JPH0390258A

JPH0390258A - 連続鋳造方法およびスプレー幅切り装置

Info

Publication number: JPH0390258A
Application number: JP22325089A
Authority: JP
Inventors: Masanao Murayama; 村山　正直; Daijiro Mizukoshi; 水越　大二郎; Satoru Yamaguchi; 悟山口; Yasuo Maruki; 保雄丸木
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-04-16
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH0741386B2

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〕本発明は連続鋳造鋳片の厚み中心部にみられる不純物元
素、即ち鋼鋳片の場合には硫黄、燐、マンガン等の偏析
を防止し均質な金属を得ることのできる連続鋳造方法に
関するものである。

〔従来の技術、および、発明が解決しようとする課題〕

近年、海洋構造物、貯槽、石油およびガス運搬用鋼管、
高張力線材などの材質特性に対する要求は厳しさを増し
ており、均質な鋼材を提供することが重要課題となって
いる。元来鋼材は、断面内において均質であるべきもの
であるが、鋼は一般に硫黄、燐、マンガン等の不純物元
素を含有しており、これらが鋳造過程において偏析し部
分的に濃化するため鋼が脆弱となる。特に近年生産性や
歩留の向上及び省エネルギー等の目的のために連続鋳造
法が一般に普及しているが、連続鋳造により得られる鋳
片の厚み中心部には通常顕著な成分偏析が観察される。

上記した成分偏析は最終製品の均質性を著しく損ない、
製品の使用過程や線材の線引き工程等で鋼に作用する応
力により亀裂が発生するなど重大欠陥の原因になるため
、その低減が切望されている。かかる成分偏析は凝固末
期に残溶鋼が凝固収縮力等によって流動し、固液界面近
傍の濃化溶鋼を洗い出し、残溶鋼が累進的に濃化してい
くことによって生じる。従って成分偏析を防止するには
、残溶鋼の流動原因を取り除くことが肝要で“ある。

このような溶鋼流動原因としては、凝固収縮に起因する
流動のほか、ロール間の鋳片バルジングやロールアライ
メント不整に起因する流動等があるが、これらの内嵌も
重大な原因は凝固収縮であり、偏析を防止するには、こ
れを補償する量だけ鋳片を圧下することが必要である。

鋳片を圧下することにより偏析を改善する試みは従来よ
り行われており、連続鋳造工程において鋳片中心部温度
が液相線温度から面相線温度に至るまでの間鋳片を凝固
収縮を補償する量以上の一定の割合で圧下する方法が知
られている。

〔発明が解決すべき課題〕

しかしながら、従来の連続鋳造方法は、条件によっては
偏析改善効果が殆ど認められなかったり、場合によって
は、偏析がかえって悪化する等の問題があり、成分偏析
を充分に改善することは困難であった。

本発明者らはかかる従来法の問題の発生原因について種
々調査した結果、従来法の場合に偏析改善効果が認めら
れなかったり、あるいは偏析がかえって悪化することが
起こるのは、基本的に圧下すべき凝固時期とその範囲が
不適正であることに起因していることを突止めた。

本発明者は、先に、特開昭６２−２７５５５６号公報に
おいて、鋳片の中心部が固相率０．１ないし０．３に相
当する温度となる時点から流動限界固相率に相当する温
度となる時点までの領域を単位時間当り０、５　ｍｍ／
ｍ／上２．５ｍｍ／分未満の割合で連続的に圧下し、鋳
片中心部が流動限界固相率に相当する温度となる時点か
ら固相線温度となるまでの領域は実質的な圧下を加えな
いようにした連続鋳造方法を提案した。

さらに、本発明者は、数多くの実験結果から、幾つかの
式を仮定し、該実験結果と照合することにより、さらに
進歩した連続鋳造方法を提案するに到った。

本発明の目的は、連続鋳造鋳片の厚み中心部にみられる
不純物元素の偏析を防止して均質な金属を得ることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第１の形態によれば、連続鋳造設備でスラブま
たはブルームを製造する方法において、２次冷却帯では
鋳片に対して軽圧下を付与し鋳片断面のＹ軸方向液相比
率０，１〜０．３の領域から完全凝固領域まで鋳造ロー
ル帯で行い、かつ鋳片長辺側の２次冷却域の幅を鋳片断
面のＸ軸方向液相比率の減少に伴い鋳型直下から順次減
少させることを特徴とする連続鋳造方法が提供される。

本発明の第２の形態によれば、連続鋳造設備の２次冷却
帯で鋳片に対してスプレー噴射を行うスプレー輻切り装
置であって、それぞれ遮断弁を有する複数のスプレーノ
ズルと、前記鋳片の未凝固幅を検出する未凝固幅検出器
と、該未凝固幅検出器により検出された鋳片の未凝固幅
に応じて前記複数のスプレーノズルの遮断弁を制御する
遮断弁制御装置とを具備するスプレー幅切り装置が提供
される。

〔作　用〕

本発明の連続鋳造方法によれば、連続鋳造設備の２次冷
却帯では鋳片に対して軽圧下が付与され、鋳片断面のＹ
軸方向液相比率０．１〜０．３の領域から完全凝固領域
まで鋳造ロール帯で行い、かつ鋳片長辺側の２次冷却域
の幅を鋳片断面のＸ軸方向液相比率の減少に伴って鋳型
直下から順次減少させるようになされる。

本発明のスプレー幅切り装置によれば、未凝固検出器に
より鋳片の未凝固幅が検出され、この検出された鋳片の
未凝固幅に応じて遮断弁制御装置が複数のスプレーノズ
ルの遮断弁を制御する。そして、複数のスプレーノズル
から噴射されるスプレー幅を鋳片の未凝固幅に一致させ
るようになされている。

これによって、連続鋳造鋳片の厚み中心部にみられるネ
純物元素の偏析を防止して均質な金属を得ることができ
る。

〔実施例〕

まず、第１図を参照して本発明に係る連続鋳造方法が適
用される連鋳機の一例を概略的に説明する。

第１図は本発明に係る連続鋳造方法が適用される連鋳機
で、具体的には、ツイン・キャスト円弧型の連鋳機の一
例を示す図である。同図に示されるように、本連鋳機に
おいて、溶鋼を満たした取鍋ｌはタンデイシュ２の上方
に置かれ、取鍋１内の溶鋼が底部のスライディングノズ
ル１１を経てタンデイシュ２内に注がれるようになされ
ている。

ここで、スライディングノズル１１は、取鍋１から注が
れた溶鋼を含むタンディジ５２全体の重量に応じて開度
が制御され、メニスカス（タンデイシュ内の湯面位置）
Ｍが一定となるようになされている。

タンデイシュ２内の溶鋼は、該タンデイシュの底部を塞
ぐストッパ２１を上下方向に移動制御することにより、
モールド３内に一定の割合で注入されるようになされて
いる。モールド３は、その底部も開放されており、モー
ルド３に注入された溶鋼は、冷却水が供給されるモール
ド３の側壁で冷却されて外側から凝固（１次冷却）する
ようになされている。モールド３により１次冷却された
溶鋼（鋳片）は、ローラで連続的に引き出されることに
なる。

モールド３から引き出された鋳片は、例えば、スフレ−
帯（スプレーロール）において、スプレー冷却され、さ
らに、複数のグループロールおよびピンチロールにより
曲げられて、圧下帯へ供給されるようになされている。

ここで本発明の連続鋳造方法が適用されるのは、例えば
、第１図の連鋳機の２次冷却帯においてである。

第２図は本発明による鋳造方向の鋳片断面を示す図であ
り、第３図は本発明による鋳造方向に対して垂直な鋳片
断面を示す図である。

第２図に示されるように、本発明の連続鋳造方法におＣ
）て、鋳片４は、鋳片断面のＹ軸方向液相比率（Ｙ軸方
向の未凝固率）が０．１〜０．３の領域から流動限界と
なる領域まで複数のロール５によって圧下されるように
なされている。ここで、隣接するロール間の距ｎ（ロー
ルピッチ）をＬ　（ｍ）とし、各ロールピッチ毎の圧下
量ｄ　（ｍｍ）とすると、圧下勾配はｄ／Ｌ　（ｍｍ／
ｍ）と表わされる。

第３図（ａ）中、破線で示されるように、従来の連続鋳
造方法による２次冷却のスプレーパターンは、鋳片断面
の未凝固幅（Ｘ方向）に関わらず、１本のスプレーノズ
ル６０から一定のパターンどされ、長辺側の全幅に渡っ
てスプレーを噴射して冷却を行うようになされていた。

そのため、従来方法では、既に凝固している部分、特に
、コーナー部および短辺の温度が低下することになって
いた。

その結果、第４図に示されるように、短辺の機械強度が
増大して所望の圧下量を得ることができないばかりか、
ロール５への負荷も増大してロールの寿命を著しく低下
させてしまうことにもなる。

第４図中、参照符号７は油圧式の押付はシリンダー、５
１はロール軸受けを示す。

これに対して、第３図（ａ）中、実線で示されるように
、本発明の連続鋳造方法による２次冷却のスプレーパタ
ーンは、鋳片断面の未凝固幅に対応して、複数本く例え
ば６本）設けられたスプレーノズル６１．６２．６３．
６４．６５．６６からのスプレーを制御するようになさ
れている。具体的に、鋳片断面の未凝固幅が広いときは
６水金てのスプレーノズル６１〜６６からスプレーを噴
射し、該未凝固幅が狭くなるに従って、順次、中央のス
プレーノズルだけをスプレー噴射するように、すなわち
、鋳片断面の未凝固幅が狭くなるのに対応して中央の４
本のスプレーノズル６２．６３．６４．６５および２本
のスプレーノズル６３．６４が選択されてスプレー噴射
する（第５図（ａ）参照）ようになされている。

これにより、第３図（ｂ）に示されるように、った（中
央部分が高温で両側部が低温）のが、本従来技術では鋳
片表面の温度分布が一応ではなか発明の連続鋳造方法に
よれば鋳片表面の温度分布が一応になる。すなわち、本
発明の連続鋳造方法では、χ方向の未凝固幅に合わせて
スプレーの幅切りを実施するため、コーナ一部の冷却（
短辺の冷却）が抑制され、表面温度は一定となる。この
結果、短辺の機械強度は増大せず、ロールによる圧下が
無理なくかつ所定の量確実に実施できろく第５図（ｂ）
参照）。

第６図は本発明を実現するスプレー幅切り装置の一例を
示す構成図である。同図に示されるように、スプレー幅
切り装置は、鋳片４の未凝固幅を検出する未凝固幅検出
器（または、演算器）６ａ１および、該未凝固幅検出器
６ａにより検出された鋳片４の未凝固幅の広さに応じて
、複数（例えば、６本）のスプレーノズル６１〜６６に
供給する水を遮断制御する遮断制御装置６ｂを備えてい
る。すなわち、遮断弁制御装置６ｂは、スプレーポンプ
６Ｃによりヘッダー管６ｄを介して送られる水の供給を
各スプレーノズル６１〜６６に設けられた遮断弁６１ａ
〜６′６ａにより制御するようになされている。

第７図は第６図のスプレー幅切り装置の制御動作を説明
するための図である。同図からも明らかなように、第６
図のスプレー幅切り装置は、未凝固幅検出器６ａにより
検出された未凝固幅ＷＬに一致するように、複数のスプ
レーノズル６１〜６６から噴射されるスプレー幅Ｗ、を
、各スプレーノズル６１〜６６に設けられた遮断弁６１
ａ〜６６ａおよび遮断弁制御装置６ｂにより制御するよ
うになされている。すなわち、鋳片４の未凝固幅ＷＬが
狭くなるに従って、スジｌノー噴射するスプレーノズル
は、６本のノズル６１．６２．６３．６４．６５．６６
から４本のノズル６２．６３．６４．６５へ、さらに、
２本のノズル６３．６４へと選択され、複数のスプレー
ノズルから噴射されるスプレー幅Ｗ、が鋳片の未凝固幅
Ｗ。

に一致するようになされている。

また、第７１！Ｉには、未凝固幅検出器６ａを構成する
超音波検出器群３ａ、３ｂ、ｇｃが示されている。例え
ば、超音波検出器群８ａは、鋳片の幅方向に一列に配置
された１２個の超音波検出器８ａｏ＋〜８　ａ１２で構
成され、各超音波検出器８ａｏ＋〜８ａ１２は、それぞ
れ超音波発信器と超音波受信器とで鋳片を挟むようにし
て構成されている。そして、各超音波受信器で対応する
超音波発信器から鋳片を介して伝えられる超音波を検出
し、その鋳片を介して検出された超音波の音速から鋳片
における未凝固幅を検出するようになされている。すな
わち、超音波が鋳片の未凝固領域（液相）を伝わる速度
は、鋳片の凝固領域（固相）を伝わる速度よりも遅いた
め、各超音波検出器８　ａｏｌ〜８　ａ１２により得ら
れた速度を分析することにより、鋳片の未凝固幅を検出
することができるのである。

ここで、鋳片の鋳造方向に対して上流に設けられた超音
波検出器群（例えば、８ａおよび８ｂ）を構成する超音
波検出器（例えば、８ａ０１〜８ａ１２および８ｂ０．
〜８１）ａｓ）の数は、鋳造方向に対して下流に設けら
れた超音波検出器群（例えば、８ａおよび８Ｇ）を構成
する超音波検出器（例えば、８ｂ０．〜８　ａｏａおよ
び８Ｃ０１〜８Ｃｏｓ）よりも多く設けられている。

以上において、鋳片の幅方向に複数本−列に配置された
スプレーノズル群は、例えば、第１図中の２次冷却帯に
おける複数個所に設けられ、その各位置における鋳片の
未凝固幅に対応したスプレー幅のスプレー噴射を行うよ
うになされている。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように、本発明に係る連続鋳造方法は、
連続鋳造設備の２次冷却帯では鋳片に軽圧下を付与し、
鋳片断面のＹ軸方向液相比率０．１〜０．３の領域から
完全凝固領域まで鋳造ロールで行うと共に、鋳片長辺側
の２次冷却域の幅を鋳片断面Ｘ軸方向液相比率の減少に
伴って鋳型直下から順次減少させることによって、連続
鋳造鋳片の厚み中心部における不純物元素の偏析を防止
して均質な金属を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る連続鋳造方法が適用される連鋳機
の一例を示す図、第２図は鋳造方向の鋳片断面を示す図、第３図は本発明
による鋳造方向に対して垂直な鋳片断面を従来技術と比
較して示す図、第４図は従来の連続鋳造方法における問
題点を説明するための図、第５図は、本発明の連続鋳造方法の具体例を説明するた
めの図、第６図は本発明を実現するスプレー幅切り装置の一例を
示す構成図、第７図は第６図のスプレー幅切り装置の制御動作を説明
するための図である。（符号の説明）１・・・取鍋、　　　　　　２・・・タンデイシュ、３
・・・モールド、　　　４・・・鋳片、５…ロール、６ａ・・・未凝固幅検出器（演算器）、６ｂ・・・遮断
弁制御装置、６Ｃ・・・スプレーポンプ、６ｄ・・・ヘッダー管、３ａ、ｓｂ、８ｃ・・・超音波検出器群、１１・・・ス
ライディングノズノベ２１・・・ストツバ、６１〜６６・・・スプレーノズル
、６１ａ〜６６ａ・・・遮断弁、Ｍ・・・メニスカス。

Claims

【特許請求の範囲】１、連続鋳造設備でスラブまたはブルームを製造する方
法において、２次冷却帯では鋳片に対して軽圧下を付与
し鋳片断面のＹ軸方向液相比率０．１〜０．３の領域か
ら完全凝固領域まで鋳造ロール帯で行い、かつ鋳片長辺
側の２次冷却域の幅を鋳片断面のＸ軸方向液相比率の減
少に伴い鋳型直下から順次減少させることを特徴とする
連続鋳造方法。２、連続鋳造設備の２次冷却帯で鋳片に対してスプレー
噴射を行うスプレー幅切り装置であってそれぞれ遮断弁
を有する複数のスプレーノズルと、前記鋳片の未凝固幅を検出する未凝固幅検出器と、該未凝固幅検出器により検出された鋳片の未凝固幅に応
じて前記複数のスプレーノズルの遮断弁を制御する遮断
弁制御装置とを具備するスプレー幅切り装置。３、前記複数のスプレーノズルは、前記鋳片の幅方向に
一列に配置され、前記遮断弁制御装置は、該複数のスプ
レーノズルにより噴射されるスプレー幅を該鋳片の未凝
固幅に一致させるように該複数のスプレーノズルの遮断
弁を制御するようになっている請求項第２項に記載のス
プレー幅切り装置。４、前記未凝固幅検出器は、前記鋳片の幅方向に一列に
配置され、該鋳片を挟むように設けられた複数対の超音
波発信器および超音波受信器を備え、該各超音波受信器
により前記鋳片を介して検出された超音波の音速により
、前記鋳片における未凝固幅を検出するようになってい
る請求項第２項に記載のスプレー幅切り装置。