JPH0220643A - スラブの鋳造方法 - 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〕 本発明はスラブの鋳造方法に関し、特に小ロットＥ材の
鋳造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来実施されている鋼の鋳造方法としては、転炉などに
て溶製された溶鋼を取鍋から鋳鋼製の鋳型に上注または
下注にて注入し、凝固させた後に鋳型を鋼塊から引き抜
いて行なわれる造塊鋳造法、および溶鋼を取鍋よりタン
デイツシュに受け、浸漬ノズルを通して鋳型へ注入し、
注入された溶鋼は鋳型壁側より凝固シェルを形成しなが
らさらにこの凝固シェルを鋳型直下よりスプレーにより
冷却し、引抜かれる連続鋳造法が一般的である。

しかしながら小ロフト鋼材の製造方法としては、これら
の方法では内部品質確保上の問題、歩留が悪いことなど
の理由で対応しきれてないのが実情である。

従来より小ロフト生産に対するこれら造塊法または連続
鋳造法の問題点を解決する方法として、例えば特公昭５
３−１９２９０号公報に開示されている一方凝固法、あ
るいは特開昭ム１−２６６１５２号公報に開示されてい
る三方゛向凝固法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしこれらの方法では、鋳型、定盤、断熱材などの鋳
造工程での消耗品が多くコスト高であること、鋳造工程
が自動化されず人件費が高いこと、下注のため歩留が悪
いこと、などの問題点を有していた。

また圧延工程へ直送するスラブを鋳造するためには、分
塊工程を省略するため圧延工程で必要とするスラブサイ
ズに適合した形状に鋳造できることが必要である。従来
一方向凝固法や、二方向凝固法などの一体型鋳型におけ
る鋳造寸法を可変にする技術としては、第４図（Ａ）　
、　（Ｂ）に示すように一体型鋳型３０内にスペーサー
３１を挿入する方法が特開昭６１−２５３１６１号公報
に開示されている。

しかしこの方法では、形状の異なる多種類のスペーサー
３１を保有しなければならないこと、鋳型セットが煩雑
であることなどの不利な点を有している。尚図中３２は
断熱スリーブである。

本発明は上記問題点を解決し、小ロフト高級鋼種の４容
鋼を低コスト、高歩留で、かつ高品質にスラブ毎に鋳造
することができるスラブの鋳造方法を提供する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を有利に解決するためになしたもので
、その要旨とするところは、定盤上に内部水冷を施した
４枚の板状鋳型片を組合せて水冷鋳型を形成し、該鋳型
内に溶鋼を上方より注入し、スラブ厚をｈとして表層か
ら３　Ｘ　１０−’Ｘ　ｈｓ／３＜ｓ＜０．３Ｘｈとな
る厚みＳだけ溶鋼を凝固させ、スラブ内部に未凝固部分
が存在している状態で前記鋳型をスラブより離脱し、引
きつづき内部に断熱層を形成しかつ加熱機能を有する蓋
でスラブを包囲し、保熱または加熱しつつ凝固させるこ
とを特徴とするスラブの鋳造方法である。

〔作　用〕

本発明における鋳型の水冷は、抜熱効果を大きくしなが
ら鋳型の寿命を延ばすこと、及び冷却しない鋳型片に比
して薄くできるので、鋳型の組立、解体はもとより鋳型
片を支持する支持機構も小型化することができる。

溶鋼注入後の鋳型の離脱時期は、凝固シェル厚が３　Ｘ
　１０−’Ｘ　ｈ’、′３（ｈはスラブ厚鶴）以上でな
いと、シェル剛性が小さく離脱のショックでシェルを破
断する恐れがある。一方０．３Ｘｈ以上に厚くなるまで
鋳型でスラブを保持すると、生産性の低下が大きく不利
となる。このため３×ｌ　Ｑ−’Ｘ　ｈ’／”　＜　３
　＜０．３　Ｘ　ｈとなる厚みＳだけ鋳型内で凝固させ
るものである。

鋳型を離脱したスラブの内部は未凝固状態であり、引き
つづき冷却して凝固させるものであるが、本発明では断
熱構造で加熱機能を有する断熱蓋内で凝固させるもので
ある。その理由は、断熱蓋内で保熱又は上面を加熱する
ことにより、最終凝固位置を可能な限りスラブの上面近
くに制御するためである。

このようにすれば、たとえ最終凝固位置にポロシティ−
が形成されても、次工程の圧延で容易に圧着することが
可能であり、内部品質の健全な鋼板を製造することがで
きるものである。

尚、前記断熱蓋の加熱装置は、必要な加熱量を与えられ
るものであれば、セラミックラジアントチューブを併用
した酸素富化バーナーなどの燃焼方式でも、ＳｉＣなど
の発熱体を用いた通電加熱や、プラズマ加熱などの電気
加熱方式でもさしつかえないが、制御性の点からは電気
加熱が好ましい。

〔実施例〕

次に本発明を実施するに好適な装置例を図面にもとづき
説明する。

第１図（Ａ）はローラーテーブルにて順次定盤を移送し
ながら注入位置において４枚の板状鋳型片を用いて四周
組立型鋳型を形成し、溶湯を注入して凝固シェルを形成
させたのち鋳型片をスラブから離脱し、ひきつづき断熱
蓋で包囲して保熱または加熱しつつ凝固させる鋳造方式
を示した図面である。

図において、１は注湯機、２は注湯ノズル、３は入側ロ
ーラーテーブル、４は昇降自在な注湯テープルノ５は出
側ローラーテーブル、６は注湯テーブル４の昇降装置、
７は定盤である。−８ａ〜８ｄ１ミル８ｄ１ヨ置決めシ
リンダー、９ａ〜９ｄは位置決めシリンダー８ａ〜８ｄ
に夫々配置された鋳型片駆動支持装置、１０８〜ｔａｂ
は内部水冷構造の板状鋳型片であり、該鋳型片１０ａ〜
１０ｄは鋳型片駆動支持装置９ａ〜９ｄによって夫々長
手方向に伸縮自在である。また鋳型片の位置決めシリン
ダー８ａ〜８ｄは昇降が可能であるほか、楕円孔１１ａ
〜１１ｄの長径方向に移動できる構造であるため、四周
組立型鋳型の内容積は種々に設定可能であるとともにシ
ェルの形成後離脱も容易である。

第１図（Ｂ）は鋳型を離脱し引きつづきスラブ１２を定
盤とともに出側テーブル５に移し断熱蓋１３で包囲する
状況を示し、なお第１図（Ａ）に示す出側テーブル５上
には、スラブ１２を断熱蓋１３で包囲した状態が示され
ている。

第３図はこの四周組立型鋳型片の支持駆動及び鋳型片位
置決めシリンダーの動作機構を示す図面であり、その動
作方向を矢印で示している。図において、１４．１５は
夫々鋳型片冷却のための冷却水配管を示し、１６は鋳型
片駆動支持装置９ａ〜９ｄに組込まれたローラーで鋳型
片１０ａ〜１０ｄの移動を容易にする。

尚、昇降装置６は注湯時に鋳型と注入ノズルの位置を最
適位置に設定するためのものである。このようにして断
熱蓋１３内で完全に凝固したスラブ１２は、引きつづき
圧延機へ供給されるものである。

第２図はターンテーブルとローラーテーブルを組合せた
装置例を示す平面図であり、図において２０はターンテ
ーブルであり、該テーブル上には６枚の定盤２１が載置
され、矢印に示す方向に回転、停止できるようになって
いる。２２ａ〜２２ｄは鋳型片駆動支持装置であり、２
３ａ〜２３ｄの鋳型片を支持するとともに鋳型片の長さ
を適宜に組変える。この機構は基本的には第３図に示す
場合と同じであるが、鋳型片１０ａ〜１０ｄを一定の角
度旋回させる点と、鋳型片への冷却水供給系統が異なる
のみである。

２４は鋳型片２３ａ〜２３ｄへの冷却水配管である。

２５は離型材塗布機で、注湯前に鋳型内面に離型材を塗
布する。２６はローラーテーブルであり、シェルが十分
に形成されたスラブ１２をターンテーブル２０上より移
載し、最終的に凝固させるテーブルである。また２７は
断熱層を内張すしかつ加熱機能を備えた断熱蓋であり、
ローラーテーブル２６上に移されたスラブ１２を包囲し
、最終凝固位置をコントロールする。２８はクレーンで
あり、ターンテーブル２０上からスラブ１２をローラー
テーブル２６に移し替えるほか断熱蓋２７をハンドリン
グする。

尚、第２図の場合は図示■の位置で予め鋳造すべきスラ
ブサイズに合せて鋳型片２３ａ〜２３ｄの組合せを行っ
て四周組立型鋳型を形成し、■の位置にて離型材を内面
に塗布し注湯準備は完了する。

ついで○の位置にて注湯機１よりスラブサイズに合せて
所定の量の湯が上注にて注湯される。注湯された定盤お
よび鋳型は、ターンテーブル２０の回転により次の■、
■の位置を経る間に凝固シェルが発達し、■の位置にて
鋳型片２３ａ〜２３ｄが離脱され、スラブ１２のみがク
レーン２８によってローラーテーブル２６上に配置され
た定盤７上へ移される。ターンテーブル２０上の定盤と
鋳型は○の位置から■の位置に移り、次のスラブに合せ
て準備作業に入る。このようにターンテーブル２０を回
転、停止しながら順次スラブ１２が鋳造される。

次に具体的操業例を挙げる。

操業例＝１ 第１図（Ａ）に示す装置を用い、長さ４ｍ、幅３ｍ、厚
み１ｍの鋳鉄製の定盤７の上に、Ｎｉメツキを施した凛
司板とステンレス鋼板を接合し銅板内部に水冷用水路を
設けた高さ０．５　ｍ、長さ５ｍ、厚み０．２　ｍの鋳
型片１０ａ〜１０ｄを注湯テーブル１上で組合せ、内寸
法２ｍＸ３ｍのスラブができるよう鋳型片の位置決めシ
リンダー８ａ〜８ｄ及び鋳型片駆動支持装置９ａ〜９ｄ
を操作して組立てた。

この鋳型の内部に冷却水の給排水温度差が１０℃以内に
なるようにスラブとの接触幅１ｍ当たり２　ｒｒ？／ｍ
ｉｎの水を供給した。この組立鋳型内に２ｍｘ３ｍＸ０
．４ｍのスラブを製造すべく、１９トンの溶鋼を１５５
０℃で注入ノズル２より注入し、約１０分間保持して８
０鳳１厚さの凝固シェルをスラブ表面に形成させ、該ス
ラブより組立型鋳型の各鋳型片１０ａ＝１０ｄを鋳型片
位置決めのシリンダー８ａ〜８ｄ及び鋳型片駆動支持装
Ｗ９ａ〜９ｄを操作して離脱させた。引きつづきスラブ
を定盤７とともに出側ローラーテーブル５上に移動し０
、断熱蓋１３で包囲して凝固させ、圧延ラインに供給し
た。

以下同様の手順で２．５　ｍＸ１．５　ｍＸ０．４　ｍ
、　　２ｍｘ２ｍｘ０．３　ｍ、２．５　ｍｘ２ｍＸ０
．４　ｍの各スラブを１枚ずつ単一のノズルと一組の水
冷鋳型を用いて鋳造し、圧延ラインに供給した。

操業例：２ 第１図（Ａ）に示す装置を用い、長さ５ｍ、幅３ｍ、厚
み０．５ｍの鋼製の定盤７の上に、Ｎｉメツキを施した
銅板とステンレス鋼板を接合し銅板内部に水冷用水路を
設けた高さ１ｍ、長さ６ｍ、厚み０．２ｍの鋳型片１０
ａ〜１０ｄを注湯テーブル４上で組合せ、内寸法２ｍ　
Ｘ　３　ｍのスラブができるよう鋳型片の位置決めシリ
ンダ８ａ〜８ｄ及び鋳型片駆動支持装置９ａ〜９ｄを操
作して組立てた。

この組立鋳型内に２ｍＸ３ｍｘ０．５ｍのスラブを製造
すべく２１トンの溶湯を温度１５５０℃で注入ノズル２
より注入した後、約１０分間そのまま保持して約８０■
ｌの凝固シェルを表面に形成させ、該スラブより組立型
鋳型の各鋳型片１０ａ〜１０ｄを操業例１と同様に自動
的に離脱させた。引きつづきスラブを定盤７とともに出
側ローラーテーブル５上に移動し、セラミックファイバ
ー２５０　ｖｍ厚の内張りをし黒鉛電極棒を７本設置し
た断熱蓋１３をスラブを包囲するよう配置した。そして
断熱蓋１３内面が１３５０℃〜１４５０℃になるように
、黒鉛電極棒に１２０分間に亘り３００ＫＨの電気エネ
ルギーを供給しつつ凝固させた。

このようにして得られたスラブの一部をガス切断して調
査した結果、内部にザクや偏析のない極めて高品質のス
ラブであることが確認された。該スラブを鋳造直後その
まま圧延工程に送って圧延したところ、内部品質の均一
な良質の鋼板が初期の計画通り高歩留で得られた。

このように操業例１，２ともに、上注であるため従来の
如く下注に要していた湯道レンガのセットが不要となっ
ただけでなく、湯道骨の歩留ロスも発生しない。

また組立型鋳型の組立寸法が任意にできるので、従来の
一体型鋳型に比して各種容量の鋳型を常備する必要がな
い。さらに鋳型片は水冷構造であるため従来のように断
熱スリーブも不必要で、鋳型寿命も長くなる等歩留、原
単位の大巾な改善が可能となった。

更に凝固時に保熱または積極的に加熱して最終凝固位置
をスラブ上面にコントロールするので、高品質のスラブ
が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明を用いれば、単一の注入ノズ
ルと一組の水冷組立鋳型を用いて、任意の寸法のスラブ
が鋳造可能となり、かつ凝固組織を自由に制御できるた
め、品質のよい高級鋼の小ロフトスラブを低コスト、高
歩留で鋳造することがスきる。

【図面の簡単な説明】

第１図＜Ａ）〜第３図は本発明を実施するに好適な装置
例を示し、第１図（Ａ）はローラーテーブルに組立型鋳
型を組合せ定盤とスラブを移送する鋳造方式を示す斜視
図、第１図（Ｂ）はスラブを断熱蓋で包囲した状態を示
す斜視図、第２図はターンテーブルに組立型鋳型を組合
せるとともに得られたスラブをローラーテーブルで搬送
しつつ凝固させる鋳造、方式を示す斜視図、第３図は鋳
型片の位置決め駆動支持機構と水冷構造を示す部分説明
図。 第４図（＾）、（Ｂ）は従来法の鋳型形成を示す平面図
である。図において ｌ・・・注湯機、２・・・注入ノズル、３・・・入側ロ
ーラーテーブル、４・・・注湯テーブル、５・・・出側
ローラーテーブル、６・・・昇降装置、７・・・定盤、
８ａ〜８ｄ・・・鋳型片の位置決めシリンダー、９ａ〜
９ｄ・・・鋳型片駆動支持装置、１０ａ〜ｌｏｄ・・・
鋳型片、ｌｌａ〜ｌｉｄ・・・楕円孔、１２・・・スラ
ブ、１３・・・断熱蓋、１４、１５・・・冷却水配管、
１６・・・ローラー、２０・・・ターンテーブル、２１
・・・定盤、２２・・・鋳型片駆動支持装置、２３・・
・鋳型片、２４・・・冷却水配管、２５・・・離型剤塗
布機、２６・・・ローラーテーブル、２７・・・断熱蓋
、２８・・・クレーン、３０・・・鋳型（−体型）３１
・・・スペーサー、３２・・・断熱スリーブ。 第２図 ７Ｉ′３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定盤上に内部水冷を施した４枚の板状鋳型片を組合せて
   水冷鋳型を形成し、該鋳型内に溶鋼を上方より注入し、
   スラブ厚をｈとして表層から３×１０＾−＾４×ｈ＾５
   ＾／＾３＜ｓ＜０．３×ｈとなる厚みｓだけ溶鋼を凝固
   させ、スラブ内部に未凝固部分が存在している状態で前
   記鋳型をスラブより離脱し、引きつづき内部に断熱層を
   形成しかつ加熱機能を有する蓋でスラブを包囲し、保熱
   または加熱しつつ凝固させることを特徴とするスラブの
   鋳造方法。