JP4258068B2

JP4258068B2 - 鋼鋳片の連続鋳造方法

Info

Publication number: JP4258068B2
Application number: JP19398899A
Authority: JP
Inventors: 俊史安部; 健二大島
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-07-08
Also published as: JP2001018043A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼鋳片の連続鋳造方法に係わり、詳しくは、鋳型から抜き出して二次冷却した半凝固状態の鋼鋳片に、さらに圧下を施し、健全な内部組織を有する鋼鋳片とする技術である。
【０００２】
【従来の技術】
溶鋼を連続的に鋳造するには、水冷鋳型、冷却水噴射ノズル群及び鋳片の引抜き装置（各種ローラ群）等を備えた連続鋳造機を使用する。その鋳造状況を、湾曲型連続鋳造機の例で説明すると、まず、溶鋼が水冷鋳型に鋳込まれ、目的とする鋳片サイズにほぼ成形される。この鋳片の内部はまだ未凝固であるので、二次冷却帯と称する水噴射ノズル群を通過させて冷却し、さらに引抜き装置（ローラ群）上で冷却させることで、完全な凝固体とする。従って、得られた鋼鋳片は、冷却状態に応じて種々の内部状態（成分偏析、結晶組織、気孔等）を呈することになる。
【０００３】
これらの内部状態は、該鋼鋳片（以下、単に鋳片という）を後に圧延して鋼板、鋼材等の製品にした際に、それらの品質に重大な影響を与える。そこで、近年は、鋳片内部の成分偏析（特に、中心偏析）や気孔、空隙を改善するため、二次冷却帯より後流側で該鋳片に圧下を加えながら、凝固させるようにしている。この圧下については、従来より多くの技術が開発され、移動中の鋳片を支えるピンチロール等を利用した軽圧下、別途プレス方式の金型を使用する強圧下（例えば、連続鍛圧装置）が実用化されている。これらの技術を用いれば、ある程度中心偏析が改善され、空隙等も消失するが、その効果はまだまだ不十分であり、依然として技術改良が続けられている。
【０００４】
例えば、特公平３−３６６１９号公報は、前記軽圧下と強圧下との組み合わせて鋳片の内部状態を改善する技術を提案している。それは、図２に示すように、連続鋳造機１の下流に、水冷鋳型９から導出される鋳片２を、その液相線のクレータエンド３のやや上流側の位置から固相線のクレータエンド４のやや下流側の位置までの全領域にわたって厚さ方向に圧下することによって凝固収縮分に見合うだけ鋳片厚さを減少させる軽圧下装置５を配備し、この軽圧下装置５のさらに下流に、鋳片２の固相線のクレータエンド４より下流側を厚さ方向に鍛圧するプレス装置６を配備したものである。この技術によれば、軽圧下装置５で鋳片２の中心偏析を、プレス装置６で空隙等の消失ができ、品質の良い鋳片２が鋳造されると述べられている。
【０００５】
しかしながら、前記特公平３−３６６１９号公報では、軽圧下及び強圧下を併用する考え方は教示しているが、実際に鋳造する技術の開示が不足している。つまり、連続鋳造される溶鋼は多種の鋼種があり、開示されたような圧下領域、圧下量では、十分満足できる内部状態を有する鋳片２が得られないのが現状である。また、中心偏析の改善には、圧下量を大とすることが望ましいが、圧下量を大とすると、鋳片２に内部割れが発生し易い。上記公報は、この内部割れについて一切記載がなく、その点でも改良の余地がある。さらに、金型を用いたプレス圧下では、鋳片２に表面割れが起き易い。加えて、圧下による表面の凹みが、その後の圧延時において疵を発生させる恐れがある。そのため、プレス圧下では、圧下量を制限しなければならないという別の問題もあった。さらに加えて、前記技術では、所望領域で鋳片を圧下するために、液相線あるいは固相線のクレータエンドをどのように圧下装置位置に一致させるかの記載がなく、当業者といえども具体的に実施することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、既存の連続鋳造機を用い、いかなる鋼種であっても、鋳片の中心偏析や空隙が従来に比べて抑制され、且つ圧延時での疵の原因を生じさせない鋼鋳片の連続鋳造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化した。
【０００８】
すなわち、本発明は、水冷鋳型から抜け出た内部が未凝固状態の鋼鋳片を、二次冷却帯、ピンチロール及び鍛圧装置を順次通過させて冷却し、完全な凝固体にする鋼鋳片の連続鋳造方法において、前記未凝固状態の鋼鋳片を、二次冷却帯での冷却速度を調整して、その液相線クレータエンドの後流側位置で、鋳片の固相率が０．５よりピンチロールで軽圧下を開始し、固相線クレータエンドの上流側位置で、鋳片の固相率が０．９より鍛圧装置で強圧下を開始することを特徴とする鋼鋳片の連続鋳造方法である。
【０００９】
また、本発明は、前記強圧下量を５０ｍｍとすることを特徴とする鋼鋳片の連続鋳造方法である。
【００１０】
本発明によれば、二次冷却帯での冷却速度を適切に調整すると共に、既存ピンチロールで軽圧下を、引き続き既存連続鍛圧装置で従来より小さい圧下量で圧下を行うようにしたので、内部割れ、表面割れを発生させずに、中心偏析及び空隙等が従来より少ない鋼鋳片を製造できるようになる。その結果、得られた鋳片を圧延しても、鋳片の凹みに起因した疵の発生が防止でき、圧延工程での鋳片サイズの制約がなくなった。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
まず、本発明は、水冷鋳型９を抜け出し二次冷却帯（水噴射のずる群）１０を通過した未凝固状態の鋳片２に対して、軽圧下及び強圧下を加えることについては、前記前記特公平３−３６６１９号公報記載の技術と同じである。しかしながら、軽圧下及び強圧下を行なう鋳片２の位置が異なっている。つまり、図１に示すように、前記特公平３−３６６１９号公報記載の技術では、鋳片２が示す液相線のクレータエンド３のやや上流側位置から固相線のクレータエンド４のやや下流側位置までの全領域にわたって厚さ方向に圧下して凝固収縮分に見合うだけ鋳片厚さを減少させ、さらにこの軽圧下装置５より下流側、具体的には、固相線のクレータエンド４の下流側を厚さ方向に鍛圧している。これに対して、本発明では、二次冷却帯での冷却速度を調整して、液相線クレータエンド３の後流側位置より既存ピンチロール７で軽圧下を開始し、固相線クレータエンド４の上流側位置より既存連続鍛圧装置８で強圧下を開始するようにしている。この違いは、軽圧下で中心偏析を改善するには、固相率をできるだけ１．０に近づけて押す必要があるからであり、一方、強圧下では、すでに軽圧下を行なっているので、固相率の小さいところから圧下量を抑えて押すことができるからである。ちなみに、本発明の軽圧下時には、鋳片の固相率が従来の０．１〜０．２に対して０．５と大きく、強圧下では、従来の０．９５〜１．０に対して０．９と小さいところからそれぞれ圧下を開始している。その結果、軽圧下時の表面割れ、強圧下による鋳片の凹みが解消され、中心偏析や気孔、空隙が従来より少ない鋳片が製造できるようになった。なお、本発明では、各クレータエンドの検出は、鋳片の表面温度から演算で求められる。そして、その温度は、二次冷却帯のノズルからの水噴射量の調整にフィードバックされ、鋳片の圧下開始位置を正しく圧下装置に一致させるようにしてある。
【００１３】
また、本発明では、強圧下時の圧下量を従来の最大１１０ｍｍより低くすることに着眼した試験を多々行なった。その結果、圧下量を５０ｍｍまで低減しても良いことを確認し、それを本発明の要件に加えた。
【００１４】
【実施例】
図３に示す圧下機能を備えた湾曲型連続鋳造機で種々の鋼種からなる溶鋼を鋳造し、所謂ブルームという鋳片２を製造した。その際、本発明に係る連続鋳造方法を採用した。なお、その際、いずれの場合も、溶鋼温度は１４８０℃、鋳片２の引抜き速度は０．７５ｍ／ｍｉｎとしている。また、鋳片２は、厚み３００ｍｍ、幅４００ｍｍである。さらに、クレータエンドの検出には、放射式の表面温度計を用いている。
【００１５】
表１に操業条件及び製造した鋳片２の品質を一括して示す。表１より、本発明によれば、いずれの鋼種でも、中心偏析や空隙が従来より低減しているばかりでなく、表面割れ、内部割れの少ない鋳片を製造できることが明らかである。また、強圧下時の圧下量が従来より小さくできたので、これら鋳片２を圧延しても圧下過剰に起因した疵の発生は認められなかった。
【００１６】
【表１】

【００１７】
なお、表１の中心偏析、空隙、表面割れ、内部割れは、鋳片の表面や断面の肉眼観察によるが、その判断基準には、あらかじめ中心偏析、割れの程度をランク付け（０〜５まで）した標準試料を作成し、それらと比較することで求めた。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、既存の連続鋳造機を用い、いかなる鋼種であっても、鋳片の中心偏析や空隙が従来に比べて抑制されるようになった。その結果、圧延時に疵の原因がない鋼鋳片の製造ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳片の圧下位置を、本発明と従来の方法で比較した図である。
【図２】従来の軽圧下及び強圧下を併用した連続鋳造機を示す図である。
【図３】本発明の実施に使用した既存の圧下装置の配置を示す図である。
【符号の説明】
１連続鋳造機
２鋼鋳片（鋳片）
３液相線のクレータエンド
４固相線のクレータエンド
５軽圧下装置
６プレス装置
７既存ピンチロール
８既存連続鍛圧装置
９水冷鋳型
１０二次冷却帯（水噴射ノズル群）
１１固液混合領域

Claims

水冷鋳型から抜け出た内部が未凝固状態の鋼鋳片を、二次冷却帯、ピンチロール及び鍛圧装置を順次通過させて冷却し、完全な凝固体にする鋼鋳片の連続鋳造方法において、
前記未凝固状態の鋼鋳片を、二次冷却帯での冷却速度を調整して、その液相線クレータエンドの後流側位置で、鋳片の固相率が０．５よりピンチロールで軽圧下を開始し、固相線クレータエンドの上流側位置で、鋳片の固相率が０．９より鍛圧装置で強圧下を開始することを特徴とする鋼鋳片の連続鋳造方法。
前記強圧下量を５０ｍｍとすることを特徴とする請求項１記載の鋼鋳片の連続鋳造方法。