JP3470593B2 - 薄鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

薄鋳片の連続鋳造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、薄鋳片の連続鋳造
方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】連続鋳造法は、鋳型内部を流れる冷却媒
体により鋳型内に注入した溶鋼を間接的に冷却した後、
主にロールにより構成されるガイド装置によって支持し
つつ移動させる間に、凝固シェルをスプレー冷却により
冷却し、ピンチロールにより徐々に引抜き、凝固完了
後、機外に搬出する方法である。 【0003】近年の連続鋳造法では、省力化の観点か
ら、より最終製品に近い半製品を得ようとする試みが進
められている(ニアネットシェープ化)。特にフラット
プロダクトの分野においては、圧延工程を大幅に省略す
るため、ミニミルを中心に連続鋳造段階で薄鋳片を製造
するための設備が実用化されている。 【0004】薄鋳片を製造するための方法としては、
SMS(シュレ−マンジ−マグ)方式と、MDH(マ
ンネスマンデマーグ)方式、の大きく2つに分けること
ができる。このうちの前者は、漏斗状の鋳型内で絞り込
んで薄肉化するのに対し、後者は鋳型から引抜かれた後
に内部が未凝固状態の鋳片をロール圧下する(以下、
「未凝固圧下」という)ことで薄肉化するものである。 【0005】前者は鋳型内で絞り込まれるために、鋳片
の接触状態が均一とならず、表面疵が発生したり、ブレ
ークアウト等による操業の不安定さが起こる。これに対
して、後者の未凝固圧下は、完全凝固圧下と比較して、
圧下力が小さくて済むので、設備のコンパクト化が容易
に行えるという点で有利である。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】その反面、未凝固圧下
は、完全凝固部の圧下を意図した設備ではないので、ロ
ール直下に目標圧下量以上の未凝固部厚みが存在してい
ることが必要である。そのためには、鋳造速度の高速立
上げ等により、鋳込み開始後、早急に定常鋳造速度にす
ることが必要である。しかし、どれほど鋳造速度を速く
定常に立ち上げても、従来の連続鋳造機を使用した場合
には、鋳片内部の未凝固厚みが目標圧下量以下である間
には、未凝固圧下できないので、目標厚みの薄鋳片が得
られず、厚み非定常部が残存してしまうという問題があ
る。 【0007】この非定常部鋳片の長さの短縮化には、未
凝固圧下装置を鋳型に近づけることが当然のことながら
効果があり、数種の例が報告されている。例えば、前
述のMDH方式の未凝固圧下は、Iron and Steel Make
r,April(1995)p.25〜31に紹介されており、湾曲型連続
鋳造機で鋳型直下のロール装置において圧下を行うこと
を特徴としている。 【0008】また、CAMP-ISIJ Vol.8(1995)p.950に
は、垂直曲げ型の連続鋳造機の鋳型直下から圧下する試
験結果が、また、特開平9−225612号では、同
じく鋳型直下から未凝固圧下を行う技術が記載されてい
る。 【0009】しかしながら、上記した〜の未凝固圧
下は、いずれも鋳型直下からの圧下であるが、このよう
な圧下では、鋳片が圧下されると圧下位置の鋳片が厚み
方向に移動するだけでなく、図4に示すように、連続し
ている鋳型1内の鋳片2も同時に厚み方向に移動してし
まうので、鋳型1と鋳片2の接触状態が悪くなり、不均
一冷却による表面疵の発生やブレークアウト等の操業ト
ラブルの原因になるということが本発明者らの実験によ
って判明した。なお、図4中の5は圧下ロールを示す。 【0010】図4のA−A断面を図5に示すが、中央部
は溶鋼2aの静圧によるバルジングによってある程度接
触は保たれているが、特にコーナ近傍が完全に鋳型1か
ら離れているのが判る。このことは、鋳片コーナ部の凝
固が遅れていることや、鋳型下端部の鋳型温度を熱電対
3で計測することによって確認できる。この凝固遅れは
鋳型内に硫黄を添加し、鋳型下端部での凝固シェル2b
の厚さを測定することで確認できる。また、鋳片2がコ
ーナ近傍で鋳型1から離れていることは、コーナ近傍の
鋳型温度が圧下開始後に低下することによって確認でき
る。 【0011】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、操業トラブルとなる圧下を回避
し、かつ、非定常部長さを可及的に短くすることが出来
る未凝固圧下法による薄鋳片の連続鋳造方法を提供する
ことを目的としている。 【0012】 【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る薄鋳片の連続鋳造方法は、鋳型直
下において鋳片が鋳型内面と平行となるように、2本以
上、5本以下のサポートロールで圧下することなく垂直
に支持し、これに続く鋳片曲げ部のロールで未凝固圧下
を行うこととしている。そして、このようにすること
で、鋳片をスムーズに引抜くことができると共に、鋳片
曲げによる歪みも小さくできるようになる。 【0013】 【発明の実施の形態】本発明に係る薄鋳片の連続鋳造方
法は、垂直曲げ型連続鋳造機の鋳型内で形成された、内
部が未凝固状態の鋳片を、連続的に引抜いてガイドロー
ルで支持しつつ圧下することにより薄鋳片を製造する未
凝固圧下連続鋳造方法において、鋳型直下で鋳片が鋳型
内面と平行となるように、2本以上、5本以下のサポー
トロールで圧下することなく垂直に支持し、これに続く
鋳片曲げ部のロールで未凝固圧下を行うものである。但
し、ここでいう垂直に支持することの意味は、鋳片厚み
の熱収縮分を補償する程度の圧下は、(実質的に鋳片の
圧下とならないので)含まれる。これは圧下量にして1
mm未満である。 【0014】すなわち、本発明に係る薄鋳片の連続鋳造
方法では、MDH方式のように鋳型直下から湾曲してい
る場合、圧下によるパスラインの変化により鋳片の引抜
き抵抗が増加し、これが鋳型内鋳片にも影響することか
ら、鋳型直下のロール群は鋳片が鋳型から引抜かれたま
まの垂直状態を保つように垂直部を設けると共に、鋳型
内鋳片と鋳型との接触状態に影響を及ぼす鋳型直下では
圧下を行わないことを最大の特徴としている。 【0015】本発明に係る薄鋳片の連続鋳造方法におい
て、鋳型直下の垂直部を2本以上のロールで支持してい
るのは、圧下時には圧下開始ロールの2本手前のロール
にまで影響が及ぶためである。また、鋳型直下の垂直部
を5本以下のロールで支持しているのは、非定常部の長
さをできるだけ短くするためである。これは、鋳型直下
の長さにして、300〜700mmに相当する。 【0016】 【実施例】以下、本発明に係る薄鋳片の連続鋳造方法を
図1及び図2に示す一実施例に基づいて説明する。図1
は本発明に係る薄鋳片の連続鋳造方法を実施する連続鋳
造機の概略図、図2は本発明に係る薄鋳片の連続鋳造方
法において、曲げ部にて圧下を行った場合のパスライン
の変化を示す図である。 【0017】図1及び図2において、1は垂直曲げ型連
続鋳造機の鋳型であり、この鋳型1に注入された溶鋼2
aは、鋳型1内面との接触部において冷却水によって間
接冷却され、その外周側から徐々に凝固する。外周側が
凝固した鋳片2は、鋳型直下の垂直部のサポートロール
4群に支持され、図示省略したピンチロールで連続的に
引抜かれる過程で二次冷却され凝固完了に至る。 【0018】ところで、本発明に係る薄鋳片の連続鋳造
方法では、鋳型1直下の例えば3本のサポートロール4
群では鋳片2が鋳型1内面と平行となるように支持する
だけで、圧下することはなく、このサポートロール4群
に続く曲げ部のロール5で未凝固圧下を行うのである。 【0019】圧下時のロール5の移動は、例えば油圧シ
リンダによってロール5を単独に移動させるものでも良
いが、図2に示すように、複数のロール5を単一のフレ
ーム6内に配置したセグメント構造とし、フレーム6内
の最上流側に位置する圧下開始ロール5aを傾動中心と
するように、セグメント自体を傾動させるようにすれ
ば、圧下の制御を容易に行うことができる。 【0020】このようにすることで、パスラインの変動
が曲げ半径を小さくするように作用することになって、
鋳片をスムーズに引抜くことができると共に、鋳片曲げ
による歪みも小さくできて、内部割れを軽減することが
できる。 【0021】次に、上記した本発明に係る薄鋳片の連続
鋳造方法の効果を確認するために行った実験結果につい
て説明する。下記表1に示す仕様の垂直曲げ型連続鋳造
機は、鋳型直下に垂直サポート部として#1〜#5番ま
での5本のサポートロールが存在し、続く#6〜#10
番までのロールで曲げを行うものである。この連続鋳造
機の鋳型の長さは800mm、鋳型直下におけるサポー
トロールが配置された垂直部の長さは700mmであ
る。 【0022】 【表1】 【0023】割れ感受性の高い高炭素鋼(0.45wt%
C−0.60wt% Mn−0.20wt% Si−0.01wt
% S)の溶鋼を、3.0m/minの速度で操業する上
記した表1の連続鋳造機に鋳込み、鋳片厚さが100m
mから60mmになるまで40mmの未凝固圧下試験を
実施した。圧下は次の3つの場合に分けて行った。な
お、3つの場合とも、5本のロールで40mmの未凝固
圧下を行うが、各ロールの圧下量は8mmずつの均等圧
下とした。また、鋳片と鋳型との接触状態の確認は、鋳
型下部の鋳片側から10mmの位置の幅方向6点に埋め
込んだ熱電対によって監視した。 【0024】鋳型直下の#2番ロールまでは圧下せず
に、それ以降の鋳片曲げ部の5本のロールで圧下を行う
(本発明1)。鋳型直下の#5番ロールまでは圧下せ
ずに、それ以降の鋳片曲げ部の5本のロールで圧下を行
う(本発明2)。鋳型直下の#1番ロールからの5本
のロールで圧下を行う(比較例)。 【0025】図3にその結果を示すが、比較例ではコー
ナ部近傍の温度が低下しており、鋳片と鋳型との接触が
悪くなっていることが推察される。これに対して、本発
明では、いずれも鋳片幅方向にほぼ均一な分布となって
いる。 【0026】この事実を裏付けるように、比較例の条件
で鋳造された鋳片にはコーナ近傍に凝固遅れに起因する
縦割れが散発していた。さらに、鋳片内部の内部割れ発
生状況を確認すると、比較例では内部割れが発生してい
たが、本発明1では、若干の内部割れが発生していた
が、比較例よりも軽微であり、また、本発明2では内部
割れは全く発生していなかった。 【0027】 【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る薄鋳
片の連続鋳造方法によれば、鋳片をスムーズに引抜くこ
とができると共に、鋳片曲げによる歪みも小さくできる
ようになる。従って、鋳型直下から圧下を行う場合のよ
うに、鋳片と鋳型との接触が悪くなり、縦割れやブレー
クアウト等の操業不安を引起こすということがなくな
る。なお、非定常部の長さは、鋳型直下から圧下する場
合に比べて500mm程度長くなるが、十分先端切り捨
て部内に納めることができるので、問題はない。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る薄鋳片の連続鋳造方法を実施する
連続鋳造機の概略図である。 【図2】本発明に係る薄鋳片の連続鋳造方法において、
曲げ部にて圧下を行った場合のパスラインの変化を示す
図である。 【図3】鋳型下部の幅方向温度分布を示す実験結果図で
ある。 【図4】鋳型直下から圧下する従来方法の鋳片の挙動を
示す図である。 【図5】図4のA−A断面図である。 【符号の説明】 1 鋳型 2 鋳片 4 サポートロール 5 ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋尾 守規 東京都品川区北品川5丁目9番11号 住 友重機械工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−90187(JP,A) 特開 平8−90182(JP,A) 特開 昭51−80624(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/20 B22D 11/128 B22D 11/128 350

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 垂直曲げ型連続鋳造機の鋳型内で形成さ
    れた、内部が未凝固状態の鋳片を、連続的に引抜いてガ
    イドロールで支持しつつ圧下することにより薄鋳片を製
    造する未凝固圧下連続鋳造方法において、鋳型直下で鋳
    片が鋳型内面と平行となるように、2本以上、5本以下
    のサポートロールで圧下することなく垂直に支持し、こ
    れに続く鋳片曲げ部のロールで未凝固圧下を行うことを
    特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。
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