JPH06170496A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鋳型内における凝固シェルの不均一成長を防止
し、ブレークアウトを発生させずに表面疵の少ない鋳片
を得る手段を提供する。 【構成】連続鋳造鋳型を上下二分割構造とし、下部鋳型
はさらに左右二つに分割し、流体圧シリンダーにて撤去
できるように設ける。また、下部鋳型の部分には鋳片を
直接冷却する水スプレーを設ける。鋳造開始時には、上
部鋳型と下部鋳型を一体として鋳込み、定常鋳造時には
下部鋳型を撤去し、この部分の鋳片を前記水スプレーに
て直接冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に亜包晶鋼を連続
鋳造する場合に、鋳型内における凝固シェルの不均一成
長を防止し、ブレークアウトの減少および表面疵の低減
をはかる鋼の連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造における通常の鋳型におい
ては、溶鋼の表面近傍の凝固開始点から１００ｍｍ程度
の領域では、凝固シェルと鋳型とがパウダーフィルムを
介して接している。しかしながら、鋳型下部において
は、凝固シェルの温度降下とともに収縮して鋳型から離
れ、鋳型と鋳片表面の間に隙間ができ、冷却が十分に行
われていなかった。

【０００３】このような問題を解決するために、通常は
鋳型の内寸を鋳込み方向に縮小させてテーパを付け、凝
固シェルと鋳型の接触を改善する方法がとられている
が、実際には十分な効果が得られていない。最近では、
鋼種ごとに鋳型テーパを変化させたり、計算で求めた凝
固収縮に合うように曲線のテーパを付ける等の方法がと
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、鋼種ごとに鋳
型テーパを変化させたり、計算で求めた凝固収縮に合う
ように曲線の鋳型テーパを付ける等の方法では、鋼の凝
固収縮量が鋼種、鋳造条件によって異なるため、実際に
は凝固シェルと鋳型とを完全に接触させることは難し
い。特に、凝固後の変態で大きな収縮を生じる、包晶反
応を生じる亜包晶鋼の場合には極めて困難である。な
お、包晶反応とは、ある合金の融液と他の合金成分の固
相とが作用して新しい別の固相を生ずる反応をいう。

【０００５】また、鋳型形状に関しても、スラブ型の長
辺面は溶鋼静圧により凝固シェルが外向きの力を生じる
ために鋳型と凝固シェルは良好に接触する。しかしなが
ら、スラブ型の短辺面や、丸ビレット形状の場合は鋳型
と凝固シェルは接触し難く、不均一凝固になり易い。特
に、丸ビレット形状の鋳型で亜包晶鋼を鋳造する場合に
おいては、包晶反応で変形した凝固シェルが鋳型内で不
均一成長し、ブレークアウト等の割れ、表面疵を生じる
という問題があった。

【０００６】この発明は、このような問題点に鑑みて、
鋳型内における凝固シェルの不均一成長を防止し、ブレ
ークアウト等の割れの減少、表面疵の低減がはかられる
鋼の連続鋳造方法を提案しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、鋳型を上部
および下部の２分割構造とし、かつ下部鋳型はさらに左
右２つに分割された構造とし、鋳造開始時には上部鋳型
および下部鋳型を一体として鋳込み、定常鋳造時には下
部鋳型を撤去し、上部鋳型より下方を水による直接冷却
帯とすることを特徴とする鋼の連続鋳造方法を要旨とす
るものである。

【０００８】

【作用】この発明において、連続鋳造鋳型を上下二分割
構造とし、かつ下部鋳型を撤去可能にし、定常鋳造時に
は上部鋳型より下方を水による直接冷却帯とした理由を
以下に説明する。

【０００９】通常の連続鋳造鋳型の長さは５００ｍｍ〜
１０００ｍｍ程度である。これは、鋳込み初期の操作を
容易にするため、凝固シェルを十分に発達させてから二
次冷却を行うために適当に決定されたものである。しか
し、実際には、鋳型下部では凝固シェルは鋳型と直接接
触しておらず、可及的に早く水による直接冷却を行う方
が凝固シェルを発達させ易いものと考えられる。

【００１０】また、鋳型を短くした場合には、鋳造開始
時にダミーバーと鋳片との凝固による接続が十分に行わ
れなかったり、注入開始から引抜き開始までの時間が十
分にとれない等の問題点を生じる。

【００１１】図６は一例として、丸ビレット鋳型で亜包
晶鋼を鋳造した時の不均一凝固の状況を模式的に示した
もので、１は鋳型、２は溶鋼、３は凝固シェルである。
すなわち、図（Ａ）に示すごとく、鋳型１内では注入さ
れた溶鋼２が鋳型１と接してまず薄い凝固シェル３を形
成する。この凝固シェル３は当初は鋳型１と密着してい
るが、やがて凝固シェルの温度降下とともに収縮して鋳
型１から離れ、鋳型１鋳片表面の間に隙間４ができる。
その後、図（Ｂ）に示すごとく、凝固途中で包晶反応が
関与して、初期凝固シェル３−１は座屈し、鋳型１と鋳
片間に小ギャップ４−１と大ギャップ４−２が生じ、座
屈した凝固シェル３−１と鋳型１との接触状況は非常に
悪くなる。したがって、座屈の生じたシェルは、鋳型１
内においては図（Ｃ）に示すごとく成長して不均一とな
ることを避けることはできない。

【００１２】かかる問題点を解決するため、この発明で
は鋳造中は、不均一に成長した凝固シェルが成長しない
間に水による直接冷却を行う方法をこうじたのである。
すなわち、通常よりも短い鋳型を用いて、凝固シェルの
不均一さが増大する前に水による直接冷却を行う方法で
ある。一方、鋳造開始時にはある程度長い鋳型が必要で
あるので、上下二分割構造の鋳型を用いて鋳造を開始
し、鋳造開始後は下部鋳型を撤去し、その部分を水によ
る直接冷却帯としたのである。これにより、鋳型の凹凸
による冷却の不均一は緩和され、冷却能も高く安定した
均一凝固シェルを得ることが可能となるのである。

【００１３】

【実施例】図１〜図４はこの発明方法を実施するための
連続鋳造設備の鋳型の部分と鋳造中の状態を示す概略図
で、図１は鋳造開始時の状態を示す鋳型の概略正面図、
図２は図１のＡーＡ線上より見た下部鋳型を示す概略平
面図、図３は定常鋳造時の状態を示す鋳型の概略正面
図、図４は図３のＢーＢ線上より見た下部鋳型を示す概
略平面図であり、１１は上下二分割構造の鋳型、１１−
１は上部鋳型、１１−２は左右二分割構造の下部鋳型、
１１−２ａは半円形鋳型、１２は流体圧シリンダー、１
３は下部鋳型の部分に配置された冷却水スプレー、１４
は浸漬ノズル、１５はロール、１６は鋳片である。なお
ここでは、丸鋳片の連続鋳造を例にとり説明する。

【００１４】すなわち、この発明に係る鋳型は、一体型
の上部鋳型１１−１と左右二分割構造の下部鋳型１１−
２で構成し、下部鋳型１１−２は左右二つの半円形鋳型
１１−２ａで構成するとともに、各半円形鋳型１１−２
ａは流体圧シリンダー１２により左右に撤去できるよう
に支持されている。冷却水スプレー１３は下部鋳型１１
−２の部分の鋳片１６を直接冷却できるように鋳片の周
囲に適当な前後動機構（図面省略）により進退可能に配
置されている。

【００１５】上記設備において、鋳造開始時は上部鋳型
１１−１の下に、流体圧シリンダー１２により閉じた下
部鋳型１１−２を設置して通常の鋳型のように使用し、
鋳込む。その後、定常鋳造時には下部鋳型１１−２を流
体圧シリンダー１２により撤去すると同時に冷却水スプ
レー１３にて上部鋳型１１−１直下の鋳片１６を直接冷
却する。

【００１６】すなわち、この発明では鋳造中は通常の鋳
型よりも短い上部鋳型で鋳造し、その上部鋳型の直下で
水により直接冷却を行うので、凝固シェルの不均一さの
増大が抑制され、均一な凝固シェルが得られる。

【００１７】実施例１ ２２５ｍｍφの丸鋳片連続鋳造機（湾曲半径１０ｍ）に
この発明方法を適用し、表１に示す成分の包晶鋼を連続
鋳造（鋳造速度２ｍ／ｍｉｎ）し、鋳片の凝固シェル厚
さを測定した結果を、通常の鋳型を使用した場合と比較
して図５に示す。その時使用したパウダーの成分は表２
に示す。

【００１８】本実施例で使用した上下二分割構造の鋳型
は図１に示す構造で、その長さは、上部鋳型が３００ｍ
ｍ、下部鋳型が４００ｍｍであった。通常鋳型には７０
０ｍｍの長さのものを使用した。

【００１９】図５の結果より明らかなごとく、従来の通
常鋳型では鋳型出側近傍で大きな不均一凝固シェルが生
成しているのに対し、本発明では上部鋳型を出て直接冷
却帯に入った所から凝固シェルの不均一度の増加は抑制
されている。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】以上説明したごとく、この発明方法によ
れば、鋳型内における初期凝固シェルの不均一成長を防
止し、冷却能も高く安定した均一凝固シェルを得ること
ができるので、亜包晶鋼の連続鋳造においても、縦割れ
等表面疵のない高品質の鋳片をブレークアウトを発生さ
せることなく安定して製造することができるという、優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明方法を実施するための連続鋳造設備に
おける鋳造開始時の状態を示す鋳型の概略正面図であ
る。

【図２】図１のＡーＡ線上より見た下部鋳型を示す概略
平面図である。

【図３】図１に示す連続鋳造設備における定常鋳造時の
状態を示す鋳型の概略正面図である。

【図４】図３のＢーＢ線上より見た下部鋳型を示す概略
平面図である。

【図５】この発明の実施例における鋳片の凝固シェル厚
さを測定した結果を示す図である。

【図６】丸ビレット鋳型で亜包晶鋼を鋳造した時の不均
一凝固の状況を模式的に示したもので、図（Ａ）は鋳型
内に注入された溶鋼が鋳型と接して薄い凝固シェルを形
成した状態、図（Ｂ）は凝固途中で包晶反応が関与し
て、初期凝固シェルが座屈し、鋳型と鋳片間に不均一な
ギャップが生じた状態、図（Ｃ）は座屈した凝固シェル
がさらに成長した状態をそれぞれ示す。

【符号の説明】

１１ 上下二分割構造の鋳型 １１−１ 上部鋳型 １１−２ 左右二分割構造の下部鋳型 １１−２ａ 半円形鋳型 １２ 流体圧シリンダー １３ 下部鋳型の部分に配置された冷却水スプレー １４ 浸漬ノズル １５ ロール １６ 鋳片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型を上部および下部の２分割構造と
   し、かつ下部鋳型はさらに左右２つに分割された構造と
   し、鋳造開始時には上部鋳型および下部鋳型を一体とし
   て鋳込み、定常鋳造時には下部鋳型を撤去し、上部鋳型
   より下方を水による直接冷却帯とすることを特徴とする
   鋼の連続鋳造方法。