JP6954446B2 - 連続鋳造方法、スラブ鋳片、及び連続鋳造機 - Google Patents
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Description
先ず、連続鋳造機の構成について説明する。
タンディッシュ12は、溶鋼Wを一時的に貯留する容器とされている。このタンディッシュ12には、図示しない取鍋から溶鋼Wが注がれる。また、タンディッシュ12の底部には、溶鋼Wを排出する浸漬ノズル14が設けられている。このタンディッシュ12の下方には、鋳型16が配置されている。
鋳型16は、例えば、水冷式の銅製鋳型とされる。この鋳型16は、タンディッシュ12の浸漬ノズル14から注がれた溶鋼Wを冷却し、溶鋼Wの表層を凝固させる。これにより、所定形状の鋳片20を成形する。
搬送装置30は、鋳型16から排出された鋳片20を、冷却しながら所定方向(矢印H方向)へ搬送する。なお、以下では、矢印H方向を、搬送装置30の搬送方向(鋳造方向)とする。
圧下装置40は、略水平方向に延びる搬送路34の下流側に配置されている。この圧下装置40は、一対の圧下ロール(大圧下ロール)42を有している。一対の圧下ロール42は、鋳片20を厚み方向の両側から把持しながら、当該鋳片20を搬送方向へ搬送する。つまり、一対の圧下ロール42は、鋳片20の搬送路34を形成している。
第一電磁攪拌装置50は、搬送装置30によって鋳型16から搬送された鋳片20の未凝固部20Bに電磁力を付与し、当該未凝固部20Bを攪拌(電磁攪拌)する非接触式の攪拌装置とされている。
第一電磁攪拌装置50には、第一制御部52が電気的に接続されている。この第一制御部52は、未凝固部20Bの凝固界面での流動速度が5cm/s以上になるように、第一電磁攪拌装置50が発生する電磁力EPを制御する。なお、第一制御部52は、制御部の一例である。
第二電磁攪拌装置60は、一対の圧下ロール42の間から鋳型16側へ押し戻された濃化溶鋼に電磁力を付与し、当該濃化溶鋼を攪拌(電磁攪拌)する非接触式の攪拌装置とされている。なお、濃化溶鋼とは、偏析(凝固偏析)によって所定成分が濃化した溶鋼を意味する。
次に、本実施形態に係る連続鋳造方法(鋳片製造方法)を説明しつつ、本実施形態の作用について説明する。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
次に、連続鋳造試験について説明する。
溶鋼の組成は、質量%で、C:0.05〜0.15%、Si:0.1〜0.4%、Mn:0.8〜1.5%、P:0.02%以下、S:0.008%以下、及び残部にFeと不純物からなる組成とした。
次に、鋳型16には、水冷式の銅製鋳型を用いた。また、鋳型16の各種寸法を下記表1に示す。
次に、搬送装置30による鋳片の鋳造速度は、0.7〜1.1m/minとした。また、搬送装置30の冷却器(二次冷却器)の比水量は、0.5〜1.2L/kg−steelとした。これにより、一対の圧下ロール42によって圧下される鋳片の厚み方向の中心の中心固相率Rを0.01〜0.2の範囲内に設定した(図4参照)。
第一電磁攪拌装置50は、鋳型16内のメニスカスMから鋳片20の搬送方向に沿って9m下流側に配置した。
U=7500×V×Sh/(1−Sh) ・・・(a)
Sh=(CMn−1)/(K0−1) ・・・(b)
ただし、
U:溶鋼の流動速度(cm/s)
V:凝固速度(cm/s)
K0:Mnの平衡分配係数(=0.77)
である。
第二電磁攪拌装置60は、鋳型16内のメニスカスMから鋳片20の搬送方向に沿って14.6m下流側に配置した。
一対の圧下ロール42は、鋳型16内のメニスカスMから、鋳片の搬送方向に沿って21.2m下流側に配置した。そして、鋳片の上側に配置された圧下ロール42を図示しない油圧シリンダによって押圧することにより、厚み方向及び幅方向の中心の中心固相率Rが0.01〜0.2の範囲内の鋳片を圧下した(図4参照)。
鋳片の評価では、実施例1〜5及び比較例1〜3に係る鋳片の横断面から切り出したサンプルのマクロ組織を目視により確認し、セミマクロ偏析及びマクロ偏析の有無をそれぞれ確認した。そして、セミマクロ偏析及びマクロ偏析の少なくとも一方が有る場合を不合格(×)とし、セミマクロ偏析及びマクロ偏析の両方が無い場合を合格(○)とした。
図4には、実施例1〜5及び比較例1〜3に係る鋳片の評価結果が示されている。
実施例1〜実施例5では、マクロ偏析及びセミマクロ偏析が、何れも確認されなかった。実施例1〜実施例5では、第一電磁攪拌装置50によって鋳片の未凝固部を交番攪拌により攪拌し、未凝固部の凝固界面の流動速度を5.0cm/s以上にした。これにより、未凝固部内のデンドライトの先端部が効率的に分断され、等軸晶が生成されたためと考えられる。
78.9mm≦L1≦93.2mm
101.6mm≦L2≦120.7mm
図4に示されるように、比較例1では、マクロ偏析は確認されなかったが、セミマクロ偏析が確認された。比較例1では、第一電磁攪拌装置50による鋳片の未凝固部の攪拌方法を一方向攪拌とした。そのため、未凝固部内のデンドライトの先端部が十分に分断されなかったと考えられる。
以上の評価結果から、実施例1〜5では、マクロ偏析及びセミマクロ偏析が存在しない高品質の鋳片が得られたことが分かる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (14)
- 鋳型から搬送される鋳片内の未凝固部を、第一電磁攪拌装置と、前記第一電磁攪拌装置よりも前記鋳片の搬送方向下流側に配置された第二電磁攪拌装置によってそれぞれ攪拌した後、前記鋳片を圧下ロールによって圧下する連続鋳造方法であって、
前記第一電磁攪拌装置は、前記未凝固部を前記鋳片の幅方向一方側へ5cm/s以上の流動速度で流動させる一方側電磁力と、前記未凝固部を前記鋳片の幅方向他方側へ5cm/s以上の流動速度で流動させる他方側電磁力と、を前記鋳片に交互に付与する、
連続鋳造方法。 - 前記第一電磁攪拌装置は、前記一方側電磁力と前記他方側電磁力とを間欠的に前記鋳片に付与する、
請求項1に記載の連続鋳造方法。 - 前記一方側電磁力及び前記他方側電磁力は、前記未凝固部の凝固界面での流動速度をそれぞれ5cm/s以上にする、
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の連続鋳造方法。 - 前記第二電磁攪拌装置は、前記圧下ロールによって前記鋳型側へ押し戻された前記未凝固部内の溶鋼を攪拌する、
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の連続鋳造方法。 - 前記第二電磁攪拌装置は、前記未凝固部を前記鋳片の幅方向一方側へ流動させる一方側電磁力と、前記未凝固部を前記鋳片の幅方向他方側へ流動させる他方側電磁力と、を前記鋳片に交互に付与する、
請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の連続鋳造方法。 - 前記鋳片の厚みを250〜300mmの範囲内とし、
前記鋳片の搬送速度を0.7〜1.1m/minの範囲内とし、
前記鋳型内のメニスカスから前記鋳片の搬送方向に沿って下流側へ6〜10mの範囲内に、前記第一電磁攪拌装置を配置する、
請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の連続鋳造方法。 - 鋳型と、
前記鋳型から搬送される鋳片内の未凝固部を攪拌する第一電磁攪拌装置と、
前記第一電磁攪拌装置に対して前記鋳片の搬送方向下流側に配置され、前記未凝固部を攪拌する第二電磁攪拌装置と、
前記第二電磁攪拌装置に対して前記鋳片の搬送方向下流側に配置され、前記鋳片を圧下する圧下ロールと、
前記未凝固部を前記鋳片の幅方向一方側へ5cm/s以上の流動速度で流動させる一方側電磁力と、前記未凝固部を前記鋳片の幅方向他方側へ5cm/s以上の流動速度で流動させる他方側電磁力と、を前記第一電磁攪拌装置に交互に発生させる制御部と、
を備える連続鋳造機。 - 前記制御部は、前記第一電磁攪拌装置に前記一方側電磁力と前記他方側電磁力とを間欠的に発生させる、
請求項9に記載の連続鋳造機。 - 前記一方側電磁力及び前記他方側電磁力は、前記未凝固部の凝固界面での流動速度をそれぞれ5cm/s以上にする、
請求項9〜請求項11の何れか1項に記載の連続鋳造機。 - 前記第二電磁攪拌装置は、前記圧下ロールによって前記鋳型側へ押し戻された前記未凝固部内の溶鋼を攪拌する、
請求項9〜請求項12の何れか1項に記載の連続鋳造機。 - 前記第二電磁攪拌装置は、前記未凝固部を前記鋳片の幅方向一方側へ流動させる一方側電磁力と、前記未凝固部を前記鋳片の幅方向他方側へ流動させる他方側電磁力と、を前記鋳片に交互に付与する、
請求項9〜請求項13の何れか1項に記載の連続鋳造機。
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