JPH0422553A - 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］ 本発明は連続鋳造の厚み中心部に見られる不純物元素、
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法に関す
るものである。

〔従来の技術］ 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まし
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０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
歩留向上およ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成品の均質性を著しく損ない、
製品の使用工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り流動し、固液界面近傍
の濃化溶鋼を洗いだし、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。

このような流動原因としては、凝固収縮のほかロール間
の鋳片バルジングやロールアライメント不整等があるが
、これらのうち最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
が液相線温度から固相線温度に至るまての間鋳片の凝固
収縮を補償する量以上の−か゛ 定割合で圧下する方法中知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

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。

本発明者等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、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のは、基本的に圧下すべ
き凝固時期とその範囲が不適正なためであることを突き
止めた。

すでに、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０．５ｍｍ／分以上２．５
ｍｍ／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に圧下を加えないようにした
連続鋳造方法が開示されている。

さらに本発明者は数多くの実験を推進した結果、軽圧下
による偏析改善効果を確実にするためにはロール毎の圧
下時期と圧下量を定量化し、これらを制御することが不
可欠であることを認識した。

〔課題を解決するための手段］ 本発明の要旨は、凝固末期に圧下量を制限しないフリー
圧下ロールによる鋳片の圧下量を少なくとも２箇所以上
測定し、短辺凝固幅Ｂｉを算出することにより圧下凝固
時期を定量化し、適正な圧下時期となるように圧下ロー
ルを変更することにより制御することを特徴とする連続
鋳造法である。この場合、測定圧下量を用いてｆｌ）式
によりａ、ｍを決定し、これらの値と予め算出しておい
たＫｉを用いて（４）式により算出したロール毎の短辺
凝固幅Ｂｉの値に基づき、適正な圧下時期になるように
圧下ロールを変更することにより制御することは好まし
い。

ｍ　＝　Ｉ　Ｉ２ｏｇ　ｉＫ＋Ｂ＋／ＬＢｄ　）／　（
’２　ｏｇｆｔ＋／ｌｚ）　）ｆｌ）ａ＝に１Ｂ＋／ｌ
＋”　　または　ａ　＝　Ｋ２Ｂｘ／ｌｚ’　　（２）
Ｋ１・Ｂ２８よびに２　・Ｂ２測定した１ロールの圧下
量から（３）式を用いて逆算する。

Ｐ＝に−Ｂ　　Ｒ４ｈ　　　　　　　（３）Ｋｉ−Ｅｉ
＝ａ−ｔｉ’″　　　　　　　　（４）Ｐ：ロール反力
（ｋｇｌ　（圧下力）、に：変形抵抗（ｋｇ／ｍｍ”）
、　Ｂ　：短辺凝固幅　（ｍｍ）２ＸＤ、Ｄ：短辺凝固
厚（ｍｍｌ、Ｒロール半径（ｍｍ）、△ｈ二１ロール当
たりの圧下量（ｍｍ）　、添字ｉ：各ロールＮｏ、、ｔ
　　モールドメニスカスからの経過時間 〔作　用ｊ 本発明者は、　３０Ｑｘ　５（１（１ｍｍ　８片の場合
につぃて、多本数ロールの全圧下量とロール反力との間
に（３）式の関係が成立することを知見した。この結果
に基づくと、バルジング等が無視できる場合、ロール毎
の圧下量は（５）式となる。（５）式におけるｉロール
位置の短辺凝固幅Ｂｉはメニスカスからの経通時間の関
数であり、Ｂｉ＝Ａ−ｔｉと近似できる。

△ｈ　ｉ　＝　（Ｐｉ”／Ｒｉｌ・（１／Ｋｉ・Ｂｉｔ
　”　　　　　　（５）△Ｈ＝Σ△ｈｉ そこで、各ロール位置のＫ１−Ｂ１と凝固時間（ｔｌ）
との関係を（４）式の如く近似し、少なくとも２つ以上
の圧下ロールの圧下量△ｈｉを測定し、ｆｌ、）　、　
　＋２）　、　　＋３）によりａ、ｍの値が決定できる
。ａｌｍの値が明らかになれば、各圧下ロール位置のに
１・Ｂｉは鋳片のモールドメニカスから当該ロールまで
移動するに要した時間ｔｉを用いて（４）式により決定
できる。

Ｋ１−Ｂ１のうち鋳片の変形抵抗Ｋｉの値は伝熱計算に
より算出したＢｉと本手法で算出した（４）式により予
め決定しておけば、１０一ル位置の短辺凝固幅Ｂｉはａ
、ｍ、Ｋｉを用いて計算できる。以上ごとく算出したＢ
ｉは、Ｂｉと鋳片の厚み中心固相率ｆｓの関係から中心
固相率ｆｓに換算することができる。なお、短辺凝固幅
Ｂ１と鋳片の厚み中心固相率ｆｓの関係は冷却条件によ
らず一定となる６本発明により軽圧下における圧下ロー
ル毎の圧下時期を定量的に把握することが可能になり、
この結果に基づき圧下ロールを変更することにより圧下
時期を制御することができ、偏析のない均質な鋼材を安
定して得ることが可能となる。

［実施例］ 実施例１ 試験を実施した連鋳機の概略を第１図に示し、鋳造した
溶鋼組成の代表例を表１に示す。試験連鋳機はセグメン
ト圧下方式ではなく、圧下ロールは独立している。圧下
ロール前後の鋳片厚の測定方法の概略を第２図に示す。

鋳片は大型のノギスを用いて測定した。測定結果を表２
に示し、得られたに−Ｂをモメニメニスカスからの経過
時間ｔの関数として（６）式に示す、短辺凝固幅Ｂ１は
（６）式と予め測定したＫとｔの関係（７）式を用いて
算出することが可能である。また＋６）　、　　（７）
式から計算したＢｉは、第３図に示す伝熱計算により算
出したＢ１と厚み中心固相率の関係から鋳片の厚み中心
固相率に換算できる。

Ｋ　−Ｂ　＝　８．５ｔ　′８’　　　　　　　　　（
６）Ｋ＝　３．ｓｔｏ”　　　　　　　　　（７１以上
のごとく測定した鋳片の厚み中心固相率と各圧下ロール
位置との関係を第４図に示す。

表　　１ （％） 表 実施例２ 試験を実施した連鋳機および溶鋼組成の概略は実施例１
と同じである。本試験では電磁撹拌により凝固組織を改
善し、上面等軸晶率５％以上を確保している。本法で測
定した圧下帯入ロロールの鋳片厚み中心固相率が０．１
より小さくならないように、圧下ロールの圧下油圧を変
えることにより変更した。鋳造方向７ｍピッチでカット
サンプルを採取し、得られた本法の鋳片偏析を従来法と
比べ第５図に示す。本法は従来法と比べ、偏析の悪い鋳
片部位がなく、偏析のない均質な鋳片が安定して得られ
ることが分る。

実施例３ 試験を実施した連鋳機および溶鋼組成の概略は実施例１
と同じである。本試験では高温鋳造により等軸晶はなく
、上面等軸晶率ゼロ％である０本法で測定した圧下帯入
ロロールの鋳片厚み中心固相率が０２５より小さくなら
ないように、圧下ロールのロール間隔に装入したスペー
サー厚を変更することにより圧下ロールを変更した０本
法により得られた鋳片の偏析レベルを従来法と比べ第６
図に示す。本法は従来法と比べ、偏析の悪い鋳片部位が
なく、偏析のない均質な鋳片が安定して得られることが
分る。

［発明の効果］ 以上のごとく１本法により圧下ロール毎の圧下凝固時期
を判定し、圧下時期が適正になるよう圧下ロールを変更
することにより鋳片鋳造方向の偏析のバラツキは小さく
なり、鋳片偏析のない均質な鋳片が安定して得られる。

【図面の簡単な説明】

（′＞ 第１図＃実験を実施した連鋳機の概略を示す図、 第２図は測定方法の概略を示す図、 第３図は短辺凝固幅と鋳片厚み中心固相率の関係を示す
図、 第４図は圧下ロール毎の鋳片厚み中心固相率を示す図、 第５図および第６図は従来法と本法の偏析レベルの比較
を示す図である。 １・・・モールド、 ２・・・圧下帯、 ３・・・［鎖撹拌、 ４・・圧下ロール、 ５・・・鋳片。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝固末期に圧下量を制限しないフリー圧下ロール
   による鋳片の圧下量を少なくとも２箇所以上測定し、短
   辺凝固幅Ｂｉを算出することにより圧下凝固時期を定量
   化し、適正な圧下時期となるように圧下ロールを変更す
   ることにより制御することを特徴とする連続鋳造法。
2. （２）測定圧下量を用いて（１）式によりａ、ｍを決定
   し、これらの値と予め算出しておいたＫｉを用いて（４
   ）式により算出したロール毎の短辺凝固幅Ｂｉの値に基
   づき、適正な圧下時期になるように圧下ロールを変更す
   ることにより制御する請求項１項記載の連続鋳造法。 ｍ＝｛ｌｏｇ（Ｋ＿１Ｂ＿１／Ｋ＿２Ｂ＿２）｝／｛ｌ
   ｏｇ（ｔ＿１／ｔ＿２）｝（１）ａ＝Ｋ＿１Ｂ＿１／ｔ
   ＿１＾ｍまたはａ＝Ｋ＿２Ｂ＿２／ｔ＿２＾ｍ（２）Ｋ
   ＿１・Ｂ＿１およびＫ＿２・Ｂ＿２測定した１ロールの
   圧下量から（３）式を用いて逆算する。 Ｐ＝Ｋ・Ｂ√（Ｒ・Δｈ）（３） Ｋｉ・Ｂｉ＝ａ・ｔｉ＾ｍ（４） Ｐ：ロール反力（ｋｇ）（圧下力）、Ｋ：変形抵抗（ｋ
   ｇ／ｍｍ＾２）、Ｂ：短辺凝固幅（ｍｍ）２×Ｄ、Ｄ：
   短辺凝固厚（ｍｍ）、Ｒ：ロール半径（ｍｍ）、△ｈ：
   １ロール当たりの圧下量（ｍｍ）、添字ｉ：各ロールＮ
   ｏ．、ｔ：モールドメニスカスからの経過時間