JPH02229653A - ビレット鋳片の表面疵防止方法 - 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〕 本発明は、ビレット連鋳機において表面スケールの鋳片
と圧下ロール間への噛み込みを防止し、スケールに起因
した凹凸状圧痕疵のない美麗な表面肌の鋳片を製造する
と共に、表面割れ疵の発生のない鋳片の製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

鋼の連続鋳造においては、一般に連鋳機内で鋳片が高温
酸化されて酸化鉄皮膜（以下ＣＣスケールと記す）が形
成される。従来鋳片表面品質等の面から、ＣＣスケール
そのものが問題になることは少なかった。その理由は、
鋳造速度が遅く且つ２次冷却スプレー水量が多いために
、鋳片表面温度が比較的低く、形成されるＣＣスケール
の厚みが薄かったこと、加えて鋳片加熱炉でのスケール
オフや圧延機前でのデスケーリングにて除去されるため
に、問題になることが少なかったためである。

従来連鋳鋳片表面のＣＣスケール除去方法について、幾
つかの報告がなされている。例えば特公昭６１−４０３
１１号公報には、表面疵の検出能力を向上させることを
目的に、移動する鋼材の上方部に間隔を開けて２段以上
のスプレーノズルを設け、鋼材表面のスケールを除去す
る方法が述べられているが、この方法は連鋳機外で２０
〜１００ｍ／ｗｉｎの高速で移動する鋼材に関するもの
である。

また、特開昭５９　−　２２９２６８号公報には、鋳型
内で鋳片表面に付着するパウダーの除去を目的に、二次
冷却装置配設区域内で且つ出来るだけ鋳型内メニスカス
に近い位置に５０ｋｇ／ｃＪ以上の高圧水を噴射し、デ
スケーリングする方法が述べられている。

更に特開昭６０−１３０４５７号公報では、鋳型内で付
着するパウダーの除去と、鋳片温度を高温に維持して出
片することを目的に、急冷却ゾーンを過ぎた位置で高圧
水を噴射してデスケーリングを行った後に、注水密度を
下げた緩冷却を続行して出片する方法が述べられている
。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 ビレットの連続鋳造は、ビレットサイズにもよるが通常
１．５〜３．抛／ｌＩＩｉｎの高速で行われる。一方高
速鋳造を行うと、連鋳機内で鋳片表面温度が上昇する．
特にビレット連鋳機では、二次冷却帯の長さが短いのが
一般的であり、鋳片が二次冷却帯に続く放冷帯に入ると
急激に鋳片温度が高くなる。

この条件下では、高温空気酸化によって鋳片表面にＦｔ
３０　，　Ｆｅｚｅｓ　，　Ｆｉ３ｘＯａ等のＣＣスケ
ールが形成され易くなる。

ご般にＣＣスケールは、２次冷却帯ではその生成が抑制
されると共に、スプレー水の衝突である程度剥離するが
、放冷帯に入って鋳片が復熱し表面温度が高くなると、
高温空気酸化が進行してＣＣスケール厚みは急激に成長
する。

第１図に、放冷帯鋳片表面温度と鋳片のＣＣスケール厚
みの関係に関する発明者らの測定結果を示すが、ＣＣス
ケール厚みは、９００〜９５０゜Ｃの温度では１４０μ
ｍ程度であるのに対して、１　，　０００゜Ｃ以上の温
度では、鋼種にもよるが３１０μｍ程度で２倍強のスケ
ール厚みとなっている。

ＣＣスケールは、薄い場合には鋳片に密着していて剥離
し難いが、′２００μｍを超えて厚くなると、放冷帯で
部分的に剥離し、鋳片が矯正ロール等の圧下ロールに入
る時に、鋳片と圧下ロールとの間に剥離したＣＣスケー
ルが噛み込まれ、鋳片表面に数１００μｍ〜数一の深さ
のスケール圧痕疵を形成せしめる。このスケール圧痕疵
は鋳片表面を凹凸状の肌荒れ状態とするので、ビレット
の磁粉探傷や超音波深傷を行う場合にノイズの原因とな
り、欠陥の検出能を低下させるばかりでなく、ビレット
から棒鋼や線材等へ圧延する際に、ブルームの場合と異
なって圧延比が小さいことから圧延成品の表面疵として
残存し問題となる。

ＣＣスケールを厚く形成させないためには、二次冷却帯
の延長と強冷却により鋳片温度を低下する方法があるが
、品質上問題がある。即ち、ビレット連鋳により高級棒
線材用の機械構造用鋼を鋳造する場合には、鋼中硫黄濃
度が高く表面割れ疵が発生し易いことに加え、成品まで
の圧延比が小さいために、割れ疵が微少であっても成品
に残存し問題である。従って凹凸状肌荒れを改善し、且
つ表面割れ疵を発生させないビレット鋳片の表面疵防止
方法が課題である， 本発明は上記課題に鑑みなされたもので、美麗な表面肌
の鋳片を製造するとともに、表面割れ疵の発生のない鋳
片の製造方法を提供する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、鋳片が、二次冷却帯を出る時の鋳片中心部に
未凝固溶鋼を残存せしめておき、該鋳片が放冷帯で復熱
状態に保持された後の位置にＣＣスケール除去用のスプ
レーノズルを設ける。

その第一の理由は、二次冷却帯に設置した場合、鋳片表
面温度が低いためにスケールが薄く且つ鋳片に密着して
おり、これを除去するためには可成高圧のスプレー設備
を必要とすると同時に、急冷却により鋳片表面割れ疵の
発生を惹起するからである。

第二の理由は、放冷帯に入る鋳片は中心部未凝固溶鋼の
残存による復熱により、該鋳片の表面温度が急激に高く
なってスケール厚みが増加し鋳片との密着度が低下する
ので、スプレーによるＣＣスケールの除去が容易になる
からである。

本発明者らは、放冷帯にスプレーノズルを設置して鋳片
上下面へスプレー噴射し、鋳片表面でのスプレー衝突面
圧とＣＣスケール除去率との関係につき実験した。その
結果を第２図に示す．図から明らかなようにＣＣスケー
ルは、０．２ｋｇ／ｃｊ以上の比較的小さな衝突面圧で
、効率的に除去出来ることが判った．一方、衝突面圧が
０．８ｋｇ／ａｉを超えると、図には示していないがス
プレー衝突部の鋳片表面温度が局部的に低下し、熱歪に
より表面割れ疵が発生すること確認している．以上の知
見から本発明では、スプレー衝突面圧を０．２〜０．８
　ｋｇ／ｃｌｉｌと規定するものである。こ一で鋳片表
面でのスプレー衝突面圧（ｆ）は下式により算出される
。

Ｆ＝ρＸＱＸＶ・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ｆ−Ｆ／Ｓ　　　・・・・・・・・・・・・・・・（２
）こ一でＦは、鋳片表面へのスプレー全衝突力（｝ｃｇ
−ａｍ／ｍａｉｎ”）、ρはスプレー水密度（ｋｇ／ａ
ｍ’）、Ｑはスプレー流１　（ｃ１ｌ”／ｓｉｎ）、■
はスプレー流速（ｃｍ／ＩＩＩｉｎ　）　、Ｓは鋳片表
面でのスプレー衝突面積（ｃｄ）、ｆはスプレー衝突面
圧（ｋｇ／ｃｄ）である． 〔作　用〕 次に、スケールに起因した凹凸状圧痕疵のない美麗な表
面肌を有する鋳片の製造方法につき、以下に説明する。

本発明では、先ず鋳片が二次冷却帯を通過して放冷帯に
入り復熱状態に保持された後に、スプレーノズルにより
前述の方法でＣＣスケールを除去するが、このスプレー
ノズルは、該鋳片を最初に圧下する矯正ロールやピンチ
ロールの直前に設置せしめ、スケールの鋳片とロール間
への噛み込みを回避して鋳片表面へのスケール圧痕疵の
形成を防止せしめるものである。

尚ＣＣスケールを除去し、次いで矯正ロールやピンチロ
ール等で圧下した鋳片においては、該鋳片中心部の凝固
が進行していて表面温度が下がる一方なので、その後の
ＣＣスケールの形成速度は低下し、引き続きピンチロー
ルで圧下する場合にもスケール圧痕疵発生の問題はなく
なる．従って本発明では、鋳片が放冷帯を通過して最初
に圧下されるロールの直前にスプレーノズルを設置する
ことを規定するものである。

さらに本発明は、放冷帯において鋳片表面温度が上昇し
て高温空気酸化が促進され、ＣＣスケールの厚みが急激
に増加し易い１．５〜３，Ｏａ＋／ｍｉｎの高速鋳造で
ある場合に有効である。

本発明によれば、高圧のスプレー噴射設備を必要とせず
、比較的小さな鋳片衝突面圧を有するスプレー噴射によ
り効率的にＣＣスケールの除去を行うことが出来るので
、スケールの鋳片と圧下ロール間への噛み込みに起因し
た肌荒れの発生を完全に防止することが出来ると共に、
高圧スプレーの急冷却に起因する表面割れ疵をも防止出
来る．〔実施例〕 本発明の実施例を図面を参照して説明する．第３図に示
す曲率半径１２ａ＋Ｒの湾曲型連鋳機において、鋳型１
、ガイドロール２、２次冷却帯３、放冷帯４に続く矯正
ロール５の直前に、スプレー噴射設備を設置した．この
設備は、鋳片上下面にスプレーを直接噴射するスプレー
ノズル８、スプレー配管９、スプレーポンプ１０からな
る．第４図にスプレーノズル８と鋳片７の位置関係を示
すが、スプレーノズルと鋳片表面間調距離２は上下面側
共に１５０ａｍとし、また剥離したスケールが吹き飛び
易いように噴射角度θを１５度に設定した。なお、１１
はスプレーをあらわしている。

機械構造用ｆｉ（３４５Ｃ）を転炉で溶製し、横断面サ
イズ１６２ａｍ　Ｘ　１６２　ｍの鋳片７を、鋳造速度
２．５ｍ／ｗｉｎ、２次冷却比水量０．３１／ｋｇで鋳
造しながら鋳片表面に衝突面圧０．２〜０．８　ｋｇ／
ｃｉｉ、スプレー水量３０〜１５１／ｓｉｎの条件でス
プレーを噴射した．その結果２次冷却帯と放冷帯で生成
したＣＣスケールは、第２図に示した如く殆んど除去さ
れ、また連鋳機から出片され冷却された鋳片の肌荒れ発
生率も、第５図に示すようにスプレーを適用しなかった
場合に比べて著しく改善された．尚スプレーによるＣＣ
ス，ケール除去後、鋳片表面温度が高いために再度スケ
ールが生成するが、これは極めて薄いために第６図に示
す如く鋳片表面粗度も大幅に改善される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ビレットの高速鋳造時に発生し易いＣ
Ｃスケールの噛み込みに起因する鋳片表面肌荒れを防止
できると共に、冷却に起因する表面割れ疵を防止するこ
とが可能である．その結果、ビレット表面の肌荒れ防止
とともに表面粗度も著しく改善されるため、，ビレット
の磁粉探傷や超音波探傷を行う場合のノイズの低減が図
られて欠陥の検出能が向上し、製品の品質向上が図られ
るなどその効果は極めて大である．

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＣスケール厚みと矯正点での鋳片表面温度と
の関係を示す図面、第２図はスプレー衝突面圧とＣＣス
ケール除去率の関係を示す図面、第３図はスプレー噴射
設備の実施例を示す図面、第４図は、スプレーノズルと
鋳片の位置関係を示す図面、第５図は本発明の実施によ
る鋳片肌荒れ改善効果を示す図面、第６図は本発明によ
る表面粗度改善効果を示す図面である。 １・・・鋳型、２・・・ガイドロール、３・・・２次冷
却帯、４・・・放冷帯、５・・・矯正ロール、６・・・
引抜ロール、７・・・鋳片、８・・・スプレーノズル、
９・・・スプレー配管、１０・・・スプレーボンブ、１
１・・・スプレー代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名 π１図 岸３図 ７１′２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳片が鋳型及び２次冷却帯を通って冷却され、そ
   れに続く放冷帯に設置された矯正ロールやピンチロール
   で圧下後に引き出されるビレット連鋳機において、二次
   冷却帯を出る時の鋳片中心部に未凝固溶鋼を残存せしめ
   て鋳片を放冷帯で復熱状態に保持後に、該鋳片を最初に
   圧下するロールの直前にスプレーノズルを設けて鋳片表
   面での衝突面圧が０．２〜０．８ｋｇ／ｃｍ＾２の範囲
   になるように調整したスプレー水を噴射し、鋳片表面の
   スケールを除去した後に鋳片を矯正ロールやピンチロー
   ルで圧下し引き出すことを特徴とするビレット鋳片の表
   面疵防止方法。
2. （２）鋳片の引抜速度を１．５〜３．０ｍ／ｍｉｎの高
   速鋳造速度とした請求項（１）記載のビレット鋳片の表
   面疵防止方法。