JPH03230852A - 鋼の連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、鋼の連続鋳造用鋳型およびその鋳型を用いた
連続鋳造方法に関するものである。

（ロ）従来技術 連続鋳造用鋳型は通常６００〜１２００ｍｍの長さを有
するもので鋳型内壁は高い熱伝導率を有する材料、すな
わち銅または銅合金等により構成されている。

このような鋳型を用いて鋳造を行う場合、溶鋼は鋳型壁
内部に供給される冷却媒体（例えば水）により間接的に
冷却作用を受け、鋳型壁に接する部分から漸次凝固が進
行し、凝固シェルの厚さが内部溶鋼の流体静力学的圧力
に耐え得る程度まで成長するのに伴い、凝固シェルは収
縮し、鋳型壁と凝固シェルの間に空隙を生じることにな
る。

特に矩形断面を有する鋳型においては、鋳型の広面壁中
央部と接する鋳片凝固シェルは内部の溶鋼圧力により外
側に膨出し易く、鋳型壁面と比較的よく接触し易いが、
鋳型広面側端部および挟部側の下部においては、空隙が
顕著に現れ易い傾向がある。

この空隙発生は鋳片から鋳型壁への熱伝導効率を著しく
低下させ、鋳片の凝固シェル成長を大きく阻害し、凝固
シェル厚さの不均一による表面縦割れ等品質欠陥の誘因
となり、さらには凝固シェル破損によるブレークアウト
の大きな要因となる場合が多い。これは現状連続鋳造設
備の大きな基本的問題点となっており、特に高速鋳造化
指向への最大の障害になっている。

そこで、本出願人は上記問題点を改善し、鋳片から鋳型
壁への熱伝導効率を向上させる目的で、連続鋳造用鋳型
を鋳片の鋳込み方向に２段以上に分割形成さセ、−段目
の上部鋳型を鋳型鋼板内水路による間接冷却とし、二段
目以降の下部鋳型を直接冷却としている。この下部鋳型
の場合には、間接冷却帯での凝固シェルの生成異常時に
は、分割下部鋳型への注水を止めて、鋳込みを停止させ
る必要があり、安定操業上の問題点を残している。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、鋳型に間接直接冷却
機能をもたせて、凝固シェル生成異常時に間接冷却のみ
にして、安定した連続鋳造を得ることにある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の鋼の連続鋳造用鋳型は、鋳片に対向する鋳型銅
板内に鋳片を間接に冷却する第１の水路を設け、該第１
の水路とは別個に該銅板内に鋳片を直接に冷却する第２
の水路を設け、該第２の水路に給水遮断弁を設け、鋳片
の表面温度を検出する温度計を前記銅板内の所定位置に
配設し、前記銅板の鋳片側表面に水蒸気逃し用の縦溝を
複数条形成した手段によって、上記課題を解決している
。

前記鋳型を鋳片進行方向に複数個に分割し、鋳片進行方
向下流側にある少なくとも１個の分割鋳型に前記第１お
よび第２の水路を設け、他の残りの分割鋳型に前記第１
の水路のみを設け、前記少なくとも１個の分割鋳型を鋳
片進行方向に垂直な方向にさらに複数分割した構成にす
ることもできる。

本発明の鋼の連続鋳造方法は、上記の鋳型を用いて、前
記温度計によって鋳片凝固シェルの生成異常を検出する
こと、生成異常検出時に前記第２の水路の給水を遮断す
るとともに鋳造速度を所定の速度まで低下させることか
らなる手段によって、上記課題を解決している。

（ホ）作用 連続鋳造法において大きな湯面変動やパウダの不均一流
入が発生した場合には、鋳型向凝固の進行も不均一とな
り、局所的な凝固送れ部を生しることがある。このよう
な状況下で形成された薄く弱いシェルが鋳型下方に引き
抜かれて、シェル表面を直接水冷する直接冷却帯に至る
場合には、冷却水による強冷却時の熱応力でシェルが破
断し、最悪時には、シェル破断部からの冷却水の鋳片内
進入により、水蒸気爆発を起すことになる。

へ そこで、上記操業上のトラブルを防止して健全な鋳造を
行うためには、直接冷却帯上方での鋳型内シェル形成状
況を監視し、鋳片凝固シェルの生成異常時には、これに
対応してシェル破断、水蒸気爆発の原因となる直接冷却
帯での冷却水の注入を止め、かつ、鋳型出口に至るまで
の凝固の進行を促進させるための冷却機能を有する鋳型
が有用となる。

鋼の連続鋳造法においては、間接冷却用水路を存する鋳
型内に注入された溶鋼は、メニスカス部を起点に凝固を
開始し、この凝固シェルが、シェル厚を増しながら鋳型
下方に引き抜かれていく。

そして、−船釣にはメニスカス下、数１００ｍｍ以降に
おいて、凝固シェルと鋳型との間に空隙が生じており、
この空隙発生域以降の鋳型下部ゾーンでは凝固の進行が
遅くなっている。

このような鋳型特性が拘束鋳造を困難にしており、鋳型
出口部での十分なシェル厚確保のための強冷却鋳型構造
が切望されている。

本発明においては、鋳型と鋳片凝固シェルとの間に空隙
を発生する領域において、直接冷却法を併用して、凝固
の進行を促進させ、高速鋳造を可能にすることのみなら
ず、凝固シェル生成異常が発生した場合にも、安全な操
業ができる機能を具備した鋳型構造を有している。

（へ）実施例 第１回から第５図までを参照して、本発明の鋼の連続鋳
造用鋳型およびその鋳型を用いた連続鋳造方法の実施例
について説明する。

まず、本発明の鋼の連続鋳造用鋳型は、第１図および第
２図に示すように、鋳片１に対向する鋳型銅板２内に鋳
片１を間接に冷却する第１の水路２１を設け、第１の水
路２１とは別個に銅板２内に鋳片１を直接に冷却する第
２の水路２２を設ける。第２の水路２２に給水遮断弁３
を設ける。鋳片１の表面温度を検出する温度計４を銅板
２内の所定位置に配設する。銅板２の鋳片側表面２３に
水蒸気逃し用の継溝２４を複数条形成する。

第２図に最もよく示すように、銅板２はバックプレート
５にボルト６によって固定されている。

変針４の出力は計算機７に入力される。給水遮断弁３は
慣用の流体圧シリンダ３１によって作動される。計算機
７からの制御信号は、後述するように、鋳造速度制御装
置８とおよびシリンダ３１とに送られる。

上述した鋳型は、例えば、第３図および第４図に示すよ
うに、分割式鋳型に変更することもできる。すなわち、
前記鋳型を鋳片進行方向１１に複数個に分割しく２０２
，２０３．−・−）、鋳片進行方向１１の下流側にある
少なくとも１個の分割鋳型２０３に第１および第２の水
路２１および２２を設け、他の残りの分割鋳型２０２に
第１の通路２１のみを設け、少なくとも１個の分割鋳型
２０３を鋳片進行方向に垂直な方向にさらに複数分割す
る。図示例では、鋳片進行方向１１に２分割し、鋳片進
行方向に垂直な方向に５分割している。

本発明の鋼の連続鋳造方法は、前述した一体鋳型または
分割式鋳型を用いて、例えば第１図に示すように、温度
計４によって鋳片凝固シェル１２の生成異常を検出する
こと、生成異常検出時に第２の水路２２の給水を遮断す
るとともに鋳造速度を所定の速度まで低下させることか
らなる。

温度計４からの検出信号は計算機７に送って、鋳片ｌの
凝固シェル１２の制せ異常を判定する。凝固シェル生成
異常時には、流体圧シリンダ３１に制御信号を送って給
水遮断弁３を閉じる。それと同時に、計算１１７から鋳
造速度制御装置８に速度制御信号を送って、鋳造の停止
または減速を行う。

第１図に示す本発明の鋳型においては、間接冷却用の第
１の水路２１を有する鋳型銅板２の下方に直接冷却用の
第２の水路２２を配置し、鋳型と凝固シェル１２との間
の空隙１３に直接冷却水を流入させることが可能となっ
ている。

直接冷却用の第２の通路２２の上方には、鋳型銅板２内
に組み込まれた温度計４（例えば熱電対）がある。温度
計４により、シェル１２の生成状況を温度指示で監視で
きるようになっている。シェル生成異常発生時に直接冷
却用冷却水の止水用ストッパとしての給水遮断弁３を直
接冷却用の第２の水路２２の二次集合ジャケット３２内
に設けるとともに、止水時に残存する冷却水が蒸気とな
った場合の逃げ道を鋳型銅板のシェルに接する側の表面
に縦溝２４で鋳型下端まで設けている。

垂直型試験連鋳機を用い、鋳型サイズ８０ｕｕ＋＋　Ｘ
　４００鵬のミニスラブを、鋳造速度３．５ｍ／分で、
低粘度パウダを使用して鋳造した。第１表に供試鋼成分
を示す。試験結果を第５図に示す。鋳込みは、目標鋳造
速度到達速度直後に故意に場面を変動させて、シェル生
成異常を発生させ、その直後の操業方式を下記のように
変えて実施した。

（Ａ）鋳造速度３．５ｍ／分一定で直接冷却水送水で鋳
造 （Ｂ）鋳造速度を１．５ｍ／分に低下させて、直接冷却
水送水で鋳造 （Ｃ）鋳造速度３．５ｍ／分一定で直接冷却水止水で鋳
造 （Ｄ）鋳造速度を１．５ｍ／分に低下させて直接冷却水
止水で鋳造 第 １ 表 溶鋼成分 上記の操業方式（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）　、　
（Ｄ）に対応する結果を第５図の（＾）　、　（Ｂ）　
、　（ｃ）　、　（ｎ）にそれぞれ示す。

本事例の（Ａ）　、　（Ｂ）では鋳型内で水蒸気爆発が
発生する。（Ｃ）では鋳型出口でブレークアウトが発生
し、いずれも鋳込みを中止した。（Ｄ）では、本発明に
示す直接冷却水止水処理の適用により健全な鋳片を完鋳
できた。

（ト）効果 本発明によれば、鋳型を通常鋳造と高速鋳造とに兼用で
きる。通常鋳造時には間接冷却のみを行う。また高速鋳
造時には、凝固シェル生成条件にもとづいて間接冷却と
間接・直接冷却とを使い分けることができる。このよう
にして、いかなる条件下においても、常に安定した連続
鋳造が可能になる。

第１図は本発明の鋼の連続鋳造用鋳型および連続鋳造方
法の実施例を示す説明図。第２図は第１図の■−■線か
らみた断面図。第３図は別の実施例の部分縦断面図。第
４図は第３図のＴＶ−ＴＶ線からみた鋳型内面図。第５
図は連続鋳造の各種操業条件の説明図。

１：鋳片 ３：給水遮断弁 ５：パックプレート １１：鋳片進行方向 ２１：第１の水路 ３１：流体圧シリンダ ２：銅板 ４：温度計 ６＝ボルト １２：凝固シェル ２２：第２の水路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳片に対向する鋳型銅板内に鋳片を間接に冷却する
   第１の水路を設け、該第１の水路とは別個に該銅板内に
   鋳片を直接に冷却する第２の水路を設け、該第２の水路
   に給水遮断弁を設け、鋳片の表面温度を検出する温度計
   を前記銅板内の所定位置に配設し、前記銅板の鋳片側表
   面に水蒸気逃し用の縦溝を複数条形成したことを特徴と
   する鋼の連続鋳造用鋳型。 ２、前記鋳型を鋳片進行方向に複数個に分割し、鋳片進
   行方向下流側にある少なくとも１個の分割鋳型に前記第
   １および第２の水路を設け、他の残りの分割鋳型に前記
   第１の水路のみを設け、前記少なくとも１個の分割鋳型
   を鋳片進行方向に垂直な方向にさらに複数分割したこと
   を特徴とする請求項１記載の鋳型。 ３、前記請求項１または２記載の鋳型を用いること、前
   記温度計によって鋳片凝固シェルの生成異常を検出する
   こと、生成異常検出時に前記第２の水路の給水を遮断す
   るとともに鋳造速度を所定の速度まで低下させることか
   らなる鋼の連続鋳造方法。