JPH02268954A - 凝固キャビティを減少させる連続鋳造法 - 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） 本発明は、鋳込み終了時の鋳片に発生する凝固キャビテ
ィを減少させることが可能な連続鋳造法に関する。

（従来の技術） 従来より製鋼工程においては、その優れた歩留まり、エ
ネルギー費の低さのために連続鋳造法が用いられている
が、近年に至り例えば造塊法の歩留まり、省エネルギー
、機械化等の合理化が推進されつつあることから、連続
鋳造法の最大のメリットである低コストのメリットが薄
れてきており、連続鋳造法においても一層の生産性の向
上、低コスト化が望まれている。

たとえば連続鋳造法の生産性を向上させる手段として、
いわゆる多連続鋳造操業が知られている。

これは取鍋１杯の溶鋼を鋳型に注入し終わった時点で鋳
造を止めることなく、引き続き次の取鍋のｆｉｔ鋼を鋳
型に注入する方法である０通常の生産においては、数ヒ
ートないし１０数ヒートの多連続鋳造が日常行われてい
る。

この結果、準備期間が省略されるので、稼働率が向上す
るばかりでなく、１ヒート毎に鋳片の始めおよび終わり
に発生するボトムクロップ、トップクロップの切り捨て
量が減少するため歩留まりが向上する。

（発明が解決しようとする課題） このような対策により、連続鋳造法の生産性を向上させ
ることはできるが、求められる製品形状の多種・多様化
に伴って、今後生産されるスラブの小ロフト化、すなわ
ち少量多種生産がさらに推進されることが予想される。

このような傾向に対処する手段として、鋳込み終了後、
次の注入開始前に仕切板を湯面に挿入して異種材質の多
連続鋳造を行うことが提案されている。しかしながら、
このような手段は操作が複雑であってかえってコストの
上昇をもたらすことがある。

したがって、少量多種生産の場合、多連続鋳造法によら
ず従来法による連続鋳造法の一層の生産性の向上が求め
られ、このためにはトップクロップ、ボトムクロップと
いった連続鋳造鋳片の切捨量の根本的な低減対策が望ま
れるところである。

第３図に、連続鋳造終了時の鋳片の端部に発生する凝固
キャビティを模式的に示す。凝固キャビティ５が鋳片３
の内部に発生していることがわかる。この場合、トップ
クロップ長さは、第３図に示すように１０である。

しかしながら、これまでの連続鋳造法においては、発生
した凝固キャビティに見合う量だけ（第３図において、
長さｉｏの部分）、クロップを切断していたのであって
、トツフリロップ等の発生を根本的に抑制することがで
きる有効な手段はこれまで存在していなかったのである
。

ここに本発明の目的は、トップクロップの発生を可及的
少量に抑制することが可能な連続鋳造法を提供すること
にある。

本発明のより実際的目的は、少量多種生産に特に通する
鋳込み終了操作を組込んだ連続鋳造法を提供することで
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは上記の課題を解決するため、種々検討を重
ねた結果、連続鋳造終了時の鋳片に発生する凝固キャビ
ティの発生を低減することができれば、トップクロップ
を低減することができるという事実に着目した。

すなわち、凝固キャビティの発生はその性質上不可避で
ある以上、−旦発生したあるいは発生しつつある凝固キ
ャビティを何らかの手段で補償すべく、連続鋳造法にお
いて、凝固が開始した鋳片をその直後にロール等を用い
てその鋳片の幅方向に圧下して、凝固シェルをその内部
方向へ押し込むことにより、連続鋳造終了直後の鋳片の
内部に発生する凝固キャビティの発生を低減することが
可能であること、すなわちトップクロップを低減するこ
とが可能であることを知見して、本発明を完成した。

なお、鋳型下方において凝固殻を挟圧することは特開昭
６２−２３４６４７号公報に開示されているが、これは
多連続鋳造に際して引続いて鋳込まれる異種材質との湯
の混合を可及的に阻止するためであって、結果的にキャ
ビティの生成が阻止されるにしても、トップクロップの
抑制、そしてそのための圧下量の調整という技術思想の
開示はない。

ここに本発明の要旨とするところは、鋳型と鋳型下部に
設けた幅方向の凝固シェルの圧下装置とを備えた連続鋳
造装置を用いて連続鋳造するに際して、鋳込終了時に、
連続鋳造鋳片内に発生するキャビティの量に対応して、
前記圧下装置の鋳片の幅方向の圧下量を制御することを
特徴とする、凝固キャビティを減少させる連続鋳造法で
ある。

本発明の好適態様によれば、連続鋳造終了時に鋳片をそ
のメニスカス部で停止できる場合には、キャビティの発
生量は、鋳込終了時の鋳型内の溶鋼湯面レベルの低下に
比例するから、この湯面レベルの変化を検出することが
可能な湯面計測計を用いることにより検知でき、その量
に応じた圧下量を与えることにより凝固キャビティの発
生を相殺できる。

このときの湯面計測計は適宜なものを使用でき、Ｃｏ４
０等を用いて放射線ｉ３過検査によって湯面高さを計測
してもよい。

また鋳片のメニスカス部で鋳片を停止することが不可能
な場合には、凝固キャビティの発生量は、鋳込終了時の
鋳片の凝固プロフィールより未凝固量Ｑ（ｔ）を計算し
、下式にしたがって凝固収量量ΔＱを演算することによ
り算出できる。

Δロ　＝ｋ　ｆｑ（ｔ＋）−ｑ（ｔｉ）まただしに：凝
固収縮率 ｔ、：鋳型への溶鋼注入終了時 ｔ！；　ｔ、からの経過時間 本発明において、「圧下装置」とは、連続鋳造鋳片をそ
の幅方向に圧下することによって凝固キャビティを圧着
、消失させることが可能な装置をいい、駆動型式等の制
限を必要とするものではないが、連続した微少変位が自
動制御されるとの観点からは油圧駆動のロールであるこ
とが好適であまた本発明において、「凝固キャビティ」
とは、連続鋳造鋳片の鋳込み終了時に、その長手力向末
端部の内部に発生するキャビティをいう。

本発明において幅方向に圧下するのは連続鋳造鋳片の無
用な変形を防ぐためであり、厚み方向への圧下は連続鋳
造鋳片の無用な変形が多くなり非効率的となる理由から
行われない。

（作用） 以下本発明をその実施例とともに詳述する。

本発明の実施例を第１図に示す。第１図に示すように、
連続鋳造鋳型２の底部には、連続鋳造鋳片３をその幅方
向に圧下することが可能な圧下装置、たとえば圧下ロー
ルｌおよびシリンダー１°が設置されており、また溶鋼
のトップ部には鋳片のメニスカス部３１すなわち溶鋼の
湯面レベルの変動を検出することが可能な湯面レヘル検
出装置４が設置されている。そして湯面レベル検出値Ｗ
４から出力される信号は前記の圧下装置（第１図におい
てはシリンダー１°）に印加されており、湯面レベルの
変動に対応して、連続鋳造鋳片の圧下量を変動させるこ
とが可能な構造となっている。このときの湯面レベルの
変動量と圧下ロール１の圧下量とは予め求められた実験
式によって相関され制御される。

なお、圧下装置は本実施例では、相対して１段設置して
いるが２段以上であってもよい、また湯面レベル検出装
置４としては、渦流方式のセンサーが例示されるが、こ
れに限定されるものではなく、メニスカスの湯面レベル
を検出することができるものは全て等しく適用できる０
例えば、Ｃｏｔｈ。

等を用いて放射！透・過検香を行う方法である。

ここで、上記態様における本発明の鋳造操作について説
明する。

まず鋳込み終了時にそのメニスカス部３１で連続鋳造鋳
片３を停止できる場合を第１図を用いて説明する。この
場合は、例えば連続鋳造鋳片３のメニスカス部３１が鋳
型２内に残っている状態で連続鋳造鋳片３が停止してい
るのであるから、凝固収縮が進行し、凝固キャビティ５
が発生すると、これに見合った量の湯面レベルの低下が
発生する、すなわちメニスカス部３１の低下が発生する
ため、本発明はこの湯面レベルの低下を湯面計測計４を
用いて検出することにより、凝固キャビティ５の発生を
検出し、これに見合う量だけ、鋳型の直下に設置しであ
る圧下ロール１により鋳片３をその幅方向（第１図中の
矢印方向）に圧下することにより、凝固シェル３２をそ
の内部に押し込み、凝固キャビティ５の発生範囲を低減
するものである。

なお、第１図において破線で囲まれた範囲は、圧下前の
凝固キャビティの発生範囲を示しており、圧下ロールｌ
を用いて連続鋳造鋳片３をその幅方向に圧下することに
より、凝固キャビティ発生範囲が実線部まで低減したこ
とを示している。

この時の圧下量の決定・制御は次のように行えばよい、
すなわち、凝固収量量を湯面計測針により求めた場合に
は、湯面低下量をΔｄとすると、ΔＱ雪り一　・Δｄ ただし、Ｄ＝鋳片厚さ、−二鋳片幅 で表される。

上式は凝固収縮により湯面がΔｄだけ低下したので、鋳
片面積り一をかけた分、つまりΔ賀・Δｄだけ凝固収縮
が行われたことから導かれる。したがって、 ｄｉ　　　　　　　　　　　ｄｔ −二鋳片幅 Ｔ ：圧下速度 ｄｔ ｆ（↑）：圧下に伴う鋳片形状変化関数となるｄＴ／ｄ
ｔを用いて圧下量にフィードバックまたはフィードフォ
ワードを行えばよい。具体的にはかかる圧下量を、湯面
計測計から求めたΔｄまたは凝固プロフィールより求め
た凝固収ｌｉｔ量ΔＱを取り込んで、フィードバックま
たはフィードフォワード制御することにより可能となる
。

上記の例はメニスカス部３１で連続鋳造鋳片３を停止で
きる場合であるが、停止することができない場合には、
未凝固量を計算により求め、その凝固収縮量、すなわち
キャビティ発生相当量だけ凝固シェル３２を押し込めば
よい、第２図は、凝固中の鋳片を示す略式説明図であり
、ここで未凝固量の算出は、下式に従って行えばよい。

すなわち未凝固量Ｑ（ｔ）づｗ　ＪＬ　（Ｄ　−２ｄｌ
　ｄ匈・ｄＬ凝固収縮量Δローｋ　（Ｑ（ｔ＋）　−Ｑ
（ｈ）　まただしに：凝固収縮率 Ｄ：鋳片厚さ 一；鋳片幅 ｄ：鋳型から任意の距離り、ｔ＋から の経過時間ｔ！経過後におけるシ ェル厚さ、 ｔ、：注入終了時 ｔ２：　ｔ、からの経過時間 このようにして、未凝固量ΔＱを求めた後に、このΔＱ
に見合った量の圧下を圧下ロール１により連続鋳造鋳片
３に付与する。

このときの圧下量は次のようにして決定すればよい。ま
ず、 ５＝ＡＴ” ただしＳ：圧下に伴う鋳片減少縦断面積（片側のみ） Ａ：圧下プロフィールによる係数 Ｔ：圧下量 である、したがって圧下に伴う、鋳片形状変化関数ｆ（
↑）は４　ＷＡ　−Ｔとなるから、ｄｔ　　　　　　　
　　　　　　　　ｄｉｗ　＝鋳片幅 Ｔ ：圧下速度 ｌｔ となるＴを用いて圧下を行えばよいことが分かる。

（発明の効果） 以上詳述してきたように、本発明により凝固キャビティ
を確実に減少させることが可能となり、鋳込み終了時の
トップクロップの発生を低減することが可能となった。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて著し
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる連続鋳造法を示す略式説明図
； 第２図は、連続鋳造鋳片を示す略式説明図；および 第３図は、従来の連続鋳造法を示す略式説明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳型と鋳型下部に設けた幅方向の凝固シェルの圧
   下装置とを備えた連続鋳造装置を用いて連続鋳造するに
   際して、鋳込終了時に、連続鋳造鋳片内に発生するキャ
   ビティの量に対応して、前記圧下装置の鋳片の幅方向の
   圧下量を制御することを特徴とする、凝固キャビティを
   減少させる連続鋳造法。
2. （２）前記キャビティの発生量を連続鋳造鋳型内の、湯
   面レベルの変化に基づいて検知する、請求項（１）記載
   の方法。
3. （３）前記キャビティの発生量を連続鋳造鋳片の凝固プ
   ロフィールより未凝固量Ｑ（ｔ）を計算し、下式にした
   がって凝固収縮量ΔＱを演算し、該凝固収縮量ΔＱに基
   づいて算出することを特徴とする請求項（１）記載の方
   法。 ΔＱ＝ｋ｛Ｑ（ｔ＿１）−Ｑ（ｔ＿２）｝ ただしｋ：凝固収縮率 ｔ＿１：鋳型への溶鋼注入終了時 ｔ＿２：ｔ＿１からの経過時間