JPH04238660A - 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】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】軽圧下においてさらに
解決すべき課題は、内部割れの低減防止である。軽圧下
起因の内部割れは通常未凝固割れで割れの内部には濃化
溶鋼が充填しており軽微な場合が多い、このような内部
割れは通常偏析線であるため後工程の分塊圧延条件によ
っては内部割れの個所にミクロマルテン、初析セメンタ
イトが発生し、圧延時の断線原因となる。本発明者等が
これら内部割れ発生機構について試験を繰返し研究した
結果、内部割れは矯正ロール歪が原因で発生し圧下帯で
拡大成長していることを知見した。このような内部割れ
は通常冷却の強化によって改善できる。しかし軽圧下法
において冷却の強化は鋳片の剛性を増大し、圧下量が確
保しにくくなる。

【０００６】本発明の目的は、矯正ロール帯の位置にお
ける鋳片の曲げを無理なく行い、連続鋳造鋳片の内部割
れを改善することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、鋳片を
曲げる曲げロール帯および／または該鋳片を矯正する矯
正ロール帯の位置における鋳片を、該鋳片の伸長する面
を低温側で該鋳片の短縮する面を高温側にせしめ、前記
曲げロール帯または矯正ロール帯の位置における鋳片は
、該鋳片の伸長する面に放射される水量を多く、該鋳片
の短縮する面に放射される水量を少なくすることを特徴
とする連続鋳造方法が提供される。

【０００８】さらに、本発明によれば、鋳片の中心固相
率が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
単位時間当たり０．５ｍｍ／分以上２．５ｍｍ／分未満
の割合で連続的に引き抜く溶融金属の連続鋳造方法であ
って、前記鋳片を曲げる曲げロール帯および／または該
鋳片を矯正する矯正ロール帯の位置における鋳片を、該
鋳片の伸長する面が低温側で該鋳片の短縮する面が高温
側となるように制御したことを特徴とする連続鋳造方法
が提供される。

【０００９】

【作用】本発明の連続鋳造方法によれば、鋳片を曲げる
曲げロール帯と鋳片を矯正する矯正ロール帯との一方、
または、両方の位置における鋳片は、該鋳片の伸長する
面が低温側とされ、該鋳片の短縮する面が高温側とされ
て温度差が設けられる。ここで、曲げロール帯または矯
正ロール帯の位置における鋳片は、該鋳片の伸長する面
に放射する水量を多くして低温側とし、該鋳片の短縮す
る面に放射する水量を少なくして高温側とすることがで
きる。

【００１０】さらに、本発明の連続鋳造方法によれば、
鋳片の中心固相率が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
点までの領域で単位時間当たり０．５ｍｍ／分以上２．
５ｍｍ／分未満の割合で連続的に溶融金属が引き抜かれ
る。そして、鋳片を曲げる曲げロール帯と鋳片を矯正す
る矯正ロール帯との一方、または、両方の位置における
鋳片は、該鋳片の伸長する面が低温側で該鋳片の短縮す
る面が高温側となるように制御される。

【００１１】これによって、曲げロール帯または矯正ロ
ール帯の位置における鋳片の曲げが無理なく行われ、連
続鋳造鋳片の内部割れを改善することができる。

【００１２】

【実施例】まず、図１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。図
１は本発明に係る連続鋳造方法が適用される垂直曲げ型
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１はタンディ
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を経てタンディシュ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１
１は、取鍋１から注がれた溶鋼を含むタンディシュ２全
体の重量に応じて開度が制御され、メニスカス（タンデ
ィシュ内の湯面位置）Ｍが一定となるようになされてい
る。

【００１３】タンディシュ２内の溶鋼は、該タンディシ
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（一
次冷却）するようになされている。モールド３により一
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。

【００１４】モールド３から引き出された鋳片は、垂直
部（ゾーンＮｏ．Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ）を経て、垂直曲げ
ロール部（ゾーンＮｏ．　ＩＩＩ，ＩＶ）に送られて曲
げられる。さらに、二次冷却が行われつつ矯正ロール部
（ゾーンＮｏ．　Ｖ，ＶＩ，ＶＩＩ，ＶＩＩＩ）　に送
られて矯正されるようになされている。 ここで、本実施例の連鋳機は、鋳片を曲げる曲げロール
帯と鋳片を矯正する矯正ロール帯との一方、または、両
方の位置における鋳片が、該鋳片の伸長する面が低温側
で該鋳片の短縮する面が高温側となるようにして送られ
る。具体的に、鋳片の短縮する面に放射される水量は少
なくされて高温側となるようにされ、また、鋳片の伸長
する面に放射される水量は多くされて低温側となるよう
にされる。

【００１５】また、本連鋳機は、鋳片の中心固相率が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の軽圧下
ゾーンの位置になるようにされ、該軽圧下ゾーンにおい
て、鋳片は単位時間当たり０．５ｍｍ／分以上２．５ｍ
ｍ／分未満の割合で軽圧下されるようになされている。 以下、本発明に係る連続鋳造方法を従来方法と比較して
詳述する。

【００１６】図１に示されるような連鋳機において、鋳
片の内部割れは主に垂直曲げロール部と矯正ロール部が
起点となり発生していると推定される。これらの内部割
れ防止対策として矯正歪発生時の中立軸の移動による歪
低減と上面シェルと下面シェルのズレによる歪低減およ
び超緩冷による熱歪低減を期待した冷却条件変更を行う
ことにより、内部割れの防止効果と、鋳片の圧下挙動お
よび偏析を改善することができる。

【００１７】

【表１】

【００１８】上記表１の鋳造条件および下記の表２（テ
ストパターン６）並びに表３（テストパターン５）の冷
却条件により所定の鋳片（Ｓ４８Ｃ）を鋳造した。

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】表２および表３に示されるように、テスト
パターン６（比水量＝０．３１　１／ｋｇ、以下超緩冷
と略す）は、超緩冷により熱歪の低減を狙った冷却パタ
ーンで、図２に示すごとくモールド直下（ゾーンＩ，Ｉ
Ｉ）の温度降下をできるだけ防止している。すなわち、
図２は、従来より一般に行われている連続鋳造方法で、
鋳片の両面（Ｌ面およびＦ面）を温度差をつけることな
く一定温度に冷却したものを示している。従って、鋳片
のＬ面およびＦ面は同じ温度のまま、垂直部から軽圧下
ゾーンへ送られることになる。

【００２２】またテストパターン５（比水量＝０．５２
　１／ｋｇ、以下ＬＦ冷却と略す）は、ＬＦ冷却と短辺
ズレの実現を指向した条件で、矯正ロール帯においてＬ
面温度をできるだけ下げ、またＦ面温度をできるだけ上
げることを目的に、ゾーンＶ〜ＶＩＩＩのＬ面冷却水は
設備の最大（Ｍａｘ）　とし、Ｆ面冷却水は設備の最小
（Ｍｉｎ）　したものである。すなわち、矯正ロール帯
（ゾーンＶ〜ＶＩＩＩ）　の位置における鋳片は、該鋳
片の伸長する面（この場合は、Ｌ面）が低温側で、該鋳
片の短縮する面（この場合は、Ｆ面）が高温側となるよ
うに、具体的に、Ｌ面の冷却水を最大とし、Ｆ面の冷却
水を最小として冷却制御される。 同様に、曲げロール帯（ゾーン（ＩＩ），ＩＩＩ，ＩＶ
）の位置における鋳片は、該鋳片の伸長する面（この場
合はＦ面）が低温側で、該鋳片の短縮する面（この場合
は、Ｌ面）が高温側となるように、具体的に、Ｆ面の冷
却水を最大とし、Ｌ面の冷却水を最小として冷却制御さ
れる。ここで、短辺冷却水はゾーンＩ〜ＶＩＩＩともに
設備最小（Ｍｉｎ）とし短辺温度降下の防止を図り短辺
のズレが実現しやすい条件とした。このような冷却条件
で鋳造した場合の鋳片表面温度挙動を伝熱計算より算出
して図３に示す。すなわち、図３は、本発明の連続鋳造
方法により、鋳片の伸長する面（矯正ロール帯ではＬ面
、曲げロール帯ではＦ面）を低温側とし、鋳片の短縮す
る面（矯正ロール帯ではＦ面、曲げロール帯ではＬ面）
を高温側として冷却したものを示している。なおモール
ドの冷却水はいずれも緩冷却でＦＬ：１０００１／ｍｉ
ｎ　、ＮＳ：６６６　１／ｍｉｎ　とした。

【００２３】図４は、本発明の連続鋳造方法による内部
割れ改善効果を説明するための図である。同図から明ら
かなように、図２の従来の連続鋳造方法により得られた
鋳片では、内部割れの総長さ（上面割れ）が、図３の本
発明の連続鋳造方法により得られた鋳片よりも大幅に改
善されていることが示される。

【００２４】

【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、鋳片を曲げる矯正ロール帯の位置におけ
る鋳片を該鋳片の伸長する面を低温側とし、該鋳片の短
縮する面を高温側とすることによって、矯正ロール帯の
位置における鋳片の曲げを無理なく行い、軽圧下により
連続鋳造鋳片の偏析を改善しつつ内部割れも改善するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続鋳造方法が適用される垂直曲
げ型の連鋳機の一例を示す図である。

【図２】超緩冷鋳片の表面温度挙動を示す図である。 （従来例）

【図３】ＬＦ冷却鋳片の表面温度挙動を示す図である。 （本発明）

【図４】本発明の連続鋳造方法による内部割れ改善効果
を説明するための図である。

【符号の説明】

１…取鍋 ２…タンディシュ ３…モールド １１…スライディングノズル ２１…ストッパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋳片を曲げる曲げロール帯および／ま
   たは該鋳片を矯正する矯正ロール帯の位置における鋳片
   を、該鋳片の伸長する面を低温側で該鋳片の短縮する面
   を高温側にせしめ、前記曲げロール帯または矯正ロール
   帯の位置における鋳片は、該鋳片の伸長する面に放射さ
   れる水量を多く、該鋳片の短縮する面に放射される水量
   を少なくすることを特徴とする連続鋳造方法。
2. 【請求項２】　　鋳片の中心固相率が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たり０．５
   ｍｍ／分以上２．５ｍｍ／分未満の割合で連続的に引き
   抜く溶融金属の連続鋳造方法であって、前記鋳片を曲げ
   る曲げロール帯および／または該鋳片を矯正する矯正ロ
   ール帯の位置における鋳片を、該鋳片の伸長する面が低
   温側で該鋳片の短縮する面が高温側となるように制御し
   たことを特徴とする連続鋳造方法。