JP3275835B2 - 連続鋳造方法および連続鋳造機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属の連続鋳
造方法および連続鋳造機に関する。より具体的には、本
発明は、鋼の連続鋳造において、特に断面が長方形のス
ラブに発生する幅方向不均一凝固に起因したＷ型クレー
ターエンド形状を解消し、スラブ全幅に渡って安定して
中心偏析を確実に防止することができる連続鋳造方法お
よび連続鋳造機に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、溶融金属（以降の説明で
は溶鋼を例にとる。）の連続鋳造方法は、浸漬ノズルを
介して連続鋳造鋳型内へ溶鋼を供給し、連続鋳造鋳型内
の冷却水により１次冷却することにより、外皮に凝固シ
ェルを有するとともに内部に未凝固部を有する鋳片と
し、この鋳片に対して、鋳片引抜き方向に関して複数組
連続して設置されたガイドロール対で２次冷却して凝固
を促進し、完全凝固した鋳片を引抜くことにより、連続
的に鋳片を製造する方法である。

【０００３】この連続鋳造方法により製造される鋳片に
は、しばしば、中心偏析と呼ばれる内部欠陥が発生して
問題となる。この中心偏析は、鋳片厚さ方向の中心部、
すなわち最終凝固部において、Ｃ、Ｓ、Si、Ｐさらには
Mn等の溶鋼成分が正偏析する現象である。中心偏析は、
例えば厚板用素材においては、偏析部分における靱性の
低下や水素誘起割れを引き起こすため、その抑制が求め
られる重大な問題である。また、一般的に、中心偏析が
顕著に発生した部分では、センターポロシティも悪化し
ており、超音波探傷試験により欠陥として発見されるこ
ともある。

【０００４】中心偏析は、凝固末期におけるデンドライ
ト (樹枝状晶) 樹間の残溶鋼が、鋳片の凝固収縮、ある
いは凝固シェルのバルジング等の原因により、最終凝固
部のクレーターエンドに向かってマクロ的に移動した
り、濃化溶鋼が局部的に集積するために生じるとされ
る。また、スラブ形状の鋳片の場合、中心偏析の発生状
況は幅方向に関する凝固の進行状況に大きく影響を受け
る。

【０００５】図９は、スラブ形状の鋳片１の一例の説明
図であり、図９(a) は鋳造中の鋳片１の横断面を示す斜
視図、図９(b) は鋳造中の鋳片１の縦断面を示す斜視
図、図９(c) は得られた鋳片１の中心偏析発生状況を模
式的に示す斜視図である。

【０００６】図９(a) に示すように、スラブ形状の鋳片
１の内部における未凝固部1bの厚さは、鋳片幅方向に関
して不均一であるため、鋳片両端部ｅからの距離がＬ₁
〜Ｌ ₂ の範囲にある領域Ａにおける凝固進行、すなわち
凝固シェル1aの形成（最小凝固シェル厚ｄ₁)が、これよ
りも幅方向中央側に位置する領域Ｂにおける凝固進行
（最大シェル厚ｄ₂)に比較して遅くなる。

【０００７】そのため、図９(b) に示すように、鋳片幅
方向に関して最終凝固位置の差がΔＬだけ生じ、Ｗ型の
最終凝固位置 (以下、「Ｗ型クレーターエンド」とい
う。)となってしまう。そのため、図９(c) に示すよう
に、完全凝固後に、凝固が遅れた鋳片幅方向の両端側1
c、1cでは、中心偏析が顕著に発生してしまう。

【０００８】従来より、中心偏析を改善するための対策
として、凝固先端部付近を適宜手段で鋳片厚さ方向に圧
下することにより、残溶鋼の移動や濃化溶鋼の集積を阻
止して中心偏析を防止する方法が、種々提案されてき
た。ただし、これらの方法はＷ型クレータエンドに対す
る対策としては講じられていない。

【０００９】中心偏析を防止するための圧下方法には、
大別して、凝固収縮量程度の体積補償を行う軽圧下法
と、凝固収縮量よりもはるかに大きな体積補償を行う大
圧下法とがある。

【００１０】例えば特開昭63−252655号公報には、軽圧
下法として、鋳片表面に噴射される二次冷却水量を増量
させて、鋳片の最終凝固部における表面温度を700 〜80
0 ℃の範囲として凝固シェルの厚さを厚くすることによ
り、一対のガイドロールの間で発生するバルジングを抑
制した後、さらに、この鋳片に複数組の軽圧下ロール対
により0.2 〜0.4 ％／分の歪速度の圧下力を加えること
により、濃化溶鋼の流動を阻止する発明が開示されてい
る。しかし、この軽圧下法では、鋳片の長手方向に関し
て点状にしか圧下できないため、凝固収縮やバルジング
を十分に防止することができず、結果的に、中心偏析の
改善効果がばらついてしまう。また、各圧下が鋳片に対
して集中荷重として作用するため、圧下量を大きく設定
すると鋳片の内部の凝固界面に内部割れを発生し易いと
いう問題がある。

【００１１】一方、大圧下法には、鋳片の凝固完了点近
傍を、平面状の金型で連続的に鍛圧加工する方法や、大
圧下ロールにより圧下する方法が考えられる。しかし、
前者の鍛圧加工による方法は、特にスラブの連続鋳造で
は、設備コストが著しく嵩むという欠点がある。

【００１２】大圧下ロールにより圧下するものとして、
特開昭61−42460 号公報には、凝固完了点の上流側に設
置した電磁攪拌装置あるいは超音波印加装置を用い、溶
鋼を流動させてデンドライトを切断し、凝固完了点近傍
に等軸晶域が形成されるようにして、凝固完了点直前に
配置した大圧下ロール対により３mm以上の圧下量の大圧
下を行うことにより、強制的に凝固完了点を形成して、
内部割れを発生させることなく中心偏析の解消を図った
発明が、開示されている。しかし、特開昭61−42460 号
公報により開示された発明においても、大圧下を行うに
は相当の圧下力を必要とする。そのため、圧延条件によ
っては適用不可能であったり、あるいは十分な圧下を行
うことができない。すなわち、この発明では、変形抵抗
が大きい鋳片両端部の凝固部を圧下により塑性変形させ
るため、変形抵抗が大きな鋼種や、凝固部温度が低温に
なって変形抵抗が大きくなった場合等には、圧下ロール
の曲り、切損あるいはフレームの撓み等が発生するた
め、所望の圧下を行うことが難しい。

【００１３】さらに、特開昭61−132247号公報には、鋳
片の幅方向中央における未凝固部を、ロール胴長方向の
中央に大径ロール部を突起状に設けられた段付きロール
であるキャメルクラウンロールにより、局部的に圧下す
る発明が開示されている。しかし、この発明では、キャ
メルクラウンロールで鋳片を局部的に圧下するため、鋳
片表面に凹部が形成され、この凹部はその後の圧延工程
を経ても解消されず、最終製品において表面欠陥として
残存するおそれがある。さらに、鋳片の内部の未凝固部
の流動や、二次冷却の程度のバラツキ等により、鋳片の
凝固完了点の手前近傍で未凝固部が必ずしも幅方向中央
部には存在しないことがあり、このような場合には未凝
固部の位置と大径ロール部の位置とが一致しないため、
キャメルクラウンロールによる圧下位置を適正に保てな
い。

【００１４】一方、図９(b) に示すＷ型クレーターエン
ドは、連続鋳造鋳型内における溶鋼流動、すなわちタン
ディッシュの底部に設けられた浸漬ノズルから連続鋳造
鋳型への溶鋼の注入状況に起因して発生すると考えられ
る。

【００１５】図10は、浸漬ノズルから連続鋳造鋳型への
溶鋼を注入する際の状況を模式的に示す説明図であり、
図10(a) は鋳片の幅方向に関する縦断面図、図10(b) は
得られる鋳片１の一例を模式的に示す説明図である。

【００１６】図10(a) に示すように、浸漬ノズル２から
連続鋳造鋳型３への溶鋼４の注入、すなわち連続鋳造に
おける注湯は、品質および操業性といった総合的観点か
ら、２つの吐出口2aを鋳片幅方向 (図10(a) における左
右方向) の外側に向けて形成した、いわゆる２孔ノズル
２を１本だけ用いることが主流となっている。このた
め、図10(b) に示すように、浸漬ノズル２から吐出され
る溶鋼４、４が直接衝突する部分Ａにおいて、凝固シェ
ル1aの成長が遅れるために、Ｗ型クレーターエンドが発
生すると考えられる。なお、符号５は連続鋳造パウダを
示す。

【００１７】また、連続鋳造鋳型３内では、鋳片１のバ
ルジングによって鋳片１の幅方向中央部と連続鋳造鋳型
３との接触が良好となり、幅方向中央部が幅方向端部側
よりも、凝固進行が迅速に行われる。このような連続鋳
造鋳型３への注入直後に発生する凝固の不均一は、連続
鋳造鋳型３の下方における２次冷却帯の幅方向不均一に
より、さらに助長されるものと考えられる。

【００１８】したがって、鋳片１において中心偏析をそ
の幅方向の全域に渡って解消するためには、連続鋳造鋳
型１の内部における溶鋼４の流動を改善することによ
り、鋳片幅方向の凝固不均一に伴うＷ型クレーターエン
ドを解消することも、重要である。そこで、従来より、
連続鋳造鋳型の内部における溶鋼の流動を改善する発明
および鋳片の強制バルジングによりＷ型クレータエンド
を解消する発明が種々提案されている。

【００１９】例えば特開平５−237621号公報には、連続
鋳造鋳型の内部における溶鋼の流動を電磁力により制御
することにより、鋳片幅方向の中央部における凝固シェ
ルの厚さが薄くなるように鋳片内の凝固ラインの形状を
制御しながら、未凝固部を有する鋳片に軽圧下を行うこ
とにより、鋳片の中心偏析を防止する発明が、開示され
ている。しかし、本発明者らの確認結果によれば、浸漬
ノズルと形成される磁場との位置関係によっては、すな
わち鋳片幅方向や鋳片鋳込み方向に関する磁場分布によ
っては、磁場のない方向に吐出流が逃げてしまい、吐出
流制動効果すなわちＷ型クレーターエンド防止効果が不
充分である。また、この発明は、鋳片に軽圧下を行うも
のであるため、前述した発明と同様に、中心偏析の改善
効果にバラツキがある。そのため、鋳片において中心偏
析をその幅方向の全域に渡って安定して解消することは
できない。

【００２０】また、特開平１−178355号公報や、「材料
とプロセスvol.2(1989) 」の第1159頁には、鋳片厚さ方
向に関する間隔が徐々に増加するように連続鋳造鋳型の
下方に鋳片引抜き方向に関して複数組連設されたガイド
ロール対により、鋳片に強制的にバルジングを起こして
Ｗ型クレーターエンドを解消した後に、スラブ厚さが短
辺鋳型の２〜３倍であるクレーターエンド付近で複数組
の圧下ロール対により軽圧下を行うことにより、濃化溶
鋼の移動や集積を阻止してＷ型クレーターエンドを解消
し、中心偏析を防止する方法が提案されている。しか
し、本発明者らの確認結果によれば、鋳片にバルジング
を行うだけではＷ型クレーターエンドを改善する効果が
乏しい。また、この発明は軽圧下を行うものであるた
め、前述したように、中心偏析の改善効果にバラツキが
ある。そのため、鋳片において中心偏析をその幅方向の
全域に渡って安定して解消することはできない。

【００２１】このように、従来より、凝固先端部付近を
適宜手段で鋳片厚さ方向に圧下することにより中心偏析
を防止する発明が特開昭63−252655号公報、同61−4246
0 号公報さらには同61−132247号公報等により開示され
ており、また、連続鋳造鋳型の内部における溶鋼の流動
を改善することにより中心偏析を防止する発明が特開平
５−237621号公報、鋳片の強制バルジングにより中心偏
析を防止する発明が特開平１−178355号公報さらには
「材料とプロセスvol.2(1989) 」の第1159頁等により開
示されてはいるものの、これらの従来の技術のいずれに
よっても、鋳片幅方向の全域にわたって安定して中心偏
析を改善することは、これまで不可能であった。

【００２２】そこで、本発明者らは、軽圧下による品質
のバラツキや、大圧下による設備コスト高や圧下力不足
等を解決しながら中心偏析を解消すべく、先に特開平９
−314298号公報により、連続鋳造鋳型の下方に、鋳片厚
さ方向に関する間隔が徐々に増加するように、鋳片引抜
き方向に関して複数組連続して設置されたガイドロール
対によりバルジングゾーンを構成し、鋳片の液相線クレ
ーターエンドとバルジングゾーン終端との間で鋳片にバ
ルジングを生じさせることにより、鋳片の最大厚みを短
辺鋳型の長さの10〜50％分だけ厚くし、この鋳片に対し
て、バルジングゾーン終端から凝固完了点までの間で、
少なくとも１組の圧下ロール対により、鋳片厚さ方向
に、１組当たりに短辺鋳型の長さの10％以上の大圧下を
行う発明を、提案した。この提案にかかる発明によれ
ば、前述した他の発明に対して、以下に列記する効果
(1) 〜(4) が奏せられる。

【００２３】(1) 短辺近傍における完全凝固部に対する
圧下量を、小さくすることができるため、必要圧下力を
小さく抑制できる。したがって、設備コストの上昇が抑
制される。

【００２４】(2) 必要圧下力を小さくすることができる
ため、例えば、変形抵抗が大きい鋼種を連続鋳造する場
合や凝固部温度が低温である場合といった、操業条件の
バラツキに対しても、柔軟に対応できる。

【００２５】(3) 小さな圧下力であっても圧下量を大き
くできるため、中心偏析の改善効果を安定して得ること
ができる。 (4) 鋳片に対して局部的な圧下を発生させない。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者ら
は、連続鋳造鋳片のよりいっそうの品質向上を図るべ
く、鋭意検討を重ねた結果、特開平９−314298号公報に
より提案した発明によっても、鋳片幅方向に関する凝固
不均一は完全には解消されず、これにより、鋳片幅方向
の全域に関して、中心偏析を改善できないことがあるこ
とがわかった。

【００２７】図11は、特開平９−314298号公報により提
案した発明によりバルジングされた鋳片に大圧下を行う
状況の一例を示す説明図であり、図11(a) は圧下時を、
図11(b) は圧下後をそれぞれ示す。

【００２８】図11(a) に示すように、特開平９−314298
号公報により提案した発明によっても、鋳片厚さ方向へ
の大圧下が行われる際の鋳片１には、Ｗ型クレーターエ
ンドが発生することがあり、濃化溶鋼が鋳片幅方向の中
央部から両端部近傍に向かって移動して集積する。その
ため、図11(b) に示すように、鋳片幅方向の中央部で凝
固が完了した状態では、完全凝固部が鋳片幅方向の３箇
所に分散して存在することになる。そのため、この後に
大圧下を行っても、鋳片幅方向に均一かつ効率的な圧下
を行うことができず、鋳片１の幅方向両端部側に存在す
る濃化溶鋼1d、1dはそのまま残存してしまう。そのた
め、Ｗ型クレーターエンドの凝固遅れ部において中心偏
析が改善されず、また圧下条件によってはむしろ凝固遅
れ部の偏析の程度が悪化してしまう。このように、特開
平９−314298号公報により提案した発明によっても、鋳
片幅方向の全域について、中心偏析の改善を確実に図る
ことができない。

【００２９】ここに、本発明の目的は、鋳片、特に断面
が長方形のスラブの鋳片幅方向に関する凝固不均一を確
実に解消し、これにより、鋳片幅方向の全域に関して中
心偏析を安定的に防止することができる連続鋳造方法お
よび連続鋳造機を提供することである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために種々検討を重ね、鋳片にＷ型クレータ
ーエンドを生じないように溶鋼の連続鋳造鋳型への注入
を行ってから、鋳片厚さ方向に関する間隔が徐々に増加
するように、鋳片引抜き方向に関して複数組連続して設
置されたガイドロール対により鋳片をバルジングさせ、
その後に大圧下を行うこと、具体的には、連続鋳造に際
して、(i) 鋳片厚さ方向に関する間隔が徐々に増加する
ように鋳片引抜き方向に関して複数組連続して設置され
たガイドロール対を用いて鋳片をバルジングさせるこ
と、(ii)バルジングを生じた鋳片の凝固完了点の直前
で、バルジングの量に略相当する圧下量の大圧下を行う
こと、および(iii) 連続鋳造鋳型の内部に静磁場を設定
して、大圧下を行う圧下位置における未凝固部厚さ分布
を、鋳片幅方向に均一にするか、または鋳片幅方向端部
側を鋳片幅方向中央部よりも小さくすることの３点の相
乗的効果により、初めて、鋳片幅方向の全域に関して中
心偏析を確実かつ安定的に解消できることを知見し、こ
の知見に基づいてさらに検討を重ねて、本発明を完成し
た。

【００３１】ここに、本発明の要旨とするところは、溶
融金属を浸漬ノズルから連続鋳造鋳型に注入して内部に
未凝固部を有する鋳片とし、この鋳片を、鋳片厚さ方向
に関する間隔が徐々に増加するように連続鋳造鋳型の下
方に鋳片引抜き方向に関して１組または複数組連続して
設置されたガイドロール対により、冷却しながら鋳片厚
さ方向にバルジングさせた後、バルジングを生じた鋳片
の凝固完了点の直前で少なくとも１組の圧下ロール対に
より、鋳片厚さ方向に、バルジングの量に略相当する圧
下量の大圧下を行う連続鋳造方法において、連続鋳造鋳
型の内部に静磁場を設定することにより、大圧下を行う
圧下位置における連続鋳造鋳片の未凝固部厚さ分布を、
鋳片幅方向に均一にするか、または鋳片幅方向端部側を
鋳片幅方向中央部よりも小さくすることを特徴とする連
続鋳造方法である。

【００３２】上記の本発明にかかる連続鋳造方法では、
静磁場が、鋳片の鋳片幅方向端部側における未凝固部
流速を、鋳片幅方向中央部における未凝固部流速以下に
する静磁場であること、静磁場が、浸漬ノズルから吐
出される溶融金属流が直接衝突するように、設定される
こと、静磁場が、鋳片幅方向に関する鋳片中央部以外
の部分と引抜き方向に関する鋳片中央部とに、2000Ｇ以
上の磁束密度域が形成され、かつ磁束密度が2000Ｇ以上
となる部分の引抜方向に及ぶ長さ範囲を150mm以上とす
るように、設定されること、または、圧下ロール対に
よる圧下量の、圧下ロール対による圧下の際における鋳
片の未凝固部厚さに対する比が、鋳片幅方向の全域に関
して、0.3 よりも大きいことが、いずれも望ましい。

【００３３】また、これらの本発明にかかる連続鋳造方
法では、さらに、連続鋳造鋳型の下方の２次冷却帯にお
ける鋳片の冷却強度を制御することにより、未凝固部厚
さ分布を、鋳片幅方向に均一にするか、または鋳片幅方
向端部側を鋳片幅方向中央部よりも小さくすることが、
望ましい。

【００３４】また、別の観点からは、本発明は、溶融金
属を注入する浸漬ノズルが浸漬される連続鋳造鋳型と、
連続鋳造鋳型の下方に、鋳片厚さ方向に関する間隔が徐
々に増加するように鋳片引抜き方向に関して１組または
複数組連続して設置されたガイドロール対と、ガイドロ
ール対により鋳片厚さ方向にバルジングされた鋳片の凝
固完了点の直前で、バルジングの量に略相当する圧下量
の大圧下を行う少なくとも１組の圧下ロール対とを備
え、さらに、連続鋳造鋳型には、内部に、鋳片の鋳片幅
方向端部側における未凝固部流速を、鋳片幅方向中央部
における未凝固部流速よりも小さくする静磁場を発生す
る電磁制動装置が設けられることを特徴とする連続鋳造
機である。

【００３５】上記の本発明にかかる連続鋳造機では、電
磁制動装置が、互いに対向配置される一対の長辺鋳型お
よび短辺鋳型を有する連続鋳造鋳型における一対の長辺
鋳型それぞれの背面側に、一対の電磁石を短辺鋳型対向
方向に関して複数組並設し、複数の電磁石が、それぞ
れ、短辺鋳型対向方向に関する両端側に長辺鋳型対向方
向に向けた磁極を有し、複数の磁極が、短辺鋳型対向方
向に関して連続鋳造鋳型への浸漬ノズルの浸漬位置を境
として両側に異極が位置するとともに長辺鋳型対向方向
に関して異極が位置するように、配置される電磁制動装
置であることが、例示される。

【００３６】

【発明の実施の形態】(第１実施形態)以下、本発明にか
かる連続鋳造方法および連続鋳造機の実施形態を、添付
図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、以降の実
施形態の説明では、溶融金属が溶鋼である場合を例にと
る。

【００３７】図１(a) は、本実施形態の連続鋳造機10を
示す鋳片厚さ方向に関する縦断面図であり、図１(b) は
図１(a) における鋳片24のＡ−Ａ断面図であり、図１
(c) は図１(a) における鋳片24のＢ−Ｂ断面図である。

【００３８】本実施形態の連続鋳造機10は、連続鋳造鋳
型11と、電磁制動装置12と、複数組連設されたガイドロ
ール対13と、圧下ロール対14とを備える。以下、これら
について分説する。

【００３９】[連続鋳造鋳型11]図２は、本実施形態の連
続鋳造機10に用いられる連続鋳造鋳型11を一部簡略化し
て、電磁制動装置12とともに示す斜視図である。同図に
示すように、連続鋳造鋳型11は、互いに対向配置される
一対の長辺鋳型15、15と、互いに対向配置される一対の
短辺鋳型16、16とにより、上部および下部がともに開口
した直方体状に形成される。

【００４０】長辺鋳型15および短辺鋳型16は、ともに、
内部に水冷機構 (図示しない。) を有する銅板により板
状に形成される。長辺鋳型15の内部側を臨む平面と、短
辺鋳型16の長辺鋳型側の端面とは当接されており、溶鋼
は、長辺鋳型15、15と短辺鋳型16、16とにより形成され
る空間に、図示しないタンディッシュの底部に設けられ
た浸漬ノズル17の下部に短辺鋳型対向方向へ二つ設けら
れた吐出孔17a 、17a から、短辺鋳型対向方向へ注入さ
れる。

【００４１】また、短辺鋳型16、16は、図示しない公知
の駆動機構により、長辺鋳型15、15に対して、図中白抜
き矢印に示す方向へ移動自在に配置される。これによ
り、鋳込まれる連続鋳造鋳片の幅替が可能である。な
お、この幅替技術は周知であるため、短辺鋳型16の駆動
機構等に関する説明は、省略する。本実施形態の連続鋳
造鋳型11は、以上のように構成される。

【００４２】[電磁制動装置12]図２に示すように、連続
鋳造鋳型11を長辺鋳型対向方向に挟んだ状態で、電磁制
動装置12が取り付けられる。この電磁制動装置12は、長
辺鋳型15、15それぞれの背面側に、例えば４組の一対の
電磁石18a 〜18d を備える。

【００４３】本実施形態の電磁石18a 〜18d は、短辺鋳
型対向方向に関して離間して４つ連設された鉄心19a 、
19b 、19c 、19d と、鉄心19a 〜19d それぞれの両端部
側に装着されたコイル20a 、20b 、20c 、20d とを有す
る。

【００４４】鉄心19a 〜19d は、いずれも、溝型の水平
断面形状を有し、その両端部側にコイル20a 〜20d を装
着されて、両端部に、磁極21a 、21b 、21c 、21d を長
辺鋳型対向方向に向けて形成する。図示していないが、
各鉄心19a 〜19d に装着されたコイル20a 〜20d には、
それぞれ、通電装置が設けられており、各コイル20a〜2
0d への通電量を互いに独立して制御できるように、構
成される。

【００４５】鉄心19a は、短辺鋳型対向方向に関する連
続鋳造鋳型11の中心位置、すなわち短辺鋳型対向方向に
関する浸漬ノズル17の浸漬位置に対して、二つの磁極21
a 、21a が対称となるように、配置される。

【００４６】鉄心19b は、鉄心19a の外側に一定距離だ
け離間して、短辺鋳型対向方向に関する浸漬ノズル17の
浸漬位置に対して、二つの磁極21b 、21b が対称となる
ように、配置される。

【００４７】鉄心19c は、鉄心19b の外側に一定距離だ
け離間して、短辺鋳型対向方向に関する浸漬ノズル17の
浸漬位置に対して、二つの磁極21c 、21c が対称となる
ように、配置される。

【００４８】さらに、鉄心19d は、鉄心19c の外側に一
定距離だけ離間して、短辺鋳型対向方向に関する浸漬ノ
ズル17の浸漬位置に対して、二つの磁極21d 、21d が対
称となるように、配置される。

【００４９】また、各鉄心19a 〜19d の二つの磁極21a
〜21d のうちで、短辺鋳型対向方向に関する浸漬ノズル
17の浸漬位置に対して一方の側に配置される磁極21a 〜
21dはＮ極に磁化され、他方の側に配置される磁極21a
〜21d はＳ極に磁化される。また、連続鋳造鋳型11を挟
んで対向した位置に配置される磁極21a 〜21d は、互い
に異極に磁化される。これにより、電磁制動装置12は、
図２に破線で示すように、短辺鋳型対向方向に関する浸
漬ノズル17の浸漬位置を境として、長辺鋳型15、15の間
に、互いに反対方向の静磁場Ｂ_1a〜Ｂ_1dと静磁場Ｂ_2a〜
Ｂ_2dとを発生することができる。

【００５０】また、鉄心19a は、短辺鋳型対向方向に関
して、浸漬ノズル17の浸漬位置の近傍に配置される。ま
た、鉄心19d は、短辺鋳型対向方向に関して、短辺鋳型
16の長辺鋳型15に対する移動範囲を全て含む範囲に、設
けられる。このように、鉄心19a 〜19d は、短辺鋳型対
向方向に関する移動範囲を全て含む範囲に、配置され
る。これにより、短辺鋳型16の対向距離が変更されて
も、連続鋳造鋳型11の短辺鋳型対向方向の全域における
静磁場Ｂ_1a〜Ｂ_1d、Ｂ_2a〜Ｂ_2dの強度を、所望の値に制
御することができる。

【００５１】この電磁制動装置12により、図２に破線で
示すように、対向配置された長辺鋳型15、15の間に、互
いに反対向きの静磁場Ｂ_1a〜Ｂ_1dと静磁場Ｂ_2a〜Ｂ_2dと
が発生される。図３は、発生する静磁場22、22の一例を
示す説明図であり、図３(a)は正面図、図３(b) は側面
図である。

【００５２】図３(a) に示すように、電磁石18a 〜18d
により形成される静磁場22、22は、浸漬ノズル17の吐出
孔17a 、17a から吐出される吐出流23、23が、直接衝突
する位置に、形成されることが望ましい。

【００５３】静磁場22、22の磁束密度の分布は、鋳片幅
方向に関しては図３(a) に示すように、少なくとも鋳片
幅方向の中央部以外の部分Ｐ₁ 、Ｐ₂ に、2000Ｇ以上の
磁束密度が印加されるようにすることが望ましい。ま
た、鋳片引抜き方向に関しては図３(b) に示すように、
磁束密度2000Ｇ以上となる部分Ｐ₃ の引抜き方向に関す
る長さは150 mm以上であることが望ましい。

【００５４】このように、電磁制動装置12を用いて、浸
漬ノズル17からの吐出流23、23を、静磁場22、22に直接
衝突させ、かつ、少なくとも鋳片幅方向の中央部以外の
部分Ｐ₁ 、Ｐ₂ に、2000Ｇ以上の磁束密度を印加し、か
つ、磁束密度が2000Ｇ以上となる部分の引抜方向に及ぶ
長さ範囲Ｐ₃ を150mm 以上とするように磁束密度を印加
することにより、連続鋳造鋳型11内における吐出流が制
御される。

【００５５】なお、印加する磁束密度は、設備コストの
上昇抑制、連続鋳造鋳型11の構造上の制約、さらには磁
場漏洩の防止等の観点から、5000Ｇ以下であることが望
ましい。

【００５６】図４(a) は、電磁制動装置12を用いた場合
の連続鋳造鋳型11内における溶鋼の吐出流の一例を示す
縦断面図であり、図４(b) は図４(a) におけるＣ−Ｃ断
面図であり、図４(c) は、電磁制動装置12を用いない場
合の連続鋳造鋳型11内における溶鋼の吐出流の一例を示
す縦断面図であり、図４(d) は図４(c) におけるＣ−Ｃ
断面図である。

【００５７】図４(c) および図４(d) に示すように、電
磁制動装置12を用いないと、連続鋳造鋳型11内における
吐出流23' 、23' は、短辺鋳型15、15の近傍をえぐるよ
うに流動する。これに対し、図４(a) に示すように、電
磁制動装置12を用いることにより、連続鋳造鋳型11内に
おける吐出流23、23は、短辺鋳型対向方向について整流
化される。また、鋳片引抜き方向に関する下降流速も大
きく減速されることとなる。

【００５８】図５(a) および図５(b) は、連続鋳造鋳型
内における鋳片の凝固シェルの形成状況を示す説明図で
ある。電磁制動装置12を用いることにより、連続鋳造鋳
型11内の鋳片幅方向に関する鋳片24の凝固シェル24a の
厚さは、図５(a) に示すように鋳片幅方向に略均一とな
るか、あるいは、電磁制動装置12により短辺鋳型15、15
の近傍における磁束密度を大きくした場合には、図５
(b) に示すように鋳片幅方向両端部側の凝固シェル24a
の厚さが中央部の厚さよりも大きくなる。このように、
連続鋳造鋳型11内で鋳片幅方向に均一に、または鋳片幅
方向両端部側が鋳片幅方向中央部よりも厚く形成された
凝固シェル24a の厚さ分布は、凝固末期まで維持され
る。

【００５９】このように、本実施形態では、電磁制動装
置12を用いて、連続鋳造鋳型11の内部に、静磁場、望ま
しくは鋳片24の鋳片幅方向端部側における未凝固部流速
を、鋳片幅方向中央部における未凝固部流速以下とする
静磁場22、22を形成する。本実施形態の、電磁制動装置
12は、以上のように構成される。

【００６０】[ガイドロール対13]図１において、連続鋳
造鋳型11の下方には、鋳片厚さ方向に関する間隔が徐々
に増加するように鋳片引抜き方向に関して複数組連続し
て設置されたガイドロール対13が配置される。

【００６１】すなわち、図１に示すように、連続鋳造鋳
型11の直下に連設されたガイドロール対13のロール間隔
は、連続鋳造鋳型11の長辺鋳型15、15間の距離と略同じ
に一定に配置されるが、その下方に連設されたガイドロ
ール対13のロール間隔は、鋳片引抜き方向に関して、徐
々に増加するように配置される。このガイドロール対13
によりバルジングゾーン25が構成され、鋳片24を、冷却
しながら鋳片厚さ方向に積極的にバルジングさせる。

【００６２】連続鋳造鋳型11において、前述した図５
(a) 、図５(b) に示すように鋳片幅方向に均一に、また
は鋳片幅方向両端部側が厚く形成された凝固シェル24a
の厚さ分布は、ガイドロール対13による２次冷却および
バルジングを行われても、そのまま維持される。図５
(c) および図５(d) は、図１(a) におけるＡ−Ａ断面に
おける鋳片24の凝固シェル24a の形成状況を示す説明図
である。図１(b) と図５(c) および図５(d) とに示すよ
うに、Ａ−Ａ断面位置において、鋳片24には、図５(c)
に示すようなＵ型の平坦なクレーターエンド形状、ある
いは、図５(d) に示すようにＶ型の下に向かって凸のク
レーターエンド形状が得られる。なお、図１および図５
における図中符号24b は未凝固部を示す。

【００６３】[圧下ロール対14]バルジングゾーン25の下
方であって、固相線温度を基準とした凝固完了点26bの
直上には、圧下ロール対14が、鋳片引抜き方向に連設さ
れて、圧下ゾーン28が形成される。この圧下ロールは、
いわゆるフラットロールである。

【００６４】各圧下ロール対14には、それぞれロール圧
下装置27が設けられており、鋳片24に対して凝固完了点
26b の直前で、鋳片厚さ方向に、バルジングの量に略相
当する圧下量の大圧下を行う。なお、符号26a は、液相
線温度を基準とした凝固完了点を示す。

【００６５】この圧下ゾーン28の下方には、ピンチロー
ル対29が設けられ、鋳片24を鋳片引抜き方向30へ引き抜
く。なお、本実施形態では、鋳片引抜き方向に連設され
たガイドロール対13と、連設された圧下ロール対14と、
連設されたピンチロール対２９とにより、２次冷却帯３
１が形成される。本実施形態の連続鋳造機10は、以上の
ように構成される。次に、この連続鋳造機10により、鋼
の連続鋳造を行う状況を、経時的に説明する。

【００６６】[溶鋼の連続鋳造鋳型11への注入]連続鋳造
鋳型11に設けた電磁制動装置12により、圧下ロール対14
により圧下位置における鋳片幅方向に関する未凝固部24
b の厚さ分布を、均一にもしくは、鋳片幅方向両端部側
の近傍を鋳片幅方向中央部よりも小さく生成させるよう
に、連続鋳造鋳型11内に、図３により例示した静磁場2
2、22を設定しながら、図４(a)および図４(b) に示すよ
うにして、溶鋼を浸漬ノズル17から連続鋳造鋳型11に注
入し、内部に未凝固部24b を有する鋳片24a を製造す
る。

【００６７】[ガイドロール対13による積極的なバルジ
ング]この鋳片24に対して、鋳片引抜き方向に多数連設
されたガイドロール対13により、冷却しながら、積極的
にバルジングを生じさせる。これにより、鋳片24の最大
厚さｔ_max を連続鋳造鋳型11の短辺鋳型15の長さ (長辺
鋳型15、15の対向距離)l₁ よりも厚くする。この時の鋳
片24の横断面、すなわち図１(a) における鋳片24のＡ−
Ａ断面を、図１(b) に示す。

【００６８】鋳片24に対するバルジングの時期は、鋳片
24の液相線基準の凝固完了点26a と、バルジングゾーン
25の終端との間である。バルジングの合計量(t_max −
l₁) は、短辺鋳型16の長さl₁の２〜50％であることが望
ましい。また、鋳片24のバルジングは、本実施形態のよ
うに、複数組のガイドロール対13で段階的に行うことが
望ましいが、一組のガイドロール対13で行ってもよい。
これにより、鋳片24では、図５(c) および図５(d) に示
すように、Ｗ型クレーターエンド形状が解消される。

【００６９】[圧下ロール対14による大圧下]バルジング
ゾーン25の終端から凝固完了点26b までの間で、圧下ロ
ール対14により、鋳片厚さ方向に、バルジングの量に略
相当する圧下量の大圧下を行う。この大圧下により、図
１(c) に示すように、鋳片24の中心偏析の発生が防止さ
れる。

【００７０】鋳片24に対する大圧下の圧下量は、望まし
くは、バルジング量(t_max −l₁) に相当する程度か、ま
たはバルジング量(t_max −l₁) ＋αの程度であり、およ
そ、１本の圧下ロール対14につき短辺鋳型16の長さl₁の
２〜50％程度である。なお、加算分αは、圧下設備能力
と、圧下による短辺近傍の内部割れ限界とから決定され
る値であり、鋳片24がスラブである場合には、最大でも
10mm程度である。

【００７１】鋳片24のバルジング量や大圧下における圧
下量の下限値は、鋳片24の中心偏析を効果的に解消でき
る必要量から逆算される。例えば、大圧下における圧下
量が短辺鋳型16の長さの２％未満であると、凝固最末期
における体積補償が不十分となって中心偏析の効果的な
改善を図ることができない。

【００７２】一方、鋳片24のバルジング量や大圧下にお
ける圧下量の上限値は、バルジング時の内部割れ (△内
割れ) 限界量から見積もられたものである。例えば、バ
ルジング量が50％を超えると、本実施形態のように複数
組のガイドロール対13で段階的にバルジングさせても、
一般的な連続鋳造機の機長では内部割れ (△内割れ)を
防止することができない。

【００７３】なお、ガイドロール対13の１本当たりの適
正なバルジング量を確保しながら段階的にバルジングゾ
ーン25を設定することにより、50％超のバルジング量を
確保しようとしても、バルジングゾーン25の長さが極め
て長くなってしまい、実際には実施できない。

【００７４】また、鋳片24に対する圧下量を、バルジン
グ量(t_max −l₁) に相当する程度か、またはバルジング
量(t_max −l₁) ＋αの程度とすることにより、鋳片形状
を矩形に維持することができるため、スラブの連続鋳造
には望ましい。

【００７５】なお、鋳片24の圧下量は、バルジング量(t
_max −l₁) に相当する程度よりも小さくてもよい。圧下
量が、バルジング量(t_max −l₁) に相当する程度以下で
あると、鋳片24は太鼓型形状となるが、膨らみ量が圧延
工程において問題にならない程度であれば、実施できる
からである。

【００７６】図６は、鋳片24に対して圧下ロール対14に
より大圧下を行っている状況を示す説明図である。前述
した図５(c) に示すＵ型クレーターエンド形状の場合
や、図５(d) に示すＶ型クレーターエンド形状の場合
も、図６に示すように、圧下力が作用し易い鋳片幅方向
の幅中央部が最終凝固部24b となるため、完全凝固部
が、鋳片幅方向の両端部側に形成された状態での圧下と
なる。そのため、鋳片24の幅方向の全幅において、比較
的低廉な設備でかつ、小さい圧下力でも効果的に大圧下
を行うことができ、濃化溶鋼の鋳片24の厚み方向の中心
部への流入や集積が防止され、中心偏析が防止される。

【００７７】このようにして、本実施形態により、鋳片
24の幅方向の全域に関して、中心偏析をバラツキなく安
定的に解消すること、または実用上問題がない程度に抑
制することが可能となる。

【００７８】(第２実施形態)次に、第２実施形態を説明
する。なお、以降の各実施形態の説明では、前述した第
１実施形態と相違する部分についてだけ説明し、共通す
る部分については重複する説明を省略する。

【００７９】第１実施形態により、鋳片24の全幅にわた
って中心偏析が解消または抑制されるが、操業のバラツ
キが生じた場合、例えば、浸漬ノズル17の一方の吐出孔
17aの詰まりにより片流れが発生して片側の吐出流速が
異常に上昇した場合等には、連続鋳造鋳型11の内部での
静磁場22、22の形成だけでは、鋳片幅方向両端部側にお
ける凝固遅れを改善できないことがある。

【００８０】そこで、本実施形態では、第１実施形態に
おいて、さらに、連続鋳造鋳型11よりも下流側に設けら
れた２次冷却帯31における鋳片24の冷却強度を調整す
る。２次冷却帯31における鋳片24の冷却強度を調整する
には、例えば、下記２つの方法がある。

【００８１】連続鋳造鋳型11の直下からバルジングゾ
ーン25の最下部までの比水量を1.0 L/kg・steel 以下と
する。こうすることにより、連続鋳造鋳型11内への静磁
場22、22の印加による未凝固部24b の厚さ分布の改善と
の相乗効果により、鋳片幅方向中央部における凝固シェ
ル24a の過大な成長が抑制される。これにより、鋳片幅
方向に関する未凝固部24b の厚さ分布を均一に、若しく
は鋳片幅方向両端部側における未凝固部24b の厚さを鋳
片幅方向中央部よりも小さく形成することができる。

【００８２】比水量が1.0 L/kg・steel を超えると、鋳
片幅方向に関する不均一な冷却が助長され、クレータエ
ンドを平坦化できなくなるおそれがある。２次冷却帯31
を用いた鋳片24の冷却強度の調整は、表面品質に対して
何ら悪影響を与えないため、割れ感受性が高いNi、Nb、
Ｖ等の微量合金元素を含む合金鋼に対しては、表面割れ
防止を図ることもできる。

【００８３】鋳片幅方向中央部と、鋳片幅方向中央部
以外の凝固遅れ相当部とのそれぞれにおける冷却速度に
差を設ける。具体的には、凝固遅れ相当部の水量密度
を、鋳片幅方向中央部の水量密度の1.2 倍以上とする。

【００８４】つまり、凝固シェル24a の厚さが小さい鋳
片幅方向中央部以外の凝固遅れ相当部である鋳片幅方向
両端部側における冷却強度を、凝固シェル24a の厚さが
大きい鋳片幅方向中央部の冷却強度よりも、相対的に強
くする。これにより、鋳片幅方向中央部における凝固シ
ェル24a の過大な成長が抑制され、鋳片幅方向に関する
未凝固部24b の厚さ分布を均一に、若しくは鋳片幅方向
両端部側における未凝固部24b の厚さを鋳片幅方向中央
部よりも小さく形成することができる。

【００８５】ただし、例えば鋳片幅方向両端部側を過度
に冷却してしまった場合などには、鋳片24の表面品質に
悪影響を与えることがあるため、注意を要する。したが
って、凝固遅れ相当部の水量密度を幅中央部水量密度の
3.0 倍以下とすることが望ましい。

【００８６】本実施形態により、第１実施形態よりも、
さらに、鋳片の幅方向の全域に関して、中心偏析をバラ
ツキなく安定的に解消すること、または実用上問題がな
い程度に抑制することができる。

【００８７】(第３実施形態)本実施形態では、第２実施
形態と同様に、操業のバラツキが生じた場合に実施する
のに好適なものである。図７は、図１におけるガイドロ
ール対13と、圧下ロール対14と、鋳片24との配置を模式
的に示す説明図である。

【００８８】本実施形態では、圧下ロール対14による圧
下量Ｄ₁ の、圧下ロール対14による圧下の際における鋳
片24の未凝固部24b の厚さＤ₂ に対する比Ｄ₁ ／Ｄ
₂ が、鋳片24の幅方向の全域に関して、0.3 よりも大き
く、設定される。

【００８９】ここで、未凝固部24b の厚さＤ₂ は、固相
率0.8 を基準としたもので、伝熱計算と鋲打法による直
接的なシェル厚の測定とを併用することにより、求める
ことができる。

【００９０】図８(a) は、圧下量Ｄ₁ と未凝固部24b の
厚さＤ₂ との比を種々変更して、鋳片幅方向中央部にお
ける内部割れとの関係を調査した結果を示すグラフであ
り、図８(b) は、圧下量Ｄ₁ と未凝固部24b の厚さＤ₂
との比を種々変更して、鋳片幅方向中央部における中心
偏析との関係を調査した結果を示すグラフである。

【００９１】図８(a) および図８(b) にグラフでそれぞ
れように、比Ｄ₁ ／Ｄ₂ を0.3 よりも大きく設定するこ
とにより、中心偏析が改善されるとともに内部割れが消
失する。比Ｄ₁ ／Ｄ₂ を0.3 よりも大きくすれば、凝固
末期における体積補償が確実になされるために、中心偏
析が大幅に改善されるものと考えられる。また、比Ｄ₁
／Ｄ₂ ＞0.3 の圧下条件では、凝固界面が圧縮応力場と
なるために内部割れを生じることもない。

【００９２】特に、電磁制動装置12により連続鋳造鋳型
11内に静磁場22、22を設定した場合には、鋳片幅方向の
全幅において比Ｄ₁ ／Ｄ₂ ＞0.3 の圧下条件が得やすく
なり、鋳片幅方向の全幅にわたって中心偏析を改善する
とともに内部割れを消失させることが可能である。

【００９３】また、操業のバラツキが生じた場合にも、
鋳片幅方向両端部側の近傍における比Ｄ₁ ／Ｄ₂ を0.3
より大きくするように、鋳片幅方向両端部側を強圧下す
ることにより、鋳片幅方向の全域にわたって中心偏析の
改善が可能である。このように、本実施形態により、鋳
片幅方向の全幅について、中心偏析の改善と、内部割れ
の消失とを図ることができる。

【００９４】

【実施例】さらに、本発明を実施例を参照しながら、よ
り具体的に説明する。なお、以降の説明において、バル
ジング量 (％) 、圧下量 (％) は、ともに、短辺鋳型15
の長さ (長辺鋳型15、15の対向距離)l₁ に対する量を示
す。

【００９５】(実施例１)図１に示す連続鋳造機10を用い
て、表１に示す条件Ａ〜条件Ｆにより６種類の鋼鋳片を
鋳造した。比較例における軽圧下は、最終の圧下ロール
14の上流側4.5ｍより圧下勾配を設定することにより、
行った。なお、最終の圧下ロール14は、凝固完了点26b
から100 mm上方の位置に配置した。

【００９６】

【表１】

【００９７】表１における条件Ａは、電磁制動装置12を
用いずに軽圧下のみを行う比較例である。また、条件Ｂ
は、電磁制動装置12を用いずにバルジングゾーン25で10
％バルジングさせた後に圧下量が10％の大圧下を行う比
較例である。さらに、条件Ｃは、電磁制動装置12を用い
て軽圧下を行う比較例である。

【００９８】条件Ｄは、鋳片幅方向の両端側から950 mm
位置を2500Ｇ以上とする静磁場分布を電磁制動装置12を
により与え、バルジングゾーン25で２％バルジングさせ
た後に圧下量が２％の大圧下を行う本発明例である。条
件Ｅは、条件Ｄと同様に静磁場を与え、10％バルジング
させた後、10％の大圧下を行う本発明例である。さら
に、条件Ｆは鋳片幅方向の両端側から300 mm位置を3000
Ｇ以上、両端側から３００〜９５０ ｍｍの範囲を2000
Ｇ以上とする静磁場を与え、10％バルジングさせた後、
10％の大圧下を行う本発明例である。なお、比較例Ｃお
よび実施例Ｄ、Ｅ、Ｆにおいては、静磁場は浸漬ノズル
からの吐出流が直接衝突するように設定され、磁束密度
が2000Ｇ以上となる部分の鋳片引抜方向に関する長さ
(図３(b) の記号Ｐ₃の長さ) は200mm とした。

【００９９】このようにして連続鋳造して得たスラブ
を、幅方向中心位置1/2 Ｗ、および幅方向端部から200
mmの位置のそれぞれにおけるＰの最大偏析度およびセミ
マクロ偏析粒数を測定することにより、評価した。

【０１００】なお、Ｐの最大偏析度は、得られたスラブ
を鋳込方向に直角な断面で切断して厚み方向中心部から
試験片を採取し、採取した試験片の表面を200 μｍメッ
シュの粗さに分け、各々のメッシュの中におけるＰの平
均濃度を調査し、この中の最大値Ｐと母溶鋼のＰ濃度Ｐ
₀ との比Ｐ／Ｐ₀ により算出した。また、偏析粒数は、
50mm×1000mm範囲の粒状偏析の個数を50倍で顕鏡し、比
Ｐ／Ｐ₀ が３以上のものについて調査した。結果を表２
および表３にまとめて示す。

【０１０１】

【表２】

【０１０２】

【表３】

【０１０３】表１〜表３より、比較例Ａ、Ｂは、いずれ
も、電磁制動装置12を用いていないため、Ｗ型クレータ
ーエンドは解消されず、鋳片幅方向端部より200 mm位置
における中心偏析が大幅に悪化したことがわかる。ま
た、比較例Ｃは、電磁制動装置12を用いたためにＷ型ク
レーターエンドは解消されたが、圧下法が軽圧下であっ
たために、Ｐ最大偏析度、セミマクロ偏析粒数とも不芳
な結果であった。

【０１０４】一方、本発明例Ｄ、Ｅ、Ｆでは、いずれ
も、電磁制動装置12を用いて静磁場を印加するためＷ型
クレーターエンドが解消し、また、バルジングを行って
から大圧下を行っているため、鋳片幅方向の全域にわた
って効果的な圧下を行うことができ、大幅に中心偏析を
改善することができた。

【０１０５】(実施例２)図１に示す連続鋳造機10におけ
る浸漬ノズル17から溶鋼の不均一な流動が発生した場合
を想定し、図１に示す連続鋳造機10に、左右で吐出孔17
a 、17a の口径が異なる浸漬ノズル17' を使用して、表
４に示す条件Ｇ〜条件Ｋにより、５種類の鋼鋳片を鋳造
した。

【０１０６】実施例１と同様に、比較例における軽圧下
は、最終の圧下ロール14の上流側4.5 ｍより圧下勾配を
設定することにより、行った。また、最終の圧下ロール
14は、凝固完了点26b から100 mm上方に配置した。

【０１０７】

【表４】

【０１０８】条件Ｇは、電磁制動装置12を用いずに10％
バルジングさせた後に、10％の大圧下を行う比較例であ
る。条件Ｈは、電磁制動装置12を用い、軽圧下を行う比
較例である。

【０１０９】一方、条件Ｉは、鋳片24の幅方向量端部側
から950 mm位置を2500Ｇ以上とする静磁場を電磁制動装
置12により印加し、10％バルジングさせた後、10％の大
圧下を行う実施例である。条件Ｊは、条件Ｉと同様にし
て静磁場を印加するとともに全体比水量を0.8L/kg と
し、10％バルジングさせた後、10％の大圧下を行う実施
例である。さらに、条件Ｋは、条件Ｉと同様にして静磁
場を印加するとともに、1/4W位置、3/4w位置よりも端部
側の冷却速度を、1/4W位置および3/4w位置の間の冷却強
度の1.5 倍とした上で10％バルジングさせた後、10％の
大圧下を行う実施例である。

【０１１０】このようにして連続鋳造して得たスラブ
を、実施例１と同様の方法で、幅方向中心位置1/2 Ｗ、
および幅方向端部から200 mmの位置のそれぞれにおける
Ｐの最大偏析度およびセミマクロ偏析粒数を測定するこ
とにより、評価した。結果を表５および表６にまとめて
示す。

【０１１１】

【表５】

【０１１２】

【表６】

【０１１３】表４〜表６により、条件Ｇ、Ｈは電磁制動
装置12を用いないとともに２次冷却における比水量が2.
0 であったため、Ｗ型クレーターエンド形状が大きく悪
化し、スラブ幅方向の端部より200 mmの位置における中
心偏析が大幅に悪化した。

【０１１４】条件Ｉは、電磁制動装置12を用いてＷ型ク
レーターエンドがかなり軽減された状態で、バルジング
および大圧下を行ったが、実施例１よりも、鋳片幅方向
端部から200 mm位置における中心偏析が、改善されなか
った。これは、連続鋳造鋳型11に浸漬された浸漬ノズル
17の二つの吐出孔17a のうちの小径側における吐出流速
が大きくなり、連続鋳造鋳型11内における吐出流に対す
る制動効果が不十分であったためと考えられる。

【０１１５】一方、本発明例Ｊ、Ｋでは、電磁制動装置
12を用い、かつ２次冷却帯でもＷ型クレーターエンド対
策を講じておき、さらにバルジングおよび大圧下を行っ
たため、浸漬ノズル17からの片流れを想定した厳しい条
件下でも、鋳片幅方向の全域に関して効果的に圧下を行
うことができ、大幅に中心偏析を改善することができ
た。

【０１１６】(実施例３)浸漬ノズル17から溶鋼の不均一
な流動が発生した場合を想定し、図１に示す連続鋳造機
10に、左右で吐出孔17a 、17a の口径が異なる浸漬ノズ
ル17' を使用して、表７に示す条件Ｌ、Ｍの２種類で鋼
鋳片を鋳造した。なお、最終の圧下ロール14は、凝固完
了点26b から100 mm上方に配置した。

【０１１７】

【表７】

【０１１８】条件Ｌは、電磁制動装置12を用いずに10％
バルジングさせた後、10％の大圧下を行い、鋳片幅方向
端部から200 mmの位置において比Ｄ₁ ／Ｄ₂ ＞0.3 が確
保されていない比較例である。

【０１１９】条件Ｍは、鋳片幅方向端部から950 mm位置
を2500Ｇ以上とする静磁場を電磁制動装置12により印加
し、10％バルジングさせた後、10％の大圧下を行い、か
つ全幅において比Ｄ₁ ／Ｄ₂ ＞0.3 が確保されている実
施例である。このようにして得たスラブについて、実施
例１および実施例２と同様に評価した。結果を表８およ
び表９にまとめて示す。

【０１２０】

【表８】

【０１２１】

【表９】

【０１２２】表８および表９より、比較例Ｌは電磁制動
装置12を印加せず、かつ比Ｄ₁ ／Ｄ₂ ＞0.3 が端部から
200 mmの位置で0.3 よりも小さかったため、端部から20
0 mm位置における中心偏析が大幅に悪化した。

【０１２３】一方、本発明例Ｍでは、電磁制動装置12を
印加し、かつ、比Ｄ₁ ／Ｄ₂ ＞0.3が全幅において確保
された条件下でバルジングおよび大圧下を行うため、浸
漬ノズル17からの片流れを想定した厳しい条件下でも、
鋳片幅方向の全域に関して効果的に圧下を行うことがで
き、大幅に中心偏析を改善することができた。

【０１２４】

【変形形態】実施形態および実施例は、溶融金属が溶鋼
である場合を例にとって説明したが、本発明はかかる態
様に限定されるものではなく、溶鋼以外の導電性を有す
る溶融金属に対して適用可能である。

【０１２５】また、実施形態および実施例は、図２に示
すように、合計８個の電磁石18a 〜18d が合計16個の磁
極21a 〜21d を有し、合計16個の磁極21a 〜21d が、浸
漬ノズル17の浸漬位置を境として両側にＮ極、Ｓ極がそ
れぞれ位置するとともに長辺鋳型対向方向に関してＮ
極、Ｓ極が位置するように、配置される場合を例にとっ
たが、本発明はかかる態様には限定されない。すなわ
ち、短辺鋳型対向方向に関する連続鋳造鋳型への浸漬ノ
ズルの浸漬位置を境として、長辺鋳型対向方向へ互いに
反対向きの静磁場Ｂ_1a〜Ｂ_1dと静磁場Ｂ_2a〜Ｂ_2dとを形
成することができればよく、磁極21a 〜21d の配置には
限定されない。

【０１２６】また、実施形態および実施例は、４組の一
対の電磁石18a 〜18d を配置した場合を例にとったが、
本発明はかかる態様には限定されない。２組以上の複数
組の一対の電磁石を配置した場合にも、同様の効果が奏
される。一対の電磁石の設置数は、短辺鋳型対向方向に
関する静磁場強度の分布に対する制御性や、製造コスト
等を勘案して、適宜決定すればよい。

【０１２７】さらに、本発明は、図１〜図８により示し
た各実施形態におけるガイドロール対、圧下ロール対ま
たはピンチロール対の、設置数、設置形態、設置位置等
には、何ら限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
で種々の変形が可能である。

【０１２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、鋳片、特に断面が長方形のスラブの鋳片幅方向に
関する凝固不均一を確実に解消し、これにより、鋳片幅
方向の全域に関して中心偏析を安定して防止すること
が、実用上初めて、可能となった。かかる効果を有する
本発明の意義は、極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(a) は、第１実施形態の連続鋳造機を概念
的に示す鋳片厚さ方向に関する縦断面図であり、図１
(b) は図１(a) における鋳片のＡ−Ａ断面図であり、図
１(c) は図１(a) における鋳片のＢ−Ｂ断面図である。

【図２】第１実施形態の連続鋳造機に用いられる連続鋳
造鋳型を一部簡略化して、電磁制動装置とともに示す斜
視図である。

【図３】第１実施形態で用いる電磁制動装置により発生
される静磁場の一例を示す説明図であり、図３(a) は正
面図、図３(b) は側面図である。

【図４】電磁制動装置を用いた場合の連続鋳造鋳型内に
おける溶鋼の吐出流の一例を示す縦断面図であり、図４
(b) は図４(a) におけるＣ−Ｃ断面図であり、図４(c)
は、電磁制動装置を用いない場合の連続鋳造鋳型内にお
ける溶鋼の吐出流の一例を示す縦断面図であり、図４
(d) は図４(c) におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図５】図５(a) および図５(b) は、連続鋳造鋳型内に
おける鋳片の凝固シェルの形成状況を示す説明図であ
り、図５(c) および図５(d) は、図１(a) におけるＡ−
Ａ断面における鋳片の凝固シェルの形成状況を示す説明
図である。

【図６】鋳片に対して圧下ロール対により大圧下を行っ
ている状況を示す説明図である。

【図７】図１におけるガイドロール対と、圧下ロール対
と、鋳片との配置を模式的に示す説明図である。

【図８】図８(a) は、圧下量Ｄ₁ と未凝固部の厚さＤ₂
との比を種々変更して、鋳片幅方向中央部における内部
割れとの関係を調査した結果を示すグラフであり、図８
(b) は、圧下量Ｄ₁ と未凝固部の厚さＤ₂ との比を種々
変更して、鋳片幅方向中央部における中心偏析との関係
を調査した結果を示すグラフである。

【図９】スラブ形状の鋳片の一例の説明図であり、図９
(a) は鋳造中の鋳片の横断面を示す斜視図、図９(b) は
鋳造中の鋳片の縦断面を示す斜視図、図９(c) は得られ
た鋳片の中心偏析発生状況を模式的に示す斜視図であ
る。

【図１０】浸漬ノズルから連続鋳造鋳型への溶鋼を注入
する際の状況を模式的に示す説明図であり、図10(a) は
鋳片の幅方向に関する縦断面図、図10(b) は得られる鋳
片の一例を模式的に示す説明図である。

【図１１】特開平９−314298号公報により提案した発明
によりバルジングされた鋳片に大圧下を行う状況の一例
を示す説明図であり、図11(a) は圧下時を、図11(b) は
圧下後をそれぞれ示す。

【符号の説明】

10 連続鋳造機 11 連続鋳造鋳型 12 電磁制動装置 13 ガイドロール対 14 圧下ロール対 17 浸漬ノズル 24 鋳片 24b 未凝固部 26b 凝固完了点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 規雄 茨城県鹿嶋市大字光３番地 住友金属工 業株式会社鹿島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平５−237621（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−108796（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−252659（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−132355（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−281048（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−224650（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−243696（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−21150（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−168847（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−19842（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−347697（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−10299（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−295113（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−224642（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−193063（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/128 350 B22D 11/11 B22D 11/115 B22D 11/22 B22D 11/04 311

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属を浸漬ノズルから連続鋳造鋳型
   に注入して内部に未凝固部を有する鋳片とし、当該鋳片
   を、鋳片厚さ方向に関する間隔が徐々に増加するように
   前記連続鋳造鋳型の下方に鋳片引抜き方向に関して１組
   または複数組連続して設置されたガイドロール対によ
   り、冷却しながら鋳片厚さ方向にバルジングさせた後、
   バルジングを生じた前記鋳片の凝固完了点の直前で少な
   くとも１組の圧下ロール対により、前記鋳片厚さ方向
   に、前記バルジングの量に略相当する圧下量の大圧下を
   行う連続鋳造方法において、 前記連続鋳造鋳型の内部に静磁場を設定することによ
   り、前記大圧下を行う圧下位置における前記連続鋳造鋳
   片の未凝固部厚さ分布を、鋳片幅方向に均一にするか、
   または鋳片幅方向端部側を鋳片幅方向中央部よりも小さ
   くすることを特徴とする連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 前記静磁場は、前記鋳片の鋳片幅方向端
   部側における未凝固部流速を、鋳片幅方向中央部におけ
   る未凝固部流速以下とする静磁場である請求項１記載の
   連続鋳造方法。
3. 【請求項３】 前記静磁場は、前記浸漬ノズルから吐出
   される溶融金属流が直接衝突するように、設定される請
   求項１または請求項２記載の連続鋳造方法。
4. 【請求項４】 前記静磁場は、鋳片幅方向に関する鋳片
   中央部以外の部分と引抜き方向に関する鋳片中央部と
   に、2000Ｇ以上の磁束密度域が形成され、かつ磁束密度
   が2000Ｇ以上となる部分の引抜方向に及ぶ長さ範囲を15
   0mm 以上とするように、設定される請求項１から請求項
   ３までのいずれか１項に記載の連続鋳造方法。
5. 【請求項５】 前記圧下ロール対による前記圧下量の、
   前記圧下ロール対による前記圧下の際における前記鋳片
   の未凝固部厚さに対する比が、鋳片幅方向の全域に関し
   て、0.3 よりも大きい請求項１から請求項４までのいず
   れか１項に記載の連続鋳造方法。
6. 【請求項６】 さらに、前記連続鋳造鋳型の下方の２次
   冷却帯における前記鋳片の冷却強度を制御することによ
   り、前記未凝固部厚さ分布を、前記鋳片幅方向に均一に
   するか、または前記鋳片幅方向端部側を前記鋳片幅方向
   中央部よりも小さくする請求項１から請求項５までのい
   ずれか１項に記載の連続鋳造方法。
7. 【請求項７】 溶融金属を注入する浸漬ノズルが浸漬さ
   れる連続鋳造鋳型と、当該連続鋳造鋳型の下方に、鋳片
   厚さ方向に関する間隔が徐々に増加するように鋳片引抜
   き方向に関して１組または複数組連続して設置されたガ
   イドロール対と、当該ガイドロール対により鋳片厚さ方
   向にバルジングされた鋳片の凝固完了点の直前で、前記
   バルジングの量に略相当する圧下量の大圧下を行う少な
   くとも１組の圧下ロール対とを備え、さらに、前記連続
   鋳造鋳型には、内部に、前記鋳片の鋳片幅方向端部側に
   おける未凝固部流速を、鋳片幅方向中央部における未凝
   固部流速よりも小さくする静磁場を発生する電磁制動装
   置が設けられることを特徴とする連続鋳造機。
8. 【請求項８】 前記電磁制動装置は、互いに対向配置さ
   れる一対の長辺鋳型および短辺鋳型を有する前記連続鋳
   造鋳型における一対の前記長辺鋳型それぞれの背面側
   に、一対の電磁石を短辺鋳型対向方向に関して複数組並
   設し、複数の前記電磁石が、それぞれ、前記短辺鋳型対
   向方向に関する両端側に長辺鋳型対向方向に向けた磁極
   を有し、複数の当該磁極が、前記短辺鋳型対向方向に関
   して前記連続鋳造鋳型への浸漬ノズルの浸漬位置を境と
   して両側に異極が位置するとともに前記長辺鋳型対向方
   向に関して異極が位置するように、配置される電磁制動
   装置である請求項７記載の連続鋳造機。