JPH01202346A - 薄鋳片の連続鋳造方法 - 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、無端状金属ベルトを使用した薄鋳片の連続
鋳造方法に関する。

（従来の技術） 従来、薄鋼板は水冷された銅製鋳型内に溶鋼を連続的に
供給し、冷却・凝固して厚さ２００〜３００Ｉｌ１１１
１幅１５００〜２０００ｍｍのスラブを製造し、このス
ラブを熱間圧延機および冷間圧延機によって圧延し製造
していた。しかしながら、前記熱間圧延工程における消
費エネルギーが極めて大きいことから、熱間圧延設備に
替わる省エネルギー型薄鋳片あるいは薄板製造設備の実
現が望まれていた。

このような状況下にあって、溶鋼から直接薄鋳片または
薄板を製造する技術が種々提案されている。例えば、本
出願人が提案した特開昭６１−１８０６２３号公報に開
示した無端軌道式連続鋳造機による方法も、その一つで
ある。

この装置による薄鋳片の製造方法は、第１図に示すよう
に、駆動ローラー１によって循環される無端状金属ベル
ト２を僅かに傾けて対向配置すると共に、これら両金属
ベルトの両端部において無端状のダムブロック３を挟持
し、前記上下一対の金属ヘルドと左右一対のダムブロッ
クとで鋳造空間を形成する。そして、金属ヘルド２の背
面から多量の冷却水７を噴射すると共に、前記鋳造空間
に給湯樋４から溶＠５を注入し、金属ベルト２の鋳造面
に凝固殻６を形成させ、順次凝固して鋳片８とし、この
鋳片８を連続的に後方に引き抜いて製造するのである。

ところで、上記した薄鋳片連続鋳造装置を使用して鋳片
を製造する場合、鋳片表面に縦割れが発生することが多
い。

■一つは凝固組織上の問題であり、通常の厚内スラブと
同様に溶鋼中の炭素量が０．０９〜０．３０％の中炭素
鋼の場合に多発する。これに関しては、これまでにも種
々研究が行われ、炭素量が０．０９〜０．３０％の溶鋼
は包晶反応域のため、オーステナイト単相となる頻度が
高く、オーステナイト粒が粗大化して割れ感受性が高く
なることに加え、包晶反応により凝固時の収縮量が大き
いため、凝固中に急冷されると凝固反応が均一に進行せ
ず、凝固殻の厚さが不均一となり、それに起因して縦割
れが発生するといわれている。

■その他に、中炭素鋼に限らず、この装置固有の問題に
よって発生する。それは、溶鋼かヘルド間に注入され、
凝固殻が生成する際、メニスカス近傍において急激な抜
熱のために抜熱量にむらが生じ、初期凝固殻の厚さが不
均一となる。、そして、凝固殻の薄い部分に凝固収縮応
力、熱応力、あるいはベルト振動による衝撃力が加わり
、縦割れが発生すると考えられる。すなわち、第１図に
示すように、０．５〜１．Ｏｍ＋＊厚さの金属ベルト２
の鋳造面は約１６００°Ｃの溶鋼５に接し、その裏面は
冷却水７で冷却される苛酷な条件下で運転されるために
、金属ベルト２の厚さ方向に急勾配の温度差を生じ、熱
膨張による歪みが発生する。この歪みによりベルトは、
第２図（ａ）（ロ）に示すように、幅方向（ａ）および
長さ方向ら）に変形を生ずる。そして、このベルトの波
打ち変形量は、第３図に示すように金属ベルトの熱膨張
率に大きく影響される。

その結果、金属ベルト２に接している鋳片表面の冷却速
度がばらつき、これに起因して凝固殻６の厚さが不均一
となる。すなわち、下側ベルトおいては、第４図（ａ）
　（ｂ）に示すように、溶鋼５の注湯直後（ａ）から凝
固が進行すると、メニスカスから離れるに従って成長す
る凝固殻が金属ベルト２への抜熱に対する抵抗となって
、金属ベルト２の温度上昇が低減されるうえ、金属ベル
ト２が冷却されているために金属ベルト２の熱変形量が
低下し、凝固殻６と金属ベルト２が局部的に離反するた
め、冷却水７による均等な冷却が行われず、凹を有する
不拘−厚さの凝固殻が形成されるＣ＃３）。上側ベルト
も下側ベルトと同様に不拘−厚さの凝固殻が形成される
。このように、中炭素鋼でない鋼でも凝固殻形成が不均
一となり、凝固殻の薄い部分に生ずる熱応力により、凝
固殻の固液界面あるいは凝固殻表面に割れが発生するの
である。

以上説明した原因によって、鋳片表面に縦割れ疵が発生
した場合には、後続の圧延工程に移送する前に疵取りを
する必要がある。このため、ホットチャージやダイレク
トローリングが実施できず、生産工程上の大きな問題に
なっている。

（発明が解決しようとする諜Ｍ） この発明は、ｙｔ鋳片連続鋳造時に鋳片表面に発生する
割れ、すなわち ■中炭素ｉ（Ｃ：０．０９〜０．３ｏχ）の場合に生ず
る包晶反応に起因する不均一凝固による割れ、■ベルト
の熱変形に起因する不均一凝固による割れ、 これ等を防止できる薄鋳片の連続鋳造方法を提供するも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、連鋳法により薄鋳片を製造する際に発生
する表面割れについて研究を続けていたところ、メニス
カス近傍の金属ベルト背面の冷却水量をベルト幅方向に
一部間隔゛で交互に変化させ、溶鋼からの抜熱量に差異
をつけると、メニスカス近傍の鋳片表面に微細な凹部を
多数発生させることができ、この凹部の存在によって、 ■メニスカス近傍が緩冷却され、中炭素鋼の初期凝固殻
厚さを均一に成長させることができる。

■ベルトと鋳片との接触面積が減少するので抜熱量が低
減し、ベルトの温度上昇による熱変形を抑制することが
できる、との知見を得、本発明を成すに到った。

すなわち、本発明はの要旨は［駆動ローラーにより循環
される無端状金属ベルトを所定の間隔をなすように対向
配置し、これら両金属ベルトの両端部近傍で両ベルトに
挟持され、金属ベルトと共に循環するダムブロックを備
え、前記両金属ベルトとダムブロックとで包囲された鋳
造空間に溶鋼を供給して連続的に薄鋳片を製造する連続
鋳造方法において、メニスカス近傍における金属ベルト
背面の冷却水流路をベルト幅方向に複数に分割し、互い
に隣合う流路に流れる冷却水量に差異をつけることを特
徴とする薄鋳片の連続鋳造方法」にある。

以下、本発明の薄鋳片の連続鋳造方法について図面を用
いて説明する。第５図は、本発明による金属ベルトの幅
方向に冷却水量を変化させる手段を示したものであり、
メニスカス近傍のベルト２の背面側に、ベルト幅方向に
複数に分割された仕切り板１０を設けて溝１１を形成し
、この溝１１の入口に冷却水噴出用ノズル１２Ａと１２
Ｂを配置する。そして、この隣合うノズル１２Ａと１２
Ｂから噴出する冷却水量を異ならせると、初期凝固殻表
面に微細な凹部を生成することができる。この仕切り板
１０の間隔が小さいほど凹部が微細となり緩冷却効果が
向上することは言うまでもない。

第６図は、第５図に示す冷却手段によって、メニスカス
から２０ｍｍ下方の位置における隣合う溝の冷却水量を
種々変えた場合の抜熱量比を調べた結果を示している。

この図から、冷却水の流量比が（ＦＡ　／ＦＢ　）が大
きくなると共に、抜熱量比（ＱＡ　／［１１）は正比例
して増大することが分かる。

−なお、ＦＡはノズルＩＩＡの冷却水量、Ｆ８はノズル
ＩＩＢの冷却水量、ＱＡはＦＡの抜熱量、Ｑ、はＦ、の
抜熱量、である。

第７図は、メニスカスから２０ｍｍ下方の位置における
隣合う溝の抜熱量比と凝固殻厚さの不均一度の関係を調
べた結果である。なお、凝固殻厚さの不均一度とは、凝
固殻厚さの変動量を示す標準偏差で定められるもので、
この値が大きいほど、凝固殻厚さの不均一度が大きいこ
とになる。ここでは不均一度Ｙは次の式に依った。

ここで、ｎは凝固殻厚さの測定点数、ｘ、、は一定間隔
で測定した凝固殻厚さ、Ｖは凝固殻厚さの平均値、であ
る。

この図から、抜熱量比が１に近づくと、微小凹部の生成
が少なくなり、溶鋼からの抜熱量が多くなってベルトが
熱変形するため、不拘−凝固度が大きくなることが分か
る。一方、抜熱量比が０に近づくと、局部的な抜熱のた
めに凝固殻厚さの不均一度が増大することが分かる。ま
た、この図から抜熱量比が０．３〜０．７の範囲である
と凝固不均一度が小さいので、表面割れの無い鋳片を得
るには、この範囲で製造することが好ましい。

（実施例） 第１回に示す薄鋳片連続鋳造装置のメニスカス近傍の上
下金属ベルト背面に、第５図に示す冷却装置を設置した
。この冷却装置の仕切り板の間隔を１０ｍｍとし、ノズ
ル１２Ａおよび１２Ｂの口径を流量比ＦＡ　／Ｆｌが０
．５になるように定めた。

鋳造条件は、鋳片寸法が幅１０００ｍｍ　、厚さ５０ｍ
＋＊となるようにし、鋳込速度を３．０〜６．０ｍ／ｍ
ｉｎにした。使用した溶鋼は第１表に示す中炭素鋼と低
炭素鋼の２網種を用いた。

（以下余白） 第１表　　　　（単位、重量％） 鋳造の結果、中炭素鋼の場合は、抜熱量比が第７図中の
ム印で示す位置にあるため、均一な凝固殻が形成され、
表面割れの全く無い良好な薄鋳片が製造できた。また、
低炭素鋼の場合もベルトの熱変形が無く、ベルトの波打
ち振幅が抑制できたこともあって、第８図から分かるよ
うに、表面性状の極めて良い薄鋳片が得られた。

（発明の効果）　　　。

以上説明したように、本発明にまれば、薄鋳片を連鋳法
により製造する際に、鋳造初期の不均一凝固に起因する
表面割れを防止して表面性状の良好な薄鋳片を製造する
ことができる。しかも、本発明法は、どのような鋼種の
鋳造にも適用でき゛る。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄鋳片連続鋳造装置の概略図、第２図（ａ）　
（ｂ）は金属ベルトの熱変形を示す図、第３図は金属ベ
ルトの熱膨張率と波打ち振幅との関係を示す図、 第４図（ａ）（ロ）は不均一度さの凝固殻が形成される
状態を示す図、 第５図は本発明の詳細な説明する模式図、第６図は冷却
水量比と抜熱量比との関係を示す図、 第７図は抜熱量比と凝固殻厚さ不均一度との関係を示す
図、 第８図はベルトの波打ち振幅の標準偏差と表面割れとの
関係を示す図、である。 １は駆動ローラー、２は金属ベルト、３はダムブロック
、４は給湯樋、５は溶鋼、６は凝固殻、７は冷却水、１
０は仕切り板、１１は溝、１２Ａ　、　１２Ｂは冷却水
噴出ノズル、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動ローラーにより循環される無端状金属ベルトを所定
   の間隔をなすように対向配置し、これら両金属ベルトの
   両端部近傍で両ベルトに挟持され、金属ベルトと共に循
   環するダムブロックを備え、前記両金属ベルトとダムブ
   ロックとで包囲された鋳造空間に溶鋼を供給して連続的
   に薄鋳片を製造する連続鋳造方法において、メニスカス
   近傍における金属ベルト背面の冷却水流路をベルト幅方
   向に複数に分割し、互いに隣合う流路に流れる冷却水量
   に差異をつけることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法
   。