JPH06126405A - 連鋳ストランドの軽圧下方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 未凝固部を有する連鋳ストランドを圧下し、
中心偏析とセンターポロシティーの生成を防止して鋳片
の内質改善を図り、分塊や加熱工程を省略して製造コス
トの大幅な削減を意図する軽圧下方法を提供する。 【構成】 タンディッシュ内溶鋼の加熱度を５０℃以下
に調整してモールドに注入し、これに電磁気力を作用さ
せて攪拌し、さらにストランド横断面中心部の固相率が
０．１〜０．８である範囲において、ストランド中央相
当位置に突起部を有する圧下ロールによりストランド幅
中央部の前記ロール設置位置における固相率が０．６で
定義されるストランド未凝固部幅より広く、且つストラ
ンドの幅より狭い範囲であって、固相率が０．７〜１．
０で定義されるストランドの未凝固部幅に対応させて５
〜５０ｍｍ圧下する軽圧下方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、未凝固部を有する連鋳
ストランドを圧下し、中心偏析とセンターポロシティー
の生成を防止して鋳片の内質改善を図る連鋳ストランド
の軽圧下方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連鋳鋳片の偏析を改善する方法として
は、従来より凝固組織を微細化し偏析の分散を図る低温
鋳造法，低速鋳造法や、また鋳型内や２次冷却帯等での
電磁攪拌技術が開発され、中心偏析の改善に寄与してき
たが、これらの技術を単独または単に組合せただけで
は、偏析が激しい鋼種や偏析許容レベルが厳しい偏析厳
格材に対してはその効果は十分と言えず、センターポロ
シティーの改善も不十分であった。

【０００３】一方特公昭５９−１６８６２号，特公昭５
９−３９２２５号，特公昭６２−３４４６０号，特公平
２−５６９８２号公報等には、凝固末期に鋳片をロール
で圧下し、凝固収縮に基づく濃化溶鋼の流動を抑え、中
心偏析を改善する凝固末期軽圧下の方法が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特公昭５９−１６８６
２号公報では、鋳片の液相線クレータ先端と固相線クレ
ータ先端を、１対もしくは複数対のロールで１対のロー
ル当りの圧下率を１．５％以下とする圧下方法が開示さ
れている。

【０００５】特公昭５９−３９２２５号公報では、タン
ディッシュの溶鋼加熱度を３０〜７０℃に調整してモー
ルドに注入し、鋳片のクレーターエンド近傍で０．５〜
２．０ｍｍ／ｍの圧下を加えることを特徴とする連続鋳
造方法が提案されている。

【０００６】特公昭６２−３４４６０号公報で開示され
ている偏析改善方法は、溶鋼を電磁攪拌しながら、固相
線クレータ先端から少なくとも２ｍの範囲を、ロールピ
ッチが４５０ｍｍ以下の圧下ロールで圧下率０．５ｍｍ
／ｍ以上で圧下する方法である。

【０００７】これらの発明では圧下するロール形状は特
に規定されていないが、通常用いられるロール軸方向に
径が一定のフラットロールを想定したものと推定され
る。

【０００８】特公平２−５６９８２号公報には、厚未凝
固率５５％以上の鋳片に、ロール軸方向に径が異なり、
鋳片側面側より鋳片幅中央部該当部で径が大きい圧下ロ
ールで、圧下率０．４〜１０％の圧下加える偏析改善方
法が開示されているが、突起部の範囲については何等触
れられていない。

【０００９】また本発明者らが種々検討した結果では、
上記それぞれの方法を適用しても、特に圧下帯が鋳造長
手方向に狭い場合には偏析やセンターポロシティーの改
善効果が不十分であったり、あるいはそれらの改善効果
にバラツキ認められた。

【００１０】一方、改善効果の安定化を狙い鋳片の引抜
き方向に圧下範囲を拡大し、未凝固厚の小さい中心部固
相率（鋳片断面中心位置の固相の重量分率）が高い位置
で圧下する場合は特に鋳片の剛性が高く、必要とする圧
下量，圧下勾配を達成するに要する圧下力は大幅に増大
する。またそれに耐えられるよう、圧下装置の強度，剛
性を大幅にアップする必要がある。

【００１１】本発明は、上記課題を解決し、従来の軽圧
下方法において必ずしも十分とは言い得なかった内質改
善効果を更に高めると共に、安定して常に偏析が良好な
鋳片を製造し、さらにこの軽圧下をより経済的に実現す
る連鋳ストランドの軽圧下方法を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、凝固収縮補償
により濃化溶鋼の流動を防止して中心偏析を改善する凝
固末期軽圧下において、圧下帯の延長や高固相率位置で
の圧下に伴う所要圧下力や設備強度の大幅な増大を防止
し、圧下装置の負荷及び設備費の軽減を図り、より経済
的に、しかも内質改善効果が大きい軽圧下を実現するた
めの軽圧下方法に関わり、その要旨とするところは以下
の通りである。

【００１３】鋼の連続鋳造に際し、タンディッシュ内溶
鋼の加熱度を５０℃以下に調整してモールドに注入し、
ストランド内の溶鋼に電磁気力を作用させて攪拌し、さ
らにストランド横断面中心部の固相率が０．１〜０．８
である範囲において、ストランド中央相当位置に突起部
を有する圧下ロールによりストランド幅中央部の前記ロ
ール設置位置における固相率が０．６で定義されるスト
ランド未凝固部幅より広く、且つストランドの幅より狭
い範囲であって、固相率が０．７〜１．０で定義される
ストランドの未凝固部幅に対応させて下流側ほど同一乃
至狭い幅の範囲を５〜５０ｍｍ圧下することを特徴とす
る連鋳ストランドの軽圧下方法である。

【００１４】

【作用】連鋳鋳片の中心偏析は凝固収縮に基づく濃化溶
鋼の流動に起因しており、従って中心偏析の改善を図る
にはこの濃化溶鋼の流動を抑制し、その中心部への集積
を防止することが重要である。一方センターポロシティ
ーは、鋳片中心部で凝固が進行し固液共存相における給
湯性が失われると凝固収縮による体積が補われないため
に生成する。

【００１５】本発明者らは、未凝固部を有する連鋳スト
ランドを圧下する凝固末期軽圧下で、凝固末期の濃化溶
鋼の流動，集積を防止すると共に、センターポロシティ
ーの圧着を図る技術条件について種々検討し、効果的に
しかも安定してそれらを実現する技術条件を見出し、更
にその条件を効率的に実現する圧下方法を開発したもの
である。

【００１６】その条件の一つは、タンディッシュ内の溶
鋼加熱度を５０℃以下に調整してモールドに注入し、か
つストランド内の溶鋼に電磁気力を作用して攪拌し、鋳
片中心部の凝固組織を微細な等軸晶にすることである。

【００１７】凝固組織を微細な等軸晶にすることによ
り、凝固収縮量，固液共存相内の流動性および流動抵抗
の分布が断面内でより均一化され、中心部の流動抵抗は
増大するため鋳片中心部での濃化溶鋼の流動及びその中
心部への集積が軽減される。

【００１８】凝固組織の微細等軸晶化により等軸晶の充
填密度は高まるので、センターポロシティーも分散さ
れ、改善される。しかし低温鋳造や電磁攪拌による凝固
組織の微細化では、濃化溶鋼の流動や集積，センターポ
ロシティーの生成は充分に防止できない。

【００１９】さらに一層の中心偏析やセンターポロシテ
ィーを改善するための要件とは、凝固末期軽圧下により
凝固収縮を補償することで凝固末期流動の駆動力を減少
し、濃化溶鋼の流動を抑制することである。

【００２０】本発明者らはこの凝固末期軽圧下の圧下条
件について検討を加え、より良好な偏析レベルを安定し
て達成するための条件を明らかにした。その条件とは、
中心部固相率が０．１〜０．８の範囲において、連鋳ス
トランドを５〜５０ｍｍの圧下することである。

【００２１】中心部固相率が０．１未満ではストランド
中心部及び周辺部共顕著な流動は認められず、中心部固
相率が流動限界固相率の０．８以上では濃化溶鋼は流動
できないため、その間の０．１〜０．８において収縮補
償をしてやればよく、安定した改善効果を得るには、こ
の範囲においてできるだけ広い範囲を圧下することが好
ましい。

【００２２】本発明者らが検討した結果によれば、圧下
量は圧下を加えるロール形状，圧下範囲といった圧下条
件によるが、何れの条件においても、偏析改善効果を得
るには中心部固相率が０．１〜０．８の範囲で５ｍｍ以
上圧下する必要があり、一方圧下量が５０ｍｍ以上で
は、何れの条件においても顕著な内部割れや逆Ｖ偏析が
発生し、それらによる鋳片内質の劣化を防止できなかっ
た。

【００２３】なお本発明での圧下量とは、圧下ロールに
よる鋳片幅中央部の厚み減少量で、全圧下ロールによる
厚み減少量を言う。

【００２４】一方軽圧下による改善効果の安定化を図る
には、表面で加えた変形がより効果的に凝固界面に到達
し、未凝固部の凝固収縮量を補償できる圧下方法を採用
する必要があり、そのような効果的圧下は剛性の高いス
トランド側面近傍の圧下を回避して、中心偏析が生成す
るストランド幅中央部のみを圧下することが可能なロー
ルを圧下ロールとして採用することにより実現される。

【００２５】このような観点から圧下用ロール形状につ
いて検討を重ねた結果、図１に示すように圧下用ロール
１には鋳片幅中央部該当位置に突起部１ａを有し、その
突起部の幅Ｗが固相率０．６で定義される未凝固部の幅
より広く、ストランド２の幅より狭く設定したロール１
とし、しかも、より下流側に位置する圧下ロールあるい
は圧下ロール群ほど固相率０．７〜１．０で定義される
鋳片未凝固部幅の減少に対応させて突起部の幅Ｗを狭く
することが最適なことが判明した。

【００２６】上記方法では、常にストランド幅方向に偏
析が生成する領域のみを圧下することができ、圧下ロー
ルにより剛性の高いストランド側面近傍の圧下を回避し
て、中心偏析が生成するストランド幅中央部のみを圧下
することが可能となる。

【００２７】突起部の幅Ｗを固相率０．６で定義される
未凝固部の幅より広く設定するのは、それ以下に狭くす
ると凝固界面が幅方向に引張られて内部割れが生成しや
すくなり、圧下も内部に浸透し難くなるばかりか、鋳片
横断面で偏析が眼鏡状に残留するのを回避するためであ
る。

【００２８】圧下ロールの突起部の幅Ｗの減少は、固相
率０．７〜１．０の範囲なら何れの固相率で定義される
鋳片未凝固部幅の減少に対応させても良いが、このよう
に対応させることにより、特に中心部固相率が高い部分
においても効率的な圧下が維持され、偏析改善効果の安
定及び所要圧下力の大幅削減が達成される。

【００２９】この突起部の幅Ｗは、各圧下ロール毎に上
記未凝固幅に対応させて減少させるのが内質改善上から
理想であるが、実際上はロールの互換性，製造や管理上
の手間を考えると、例えば４〜６本といったロール群毎
に突起部の幅Ｗを変更するのが得策であり、そうした場
合の内質改善効果は、ロール毎に変更した場合と実質上
大差は無いと考えられる。

【００３０】圧下ロールの突起部の頂上は、ロール摩耗
を防止する上からはなるべく平坦な形状が好ましく、ま
た圧延工程において折れ疵等の表面疵を発生させないた
めには、突起部の形状はその両端部が適度な曲率，ある
いはある程度緩やかな勾配を持った曲面で構成される形
状が好ましい。

【００３１】更に連鋳ストランドを圧下する際、ロール
の肩部においても連鋳ストランドを圧下すると、接触面
積が増加して所要圧下力は大幅に増大するため、突起部
の高さは、そのようなロール肩部での圧下を避ける様な
高さに設定することが好ましい。

【００３２】また本発明の圧下方法によれば、鋳片の剛
性が高い部分を圧下しないので、必要とする圧下量，圧
下勾配を達成するに要する圧下力は大幅に削減でき、そ
の結果、圧下装置の強度，剛性を大幅に減少できるの
で、設備投資を抑制できる。

【００３３】

【実施例】以下本発明の実施例，並びに比較例について
説明し、本発明の効果について述べる。

【００３４】図２は、本発明方法を実施するに好適な設
備の概略を示す略側面図である。先ずタンディッシュ６
内における溶鋼の加熱度を５０℃以下に調整してモール
ド７に注入し、かつモールド内電磁攪拌装置８及び２次
冷却帯９に設置した電磁攪拌装置１０によりストランド
内の溶鋼を攪拌する。

【００３５】２次冷却帯９の下流側に軽圧下装置１１を
設け、この圧下域の中心部固相率が０．１〜０．８の範
囲になるよう鋳造速度等の鋳造条件を設定し、軽圧下装
置１１において鋳片に５〜５０ｍｍの軽圧下を加えた。

【００３６】さらに前記図１に示した圧下ロールの突起
部１ａの幅Ｗは、軽圧下装置１１の下流側に位置する圧
下ロール１ほど固相率０．７で定義される鋳片未凝固部
幅の減少にほぼ対応するように、３００ｍｍから１００
ｍｍまで軽圧下セグメント毎に５０ｍｍづつ狭くした。
この圧下ロール１の径は、ネック部で３３０ｍｍφ，突
起部３８０ｍｍφとした。

【００３７】本実施例では、Ｓ４５Ｃ鋼を断面が３５０
ｍｍ・５６０ｍｍのブルームに鋳造した。鋳造条件，圧
下条件および中心偏析，センターポロシティー，内部割
れ発生状況を調査した結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】この表１において、中心偏析は鋳片縦断面
のエッチプリント評点で、センターポロシティーは透過
Ｘ線でそれぞれ調査して評点付けし、内部割れはサルフ
ァープリントで評価した。

【００４０】本表より本発明を適用した鋳片では内部割
れの発生させることなく、比較材に比べ中心偏析評点、
センターポロシティー評点が大幅に改善されている。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の連鋳ストラ
ンドの軽圧下方法を適用することにより、鋼の連鋳工程
で生成する中心偏析やセンターポロシティー等の大幅な
改善が可能となる。

【００４２】これらの鋳片内質の大幅な改善が図られる
ことにより、従来偏析対策として実施していた拡散熱処
理が省略でき、成品特性上必要な圧下比が低減されるこ
とにより、小断面での鋳造が可能になる。それに伴って
分塊工程や加熱工程が省略され、製造コストを大幅に削
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる圧下ロールの断面を示す模式図
である。

【図２】本発明方法を実施するに好適な設備の概略を示
す略側面図である。

【符号の説明】

１ 圧下用ロール １ａ ロールの突起部 ２ 連鋳ストランド ３ 凝固シェル ４ 未凝固部 ５ 固相率０．７の等固相率線 ６ タンディッシュ ７ モールド ８ モールド内電磁攪拌装置 ９ ２次冷却帯 １０ ２次冷却帯の電磁攪拌装置 １１ 凝固末期軽圧下装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石山 和雄 北海道室蘭市仲町12 新日本製鐵株式会社 室蘭製鐵所内 (72)発明者 堀江 隆 北海道室蘭市仲町12 新日本製鐵株式会社 室蘭製鐵所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼の連続鋳造に際し、タンディッシュ内
   溶鋼の加熱度を５０℃以下に調整してモールドに注入
   し、ストランド内の溶鋼に電磁気力を作用させて攪拌
   し、さらにストランド横断面中心部の固相率が０．１〜
   ０．８である範囲において、ストランド中央相当位置に
   突起部を有する圧下ロールによりストランド幅中央部の
   前記ロール設置位置における固相率が０．６で定義され
   るストランド未凝固部幅より広く、且つストランドの幅
   より狭い範囲であって、固相率が０．７〜１．０で定義
   されるストランドの未凝固部幅に対応させて下流側ほど
   同一乃至狭い幅の範囲を５〜５０ｍｍ圧下することを特
   徴とする連鋳ストランドの軽圧下方法。