JPH06269903A - 連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法を提供す
る。 【構成】(1) 鋳型の内面上端の断面形状が６角形、８角
形、10角形、12角形、14角形または16角形であり、その
断面形状が鋳型上端から下端まで同一である連続鋳造用
鋳型。 (2) 鋳型の内面上端の断面形状が６角形、８角形、10角
形、12角形、14角形または16角形であり、内面下端の断
面形状が円形であり、その間の断面形状が連続的に変化
する連続鋳造用鋳型。 (3) 上記(1) または(2) に記載の鋳型を用いて連続鋳造
する方法であって、鋳型から出てきた前記の角形または
円形断面形状の鋳片をローラーエプロン内で円形断面形
状に矯正する連続鋳造方法。 【効果】縦割れのない丸または擬似丸ビレット、もしく
は真円度の良好な丸ビレットが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造用設備、なか
でも鋳型およびこれを用いる連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造用鋳型は、目的とする鋳片の断
面形状と同一の断面形状を持つ鋳型を用いるのが一般的
である。ただし、例えば鋼の丸断面鋳片（以下、丸ビレ
ットという）の鋳造においては、通常目的とする丸ビレ
ットの直径とその凝固の際の収縮量とを考慮して決定さ
れる直径の鋳型を用いる方法がとられてきた。

【０００３】本発明者らは、特願平４−213502号におい
て、丸ビレット鋳造の問題点である、断面形状が丸いと
いう理由によって、溶鋼の静圧によってバルジングしに
くく、凝固収縮によって鋳型と鋳片との間の間隔が大き
くなりやすいことから、鋳型と鋳片との間隔ができ、そ
の結果鋳片の冷却が不十分になり、さらに鋳片が不均一
凝固するという問題を解決するために、鋳型断面を楕円
形状にすることを開示した。

【０００４】さらに、生成した楕円形のシェルを鋳型内
もしくはローラーエプロン内で、またはその両方で円形
に矯正してやる方法についても開示した。この発明によ
って、鋳型内における不均一凝固はかなり改善すること
ができた。しかしながら、依然として不均一凝固の問題
は残っており、さらなる改善案の検討が必要である。

【０００５】本発明者らは、特願平４−287166号におい
て、偶数角および奇数角の多角形断面鋳型を用いて、擬
似丸断面のビレットを得る連続鋳造装置を提案した。こ
の装置では、向かい合う平行辺を有しない奇数角の断面
形状の場合に、ローラーエプロン内の同一レベルに対向
して設けたロールでサポートしようとすると、ロールと
の接点が点になる辺が生ずるために、このサポートが不
十分となる。また、ある角数を超えると円形鋳型で生じ
る前記の問題が同様に生じる。さらに、鋳片断面形状が
多角形で、そのまま製管用材料等に用いるのが困難な場
合には、事前に丸ビレットに圧延する工程が必要にな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題点
を解決するためになされたものであり、本発明の目的
は、製管用の素材となる丸または擬似丸ビレットを連続
鋳造で製造する際に、鋳型内における抜熱を均一化して
鋳片の欠陥を減少させることができ、かつ、ブレークア
ウト事故を防止することができる鋳型および鋳造方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の
(1)および(2) の鋳型と、(3) のこれらの鋳型を用いる
連続鋳造方法にある。

【０００８】(1) 鋳型の内面上端の断面形状が６角形、
８角形、10角形、12角形、14角形または16角形であり、
その断面形状が鋳型上端から下端まで同一であることを
特徴とする連続鋳造用鋳型。

【０００９】(2) 鋳型の内面上端の断面形状が６角形、
８角形、10角形、12角形、14角形または16角形であり、
内面下端の断面形状が円形であり、その間の断面形状が
連続的に変化することを特徴とする連続鋳造用鋳型。

【００１０】(3) 上記(1) または(2) に記載の鋳型を用
いて連続鋳造する方法であって、鋳型から出てきた前記
の角形または円形断面形状の鋳片をローラーエプロン内
で円形断面形状に矯正することを特徴とする連続鋳造方
法。

【００１１】ここで「断面形状」というのは、鋳型の鋳
造方向に直角の方向の水平断面形状のことである。

【００１２】

【作用】本発明の鋳型の断面形状の例および連続鋳造方
法を図１〜図３に基づいて説明する。

【００１３】図１は、鋳型内面の断面形状がその上端か
ら下端まで、鋳型の長さ方向の全長にわたって同一であ
る場合の、望ましい断面形状を示す水平断面図である。
図１(a) 〜図１(f) は、その順に、６角から16角形まで
の偶数角多角形の断面を示すものである。

【００１４】製管用ビレットを対象とする連続鋳造用鋳
型の断面形状は、通常、４角形または円形である。しか
し、４角形の場合には鋳造のままのビレットをシームレ
スパイプ用の素材とすることは困難であり、さらに圧延
を必要とする。

【００１５】奇数角断面鋳型によるビレットの場合に
は、前記のように、平行した向かい合う辺がないため、
通常の連続鋳造機のような平行したロールでビレットを
十分にサポートすることができないなどの問題がある。

【００１６】円形断面の場合にも、前記のように、ビレ
ットの冷却不十分や不均一凝固を招きやすい。

【００１７】したがって、多角形断面鋳型は６角形以上
で偶数角形の断面を有するものとした。しかし、16角形
を超えると、鋳型中心から鋳型壁までの距離の最小値と
最大値との差が２％以下となるため、円形断面鋳型とほ
ぼ同じになる。このため、円形断面鋳型で生ずる問題が
同様に発生し、多角形断面鋳型を用いて鋳造する意味が
なくなる。

【００１８】以上の観点から、擬似丸ビレットを得るた
めの多角形鋳型の断面形状は、６角形、８角形、10角
形、12角形、14角形または16角形とした。望ましいの
は、８角形、10角形、12角形または14角形であり、さら
に望ましいのは10角形または12角形である。

【００１９】これらの多角形断面形状は、正多角形であ
ることが望ましいが、必ずしも「幾何学的に厳密な正多
角形」である必要はない。したがって、本発明でいう
「多角形」は、上記角数の「工学上でいう正多角形」
と、「これらに近い断面の同一角数の擬似正多角形」と
を意味する。すなわち、ビレットをロールで有効にサポ
ートすることができる向かい合う平行な対辺が存在し、
著しく正多角形から外れない、６角形から16角形までの
偶数角多角形である。

【００２０】このような断面形状を有する鋳型により、
鋳型内で溶鋼の静圧によるビレットのバルジングを起こ
りやすくし、鋳片と鋳型間の間隔が拡大しすぎないよう
にして不均一凝固を防止するとともに、ロールによる充
分なサポートを行うことができる、向かい合う平行な辺
を有するビレットを製造することが可能となる。

【００２１】図２は、鋳型内面上端の断面形状が前記の
偶数角多角形の１種であり、鋳型内面下端の断面形状が
円形であって、その間の断面形状が連続的に変化する鋳
型の例を示す水平断面図である。図２(a) は鋳型内面上
端の水平断面図である。その断面形状が８角形の場合で
ある。図２(b) は鋳型内面上端と鋳型内面下端と間の位
置での水平断面図である。その断面形状も基本的には同
一の８角形である。図２(c) は鋳型内面下端部の水平断
面図である。その断面形状は図示するような円形であ
る。

【００２２】図示するように、上端では８角形断面であ
るが、上端から下端までの間では頂点に矯正力が働くよ
うに鋳型断面形状を連続的に円形に変化させてゆけば、
溶鋼の静圧によって各辺は膨張して円形に矯正すること
が可能になる。

【００２３】ここで、通常鋳込み開始時には、鋳型内に
ダミーバーを挿入する。したがって、鋳型の内面下端か
ら内面上端に向かって、ある程度は同一の断面形状とす
るのが望ましい。

【００２４】鋳型内下端の断面形状でいう「円形」と
は、前記多角形の場合と同様に、必ずしも「幾何学的に
厳密な真円」である必要はなく、「工学上の円形」を意
味するものであり、製管上から問題が生じない、わずか
に歪んだ円形、楕円形などの「円形状」であってもよ
い。

【００２５】次に、本発明の鋳型を用いる連続鋳造方法
について説明する。

【００２６】図３は、図１に示す鋳型を用いる場合の擬
似丸ビレットに、鋳型の出口より後で矯正を施す方法を
説明する図である。図３(a) はその装置の概略の縦断面
を、図３(b) は図３(a) の線Ａ−Ａ′、線Ｂ−Ｂ′、線
Ｃ−Ｃ′における水平断面を、それぞれ示す図である。
この例では擬似丸ビレットの断面形状は正８角形の場合
とした。鋳型１で鋳込まれたビレット２に、鋳型１の出
口の下部に設けた複数のローラーエプロン３により順次
矯正を施す。

【００２７】得られた多角形断面のビレットが、通常の
製管機のような圧延機にそのまま供給される場合には特
に問題はないが、下工程の問題から丸ビレットが要求さ
れる場合には、連続鋳造工程段階で円形に矯正する必要
がある。

【００２８】この矯正方法の一つは、図１に示す鋳型を
用い、これらで鋳込んだ多角形断面のビレットを、図３
に示す方法によりローラーエプロン内で円形断面に矯正
する方法である。このときのビレットは、内部の溶鋼
と、表面温度が1000℃以上で厚さが約10mmの凝固シェル
とからなるので、ローラーエプロン内で矯正可能であ
る。したがって、ロールキャビティを順番に多角形から
円形に変更してゆけば、真円またはそれに近い円形断面
まで矯正することができる。

【００２９】具体的には、矯正は次の方法で行う。

【００３０】ロールは基本的には向かい合う一組のロー
ルを用い、図３(b) に示すように、ロールキャビティを
上から順番に多角形より円形状に連続的に変化するよう
に設定しおけば、その中を通る鋳片は多角形より円形状
に矯正される。矯正を行わないロールは通常の円柱形の
ロールを用いればよい。

【００３１】上記の方法は、ローラーエプロンの構造が
複雑になるので、もう一つの方法として、図２に示すよ
うな断面形状が変化する鋳型を用いて、鋳型内で円形断
面にすれば、複雑な構造のローラーエプロンを用いるこ
となく、丸ビレットを得ることができる。

【００３２】また、図２に示すような断面形状が変化す
る鋳型を用いて円形断面とし、さらに図３に示す方法で
ローラーエプロン内で円形断面に矯正すれば、より真円
度の高い丸ビレットを得ることができる。

【００３３】

【実施例】

（試験１）図１に示す断面形状が上端から下端まで同一
の鋳型を用いて連続鋳造を行った。比較例として、円
形、正方形、18角形および奇数角の５角形から17角形の
各断面形状を有する鋳型を用いる試験を行った。鋳造条
件は次のとおりとした。

【００３４】連続鋳造機 ：湾曲半径10m 、一点矯正 鋳型長さ ：700mm ビレット断面：直径φ225mm 相当 鋼 種 ：低炭素鋼 溶鋼温度 ：1600℃ 鋳造速度 ：２m/min 低炭素鋼の化学組成と用いたパウダーの組成を表１およ
び表２に、鋳型断面の形状を表３に示す。鋳込みはそれ
ぞれの鋳型で50チャージ（１チャージ：160 トン）とし
た。評価は、ビレット表面の縦割れ発生率（割れ長さ／
ビレット長さ）と、鋳造上および得られたビレットの製
管上の問題点を総合して行った。これらの結果を表４に
示す。二重丸印は最良、丸印は良、ばつ印は不良、二重
ばつ印は最不良であることを示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３（１）】

【００３８】

【表３（２）】

【００３９】

【表４（１）】

【００４０】

【表４（２）】

【００４１】表４から明らかなように、鋳型の断面形状
を偶数角で多角化することによって、縦割れ発生率は円
形断面の場合に比べて減少するが、17角形以上になると
縦割れ発生率が上昇してくる。６角形未満の多角形断面
では、製管機が作動できない。

【００４２】以上の結果から、多角形断面鋳型として
は、６角形、８角形、10角形、12角形、14角形および16
角形が適し、望ましいのは、これらのうちの８角形以
上、さらに望ましいのは10角形と12角形であることがわ
かる。 （試験２）図２に示すような鋳型内面の断面形状が異な
る鋳型を用いて、前記試験１と同じ条件で鋳込みを実施
した。このときの鋳型断面形状と鋳込み結果を表５に示
す。真円度の定義は（ビレット短径／ビレット長径）で
ある。

【００４３】

【表５】

【００４４】表５から明らかなように、通常の製管にお
いて全く問題のない程度の丸ビレットが得られた。

【００４５】（試験３）試験２と同様の条件で鋳込み、
さらにローラーエプロン内で円形断面に矯正する試験を
実施した。いずれの場合も矯正は容易で、ビレットの表
面割れ、内部割れは認められなかった。このときの真円
度の測定例を表６に示す。

【００４６】

【表６】

【００４７】表６から、鋳型上端の断面形状を本発明で
定める偶数角の多角形、鋳型下端の断面形状を同じく円
形とし、さらにローラーエプロン内で矯正を施した本発
明例では、真円度がより優れていることが明らかであ
る。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明の鋳型と連続鋳造
方法によれば、縦割れのない丸または擬似丸ビレット、
もしくはさらに真円度の高い丸ビレットを製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋳型の断面形状が上端から下端まで同一の場合
の例を示す水平断面図である。(a) から(f) まで、順に
６角から16角形までの偶数角多角形を示す。

【図２】鋳型内面の断面形状が連続的に変化する鋳型の
例を示す水平断面図である。(a) は鋳型内面上端、(b)
は上端と下端の中間、(c) は下端である。

【図３】本発明の連続鋳造方法を実施する装置の例を示
す図である。(a) はその縦断面、(b) は(a) の線Ａ−
Ａ′、線Ｂ−Ｂ′、線Ｃ−Ｃ′における水平断面であ
る。

【符号の説明】

１：鋳型、 ２：ビレット、 ３：ローラーエプロン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳型の内面上端の断面形状が６角形、８角
   形、10角形、12角形、14角形または16角形であり、その
   断面形状が鋳型上端から下端まで同一であることを特徴
   とする連続鋳造用鋳型。
2. 【請求項２】鋳型の内面上端の断面形状が６角形、８角
   形、10角形、12角形、14角形または16角形であり、内面
   下端の断面形状が円形であり、その間の断面形状が連続
   的に変化することを特徴とする連続鋳造用鋳型。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の鋳型を用
   いて連続鋳造する方法であって、鋳型から出てきた前記
   の角形または円形断面形状の鋳片をローラーエプロン内
   で円形断面形状に矯正することを特徴とする連続鋳造方
   法。