JPH01192455A - 連続鋳造鋳片の過冷却防止方法 - 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、連続鋳造鋳片の過冷却防止方法、詳しくは
２次冷却帯において完全凝固した鋳片から冷却水および
アイドルロールとの接触による抜熱を低減する連鋳片の
過冷却防止方法に関する。

（従来の技術） 連続鋳造法による鋳片は、第７図に示すように、溶鋼を
モールドＨ内で一次冷却して初期凝固殻を形成せしめ、
その後、この未凝固鋳片１を２次冷却帯Ｓで駆動ロール
２で引き抜きつつ、アイドルロール３で案内しながら冷
却水を散布し凝固させることにより製造される。

ところで、連続鋳造に際し鋳造速度（引き抜き速度とも
いう）は鋼種により最適値が設定されている０例えば、
ある連続鋳造機においては、中高炭素鋼の鋳造速度は１
．１〜１．５ａ＋／＋＋ｉｎであり、低炭素鋼の場合で
は１．８〜２．２　ｓ＋／ｌｌ１ｉｎである。このよう
に中綱炭素鋼と低炭素鋼とは鋳造速度が異なるため、凝
固完了時期に差異を生ずる。例えば、低炭素鋼を２．２
ｍ／ｌｌｌ１ｎで鋳造した場合の凝固完了点は、はぼ機
端に来るが、中鋼炭素鋼では凝固完了点は、これより１
ＯＬ１以上手前になる。

また、２次冷却帯での凝固完了位置は鋳造速度だけでは
なく、冷却水量によっても変化する。

そこで、中高炭素鋼の場合には冷却水量を減少し、凝固
完了位置を機端部付近に移動させることも考えられるが
、鋳片のバルジングや内部割れの点から冷却水量を極端
に減少することはできない。

このため、凝固完了位置から機端部まで鋳片は過剰な冷
却を受けることになる。

上記の他にも、鋳造中に一時的に鋳造速度を落とさなけ
ればならない時や鋳込開始時のように鋳造速度が定常時
よりも遅い場合には、凝固完了位置は機端部より上流側
に移るため、鋳片が局部的に過冷却されることになる。

このように、鋳片が過冷却されると、近年、特に省エネ
ルギーの面から要求が高まっている連鋳スラブの直送圧
延（以下ＣＣ−０Ｒという）あるいは連鋳スラブの直接
加熱炉装入（以下ＣＣ−ＤＨＣという）を行う場合には
、必要な高温が確保できず、また温度が低すぎたり、局
部的に温度が異なっているため、前記ＣＣ−０ＲやＣＣ
−ＤＨＣがスムーズに実施できない等の問題がある。

そこで、従来から完全凝固位置以降の冷却を抑制する方
法が講じられてている０例えば、■種々の鋳造速度で鋳
造した鋳片の完全凝固位置を釘打ち等によって検出し、
次の鋳造から完全凝固位置以降の強制冷却を停止するこ
とが行われている。しかし、この方法ではロールと鋳片
が接触しているのでロールによる冷却を受け、また鋳造
速度が変わった場合には、凝固完了位置の判断が即座に
できないなどの欠点がある。

■ロール表面をセラミックス等で被覆し、ロールによる
抜熱を低減する方法が提案されている。しかし、セラミ
ックスはロール母材金属との熱膨張の違いから、ヒート
クラックを生ずるという問題がある。

■特開昭６１−６０２４９号公報に開示された方法のよ
うに、２次冷却帯のロール群の内、鋳片の上側ピンチロ
ールのみを鋳片から離し抜熱を防止する方法があるが、
圧倒的に数の多い案内ロールは接触しているので、十分
な適冷防止の効果は得られない。

■特開昭６１−５２９７０号公報に開示された方法のよ
うに、ロール外周面にスリットを形成し、鋳片とロール
との接触面積を減少して過冷却を防止する方法もあるが
ロールのスリットによって鋳片表面に凹凸が圧刻される
等の問題がある。

（発明が解決しようとする縄Ｍ） この発明は鋳片の鋳造速度が変化し凝固完了点が異なっ
ても鋳片の過冷却を防止でき、ＣＣ−０ＲやＣＣ−１）
ＩＣに使用できる高温の連鋳片を製造できる連鋳片の冷
却方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、鋳片の過冷却の問題を解決するために種
々の研究を行った。

第３図は従来の２次冷却帯での鋳片の冷却状態を示して
いる０図中１は鋳片、２は駆動ロール、３はアイドルロ
ール、４は２次冷却水ノズル、５はロール外部冷却ノズ
ル、６は未凝固部、７は凝固完了点である。

このような構成になる２次冷却帯において、鋳片１は駆
動ロール２によって引き抜かれ、アイドルロール３によ
り支持案内されつつ図中矢印方向に進行して行き、同時
に２次冷却ノズル４からの散水、ロール外部ノズル５で
ロールを冷却した後の垂れ水、さらに鋳片自身からの熱
放射等により鋳片未凝固部６は徐々に凝固して行き、凝
固完了点７で完全に凝固を終わる。

以上のように、２次冷却帯において、鋳片１は０２次冷
却水の散布、■駆動ロールおよびアイドルロールからな
るロール群との接触、■ロール外部冷却の垂れ水、■鋳
片自身の熱放射などにより冷却される。

鋳片ｌの内部に未凝固部６が存在する間は上記■および
■の冷却は、バルジングの防止、復熱による凝固界面の
熱応力歪みに起因する内部割れ防止のために、上記■の
冷却はロールを保護するために止めることができない、
　第４図は、第３図に示す従来の冷却装置で第１表の条
件で鋳造した場合の凝固完了点以降の鋳片表面温度の変
化を示す図である０図中２は駆動ロール、３はアイドル
ロール、４は２次冷却ノズルである。この図から分かる
ように、前記■〜■の冷却が行われた結果、約２ｍ進行
する間に９８０°Ｃから８２０”Ｃへと１６０℃低下し
ている。そして、２次冷却する部分および鋳片とロール
が接触する部分が局所的に著しく冷却されている。第５
図は第２表に示す条件で鋳造し、２次冷却水を停止した
場合の凝固完了点以降の鋳片表面温度を示している。こ
の図から分かるように、鋳片とロール群の接触により温
度はかなり低下する。しかも駆動ロールとアイドルロー
ルとによる温度低下の差は余りないことが分かる。また
、別の調査によると、鋳片が完全に凝固した後では、ア
イドルロールによる鋳片の保持や２次冷却水の散布は不
要であり、これらを除いても鋳造作業に何ら支障を来さ
ず、むしろ、不要な冷却である等の知見を得、本発明を
完成した。

すなわち、この発明の要旨は、「鋳型内で凝固殻を形成
した未凝固鋳片を駆動ロールで引き抜きつつ、アイドル
ロールで案内しながら凝固させて鋳片を製造するに際し
、凝固完了点以降の鋳片を案内するアイドルロール群の
片側あるいは両側のアイドルロールを鋳片から離反させ
るとともに、前記鋳片を冷却する２次冷却水を停止し、
また鋳片から離反したアイドルロールに散水するロール
外部冷却水を停止することを特徴とする連続鋳造鋳片の
過冷却防止方法」にある。以下、この発明について図面
を用いて詳しく説明する。

（作用） 第１図（イ）（ロ）は本発明を実施する方法を示したも
のである。同図（イ）は未凝固部が完全凝固完了したあ
と鋳片を支持案内しているアイドルロールの両側を離反
した場合であり、同図（ロ）は片側のアイドルロールを
離反した場合を示している。以下、同図（イ）の場合に
ついて説明する。

同図において、鋳片１は駆動ロール２によって引き抜か
れ、アイドルロール３により支持案内されつつ同図矢印
方向に進行して行く、同時に２次冷却ノズル４からの散
水、およびロール外部ノズル５からの垂れ水によって未
凝固部６の凝固が進み、凝固完了点７で凝固が終了する
。

この凝固完了点の検出は超音波や磁気による方法あるい
はセグメントのガイドボストでのバルジング力などの計
測によって行う。

本発明においては、図示のように凝固完了点７以降の両
側アイドルロール３を鋳片１から離反させるとともに、
２次冷却水ノズルからの散水を停止するのである。さら
に抜熱を防止しようとするならば、鋳片１から離反して
いるアイドルロール３へのロール外部冷却水を停止する
。このように凝固点以降の不要な抜熱を断つことにより
、過冷却を防止するのである。なお、湾曲型連鋳機のロ
ール帯水平部において、アイドルロールを鋳片と非接触
にする場合に、すべてのアイドルロールを非接触にする
と、鋳片を支持する駆動ロールの間隔が長くなって、鋳
片に撓み変形を生ずる場合は、下側のアイドルロールの
内−本以上を鋳片と接触の状態にしおいてもよい。

第１図（ロ）は凝固完了点７以降の上側のすべてのアイ
ドルロール３を鋳片１から離反し、下側のアイドルロー
ル３をすべて鋳片と接触状態のまま保った場合である。

鋳片の上側からの過冷却防止作用は、第１図（イ）の場
合と同じであるので説明を省略する。鋳片の下側につい
ては、凝固完了点以降の鋳片表面温度の変化は、第５図
と同様となる。アイドルロールの片側のみを、鋳片から
離反させる場合は、両側とも鋳片から離反させる場合と
比べて、過冷却防止効果は約半分となるが、従来法に比
較すれば、充分な過冷却防止効果が得られる。

さて、アイドルロール３群の鋳片の支持および離反は、
第６図に示す装置よって行うことができる。図において
、下側アイドルロール３群は下アイドルロールフレーム
１０に載置されており、このフレーム１０は下セグメン
トフレーム１１に内蔵されたシリンダー１２に連結され
ているから、このシリンダー１２の進退によって前記下
側アイドルロール３群は上下に移動される。

て力士側アイドルロール３群は、上セグメントフレーム
１３に取りつけられ、このフレーム１３は上ロール移動
用油圧装置１４に垂下されているから、前記上側アイド
ルロール３群は油圧装置１４によって上下移動されるの
である。

なお、下側駆動ロール２はバルジング計測用ロードセル
１５を介して下セグメントフレーム１１に取りつけられ
ている。上側駆動ロール２は上側セグメントフレーム１
３に取りつけられ、油圧シリンダー１６により鋳片を押
圧するようになっている。

（実施例１） 重量％で　ＣＯ，１５、Ｓｉ　Ｏ，０６、Ｍｎ　Ｏ，４
０、Ｐ　Ｏ，０１８、Ｓ　Ｏ，００６の溶鋼を、厚さ２
７０ｍｍ、幅１４００＋ｍ−の鋳型に鋳込んで初期凝固
を行い、鋳造速度１．２８ｍ／ｗｉｎで引き抜くととも
に、比水量１．１６ｊ！／ｋｇ、５ｔｅｅｌで冷却して
鋳造したところ、メニスカスから２５．７ｍの位置で凝
固が完了した。

この凝固後の鋳片を機端まで移送するにあたり、第１図
（イ）に示すように、両側のアイドルロールを鋳片から
離反するとともに、２次冷却水の散水を停止した。その
時の鋳片表面温度は第２図Ａ線のようになった。このＡ
線から分かるように、ロール外部冷却の垂れ水により僅
かながら局部的な温度低下があったが、全体的には鋳片
の復熱により機端に向かうほど鋳片温度は上昇していた
。

（実施例２） 実施例１で用いた溶鋼と同じ成分の溶鋼を、同一鋳造速
度および２次冷却水量で鋳造し、凝固後の鋳片を機端ま
で移送するに当たり、第１図（イ）に示すように、両側
のアイドルロールを鋳片から離反するとともに、２次冷
却水の散布を停止し、さらに離反したアイドルロールの
ロール外部冷却水を止めた。この時の鋳片の表面温度は
第２図のＢ線のようになった。このＢ線から分かるよう
に、駆動ロールによる局部的冷却はあったが、鋳片の復
熱により１．７ａ＋進行する間に温度は約１００℃程度
上昇している。

さて、ＣＣ−ＤＲまたはＣＣ−ＤＨＧを実施する上で重
要な点は鋳片横断面の平均温度である。

そこで、第１表および第２表の鋳造条件の下で、従来法
および発明法により鋳片を製造し、その横断面平均温度
を調べた。その結果を第３表の１に示し、また、上側の
アイドルロール３のみを鋳片から離した場合の結果を第
４表に示す、なお、第３表の１に示すａ、　ｂ　Ｓｃ　
Ｓｄの条件を第３表の２に示す、第３表の１および第４
表から分かるように、鋳片横断面温度は従来法において
は、いずれも１１９０°Ｃ未満であるのに対し、本発明
法によれば、１１９０°Ｃ以上となっており、一般にＣ
Ｃ−ＤＤＲ。

ＣＣ−ＤＨＣを実施するのに望ましいとされる１１９０
℃以上の温度を有する高温の鋳片が製造できている。

（以下余白） 第１表 第２表 第３表の１ 上表中ａＳｂＸｃ、ｄのＥ判ｍ３表の２に示すとおりで
ある。

第３表の２ 第４表 （発明の効果） 以上述べたように、本発明によって連鋳片の過冷却が防
止でき、ＣＣ−ＤＨあるいはＣＣ−ＤＨＣに使用できる
高温鋳片の製造が可能になった。これにより一段と優れ
た省エネルギーが達成でき、その産業上に及ぼす効果は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）は本発明の詳細な説明する概念図、 第２図は本発明を実施した場合の鋳片表面温度第４図お
よび第５図は従来の冷却法を実施した場合の鋳片表面温
度の変化を示す図、 第６図は本発明方法の実施においてアイドルロールを上
下する装置の図、 第７図はモールドから２次冷却帯を含めた連続鋳造装置
の概念図、である。 １は鋳片、２は駆動ロール、３はアイドルロール、４は
２次冷却ノズル、５はロール外部冷却ノズル、６は未凝
固部、７は凝固完了点、１０はアイドルロールフレーム
、１１．１３はセグメントフレーム、１２はシリンダー
、１４はロール移動用油圧装置、１５はバルジング計測
用ロードセル、１６は油圧シリンダー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳型内で凝固殻を形成した未凝固鋳片を駆動ロー
   ルで引き抜きつつアイドルロールで案内しながら凝固さ
   せて鋳片を製造するに際し、凝固完了点以降の鋳片を案
   内するアイドルロール群の片側あるいは両側のアイドル
   ロールを鋳片から離反させるとともに、凝固完了点以降
   の鋳片を冷却する２次冷却水を停止することを特徴とす
   る連続鋳造鋳片の過冷却防止方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、鋳片
   から離反したアイドルロールへのロール外部冷却水の散
   布を停止することを特徴とする連続鋳造鋳片の過冷却防
   止方法。