JP3405490B2 - 連続鋳造における鋳片内質改善方法 - Google Patents
連続鋳造における鋳片内質改善方法Info
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- JP3405490B2 JP3405490B2 JP16458195A JP16458195A JP3405490B2 JP 3405490 B2 JP3405490 B2 JP 3405490B2 JP 16458195 A JP16458195 A JP 16458195A JP 16458195 A JP16458195 A JP 16458195A JP 3405490 B2 JP3405490 B2 JP 3405490B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、種々の鋼、例えば、
炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼およびステンレス鋼等のブ
ルーム、ビレット（以下鋳片という）の連続鋳造におい
て、鋳片の中心部に発生するセンターポロシティを低減
する鋳片内質改善方法に関する。
炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼およびステンレス鋼等のブ
ルーム、ビレット（以下鋳片という）の連続鋳造におい
て、鋳片の中心部に発生するセンターポロシティを低減
する鋳片内質改善方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造された鋳片から圧延または鍛造
工程を経てユジーンセジュルネ法、マンネスマン法等に
より継目無鋼管を製造する工程においては、使用する鋳
片の内質部が管の内表面となるため、鋳片の外表面のみ
ならず内質面での健全性が強く要求され、鋳片内質管理
が重要となる。連続鋳造された鋳片にセンターポロシテ
ィが存在しその程度が大きい場合は、その鋳片から製造
した継目無鋼管にはしばしば内面疵が生じ、品質上の欠
陥となり易い。
工程を経てユジーンセジュルネ法、マンネスマン法等に
より継目無鋼管を製造する工程においては、使用する鋳
片の内質部が管の内表面となるため、鋳片の外表面のみ
ならず内質面での健全性が強く要求され、鋳片内質管理
が重要となる。連続鋳造された鋳片にセンターポロシテ
ィが存在しその程度が大きい場合は、その鋳片から製造
した継目無鋼管にはしばしば内面疵が生じ、品質上の欠
陥となり易い。
【０００３】このため、鋳片の連続鋳造においては、鋳
片のセンターポロシティの低減を目的として鋳片冷却の
際の熱収縮を利用する二次冷却方法が既に提案されてい
る。例えば、鋳片内部の残溶湯プールの凝固終了点の手
前２〜１５ｍの位置から鋳片表面を冷却し、鋳片に凝固
収縮を与えて鋳片断面を減少させ、中心偏析を低減させ
る方法（特開昭６２−６１７６４号公報）、残溶湯プー
ルの鋳込方向最先端より手前２〜１５ｍの位置からプー
ル最先端位置までの鋳込方向に沿う鋳片表面温度を、鋳
片の液芯核の凝固の進行に合わせて、鋼のＡ3変態温度
もしくはＡｃｍ変態の開始温度ＴA以上で、Ｔａ＋（ＴN
−Ｔａ）×０．３＝ＴV（ただし、ＴN：ピンチロールを
出た後の自然放冷による鋳片表面温度、Ｔａ：凝固収縮
量を補償するに必要な凝固殻平均冷却を得る鋳片表面温
度）に示す有効鋳片表面温度ＴV以下の温度に逐次冷却
し、鋳片凝固殻を収縮せしめて鋳片断面を減面し、セン
ターポロシティを低減させる方法（特開昭６２−２６３
８５５号公報）、連続鋳造中の鋳片の核が柔らかい凝固
相の状態にあるときに、この柔らかい核と核の周りの既
に完全に凝固した殻との間の熱収縮の差によって上記の
核が上記の殻により常に圧縮される効果が生ずるように
鋳片を強制冷却し、センターポロシティを低減させる方
法（特開平２−１５８５６号公報）等が提案されてい
る。
片のセンターポロシティの低減を目的として鋳片冷却の
際の熱収縮を利用する二次冷却方法が既に提案されてい
る。例えば、鋳片内部の残溶湯プールの凝固終了点の手
前２〜１５ｍの位置から鋳片表面を冷却し、鋳片に凝固
収縮を与えて鋳片断面を減少させ、中心偏析を低減させ
る方法（特開昭６２−６１７６４号公報）、残溶湯プー
ルの鋳込方向最先端より手前２〜１５ｍの位置からプー
ル最先端位置までの鋳込方向に沿う鋳片表面温度を、鋳
片の液芯核の凝固の進行に合わせて、鋼のＡ3変態温度
もしくはＡｃｍ変態の開始温度ＴA以上で、Ｔａ＋（ＴN
−Ｔａ）×０．３＝ＴV（ただし、ＴN：ピンチロールを
出た後の自然放冷による鋳片表面温度、Ｔａ：凝固収縮
量を補償するに必要な凝固殻平均冷却を得る鋳片表面温
度）に示す有効鋳片表面温度ＴV以下の温度に逐次冷却
し、鋳片凝固殻を収縮せしめて鋳片断面を減面し、セン
ターポロシティを低減させる方法（特開昭６２−２６３
８５５号公報）、連続鋳造中の鋳片の核が柔らかい凝固
相の状態にあるときに、この柔らかい核と核の周りの既
に完全に凝固した殻との間の熱収縮の差によって上記の
核が上記の殻により常に圧縮される効果が生ずるように
鋳片を強制冷却し、センターポロシティを低減させる方
法（特開平２−１５８５６号公報）等が提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６２−６１
７６４号公報、特開昭６２−２６３８５５号公報および
特開平２−１５８５６号公報に開示の方法は、中心偏析
を低減することを目的とするものではあるが、原理的に
鋳片中心部のキャビティ低減にも効果があると考えられ
るが、鋳片の直径または厚みが増加した場合、センター
ポロシティの低減効果を再現性よく得ることができない
という問題点を有している。
７６４号公報、特開昭６２−２６３８５５号公報および
特開平２−１５８５６号公報に開示の方法は、中心偏析
を低減することを目的とするものではあるが、原理的に
鋳片中心部のキャビティ低減にも効果があると考えられ
るが、鋳片の直径または厚みが増加した場合、センター
ポロシティの低減効果を再現性よく得ることができない
という問題点を有している。
【０００５】従来の鋳片表面を冷却して鋳片に凝固収縮
を与えてセンターポロシティを低減させる二次冷却にお
いては、鋳片の直径または厚みが２６１ｍｍ以上の比較
的大きい場合、鋳片中心固相率が０〜０．２の早い段階
からの冷却を実施すると、鋳片表皮部近傍の冷却が優先
的に進行して低温となり、鋳片外周の冷却速度が次第に
小さくなって鋳片中心部に引張り応力が生じはじめる。
このため、鋳片中心部が十分に凝固せずに強度が小さい
かまたは強度の無い状態では、鋳片中心部に引張り応力
が生じると逆に中心部のキャビティまたはセンターポロ
シティの拡大が発生する。また、鋳片中心固相率が０．
５以上の遅い段階から冷却を開始した場合は、比水量が
余りに大き過ぎて表皮部近傍のみの冷却が進行し、同様
の現象が発生する。
を与えてセンターポロシティを低減させる二次冷却にお
いては、鋳片の直径または厚みが２６１ｍｍ以上の比較
的大きい場合、鋳片中心固相率が０〜０．２の早い段階
からの冷却を実施すると、鋳片表皮部近傍の冷却が優先
的に進行して低温となり、鋳片外周の冷却速度が次第に
小さくなって鋳片中心部に引張り応力が生じはじめる。
このため、鋳片中心部が十分に凝固せずに強度が小さい
かまたは強度の無い状態では、鋳片中心部に引張り応力
が生じると逆に中心部のキャビティまたはセンターポロ
シティの拡大が発生する。また、鋳片中心固相率が０．
５以上の遅い段階から冷却を開始した場合は、比水量が
余りに大き過ぎて表皮部近傍のみの冷却が進行し、同様
の現象が発生する。
【０００６】この発明の目的は、上記従来技術の欠点を
解消し、鋳片の直径または厚みに応じて最適な冷却開始
時点を選択でき、鋳片中心部のセンターポロシティを低
減できると共に、軸芯割れを防止できる連続鋳造におけ
る鋳片内質改善方法を提供することにある。
解消し、鋳片の直径または厚みに応じて最適な冷却開始
時点を選択でき、鋳片中心部のセンターポロシティを低
減できると共に、軸芯割れを防止できる連続鋳造におけ
る鋳片内質改善方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、鋳片の
直径または厚みが２６１ｍｍ以下の鋳片は、中心部固相
率が０．２〜０．８の時点で、比水量０．１〜０．４ｌ
／ｋｇ・ｓｔｅｅｌの水冷却による鋳片の表面冷却を開
始し、また、鋳片の直径または厚みが２６１〜２９２ｍ
ｍの鋳片は、鋳片の直径または厚みに応じて下記（１）
式で与えられる鋳片の中心部固相率ｆｓ（ｘ）〜０．８
の時点で、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌ
の水冷却による鋳片の表面冷却を開始し、完全凝固する
まで前記比水量による水冷却を継続することによって、
鋳片中心部のセンターポロシティを低減できると共に、
軸芯割れを防止できることを究明し、この発明に到達し
た。
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、鋳片の
直径または厚みが２６１ｍｍ以下の鋳片は、中心部固相
率が０．２〜０．８の時点で、比水量０．１〜０．４ｌ
／ｋｇ・ｓｔｅｅｌの水冷却による鋳片の表面冷却を開
始し、また、鋳片の直径または厚みが２６１〜２９２ｍ
ｍの鋳片は、鋳片の直径または厚みに応じて下記（１）
式で与えられる鋳片の中心部固相率ｆｓ（ｘ）〜０．８
の時点で、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌ
の水冷却による鋳片の表面冷却を開始し、完全凝固する
まで前記比水量による水冷却を継続することによって、
鋳片中心部のセンターポロシティを低減できると共に、
軸芯割れを防止できることを究明し、この発明に到達し
た。
【０００８】すなわちこの発明は、鋼片を連続鋳造時の
二次冷却終了後の最終凝固位置近傍での冷却による鋳片
内質改善方法において、直径または厚みが２６１ｍｍ以
下の鋳片の中心部固相率が０．２〜０．８の時点で、比
水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌの水冷却によ
る鋳片の表面冷却を開始し、完全凝固するまで前記比水
量による水冷却を継続することを特徴とする連続鋳造に
おける鋳片内質改善方法である。
二次冷却終了後の最終凝固位置近傍での冷却による鋳片
内質改善方法において、直径または厚みが２６１ｍｍ以
下の鋳片の中心部固相率が０．２〜０．８の時点で、比
水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌの水冷却によ
る鋳片の表面冷却を開始し、完全凝固するまで前記比水
量による水冷却を継続することを特徴とする連続鋳造に
おける鋳片内質改善方法である。
【０００９】また、この発明は、鋼片を連続鋳造時の二
次冷却終了後の最終凝固位置近傍での冷却による鋳片内
質改善方法において、直径または厚みが２６１〜２９２
ｍｍの鋳片には、鋳片の直径または厚みに応じて下記
（１）式で与えられる鋳片の中心部固相率がｆｓ（ｘ）
〜０．８の時点で、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓ
ｔｅｅｌの水冷却による鋳片の表面冷却を開始し、完全
凝固するまで前記比水量による水冷却を継続することを
特徴とする連続鋳造における鋳片内質改善方法である。 ｆｓ（ｘ）＝０．００９６８ｘ−２．３２６ （１）式 ただし、ｆｓ（ｘ）：中心部固相率、ｘ：鋳片の直径ま
たは厚み
次冷却終了後の最終凝固位置近傍での冷却による鋳片内
質改善方法において、直径または厚みが２６１〜２９２
ｍｍの鋳片には、鋳片の直径または厚みに応じて下記
（１）式で与えられる鋳片の中心部固相率がｆｓ（ｘ）
〜０．８の時点で、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓ
ｔｅｅｌの水冷却による鋳片の表面冷却を開始し、完全
凝固するまで前記比水量による水冷却を継続することを
特徴とする連続鋳造における鋳片内質改善方法である。 ｆｓ（ｘ）＝０．００９６８ｘ−２．３２６ （１）式 ただし、ｆｓ（ｘ）：中心部固相率、ｘ：鋳片の直径ま
たは厚み
【００１０】
【作用】鋼片の連続鋳造においては、凝固収縮により溶
鋼の体積収縮が起こると、その体積収縮分を埋めるため
に溶鋼が流動しようとするが、溶鋼の流動抵抗が大きく
流動性が悪い場合には、体積収縮分を埋めることができ
なくなり、センターポロシティが発生し易くなる。特
に、鋼片の中心部固相率が０．２を超える場合は、固相
の存在により溶鋼の見掛けの粘性が急激に大きくなり、
流動性が低下し始める。さらに鋼片の中心部固相率が高
くなると、もはや固相は移動しなくなり、固相のデンド
ライト間を溶鋼のみが移動する。この場合には、その流
路径の大きさが数μｍ〜数百μｍと非常に狭くなり、こ
のため溶鋼の流動抵抗が著しく大きくなって流動性が低
下し、凝固収縮部に溶鋼を補給できなくなる。
鋼の体積収縮が起こると、その体積収縮分を埋めるため
に溶鋼が流動しようとするが、溶鋼の流動抵抗が大きく
流動性が悪い場合には、体積収縮分を埋めることができ
なくなり、センターポロシティが発生し易くなる。特
に、鋼片の中心部固相率が０．２を超える場合は、固相
の存在により溶鋼の見掛けの粘性が急激に大きくなり、
流動性が低下し始める。さらに鋼片の中心部固相率が高
くなると、もはや固相は移動しなくなり、固相のデンド
ライト間を溶鋼のみが移動する。この場合には、その流
路径の大きさが数μｍ〜数百μｍと非常に狭くなり、こ
のため溶鋼の流動抵抗が著しく大きくなって流動性が低
下し、凝固収縮部に溶鋼を補給できなくなる。
【００１１】また、鋼片の中心部固相率が０．２未満の
場合には、冷却を行って鋼片に凝固収縮を与えても、こ
の時点ではまだセンターポロシティの原因となる溶鋼の
供給不足部は生じておらず、単に溶鋼の移動が起こるだ
けで、センターポロシティの低減には関与しない。さら
に、二次冷却の早い時期に、例えば鋳型下の二次冷却ス
プレーによる冷却過程で過剰な冷却を行うと、鋼片の表
面温度は必要以上に低下するので、二次冷却終了後の最
終凝固位置近傍での冷却によりセンターポロシティの低
減に不可欠な収縮代を得ることが困難となるか、または
収縮代を無駄に消費してしまうことになる。
場合には、冷却を行って鋼片に凝固収縮を与えても、こ
の時点ではまだセンターポロシティの原因となる溶鋼の
供給不足部は生じておらず、単に溶鋼の移動が起こるだ
けで、センターポロシティの低減には関与しない。さら
に、二次冷却の早い時期に、例えば鋳型下の二次冷却ス
プレーによる冷却過程で過剰な冷却を行うと、鋼片の表
面温度は必要以上に低下するので、二次冷却終了後の最
終凝固位置近傍での冷却によりセンターポロシティの低
減に不可欠な収縮代を得ることが困難となるか、または
収縮代を無駄に消費してしまうことになる。
【００１２】二次冷却終了後の最終凝固位置近傍での冷
却においては、冷却中の鋼片外周の冷却速度が中心部の
冷却速度を上回る場合、鋼片外周の収縮速度が中心部の
収縮速度を上回るため、中心部に圧縮応力が発生し、凝
固収縮部に溶鋼を補給できないために生じるセンターポ
ロシティを低減させることが可能である。しかしなが
ら、鋼片外周の冷却速度は、鋼片の直径または厚みが増
加するに従い、伝熱抵抗が増大して表皮部近傍のみの冷
却が進行して飽和する。この場合には、最終冷却段階に
おいて鋼片外周の収縮速度が中心部の収縮速度を上回る
ことができず、中心部に引張応力が発生する。したがっ
て、鋼片の直径または厚みが大きい場合には、この引張
応力によるセンターポロシティの拡大を防止するため、
鋼片外周の冷却速度が飽和状態になる前に完全凝固させ
ることが必須である。そのためには、最終冷却開始時点
の中心部固相率を高固相率とすることが必要である。
却においては、冷却中の鋼片外周の冷却速度が中心部の
冷却速度を上回る場合、鋼片外周の収縮速度が中心部の
収縮速度を上回るため、中心部に圧縮応力が発生し、凝
固収縮部に溶鋼を補給できないために生じるセンターポ
ロシティを低減させることが可能である。しかしなが
ら、鋼片外周の冷却速度は、鋼片の直径または厚みが増
加するに従い、伝熱抵抗が増大して表皮部近傍のみの冷
却が進行して飽和する。この場合には、最終冷却段階に
おいて鋼片外周の収縮速度が中心部の収縮速度を上回る
ことができず、中心部に引張応力が発生する。したがっ
て、鋼片の直径または厚みが大きい場合には、この引張
応力によるセンターポロシティの拡大を防止するため、
鋼片外周の冷却速度が飽和状態になる前に完全凝固させ
ることが必須である。そのためには、最終冷却開始時点
の中心部固相率を高固相率とすることが必要である。
【００１３】この発明においては、直径または厚みが２
６１ｍｍ以下の鋳片の中心部固相率が０．２〜０．８の
時点で、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌの
水冷却による鋳片の表面冷却を開始し、完全凝固するま
で前記比水量による水冷却を継続することによって、直
径または厚みが２６１ｍｍ以下の鋳片に最適な凝固収縮
を与えることができ、鋳片内部の凝固収縮による溶鋼の
不足分を鋳片外周の収縮による圧縮応力によって補い、
センターポロシティの発生を低減することができる。
６１ｍｍ以下の鋳片の中心部固相率が０．２〜０．８の
時点で、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌの
水冷却による鋳片の表面冷却を開始し、完全凝固するま
で前記比水量による水冷却を継続することによって、直
径または厚みが２６１ｍｍ以下の鋳片に最適な凝固収縮
を与えることができ、鋳片内部の凝固収縮による溶鋼の
不足分を鋳片外周の収縮による圧縮応力によって補い、
センターポロシティの発生を低減することができる。
【００１４】また、この発明においては、直径または厚
みが２６１〜２９２ｍｍの鋳片には、鋳片の直径または
厚みに応じて前記（１）式で与えられる鋳片の中心部固
相率ｆｓ（ｘ）〜０．８の時点で、比水量０．１〜０．
４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌの水冷却による鋳片の表面冷却
を開始し、完全凝固するまで前記比水量による水冷却を
継続することによって、直径または厚みが２６１〜２９
２ｍｍの鋳片に最適な凝固収縮を与えることができ、鋳
片内部の凝固収縮による溶鋼の不足分を鋳片外周の収縮
による圧縮応力によって補い、センターポロシティの発
生を低減することができる。
みが２６１〜２９２ｍｍの鋳片には、鋳片の直径または
厚みに応じて前記（１）式で与えられる鋳片の中心部固
相率ｆｓ（ｘ）〜０．８の時点で、比水量０．１〜０．
４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌの水冷却による鋳片の表面冷却
を開始し、完全凝固するまで前記比水量による水冷却を
継続することによって、直径または厚みが２６１〜２９
２ｍｍの鋳片に最適な凝固収縮を与えることができ、鋳
片内部の凝固収縮による溶鋼の不足分を鋳片外周の収縮
による圧縮応力によって補い、センターポロシティの発
生を低減することができる。
【００１５】なお、鋳片の中心部が完全凝固するまで
は、鋳片の中心部には強度がなく、小さな応力で割れが
発生し易い。このような時点で鋳片表面の冷却を停止し
た場合は、復熱によって鋳片の中心部に引張応力が働
き、センターポロシティが増大し易くなる。凝固相に延
性が生じはじめる温度（ＺＤＴ）は、鋳片の中心部固相
率が０．９９に相当することが知られている。したがっ
て、センターポロシティを低減させるためには、少なく
とも鋳片の中心部固相率が０．９９となる温度まで鋳片
の表面冷却を継続することが必要である。
は、鋳片の中心部には強度がなく、小さな応力で割れが
発生し易い。このような時点で鋳片表面の冷却を停止し
た場合は、復熱によって鋳片の中心部に引張応力が働
き、センターポロシティが増大し易くなる。凝固相に延
性が生じはじめる温度（ＺＤＴ）は、鋳片の中心部固相
率が０．９９に相当することが知られている。したがっ
て、センターポロシティを低減させるためには、少なく
とも鋳片の中心部固相率が０．９９となる温度まで鋳片
の表面冷却を継続することが必要である。
【００１６】この発明において、直径または厚みが２６
１ｍｍ以下の鋳片の最終冷却開始時点の中心部固相率を
０．２〜０．８としたのは、鋳片の中心部固相率が０．
２未満では、前記したとおりセンターポロシティの原因
となる溶鋼の供給不足部は生じておらず、単に溶鋼の移
動が起こるだけで、センターポロシティの低減には関与
しない。また、鋳片の中心部固相率が０．８を超える
と、溶鋼の流動抵抗が著しく大きくなって流動性が低下
し、鋳片中心部の凝固収縮部に溶鋼を補給できず、セン
ターポロシティが発生するからである。さらに、直径ま
たは厚みが２６１〜２９２ｍｍの鋳片の最終冷却開始時
点の中心部固相率を鋳片の直径または厚みに応じて前記
（１）式で与えられる中心部固相率ｆｓ（ｘ）〜０．８
としたのは、鋳片の直径または厚みに応じて前記（１）
式で与えられる中心部固相率ｆｓ（ｘ）未満では、鋳片
外周の冷却速度が飽和し、鋳片外周の収縮速度が鋳片中
心部の収縮速度を上回ることができず、中心部に引張応
力が生じてセンターポロシティが発生するからである。
また、鋳片の中心部固相率が０．８を超えると、溶鋼の
流動抵抗が著しく大きくなって流動性が低下し、鋳片中
心部の凝固収縮部に溶鋼を補給できず、センターポロシ
ティが発生するからである。
１ｍｍ以下の鋳片の最終冷却開始時点の中心部固相率を
０．２〜０．８としたのは、鋳片の中心部固相率が０．
２未満では、前記したとおりセンターポロシティの原因
となる溶鋼の供給不足部は生じておらず、単に溶鋼の移
動が起こるだけで、センターポロシティの低減には関与
しない。また、鋳片の中心部固相率が０．８を超える
と、溶鋼の流動抵抗が著しく大きくなって流動性が低下
し、鋳片中心部の凝固収縮部に溶鋼を補給できず、セン
ターポロシティが発生するからである。さらに、直径ま
たは厚みが２６１〜２９２ｍｍの鋳片の最終冷却開始時
点の中心部固相率を鋳片の直径または厚みに応じて前記
（１）式で与えられる中心部固相率ｆｓ（ｘ）〜０．８
としたのは、鋳片の直径または厚みに応じて前記（１）
式で与えられる中心部固相率ｆｓ（ｘ）未満では、鋳片
外周の冷却速度が飽和し、鋳片外周の収縮速度が鋳片中
心部の収縮速度を上回ることができず、中心部に引張応
力が生じてセンターポロシティが発生するからである。
また、鋳片の中心部固相率が０．８を超えると、溶鋼の
流動抵抗が著しく大きくなって流動性が低下し、鋳片中
心部の凝固収縮部に溶鋼を補給できず、センターポロシ
ティが発生するからである。
【００１７】この発明において、最終冷却で用いる冷却
媒体は、水または水とエアーを混合したエアーミストと
するのがよい。また、比水量を０．１〜０．４ｌ／ｋｇ
・ｓｔｅｅｌとしたのは、比水量が０．１ｌ／ｋｇ・ｓ
ｔｅｅｌ未満では鋳片の凝固収縮、溶鋼の流動性低下が
十分でなく、局所的な溶鋼の供給不足（センターポロシ
ティの発生原因となる）を補うことができず、また、
０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌを超えると、冷却の初期で
急速に鋳片表面を冷却してしまうため、鋳片表面部の強
度が大きくなり、望ましい収縮が進まなくなると共に、
低温部での冷却速度が低下し、鋳片中心部で引張応力が
働き、かえってセンターポロシティの増大を招くことに
なるので、０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌとし
た。
媒体は、水または水とエアーを混合したエアーミストと
するのがよい。また、比水量を０．１〜０．４ｌ／ｋｇ
・ｓｔｅｅｌとしたのは、比水量が０．１ｌ／ｋｇ・ｓ
ｔｅｅｌ未満では鋳片の凝固収縮、溶鋼の流動性低下が
十分でなく、局所的な溶鋼の供給不足（センターポロシ
ティの発生原因となる）を補うことができず、また、
０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌを超えると、冷却の初期で
急速に鋳片表面を冷却してしまうため、鋳片表面部の強
度が大きくなり、望ましい収縮が進まなくなると共に、
低温部での冷却速度が低下し、鋳片中心部で引張応力が
働き、かえってセンターポロシティの増大を招くことに
なるので、０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌとし
た。
【００１８】
実施例１
以下にこの発明方法の詳細を実施の一例を示す図１に基
づいて説明する。図１はこの発明の鋳片内質改善方法を
実施する連続鋳造装置の一例である直径１８７〜２９２
ｍｍ程度の丸ビレット鋳造用の湾曲型連続鋳造装置を示
す側面方向の縦断面図である。図１において、１は水冷
（一次冷却）の鋳型、２は鋳型１内に図示しないタンデ
ィッシュから溶鋼３を注入する浸漬ノズルで、鋳型１内
に注入された溶鋼３は、鋳型１内で一次冷却を受けて凝
固殻４がまず生成し、当初は鋳型１壁に密着している
が、やがて収縮して鋳型１壁を離れ隙間を生成する。５
は鋳型１直下に設けた図示しないロール帯に設けた二次
冷却スプレーで、まだ凝固殻４が薄く、溶鋼３の静圧に
よって鋳片６のバルジングが増大するので、バルジング
を防止するため直接水スプレーによる冷却を施す。二次
冷却スプレー５による冷却速度は、連続鋳造装置のロー
ルピッチや鋳造速度によっても変わるが、バルジングが
増大しない程度の最小の冷却速度とするのが一般的であ
る。
づいて説明する。図１はこの発明の鋳片内質改善方法を
実施する連続鋳造装置の一例である直径１８７〜２９２
ｍｍ程度の丸ビレット鋳造用の湾曲型連続鋳造装置を示
す側面方向の縦断面図である。図１において、１は水冷
（一次冷却）の鋳型、２は鋳型１内に図示しないタンデ
ィッシュから溶鋼３を注入する浸漬ノズルで、鋳型１内
に注入された溶鋼３は、鋳型１内で一次冷却を受けて凝
固殻４がまず生成し、当初は鋳型１壁に密着している
が、やがて収縮して鋳型１壁を離れ隙間を生成する。５
は鋳型１直下に設けた図示しないロール帯に設けた二次
冷却スプレーで、まだ凝固殻４が薄く、溶鋼３の静圧に
よって鋳片６のバルジングが増大するので、バルジング
を防止するため直接水スプレーによる冷却を施す。二次
冷却スプレー５による冷却速度は、連続鋳造装置のロー
ルピッチや鋳造速度によっても変わるが、バルジングが
増大しない程度の最小の冷却速度とするのが一般的であ
る。
【００１９】７は鋳片６の凝固が完了する部分に設けた
凝固末期用の最終冷却スプレーで、鋳片６を最終的に冷
却して所望の収縮を与えたた後に完全に凝固させ、鋳片
６の中心部固相率を１．０とする。最終冷却スプレー７
は、その冷却帯（スプレーゾーン）の総長さを、鋼種、
鋳造速度、最終冷却条件等の変更に対応することができ
るように、凝固完了点からその上流側に向かって、例え
ば、前記の直径１８７〜２９２ｍｍの丸ビレット鋳片の
場合１０ｍと長くし、さらに、この間を適切な長さの小
さな複数ブロック、例えば、図１に示すように５個（ａ
〜ｅ）のブロックに分割し、鋳造条件に応じて各ブロッ
クに水を供給し、かつ、鋳片６の中心部固相率に応じて
その実効長さを変更できるよう構成されている。なお、
このブロックとは、一群のスプレーからなり、その一群
単位で冷却条件、例えば前記の比水量を変えることがで
きるブロックである。したがって、最終冷却スプレー７
でカバーされる範囲内では、鋳片６の中心部固相率が
０．２に達した位置以降のブロックの比水量を前記のよ
うに調整して冷却することができる。８はピンチロール
で、鋳片６を所定の鋳造速度で引抜くよう構成されてい
る。なお、９は鋳片６を所定の長さに切断する切断用ト
ーチである。
凝固末期用の最終冷却スプレーで、鋳片６を最終的に冷
却して所望の収縮を与えたた後に完全に凝固させ、鋳片
６の中心部固相率を１．０とする。最終冷却スプレー７
は、その冷却帯（スプレーゾーン）の総長さを、鋼種、
鋳造速度、最終冷却条件等の変更に対応することができ
るように、凝固完了点からその上流側に向かって、例え
ば、前記の直径１８７〜２９２ｍｍの丸ビレット鋳片の
場合１０ｍと長くし、さらに、この間を適切な長さの小
さな複数ブロック、例えば、図１に示すように５個（ａ
〜ｅ）のブロックに分割し、鋳造条件に応じて各ブロッ
クに水を供給し、かつ、鋳片６の中心部固相率に応じて
その実効長さを変更できるよう構成されている。なお、
このブロックとは、一群のスプレーからなり、その一群
単位で冷却条件、例えば前記の比水量を変えることがで
きるブロックである。したがって、最終冷却スプレー７
でカバーされる範囲内では、鋳片６の中心部固相率が
０．２に達した位置以降のブロックの比水量を前記のよ
うに調整して冷却することができる。８はピンチロール
で、鋳片６を所定の鋳造速度で引抜くよう構成されてい
る。なお、９は鋳片６を所定の長さに切断する切断用ト
ーチである。
【００２０】この発明においては、鋳片６に必要な収縮
と凝固を与えるため、最終冷却スプレー７による冷却
は、鋳片６の直径または厚みに応じて冷却開始時期を鋳
片６の中心部固相率０．２〜０．８の間で変化させる。
具体的には、直径または厚みが２６１ｍｍ以下の鋳片６
には、中心部固相率０．２〜０．８の時点を冷却を開始
とする。また、直径または厚みが２６１〜２９２ｍｍの
鋳片６には、鋳片６の直径または厚みに応じて前記
（１）式で与えられる中心部固相率ｆｓ（ｘ）から０．
８の間で冷却を開始とする。この最終冷却スプレー７に
よる冷却は、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅ
ｌとなる条件で冷却を行う。
と凝固を与えるため、最終冷却スプレー７による冷却
は、鋳片６の直径または厚みに応じて冷却開始時期を鋳
片６の中心部固相率０．２〜０．８の間で変化させる。
具体的には、直径または厚みが２６１ｍｍ以下の鋳片６
には、中心部固相率０．２〜０．８の時点を冷却を開始
とする。また、直径または厚みが２６１〜２９２ｍｍの
鋳片６には、鋳片６の直径または厚みに応じて前記
（１）式で与えられる中心部固相率ｆｓ（ｘ）から０．
８の間で冷却を開始とする。この最終冷却スプレー７に
よる冷却は、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅ
ｌとなる条件で冷却を行う。
【００２１】上記最終冷却スプレー７による鋳片６の直
径または厚みに応じた鋳片６の冷却を行うことによっ
て、鋳片６を最適に冷却することができ、鋳片６の外周
の冷却速度が中心部の速度を上回り、鋳片６の外周の収
縮速度が中心部の収縮速度を上回るため、中心部に圧縮
応力が発生し、凝固収縮部に溶鋼３を補給できないため
に生じるセンターポロシティを低減することができる。
なお、鋳片６の中心部がほぼ完全凝固するまでは、鋳片
６の中心部に強度がなく、小さな応力によって割れが発
生し易いので、鋳片６の中心部固相率が０．９９となる
程度まで最終冷却スプレー７による冷却を行う。
径または厚みに応じた鋳片６の冷却を行うことによっ
て、鋳片６を最適に冷却することができ、鋳片６の外周
の冷却速度が中心部の速度を上回り、鋳片６の外周の収
縮速度が中心部の収縮速度を上回るため、中心部に圧縮
応力が発生し、凝固収縮部に溶鋼３を補給できないため
に生じるセンターポロシティを低減することができる。
なお、鋳片６の中心部がほぼ完全凝固するまでは、鋳片
６の中心部に強度がなく、小さな応力によって割れが発
生し易いので、鋳片６の中心部固相率が０．９９となる
程度まで最終冷却スプレー７による冷却を行う。
【００２２】実施例２
実施例１の連続鋳造装置を使用し、丸ビレットの直径、
最終冷却スプレーの比水量、冷却ブロックを種々変更
し、センターポロシティの発生し易い含Ｃｒ鋼および
０．０７％炭素鋼を、タンディッシュ内溶鋼過熱度（Δ
Ｔ）をほぼ３０℃に保持し、二次冷却スプレーによる冷
却速度をバルジングが発生しない程度の最小の冷却速度
で連続鋳造し、ビレット径と最終冷却開始中心部固相率
と比水量を変化させた場合のセンターポロシティ低減の
ための最適条件を調査した。その結果を図２に示す。な
お、ビレットの直径は、１８７ｍｍ、２２５ｍｍ、２６
１ｍｍ、２９２ｍｍ、３３５ｍｍの５種類で、各サイズ
における鋳造速度は、それぞれ２．６ｍ／ｍｉｎ、２．
２ｍ／ｍｉｎ、１．６ｍ／ｍｉｎ、１．４ｍ／ｍｉｎ、
１．０ｍ／ｍｉｎとした。また、図２中の黒塗りは、セ
ンターポロシティの発生の悪化を示し、半分黒塗りは、
センターポロシティの発生が放冷した場合と同等を示
す。なお、最終冷却開始および終了時点の丸ビレットの
中心部固相率は、伝熱解析により求めた。
最終冷却スプレーの比水量、冷却ブロックを種々変更
し、センターポロシティの発生し易い含Ｃｒ鋼および
０．０７％炭素鋼を、タンディッシュ内溶鋼過熱度（Δ
Ｔ）をほぼ３０℃に保持し、二次冷却スプレーによる冷
却速度をバルジングが発生しない程度の最小の冷却速度
で連続鋳造し、ビレット径と最終冷却開始中心部固相率
と比水量を変化させた場合のセンターポロシティ低減の
ための最適条件を調査した。その結果を図２に示す。な
お、ビレットの直径は、１８７ｍｍ、２２５ｍｍ、２６
１ｍｍ、２９２ｍｍ、３３５ｍｍの５種類で、各サイズ
における鋳造速度は、それぞれ２．６ｍ／ｍｉｎ、２．
２ｍ／ｍｉｎ、１．６ｍ／ｍｉｎ、１．４ｍ／ｍｉｎ、
１．０ｍ／ｍｉｎとした。また、図２中の黒塗りは、セ
ンターポロシティの発生の悪化を示し、半分黒塗りは、
センターポロシティの発生が放冷した場合と同等を示
す。なお、最終冷却開始および終了時点の丸ビレットの
中心部固相率は、伝熱解析により求めた。
【００２３】図２に示すとおり、比水量が０．１０〜
０．４０ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌで丸ビレットの直径が２
６１ｍｍ以下の場合は、最終冷却開始中心部固相率が
０．２〜０．８においてセンターポロシティが低減可能
であった。一方、比水量が０．１０〜０．４０ｌ／ｋｇ
・ｓｔｅｅｌで丸ビレットの直径が２９２ｍｍの場合
は、最終冷却開始中心部固相率が０．２からの冷却では
センターポロシティが低減できず、最終冷却開始中心部
固相率を０．５〜０．８としなければ、センターポロシ
ティを低減することができなかった。また、比水量が
０．１０ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌ未満で丸ビレットの直径
が２６１ｍｍ以下の場合は、何れもセンターポロシティ
の発生は放冷した場合と同等であったが、比水量が０．
４０ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌを超えるた場合は、何れもセ
ンターポロシティの発生が悪化している。なお、直径が
３３５ｍｍの丸ビレットについても同様に調査したが、
センターポロシティの低減効果は認められなかった。
０．４０ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌで丸ビレットの直径が２
６１ｍｍ以下の場合は、最終冷却開始中心部固相率が
０．２〜０．８においてセンターポロシティが低減可能
であった。一方、比水量が０．１０〜０．４０ｌ／ｋｇ
・ｓｔｅｅｌで丸ビレットの直径が２９２ｍｍの場合
は、最終冷却開始中心部固相率が０．２からの冷却では
センターポロシティが低減できず、最終冷却開始中心部
固相率を０．５〜０．８としなければ、センターポロシ
ティを低減することができなかった。また、比水量が
０．１０ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌ未満で丸ビレットの直径
が２６１ｍｍ以下の場合は、何れもセンターポロシティ
の発生は放冷した場合と同等であったが、比水量が０．
４０ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌを超えるた場合は、何れもセ
ンターポロシティの発生が悪化している。なお、直径が
３３５ｍｍの丸ビレットについても同様に調査したが、
センターポロシティの低減効果は認められなかった。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、鋳片の直径または厚さに応じて最終冷却を適切に行
うから、鋳片のセンターポロシティを著しく低減するこ
とができると共に、軸芯割れを防止でき、例えば、継目
無鋼管製造用の素材として用いれば、内面疵の少ない製
品を製造することができる。
ば、鋳片の直径または厚さに応じて最終冷却を適切に行
うから、鋳片のセンターポロシティを著しく低減するこ
とができると共に、軸芯割れを防止でき、例えば、継目
無鋼管製造用の素材として用いれば、内面疵の少ない製
品を製造することができる。
【図１】この発明の鋳片内質改善方法を実施する連続鋳
造装置の例を示す側面方向の縦断面図である。
造装置の例を示す側面方向の縦断面図である。
【図２】ビレット径と最終冷却開始中心部固相率を変化
させた場合のセンターポロシティ低減のための最適条件
を示すグラフである。
させた場合のセンターポロシティ低減のための最適条件
を示すグラフである。
１ 鋳型
２ 浸漬ノズル
３ 溶鋼
４ 凝固殻
５ 二次冷却スプレー
６ 鋳片
７ 最終冷却スプレー
８ ピンチロール
９ 切断用トーチ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−1096（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−129722（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−15856（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−150451（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−19843（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−71389（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−71388（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 11/124
B22D 11/00
B22D 11/22
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼のブルームまたはビレットを連続鋳造
時の二次冷却終了後の最終凝固位置近傍での冷却による
鋳片内質改善方法において、直径または厚みが２６１ｍ
ｍ以下の鋳片の中心部固相率が０．２〜０．８の時点
で、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋｇ・ｓｔｅｅｌの水冷
却による鋳片の表面冷却を開始し、完全凝固するまで前
記比水量による水冷却を継続することを特徴とする連続
鋳造における鋳片内質改善方法。 - 【請求項２】 鋼のブルームまたはビレットを連続鋳造
時の二次冷却終了後の最終凝固位置近傍での冷却による
鋳片内質改善方法において、直径または厚みが２６１〜
２９２ｍｍの鋳片には、鋳片の直径または厚みに応じて
下記（１）式で与えられる鋳片の中心部固相率ｆｓ
（ｘ）〜０．８の時点で、比水量０．１〜０．４ｌ／ｋ
ｇ・ｓｔｅｅｌの水冷却による鋳片の表面冷却を開始
し、完全凝固するまで前記比水量による水冷却を継続す
ることを特徴とする連続鋳造における鋳片内質改善方
法。 ｆｓ（ｘ）＝０．００９６８ｘ−２．３２６ （１）式 ただし、ｆｓ（ｘ）：中心部固相率、ｘ：鋳片の直径ま
たは厚み
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16458195A JP3405490B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 連続鋳造における鋳片内質改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16458195A JP3405490B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 連続鋳造における鋳片内質改善方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08332556A JPH08332556A (ja) | 1996-12-17 |
| JP3405490B2 true JP3405490B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=15795898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16458195A Expired - Lifetime JP3405490B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 連続鋳造における鋳片内質改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3405490B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009001480A1 (ja) | 2007-06-28 | 2008-12-31 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 小断面ビレットの連続鋳造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007110930A1 (ja) | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 継目無管の製造方法 |
| CN103764316B (zh) * | 2012-08-22 | 2015-03-11 | 新日铁住金株式会社 | 钢的连续铸造方法和钢条的制造方法 |
| JP7147477B2 (ja) * | 2018-10-31 | 2022-10-05 | 日本製鉄株式会社 | ビレット鋳片の連続鋳造方法 |
-
1995
- 1995-06-06 JP JP16458195A patent/JP3405490B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009001480A1 (ja) | 2007-06-28 | 2008-12-31 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 小断面ビレットの連続鋳造方法 |
| US7909086B2 (en) | 2007-06-28 | 2011-03-22 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for continuously casting billet with small cross section |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08332556A (ja) | 1996-12-17 |
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