JP4057118B2 - 連続鋳造設備で薄スラブを製造する方法およびこの方法を実施するための連続体鋳造設備 - Google Patents
連続鋳造設備で薄スラブを製造する方法およびこの方法を実施するための連続体鋳造設備 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば６０〜１２０ｍｍ、例えば８０ｍｍの凝固の厚さと、毎分１０ｍまでになる鋳造速度と、年に約３００万トンの最大鋳造能力で主に鋼を鋳造するための、鋳型の直下に垂直に延在しているストランドガイドの第一セグメントを用いて、ストランドの肉厚の低減を行い、第一セグメントの直下に設けられたセグメントによりストランドの曲げを多数の湾曲点を経て内側円弧内へと行い、ストランドを最終凝固以前に多数の曲げ戻し点を経て水平部内へ曲げ戻しを行う様式の、垂直鋳型を備えている連続鋳造設備で薄スラブを製造する方法およびこの方法を実施するための鋳造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ストランド直接圧延装置で行われるストランドの肉厚低減を伴う周知の薄ストラブ設備においては、主にいわゆる「セグメント０」に一つまたは二つのフットロール対を備えた連続鋳造鋳型直下においてストランドの肉厚の低減が行われる。この場合、最大６ｍｍ／ｍｉｎの鋳造速度にあって、垂直に配設されていないセグメント（もしくはロールスタンド）０の全長にわたり、例えば約２ｍの冶金学的な長さにわたり、ストランドの肉厚は６５ｍｍから４０ｍｍに低減される。この設備データから、最大３８％のストランドの肉厚の低減と最大１．２５ｍｍ／ｓのストランドの肉厚の変形速度が得られる。
【０００３】
液状芯状態のストランドのこの滞留する時間の間、約８〜１２ｍｍの肉厚のストランドの外皮はセグメント０の中に入る際、連続鋳造設備のローラの間で湾曲されることにより、著しく変形する。この内部変形は鋳造速度と設備の高さ或いは張り気の増大と共に増加し、ローラ間隔が短くなると共に低減する。ここで注目すべきことは、例えば 120〜 140 mm のローラ直径が機械構造上の判定基準（機械的負荷、特にローラが中間に介在している場合の構造上の限界）から今までそれを下回ってはならない点にある。可能な機械構造的な解決策は、「グリッド」としても知られている摺動板を設けることである。もっとも、この板はストランドの肉厚を低減するためには不適当である。
【０００４】
内部変形は、通常の連続鋳造で実質上、
・ローラの間でストランドを湾曲もしくは膨らみ、
・ストランドの垂直から内側円弧への曲げ、
・ストランドの水平への矯正、
・ローラ組、ローラの当接および引張応力によるによる理想的なストランドガイドから のローラの偏位、
により決まる。
【０００５】
この内部変形および表面変形も加えて、ストランドの肉厚の低減により、あるいはいわゆるセグメント０内での鋳造圧延によっても生じる変形を計算に入れる必要がある。この特異な内部変形には、実質上ストランドの膨らみや垂直から内側円弧内方向へ曲がる過程によるセグメント０で発生する変形が重塁される。個々の特異な変形の積み重なりは問題となり、ストランドの内部や外部の外皮に亀裂を与える全変形を招く。
【０００６】
鋳型の直下に、例えば２ｍの長さのセグメント０内での凝固の間に鋳造ロールあるいは肉厚の低減によるストランドの外皮へのこの種の付加的な作用はドイツ特許第４４ ０３ ０４８号明細書およびドイツ特許第４４ ０３ ０４９号明細書に記載されており、図１のグラフに例示的に詳しく述べられている。
図１によれば、一つまたは二つのフットロール対を持つ長さ 1 mの垂直鋳型には長さが 2 mのセグメント０が続く。このセグメント内にあっては、ストランドは数段にわたり、内側円弧湾曲部内で曲げられ、またその肉厚も低減される。同時に進行するこれ等の二つの過程あるいは変形は、曲げ変形（Ｄ−Ｂ）と溶湯圧延変形（Ｄ−Ｇw ）から成る重なって累積する全変形となる。ストランドの外皮に作用する全変形（Ｄ−Ｇe ）は、臨界的な限界変形（Ｄ−Ｋr ）より大きくなり、ストランドの内部外皮にもねまた外部外皮にも亀裂を形成する。この危険は、セグメント０でのローラの間隔やローラの直径によって条件ずけられはするが、鋳造速度と共に増大し、機械的な構造上の限界から任意に小さくすることはできない。
【０００７】
更に、この問題の説明では、限界変形（Ｄ−Ｋr ）が鋼の品質のそれぞれに特別に関連していることを配慮する必要がある。つまり、例えば変形を吸収することに関して深絞りの良好さは割れを形成する結果にならず、例えばマイクロ合金にされたＡＰＩ×８０鋼の品質より問題が少ない。
その外、鋳造速度に応じた直線（Ｇ1 ）により表せる、過加熱された溶湯或いはストランド中の純粋な溶融相の形成と拡がりはストランドの内部品質に重要な影響を与える。図１に示す例では、純粋な溶融相および幾何学的に最も深い液相の温度はストランドの中心において５ｍｍ／ｍｉｎの鋳造速度ＶＧの場合、約１．５ｍまでに達し、ＶＧが１０ｍ／ｍｉｎの場合、メニスカスの下で約３．０ｍまで達する。この点以下では、溶湯と結晶から成る２相領域が全ストランドの肉厚にわたり存在し、この２相領域は湯溜まりの先端あるいは最終凝固相の方向での距離の増加と共に溶湯割合に対して比例して結晶割合が有利に消失する。
【０００８】
５０％の結晶割合の場合、つまり例えばＶＧが５ｍｍ／ｍｉｎの場合、１．５ｍの最も深い液相線の点と、約１５ｍの場合に行われる最終凝固の間の半分の間隔で、即ち、８．２５ｍ（１．５ｍ＋ (１５ｍｍ−１．５ｍｍ）×０．５＝８．２５ｍ (５０重量％）で湯と結晶の相は１０ ０００ ｃＰの粘度を持つ。８０％の結晶割合の場合、２相領域は４００００の粘度を占めるが、これに対して最も深い液相線の点までの純粋な溶融相は鋼の品質に応じてただ約１〜５ｃＰの粘度を有し、更に結晶（結晶網目あるいはデンドライト）の間の部分的な粘度は最終凝固まで実際上上昇せず一定である。
【０００９】
日常の周知の材料に対して２相領域内の前記粘度との比較をするため、以下の材料に付いて考慮する。即ち、
・２０℃の水 １ｃＰ＝１０3Ｎｓ／ｍ2
・２０℃のオリーブ油 ８０ｃＰ
・２０℃の蜂蜜 １０ ０００ｃＰ
・２０℃のニベア* ４０ ０００ｃＰ
・２０℃のマーガリン １００ ０００ｃＰ
・２０℃のビツメン １００ ０００ｃＰ
* バイエルスドルフ（Beiersdorf) 社の商品 (皮膚を保護するクリーム） の商標登録名（Nivea)
これ等の粘度が明らかにすることは、良好な強制対流や、従ってストランドの芯でのス トランドの肉厚の低減による結晶の良好な粉砕に関しても結晶と溶湯の構造がある、即ち最大の鋳造速度でセグメント０の領域でストランドが既に芯内に２相領域を有するか、あるいは純粋な溶融相、あるいは過加熱領域、あるいは酸化物を上昇させる透過領域が最早存在しないことである。これ等の条件は、酸化物の純度と関連して、セグメント０が一度垂直になり、次にストランドの肉厚の低減にのみ使用され、ストランドを更に曲げることがないと言う認識に導く。
【００１０】
上に説明した悪い条件を示す図１では、直線（Ｇ1 ）上の点（１.1）により示すように、過加熱領域あるいは最も深い液相線の点がセグメント０が端部まで、従って１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度の場合に連続鋳造設備の内側円弧に延びる。これ等の鋳造条件はストランドの外皮の変形に対しても、酸化物の純度にも極度に不利である。
【００１１】
二本の直線の間にある、即ち鋳造速度に応じた最も深い液相線の点の配置に対する直線（Ｇ1 ）と鋳造速度に応じた最も深い固相点或いは最終凝固に対する直線（Ｇ2 ）の間にある２相領域は、１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度の場合、ストランドの肉厚の低減を行うセグメント０の端部で始まる。
図３，部分図３a （図３の左半分を参照）も、鋳型のメニスカスから１００ｍｍの肉厚のストランドの異なった相が次に長さ２ｍのセグメント０でストランドの肉厚を１００ｍから８０ｍｍの凝固厚さに低減させ、１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度に対して最後の第１４セグメントで最終凝固するまで低減する構成を示す。図３a は、セグメント０が、ストランドの肉厚の低減と垂直部から５つの曲げ点を介して内円弧に曲げる工程による可能な最大の変形をストランドに与え、メニスカスやスラグに酸化物を上昇させる悪い条件としても設定されることをもう一度明確にする。
【００１２】
更に、部分図３a から明らかになることは、５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で、１００ｍｔｏ８０ｍｍの肉厚に、即ち２０％ほど低減するストランドの外皮に作用する肉厚の減少する速度は０．８３３ｍｍ／ｓであり、１０ｍｍ／ｍｉｎの鋳造速度で１．６６ｍｍ／ｓである。ストランドの肉厚が低減するこの速度は、５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度でセグメント０に入る場合に約１０．３ｍｍの肉厚となり、１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合、約７．３ｍｍの肉厚となるストランドの変形に対する直接の目安となる。鋳造に続く圧延によるこのストランドの変形は大きく、更に５ｍｍ／ｍｉｎから１０ｍ／ｍｉｎに速度が上昇すると、１．６６ｍｍ／ｓの簡単な計算量が表すように０．８３ｍｍ／ｓから１．６６ ｍｍ／ｓへ二倍となるだけでなく、速度の上昇が二乗関数で変形に加わる。
【００１３】
この大きな変形は、更にセグメント０の曲げ工程が重なり、ストランドの内部の外皮や外部の外皮に割れを与える危険があり、これは亀裂を生じ易い鋼の品質の場合にも特にそうなる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べた認識と関連を前提として、この発明の課題は、鋳型の直下でストランドの厚さを低減する装置を基礎にした高速ストランド設備に対して、鋼ストランドの最適表面品質と内部品質を保証にする連続鋳造設備の方法と設備に対する技術構想を提案することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本願発明により、鋳型の直下に垂直に延在しているストランドガイドの第一セグメントを用いて、ストランドの肉厚の低減を行い、第一セグメントの直下に設けられたセグメントによりストランドの曲げを多数の湾曲点を経て内側円弧内へと行い、ストランドを最終凝固以前に多数の曲げ戻し点を経て水平部内へ曲げ戻しを行う様式の、垂直鋳型を備えている連続鋳造設備で薄スラブを製造する方法において、凹面状の形状を鋳 型の始めから鋳型の端部まで関数関係で表せる態様に完全に曲げ戻すこと、および垂直に経過しているセグメントの長さを、最大鋳造速度にあって純溶融相或いは最も深い液相線の点がセグメントの端部の最初の３分の１の下方において生じるが、しかしセグメントから位置ずれすることがないように、かつストランドの肉厚を低減する場合にストランド内の変形速度が１．２５ｍｍ／ｓの値を越えないように設定することによって解決される。
【００１６】
更に、上記の課題は、本発明により、上記の方法を実施する連続鋳造設備にあって、 垂直なセグメントが少なくとも２ｍの長さを有し、垂直に指向しているセグメントがストランドの肉厚を４０〜１０ｍｍの圧下量で低減するように構成されおり、次のセグメントが３つの湾曲点を有し、内側円弧の曲率が６〜３ｍの間であり、ストランドを内側円弧から水平部方向に曲げ戻しするため、３つの矯正点が形成されており、最大鋳造速度の８０％にあって最後の曲げ戻し点が湯溜まりの先端に対して最低２ｍの間隔を有していることによって解決される。
【００１７】
この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
上記構成は提示した多くの複雑な問題の予期せぬ解決策であり、以下に詳しく説明する。
この発明は以下に述べるような諸構成を保証しかつ組合わされた特性を可能なにする 。即ち、
・有利には液圧で駆動される振動垂直鋳型のメニスカスのストランドガイドの水平に指 向している領域の最終凝固との間の最小の容湯静圧或いは最小の設備のレベル、
・凹面状に形成された鋳型の長辺側を有し、ストランドガイド内の所定のローラ直径を 有する垂直曲げ設備にあって、特に１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度以下の溶湯圧延変 形と曲げ変形から成る全変形の変形密度の最小の分布、
・過加熱相或いは純溶融相の領域で内でのストランドの対称性を保証するため、連続鋳 造設備の垂直部分、即ちセグメント０内で、例えば１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度で ストランドの肉厚を低減する機械要素内で酸化物を浮上に関連した過加熱相或いは透 過領域を完全になくすこと、
・ストランドの肉厚を低減したり、或いは溶湯圧延が行われるセグメント０の端部での 遅くともストランドの中心の２相領域、即ち溶湯と結晶が存在するセグメント０中で 例えば１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度での溶湯圧延工程、
・最大１．２ｍ／ｓのセグメント０でのストランドの外皮の変形速度、
・セグメント１の直ぐ手前に設けられているセグメント０内での溶湯圧延変形に無関係 に、垂直部から多数の湾曲点を経て内側円弧へのセグメント１内での最小湾曲変形の 密度、
・最大鋳造速度の８０％の平均鋳造速度に関して、最終凝固以前の、最小１２ｓ或いは ２ｍの内部設備曲率から多数の矯正点或いは曲げ戻し点を経て水平部分への最小矯正 変形密度、
を保証し、組合わされた特性を可能にする。
【００１９】
図２および部分図３b （図３の右半分を参照）では、この発明が方法および装置に関して画像的に特徴付けてある。
図２は、鋳造速度５と１０ｍ／ｍｉｎに関しての設備配置の特徴を備えた、ストランドガイド長さにわたるストランド内部変形の、この発明による純溶融相の拡がり、鋳造速度に応じた凝固終端部および限界変形分布を示す。
【００２０】
この連続鋳造法は、この発明により、ストランドの変形密度がストランドガイドにわたり最小にされ、どの変形タイプも順次配置されている他のタイプと無関係に行われるように構成されている。変形曲線（Ｄ−５）と（Ｄ−１０）は臨界以下で、即ち限界変形（Ｄ−Ｋ r ）より以下で経過する。更に、これ等の変形曲線が明らかにすることは、溶湯圧延と曲げによって誘起される変形の累積は、この実施例の場合、３ｍの長さの垂直セグメント０でストランドの肉厚の低減（Ｄ−Ｇw ）とそれに続くセグメント１内でのストランドの曲げ（Ｄ−Ｂ）は、例えば５つの曲げ点を経由して行われることにより回避される点にある。
【００２１】
更に、図２から分かることは、タンデイシュ内の鋼がの２５℃の過加熱された際、最終凝固時間の約１０％が費やされる液相線の最も深い点（１．１）或いは過加熱領域或いは透過領域が１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度でメニスカスの下に達するか、あるいはセグメント０に 2 mの深さで突出することである。これにより、酸化物が自由かつストランド外皮に対して対称的に、垂直に位置している純溶融相内での上昇し、同時に液相線の最も深い点の下で−この点から２相領域がストランド内部をストランドの中心まで完全に満たす−結晶の破砕と大偏析や平均偏析の抑制が溶湯圧延工程によりセグメント０内の１ｍの残りの長さにわたり行われる。
【００２２】
２相領域は、液相線の点の最も深い位置である直線（Ｇ１）と、鋳造速度に応じて湯溜まりの先端の位置を表す直線（Ｇ２）とによって区画される。２相領域、即ち結晶と溶湯は、ＶＧ５ｍ／ｍｉｎの場合、メニスカスの下約１．５ｍ（液相線の点１．２）で、或いはセグメント０にストランドが入った後０．５ｍで始まり、湯溜まりの先端の約１５．ｍ（点２.2（図２の））で終わる。１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合には、２相領域は約３ｍ（１．１）で始まり、約３０．２ｍ（２．１）の湯溜まりの先端で終わる（図２を参照）。
【００２３】
ストランドの外皮の間での完全な２相領域を伴うストランドの低減あるいは溶湯造圧延工程は、ＶＧ５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合、セグメント０の残りの長さの２．５ｍにわたり、またＶＧ１０ｍ／ｍｉｎの場合、１ｍにわたり延在している。両方の場合、２相領域の強制対流、従ってストランドの内部品質の改善が保証される。
例えば４ｍの内部曲率から多数の曲げ戻し点、例えば５つの矯正点を経たストランドの水平部への分に曲げ戻しは、例３により例えば２ｍのセグメント４内において行われ、柔和な戻し変形（Ｄ−Ｒ）が保証され、同時にストランドの変形により最終凝固とストランドの内部品質に対してストランド変形により悪影響が与えられることはない。
【００２４】
更に、図３に示す部分図３b を参照されたい。ここで、部分図３a に比べて特に顕著なことは、溶湯圧延変形（Ｄ−Ｇw ）が１００ｍｍから８０ｍｍへと長さ３ｍのセグメント０にわたって、１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合、ただ１．１１ｍ／ｓの変形速度で、またＶＧ５ｍ／ｍｉｎの場合、０．５５ｍ／ｓの変形速度で行われることである。この変形速度は長さ２ｍのセグメント０で１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合、１．６６ｍｍ／ｓの変形速度に比して著しく低下する。従って、変形速度は．２５ｍｍ／ｓの周知の臨界値以下になる。
【００２５】
この発明により得られる利点は、垂直に配置されたセグメント０内での垂直鋳型の直下での一つの溶湯圧延による特に６０〜１２０ｍｍの間の凝固厚さの薄スラブのための連続鋳造法が保証されることにより得られる。図４に示すように浸漬ノズル（Ｔ a ）がタンデイッシュ（Ｖ）から鋼が導入される垂直鋳型は、
・鋳造工程の間昇降レベル、周期や振動形状の正確な振動や可変、
・ストランドの幅全体にわたる一様なスラグの汚れ、
・鎮静したメニスカスの動き、
・鋳型への一様な熱伝達、
・鋳型内でのおよびストランドガイド内のでの中央におけるストランドの経過、
・破断の回避の下での鋳造の高信頼性、
を保証するため、好ましくは凹面状の長辺側の組立板を有し、液圧駆動される。
【００２６】
早い鋳造速度にあってもストランドを真っ直ぐに、しかも確実にストランドを導くため、ストランドガイドを最大２×１２ｍｍの直線性から変位して凹面状に形成してもよい。これは、例えばストランドガイドロールのプロフイルを凹面状の形状に形成することにより実現できる。更に、鋳型の出口から、あるいは第一ストランドガイドロールからストランドガイドの最後のロールに至までまでの凹面状の転向度合いは一定である必要はなく、ストランドガイドの終端の方向に、０ｍｍのストランドの最小の残留凹面形状に至まで漸進的に関数的に低減されていなければならない。
【００２７】
セグメント０は垂直に配置すべきで、専らストランドの肉厚を低減するために使用される。このセグメント０は、最大の鋳造速度にあってストランドに１．２５ｍｍ／ｓ以下の鋳造厚さの低減速度を発生させる最短長さおよび、同時に可能な最大鋳造速度の場合、過加熱を完全に防止し、２相領域、即ち結晶と溶湯中の結晶相の粉砕およびマクロナな偏析およびや平均偏析をできる限り抑制することを保証する最短長さを備えていなければならない。説明したこの実施例では、セグメント０は３ｍの長さを有している。
【００２８】
セグメント１、即ち鋳造工程に直接続くセグメント０内において、この発明により、２相混合物を伴ったセグメントの湾曲は、ストランドの外皮の変形密度を小さく維持し、前に行った溶湯圧延変形がストランドの外皮の間で累積しないように、例えば５つの湾曲点を経てセグメント１内の例えば４ｍの内側円弧で行われる。
【００２９】
幾何学的な関係および、例えば約８ｍの設備高さに相応して、水平部への曲げ戻しは、例えばセグメント４内の５つの矯正点を介してメニスカスから約１２ｍの間隔で行われる。この曲げ戻しは最終凝固部の手前で行われ、ＶＧが５または１０ｍ／ｍｉｎの場合、メニスカスから約１５または３０ｍの間隔で終わる。曲げ戻し部分とこれに関連するストランドの内部外皮および変形に対して極端に弱い最終凝固の変形との間では３６ｓまたは１０８ｓであり、これに伴い、湯溜まりの先端領域内での最終凝固の乱れおよびこれに伴うストランドの芯の欠陥は曲げ戻し工程により排除される。
【００３０】
図４による本発明の実施例にあっては、垂直鋳型の出口において１００ｍｍのストランドの肉厚が１００ｍｍで、凝固厚さが８０ｍｍで、最大鋳造速度が 10 m/min である年間最大３００万トンを製造するための一連作業ラインの液圧駆動部を備えた連続鋳造設備の断面が示されている。この設備は、
・メニスカスの中心で最大１８０ｍｍの厚さで、中心で１００ｍｍの最小厚さと鋳型の出口の短辺側領域で１００ｍｍの厚さとなる１．２ｍｍの長さの垂直鋳型、
・ストランドの肉厚を８０ｍｍに低減する３ｍｍの長さのトング形セグメントを備えた垂 直セグメント０、
・５つの湾曲点と４ｍの内部曲率を有するセグメント１、
・内側円弧内に存在しているセグメント２と３、
・５つの矯正点を持つセグメント４、および
・ストランドガイドの水平部分に存在しているセグメント５〜１３、
で構成されている。
【００３１】
連続鋳造設備全体の冶金処理上の長さは約３０ｍである。このうちの約４ｍが垂直に配置され（Ｋと０）、約８ｍが円弧内に配置され（セグメント１，２，３，４）、約１８ｍが水平に延在している（セグメント５〜１３）。最大１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度では、液相線上の最も深い点（（１.1））は３ｍの長さのセグメント０の中に約２ｍ入っているので、鋳造スラグ内への酸化物の最適な浮上と、同時に鋼の中に残っている酸化物の対称的 な配分や、また２相領域内の結晶の粉砕並びにストランド内の芯の偏析の抑制も保証される。メニスカスからの間隔が約１６．５ｍであると、１０ ０００ｃＰの粘度（２０℃の蜂蜜と同じ）を持つ５０％結晶割合（５０重量％）の２相混合物が存在する。更に、セグメント４の曲げ戻し領域から遠く離れている最後のセグメント（１３）で最終凝固（２.1）が行われる。曲げ戻し領域と湯溜まり先端領域の最終凝固との間では約１０８ｓの支障のない凝固時間が存在し、この凝固時間が芯の良好な凝固を保証する。
【００３２】
【発明の効果】
上に説明したように、鋳型の真下でストランドの厚さを低減する装置を基礎にしたこの発明による連続鋳造設備に関する方法および装置の技術構想により、鋼ストランドの最適な表面品質と内部品質が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の技術による連続鋳造法でのストランドガイドの長さに関する内部変形と鋳造速度の関係を示すグラフ、
【図２】 この発明による連続鋳造法での連続案内長さに関する内部変形と鋳造速度の関係を示すグラフ、
【図３】 連続鋳造設備の展開図とストランドの肉厚の関係を示す模式図、部分図ａ：従来の技術、部分図ｂ：この発明の場合、
【図４】 この発明による連続鋳造設備の構成図。
【符号の説明】
（Ｄ−５） 鋳造速度 5 m/minに関する凝固期間中のストランドの内部変形
（Ｄ−１０） 鋳造速度 10 m/min に関する凝固期間中のストランドの内部変形
（Ｄ−Ｂ） 垂直部から内側円弧にストランドを曲げる時にストランドの内部外皮
に関する曲げ変形
（Ｄ−Ｒ） 内側円弧から多数の矯正点を経由して水平部にストランドを矯正させ
る際のストランドの内部外皮に関する曲げ戻し変形
（Ｄ−Ｇw) ストランドの内部外皮に関する溶湯圧延変形
（Ｄ−Ｇe) ストランドの内部外皮に関する全変形（Ｄ−Ｇe)＝（Ｄ−Ｂ）＋
（Ｄ−Ｇw)
（Ｄ−Ｋr) ストランドの内部外皮の臨界変形或いは限界変形
（１） 鋳造速度に応じたメニスカスからの間隔ｍである過加熱の最も深い
点あるいは液相線の最も深い点
（１.1） 鋳造速度１０ｍ／ｍｉｎに関してのメニスカスから液相線の最も深い
点の間隔
（１.2） 鋳造速度 5 m/minに対してメニスカスから液相線の最も深い点の
間隔
（５０重量％）鋳造速度５ｍ／ｍｉｎおよび１０ｍ／ｍｉｎの場合、
メニスカスから８．２５ｍおよび１６．６ｍの間隔での５０％結晶割
合と約１０ ０００ｃＰ（２０℃時の蜂蜜に等価）を有する２相混合
物
（２） 鋳造速度に応じたメニスカスからの間隔ｍでの固相線の最も深い点
あるいは湯溜まりの先端
（２.1） 鋳造速度１０ｍ／ｍｉｎに関してメニスカスから湯溜まりの先端まで
間隔
（２.2） 鋳造速度５ｍ／ｍｉｎに関してメニスカスから湯溜まりの先端までの
間隔
Ｖ タンディッシュ
Ｔa 湯注入口
Ｋ 液圧振動駆動部を有する垂直鋳型
０ トング形セグメントとしてのセグメント０
１ 曲げセグメントとしてのセグメント１
２ 円弧セグメントとしてのセグメント２
３ 円弧セグメントとしてのセグメント３
４ 湾曲セグメントとしてのセグメント４
５ 水平セグメントとしてのセグメント５
６ 水平セグメントとしてのセグメント６
・・・・・・
１４ 水平セグメントとしてのセグメント１４
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば６０〜１２０ｍｍ、例えば８０ｍｍの凝固の厚さと、毎分１０ｍまでになる鋳造速度と、年に約３００万トンの最大鋳造能力で主に鋼を鋳造するための、鋳型の直下に垂直に延在しているストランドガイドの第一セグメントを用いて、ストランドの肉厚の低減を行い、第一セグメントの直下に設けられたセグメントによりストランドの曲げを多数の湾曲点を経て内側円弧内へと行い、ストランドを最終凝固以前に多数の曲げ戻し点を経て水平部内へ曲げ戻しを行う様式の、垂直鋳型を備えている連続鋳造設備で薄スラブを製造する方法およびこの方法を実施するための鋳造設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ストランド直接圧延装置で行われるストランドの肉厚低減を伴う周知の薄ストラブ設備においては、主にいわゆる「セグメント０」に一つまたは二つのフットロール対を備えた連続鋳造鋳型直下においてストランドの肉厚の低減が行われる。この場合、最大６ｍｍ／ｍｉｎの鋳造速度にあって、垂直に配設されていないセグメント（もしくはロールスタンド）０の全長にわたり、例えば約２ｍの冶金学的な長さにわたり、ストランドの肉厚は６５ｍｍから４０ｍｍに低減される。この設備データから、最大３８％のストランドの肉厚の低減と最大１．２５ｍｍ／ｓのストランドの肉厚の変形速度が得られる。
【０００３】
液状芯状態のストランドのこの滞留する時間の間、約８〜１２ｍｍの肉厚のストランドの外皮はセグメント０の中に入る際、連続鋳造設備のローラの間で湾曲されることにより、著しく変形する。この内部変形は鋳造速度と設備の高さ或いは張り気の増大と共に増加し、ローラ間隔が短くなると共に低減する。ここで注目すべきことは、例えば 120〜 140 mm のローラ直径が機械構造上の判定基準（機械的負荷、特にローラが中間に介在している場合の構造上の限界）から今までそれを下回ってはならない点にある。可能な機械構造的な解決策は、「グリッド」としても知られている摺動板を設けることである。もっとも、この板はストランドの肉厚を低減するためには不適当である。
【０００４】
内部変形は、通常の連続鋳造で実質上、
・ローラの間でストランドを湾曲もしくは膨らみ、
・ストランドの垂直から内側円弧への曲げ、
・ストランドの水平への矯正、
・ローラ組、ローラの当接および引張応力によるによる理想的なストランドガイドから のローラの偏位、
により決まる。
【０００５】
この内部変形および表面変形も加えて、ストランドの肉厚の低減により、あるいはいわゆるセグメント０内での鋳造圧延によっても生じる変形を計算に入れる必要がある。この特異な内部変形には、実質上ストランドの膨らみや垂直から内側円弧内方向へ曲がる過程によるセグメント０で発生する変形が重塁される。個々の特異な変形の積み重なりは問題となり、ストランドの内部や外部の外皮に亀裂を与える全変形を招く。
【０００６】
鋳型の直下に、例えば２ｍの長さのセグメント０内での凝固の間に鋳造ロールあるいは肉厚の低減によるストランドの外皮へのこの種の付加的な作用はドイツ特許第４４ ０３ ０４８号明細書およびドイツ特許第４４ ０３ ０４９号明細書に記載されており、図１のグラフに例示的に詳しく述べられている。
図１によれば、一つまたは二つのフットロール対を持つ長さ 1 mの垂直鋳型には長さが 2 mのセグメント０が続く。このセグメント内にあっては、ストランドは数段にわたり、内側円弧湾曲部内で曲げられ、またその肉厚も低減される。同時に進行するこれ等の二つの過程あるいは変形は、曲げ変形（Ｄ−Ｂ）と溶湯圧延変形（Ｄ−Ｇw ）から成る重なって累積する全変形となる。ストランドの外皮に作用する全変形（Ｄ−Ｇe ）は、臨界的な限界変形（Ｄ−Ｋr ）より大きくなり、ストランドの内部外皮にもねまた外部外皮にも亀裂を形成する。この危険は、セグメント０でのローラの間隔やローラの直径によって条件ずけられはするが、鋳造速度と共に増大し、機械的な構造上の限界から任意に小さくすることはできない。
【０００７】
更に、この問題の説明では、限界変形（Ｄ−Ｋr ）が鋼の品質のそれぞれに特別に関連していることを配慮する必要がある。つまり、例えば変形を吸収することに関して深絞りの良好さは割れを形成する結果にならず、例えばマイクロ合金にされたＡＰＩ×８０鋼の品質より問題が少ない。
その外、鋳造速度に応じた直線（Ｇ1 ）により表せる、過加熱された溶湯或いはストランド中の純粋な溶融相の形成と拡がりはストランドの内部品質に重要な影響を与える。図１に示す例では、純粋な溶融相および幾何学的に最も深い液相の温度はストランドの中心において５ｍｍ／ｍｉｎの鋳造速度ＶＧの場合、約１．５ｍまでに達し、ＶＧが１０ｍ／ｍｉｎの場合、メニスカスの下で約３．０ｍまで達する。この点以下では、溶湯と結晶から成る２相領域が全ストランドの肉厚にわたり存在し、この２相領域は湯溜まりの先端あるいは最終凝固相の方向での距離の増加と共に溶湯割合に対して比例して結晶割合が有利に消失する。
【０００８】
５０％の結晶割合の場合、つまり例えばＶＧが５ｍｍ／ｍｉｎの場合、１．５ｍの最も深い液相線の点と、約１５ｍの場合に行われる最終凝固の間の半分の間隔で、即ち、８．２５ｍ（１．５ｍ＋ (１５ｍｍ−１．５ｍｍ）×０．５＝８．２５ｍ (５０重量％）で湯と結晶の相は１０ ０００ ｃＰの粘度を持つ。８０％の結晶割合の場合、２相領域は４００００の粘度を占めるが、これに対して最も深い液相線の点までの純粋な溶融相は鋼の品質に応じてただ約１〜５ｃＰの粘度を有し、更に結晶（結晶網目あるいはデンドライト）の間の部分的な粘度は最終凝固まで実際上上昇せず一定である。
【０００９】
日常の周知の材料に対して２相領域内の前記粘度との比較をするため、以下の材料に付いて考慮する。即ち、
・２０℃の水 １ｃＰ＝１０3Ｎｓ／ｍ2
・２０℃のオリーブ油 ８０ｃＰ
・２０℃の蜂蜜 １０ ０００ｃＰ
・２０℃のニベア* ４０ ０００ｃＰ
・２０℃のマーガリン １００ ０００ｃＰ
・２０℃のビツメン １００ ０００ｃＰ
* バイエルスドルフ（Beiersdorf) 社の商品 (皮膚を保護するクリーム） の商標登録名（Nivea)
これ等の粘度が明らかにすることは、良好な強制対流や、従ってストランドの芯でのス トランドの肉厚の低減による結晶の良好な粉砕に関しても結晶と溶湯の構造がある、即ち最大の鋳造速度でセグメント０の領域でストランドが既に芯内に２相領域を有するか、あるいは純粋な溶融相、あるいは過加熱領域、あるいは酸化物を上昇させる透過領域が最早存在しないことである。これ等の条件は、酸化物の純度と関連して、セグメント０が一度垂直になり、次にストランドの肉厚の低減にのみ使用され、ストランドを更に曲げることがないと言う認識に導く。
【００１０】
上に説明した悪い条件を示す図１では、直線（Ｇ1 ）上の点（１.1）により示すように、過加熱領域あるいは最も深い液相線の点がセグメント０が端部まで、従って１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度の場合に連続鋳造設備の内側円弧に延びる。これ等の鋳造条件はストランドの外皮の変形に対しても、酸化物の純度にも極度に不利である。
【００１１】
二本の直線の間にある、即ち鋳造速度に応じた最も深い液相線の点の配置に対する直線（Ｇ1 ）と鋳造速度に応じた最も深い固相点或いは最終凝固に対する直線（Ｇ2 ）の間にある２相領域は、１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度の場合、ストランドの肉厚の低減を行うセグメント０の端部で始まる。
図３，部分図３a （図３の左半分を参照）も、鋳型のメニスカスから１００ｍｍの肉厚のストランドの異なった相が次に長さ２ｍのセグメント０でストランドの肉厚を１００ｍから８０ｍｍの凝固厚さに低減させ、１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度に対して最後の第１４セグメントで最終凝固するまで低減する構成を示す。図３a は、セグメント０が、ストランドの肉厚の低減と垂直部から５つの曲げ点を介して内円弧に曲げる工程による可能な最大の変形をストランドに与え、メニスカスやスラグに酸化物を上昇させる悪い条件としても設定されることをもう一度明確にする。
【００１２】
更に、部分図３a から明らかになることは、５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で、１００ｍｔｏ８０ｍｍの肉厚に、即ち２０％ほど低減するストランドの外皮に作用する肉厚の減少する速度は０．８３３ｍｍ／ｓであり、１０ｍｍ／ｍｉｎの鋳造速度で１．６６ｍｍ／ｓである。ストランドの肉厚が低減するこの速度は、５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度でセグメント０に入る場合に約１０．３ｍｍの肉厚となり、１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合、約７．３ｍｍの肉厚となるストランドの変形に対する直接の目安となる。鋳造に続く圧延によるこのストランドの変形は大きく、更に５ｍｍ／ｍｉｎから１０ｍ／ｍｉｎに速度が上昇すると、１．６６ｍｍ／ｓの簡単な計算量が表すように０．８３ｍｍ／ｓから１．６６ ｍｍ／ｓへ二倍となるだけでなく、速度の上昇が二乗関数で変形に加わる。
【００１３】
この大きな変形は、更にセグメント０の曲げ工程が重なり、ストランドの内部の外皮や外部の外皮に割れを与える危険があり、これは亀裂を生じ易い鋼の品質の場合にも特にそうなる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べた認識と関連を前提として、この発明の課題は、鋳型の直下でストランドの厚さを低減する装置を基礎にした高速ストランド設備に対して、鋼ストランドの最適表面品質と内部品質を保証にする連続鋳造設備の方法と設備に対する技術構想を提案することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本願発明により、鋳型の直下に垂直に延在しているストランドガイドの第一セグメントを用いて、ストランドの肉厚の低減を行い、第一セグメントの直下に設けられたセグメントによりストランドの曲げを多数の湾曲点を経て内側円弧内へと行い、ストランドを最終凝固以前に多数の曲げ戻し点を経て水平部内へ曲げ戻しを行う様式の、垂直鋳型を備えている連続鋳造設備で薄スラブを製造する方法において、凹面状の形状を鋳 型の始めから鋳型の端部まで関数関係で表せる態様に完全に曲げ戻すこと、および垂直に経過しているセグメントの長さを、最大鋳造速度にあって純溶融相或いは最も深い液相線の点がセグメントの端部の最初の３分の１の下方において生じるが、しかしセグメントから位置ずれすることがないように、かつストランドの肉厚を低減する場合にストランド内の変形速度が１．２５ｍｍ／ｓの値を越えないように設定することによって解決される。
【００１６】
更に、上記の課題は、本発明により、上記の方法を実施する連続鋳造設備にあって、 垂直なセグメントが少なくとも２ｍの長さを有し、垂直に指向しているセグメントがストランドの肉厚を４０〜１０ｍｍの圧下量で低減するように構成されおり、次のセグメントが３つの湾曲点を有し、内側円弧の曲率が６〜３ｍの間であり、ストランドを内側円弧から水平部方向に曲げ戻しするため、３つの矯正点が形成されており、最大鋳造速度の８０％にあって最後の曲げ戻し点が湯溜まりの先端に対して最低２ｍの間隔を有していることによって解決される。
【００１７】
この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
上記構成は提示した多くの複雑な問題の予期せぬ解決策であり、以下に詳しく説明する。
この発明は以下に述べるような諸構成を保証しかつ組合わされた特性を可能なにする 。即ち、
・有利には液圧で駆動される振動垂直鋳型のメニスカスのストランドガイドの水平に指 向している領域の最終凝固との間の最小の容湯静圧或いは最小の設備のレベル、
・凹面状に形成された鋳型の長辺側を有し、ストランドガイド内の所定のローラ直径を 有する垂直曲げ設備にあって、特に１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度以下の溶湯圧延変 形と曲げ変形から成る全変形の変形密度の最小の分布、
・過加熱相或いは純溶融相の領域で内でのストランドの対称性を保証するため、連続鋳 造設備の垂直部分、即ちセグメント０内で、例えば１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度で ストランドの肉厚を低減する機械要素内で酸化物を浮上に関連した過加熱相或いは透 過領域を完全になくすこと、
・ストランドの肉厚を低減したり、或いは溶湯圧延が行われるセグメント０の端部での 遅くともストランドの中心の２相領域、即ち溶湯と結晶が存在するセグメント０中で 例えば１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度での溶湯圧延工程、
・最大１．２ｍ／ｓのセグメント０でのストランドの外皮の変形速度、
・セグメント１の直ぐ手前に設けられているセグメント０内での溶湯圧延変形に無関係 に、垂直部から多数の湾曲点を経て内側円弧へのセグメント１内での最小湾曲変形の 密度、
・最大鋳造速度の８０％の平均鋳造速度に関して、最終凝固以前の、最小１２ｓ或いは ２ｍの内部設備曲率から多数の矯正点或いは曲げ戻し点を経て水平部分への最小矯正 変形密度、
を保証し、組合わされた特性を可能にする。
【００１９】
図２および部分図３b （図３の右半分を参照）では、この発明が方法および装置に関して画像的に特徴付けてある。
図２は、鋳造速度５と１０ｍ／ｍｉｎに関しての設備配置の特徴を備えた、ストランドガイド長さにわたるストランド内部変形の、この発明による純溶融相の拡がり、鋳造速度に応じた凝固終端部および限界変形分布を示す。
【００２０】
この連続鋳造法は、この発明により、ストランドの変形密度がストランドガイドにわたり最小にされ、どの変形タイプも順次配置されている他のタイプと無関係に行われるように構成されている。変形曲線（Ｄ−５）と（Ｄ−１０）は臨界以下で、即ち限界変形（Ｄ−Ｋ r ）より以下で経過する。更に、これ等の変形曲線が明らかにすることは、溶湯圧延と曲げによって誘起される変形の累積は、この実施例の場合、３ｍの長さの垂直セグメント０でストランドの肉厚の低減（Ｄ−Ｇw ）とそれに続くセグメント１内でのストランドの曲げ（Ｄ−Ｂ）は、例えば５つの曲げ点を経由して行われることにより回避される点にある。
【００２１】
更に、図２から分かることは、タンデイシュ内の鋼がの２５℃の過加熱された際、最終凝固時間の約１０％が費やされる液相線の最も深い点（１．１）或いは過加熱領域或いは透過領域が１０ｍ／ｍｉｎの最大鋳造速度でメニスカスの下に達するか、あるいはセグメント０に 2 mの深さで突出することである。これにより、酸化物が自由かつストランド外皮に対して対称的に、垂直に位置している純溶融相内での上昇し、同時に液相線の最も深い点の下で−この点から２相領域がストランド内部をストランドの中心まで完全に満たす−結晶の破砕と大偏析や平均偏析の抑制が溶湯圧延工程によりセグメント０内の１ｍの残りの長さにわたり行われる。
【００２２】
２相領域は、液相線の点の最も深い位置である直線（Ｇ１）と、鋳造速度に応じて湯溜まりの先端の位置を表す直線（Ｇ２）とによって区画される。２相領域、即ち結晶と溶湯は、ＶＧ５ｍ／ｍｉｎの場合、メニスカスの下約１．５ｍ（液相線の点１．２）で、或いはセグメント０にストランドが入った後０．５ｍで始まり、湯溜まりの先端の約１５．ｍ（点２.2（図２の））で終わる。１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合には、２相領域は約３ｍ（１．１）で始まり、約３０．２ｍ（２．１）の湯溜まりの先端で終わる（図２を参照）。
【００２３】
ストランドの外皮の間での完全な２相領域を伴うストランドの低減あるいは溶湯造圧延工程は、ＶＧ５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合、セグメント０の残りの長さの２．５ｍにわたり、またＶＧ１０ｍ／ｍｉｎの場合、１ｍにわたり延在している。両方の場合、２相領域の強制対流、従ってストランドの内部品質の改善が保証される。
例えば４ｍの内部曲率から多数の曲げ戻し点、例えば５つの矯正点を経たストランドの水平部への分に曲げ戻しは、例３により例えば２ｍのセグメント４内において行われ、柔和な戻し変形（Ｄ−Ｒ）が保証され、同時にストランドの変形により最終凝固とストランドの内部品質に対してストランド変形により悪影響が与えられることはない。
【００２４】
更に、図３に示す部分図３b を参照されたい。ここで、部分図３a に比べて特に顕著なことは、溶湯圧延変形（Ｄ−Ｇw ）が１００ｍｍから８０ｍｍへと長さ３ｍのセグメント０にわたって、１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合、ただ１．１１ｍ／ｓの変形速度で、またＶＧ５ｍ／ｍｉｎの場合、０．５５ｍ／ｓの変形速度で行われることである。この変形速度は長さ２ｍのセグメント０で１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度の場合、１．６６ｍｍ／ｓの変形速度に比して著しく低下する。従って、変形速度は．２５ｍｍ／ｓの周知の臨界値以下になる。
【００２５】
この発明により得られる利点は、垂直に配置されたセグメント０内での垂直鋳型の直下での一つの溶湯圧延による特に６０〜１２０ｍｍの間の凝固厚さの薄スラブのための連続鋳造法が保証されることにより得られる。図４に示すように浸漬ノズル（Ｔ a ）がタンデイッシュ（Ｖ）から鋼が導入される垂直鋳型は、
・鋳造工程の間昇降レベル、周期や振動形状の正確な振動や可変、
・ストランドの幅全体にわたる一様なスラグの汚れ、
・鎮静したメニスカスの動き、
・鋳型への一様な熱伝達、
・鋳型内でのおよびストランドガイド内のでの中央におけるストランドの経過、
・破断の回避の下での鋳造の高信頼性、
を保証するため、好ましくは凹面状の長辺側の組立板を有し、液圧駆動される。
【００２６】
早い鋳造速度にあってもストランドを真っ直ぐに、しかも確実にストランドを導くため、ストランドガイドを最大２×１２ｍｍの直線性から変位して凹面状に形成してもよい。これは、例えばストランドガイドロールのプロフイルを凹面状の形状に形成することにより実現できる。更に、鋳型の出口から、あるいは第一ストランドガイドロールからストランドガイドの最後のロールに至までまでの凹面状の転向度合いは一定である必要はなく、ストランドガイドの終端の方向に、０ｍｍのストランドの最小の残留凹面形状に至まで漸進的に関数的に低減されていなければならない。
【００２７】
セグメント０は垂直に配置すべきで、専らストランドの肉厚を低減するために使用される。このセグメント０は、最大の鋳造速度にあってストランドに１．２５ｍｍ／ｓ以下の鋳造厚さの低減速度を発生させる最短長さおよび、同時に可能な最大鋳造速度の場合、過加熱を完全に防止し、２相領域、即ち結晶と溶湯中の結晶相の粉砕およびマクロナな偏析およびや平均偏析をできる限り抑制することを保証する最短長さを備えていなければならない。説明したこの実施例では、セグメント０は３ｍの長さを有している。
【００２８】
セグメント１、即ち鋳造工程に直接続くセグメント０内において、この発明により、２相混合物を伴ったセグメントの湾曲は、ストランドの外皮の変形密度を小さく維持し、前に行った溶湯圧延変形がストランドの外皮の間で累積しないように、例えば５つの湾曲点を経てセグメント１内の例えば４ｍの内側円弧で行われる。
【００２９】
幾何学的な関係および、例えば約８ｍの設備高さに相応して、水平部への曲げ戻しは、例えばセグメント４内の５つの矯正点を介してメニスカスから約１２ｍの間隔で行われる。この曲げ戻しは最終凝固部の手前で行われ、ＶＧが５または１０ｍ／ｍｉｎの場合、メニスカスから約１５または３０ｍの間隔で終わる。曲げ戻し部分とこれに関連するストランドの内部外皮および変形に対して極端に弱い最終凝固の変形との間では３６ｓまたは１０８ｓであり、これに伴い、湯溜まりの先端領域内での最終凝固の乱れおよびこれに伴うストランドの芯の欠陥は曲げ戻し工程により排除される。
【００３０】
図４による本発明の実施例にあっては、垂直鋳型の出口において１００ｍｍのストランドの肉厚が１００ｍｍで、凝固厚さが８０ｍｍで、最大鋳造速度が 10 m/min である年間最大３００万トンを製造するための一連作業ラインの液圧駆動部を備えた連続鋳造設備の断面が示されている。この設備は、
・メニスカスの中心で最大１８０ｍｍの厚さで、中心で１００ｍｍの最小厚さと鋳型の出口の短辺側領域で１００ｍｍの厚さとなる１．２ｍｍの長さの垂直鋳型、
・ストランドの肉厚を８０ｍｍに低減する３ｍｍの長さのトング形セグメントを備えた垂 直セグメント０、
・５つの湾曲点と４ｍの内部曲率を有するセグメント１、
・内側円弧内に存在しているセグメント２と３、
・５つの矯正点を持つセグメント４、および
・ストランドガイドの水平部分に存在しているセグメント５〜１３、
で構成されている。
【００３１】
連続鋳造設備全体の冶金処理上の長さは約３０ｍである。このうちの約４ｍが垂直に配置され（Ｋと０）、約８ｍが円弧内に配置され（セグメント１，２，３，４）、約１８ｍが水平に延在している（セグメント５〜１３）。最大１０ｍ／ｍｉｎの鋳造速度では、液相線上の最も深い点（（１.1））は３ｍの長さのセグメント０の中に約２ｍ入っているので、鋳造スラグ内への酸化物の最適な浮上と、同時に鋼の中に残っている酸化物の対称的 な配分や、また２相領域内の結晶の粉砕並びにストランド内の芯の偏析の抑制も保証される。メニスカスからの間隔が約１６．５ｍであると、１０ ０００ｃＰの粘度（２０℃の蜂蜜と同じ）を持つ５０％結晶割合（５０重量％）の２相混合物が存在する。更に、セグメント４の曲げ戻し領域から遠く離れている最後のセグメント（１３）で最終凝固（２.1）が行われる。曲げ戻し領域と湯溜まり先端領域の最終凝固との間では約１０８ｓの支障のない凝固時間が存在し、この凝固時間が芯の良好な凝固を保証する。
【００３２】
【発明の効果】
上に説明したように、鋳型の真下でストランドの厚さを低減する装置を基礎にしたこの発明による連続鋳造設備に関する方法および装置の技術構想により、鋼ストランドの最適な表面品質と内部品質が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の技術による連続鋳造法でのストランドガイドの長さに関する内部変形と鋳造速度の関係を示すグラフ、
【図２】 この発明による連続鋳造法での連続案内長さに関する内部変形と鋳造速度の関係を示すグラフ、
【図３】 連続鋳造設備の展開図とストランドの肉厚の関係を示す模式図、部分図ａ：従来の技術、部分図ｂ：この発明の場合、
【図４】 この発明による連続鋳造設備の構成図。
【符号の説明】
（Ｄ−５） 鋳造速度 5 m/minに関する凝固期間中のストランドの内部変形
（Ｄ−１０） 鋳造速度 10 m/min に関する凝固期間中のストランドの内部変形
（Ｄ−Ｂ） 垂直部から内側円弧にストランドを曲げる時にストランドの内部外皮
に関する曲げ変形
（Ｄ−Ｒ） 内側円弧から多数の矯正点を経由して水平部にストランドを矯正させ
る際のストランドの内部外皮に関する曲げ戻し変形
（Ｄ−Ｇw) ストランドの内部外皮に関する溶湯圧延変形
（Ｄ−Ｇe) ストランドの内部外皮に関する全変形（Ｄ−Ｇe)＝（Ｄ−Ｂ）＋
（Ｄ−Ｇw)
（Ｄ−Ｋr) ストランドの内部外皮の臨界変形或いは限界変形
（１） 鋳造速度に応じたメニスカスからの間隔ｍである過加熱の最も深い
点あるいは液相線の最も深い点
（１.1） 鋳造速度１０ｍ／ｍｉｎに関してのメニスカスから液相線の最も深い
点の間隔
（１.2） 鋳造速度 5 m/minに対してメニスカスから液相線の最も深い点の
間隔
（５０重量％）鋳造速度５ｍ／ｍｉｎおよび１０ｍ／ｍｉｎの場合、
メニスカスから８．２５ｍおよび１６．６ｍの間隔での５０％結晶割
合と約１０ ０００ｃＰ（２０℃時の蜂蜜に等価）を有する２相混合
物
（２） 鋳造速度に応じたメニスカスからの間隔ｍでの固相線の最も深い点
あるいは湯溜まりの先端
（２.1） 鋳造速度１０ｍ／ｍｉｎに関してメニスカスから湯溜まりの先端まで
間隔
（２.2） 鋳造速度５ｍ／ｍｉｎに関してメニスカスから湯溜まりの先端までの
間隔
Ｖ タンディッシュ
Ｔa 湯注入口
Ｋ 液圧振動駆動部を有する垂直鋳型
０ トング形セグメントとしてのセグメント０
１ 曲げセグメントとしてのセグメント１
２ 円弧セグメントとしてのセグメント２
３ 円弧セグメントとしてのセグメント３
４ 湾曲セグメントとしてのセグメント４
５ 水平セグメントとしてのセグメント５
６ 水平セグメントとしてのセグメント６
・・・・・・
１４ 水平セグメントとしてのセグメント１４
Claims (13)
- 鋳型の直下に垂直に延在しているストランドガイドの第一セグメント（０）を用いて、ストランドの肉厚の低減を行い、
第一セグメント（０）の直下に設けられたセグメント（１）によりストランドの曲げを多数の湾曲点を経て内側円弧内へと行い、
ストランドを最終凝固以前に多数の曲げ戻し点を経て水平部内へ曲げ戻しを行う様式の、垂直鋳型を備えている連続鋳造設備で薄スラブを製造する方法において、
凹面状の形状を鋳型の始めから鋳型の端部まで関数関係で表せる態様に完全に曲げ戻すこと、
および
垂直に経過しているセグメント（０）の長さを、最大鋳造速度にあって純溶融相或いは最も深い液相線の点がセグメント（０）の端部の最初の３分の１の下方において生じるが、しかしセグメント（０）から位置ずれすることがないように、かつストランドの肉厚を低減する場合にストランド内の変形速度が１．２５ｍｍ／ｓの値を越えないように設定することを特徴とする方法。 - 水平部において対称的に指向している長辺側が凹面状形状を持つ垂直鋳型を使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 凹面状の形状を鋳型の始めから鋳型の終端部まで関数関係で表せる態様を経て各長辺側当たりの最大１０％の凝固厚さの残留凹面形状に戻すことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
- ストランドガイド内の残留凹面形状が関数的に最低＋０ｍｍのスラブの凹面状形状或いはクラウンまで戻すことを特徴とする請求項３に記載の方法。
- 鋳型の直下に垂直に延在しているストランドガイドの第一セグメント（０）を用いて、ストランドの肉厚の低減を行い、
第一セグメント（０）の直下に設けられたセグメント（１）によりストランドの曲げを多数の湾曲点を経て内側円弧内へと行い、
ストランドを最終凝固以前に多数の曲げ戻し点を経て水平部内へ曲げ戻しを行う様式の、垂直鋳型を備えている連続鋳造設備で薄スラブを製造する方法を実施するための鋳造設備において、
垂直なセグメント（０）が少なくとも２ｍの長さを有し、垂直に指向しているセグメント（０）がストランドの肉厚を４０〜１０ｍｍの圧下量で低減するように構成されおり、
次のセグメント（１）が３つの湾曲点を有し、内側円弧の曲率が６〜３ｍの間であり、 ストランドを内側円弧から水平部方向に曲げ戻しするため、３つの矯正点が形成されており、最大鋳造速度の８０％にあって最後の曲げ戻し点が湯溜まりの先端に対して最低２ｍの間隔を有している、
ことを特徴とする連続鋳造設備。 - メイスカスと水平に指向しているストランドガイド内のストランドの下縁部分との間の設備の高さが１０ｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の連続鋳造設備。
- 鋳型が短辺側の領域において厚さが１６０〜７０ｍｍであることを特徴とする請求項５或いは６に記載の連続鋳造設備。
- 垂直鋳型の長辺側が、各長辺側当たり最大４０ｍｍのメニスカスの領域の長辺側の中心に開口を有する水平に指向している凹面状で対称的な形状を有していることを特徴とする請求項５〜７の何れか一つに記載の連続鋳造設備。
- 鋳型のメニスカス領域内の各長辺側当たり最大４０ｍｍの凹面状の形状が鋳型の終端まで完全に減退すように形成されていることを特徴とする請求項５〜８の何れか一つに記載の連続鋳造設備。
- 鋳型のメニスカス領域内の各長辺側当たり最大４０ｍｍの凹面状の形状が鋳型の終端まで関数態様でもって各長辺側当たり最大１２ｍｍの残留凹面状形状で減退するように形成されていることを特徴とする請求項５〜９の何れか一つに記載の連続鋳造設備。
- 鋳型の出口の残留凹面状形状がストランドガイドにおいて関数態様で最小＋０ｍｍのストラブの最小凹面状形状にまで減退するように形成されていることを特徴とする請求項７〜１３の何れか一つに記載の連続鋳造設備。
- 連続鋳造設備の長さ或いはストランドガイドが１０ｍｍであることを特徴とする請求項５〜１１の何れか一つに記載の連続鋳造設備。
- 連続鋳造速度が最大１０ｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項５〜１２の何れか一つに記載の連続鋳造設備。
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