JPH0616922B2 - Casting method for wire slab with excellent wire drawability - Google Patents

Casting method for wire slab with excellent wire drawability

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JPH0616922B2
JPH0616922B2 JP3308489A JP3308489A JPH0616922B2 JP H0616922 B2 JPH0616922 B2 JP H0616922B2 JP 3308489 A JP3308489 A JP 3308489A JP 3308489 A JP3308489 A JP 3308489A JP H0616922 B2 JPH0616922 B2 JP H0616922B2
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wire
slab
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casting
solidification
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弘文 前出
正巳 和島
隆治 渡辺
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、伸線用材料であって主として鋼線材を製造す
るための素材となる線材用鋳片の鋳造方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for casting a wire slab, which is a material for wire drawing and is mainly used for producing a steel wire.

(従来の技術) 伸線加工は線材の金属加工として安価でかつ一般的に実
施される方法であるが、ここでは鋼の線材に伸線加工を
施す場合を例にして説明する。
(Prior Art) Wire drawing is an inexpensive and generally performed method for metal working of wire rods, but here, a case where wire drawing of steel rods is performed will be described as an example.

一般に行なわれる伸線加工は、母材(線材)より小さい
断面積を有したダイスと呼ばれる工具に線材を連続的に
通過させてダイスの孔型寸法通りに成型するものであ
る。この伸線加工は、ダイス工具によって塑性変形を加
え成型するものであることから、線材には引張、圧縮及
び剪断変形が作用する。この際、伸線条件が不適当であ
ったり、引抜素材となる線材に欠陥があった場合には断
線したりシェブロンクラックが発生し、操業トラブルや
品質欠陥となる。断線は破断面が円錐型を呈することが
多いことからカッピー断線と呼ばれる。また、カッピー
断線には至らないものの内部で割れが発生しているもの
をシェブロンクラックという。
Generally, wire drawing is performed by continuously passing a wire rod through a tool called a die having a cross-sectional area smaller than that of a base metal (wire rod) to form the die according to the hole size. Since this wire drawing is performed by plastically deforming with a die tool, the wire is subjected to tensile, compression and shear deformations. At this time, if the wire drawing conditions are unsuitable, or if there is a defect in the wire material to be drawn out, wire breakage or chevron cracks occur, resulting in operational troubles and quality defects. The disconnection is called a cuppy disconnection because the fracture surface often has a conical shape. A chevron crack is one that does not lead to a cuppy disconnection but has internal cracks.

これらの問題は伸線作業の中断を余儀なくし、生産性を
阻害するばかりか製品品質を著しく低下するもので、き
わめて重大な問題である。従って、こうした問題を解決
することが工業上重要となる。
These problems are extremely serious problems because they are forced to interrupt the wire drawing work, hinder productivity, and significantly reduce product quality. Therefore, it is industrially important to solve these problems.

上記問題点を解決する手段として、従来以下の方法が行
なわれてきた。即ち、断線やクラックの発生原因を伸線
加工の不適切あるいは伸線材料欠陥起因に分けて考えて
いる。
Conventionally, the following methods have been performed as means for solving the above problems. That is, the causes of wire breaks and cracks are considered separately as inappropriate drawing work or defects in the drawing material.

伸線加工時の欠陥は、加工中に発生する応力特に引張応
力が作用することと、線材には中心偏析と呼ばれる炭
素、Pなどの元素が凝固過程に濃縮した偏析によって炭
化物、例えばFe3Cやリン化物、例えばFe3Pなどが生成
し、線材中心部が化合物の影響で脆化していることによ
り発生する。
Defects during wire drawing work include the fact that stress generated during working, particularly tensile stress, acts on the wire, and segregation of elements such as carbon and P called center segregation in the solidification process causes solidification of carbides such as Fe 3 C. Or phosphide, such as Fe 3 P, is generated, and the central part of the wire is brittle under the influence of the compound.

一般に、カッピー断線やシェブロンクラックはダイス角
度が大きいほど、全加工率が大きいほど発生しやすいこ
とが知られている。また、伸線加工によってダイスが摩
耗し、角度が崩れることによっても発生する。カッピー
断線発生条件を実験的に解明した結果、ダイス角度が1
0゜程度で、全加工率をできるだけ小さくすることが望
ましいとされている。
In general, it is known that cuppy disconnection and chevron cracks are more likely to occur as the die angle increases and the total processing rate increases. It is also caused by wear of the die due to wire drawing and collapse of the angle. As a result of experimentally elucidating the conditions under which the cuppy disconnection occurred, the die angle was 1
It is said that it is desirable to make the total processing rate as small as possible at about 0 °.

また、脱炭、偏析および初期クラックなど材料欠陥起因
の場合には、その生成を防止することが必要である。脱
炭は伸線加工前の熱処理などにより発生することから、
脱炭を防止した熱処理工程を選択することが指向されて
いる。例えば、完全焼きなましを実施するとかえって脱
炭起因の割れや断線が発生するため、球状化焼なましや
鉛パテンティングなどの方法により脱炭を防止し、伸線
を良好に実施できることが報告されている。
Further, in the case of material defects such as decarburization, segregation and initial cracks, it is necessary to prevent their generation. Since decarburization occurs due to heat treatment before wire drawing,
The aim is to select a heat treatment process that prevents decarburization. For example, it is reported that cracking and disconnection due to decarburization occur rather than performing complete annealing, so decarburization can be prevented by methods such as spheroidizing annealing and lead patenting, and wire drawing can be performed satisfactorily. There is.

また、偏析およびクラック防止には、線材の製造工程と
りわけ鋳造工程において原因となる鋳片の中心偏析を防
止することが指向された。中心偏析は、凝固過程におい
て液体から固体に変態する際に起る溶質の固液間の分配
により発生するマクロ偏析により生成するもので、これ
を防止するには鋳造工程において凝固組織を柱状晶組織
から等軸晶組織に変化させ、凝固時の成分偏析を分散抑
制することが有効であることが知られている。凝固組織
を等軸晶化するには低温鋳造、電磁撹拌などが有効であ
る。一方、濃化溶鋼が鋳片に残存するのを防止するため
の手段として凝固末期軽圧下などと呼ばれる方法が開発
され、中心偏析を制御し伸線加工に耐え得る品質対策が
行なわれている。
Further, in order to prevent segregation and cracks, it was aimed to prevent the center segregation of the slab, which is a cause in the wire rod manufacturing process, especially in the casting process. Central segregation is generated by macrosegregation generated by the distribution of solute between solid and liquid that occurs when transforming from a liquid to a solid in the solidification process.To prevent this, the solidification structure is changed to a columnar structure in the casting process. It is known that it is effective to change the structure from equiaxed crystal structure to suppress dispersion of component segregation during solidification. Low temperature casting, electromagnetic stirring, etc. are effective for making the solidified structure equiaxed. On the other hand, a method called light reduction at the end of solidification has been developed as a means for preventing the concentrated molten steel from remaining in the slab, and center segregation is controlled to take quality measures capable of withstanding wire drawing.

クラックについては、二次冷却の最適化や連続鋳造機の
鋳造バスラインの管理、鋳片ガイドロールの稠密化によ
るバルジングの抑制、矯正温度の最適化など鋳造工程で
の品質管理を行ない、発生を防止している。
Regarding cracks, quality control in the casting process is performed by optimizing secondary cooling, controlling the casting bus line of the continuous casting machine, suppressing bulging by densifying the slab guide rolls, optimizing the straightening temperature, and generating cracks. To prevent.

また、これらの問題を解決する手段として、最近は小断
面ビレット連続鋳造方式が特開昭61−195755号公報、特
開昭61−195756号公報に開示され、注目されている。
Further, as means for solving these problems, a small-section billet continuous casting method has recently been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-195755 and 61-195756, and is drawing attention.

(発明が解決しようとする課題) しかし、上記品質対策は電磁撹拌、軽圧下および連鋳機
鋳片ガイドロール増加などの設備対策を必要とし、線材
の製造コストを上昇させることから、こうした設備対策
なしに安価に製造できる工業的技術を確立することが必
要である。
(Problems to be solved by the invention) However, the above quality measures require facility measures such as electromagnetic stirring, light pressure reduction, and increase of cast strip guide rolls in the continuous casting machine, which increase the manufacturing cost of the wire rod. It is necessary to establish an industrial technology that can be manufactured at low cost without using it.

線材の製造過程においては、前述のような品質対策によ
って一応の改善が見られるが、凝固に伴う偏析を完全に
防止することは物理化学的に不可能なことであり、線材
中心部は炭素、Pなどの溶質元素が凝固過程に濃縮す
る。この偏析によって炭化物やリン化物などが生成し、
線材の脆化を完全に回避することはできない。カッピー
断線やシェブロンクラックを防止するには、伸線時に作
用する引張応力分布を考慮した線材の製造方法を確立す
る必要がある。
In the manufacturing process of the wire rod, although some improvement can be seen by the above-mentioned quality measures, it is physically and chemically impossible to completely prevent segregation due to solidification. Solute elements such as P are concentrated during the solidification process. This segregation produces carbides and phosphide,
Embrittlement of the wire cannot be completely avoided. In order to prevent the disconnection of the cuppy and the chevron crack, it is necessary to establish a manufacturing method of the wire rod in consideration of the tensile stress distribution acting on the wire drawing.

(課題を解決するための手段) 本発明は、上部が開放された無端溝型リング鋳型または
溝型造塊鋳型を用いて鋳造する際に、成品となる線材横
断面の円相当半径Rと、線材の図心から最終凝固位置ま
での距離rとの比である離芯率e(e=r/R)が0.
15≦e≦0.9の関係を満足するように鋳型に支持さ
れた3面と開放された上面の冷却速度を異ならしめるこ
とにより鋳片を偏芯凝固させることを特徴とする伸線性
に優れた線材用鋳片の鋳造方法および、上部が開放され
た無端溝型リング鋳型または溝型造塊鋳型により3面冷
却状態とし、線材横断面内最終凝固相当位置を線材の図
心と異なった位置となるように偏芯凝固させる場合に、
鋳型の上面を加熱、保温または冷却制御することによっ
て、他の3面と冷却速度を異ならしめることにより最終
凝固相当位置を偏芯させることを特徴とする伸線性に優
れた線材用鋳片の鋳造方法である。上部開放面を非酸化
性雰囲気とすることは好ましい。鋳造の形態としては連
続鋳造方法および一般の造塊方法ともに可能である。
(Means for Solving the Problem) The present invention is, when casting using an endless groove type ring mold or a groove type ingot mold with an open upper part, a circle equivalent radius R of a wire rod cross section to be a product, The eccentricity e (e = r / R), which is the ratio of the distance r from the centroid of the wire to the final solidification position, is 0.
Excellent wire drawability characterized by eccentric solidification of the slab by making the cooling rates of the three surfaces supported by the mold different from the open upper surface so as to satisfy the relationship of 15 ≦ e ≦ 0.9. The method of casting a slab for a wire rod and an endless groove type ring mold with an open upper part or a grooved ingot mold are used for three-sided cooling, and the position corresponding to the final solidification in the cross section of the wire member is different from the centroid of the wire member. When eccentrically solidifying so that
Casting of wire rod slabs with excellent wire drawability, which is characterized by eccentricizing the final solidification equivalent position by controlling the heating, heat retention or cooling of the upper surface of the mold to make the cooling rate different from the other three surfaces. Is the way. It is preferable to make the upper open surface a non-oxidizing atmosphere. As for the form of casting, both a continuous casting method and a general ingot making method are possible.

なお、第8図に、線材横断面の円相当半径Rと線材の図
心(中心部)Gから最終凝固位置Sまでの距離rと離芯
率eの関係を示す。本図は円形線材の場合を示し、正方
形等の異形線材の場合は、図心Gは当該断面形状の図心
であり、線材円相当半径Rは、該図心を中心とした等面
積円換算時の半径である。
Note that FIG. 8 shows the relationship between the circle equivalent radius R of the cross section of the wire, the distance r from the centroid (center portion) G of the wire to the final solidification position S, and the eccentricity e. This figure shows the case of a circular wire rod, and in the case of a deformed wire rod such as a square wire, the centroid G is the centroid of the cross-sectional shape, and the wire rod equivalent radius R is the equivalent area circle conversion centered on the centroid. Is the radius of time.

(作 用) 伸線加工時に発生する欠陥は、シェブロンクラック、カ
ッピー断線共に引抜きによって材料中心部に最大引張応
力が発生し、ここに元来中心部が脆弱な線材が通過した
際に容易に割れに至ることによる。また、線材の中心部
即ち図心は、鋳片の図心とほヾ一致すること、一般的連
続鋳造では図心部が最終凝固位置となることを経験的に
見出している。
(Working) Defects that occur during wire drawing are the maximum tensile stress in the center of the material caused by drawing both of the chevron crack and the disconnection of the cuppy. Due to. In addition, it has been empirically found that the center of the wire, that is, the centroid, is almost coincident with the centroid of the slab, and that the centroid is the final solidification position in general continuous casting.

従って、4面の冷却が均一であることによって必然的に
線材中心の素材欠陥部と最大引張加工応力作用点が一致
すること(即ち本発明の離芯率e=0)に根本的問題が
あり、4面均一冷却から1面の冷却度合いを他の3面と
変えることによって、最終凝固位置を偏芯させ離芯率を
少なくともe>0にすることが断線あるいは内部欠陥防
止の有力な手段であると考えられる。
Therefore, there is a fundamental problem in that the material defects in the center of the wire and the points of maximum tensile working stress inevitably coincide with each other due to the uniform cooling of the four surfaces (that is, the eccentricity e = 0 of the present invention). It is an effective means to prevent disconnection or internal defect that the final solidification position is eccentric so that the eccentricity is at least e> 0 by changing the cooling degree of one surface from the other four surfaces from uniform cooling of four surfaces. It is believed that there is.

上部が開放された銅または銅合金等からなる無端溝型リ
ング鋳型を用いた場合、冷却面が主として3面であり、
鋳片と鋳型接触面は開放面の輻射あるいは空気など気体
を媒体とした冷却に比べ冷却速度が速い。従って、凝固
形態は凹型となり、最終凝固位置は必然的に鋳片の線材
の図心から上方に偏芯した形態となる。また、上面側の
冷却あるいは伝熱状態を任意に変化させることにより凝
固量(凝固速度)を容易に変えることが可能で、鋳片の
最終凝固位置をコントロールすることができる。
When an endless groove type ring mold made of copper or a copper alloy with an open upper part is used, the cooling surface is mainly 3 surfaces,
The contact speed between the slab and the mold is higher than that of cooling using radiation of the open surface or gas such as air. Therefore, the solidification form is concave, and the final solidification position is inevitably eccentric upward from the centroid of the wire rod of the cast slab. Further, the solidification amount (solidification rate) can be easily changed by arbitrarily changing the cooling or heat transfer state on the upper surface side, and the final solidification position of the cast piece can be controlled.

即ち、鋳片の最終凝固位置のコントロールは、開放され
た鋳型上面を加熱、保温、または冷却制御することで達
成でき、たとえば、誘導加熱、プラズマ、通電加熱など
の電気的手段、高断熱性耐火性材料による保熱手段など
の適用が可能である。勿論、Arのような不活性ガスな
どの気体を導入し冷却することでも十分な効果を得るこ
とができる。
That is, control of the final solidification position of the slab can be achieved by controlling the heating, heat retention, or cooling of the open mold upper surface, for example, electrical means such as induction heating, plasma, electric heating, highly adiabatic fire resistance. It is possible to apply a heat-retaining means using a conductive material. Of course, a sufficient effect can be obtained by introducing a gas such as an inert gas such as Ar and cooling it.

最終凝固位置は、伸線加工に於ける加工条件即ち応力状
態を知ることによって容易に決定可能である。
The final solidification position can be easily determined by knowing the processing conditions in the wire drawing, that is, the stress state.

一方、従来線材用連続鋳造鋳片の断面形状は、鋳片の長
短辺比が1から2程度の値であるのが通常で、鋳片はブ
ルームまたはビレットと呼ばれている。ブルームまたは
ビレット用連続鋳造鋳型は4面がほぼ同程度に冷却され
ており、鋳片形状比(長短辺比)も1に近いことから、
鋳型以降の冷却を調整しても最終凝固位置を鋳片の線材
の図心から偏芯させることは事実上困難に近い。従っ
て、中心に於ける成分濃化は不可避的に発生することか
ら、前述の様に凝固過程で電磁撹拌、凝固末期軽圧下あ
るいは溶鋼温度をできるだけ低下させた鋳造をすること
によって成分濃化をできるだけ軽減した鋳造を行わざる
を得なかった。
On the other hand, the cross-sectional shape of the conventional continuously cast slab for wire rods is usually such that the long / short side ratio of the slab is a value of about 1 to 2, and the slab is called a bloom or billet. Since the four surfaces of the continuous casting mold for bloom or billet are cooled to almost the same level, and the slab shape ratio (long / short side ratio) is close to 1,
Even if the cooling after the mold is adjusted, it is practically difficult to decenter the final solidification position from the centroid of the wire rod of the slab. Therefore, since the concentration of components in the center inevitably occurs, as described above, it is possible to concentrate the components by electromagnetic stirring in the solidification process, light pressure at the end of solidification or casting with the molten steel temperature lowered as much as possible. I had no choice but to reduce casting.

次に、離芯率eを0.15〜0.9に規定する理由は、0.1より
小さい場合には偏芯凝固の効果が現れず、0.9に近づく
に従って最終凝固部が表面に近づき伸線加工において表
面割れの発生が見られ、0.9より大きいと更に著しくな
ることによる。また、シェブロンクラックは離芯率eが
0.15以上確保することで改善され、特に0.25〜0.6の範
囲が望ましい。
Next, the reason for defining the eccentricity e to be 0.15 to 0.9 is that if it is smaller than 0.1, the effect of eccentric solidification does not appear, and as the value approaches 0.9, the final solidified portion approaches the surface and surface cracking occurs during wire drawing. Occurrence is seen, and when it is larger than 0.9, it becomes more remarkable. Also, the chevron crack has an eccentricity e
It is improved by securing 0.15 or more, and the range of 0.25 to 0.6 is particularly desirable.

(実施例) 本発明の詳細を実施例、比較例によりさらに説明する。(Example) The details of the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples.

第1図は無端溝型リング鋳型4を用いた水平回転連続鋳
造装置の概要を示す図、第2図は第1図のA−A断面を
示す図、第3図は第1図のB−B断面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a horizontal rotary continuous casting apparatus using an endless groove type ring mold 4, FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a line taken along the line B- of FIG. It is a figure which shows B cross section.

伸線加工に供する成分からなる溶融金属を取鍋1より注
入量制御装置2、サンディッシュ14および注入ノズル
3を介して銅または銅合金からなる無端溝型リング鋳型
4に注入する。鋳型4内には溶融金属逆流防止堰5が設
けてあり、溶融金属は矢印6の方向にのみ鋳造される。
必要に応じて溶融金属逆流防止堰5と鋳片引抜き矯正手
段10との間に鋳型上面凝固量制御手段7および/また
は非酸化性雰囲気保持手段8を設け、上面側の凝固量を
制御し、あるいは溶融金属の酸化を防止して最終凝固位
置を制御し、品質劣化を防止する。鋳型上面凝固量制御
手段7は保温剤、加熱装置もしくは冷却装置またはこれ
らの組合せからなる。凝固した鋳片9は鋳型4より鋳片
引抜き矯正手段10にて取り出し、切断機11を経て圧
延可能な鋳片を得る。鋳型4は電動機12によって駆動
され、注入量制御装置2は電動機13によって傾動され
る。無端溝型リング鋳型4は冷却水配管15、非酸化性
ガス16により冷却、シールされる。
Molten metal composed of components to be used for wire drawing is poured from a ladle 1 into an endless groove type ring mold 4 made of copper or a copper alloy through a pouring amount control device 2, a sand dish 14 and a pouring nozzle 3. A molten metal backflow prevention weir 5 is provided in the mold 4, and the molten metal is cast only in the direction of arrow 6.
If necessary, a mold upper surface solidification amount control means 7 and / or a non-oxidizing atmosphere holding means 8 are provided between the molten metal backflow prevention dam 5 and the slab withdrawal correction means 10 to control the amount of solidification on the upper surface side, Alternatively, oxidation of the molten metal is prevented to control the final solidification position to prevent quality deterioration. The mold upper surface solidification amount control means 7 comprises a heat insulating agent, a heating device or a cooling device, or a combination thereof. The solidified slab 9 is taken out from the mold 4 by the slab withdrawal correction means 10 and is passed through a cutting machine 11 to obtain a slab that can be rolled. The mold 4 is driven by the electric motor 12, and the injection amount control device 2 is tilted by the electric motor 13. The endless groove type ring mold 4 is cooled and sealed by a cooling water pipe 15 and a non-oxidizing gas 16.

一方、第4図、第5図に示す溝型造塊鋳型17を用いる
場合には、上記無端溝型リング鋳型4に置き換えて鋳造
を行うことによって全く同様の鋳片を得ることができ
る。
On the other hand, when the groove-type ingot casting mold 17 shown in FIGS. 4 and 5 is used, the same ingot can be obtained by substituting the endless groove-type ring mold 4 for casting.

第6図(a)は無端溝型リング鋳型4あるいは溝型造塊鋳
型17によって得られる鋳片の凝固状態を模式的に示す
図で、交点Sが最終凝固点である。交点Sは鋳型面から
の抜熱量の差によって線材の図心から偏芯する。鋳造過
程において、鋳型4、17の背面を水などの冷却媒体に
よって強制的に冷却することによって開放上面より3面
の鋳片冷却能を大きくできるので、凝固は凹型を示しつ
つ進行する。また、上面側の自然放冷あるいは鋳型上面
凝固量制御手段7によって最終凝固位置は鋳型図芯より
上面側に偏芯する。また、無端溝型リング鋳型4では凝
固の進行と共に凝固収縮あるいは熱収縮することから鋳
型が鋳片の内周面に密着し、厳密には最終凝固点Sは鋳
型横断面図芯から上方かつ鋳型の回転軸より、すなわち
斜め上方となる。
FIG. 6 (a) is a diagram schematically showing the solidification state of a slab obtained by the endless groove type ring mold 4 or the groove type ingot mold 17, and the intersection point S is the final solidification point. The intersection S is eccentric from the centroid of the wire due to the difference in the amount of heat removed from the mold surface. In the casting process, since the back surfaces of the molds 4 and 17 are forcibly cooled with a cooling medium such as water, the slab cooling capacity of the three surfaces can be made higher than the open top surface, so that the solidification proceeds while showing a concave shape. Also, the final solidification position is eccentric to the upper surface side from the center of the mold center by natural cooling on the upper surface side or the mold upper surface solidification amount control means 7. Further, in the endless groove type ring mold 4, since the solidification shrinks or the heat shrinks as the solidification progresses, the mold closely adheres to the inner peripheral surface of the slab, and strictly speaking, the final solidification point S is above the core of the transverse cross-sectional view of the mold and in the mold. It is diagonally above the axis of rotation.

なお、第6図(b)および(c)は通常のブルーム、ビレット
鋳造に見られる代表的凝固状態の模式図である。同図
(b)は鋳片全体が柱状晶と呼ばれる凝固形態を示した場
合で、鋳片の線材の図心と最終凝固位置Tがほぼ一致し
た形態となる。また、同図(c)は凝固の途中で柱状晶と
等軸晶の遷移が伴った場合であるが、最終凝固位置Tは
鋳片中心である。溶鋼過熱度を下げるか鋳造中に電磁撹
拌などを行って凝固界面に溶鋼流動を与えて凝固させた
場合に同図(c)の凝固形態をとる。従来は、中心偏析を
改善するために、同図(b)の組織を同図(c)の組織に変え
ることが指向された。
6 (b) and 6 (c) are schematic views of typical solidification states found in ordinary bloom and billet casting. Same figure
(b) shows a case where the whole cast piece shows a solidification form called columnar crystal, and the shape is such that the centroid of the wire rod of the cast piece and the final solidification position T substantially coincide with each other. Further, FIG. 7C shows the case where the transition between the columnar crystal and the equiaxed crystal is accompanied during the solidification, but the final solidification position T is the center of the slab. When the degree of superheat of molten steel is lowered or electromagnetic stirring is performed during casting to give molten steel flow to the solidification interface and solidify, the solidification morphology of FIG. Conventionally, in order to improve the center segregation, it has been aimed to change the structure of FIG. 6B to the structure of FIG.

本発明法により鋳造した鋳片に熱間圧延、特に線材圧延
を施した場合、鋳片の最終凝固位置は線材の中心から偏
芯した状態が維持される。従って、線材の中心位置には
もはや偏析部が存在せず、中心部脆化を回避した材料と
なっている。即ち、最終凝固部に不可避的に生成する炭
化物などによる脆化領域が伸線加工で問題となる中心部
から分離でき、伸線において引張応力が作用しても十分
な変形能を有するものとなり、カッピー断線やシェブロ
ンクラックといった欠陥を著しく減少させることが可能
となる。
When the slab cast by the method of the present invention is subjected to hot rolling, particularly wire rod rolling, the final solidification position of the slab remains eccentric from the center of the wire rod. Therefore, the segregation portion no longer exists at the center of the wire, and the material is a material that avoids embrittlement at the center. That is, the embrittlement region due to carbide or the like inevitably generated in the final solidified portion can be separated from the central portion which is a problem in wire drawing, and has sufficient deformability even when tensile stress acts in wire drawing, It is possible to significantly reduce defects such as disconnection of cuppies and chevron cracks.

伸線材料として鋳造した溶鋼成分及び製造条件を第1
表、第2表に示す。
No. 1 for molten steel components and manufacturing conditions cast as wire drawing materials
The results are shown in Table 2 and Table 2.

実施例は第1図〜第3図に示す連続鋳造機による連続鋳
造、および第4図、第5図に示す造塊鋳型を用いた造塊
法によった。一方、比較例は水冷鋳型に溶鋼を連続的に
注入しブレームを製造する通常連続鋳造法により行な
い、連鋳機形式は、鋳片断面サイズ247×300mm、
連鋳機半径12mRの円弧型連続鋳造機である。
The examples were based on continuous casting by the continuous casting machine shown in FIGS. 1 to 3 and the ingot making method using the ingot making molds shown in FIGS. 4 and 5. On the other hand, the comparative example is carried out by a normal continuous casting method in which molten steel is continuously poured into a water-cooled mold to produce a blame, and the continuous casting machine type has a slab cross-sectional size of 247 × 300 mm,
Continuous casting machine This is an arc type continuous casting machine with a radius of 12 mR.

上記鋳造条件により製造した鋳片から線材圧延によりφ
5.5mmの線材を製造した。次に、伸線加工によりφ1.7mm
まで伸線した。加工に用いたダイス角度は通常の10゜
に対し30゜として、あえてシェブロンクラックあるい
はカッピー断線が発生しやすい厳しい条件にて試験を行
なった。
Φ by wire rod rolling from a slab manufactured under the above casting conditions
A 5.5 mm wire rod was manufactured. Next, by wire drawing, φ1.7mm
I drew up to. The die angle used for processing was set to 30 ° in comparison with the usual 10 °, and the test was conducted under strict conditions where a chevron crack or a disconnection of the cuppy was apt to occur.

本発明法にて鋳造した線材は、線材の中心部欠陥に起因
するカッピー断線は発生しなかった。しかし、加工条件
が厳しいためシェブロンクラックが若干発生した。
The wire rod cast by the method of the present invention did not cause the cuppy disconnection due to the defect in the center portion of the wire rod. However, due to severe processing conditions, some chevron cracks occurred.

一方、比較例においては容易にカッピー断線あるいはシ
ェブロンクラックが発生した。比較例のシェブロンクラ
ック(カッピー断線含む)発生率を100とし、実施例
のクラック発生率を評価すると、線材の中心から最終凝
固位置までの偏芯量と線材半径の比で定義した離芯率に
強く依存することが認められた。
On the other hand, in the comparative example, the disconnection of the cuppy or the chevron crack was easily generated. When the rate of occurrence of cracks in the example is evaluated with the rate of occurrence of chevron cracks (including cuppy disconnection) of the comparative example being 100, the eccentricity defined by the ratio of the eccentricity amount from the center of the wire to the final solidification position and the radius of the wire is calculated. A strong dependence was observed.

第7図はクラック発生率を示す。離芯率が10%の場合
発生率80%、20%で50%、25%で15%、30
%で3%であった。
FIG. 7 shows the crack generation rate. When the eccentricity is 10%, the occurrence rate is 80%, 20% is 50%, 25% is 15%, 30
% Was 3%.

以上説明したように、伸線線材を製造するに当り線材中
心位置と鋳造中の最終凝固位置を異なった位置にするこ
とによって、伸線加工に於けるシェブロンクラックなど
の材料欠陥を著しく減少させることが可能である。
As described above, when manufacturing a wire drawing wire, by making the center position of the wire material different from the final solidification position during casting, it is possible to significantly reduce material defects such as chevron cracks during wire drawing. Is possible.

(発明の効果) 本発明により線材に不可避的に生じる中心欠陥を線材加
工時の最大応力発生位置から偏芯させた線材用鋳片が得
られ、伸線加工時におけるカッピー断線やシェブロンク
ラク等の欠陥の発生が防止できる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, a slab for a wire rod in which a central defect unavoidably generated in the wire rod is eccentric from the maximum stress generation position during the wire rod processing is obtained, and it is possible to obtain a cuppy disconnection or a chevron crac during the wire drawing processing. Occurrence of defects can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は無端溝型リング鋳型を用いた水平回転連続鋳造
装置の概要を示す図、 第2図は第1図のA−A断面を示す図、 第3図は第1図のB−B断面を示す図、 第4図、第5図は溝型造塊鋳型を示す図、 第6図(a)〜(c)は鋳片の凝固状態を模式的に示す図、 第7図はクラック発生率を示す図である。 第8図は、線材横断面の円相当半径Rと、線材の図心か
ら最終凝固位置までの距離rと離芯率eの関係の一例を
示す図。 1……取鍋、2……注入量制御装置、3……注入ノズ
ル、4……無端溝型リング鋳型、5……溶融金属逆流防
止堰、6……鋳造方向、7……鋳型上面凝固量制御手
段、8……非酸化性雰囲気保持手段、9……鋳片、10
……鋳片引抜き矯正手段、11……切断機、12,13
……電動機、14……タンディッシュ、15……冷却水
配管、16……非酸化性ガス、17……溝型造塊鋳型。
FIG. 1 is a view showing an outline of a horizontal rotary continuous casting apparatus using an endless groove type ring mold, FIG. 2 is a view showing a cross section taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a line taken along the line BB of FIG. Sectional drawing, FIG. 4 and FIG. 5 are drawings showing a groove-type ingot casting mold, FIG. 6 (a) to (c) are drawings schematically showing the solidified state of the slab, and FIG. 7 is a crack. It is a figure which shows an incidence. FIG. 8 is a diagram showing an example of a relationship between a circle equivalent radius R of a cross section of a wire rod, a distance r from the centroid of the wire rod to a final solidification position, and an eccentricity e. 1 ... Ladle, 2 ... Injection amount control device, 3 ... Injection nozzle, 4 ... Endless groove type ring mold, 5 ... Molten metal backflow prevention weir, 6 ... Casting direction, 7 ... Mold upper surface solidification Quantity control means, 8 ... Non-oxidizing atmosphere holding means, 9 ... Cast slab, 10
...... Slab withdrawal correction means, 11 …… Cutting machine, 12, 13
...... Electric motor, 14 …… Tundish, 15 …… Cooling water piping, 16 …… Non-oxidizing gas, 17 …… Groove type ingot mold.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】上部が開放された無端溝型リング鋳型また
は溝型造塊鋳型を用いて鋳造する際に、成品となる線材
横断面の円相当半径Rと、線材の図心から最終凝固位置
までの距離rとの比である離芯率e(e=r/R)が
0.15≦e≦0.9の関係を満足するように鋳型に支
持された3面と開放された上面の冷却速度を異ならしめ
ることにより鋳片を偏芯凝固させることを特徴とする伸
線性に優れた線材用鋳片の鋳造方法。
1. When casting using an endless groove type ring mold or a groove type ingot mold with an open upper part, the circle equivalent radius R of the cross section of the wire rod to be the product and from the centroid of the wire rod to the final solidification position Of the three surfaces supported by the mold and the open upper surface so that the eccentricity e (e = r / R), which is the ratio with the distance r of 0.15 ≦ e ≦ 0.9, is satisfied. A method for casting a slab for wire rods having excellent wire drawability, which comprises eccentrically solidifying the slab by making the speeds different.
【請求項2】上部が開放された無端溝型リング鋳型また
は溝型造塊鋳型により3面冷却状態とし、線材横断面内
最終凝固相当位置を線材の図心と異なった位置となるよ
うに偏心凝固させる場合に、鋳型の上面を加熱、保温ま
たは冷却制御することによって、他の3面と冷却速度を
異ならしめることにより最終凝固相当位置を偏芯させる
ことを特徴とする伸線性に優れた線材用鋳片の鋳造方
法。
2. An endless groove type ring mold having an open upper part or a groove type ingot mold is used for three-side cooling, and eccentricity is made so that the final solidification equivalent position in the cross section of the wire is different from the centroid of the wire. When solidifying, by controlling the heating, heat retention or cooling of the upper surface of the mold, the cooling rate is made different from the other three surfaces to make the final solidification equivalent position eccentric. Casting method for casting slabs.
【請求項3】上部開放面を非酸化性雰囲気とすることを
特徴とする請求項1または2記載の伸線性に優れた線材
用鋳片の鋳造方法。
3. The method for casting a slab for wire rod having excellent wire drawability according to claim 1 or 2, wherein the upper open surface is a non-oxidizing atmosphere.
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