JPH0243571B2

JPH0243571B2 -

Info

Publication number: JPH0243571B2
Application number: JP1637884A
Authority: JP
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1990-09-28
Also published as: JPS60162563A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、弯曲型連鋳機を用いて、偏析の極め
て少い高品質の連続鋳片を製造する方法に関す
る。従来技術連続鋳造法によつて鋳造された鋼の鋳片は鋳片
厚み中央部付近にＣ、Mn、Ｐ、Ｓなどの成分が
集積し、いわゆる偏析現象を生ずる問題がある。
この偏析部分の形は板状や粒状などさまざまであ
るが、例えば粒状の場合、その大きさは直径２〜
３mmにも達する場合がある。鋳片をその後工程で
圧延に供するとき、この偏析部は延伸して、鋳板
内に板状もしくは線状の異質部分を形成する。こ
の異質部分は鋼板の品質に悪影響を及ぼすことは
良く知られている。上記連続鋳片の偏析が生ずるに際し、連鋳機の
ロールによつて鋳片が保持されているとき、ロー
ルとロールとの間において、鋳片が溶鋼静圧によ
つて、鋳片外部側に膨れ、これが、ロール部分を
通過する時に、膨れに相当する分だけ圧下がかけ
られることになり、かくして、鋳片は鋳型に鋳込
まれてから凝固を終了するまでに多数回の膨張
（バルジング）、被圧下を繰り返すことになる。こ
れにより、溶鋼は鋳片の内部でポンプ作用を受
け、鋳片内を移動する。この動きが、偏析現象を
助長するとされている。従来、この偏析を低減するために、各種の手段
が開発された。その１例として、電磁撹拌があ
る。これは、鋼の連続鋳造において、鋳片の内質
が未凝固のときに、電磁力によつて溶鋼を撹拌
し、その流れの影響によつて、凝固が等軸晶状に
行なわれ、これによつて偏析を分散化し、又は、
偏析粒を小さくする方法である。たとえば電磁撹拌を利用した偏析低減方法とし
ては、凝固殻の表面温度をキユリー点以上となる
よう冷却制限を行う方法（特開昭56−4352）、電
磁撹拌装置を鋳型近傍と連鋳機の中段に設置する
方法（特開昭57−75271）、同じく鋳片の最終凝固
部に設置する方法（特開昭57−195567）などがあ
る。又、鋳片の最終凝固部近くを圧下して、最終凝
固部の溶鋼凝固時の相変態に伴う体積収縮を補
い、かくして溶鋼の流れを小さくして、偏析を低
減する方法も開発されている。たとえば、特開昭57−62804号公報には、耐サ
ワーガス特性に優れた鋼材用鋳片の連続鋳造方法
として、等軸晶凝固組織を行なわせると共に圧下
を加える方法が示されている。しかし、適正ロー
ル間隔や、鋳造速度等さらに検討を要する点が残
されている。発明の目的本発明は、弯曲型連鋳機を用いた場合の前記適
正ロール間隔や、鋳造速度など未検討部分につい
てさらに検討し、総合的な最適条件を見出すと共
に、特に生産性を高める手段として、大断面鋳
片、すなわち極厚鋳片を製造する場合の最適条件
を提供することを目的とする。発明の構成・作用本発明構成の要件は次の通りである。 (イ) 鋳片厚み350mm以下、鋳片巾1000mm以上の鋳
片に適用する。 (ロ) 稠密分割ロールスタンド（軽圧下装置）を最
終凝固域（鋳片内溶鋼凝固完了部位を含む周辺
部）に配すること。稠密分割ロールスタンドとは、鋳片保持用ロ
ールを２分割以上に分割されたロールとし、ロ
ールピツチを330mm以下としたロールスタンド
で、相対するロールの間隔が 67≦δ・Ｄ≦210 （ただし、δはロール絞り込み量mm／min、Ｄは鋳片厚（ロール間隔）mmを表わす。）の範囲で漸減するように調整された、4m以上
の長さを有するものをいう。 (ハ) さらに、下記条件を満すように鋳造速度を調
整して鋼の組成がＰ≦0.008％、Ｓ≦0.003％で
かつ、鋼の品質を確保するに必要な、その他の
成分ならびに不可避的に混入する成分よりなる
鋼を鋳造することを特徴とする連続鋳片の製造
方法である。Ｖ≦Ｒ（60／Ｄ）² （ただし、Ｖは鋳造速度ｍ／min、Ｒは弯曲型連鋳機の円弧半径ｍ、Ｄは鋳片厚みmmを表わす。）以下、前記要件につき、その作用を説明する。
本発明は鋳片厚みを350mm以下、鋳片巾を1000mm、
以上の鋳片を製造する場合に限定するものとす
る。このように限定する理由は、鋳片厚み350mm以
上では弯曲型連鋳機にあつては、鋳片矯直時に内
部割れを発生し易いためである。たとえば参考と
して第１図を示すと内部割れを回避するために
は、連鋳機弯曲半径（Rm）は17m以上（１／Ｒ
≦0.059）が必要となり、この場合厚み（Ｄmm）
が350mm程度が限界であると予想される。鋳片巾1000mm以下の場合にはロールにかかる溶
鋼静圧が小さい事と、鋳片巾がこの程度であれ
ば、ロールを分割して剛性を持たせなくても十分
な剛性を有するロール支持が可能であるためであ
る。従つて、上記範囲において本発明は特に有用で
ある。ロールピツチを330mm以下としたのは第２図か
ら説明できる。すなわち、ロールピツチが200mmを越える所か
らバルジングが生じ始め、330mmの時にバルジン
グ強度が0.5mmになる。中心偏析の観点からバル
ジング強度の許容限界は0.5mm以下であり、この
ような理由からロールピツチの限界は、330mm以
下とした。330mm超では偏析が増大する。凝固時の相変態にともなう収縮を凝固殻の変
形、即ち、圧下で補うためには第３図に示すよう
に δ・Ｄ≧67 δ：ロール絞り込み量mm／min Ｄ：鋳片厚みmm なる条件を満すように、ロール間隔を絞り込まな
ければならない。また、圧下が大きくなりすぎると凝固収縮量以
上に圧下を加えることになり、溶鋼はむしろ押し
出されてしまい、大きな負偏析を生じることにな
る。このような鋳片もまた、偏析から見て好まし
くない。即ち、 δ・Ｄ≦210 でなければならない。今、これを具体例をもつて説明すると、溶鋼が
鋳込まれた後、凝固が進行すると液体から固体へ
の相変態の密度変化に対応した収縮が起る。これ
は約４％である。この収縮分を連鋳機のロール絞り込みによつて
補う必要がある。この量は第３図に示すように、
鋳片厚みによつて異る。例えば300mm厚みの時に
は、ロール絞り込み必要量は0.22〜0.70mm／min
となる。 300mm厚みの鋳片を0.7m／minで鋳込む場合に
はロールスタンドのロール間隔は（0.22〜0.70mm／min）÷（0.7m／min）＝0.3〜1.0mm／ｍ即ち、ロールスタンド長さ1m当り0.3〜1.0mm／
ｍと厚みを小さくしなければならない。このように配列したロールスタンド中において
凝固させれば、鋳片の溶鋼の流れを小さくするこ
とができ、偏析生成を軽微におさえることができ
る。この場合でも不可避的に生成する軽微な偏析も
鋳込む溶鋼の組成をＰ≦0.008％、Ｓ≦0.003％と
しているので、たとえば、−40℃以下の低温靭性
特性が第５図に示すようにきわめて良好である。次に第４図に示した結果は鋼が凝固を完了する
連鋳機位置の周辺部にこのロールスタンドを4m
以上の長さに配した場合の引抜速度の適正範囲を
示したもので安定した鋳片品質を確保するために
必須のものである。すなわち、Ｖ≦Ｒ（60／Ｄ）²でなければならない。ここに上記式は偏析軽減に有効な等軸晶の生成
条件を示すものであり、通常、弯曲型連鋳機では
鋳片上面側に等軸晶の生成がしにくい。これに対
して鋳造速度を小さくし、最終凝固部を円弧部の
ある部位より上とすることで鋳片上面側にも等軸
晶が生成する。Ｒ（60／Ｄ）²は、連鋳機の円弧半径と鋳片厚みの変化に対して最
終凝固部位を水平面に対して30度以上の角度とな
すよう制約したものである。鋳造速度Ｖに対してＲ（60／Ｄ）²なるパラメー
タとの関係を示したのが第４図である。今、Ｌ：凝固必要長さ（ｍ）Ｋ：凝固速度定数（mm・min^-1/2）ｔ：凝固必要時間（min）とすると、Ｄ／２＝Ｋ√＝Ｋ・√ （Ｄ／２）²＝K²・Ｌ／Ｖここに、Ｌ＝2πR・ａ（ａ：定数）であるからＶ＝Ｒ・４・K²・2π・ａ／D² ＝Ｒ（4K²・2πa）／D²＝Ｒ（60／Ｄ）² 但しａ＝60／360＝１／６Ｋ＝29.32 ここで、4K²・2πaについて通常弯曲型連鋳機におけるＫ値は28〜30程度で
あるから、ａの値は１／5.5〜１／6.3となる。こ
れは最終凝固部の水平面とのなす角が25〜33度と
なるものである。なお、上記関係式は単一円弧型の場合である
が、多点曲げ型の場合には鋳片広面が水平面とな
す角が30゜以上となる部分に最終凝固部が来る鋳
造速度をもつて前記Ｖとする。次に、高級鋼を製造するためには、上記のよう
な連鋳機の条件のほかに、鋼の高純度化が必要で
ある。低温靭性用鋼板については第５図に試験結
果を示した通り、Ｓ≦0.003％、Ｐ≦0.008％の範
囲が必要である。又、耐ラメラテイヤー鋼の場合も同様である。
耐水素誘起割れ鋼の場合はＳ≦0.002％、Ｐ≦
0.004％が好ましい。その他の成分は製品材質か
ら要求される組成に調整する。又、鋼の組成として、Ti添加やCa添加、その
他の成分の添加方法を併用することができる。なお、本発明の実施態様として次の場合も含ま
れる。 (イ) 鋳造方法として、溶鋼温度を高くしたり、低
くしたりして、凝固組織を調整する方法、又、 (ロ) 電磁撹拌を併用して、凝固組織をコントロー
ルする方法を採つてもよい。 (ハ) ロールスタンドはロールセグメント方式の場
合と、個別ロールセツト方式の場合がある。実施例・発明の効果以下、実施例を用いて、本発明の効果を具体的
に説明する。鋳造した鋳片寸法は鋳片寸法は鋳型寸法基準で
250mm、巾1500mmで溶鋼組成は表１の通りである。
この溶鋼を表２の２種の連鋳機で鋳造した。表２に示すように、No.１，No.２連鋳機は共に
10.5mの弯曲半径を持つ単一円弧型連鋳機であ
る。No.１連鋳機は本発明に係るもので、ロール配
列が機長６〜12mの範囲がロール径280mm、ロー
ルピツチ310mmであり、引抜速度0.5m／minに対
応して、ロール絞り込み速度を0.6mm／min（第３
図参照）に調整すべく、ロール絞り込み量（mm／ｍ）＝ロール絞り込み速度（mm／min）／引抜速度（ｍ／m
in）＝0.6／0.5＝1.2mm／ｍに調整した。これに対し、No.２連鋳機は従来連鋳機であり、
このようなロール配列を行つていない連鋳機であ
る。これらの連鋳機を用いて鋳造した結果を表３に
示す。この結果から、偏析評価、厚板溶接割れ、
厚板低温靭性の不合格率は本発明に係る連鋳機の
場合、それぞれ、0.3％、1.0％、1.0％であり、従
来機に比較して、良好なる結果を得た。また、別の実施例として、表４の結果を得た。
この結果から、たとえNo.１型の連鋳機を用いる場
合でも、低温靭性特性を要求するような場合に
は、Ｐ≦0.008％、Ｓ≦0.003％にする必要があ
る。以上のように、本発明の効果は顕著である。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は連鋳機弯曲半径と矯正歪との関係、内
部割れの発生しない範囲を示す図、第２図はロー
ルピツチとバルジングとの関係の説明図、第３図
は鋳片厚みとロール絞り込み量との関係の説明
図、第４図は引抜速度とＲ（60／Ｄ）²との関係を示す図、第５図は厚板の低温靭性特性に対する鋼の
Ｐ、Ｓ濃度の影響を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｐ≦0.008％、Ｓ≦0.003％の高純度炭素鋼溶
鋼を厚さ350mm以下、巾1000mm以上の鋳片サイズ
で連続鋳造するに際して、最終凝固域にロールピ
ツチが330mm以下の複数の相対向する分割型ロー
ル群からなる全長4m以上の軽圧下装置を配設し、
相対するロール間隔が 67≦δ・Ｄ≦210 （ただし、δはロール絞り込み量（mm／min）、Ｄは鋳片厚（ロール間隔）（mm）を表わす。）の関係を満足する如く、スラブ鋳片に順次絞り込
み圧下を加え、かつＶ≦Ｒ（60／Ｄ）² （ただし、Ｖは鋳造速度（ｍ／min）、Ｒは弯曲型連鋳機の円弧半径（ｍ）、Ｄは鋳片厚み（mm）を表わす。）の関係を満足する鋳造速度で鋳造することを特徴
とする高品質鋳片の連続鋳造方法。