and the mold according to the conventional example.
【図13】他の実施の形態に係るエアギャップ部の形状
を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a shape of an air gap portion according to another embodiment.
【図14】本発明の実施の形態に係る鋳型と従来例の鋳
型の使用可能領域の説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of usable areas of a mold according to an embodiment of the present invention and a mold of a conventional example.
【図15】従来例に係る鋳型の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a mold according to a conventional example.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
15 丸ビレットの連続鋳造に使用する鋳型 16 横溝 17 エアギャ
ップ部 18 凝固シェル 19 溶鋼(溶
湯) 21 ディンプル 22 ディンプ
ル 23 ディンプル M メニスカス
15 Mold used for continuous casting of round billet 16 Horizontal groove 17 Air gap section 18 Solidified shell 19 Molten steel (molten metal) 21 Dimple 22 Dimple 23 Dimple M Meniscus
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−47844(JP,A) 特開 平8−206786(JP,A) 特開 昭56−136257(JP,A) 特開 昭56−136258(JP,A) 特開 平2−200357(JP,A) 特開 平2−220738(JP,A) 特開 昭57−58960(JP,A) 特開 昭51−50819(JP,A) 特開 平7−204788(JP,A) 特開 平7−116782(JP,A) 特開 平6−297103(JP,A) 特開 昭56−19957(JP,A) 特開 平8−187551(JP,A) 特開 平8−187550(JP,A) 特開 昭55−64950(JP,A) 特開 昭64−75146(JP,A) 特開 昭57−156862(JP,A) 実開 昭57−7659(JP,U) 実開 昭49−143411(JP,U) 実公 昭42−10654(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/04 311 B22D 11/00 B22D 11/051 B22D 11/07 Continuation of front page (56) References JP-A-9-47844 (JP, A) JP-A-8-206786 (JP, A) JP-A-56-136257 (JP, A) JP-A-56-136258 (JP) JP-A-2-200357 (JP, A) JP-A-2-22038 (JP, A) JP-A-57-58960 (JP, A) JP-A-51-50819 (JP, A) JP-A-7-204788 (JP, A) JP-A-7-116782 (JP, A) JP-A-6-297103 (JP, A) JP-A-56-19957 (JP, A) JP-A-8-187551 (JP, A) A) JP-A-8-187550 (JP, A) JP-A-55-64950 (JP, A) JP-A-64-75146 (JP, A) JP-A-57-156862 (JP, A) -7659 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 49-143411 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 42-10654 (JP, Y1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B22D 11/04 311 B22D 11/00 B22D 11/051 B22D 11/07

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】 上下方向にオシレートし、内側の断面が
    円形の鋳型に、上部から溶湯を注入すると共に少量の潤
    滑油を注入しながら鋳造を行う丸ビレットの連続鋳造方
    法において、 前記鋳型の内面を下方に向かって徐々に縮小するテーパ
    ーとし、成長して下方に移動する凝固シェルとの隙間を
    小さく保つと共に、定常操業状態のメニスカス最下位置
    より下位置で200mm以内の前記鋳型の内周面に、1
    又は複数の横溝あるいは多数のディンプルからなるエア
    ギャップ部をそれぞれ設け、通過する前記凝固シェルの
    緩冷却を行って前記鋳型の各内面の冷却能を略均一と
    し、前記丸ビレットの側周変形を減少させることを特徴
    とする丸ビレットの連続鋳造方法。
    1. A continuous casting method for a round billet in which a molten metal is injected from above and a small amount of lubricating oil is injected into a mold having a circular inner cross section, which is vertically oscillated and has a circular inner cross section. Is a taper that gradually decreases downward, keeps a small gap between the solidified shell that grows and moves downward, and the inner peripheral surface of the mold within 200 mm below the lowermost meniscus position in a steady operation state. And 1
    Or, an air gap portion comprising a plurality of lateral grooves or a large number of dimples is provided, and the cooling ability of each inner surface of the mold is made substantially uniform by performing slow cooling of the solidified shell passing therethrough, thereby reducing lateral deformation of the round billet. A continuous casting method for a round billet.
  2. 【請求項2】 上下方向にオシレートし、上部から溶湯
    を注入すると共に少量の潤滑油を注入して丸ビレットの
    連続鋳造を行う内側の断面が円形の鋳型において、 内面を下方に向かって徐々に縮小するテーパーとし、更
    に、定常操業状態のメニスカス最下位置より下位置で2
    00mm以内の前記鋳型の内面に、平均エアギャップ深
    さが20μm以上でその幅(W)が以下の式を満足する
    横溝を内周に設けたことを特徴とする丸ビレットの連続
    鋳造に使用する鋳型。 3mm ≦ W ≦(鋳型のオシレーション振幅)×2
    +10mm
    2. A mold having a circular inner cross section, which is vertically oscillated, injects a molten metal from above, and injects a small amount of lubricating oil to continuously cast a round billet. The taper is to be reduced.
    A lateral groove having an average air gap depth of 20 μm or more and a width (W) satisfying the following expression is provided on the inner surface of the mold within 00 mm, and is used for continuous casting of round billets. template. 3 mm ≦ W ≦ (oscillation amplitude of mold) × 2
    + 10mm
  3. 【請求項3】 上下方向にオシレートし、上部から溶湯
    を注入すると共に少量の潤滑油を注入して丸ビレットの
    連続鋳造を行う内側の断面が円形の鋳型において、 内面を下方に向かって徐々に縮小するテーパーとし、更
    に、定常操業状態のメニスカス最下位置より下位置で2
    00mm以内の前記鋳型の内面に、平均エアギャップ深
    さが20μm以上でその径(D)が以下の式を満足する
    ディンプルを、内周面に隙間を設けて多数形成したこと
    を特徴とする丸ビレットの連続鋳造に使用する鋳型。 3mm ≦ D ≦(鋳型のオシレーション振幅)×2
    +10mm
    3. A mold having a circular inner cross section, which is oscillated in the vertical direction, injects a molten metal from the upper part and injects a small amount of lubricating oil to continuously cast a round billet. The taper is to be reduced.
    A large number of dimples having an average air gap depth of 20 μm or more and a diameter (D) satisfying the following expression are formed on the inner surface of the mold within 00 mm by providing a gap on the inner peripheral surface. Mold used for continuous casting of billets. 3 mm ≦ D ≦ (oscillation amplitude of mold) × 2
    + 10mm
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