JPH038536A

JPH038536A - 丸ビレットの連続鋳造法

Info

Publication number: JPH038536A
Application number: JP14188889A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Ishihara; 広一郎石原; Juichi Kawashima; 河嶋　寿一
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1991-01-16

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、丸ビレットを連続的に鋳造する方法に係り、
さらに詳しくは、鋳造速度及び丸ビレットの表面性状を
向上させることができる丸ビレットの連続鋳造法に関す
るものである。

（従来の技術）一般に、丸ビレットを製造する場合に限らず、連続鋳造
法でビレットを製造する場合においては、モールド内の
凝固シェルは、モールド内表面からの抜熱により冷却さ
れ、熱ひずみにより収縮変形をするが、これと同時に鋳
造方向に引き抜かれたり、オシレーション（上下方向の
振動）により、モールド内を鋳造方向に移動する。

この時、凝固シェルとモールド間には潤滑を目的として
介在するパウダーが浸透し、凝固シェルとモールドが付
着しないように配慮されている。

しかし、例えば丸ビレットの連続鋳造法について説明す
ると凝固シェルの外表面とモールド内表面間の間隙は、
凝固シェルの各場所によって一定ではなく、第２図に示
す様に同一横断面において均一な肉厚の凝固シェル１が
得られない場合がある。これは、凝固シェル１が同一横
断面において均一に冷却されないことに起因する凝固シ
ェル１の収縮量の変化がモールド２の内断面形状と一致
しないことや、浸漬ノズルから注入される溶鋼４の流れ
に影響されてモールド２と凝固シェル１間へのパウダー
３の流入が円周方向に均一になされない為に生じるもの
である。また、これは凝固シェルの横断面方向ばかりで
なく、第３図に示すように、鋳造方向（縦断面方向）に
おいても同様である。

このように、凝固シェル１の肉厚が不均一であると凝固
が遅れた部分の肉厚が薄くなってこの薄肉部分に応力集
中が生じ、凝固シェルが破壊（ブレーク・アウト）シて
その後の鋳造が不可能な状況に陥ったり、また鋳造速度
を遅くしなければならないといった事になる。

また、例えブレーク・アウトに至らない場合であっても
、凝固シェルの表面品質が著しく低下してしまって、後
工程に及ぼす悪影響が大きくなり大きな問題となってい
た。

そこで従来より丸ビレットの連続鋳造法において、上記
問題を解決するために、下記の提案がなされている。

■　実開昭５９−１６５７４８号公報 ■　実開昭５９−１６５７４９号公報 ■　特開昭５３−１３７８２５号公報また、上記考案及び発明の他にも回転連続鋳造法が知ら
れている。

すなわち、上記■の考案は、モールド内径寸法が鋳造方
向に向かうに従って減少しており、かつ前記内径寸法が
２段階に変化していることに特徴を有するものである。

また■の考案は、モールド内径寸法が鋳造方向に向かう
に従って連続的に減少するテーパ面になっており、かつ
この内径の変化は凝固シェル収縮量の変化に合致する事
に特徴を有するものである。

また■の発明は、凝固初期において、溶鋼静圧により凝
固シェルをモールド内壁に密着させて均一凝固するよう
に、タンデイツシュとモールドをノズルで結合すると共
に、モールドを鋳片引抜き方向と交叉する方向に振動さ
せる事に特徴を有するものである。

また、回転連続鋳造法は、鋳片を回転させることにより
、この回転に合わせてモールド内の溶鋼も回転して遠心
力が発生し、この遠心力により凝固シェルはモールド内
表面に押し付けられて密着し、均一凝固させるものであ
る。

（発明が解決しようとする課題）ところで、均一な肉厚の凝固シェルを得て鋳造速度と丸
ビレットの表面品質を向上させるには、冷却により収縮
した凝固シェルとモールド間がパウダーを介して均一な
距離を保つ事が重要である。

前述した従来技術も凝固シェルとモールドを密着させよ
うとする方法ではあるが、夫々次に示す様な欠点がある
。

まず、■の実開昭５９−１６５７４８号公報、及び■の
実開昭５９−１６５７４９号公報に記載の丸ビレツト連
続鋳造機用モールドにおいては、鋼種（例えば包晶鋼の
用にδ→γ変態がある鋼と無いｔｌｉ４）や引き抜き速
度によって変形パターンは変化するので、その都度、テ
ーパ形状の異なるモールドに取り換える必要がある。

また、凝固シェルの円周方向にパウダー流入の不均一が
生じた場合に積極的に均一に修正しようとする復元力が
弱い為、均一な肉厚の凝固シェルを製造しようとした時
に、制約される条件が多い。

また、■の特開昭５３−１３７８２５号公報に記載の方
法では、タンデイツシュとモールドをノズルで結合し、
タンデイツシュの溶鋼圧をメニスカスに伝えるために密
封した溶鋼の中へパウダーを注入する必要がある。従っ
てその為にパウダーを加圧しスムーズに溶鋼中に注入さ
せる設備が必要である。また、鋳造方向と交叉する方向
に振動させる為に従来の連続鋳造設備をそのまま使用で
きず、大きな設計変更を余儀なくされる等の問題を生じ
る。

また、回転連続鋳造法では、鋳片を高速で回転させなが
ら引抜くので、通常の設備の他に鋳片を回転させる設備
が必要であり、装置が複雑化し、点検、保守等のメンテ
ナンスにも労力を必要とする他コストがかかるという欠
点があった。

本発明は上記した従来技術の問題を解決し、簡単にしか
も鋳造速度と表面品質を向上させる事ができる丸ビレッ
トの連続鋳造法を提案することを目的とするものである
。

（課題を解決するための手段）先に述べた様に丸ビレツト凝固シェルの肉厚が不均一に
なる理由は、熱収縮力あるいは熱応力、パウダーの不均
一流入、オシレーション等の影響によって横断面円周方
向に均一にモールドと凝固シェルが接触していない事に
よるものである。

従って、上記問題を解決して表面性状の優れた丸ビレッ
トを製造するには、上記影響を排除し、モールドの横断
面円周方向に均一に凝固シェルを接触させればよいこと
が判る。

そこで、本願発明者等は従来方法及び従来装置を基礎に
して種々研究を重ねた結果、ローラを回転させて凝固シ
ェルに機械的な力を付与すれば、効率良く、凝固シェル
が変形してモールドに密着し、モールドの横断面円周方
向の肉厚に対して、均一な凝固シェルが得られることを
知見し、次のような本願発明を完成させた。

すなわち本発明は、丸ビレットの連続鋳造法において、
モールド内の溶鋼中に設置したローラを回転させ、凝固
初期の溶鋼（凝固シェル）がモールドに押圧、密着する
ように円周方向に圧延すること要旨とするものである。

（作　　用）次に、本発明方法を第１図に基づいて詳細に説明する。

なお第１図において第２図及び第３図と同一番号は同一
部分あるいは相当部分を示し、詳細な説明を省略する。

第１図において５は、メニスカス近傍の凝固シェル１を
モールド２に押圧・密着させて円周方向に圧延するべく
溶鋼４内に浸漬配置される圧延用ローラであり、本実施
例では浸漬ノズル６と同軸かつ外嵌状に設けられた回転
主軸７の下端に張出した４本の腕８の先端部から夫々垂
下状にかつ回転自在に設けられたものを示している。

ところで本発明においては、凝固シェル１全体をモール
ド２に均一に接触させる事が重要であり、その為には冷
却による収縮変形を防止しなければならない。

そこで本発明では、第１図に示すように、凝固シェル１
を溶鋼４内のローラ５によりモールド２側に押圧して、
凝固シェル１を半径方向に変形させ、また回転主軸７の
回転によって円周方向に均一に圧延し、冷却による収縮
変形を防止しようとするものである。

ところで、ローラ５は溶鋼４中に浸漬配置されるもので
あるから、溶鋼４の温度に耐えるものでなければならな
い。

通常溶鋼４の温度は１５００°Ｃ位であるので、この温
度に耐える材料としては例えばＭｏ系合金、Ｗ系合金や
セラミックス系の物がある。

また、ローラ５の形状は特に限定はしないが、凝固シェ
ル１を均一に押圧すると共に、ローラ５がスムーズに回
転し、かつ凝固シェルｌが鉛直下方向に行くに従い厚く
なるので凝固シェル１とローラ５の周差を補正する為に
テーパ付き逆截頭円錐形状とするのが好ましい。しかし
、後述するバネによっても接触長は確保できる。

更にローラ５の回転は、回転主軸７の回転によって与え
られ、その回転数は、適宜選択されるが、生産効率およ
び冷却による収縮変形を防止するためには高速回転とす
ることが好ましい。しかし、あまり高速回転になるとロ
ーラ５の破損等が考えられるので予め考慮して回転数は
設定する。

また更にローラ５の設置数についても、適宜選択される
が、通常第１図に示すように、４個程度が適当である。

また、ローラ５の圧延力を調整したり、パウダー３層の
厚みを小さ（する為に、第１図（イ）に示す様に、腕８
とローラ５の回転軸９間にバネＩＯを設け、ローラ５を
常時凝固シェル１側に付勢しておくようにすることが好
ましい。なお、圧延力の調整には前記ハネを構成する綱
の種類を変えたり、またバネ定数を変化させる事により
行なえる。そして、この時オシレーションと前記ハネ１
０の構造を同期させておき、例えばモールド２が上方（
反引抜き方向）に振れる時のみ圧延するようにしておけ
ばローラ５で凝固シェル１を突くことがなく、スムーズ
に圧延が行なえることになる。

（実　施　例）次に本発明の効果を確認するために行った実験の結果に
ついて説明する。

直径φ２１３　ｍｍの丸ビレツト用の銅モールド（肉厚
：２０１ｍ、水冷ジャケット冷却方式）を用いて、炭素
量（Ｃ）＝０．１〜０．２重量％の普通鋼を０．５〜２
．５ｍ／ｍｔｎの鋳造速度で鋳込んだ。圧延用ローラは
セラミック（ＳｉＮ系）製で軸長５０Ｍ、直径φ３０ｆ
ｆＩＩ１１×４個（９０°ピツチ）でテーパ（径／軸長
＝　５　／１０００）付きのものを用いた。そしてロー
ラの圧延力はバネを１１　ｆｉｆｆして５ｋｇ／ローラ
とし、また回転主軸の回転速度は１００ｒｐｒａとして
行った。更に、オシレーションと同期させて、モールド
が上へ振れ、凝固シェルが下へ移動する位相のときのみ
圧延力が働く様にした。

この場合の実験結果を下記表に示す。連続鋳造中にＳを
溶鋼に投入し、鋳造終了後、鋳片を切断しサルファプリ
ントを取ることにより、鋳造中の肉厚の分布を測定する
ことができる。この円周方向の肉厚の分布をｌＯ°ピッ
チで測定したときの標準偏差と、表面の凹凸を真円から
のずれ量により測定し求めたものを表に示した。

また、比較のために、従来技術のマルチ・テーパー・モ
ールド、溶鋼圧を用いる方法、遠心鋳造法、及び通常銅
モールドのみ用いた場合の結果も併せて示した。

上記表より、本発明によれば、均一な肉厚の凝固シェル
が得られ、また、表面の凹凸も小さいことが判る。特に
、これまで良好な表面性状の得られると考えられてきた
遠心鋳造法と比較しても、同等以上の優れた結果であり
、遠心鋳造法の設備の複雑さやコストの高さを勘案する
と、本発明は比較的簡単に従来の設備を改良でき、しか
も技術的に優れた方法であることが明らかとなった。

（発明の効果）以上説明したように本発明は、凝固シェルをモールドに
密着させ、円周方向に均一な冷却条件を作り出し、均一
な肉厚の凝固シェルを得るために優れた方法であり、そ
の結果、表面性状、鋳造速度を向上できることが確認さ
れた。また、圧延装置のみを従来の設備に付設すること
により本発明法は実施できるので、その適用も容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例図であり、（イ）は縦断
面図、（ロ）は（イ）の矢視凹断面図、第２図は従来の
メニスカス直下の横断面図、第３図は同じくモールド内
凝固シェルの縦断面図である。１は凝固シェル、２はモールド、４は溶鋼、５はローラ
、７は回転主軸、８は腕、１０はバネ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）丸ビレットの連続鋳造法において、モールド内の
溶鋼中に設置したローラを回転させ、凝固初期の溶鋼（
凝固シェル）がモールドに押圧、密着するように円周方
向に圧延すること特徴とする丸ビレットの連続鋳造法。