JP3108263B2 - 連続鋳造における鋳片ストランドの連続鍛圧方法 - Google Patents
連続鋳造における鋳片ストランドの連続鍛圧方法Info
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【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、連続鋳造における鋳
片ストランド (高級線棒材、高級厚板材等の厳格材) の
連続鍛圧方法に関し、とくに金型を使用した加工を行う
場合に発生しがちな表面割れを起こすことなしに、鋳片
ストランドの中心偏析を軽減し安定した品質になる鋳造
鋳片を得ようとするものである。
片ストランド (高級線棒材、高級厚板材等の厳格材) の
連続鍛圧方法に関し、とくに金型を使用した加工を行う
場合に発生しがちな表面割れを起こすことなしに、鋳片
ストランドの中心偏析を軽減し安定した品質になる鋳造
鋳片を得ようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼の連続鋳造では、鋳片ストランドの最
終凝固域の厚さ中心部においてＣ，Ｓ，Ｐなどの溶鋼成
分が濃化し正偏析となりやすい。これは、厚板製品での
板厚方向の機械的性質の低下やラミネーシンョンの発生
原因となり従来の鋳造法では避けがたい品質欠陥の一つ
になっていた。
終凝固域の厚さ中心部においてＣ，Ｓ，Ｐなどの溶鋼成
分が濃化し正偏析となりやすい。これは、厚板製品での
板厚方向の機械的性質の低下やラミネーシンョンの発生
原因となり従来の鋳造法では避けがたい品質欠陥の一つ
になっていた。
【０００３】このような偏析に起因した品質欠陥の改善
を図る試みとしては、連続鋳造用鋳型より引き抜いた鋳
片ストランドに対し、その凝固完了点近傍域で鍛圧金型
による大圧下を施しこれによって鋳片ストランドの厚さ
中心部の偏析度を任意に制御するようにした特開昭63-1
83765 号公報，特開平2-15857 号公報などが参照され
る。
を図る試みとしては、連続鋳造用鋳型より引き抜いた鋳
片ストランドに対し、その凝固完了点近傍域で鍛圧金型
による大圧下を施しこれによって鋳片ストランドの厚さ
中心部の偏析度を任意に制御するようにした特開昭63-1
83765 号公報，特開平2-15857 号公報などが参照され
る。
【０００４】上記の公報に開示されている技術は、いず
れも鍛圧加工によって鋳片ストランドの内部に存在する
濃化溶鋼を上流側に絞り出そうとするものであって、こ
の方式は連続鋳造において不可避であった鋳片ストラン
ドの中心偏析を内部割れ等を発生させることなしに軽減
できる極めて有効な手段であるといえた。ところが、こ
の方式、とくに鍛圧金型にて鋳片ストランドの全幅につ
き加工を行った場合においては幅方向の中央部近傍域に
表面割れが発生する不具合があった。
れも鍛圧加工によって鋳片ストランドの内部に存在する
濃化溶鋼を上流側に絞り出そうとするものであって、こ
の方式は連続鋳造において不可避であった鋳片ストラン
ドの中心偏析を内部割れ等を発生させることなしに軽減
できる極めて有効な手段であるといえた。ところが、こ
の方式、とくに鍛圧金型にて鋳片ストランドの全幅につ
き加工を行った場合においては幅方向の中央部近傍域に
表面割れが発生する不具合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、鋳
片ストランドの内部品質の改善を図るとともに、鍛圧金
型で鋳片ストランドの全幅を鍛圧加工した際に発生する
表面割れも同時に回避し得る鍛圧加工方法を提案すると
ころにある。
片ストランドの内部品質の改善を図るとともに、鍛圧金
型で鋳片ストランドの全幅を鍛圧加工した際に発生する
表面割れも同時に回避し得る鍛圧加工方法を提案すると
ころにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、相互に近
接、離隔可能な鍛圧金型の往復運動の繰り返しにて、連
続鋳造用鋳型より引き抜いた鋳片ストランドの凝固完了
点近傍域を、連続的に鍛圧加工するに当たり、鍛圧金型
による加工を、下記の条件を満足する加工代にして行う
ことを特徴とする連続鋳造における鋳片ストランドの連
続鍛圧方法 (第１発明) である。 記 ε≦0.10、ｂ≦ｗ＜0.85Ｗ ε：鍛圧加工時における鋳片ストランドの長手方向の伸
び率 ｂ：鋳片ストランドの鍛圧加工前における未凝固幅 ｗ：鋳片ストランドの幅方向における加工代 Ｗ：鋳片ストランドの幅寸法
接、離隔可能な鍛圧金型の往復運動の繰り返しにて、連
続鋳造用鋳型より引き抜いた鋳片ストランドの凝固完了
点近傍域を、連続的に鍛圧加工するに当たり、鍛圧金型
による加工を、下記の条件を満足する加工代にして行う
ことを特徴とする連続鋳造における鋳片ストランドの連
続鍛圧方法 (第１発明) である。 記 ε≦0.10、ｂ≦ｗ＜0.85Ｗ ε：鍛圧加工時における鋳片ストランドの長手方向の伸
び率 ｂ：鋳片ストランドの鍛圧加工前における未凝固幅 ｗ：鋳片ストランドの幅方向における加工代 Ｗ：鋳片ストランドの幅寸法
【０００７】また、この発明は、鋳片ストランドの鍛圧
加工位置における未凝固厚ｄが少なくとも0.02Ｄ (Ｄ：
鋳片ストランドの厚さ) になる場合においては、下記の
条件を満足する加工代にして鍛圧加工を行うことを特徴
とする連続鋳造における鋳片ストランドの連続鍛圧方法
(第２発明) である。 記 ＡR ≦0.30ＡO Ｗ−1.18Ｄ≦ｗ＜0.85Ｗ ＡR ：鍛圧加工時における鋳片ストランドの幅方向断面
の圧下面積 Ａ0 ：鍛圧加工前の鋳片ストランドの幅方向断面におけ
る面積 ｗ：鋳片ストランドの幅方向における加工代 Ｗ：鋳片ストランドの幅寸法
加工位置における未凝固厚ｄが少なくとも0.02Ｄ (Ｄ：
鋳片ストランドの厚さ) になる場合においては、下記の
条件を満足する加工代にして鍛圧加工を行うことを特徴
とする連続鋳造における鋳片ストランドの連続鍛圧方法
(第２発明) である。 記 ＡR ≦0.30ＡO Ｗ−1.18Ｄ≦ｗ＜0.85Ｗ ＡR ：鍛圧加工時における鋳片ストランドの幅方向断面
の圧下面積 Ａ0 ：鍛圧加工前の鋳片ストランドの幅方向断面におけ
る面積 ｗ：鋳片ストランドの幅方向における加工代 Ｗ：鋳片ストランドの幅寸法
【０００８】
【作用】連続鋳造用鋳型より引き抜いた鋳片ストランド
の凝固完了点近傍域で、該ストランドの全幅にわたるよ
うな鍛圧加工を行うと、図１に示すように、鋳片ストラ
ンド１の幅方向中央部域に表面割れ２が発生する。
の凝固完了点近傍域で、該ストランドの全幅にわたるよ
うな鍛圧加工を行うと、図１に示すように、鋳片ストラ
ンド１の幅方向中央部域に表面割れ２が発生する。
【０００９】鍛圧加工に際して幅方向の全域について圧
下を行うと、鋳片ストランドの幅方向の中央部というの
は、図２に示すように、その部位における未凝固部３が
圧着されるまでは単に平行移動するだけで伸ばされるよ
うなことはない。しかしながら、その端部については集
中的に伸ばされるため、これに伴い中央部も伸ばされ、
これが原因となって表面割れが発生するものと考えられ
る。
下を行うと、鋳片ストランドの幅方向の中央部というの
は、図２に示すように、その部位における未凝固部３が
圧着されるまでは単に平行移動するだけで伸ばされるよ
うなことはない。しかしながら、その端部については集
中的に伸ばされるため、これに伴い中央部も伸ばされ、
これが原因となって表面割れが発生するものと考えられ
る。
【００１０】この表面割れの発生限界は、図４に示すよ
うに、鍛圧加工時における鋳片ストランドの長手方向
（Ｌ方向）の伸びによってほぼ整理することができる。
ここに、鋳片ストランドの幅方向の全域を圧下する場合
は、部分的な圧下に比べ幅方向の断面（Ｃ断面）におけ
る圧下面積が大きいので割れやすいといえる。
うに、鍛圧加工時における鋳片ストランドの長手方向
（Ｌ方向）の伸びによってほぼ整理することができる。
ここに、鋳片ストランドの幅方向の全域を圧下する場合
は、部分的な圧下に比べ幅方向の断面（Ｃ断面）におけ
る圧下面積が大きいので割れやすいといえる。
【００１１】図４のように、鋳片ストランドのＣ断面に
おける圧下面積をＡR 、鍛圧加工によるＬ方向の伸びを
εとすると、εは下記式で求めることができる。 ＡO Ｌ0 ＝（ＡO −ＡR η）・（１＋ε）Ｌ0 ∴ε＝１／（ＡO ／ＡR ・η）−１ ---(１) ここに、 ＡO ：鍛圧加工前の鋳片ストランドのＣ断面の面積 Ｌ0 ：鍛圧加工前の鋳片ストランドの長さ η ：Ｃ断面の圧下面積ＡR に対してＬ方向伸びとなっ
てメタルフローする割合
おける圧下面積をＡR 、鍛圧加工によるＬ方向の伸びを
εとすると、εは下記式で求めることができる。 ＡO Ｌ0 ＝（ＡO −ＡR η）・（１＋ε）Ｌ0 ∴ε＝１／（ＡO ／ＡR ・η）−１ ---(１) ここに、 ＡO ：鍛圧加工前の鋳片ストランドのＣ断面の面積 Ｌ0 ：鍛圧加工前の鋳片ストランドの長さ η ：Ｃ断面の圧下面積ＡR に対してＬ方向伸びとなっ
てメタルフローする割合
【００１２】鍛圧加工に際して、表面割れを防止するに
は、上掲図３に示したような鍛圧加工実績よりε≦0.10
とすればよく、従って、下記式となるように圧下面積Ａ
R を制限すればよい。 １／ (ＡO ／ＡR ・η) −１≦0.10 --- (２)
は、上掲図３に示したような鍛圧加工実績よりε≦0.10
とすればよく、従って、下記式となるように圧下面積Ａ
R を制限すればよい。 １／ (ＡO ／ＡR ・η) −１≦0.10 --- (２)
【００１３】鍛圧加工実績より上記ηは0.3 〜0.7 であ
り、これを上記 (２) 式に代入すると、 ＡR ≦εＡO ／（１＋ε）η＝0.10Ａ0 ／1.10×(0.3〜0.7) ＝(0.303〜0.129)Ａ0 ≒(0.12 〜0.30) ＡO であり、これより、鍛圧加工時の圧下面積は少なくと
も、 ＡR ≦0.30ＡO ---(３) とする必要がある。従って、上記 (３) 式を満足するよ
うに圧下面積を制限すれば鋳片ストランドの表面割れを
防止することができる。
り、これを上記 (２) 式に代入すると、 ＡR ≦εＡO ／（１＋ε）η＝0.10Ａ0 ／1.10×(0.3〜0.7) ＝(0.303〜0.129)Ａ0 ≒(0.12 〜0.30) ＡO であり、これより、鍛圧加工時の圧下面積は少なくと
も、 ＡR ≦0.30ＡO ---(３) とする必要がある。従って、上記 (３) 式を満足するよ
うに圧下面積を制限すれば鋳片ストランドの表面割れを
防止することができる。
【００１４】一方、鍛圧金型の圧下幅は、鋳片ストラン
ドの内部品質を改善する条件と、圧下力の制約によって
も決まるものである。
ドの内部品質を改善する条件と、圧下力の制約によって
も決まるものである。
【００１５】図５に示したところにおいて、中心偏析を
軽減するために必要な鋳片ストランドの最小未凝固厚ｄ
を、ｄ＝0.02Ｄとした場合に、凝固シェル厚ｅは下記式
で表すことができる。 ｅ＝ (Ｄ−ｄ) ／２＝0.490 Ｄ --- (４)
軽減するために必要な鋳片ストランドの最小未凝固厚ｄ
を、ｄ＝0.02Ｄとした場合に、凝固シェル厚ｅは下記式
で表すことができる。 ｅ＝ (Ｄ−ｄ) ／２＝0.490 Ｄ --- (４)
【００１６】鋳片ストランドの短辺側の凝固シェルの厚
さｃについては、鋳片ストランドの厚さがその幅寸法よ
りも小さいので、上記の凝固シェル厚ｅよりも大きく、
通常、20％程度は大きくみることができるので、これを
考慮して未凝固幅ｂを求めるれと以下のようになる。 ｂ＝Ｗ−２ｃ＝Ｗ−２×1.2 ×ｅ ＝Ｗ−2.4 ×0.490 Ｄ＝Ｗ−1.18Ｄ --- (５)
さｃについては、鋳片ストランドの厚さがその幅寸法よ
りも小さいので、上記の凝固シェル厚ｅよりも大きく、
通常、20％程度は大きくみることができるので、これを
考慮して未凝固幅ｂを求めるれと以下のようになる。 ｂ＝Ｗ−２ｃ＝Ｗ−２×1.2 ×ｅ ＝Ｗ−2.4 ×0.490 Ｄ＝Ｗ−1.18Ｄ --- (５)
【００１７】よって、鋳片ストランドの中心偏析を完全
になくすためには、加工代ｗを下記式のように設定すれ
ばよい。 Ｗ−1.18Ｄ≦ｗ＜Ｗ ---(8)
になくすためには、加工代ｗを下記式のように設定すれ
ばよい。 Ｗ−1.18Ｄ≦ｗ＜Ｗ ---(8)
【００１８】また、部分圧下のメリットは、圧下力を低
減できるところにあるが、これは圧延工程において、パ
ス回数の増大を招き、歩留り低下、生産性の低下につな
がるおそれがある。このような場合には、全幅圧下とす
るのが望ましい。
減できるところにあるが、これは圧延工程において、パ
ス回数の増大を招き、歩留り低下、生産性の低下につな
がるおそれがある。このような場合には、全幅圧下とす
るのが望ましい。
【００１９】所要圧下力は、主に、圧下する面積によっ
て決まるが、部分圧下は圧下面の両側面で幅広げ作用も
有するので次式に示すように同じ圧下面積、全幅圧下に
比べ圧下力は大きくなる。 Ｐ＝ｋσＡ --- (９) ここに、ｋ：圧下力係数 (全幅圧下 ｋ＝１, 部分圧下
ｋ＝1.15〜1.2) σ：変形抵抗 Ａ：圧下面積
て決まるが、部分圧下は圧下面の両側面で幅広げ作用も
有するので次式に示すように同じ圧下面積、全幅圧下に
比べ圧下力は大きくなる。 Ｐ＝ｋσＡ --- (９) ここに、ｋ：圧下力係数 (全幅圧下 ｋ＝１, 部分圧下
ｋ＝1.15〜1.2) σ：変形抵抗 Ａ：圧下面積
【００２０】すなわち、同じ圧下面積でも部分圧下を行
ったほうが、全幅圧下より圧下力は15〜20％大きくな
る。従って、部分圧下を行うことによって圧下力を軽減
するためには、部分圧下の圧下幅ｗは全幅圧下の圧下幅
Ｗに対して下記の条件を満足する必要がある。 ｗ≦ (１／ｋ）Ｗ＝１／（1.15〜1.20) Ｗ＝ (0.879 〜
0.833)Ｗ≒0.85Ｗ ∴ｗ≦0.85Ｗ ---(10)
ったほうが、全幅圧下より圧下力は15〜20％大きくな
る。従って、部分圧下を行うことによって圧下力を軽減
するためには、部分圧下の圧下幅ｗは全幅圧下の圧下幅
Ｗに対して下記の条件を満足する必要がある。 ｗ≦ (１／ｋ）Ｗ＝１／（1.15〜1.20) Ｗ＝ (0.879 〜
0.833)Ｗ≒0.85Ｗ ∴ｗ≦0.85Ｗ ---(10)
【００２１】これより、連続的な鍛圧加工を行うに当た
って、表面割れを防止するとともに、中心偏析の軽減と
圧下力の軽減を図るには、金型の幅は上記 (８) 、 (1
0) 式をまとめて下記(11)式のように決定しこの幅の金
型を用いて圧下面積を (３) 式の条件を満足するように
選定すればよい。 Ｗ−1.18Ｄ≦ｗ≦0.85Ｗ ---(11)
って、表面割れを防止するとともに、中心偏析の軽減と
圧下力の軽減を図るには、金型の幅は上記 (８) 、 (1
0) 式をまとめて下記(11)式のように決定しこの幅の金
型を用いて圧下面積を (３) 式の条件を満足するように
選定すればよい。 Ｗ−1.18Ｄ≦ｗ≦0.85Ｗ ---(11)
【００２２】
【実施例】幅700 mm、厚さ300 mmになる鋳片ストランド
(Ｃ：0.08％, Mn：1.5 ％、Ｐ：0.005 ％、Ｓ：0.003
％含む) の連続鋳造 (鋳造速度：1.0 m ／min ) を行い
つつ、該ストランドの凝固完了点近傍域 (未凝固厚が25
mm、未凝固幅が370 mmの位置) で金型による連続的な鍛
圧加工 (圧下幅：450 mm, 700 mm、圧下量：70mmの位
置) を行い、表面割れの発生状況について調査した。こ
こに、圧下幅 (ｗ) ：450 mmの場合、Ｗ−1.18Ｄ＝700
−1.18×300 ＝346 mm,0.85 Ｗ＝0.85×700 ＝595 mm,
ＡO ＝30×70mm＝2100cm2,ＡR ＝｛(45 ＋38) ／２｝×
3.5 ×２＝290.5 cm2 , ＡR ／ＡO ＝0.138 であって、
式 (３) および (９) を満たす。
(Ｃ：0.08％, Mn：1.5 ％、Ｐ：0.005 ％、Ｓ：0.003
％含む) の連続鋳造 (鋳造速度：1.0 m ／min ) を行い
つつ、該ストランドの凝固完了点近傍域 (未凝固厚が25
mm、未凝固幅が370 mmの位置) で金型による連続的な鍛
圧加工 (圧下幅：450 mm, 700 mm、圧下量：70mmの位
置) を行い、表面割れの発生状況について調査した。こ
こに、圧下幅 (ｗ) ：450 mmの場合、Ｗ−1.18Ｄ＝700
−1.18×300 ＝346 mm,0.85 Ｗ＝0.85×700 ＝595 mm,
ＡO ＝30×70mm＝2100cm2,ＡR ＝｛(45 ＋38) ／２｝×
3.5 ×２＝290.5 cm2 , ＡR ／ＡO ＝0.138 であって、
式 (３) および (９) を満たす。
【００２３】その結果、圧下幅を700 mmとした鍛圧加工
では表面割れ指数が100 であったが、圧下幅を450 mmと
した場合においては２であり、鍛圧加工に起因した割れ
が殆どないことが確認できた。
では表面割れ指数が100 であったが、圧下幅を450 mmと
した場合においては２であり、鍛圧加工に起因した割れ
が殆どないことが確認できた。
【００２４】
【発明の効果】この発明によれば、内部品質が良好で、
かつ表面われのない鋳造鋳片を安定して製造することが
できる。
かつ表面われのない鋳造鋳片を安定して製造することが
できる。
【図１】鍛圧加工による表面割れの発生状況を示した図
である。
である。
【図２】従来の鍛圧加工状況を示した図である。
【図３】圧下幅ｗと鋳片ストランドの長手方向における
伸び率εの関係を示したグラフである。
伸び率εの関係を示したグラフである。
【図４】鋳片ストランドの鍛圧加工後におけるＣ断面の
形状を示した図である。
形状を示した図である。
【図５】鋳片ストランドの鍛圧加工前におけるＣ断面の
形状を示した図である。
形状を示した図である。
【符号の説明】 １ 鋳片ストランド ２ 表面割れ ３ 未凝固部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−297121（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−126405（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−228647（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−249254（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−262320（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−47512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−132247（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−15857（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−281050（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−126406（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−281048（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−183765（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−315745（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−133556（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−37356（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−100661（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/128 350 B21J 1/02
Claims (2)
- 【請求項１】 相互に近接、離隔可能な鍛圧金型の往復
運動の繰り返しにて、連続鋳造用鋳型より引き抜いた鋳
片ストランドの凝固完了点近傍域を、連続的に鍛圧加工
するに当たり、 鍛圧金型による加工を下記の条件を満足する加工代にし
て行うことを特徴とする連続鋳造における鋳片ストラン
ドの連続鍛圧方法。 記 ε≦0.10 ｂ≦ｗ≦0.85Ｗ ε：鍛圧加工時における鋳片ストランドの長手方向の伸
び率 ｂ：鋳片ストランドの鍛圧加工前における未凝固幅 ｗ：鋳片ストランドの幅方向における加工代 Ｗ：鋳片ストランドの幅寸法 - 【請求項２】 相互に接近、離隔可能な鍛圧加工用金型
の往復運動の繰り返しにて、連続鋳造用鋳型より引き抜
いた鋳片ストランドの凝固完了点近傍域を、連続的に鍛
圧加工するに当たり、 鋳片ストランドの鍛圧加工位置における未凝固厚ｄが少
なくとも0.02Ｄ (Ｄ：鋳片ストランドの厚さ) になる場
合に、下記の条件を満足する加工代にして鍛圧加工を行
うことを特徴とする連続鋳造における鋳片ストランドの
連続鍛圧方法。 記 ＡR ≦0.30ＡO Ｗ−1.18Ｄ≦ｗ＜0.85Ｗ ＡR ：鍛圧加工時における鋳片ストランドの幅方向断面
の圧下面積 ＡO ：鍛圧加工前の鋳片ストランドの幅方向断面におけ
る面積 ｗ：鋳片ストランドの幅方向における加工代 Ｗ：鋳片ストランドの幅寸法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05331151A JP3108263B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 連続鋳造における鋳片ストランドの連続鍛圧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05331151A JP3108263B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 連続鋳造における鋳片ストランドの連続鍛圧方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07185762A JPH07185762A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3108263B2 true JP3108263B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=18240447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05331151A Expired - Fee Related JP3108263B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 連続鋳造における鋳片ストランドの連続鍛圧方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3108263B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP05331151A patent/JP3108263B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07185762A (ja) | 1995-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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