JP5768774B2 - Method for continuous casting of hollow round section slab and mold for continuous casting of hollow round section slab - Google Patents
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Description
本発明は、中空丸断面鋳片の連続鋳造方法に関し、特に、普通鋼、高合金鋼、ステンレス鋼、Ni基合金等からなる鋳片の連続鋳造方法に関する。また、本発明は、中空丸断面鋳片の連続鋳造用鋳型に関する。 The present invention relates to a continuous casting method for hollow round cross-section slabs, and more particularly to a continuous casting method for slabs made of ordinary steel, high alloy steel, stainless steel, Ni-base alloy and the like. The present invention also relates to a continuous casting mold for a hollow round section slab.
普通鋼、高合金鋼、ステンレス鋼、Ni基合金等からなる継目無し管(シームレスパイプ)は、通常、インゴットやブルーム鋳片を分塊して丸ビレットを作製し、この丸ビレットを製管用素材としてマンネスマン法、ユジーンセジュルネ法、マンドレル法等の製管工程に供給することにより製造される。 Seamless pipes (seamless pipes) made of plain steel, high alloy steel, stainless steel, Ni-base alloy, etc., are usually used to make round billets by dividing ingots and bloom slabs. As a Mannesmann method, a Eugene Sejurune method, a mandrel method and the like.
近年では、合理化を図る観点から、連続鋳造によりビレットを作製し、分塊工程を経ることなくそのビレットを製管用素材として直接製管工程に供給することも多い。また、特許文献1には、製品に近い形状の中空丸断面鋳片(以下単に「中空鋳片」ともいう。)を直接製造する方法が開示されている。中空鋳片は、直接製管工程に供給することができるため、分塊工程を経る必要がなくなるとともに、中空であるが故に製管の負荷を低減することが可能である。
In recent years, from the viewpoint of rationalization, billets are often produced by continuous casting, and the billets are often supplied directly to the pipe making process as a pipe making material without going through a lump process.
しかし、特許文献1に記載の遠心鋳造法は、バッチ式であり、製造可能な鋳片の長さに制限があり、また、同じ長さの鋳片しか製造できない等の制限があるからである。
However, the centrifugal casting method described in
これに対して、特許文献2〜4では、中空鋳片を連続鋳造により製造する方法が開示されている。連続鋳造によれば、歩留まりを向上させることができるとともに、鋳片の長さの制約が少ない。
On the other hand,
中空鋳片の連続鋳造は、一般的な中実鋳片の連続鋳造とは異なり、鋳造中の鋳片の中空内面の冷却方法が重要な問題である。中空内面の冷却が不十分であると、溶鋼静圧によりバルジングを生じたり、凝固シェルの破断によるブレークアウトを生じたりする。 In continuous casting of a hollow slab, unlike a continuous casting of a general solid slab, the cooling method of the hollow inner surface of the slab during casting is an important problem. Insufficient cooling of the hollow inner surface may cause bulging due to the molten steel static pressure, or breakout due to fracture of the solidified shell.
特許文献2では、この問題に対応するため、水冷された外鋳型と中子鋳型によって溶鋼を冷却して内外周両面から凝固シェルを生成、成長させて中空鋳片を連続鋳造する際に、中子鋳型を上部から下部に貫通するスプレー給水管の下端から冷却水を噴射して、鋳片の中空内面を直接冷却する方法が提案されている。
In
しかし、鋳造中の鋳片の中空内面の冷却に水を使用することは以下の理由により大変危険である。 However, the use of water for cooling the hollow inner surface of the slab during casting is very dangerous for the following reasons.
中空内面に噴射された冷却水は、鋳片の下方に流れることから、特許文献2にも記載されているように、ダミーバーのヘッド部に通水孔を設けておけば、鋳片の外部に排出される。しかし、一般的な中実鋳片の連続鋳造でもしばしば生じるブレークアウトの可能性は、中空鋳片の連続鋳造でも否定できない。ブレークアウトとは、凝固シェルが再溶解したり、鋳型面と凝固シェルとの間の摩擦等によって凝固シェルが破断したりした場合に、そこから溶鋼が流出する現象である。
Since the cooling water sprayed on the hollow inner surface flows below the slab, as described in
ブレークアウトにより中空鋳片の中空内で溶鋼が流出すると、ダミーバーのヘッド部の通水孔が、流出した溶鋼が凝固することにより、閉塞する可能性がある。通水孔が閉塞すると、冷却水は排出されずに滞留し、さらにこの滞留した水に溶鋼が流れ込むことになる。この一連の現象は、ごく短時間で進行するため、ブレークアウトを検知して即時に冷却水を停止したとしても、滞留水に溶鋼が流れ込むのを完全に防止することはできない。 When the molten steel flows out in the hollow of the hollow slab by breakout, the water flow holes in the head portion of the dummy bar may be blocked by solidification of the flowing molten steel. When the water passage hole is blocked, the cooling water stays without being discharged, and the molten steel flows into the staying water. Since this series of phenomena proceeds in a very short time, even if the breakout is detected and the cooling water is stopped immediately, it is not possible to completely prevent the molten steel from flowing into the staying water.
この場合、滞留水が瞬時に気化、膨張し、中空鋳片の内部は閉空間となっているため、いわゆる水蒸気爆発が起こる。中空鋳片内で水蒸気爆発が起こると、その爆風は中子鋳型と鋳片の内面側の凝固シェルとの隙間から鋳型の上部へと抜けたり、破断した凝固シェルから溶鋼を鋳型の溶鋼面側に吹き上げて外部に抜けたりすることとなる。これは、鋳型周辺での作業者にとって大変危険な事態となる。 In this case, the staying water is instantly vaporized and expanded, and the inside of the hollow slab is a closed space, so that a so-called steam explosion occurs. When a steam explosion occurs in the hollow slab, the blast escapes from the gap between the core mold and the solidified shell on the inner surface side of the slab to the upper part of the mold, or the molten steel is removed from the broken solidified shell side of the mold. It will be blown up to the outside. This is a very dangerous situation for workers around the mold.
また、特許文献3および4では、タンディッシュと外鋳型とが直結した給湯方法を適用した、中空鋳片の連続鋳造方法が提案されている。この直結給湯方法は、連続して鋳片を引き抜くのではなく、間欠的に引き抜くため、鋳片の表面に通常のオシレーションマークよりも深いコールドシャットマークが生じる。そのため、鋳片の表面の手入れが必須となるため、歩留まりの大きな低下を招くこととなる。
また、特許文献3および4で提案された方法では、タンディッシュと鋳型と溶鋼との接触点(いわゆる3重点)の制御は非常に困難であるため、ブレークアウトが発生しやすく、安定した操業が困難である。さらに、タンディッシュ内において、中子鋳型で形成される初期凝固シェルと、外鋳型で形成される初期凝固シェルとで、形成され始める位置が異なるため、鋳片の曲がりが発生しやすくなる。加えて、中子鋳型と中空鋳片内部は閉空間となり、ブレークアウトが発生した場合には、溶鋼および冷却水の逃げ場がなく、水蒸気爆発に至る可能性がある。
Also, in the methods proposed in
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ブレークアウトが発生しにくく、ブレークアウトが発生したとしても水蒸気爆発による2次災害が発生するのを阻止することが可能であり、かつ曲がりがなく表面性状等の品質が良好な鋳片を得ることができる、中空鋳片の連続鋳造方法およびこの方法に用いることができる鋳型を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is difficult for breakouts to occur, and even if a breakout occurs, it is possible to prevent the occurrence of a secondary disaster due to a steam explosion, and It is an object of the present invention to provide a continuous casting method of a hollow slab and a mold that can be used in this method, which can obtain a slab that is free of bending and has a good quality such as surface properties.
本発明者は、ブレークアウトが発生しにくく、ブレークアウトが発生したとしても水蒸気爆発が発生するのを阻止することが可能であり、かつ品質が良好な中空鋳片を得ることが可能な連続鋳造方法について検討した。 The present inventor is capable of preventing a breakout from occurring, and even if a breakout occurs, it is possible to prevent a steam explosion from occurring, and to obtain a hollow cast piece having a good quality. The method was examined.
中空鋳片を連続鋳造する場合、鋳片の中空内での水蒸気爆発の発生を阻止することが非常に重要である。水蒸気爆発を阻止するには、鋳片の中空内面を十分に冷却し、十分な厚さの凝固シェルを確保して凝固シェルの破断を生じにくくするとともに、凝固シェルの破断が生じた場合に備えて中空内を閉空間にしないことが必要である。 When continuously casting a hollow slab, it is very important to prevent the occurrence of a steam explosion in the hollow of the slab. In order to prevent steam explosion, the hollow inner surface of the slab is cooled sufficiently to secure a solidified shell with sufficient thickness to make it difficult to break the solidified shell, and in case the solidified shell breaks Therefore, it is necessary not to make the hollow space a closed space.
本発明者は、検討の結果、以下の知見を得た。中空丸断面鋳片の連続鋳造に、外鋳型と同心円状に配置された中子鋳型を用い、中子鋳型の表面近傍に複数の冷却水流路を上端から下端まで貫通するように設け、また、中子鋳型の中心に通気孔を上端から下端まで貫通するように設けることにより、ブレークアウトおよび水蒸気爆発の可能性を極めて低くできる。中子鋳型の冷却水流路から排出された冷却水によって、鋳片の中空内面を十分に冷却することにより、復熱による凝固シェルの温度上昇を抑制するとともに、凝固シェルを厚くすることができるため、ブレークアウトが発生する可能性を低減することができる。中子鋳型に通気孔を設けることにより、鋳片内を外部に開放することができる。また、鋳片の中空内面を十分に冷却することができるため、品質が良好な鋳片を得ることができる。 The inventor obtained the following knowledge as a result of the study. For the continuous casting of the hollow round section slab, a core mold arranged concentrically with the outer mold is used, and a plurality of cooling water flow paths are provided so as to penetrate from the upper end to the lower end in the vicinity of the surface of the core mold. By providing a vent hole in the center of the core mold so as to penetrate from the upper end to the lower end, the possibility of breakout and steam explosion can be extremely reduced. By sufficiently cooling the hollow inner surface of the slab with cooling water discharged from the cooling water flow path of the core mold, it is possible to suppress the temperature rise of the solidified shell due to recuperation and increase the thickness of the solidified shell. Therefore, the possibility of occurrence of breakout can be reduced. By providing a vent hole in the core mold, the inside of the slab can be opened to the outside. Further, since the hollow inner surface of the slab can be sufficiently cooled, a slab having good quality can be obtained.
本発明は、これらの知見に基づいてなされたものであり、その要旨は、下記の(1)〜(5)に示す中空丸断面鋳片の連続鋳造方法ならびに(6)および(7)に示す中空丸断面鋳片の連続鋳造用鋳型にある。
This invention is made | formed based on these knowledge, The summary is shown to the continuous casting method of the hollow round-section slab shown to following (1)-(5), and (6) and (7) . It is in a mold for continuous casting of hollow round section slabs.
(1)水冷構造を有しかつ同心円状に配置された円筒状の外鋳型と円柱状の中子鋳型を用いる中空丸断面鋳片の連続鋳造方法であって、前記中子鋳型が、表面近傍に上端から下端まで貫通する複数の冷却水流路と、中心に上端から下端まで貫通する通気孔とを備え、前記中子鋳型の冷却水流路の上端から供給され下端から排出された冷却水が、前記中子鋳型の直下から鋳造中の中空丸断面鋳片の内面を冷却し、前記中子鋳型の冷却水流路の横断面の形状が、前記中子鋳型の下部において円弧状のスリットであることを特徴とする中空丸断面鋳片の連続鋳造方法。
(1) A continuous casting method of a hollow round cross-section slab having a water cooling structure and using a cylindrical outer mold and a cylindrical core mold arranged concentrically, wherein the core mold is in the vicinity of the surface. A plurality of cooling water passages penetrating from the upper end to the lower end, and a vent hole penetrating from the upper end to the lower end in the center, the cooling water supplied from the upper end of the cooling water passage of the core mold and discharged from the lower end, The inner surface of the hollow round cross-section slab being cast is cooled from directly under the core mold, and the cross-sectional shape of the cooling water flow path of the core mold is an arc-shaped slit at the bottom of the core mold A continuous casting method of a hollow round section cast piece characterized by the above.
(2)前記中子鋳型の冷却水流路が、前記中子鋳型の上端から下端に向かって、半径方向外向きに傾斜することを特徴とする前記(1)に記載の中空丸断面鋳片の連続鋳造方法。
(2) The hollow round cross-section slab according to (1), wherein the cooling water flow path of the core mold is inclined radially outward from the upper end to the lower end of the core mold. Continuous casting method.
(3)水冷構造を有しかつ同心円状に配置された円筒状の外鋳型と円柱状の中子鋳型を用いる中空丸断面鋳片の連続鋳造方法であって、前記中子鋳型が、表面近傍に上端から下端まで貫通する複数の冷却水流路と、中心に上端から下端まで貫通する通気孔とを備え、前記中子鋳型の冷却水流路の上端から供給され下端から排出された冷却水が、前記中子鋳型の直下から鋳造中の中空丸断面鋳片の内面を冷却し、前記中子鋳型の冷却水流路が、前記中子鋳型の上端から下端に向かって、半径方向外向きに傾斜することを特徴とする中空丸断面鋳片の連続鋳造方法。
(3) A continuous casting method of a hollow round cross-section slab having a water-cooled structure and concentrically arranged cylindrical outer mold and columnar core mold, wherein the core mold is near the surface A plurality of cooling water passages penetrating from the upper end to the lower end, and a vent hole penetrating from the upper end to the lower end in the center, the cooling water supplied from the upper end of the cooling water passage of the core mold and discharged from the lower end, The inner surface of the hollow round cross-section slab being cast is cooled from directly under the core mold, and the cooling water flow path of the core mold is inclined radially outward from the upper end to the lower end of the core mold. A continuous casting method of a hollow round section slab characterized by the above.
(4)前記中子鋳型が、前記外鋳型よりも鋳造方向に長く、前記中子鋳型の下端が前記外鋳型の下端よりも突出することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の中空丸断面鋳片の連続鋳造方法。
(4) Any of (1) to (3) above, wherein the core mold is longer in the casting direction than the outer mold, and the lower end of the core mold protrudes from the lower end of the outer mold. A method for continuously casting the hollow round section slab according to
(5)前記外鋳型と前記中子鋳型が同期してオシレーションすることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の中空丸断面鋳片の連続鋳造方法。
(5) The continuous casting method for a hollow round cross-section slab according to any one of (1) to (4), wherein the outer mold and the core mold oscillate in synchronization.
(6)水冷構造を有しかつ同心円状に配置された外鋳型と中子鋳型からなる中空丸断面鋳片の連続鋳造用鋳型であって、前記中子鋳型が、表面近傍に上端から下端まで貫通する複数の冷却水流路と、中心に上端から下端まで貫通する通気孔とを備え、前記中子鋳型の冷却水流路の横断面の形状が、前記中子鋳型の下部において円弧状のスリットであることを特徴とする中空丸断面鋳片の連続鋳造用鋳型。
(7)水冷構造を有しかつ同心円状に配置された外鋳型と中子鋳型からなる中空丸断面鋳片の連続鋳造用鋳型であって、前記中子鋳型が、表面近傍に上端から下端まで貫通する複数の冷却水流路と、中心に上端から下端まで貫通する通気孔とを備え、前記中子鋳型の冷却水流路が、前記中子鋳型の上端から下端に向かって、半径方向外向きに傾斜することを特徴とする中空丸断面鋳片の連続鋳造用鋳型。
(6) A mold for continuous casting of a hollow round section cast piece having a water cooling structure and concentrically arranged from an outer mold and a core mold, the core mold being located near the surface from the upper end to the lower end A plurality of cooling water passages penetrating through and a vent hole penetrating from the upper end to the lower end in the center, and the shape of the cross section of the cooling water passage of the core mold is an arc-shaped slit at the lower part of the core mold A mold for continuous casting of a hollow round cross-section slab characterized by comprising:
(7) A continuous casting mold of a hollow round cross-section slab having a water-cooling structure and concentrically arranged from an outer mold and a core mold, the core mold being located near the surface from the upper end to the lower end A plurality of cooling water passages penetrating through and a vent hole penetrating from the upper end to the lower end in the center, and the cooling water passage of the core mold is directed radially outward from the upper end to the lower end of the core mold. A mold for continuous casting of a hollow round section slab characterized by being inclined.
本発明の中空丸断面鋳片の連続鋳造方法および鋳型によれば、ブレークアウトが発生しにくく、ブレークアウトが発生したとしても水蒸気爆発による2次災害が発生するのを阻止することが可能であり、かつ品質が良好な鋳片を得ることができる。 According to the continuous casting method and mold of the hollow round cross-section slab of the present invention, breakout is unlikely to occur, and even if a breakout occurs, it is possible to prevent the occurrence of a secondary disaster due to a steam explosion. In addition, a slab having good quality can be obtained.
1.連続鋳造装置および鋳型の基本構成
図1は、本発明の連続鋳造方法を適用できる連続鋳造装置の鋳型周辺の概略を示す縦断面図である。鋳型は円筒状の外鋳型1と円柱状の中子鋳型2からなり、中子鋳型2は外鋳型1の内部に同心円状に配置される。外鋳型1と中子鋳型2はいずれも銅からなり、水冷構造を有する。外鋳型1と中子鋳型2との間には、溶鋼3を供給する浸漬ノズル4が上方から挿入される。中子鋳型2の上方には冷却水ヘッダー5が接続されており、冷却水ヘッダー5には複数の冷却水供給管6が接続されている。外鋳型1の下方には、鋳片7の外周面を支持するサポートロール8が複数配置されている。
1. FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the periphery of a mold of a continuous casting apparatus to which the continuous casting method of the present invention can be applied. The mold is composed of a cylindrical
外鋳型1の外周面にはオシレーションテーブル9が接続されている。外鋳型1と中子鋳型2とは同期してオシレーションすることが好ましい。図1では、オシレーションテーブル9と冷却水供給管6とが連結部材10によって接続されており、外鋳型1と中子鋳型2とが位相を同期させてオシレーションすることが可能である。冷却水供給管6と連結部材10は、複数配置され、中子鋳型2を中心として水平方向に点対称に配置されることが好ましい。冷却水供給管6と連結部材10の個数は、浸漬ノズル4が鋳型内に配置できる限り、制限はない。
An oscillation table 9 is connected to the outer peripheral surface of the
外鋳型1の内径および中子鋳型2の外径は、鋳片の凝固収縮に対応するよう、上端に近いほど大きく下端に近いほど小さいこと、すなわち中実鋳片を鋳造する鋳型におけるテーパー形状に相当する形状であることが好ましい。
The inner diameter of the
図2は、前記図1に示す連続鋳造装置の鋳型周辺の拡大図であり、同図(a)は縦断面図、同図(b)は平面図である。同図に示すように、中子鋳型2には、表面近傍に、上端から下端まで貫通する冷却水流路2aが複数設けられており、中心に、上端から下端まで貫通する通気孔2bが設けられている。通気孔2bにより、連続鋳造中においても鋳片7の中空内を開放空間とすることができる。同図(b)には、浸漬ノズル4として、横断面の形状が円環の一部を切り出した形状のものを2本配置した状態を示した。同図では、外鋳型1の水冷構造は省略しているが、外鋳型1には一般的な鋳片の連続鋳造に用いられているスリット式の冷却水路が設けられている。
2 is an enlarged view of the periphery of the mold of the continuous casting apparatus shown in FIG. 1, wherein FIG. 2 (a) is a longitudinal sectional view and FIG. 2 (b) is a plan view. As shown in the figure, the
冷却水流路2aには、冷却水ヘッダー5から冷却水が供給される。冷却水流路2aの上端から供給された冷却水11は、冷却水流路2aの下端から排出され、中空の鋳片7の内面に接触する。鋳片7は、鋳型から排出された直後は凝固シェル7aの内部に溶鋼3を保持した状態である。冷却水流路2aから排出された冷却水11により、鋳片7の内面全体を十分に冷却し、凝固シェル7aを均一に厚く形成することができるため、凝固シェル7aの再溶解または破断によるブレークアウトの可能性が低い。
Cooling water is supplied from the cooling
サポートロール8の間には、スプレー装置が配置され、冷却水を鋳片7の外周面に冷却水スプレー12を噴霧することができる。
A spray device is disposed between the support rolls 8 so that the cooling
図3は、中子鋳型の底面図である。図4は、中子鋳型の冷却水流路の好ましい形状の一例を示す図であり、同図(a)は透視図、同図(b)は断面図である。図3および図4に示すように、中子鋳型2の冷却水流路2aの横断面の形状は、中子鋳型2の下部(上端と下端の中間よりも下の部分)において円弧状のスリットであることが好ましい。これにより、冷却水11が鋳片7の内面に円弧形状のスプレー状に流れるようにすることが可能である。円弧形状の冷却水11を流した場合、冷却水流路2aの横断面の形状が全体に円形または楕円形である場合と比較して、中子鋳型2から排出された冷却水11が鋳片7の内面により接触する範囲が広いため、凝固シェル7aをより均一に形成することができる。
FIG. 3 is a bottom view of the core mold. 4A and 4B are diagrams showing an example of a preferable shape of the cooling water flow path of the core mold. FIG. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a cross-sectional view. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the shape of the cross section of the cooling
中子鋳型2の冷却水流路2aは、前記図2(a)に示すように、中子鋳型2の上端から下端に向かって、半径方向外向きに傾斜することが好ましい。これにより、中子鋳型2から排出された冷却水11が鋳片7の内面により接触しやすく、冷却効果がより高くなる。
The cooling
外鋳型1の下方には鋳片7の外周面を支持するサポートロール8が配置されているものの、中子鋳型2の下方には鋳片の内面を支持する部材が設けられていない。そのため、鋳片7の凝固シェル7aは、外側に比べて内側の方が、溶鋼3の静圧により変形しやすい。また、鋳型直下では、凝固シェル7aは、外側に比べて内側の方が温度が高いため、厚さも薄い。これらの要因から、鋳片7は、外側に比べて内側の方がブレークアウトしやすいため、中子鋳型2との接触時間を長くして凝固シェル7aを厚く形成することが好ましい。そのため、鋳片7の内面を冷却し、支持する役割を果たす中子鋳型2は、なるべく鋳造方向に長く、中子鋳型2の下端が外鋳型1の下端よりも突出するように配置されることが好ましい。ただし、中子鋳型2が長いほど、中子鋳型2と鋳片7との摩擦が増加するため、中子鋳型2の長さには上限がある。例えば、外鋳型1の長さが900mmである場合には、中子鋳型2の長さは900mm〜1500mmが適当である。
A
2.鋳片の連続鋳造方法
図5は、前記図1に示す連続鋳造装置を用いた鋳造の開始方法を示す図である。外鋳型1と中子鋳型2との間の下方に、ダミーバー13を配置し、図示しないタンディッシュから浸漬ノズル4を用いてダミーバー13の上部に溶鋼3を供給(給湯)する。給湯方法としては、浸漬ノズルを用いず、ロート状の樋形状の部材を使用した方法等も適用可能である。
2. FIG. 5 is a view showing a casting start method using the continuous casting apparatus shown in FIG. A
ダミーバー13は、鋳造する鋳片と同じ断面形状を有する円筒形とする。溶鋼3が供給され、浸漬ノズル4が溶鋼に浸漬するとともに凝固シェル7aが形成された状態となると、ダミーバー13を下方に引き抜き、前記図1に示すように中空の鋳片7の連続鋳造を開始する。これにより、通常の中実鋳片と同様の連続鋳造を行うことが可能である。
The
外鋳型1と中子鋳型2との間に供給された溶鋼3の表面(メニスカス)にはパウダーを配置するとともに、外鋳型1と中子鋳型2をオシレーションすることにより、鋳片7と外鋳型1および中子鋳型2との間で焼き付きが発生しないように潤滑させる。上述のように、オシレーションの際に外鋳型1と中子鋳型2とは位相を同期させることが好ましい。
Powder is disposed on the surface (meniscus) of the
本発明の連続鋳造方法には普通鋼、高合金鋼、ステンレス鋼、Ni基合金等の鋼種が適用可能である。 For the continuous casting method of the present invention, steel types such as ordinary steel, high alloy steel, stainless steel, and Ni-base alloy can be applied.
以下に、本発明の効果を確認するために行った試験について説明する。 Below, the test done in order to confirm the effect of this invention is demonstrated.
1.試験方法
前記図1および図2に示す連続鋳造装置を用いて中空鋳片を連続鋳造する試験を行った。外鋳型は、内径を250mm、長さを900mmとした。中子鋳型は、銅板の厚さを30mm、外径を125mm、長さを外鋳型と同じ900mmとし、通気孔の直径を65mmとした。これにより、鋳造される中空鋳片の寸法は、外径を250mm、内径を125mmとした。
1. Test Method A test for continuously casting a hollow slab was performed using the continuous casting apparatus shown in FIGS. The outer mold had an inner diameter of 250 mm and a length of 900 mm. The core mold had a copper plate thickness of 30 mm, an outer diameter of 125 mm, a length of 900 mm, the same as the outer mold, and a vent hole diameter of 65 mm. Thereby, as for the dimension of the hollow slab casted, the outer diameter was 250 mm and the inner diameter was 125 mm.
中子鋳型には、冷却水流路を12個設けた。冷却水流路は、本発明例1では、横断面が全長にわたって直径10mmの円形、すなわち円柱状とした。また、本発明例2では、中子鋳型の上端で直径10mmの円形、下端で弧の長さが13mm、幅が5mmの円弧状とした。いずれの冷却水路とも、中子鋳型の上端から下端に向かって、半径方向外向きに傾斜するように設けた。 The core mold was provided with 12 cooling water passages. In the present invention example 1, the cooling water flow path is a circular shape having a cross section of 10 mm in diameter over the entire length, that is, a cylindrical shape. Further, in Example 2 of the present invention, the core mold has a circular shape with a diameter of 10 mm at the upper end, and an arc shape with an arc length of 13 mm and a width of 5 mm at the lower end. Both cooling water channels were provided so as to incline radially outward from the upper end to the lower end of the core mold.
中子鋳型の冷却水の流速は、10m/sとした。この流速は一般的な連続鋳造の水冷銅鋳型のスリット状の冷却水流路に適用されるものと同等である。 The flow rate of the cooling water for the core mold was 10 m / s. This flow rate is equivalent to that applied to a slit-like cooling water flow path of a general continuous casting water-cooled copper mold.
外鋳型の下部には、2次冷却ゾーンとして、鋳造方向に長さ260mmのモールドスプレーゾーンと、長さ1740mmの第1ゾーンを設けた。モールドスプレーゾーン、第1ゾーンとも冷却水はエアーミストスプレーとして噴射し、冷却水量はそれぞれ100L/minおよび150L/minとした。エアー流速は、ノズル出口で10m/sとした。この2次冷却における各設定値は、一般的なビレットの連続鋳造で常用される値である。 A lower part of the outer mold was provided with a mold spray zone having a length of 260 mm in the casting direction and a first zone having a length of 1740 mm as a secondary cooling zone. In both the mold spray zone and the first zone, the cooling water was sprayed as an air mist spray, and the cooling water amounts were 100 L / min and 150 L / min, respectively. The air flow rate was 10 m / s at the nozzle outlet. Each set value in the secondary cooling is a value commonly used in general continuous billet casting.
鋳型のオシレーションは、ストローク4mm、サイクル数175cpmとし、外鋳型と中子鋳型は位相を同期させた。 The oscillation of the mold was a stroke of 4 mm and a cycle number of 175 cpm, and the phases of the outer mold and the core mold were synchronized.
浸漬ノズルは、前記図2(b)に示した、横断面の形状が円環の一部を切り出した形状のものを2本配置した。 Two immersion nozzles having a cross-sectional shape obtained by cutting out a part of a ring as shown in FIG. 2B were arranged.
連続鋳造に用いた鋼は、13%Cr鋼(液相線温度1505℃、固相線温度1490℃)とした。鋳片の鋳造速度は1.0m/minとし、鋳型の上端から鋳造方向に100mmの位置を溶鋼のメニスカスとした。パウダーは、一般的な丸ビレットの連続鋳造に用いられる、粘度5ポアズ、塩基度0.9、凝固温度1130℃のものを使用した。 The steel used for continuous casting was 13% Cr steel (liquidus temperature 1505 ° C, solidus temperature 1490 ° C). The casting speed of the slab was 1.0 m / min, and the position of 100 mm in the casting direction from the upper end of the mold was used as the molten steel meniscus. As the powder, a powder having a viscosity of 5 poise, a basicity of 0.9, and a solidification temperature of 1130 ° C. used for continuous casting of a general round billet was used.
2.試験結果
本発明例1および2で連続鋳造した中空鋳片の表面状態を評価した。本発明例1では、鋳片内面の凹凸が通常の使用において十分な程度に低減されていた。これは、中子鋳型から排出される冷却水により、鋳片の内面が十分に冷却されていたためと考えられる。
2. Test Results The surface condition of the hollow cast pieces continuously cast in Invention Examples 1 and 2 was evaluated. In Example 1 of the present invention, the irregularities on the inner surface of the slab were reduced to a sufficient degree in normal use. This is considered to be because the inner surface of the slab was sufficiently cooled by the cooling water discharged from the core mold.
本発明例2では、本発明例1よりも、鋳片内面の凹凸、およびこの鋳片を圧延して製造した継目無し管の曲がりのいずれも少なかった。また、鋳片の内質も本発明例1と比べて均一であった。これは、冷却水流路の下端の形状が円弧状であったため、本発明例1の場合よりも鋳片の内面を全体に均一に冷却することができたためと考えられる。 In Invention Example 2, both the unevenness of the inner surface of the cast slab and the bending of the seamless pipe produced by rolling the slab were less than in Invention Example 1. Moreover, the internal quality of the slab was also uniform compared to Example 1 of the present invention. This is thought to be because the inner surface of the slab could be cooled more uniformly than the case of Example 1 of the present invention because the shape of the lower end of the cooling water flow path was an arc shape.
また、本発明例1および2においてはいずれも全くブレークアウトが生じなかった。そのため、試験的に連続鋳造中にブレークアウトを発生させたところ、水蒸気爆発は全く生じなかった。一部の冷却水の吹き上げが認められたものの、鋳型下部からの漏鋼は全て中空鋳片の下部に吸引され、いずれの場合も安全に連続鋳造を停止できた。 Further, in the inventive examples 1 and 2, no breakout occurred at all. Therefore, when a breakout was generated during continuous casting as a test, no steam explosion occurred. Although some cooling water was blown up, all the leaked steel from the lower part of the mold was sucked into the lower part of the hollow slab, and in any case, continuous casting could be safely stopped.
本発明の中空丸断面鋳片の連続鋳造方法および鋳型によれば、ブレークアウトが発生しにくく、ブレークアウトが発生したとしても水蒸気爆発による2次災害が発生するのを阻止することが可能であり、かつ品質が良好な鋳片を得ることができる。 According to the continuous casting method and mold of the hollow round cross-section slab of the present invention, breakout is unlikely to occur, and even if a breakout occurs, it is possible to prevent the occurrence of a secondary disaster due to a steam explosion. In addition, a slab having good quality can be obtained.
1:外鋳型、 2:中子鋳型、 2a:冷却水流路、 2b:通気孔、 3:溶鋼、
4:浸漬ノズル、 5:冷却水ヘッダー、 6:冷却水供給管、 7:鋳片、
7a:凝固シェル、 8:サポートロール、 9:オシレーションテーブル、
10:連結部材、 11:冷却水、 12:冷却水スプレー、 13:ダミーバー
1: outer mold, 2: core mold, 2a: cooling water flow path, 2b: vent hole, 3: molten steel,
4: immersion nozzle, 5: cooling water header, 6: cooling water supply pipe, 7: slab,
7a: solidified shell, 8: support roll, 9: oscillation table,
10: connecting member, 11: cooling water, 12: cooling water spray, 13: dummy bar
Claims (7)
前記中子鋳型が、表面近傍に上端から下端まで貫通する複数の冷却水流路と、中心に上端から下端まで貫通する通気孔とを備え、
前記中子鋳型の冷却水流路の上端から供給され下端から排出された冷却水が、前記中子鋳型の直下から鋳造中の中空丸断面鋳片の内面を冷却し、
前記中子鋳型の冷却水流路の横断面の形状が、前記中子鋳型の下部において円弧状のスリットであることを特徴とする中空丸断面鋳片の連続鋳造方法。 A continuous casting method of a hollow round section slab having a water-cooled structure and using a cylindrical outer mold and a cylindrical core mold arranged concentrically,
The core mold includes a plurality of cooling water passages penetrating from the upper end to the lower end near the surface, and a vent hole penetrating from the upper end to the lower end in the center,
Cooling water supplied from the upper end of the cooling water flow path of the core mold and discharged from the lower end cools the inner surface of the hollow round cross-section slab being cast from directly under the core mold ,
A continuous casting method of a hollow round cross-section slab , wherein a shape of a transverse cross section of a cooling water flow path of the core mold is an arc-shaped slit at a lower portion of the core mold .
前記中子鋳型が、表面近傍に上端から下端まで貫通する複数の冷却水流路と、中心に上端から下端まで貫通する通気孔とを備え、
前記中子鋳型の冷却水流路の上端から供給され下端から排出された冷却水が、前記中子鋳型の直下から鋳造中の中空丸断面鋳片の内面を冷却し、
前記中子鋳型の冷却水流路が、前記中子鋳型の上端から下端に向かって、半径方向外向きに傾斜することを特徴とする中空丸断面鋳片の連続鋳造方法。 A continuous casting method of a hollow round section slab having a water-cooled structure and using a cylindrical outer mold and a cylindrical core mold arranged concentrically,
The core mold includes a plurality of cooling water passages penetrating from the upper end to the lower end near the surface, and a vent hole penetrating from the upper end to the lower end in the center,
Cooling water supplied from the upper end of the cooling water flow path of the core mold and discharged from the lower end cools the inner surface of the hollow round cross-section slab being cast from directly under the core mold,
A continuous casting method of a hollow round cross-section slab, wherein the cooling water flow path of the core mold is inclined radially outward from an upper end to a lower end of the core mold.
前記中子鋳型が、表面近傍に上端から下端まで貫通する複数の冷却水流路と、中心に上端から下端まで貫通する通気孔とを備え、
前記中子鋳型の冷却水流路の横断面の形状が、前記中子鋳型の下部において円弧状のスリットであることを特徴とする中空丸断面鋳片の連続鋳造用鋳型。 A mold for continuous casting of a hollow round cross-section slab comprising an outer mold and a core mold having a water cooling structure and concentrically arranged,
The core mold includes a plurality of cooling water passages penetrating from the upper end to the lower end near the surface, and a vent hole penetrating from the upper end to the lower end in the center ,
A mold for continuous casting of a hollow round cross-section slab , wherein a shape of a cross section of a cooling water flow path of the core mold is an arc-shaped slit at a lower portion of the core mold.
前記中子鋳型が、表面近傍に上端から下端まで貫通する複数の冷却水流路と、中心に上端から下端まで貫通する通気孔とを備え、 The core mold includes a plurality of cooling water passages penetrating from the upper end to the lower end near the surface, and a vent hole penetrating from the upper end to the lower end in the center,
前記中子鋳型の冷却水流路が、前記中子鋳型の上端から下端に向かって、半径方向外向きに傾斜することを特徴とする中空丸断面鋳片の連続鋳造用鋳型。 A continuous casting mold for a hollow round cross-section slab, wherein the cooling water flow path of the core mold is inclined radially outward from the upper end to the lower end of the core mold.
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