JPH01178355A - 連続鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はスラブの連続鋳造において中心偏析を防止す
る方法に関する。

［従来技術］ 連続鋳造においては、溶鋼が水冷鋳型により冷却される
と鋳片外周部に凝固殻が形成され、鋳型を通過した鋳片
はその内部に未凝固溶鋼を保持したまま一群のサポート
ガイドロールにより引き抜かれる。鋳片の引き抜き過程
においては、鋳片にスプレィ水を噴射して鋳片内部の凝
固促進を図り、凝固殻の厚さが変形に耐える厚さ以上に
成長すると、鋳片を所定の曲率で略９０１曲げつつ軽圧
下刃を加える。この軽圧下帯において鋳片を完全凝固さ
せ、ついで軽圧下帯の終了位置で矯正装置のロール群に
より鋳片の曲がりを矯正し、直線状になった鋳片を切断
機で所定長に切断する。

凝固開始からクレータ−エンド付近までの凝固過程にお
いては凝固界面で成分元素の濃縮が生じているが、この
ときの濃縮溶液は凝固時に生じるデンドライト（樹枝状
晶）にトラップされるかまたは浮上して未凝固溶液の中
に混合されて薄めらる。こうして凝固が進行するので凝
固の進行に従って緩やかな前記成分元素の濃縮は生ずる
が特に有害となる偏析の発生を見ることはない。

しかしながら、クレータ−エンド付近では溶鋼中に含ま
れるＣ、Ｓ、Ｍｎ及びＰなどの成分元素が未凝固溶鋼中
に濃縮される。この濃縮成分は上記と同様にデンドライ
トにトラップされるが、凝固界面に生じた濃化溶液はク
レータ−エンド付近においては薄められべき溶液は殆ど
無く濃化されたまま凝固に至る。また、凝固による収縮
によりクレータ−エンド付近において鋳造方向と同一方
向に溶鋼の吸引力が発生し、ここに上方からすでに凝固
が進行して濃化されている前記濃化溶液が降下するので
、中心部の偏析は一層助長される。

また溶鋼静圧により未凝固部分が広がるいわゆるバルジ
ングが生じた場合においても、上記凝固収縮の場合と同
様に前記濃化溶液のクレータ−エンド付近への降下によ
り中心偏析を助長する。

中心偏析を防止するための対策として、上記凝固による
収縮に対してはクレータ−エンド付近において軽圧下を
かけ、前記凝固収縮による溶鋼流動を防止している。ま
たバルジング対策としてはロールのピッチ間隔が大きい
とバルジングが発生し易いので上記の軽圧下帯に一層の
小径ロールを配列しロール相互間のピッチを小さくして
いる。

［発明が解決しようとする間組点］ しかしながら、従来の軽圧下鋳造技術においては、中心
偏析を十分防止するまでに至っていない０例えば近年鋼
材に対する需要家からの要求が高度化または多様化して
きており、製品化された鋼材中に不可避的に存在する不
純物元素の偏析及び非金属介在物等の一層の低減が望ま
れ・ている。

すなわち、石油、または天然ガス輸送用のパイプ材料に
おいては、硫化水素を含むサワーガスの作用により中心
偏析帯に沿って水素誘起割れ（ＨＩＣ）が発生するので
、材料改善によりＨＩＣを防止することが強く要望され
ている。

第５図は、横軸に中心偏析の偏析粒径をとり、縦軸に鋳
片長さ１００ｍｍ当たりに存在する偏析粒子の個数をと
って、中心偏析帯を有する種々の鋼材について偏析粒子
がＨＩ　Ｃに及ぼす影響について調査したグラフ図であ
る０図中、黒丸はＨＩＣにより割れが生じたものを示し
、白丸は割れが生じなかったものを示す、この図に示す
ように、ＨＩＣ発生について、粒径が約０．５ｍｍ以上
の大型の偏析粒子が特に有害であり、この偏析の低減が
ＨＩＣ発生防止に有効なことが知られている。

一方、海洋構造物の鋼材に対しては主として溶接特性の
改善が需要家から要望されている。すなわち、鋼材に中
心偏析帯が存在する場合には、溶接割れ防止のために溶
接時に鋼材を予熱する必要があり、溶接後においては溶
接熱影響部（ＨＡＺ）の靭性が劣化するとともに、溶接
継手部にラメラティア（鋼販のラミネーションに沿って
発生する階段状の割れ）が発生する。従って、構造物の
信顆性向上の観点から鋼材の中心偏析の低減が強く望ま
れている。

さらに、ビール缶のよう深絞り鋼においては、その加工
性に偏析が重大な影響を及ぼすので、無偏析材料の開発
が強く望まれている。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
凝固末期に生じる鋳片の中心偏析を防止することが出来
る連続鋳造法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係わる連続鋳造法は、鋳型直下から引き抜き
方向に配列されたガイドロールの鋳片厚さ方向の間隔を
段階的に増加させてバルジングを生ゼしぬ、スラブ鋳片
の厚さを前記鋳型短辺の２乃至３倍とした後クレータ−
エンド付近において小径ロールにより軽圧下を行うこと
を特徴とする。

［作用］ 第３図及び第４図は凝固末期の中心偏析の生成について
説明する模式図である。先ず従来技術である第３図につ
いて説明する。クレータ−エンド付近において溶湯が凝
固収縮すると鋳造方向と同一方向に溶鋼流動が発生し、
上方から不純物元素の濃化溶鋼が降下してクレータ−エ
ンド方向に向かう、Ｒ終凝固領域では鋳片中心部で双方
の柱状晶（樹枝状晶でその主軸がよく発達したもの）が
出会い、中心部に向かって発達したその主軸２５が相互
に連結するようになり、降下した濃化溶鋼は双方の柱状
晶に遮えぎられてその中にトラップされる、そして、樹
枝状晶に閉じこめられた溶湯が凝固して高濃度の中心偏
析となる。なお等軸晶２６の生成により相対的に比重の
小さい濃化溶鋼の浮上が妨げられる虞がある。

しかしながら、この発明に係る連続鋳造法にいては鋳型
直下からガイドロールの厚さ方向の間隔を段階適に広げ
て鋳片にバルジングを生じさせて鋳片の厚さを厚く、か
つ引抜速度を遅くしであるので第４図に示すごとくクレ
ータ−エンド角度（図中αで示す）は大きくなっている
０元来、濃化溶鋼は濃化されていない溶鋼に比して軽い
ものであるので、前記αが大きいことと相まって濃化溶
鋼は浮上しけ拡散することになる。さらに鋳片の前記凝
固収縮に見合った分だけ軽圧下をかけであるので、未凝
固部分の広がりとこれにともなう濃化溶鋼の降下は阻止
される。このため鋳片の中心部に濃化溶鋼の非金属元素
が析出しで集積される虞はなく、中心偏析を防ぐことが
出来る。

［実施例］ 以下添付の図面についてこの発明の実施例について説明
する。第１図はこの発明の実施例に係る連続鋳造法に使
用されるスラブの連続鋳造装置の概略断面図である。鋳
型１０に注入された溶鋼は水冷されている前記鋳型及び
其の下方に配置されたスプレィノズルから噴射されるス
プレィ水により冷却されて凝固殻２１が形成され、その
内部に未凝固部２２を保持したままガイドロール１１（
ゾーンＡ）、小径ロール１２（ゾーンＢ）またはピンチ
ロール１３（ゾーンＣ）により引き抜かれる。凝固の進
行にともなって、鋳片の断面形状で見ると前記凝固殻２
１は次第に厚くなるとともに未凝固部２２は薄くなりク
レータ−エンド２３に至って未凝固部は消滅する。

図中に示したゾーンＡの間でガイドロールの間隔を広げ
て、鋳型直下の鋳片厚さ方向の間隔をａとしてゾーンＡ
の終端におけるロール間隔すを２ａ乃至３ａとする。前
記すが２ａ未満では前記クレータ−エンド角度αの大き
さが不十分で、３ａ以上では機械的な設計が困難である
０次いでゾーンＢでは小径ロール１２が配置され、これ
により凝固末期の鋳片の凝固収縮による未凝固部２２の
広がりに見合う分だけ軽圧下される０次のゾーンＣでは
鋳片を引き抜くためのピンチロール１３が設けられてい
る。

以上のように構成された連続鋳造装置について主に中心
偏析に関する作用について説明する。

ゾーンＡにおいて鋳片の厚さが鋳片直下から次第に厚く
なり当初の厚さの２倍乃至３倍とされる。

このときの鋳片の断面形状を第２図（１）、（２）、（
３）に示す。前記（１）、（２）、（３）は第１図に点
線で示す鋳片の位置に対応する。引抜速度はＱ、４ｍ／
ｍｉｎ以下とされるので前記クレータ−エンド角度は第
４図に示した通り従来技術に比して十分大きく、また第
１図のゾーンＢにおいて小径ロールの軽圧下で、鋳片の
凝固収縮による未凝固部の広がりを防いでいるので、第
４図について説明した通り前記クレータ−エンドの上方
の凝固界面から排出された濃化溶鋼は浮上して上方の濃
化されていない溶鋼の中に拡散され凝固界面の樹枝状晶
にトラップされることはない、このため鋳片の中心部に
濃化溶鋼の非金属が析出して集積される虞はなく、中心
偏析を防止することが出来る。

［発明の効果］ この発明によれば、鋳片にバルジングを生じさせ、クレ
ータ−エンド付近で鋳片に軽圧下をかけるので、最終凝
固位置付近において濃化溶鋼が樹枝状晶にトラップされ
ることがなく、鋳片の中心偏析を大幅に低減することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る連続鋳造法に使用され
るスラブの連続鋳造装置の概略断面図、第２図は第１図
に示す鋳片の断面図、第３図及び第４図はそれぞれ従来
例、本発明における濃化溶鋼の挙動を説明する説明図、
第５図は水素誘起割れ（ＨＩＣ）に及ぼす偏析の影響を
示すグラフ図である。 １０・・・鋳型、１１・・・ガイドロール、１２・・・
小径ロール、１３・・・ピンチロール、２１・・・凝固
殻、２２・・・未凝固部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スラブの連続鋳造において、鋳型直下から引き抜き方向
   に配列されたガイドロールの鋳片厚さ方向の間隔を段階
   的に増加させてバルジングを生ぜしめ、スラブ鋳片の厚
   さを前記鋳型短辺の２乃至３倍とした後クレーターエン
   ド付近において小径ロールにより軽圧下を行うことを特
   徴とする連続鋳造法。