JP3217638B2

JP3217638B2 - 連続鋳造方法及びベルト式連続鋳造方法

Info

Publication number: JP3217638B2
Application number: JP08027195A
Authority: JP
Inventors: 順吉米田; 耕一平田; 宏中嶋; 慎二松尾; 則之金井; 聡堀岡; 圭一片平
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-04-07
Filing date: 1995-04-05
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: JPH07323355A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造方法及びベル
ト式連続鋳造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造は、例えば図１に示す鋳造
機で操業される。図１において、１は所定の断面を保持
されている固定振動式又は可動式のモールドであり、モ
ールド部１の下方には、鋳片３の下降に従って回転して
未凝固の鋳片３を支持する、複数対のサポートロール
２，５が所定の上下ロール軸心間距離Ｌを形成して配設
されている。

【０００３】溶鋼３ａを、モールド１の上方の、図示し
ていないタンディッシュ及び注湯ノズルから、モールド
部１に連続して注湯し、モールド１内で冷却された凝固
シェル３ｂを形成した鋳片３を下方からある鋳造速度で
引き抜く。この未凝固の鋳片３を、溶鋼静圧による凝固
シェル３ｂの変形（バルジング）を一定量以下にするた
めに両面からサポートロール２，５によって支持してそ
の厚さｔを保持し、下方に送出する。図中ＵＢＰは鋳片
３を彎曲から水平に矯正する矯正ロール、１０は連鋳機
出側端に配置した鋳片引き抜き用駆動ピンチロールを示
す。

【０００４】上記バルジング量δは次式で示される。

【０００５】δ＝Ａ・（ＰＬ³／Ｓ³）ここで、Ｐ：溶鋼静圧、Ｌ：サポートロールの軸心間距
離、Ｓ：シェル厚、Ａ：比例定数で示される。

【０００６】また，シェル厚Ｓは次式で示される。

【０００７】Ｓ＝ｋ（Ｄ／Ｖ）^1/2 ここで、ｋ：比例定数、Ｄ：鋳造長、Ｖ：鋳造速度で示
される。

【０００８】両式より、バルジング量δは、同一鋳造長
で次の式で示される。

【０００９】δ＝Ｂ・（Ｌ³Ｖ^3/2）ここで、Ｂ：比例定数。

【００１０】以上のとおり、バルジング量は上下ロール
軸心間距離Ｌ（以下ロール間距離Ｌと称する）が大きい
程、鋳造速度Ｖが大きいほど大きくなる。

【００１１】図５に鋳片３のバルジングを示すように、
この鋳片３は各サポートロール２間（無支持ゾーン）で
モールド部１の静圧Ｐによって凝固シェル３ｂが膨らむ
が、通常は鋳造速度が遅いと凝固シェル３ｂが厚くなっ
てバルジング量δが小さくなるために、凝固シェルの変
形が弾性変形内の変形となり、バルジング変形の残留は
なく、バルジング量δの時間的変化はない。

【００１２】ところが、鋳造速度が早くなると凝固シェ
ル３ｂが薄くなってバルジング量δが大きくなり、或る
限界のバルジング量を越えて凝固シェル３ｂが塑性変形
をする。そのためバルジング変形が残留し、鋳片の変形
は時間的に変化する。

【００１３】従って、図５に２点鎖線で示すようにバル
ジング部が次のサポートロール２の箇所に来ると、厚さ
ｔはｔ₁と薄くなり、この部分の容積が減少するので、
モールド１内の溶鋼湯面が上昇し、このバルジングの残
留した鋳片が各々のサポートロール２を通過する毎に湯
面３ｃが上下振動し、湯面３ｃのレベル制御が困難にな
る。

【００１４】また、湯面３ｃの上下振動が発生すると、
湯面３ｃのレベル制御が困難になり、鋳造を続けること
ができなくなる。また、上記のようなバルジングが鋳片
３の表面に残留すると、その平坦度が悪化し、厚さが不
揃いになって品質が著しく低下する。

【００１５】一方、従来のベルト式連続鋳造装置の一例
の概略構成を図６に示すが、図６において、５２は金属
製の１対のベルトであり、ロール５３に巻回され、双方
のベルト５２の下降部両端で挟持された短片ブロック連
結体から成る１対のサイドダム５４と共にエンドレスに
回転し、このベルト５２とサイドダム５４とによって、
モールド部５１が形成されている。

【００１６】５５は湯面検出器であり、モールド部５１
の上部に配設されている。モールド部５１の下方には、
鋳片３の下降に従って回転して未凝固の鋳片３を支持す
る、複数のサポートロール２が所定のロール間距離Ｌを
形成して列設されている。

【００１７】溶鋼３ａを、モールド部５１の上方の、図
示していないタンディッシュ及び注湯ノズルから、相対
するベルト５２及びサイドダム５４が下降しているモー
ルド部５１に、湯面検出器５５によって湯面３ｃを検出
しながら連続して注湯し、凝固シェル３ｂを形成した鋳
片３を下方から排出する。この未凝固の鋳片３を両面か
らサポートロール２によって支持してその厚さｔを保持
し、下方に排出する。

【００１８】図６における鋳片３のバルジングを示した
図７に示すように、この鋳片３は、上下のサポートロー
ル２による支点の間でモールド５１内の静圧Ｐによって
凝固シェル３ｂが膨らむが、通常は鋳造速度が遅いと凝
固シェル３ｂが厚くなってバルジング量δが小さくなる
上に、その下方の双方のサポートロール２によって、シ
ェル３ｂのバルジング部が塑性変形され、元の厚さｔに
復元する。

【００１９】ところがこのベルト式連続鋳造装置では、
鋳造速度が例えば１０m/min の高速鋳造が要求されるの
で、鋳片３が高速で下降するのと、モールド部５１の鋳
片出口のサポートロール２のロール間距離Ｌが、例えば
１９０〜２５０mmに広く設定されているので、図７に示
すように凝固シェル３ｂが薄くなって、バルジング量δ
が大きくなる。そして、このモールド部５１はベルト５
２が薄くて抜熱効果が高いので、凝固シェル３ｂの温度
が７００〜８００℃と低くその硬度が高くなり、厚さｔ
が復元しなくなる。

【００２０】従って、図７に２点鎖線で示すようにバル
ジング部が下方のサポートロール２の箇所に来ると、厚
さｔはｔ₁と薄くなり、この部分の容積が減少するの
で、モールド部５１内の溶鋼３ａが上昇し、このバルジ
ングの残留した鋳片３が各々のサポートロール２を通過
すると湯面３ｃが上下動し、湯面３ｃの制御が困難にな
る。

【００２１】実験によれば、図８に示すように、ロール
間距離Ｌ＝２１０mmとして中炭素鋼（Ｃ＝０．１６％）
を鋳造すると、鋳造速度が約６．５m/min でバルジング
量δが１mmを超えて残留し、湯面３ｃの振動が発生す
る。また、Ｌ＝１９０mmとすると、中炭素鋼では鋳造速
度が約８m/min で、低炭素鋼（Ｃ＝０．０５％）では鋳
造速度が約８．５m/min で、高炭素鋼（Ｃ＝０．２７
％）では鋳造速度が約９．５m/min でそれぞれバルジン
グ量δが１mmを超えて残留し、湯面３ｃの振動が発生す
る。

【００２２】以上説明したように、バルジング量δが１
mmを超えるとバルジングが残留し、湯面３ｃの振動が発
生することが考察できる。また、上記のようなバルジン
グが鋳片３の表面に残留すると、その平坦度が悪化し、
厚さが不揃いになって品質が著しく低下する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来の連続鋳造方法にみられたバルジング残留の問題を解
決するために提案されたものであり、鋳片のバルジング
残留を防止して湯面のレベル制御を容易にし、鋳片の品
質を向上させると共に高速鋳造が可能な連続鋳造方法を
提供することを課題としている。

【００２４】また、本発明は、従来のベルト式連続鋳造
装置に見られたバルジング発生の問題を解決するために
提案されたものであり、鋳片のバルジング残留を防止し
て湯面の制御を容易にし、鋳片の品質を向上することが
可能なベルト式連続鋳造方法を提供することを課題とし
ている。

【００２５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、連続
鋳造方法における前記課題を解決するため、鋳造速度を
２．５ｍ／分以上で溶融金属を連続鋳造するに際して、
モールド直下の複数対のサポートロールのロール間距離
Ｌを２２０mm以下で且つ鋳造速度Ｖ（ｍ／分）との関係
で５０６・Ｖ^-1/2以下にして鋳片を案内することにより
モールド内溶融金属湯面の上下振動を防止するようにし
た連続鋳造方法を提供する。

【００２６】本発明は、モールド部が鋳片と同期して移
動する無限軌道状帯やベルト等の移動モールドとモール
ド部が鋳片と同期しない固定振動モールドの両方に適用
できる。

【００２７】実験によれば、図２にロール間距離Ｌと鋳
造速度Ｖとの関係でモールド内湯面変動の発生状況を示
すように、鋳造速度を２．５ｍ／分以上にするとロール
間距離を２２０mm以下にしなければ湯面３ｃの上下振動
が必ず発生する。

【００２８】またロール間距離Ｌ＝２１０mmとして鋳造
すると、鋳造速度が約６．０ｍ／分で、湯面３ｃの上下
振動が発生する。また、Ｌ＝１９０mmとすると、鋳造速
度が約８ｍ／分で、Ｌ＝１６０mmとすると、鋳造速度が
約１２ｍ／分で、湯面３ｃの上下振動が発生する。

【００２９】これらによって、ロール間距離Ｌを、鋳造
速度Ｖに応じて、Ｌ≦５０６・Ｖ^-1 ^/2、かつ、Ｌ≦２２
０を満たせて連続鋳造を実施することにより２．５ｍ／
分以上の高速鋳造によって薄くなった鋳片の凝固シェル
のサポートロール間に発生するバルジング量を許容値以
下に保持し、シェルの塑性変形による変形形状の残留を
防止し、湯面の上下振動を防止する。つまり該ロール間
距離Ｌを前記Ｌ≦５０６・Ｖ^-1/2かつＬ≦２２０に満足
させないとバルジング量δがある限界値を超えるとバル
ジングが残留し、湯面３ｃの上下振動が発生する。

【００３０】このように、本発明の連続鋳造方法によれ
ば湯面変動の発生を防止し安定した鋳造が実現でき、鋳
造される鋳片にバルジングの残留が生じない。

【００３１】次に、本発明は、複数のロールに巻回して
エンドレスに回転する１対のベルトの下降部及びこのベ
ルトの下降部両端で挟持した１対のサイドダムから成る
モールド部と、このモールドから下方に排出した鋳片を
支持する複数のサポートロールから成る鋳片支持装置と
を具備したベルト式連続鋳造装置を用いた連続鋳造方法
における前記課題を解決するため、前記サポートロール
の上下ロール間距離を少くともモールド直下部分におい
て１８０mm以下にするベルト式連続鋳造方法を採用す
る。本発明において上下ロール間距離を１８０mm以下と
するモールド直下部分のサポートロールの区間としては
例えば３０００mmとすることができる。

【００３２】１対のベルト及び１対のサイドダムを回転
し、モールド部に溶湯を連続して注湯して冷却し、連続
鋳造した鋳片をこのモールド部から下方に排出するので
あるが、本発明によるベルト式連続鋳造方法ではこの鋳
片を、上下ロール間距離を１８０mm以下に短くしたサポ
ートロールによって両面から支持し、高速鋳造によって
薄くなった鋳片の凝固シェルのサポートロール間に発生
するバルジング量を許容値以下に保持し、シェルの塑性
変形によって所定の厚さに復元させてバルジングの残留
を防止する。

【００３３】

【実施例】以下、本発明による連続鋳造方法及びベルト
式連続鋳造方法の実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。まず、本発明による連続鋳造方法の実施例を図１、
図２を用いて具体的に説明する。

【００３４】図１において、２は小径のサポートロール
であり、モールド部１の直下の第１セグメント部４に所
定の間隔で対向し、上下方向の所要のロール間距離Ｌを
形成して列設されている。５は大径（直径２００mm）の
サポートロールであり、第２セグメント部６に列設され
ている。サポートロールは鋳造する最大の鋳片幅より１
００〜２００mm長い軸方向長さに設定され、鋳片の全幅
にわたりこれら１対のロールで鋳片を挟圧支持してい
る。

【００３５】溶鋼３ａを、モールド１の上方の、図示し
ていないタンディッシュ及び注湯ノズルから、モールド
１内に連続して注湯し、モールド内で冷却された凝固シ
ェル３ｂを形成した鋳片３をある鋳造速度で下方から引
き抜く。この未凝固の鋳片３を図示しない冷却スプレー
によって冷却しながら両面からサポートロール２によっ
て支持してその厚さｔを保持し、下方に送出する。

【００３６】（操業例１）上記の構成の連続鋳造機を用
いて、溶鋼成分：中炭素鋼（Ｃ＝０．１６％，Ｓｉ＝
０．４０％，Ｍｎ＝０．８％，Ｐ＝０．０２％，Ｓ＝
０．０１％）３４０Ｔｏｎ及び低炭素鋼（Ｃ＝０．０６
％，Ｍｎ＝０．３％，Ｐ＝０．０２％，Ｓ＝０．０１
％）３４０Ｔｏｎの各々について、次の各条件で連続鋳
造した。

【００３７】モールド形式：固定モールド、鋳片寸法：
７０mm厚×１５００mm幅、サポートロール２の直径：１
９５mm、サポートロール２のロール間距離Ｌ：２２０m
m、サポートロール２の設置本数：８。

【００３８】（１）鋳造速度２，５ｍ／分、５０６Ｖ
^-1/2＝３２０（図２のＡ）及び４ｍ／分、５０６・Ｖ
^-1/2＝２５３（図２のＢ）で鋳造した場合、湯面上下振
動の発生がなく、安定した鋳造を継続することができ
た。また、鋳片も、厚さの均一なものが得られた。

【００３９】（２）６ｍ／分、５０６・Ｖ^-1/2＝２０７
で鋳造をした場合（図２のＥ）、湯面の上下振動が発生
して、鋳造を継続することができなかった。

【００４０】（操業例２）操業例１とモールド以外同じ
構成の連鋳機を用いて、溶鋼成分：中炭素鋼（Ｃ＝０．
１６％，Ｓｉ＝０．４０％，Ｍｎ＝０．８％，Ｐ＝０．
０２％，Ｓ＝０．０１％）３４０Ｔｏｎ及び低炭素鋼
（Ｃ＝０．０６％，Ｍｎ＝０．３％，Ｐ＝０．０２％，
Ｓ＝０．０１％）３４０Ｔｏｎの各々について、次の各
条件で連続鋳造した。

【００４１】モールド形式：双ベルト式の移動モール
ド、鋳片寸法：５０mm厚×１３００mm幅、サポートロー
ル２の直径：１７５mm、サポートロール２のロール間距
離Ｌ：１９０mm、サポートロール２の設置本数：９。

【００４２】（１）鋳造速度６ｍ／分、５０６・Ｖ^-1/2
＝２０７で鋳造した場合（図２のＣ）、湯面の上下振動
の発生がなく、安定した鋳造を継続することができた。
また、鋳片も、厚さの均一なものが得られた。（２）一方、８ｍ／分、５０６・Ｖ^-1/2＝１７９で鋳造
をした場合（図２のＦ）、湯面の上下振動が発生して、
鋳造を継続することができなかった。

【００４３】（操業例３）操業例１と同じ構成の連鋳機
（モールド形式：移動モールド）を用いて、溶鋼成分：
中炭素鋼（Ｃ＝０．１６％，Ｓｉ＝０．４０％，Ｍｎ＝
０．８％，Ｐ＝０．０２％，Ｓ＝０．０１％）３４０Ｔ
ｏｎ及び低炭素鋼（Ｃ＝０．０６％，Ｍｎ＝０．３％，
Ｐ＝０．０２％，Ｓ＝０．０１％）３４０Ｔｏｎの各々
について、次の各条件で連続鋳造した。

【００４４】鋳片寸法：５０mm厚×１３００mm幅、サポ
ートロール２の直径：１３５mm、サポートロール２のロ
ール間距離Ｌ：１６０mm、サポートロール２の設置本
数：１２。

【００４５】（１）鋳造速度１０ｍ／分、５０６・Ｖ
^-1/2＝１６０で鋳造した場合（図２のＤ）、湯面の上下
振動の発生がなく、安定した鋳造を継続することができ
た。また、鋳片も、厚さの均一なものが得られた。（２）１２ｍ／分、５０６・Ｖ^-1/2＝１４６で鋳造をし
た場合（図２のＧ）、湯面の上下振動が発生して、鋳造
を継続することができなかった。

【００４６】次に、本発明によるベルト式連続鋳造方法
の一実施例について図３，図４によって具体的に説明す
る。

【００４７】これらの図中、図６に示した従来と同一の
要素は従来の装置と同一の符号で示し、重複する説明を
省略している。

【００４８】図３において、２は小径のサポートロール
であり、モールド部５１の直下３０００mm区間の第１セ
グメント部４に所定の間隔で対向し、上下方向の所要の
ロール間距離Ｌを形成して列設されている。５は大径の
サポートロールであり、第２セグメント部６に列設され
ている。サポートロールは鋳造する最大の鋳片幅より１
００〜２００mm長い軸方向長さに設定され、鋳片の全幅
にわたりこれら１対のロールで鋳片を挟圧支持してい
る。

【００４９】溶鋼３ａを、モールド部５１の上方の、図
示しないタンディッシュ及び注湯ノズルから、相対する
ベルト５２及びサイドダム５４が下降しているモールド
部５１に、湯面検出器５５によって湯面３ｃを検出しな
がら連続して注湯し、凝固シェル３ｂを形成した鋳片３
を下方から排出する。この未凝固の鋳片３を図示しない
冷却スプレイによって冷却しながら両面からサポートロ
ール２によって支持してその厚さｔを保持し、下方に排
出する。

【００５０】図３の設備による実験では、図４に示すよ
うに、鋳造速度が１０m/min において、高炭素鋼ではロ
ール間距離Ｌが約１８０mmで、中炭素鋼ではロール間距
離Ｌが約１６５mmで、低炭素鋼ではロール間距離Ｌが約
１７０mmでバルジング量ｂがそれぞれ約１mmに抑さえる
ことができ、鋳片３にバルジングが残留しなくなる。従
って、モールド部５１内の湯面３ｃは安定する。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明による連続鋳造方法
では、モールド部直下部分のサポートロールのロール間
距離Ｌを、Ｌ≦５０６・Ｖ^-1/2、かつ、Ｌ≦２２０を満
たすように設けて鋳造することにより、２．５ｍ／分以
上の高速鋳造によって薄くなったこの鋳片のシェルのサ
ポートロール間におけるバルジング量を限界値以下に保
持し、バルジングの残留を防止し、湯面変動の発生を防
止することで鋳造速度に応じた安定した鋳造が実現でき
る。また、鋳片にバルジングの残留がなくなるので、そ
の鋳片の厚さおよび平坦度の精度を向上することができ
た。

【００５２】また、本発明によるベルト式連続鋳造方法
によれば、モールド部直下部分、例えばモールド部直下
３０００mm区間のサポートロールのロール間距離を１８
０mm以下に形成して設けたことにより、高速鋳造によっ
て薄くなったこの鋳片のシェルのサポートロール間にお
けるバルジング量を許容値以下に保持し、バルジングの
残留を防止することができる。

【００５３】従って、モールド部内の湯面の振動を防止
することが可能になり、湯面を容易に制御することがで
きる。また、鋳片にバルジングの残留が無くなるので、
その厚さ及び平坦度の精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための連続鋳造装置例の
概略構成を示す側面図。

【図２】ロール間距離Ｌと鋳造速度Ｖとの関係でモール
ド内湯面変動の発生状況を示すグラフ。

【図３】本発明方法を実施するためのベルト式連続鋳造
装置の概略構成を示す側面図。

【図４】図３のベルト式連続鋳造装置におけるバルジン
グ量の実験結果を示す線図。

【図５】鋳片のバルジングを示す説明図。

【図６】従来のベルト式連続鋳造装置の一例の概略構成
を示す側面図。

【図７】図６における鋳片のバルジングを示す説明図。

【図８】サポートロール間距離、鋼種及び鋳造速度とバ
ルジング量との関係を実験によって示す線図。

【符号の説明】

１モールド部２サポートロール３鋳片３ａ溶鋼３ｂ凝固シェル３ｃ湯面４第１セグメント部Ｌロール間距離 δ バルジング量ｔ鋳片の厚さ１０駆動用ピンチロール５１モールド部５２ベルト５３ロール５４サイドダムＵＢＰ矯正ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中嶋宏広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者松尾慎二大分県大分市大字西の洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者金井則之大分県大分市大字西の洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者堀岡聡大分県大分市大字西の洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者片平圭一千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (56)参考文献特開平２−211954（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−72457（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−150760（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−118361（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−30457（ＪＰ，Ａ) 特開平３−8541（ＪＰ，Ａ) 特開平８−309492（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/128 B22D 11/128 310 B22D 11/06 340

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳造速度を２．５ｍ／分以上で溶融金属
を連続鋳造するに際して、モールド直下の複数対のサポ
ートロールの上下ロール軸心間距離Ｌを２２０mm以下で
且つ鋳造速度Ｖ（ｍ／分）との関係で５０６・Ｖ^-1/2以
下にして鋳片を案内することによりモールド内溶融金属
湯面の上下振動を防止することを特徴とする連続鋳造方
法。
【請求項２】複数のロールに巻回してエンドレスに回
転する１対のベルトの下降部及びこのベルトの下降部両
端で挟持した１対のサイドダムから成るモールド部と、
このモールド部から下方に排出した鋳片を支持する複数
のサポートロールから成る鋳片支持装置とを具備するベ
ルト式連続鋳造装置を用いて溶融金属を連続鋳造するに
際して、前記サポートロールの上下ロール軸心間距離Ｌ
を、少くとも前記モールド部の直下部分において１８０
mm以下とすることを特徴とするベルト式連続鋳造方法。