JPH06292947A - 抜熱可変鋳型を用いた連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼の連続鋳造において、抜熱特性を可変とす
る鋳型によって鋳造速度に対応して冷却速度を調整可能
とする抜熱可変鋳型を用いた連続鋳造方法を提供する。 【構成】 水冷された銅製の連続鋳造用鋳型の上部を切
り欠いて、そこにセラミックスを張りつけた構造とした
鋳型を用いて、鋳造速度が速い場合には溶鋼湯面レベル
をセラミックスのない銅板面とし、鋳造速度が０．５ｍ
／分以下の場合には溶鋼の湯面レベルを鋳型上部のセラ
ミックス面にすることを特徴とする。さらに、水冷の銅
製連続鋳造鋳型の上部に発熱体を埋め込むことによっ
て、抜熱特性を可変とすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】鋼の連続鋳造において、抜熱特性
を可変とする鋳型によって鋳造速度に対応して冷却速度
を調整可能とする、特に表面割れのない鋳片の製造に適
した鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より鋼の連続鋳造では水冷銅製鋳型
を使用して、モールド内溶鋼を均一に凝固させる方法で
ある。この鋳型と凝固した鋳片との潤滑のためのパウダ
ーは常用される鋳造速度に適したものが使用されてき
た。この適正な鋳造速度の範囲においては、使用パウダ
ーが鋳型と凝固シェルの間に供給され、充分な潤滑作用
が得られ鋳片の表面性状も良好なものとなっている。

【０００３】しかし、その鋳造速度が遅くなった場合に
は、鋳型と凝固シェル間に供給されたパウダーが余分に
冷却されることになって、そのパウダーフィルム厚みが
厚くなり、抜熱抵抗が予想以上に大きくなって、鋳片が
冷却され難くなり鋳片の表面割れが発生していた。この
対策として、鋳型冷却水量を鋳造速度に応じて変化させ
る連続鋳造方法が知られている。この方法では鋳型冷却
水量を鋳造速度の関数として計算によって決定してい
る。しかし、この方法では冷却水が沸騰しないための下
限冷却水量があるために、その制御範囲が狭く改善方法
として充分なものではなく、この方法においても前述と
同様に、鋳造速度の遅い場合にはパウダーフィルムの厚
みの増大に起因して、鋳片表面に割れが発生することが
問題となっていた。

【０００４】また従来より、鋳型の冷却速度をコントロ
ールするためのセラミックス製鋳型または加熱構造を有
する鋳型を用いて連続鋳造方法が知られている。これら
の方法は鋳型での湯面下凝固、すなわち溶鋼湯面レベル
よりもずっと下方で凝固開始させるための方法であっ
て、パウダーは使用できないし、冷却速度の緩慢化によ
って鋳造速度を速くできないためその生産性に問題があ
る。以上述べたごとく、鋳造速度が使用パウダーの適正
鋳造速度領域を外れて、遅くなった場合、鋳片に発生す
る表面割れに対する改善が望まれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来の問
題点を解決することを目的に、使用パウダーの適正鋳造
速度を外れた低速鋳造領域での、凝固シェルと鋳型界面
でのパウダーフィルムの厚みの増加を防止することによ
って、鋳型の抜熱抵抗の増大を抑制し鋳片の冷却を促進
するための鋳造方法を提供する。すなわち、低速鋳造領
域での過冷却を防止するため、銅製鋳型に冷却能の小さ
い材料を張り合わせることによって、鋳造速度と対応し
た冷却速度を、鋳型の冷却能を可変とすることによって
実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するもので、その要旨は水冷された銅製の連続鋳造用鋳
型の上部を切り欠いて、そこにセラミックスを張り付け
た構造を持つ鋳型を用いて、通常、すなわち鋳造速度が
０．５ｍ／ｍｉｎより大きい場合には溶鋼の湯面レベル
をセラミックスのない銅板面で、セラミックスとの境界
線から１０ｍｍ以上下方に離れた位置とし、鋳造速度が
０．５ｍ／ｍｉｎ以下に低下した場合には、溶鋼の湯面
レベルを鋳型上部のセラミックス面に位置させて鋼を連
続鋳造することを特徴とする抜熱可変鋳型を用いた連続
鋳造方法ある。

【０００７】さらに水冷された銅製の連続鋳造用鋳型の
上部を切り欠いて、そこにセラミックスを張り付けた構
造を持ち、かつそのセラミックスの裏側に加熱用の発熱
体を埋め込んだ構造の鋳型を用いて、通常、すなわち鋳
造速度が０．５ｍ／ｍｉｎより大きい場合には溶鋼の湯
面レベルを加熱用の発熱体を埋め込んでいない銅板面
で、セラミックスとの境界から１０ｍｍ以上下方に離れ
た位置とし、鋳造速度が０．５ｍ／ｍｉｎ以下に低下し
た場合には、溶鋼の湯面レベルを裏側に加熱用の発熱体
がある鋳型上部のセラミックス部に位置させて鋼を連続
鋳造することを特徴とする抜熱可変鋳型を用いた連続鋳
造方法を提供するものである。

【０００８】すなわち、本発明は鋳型の鋳造方向に沿っ
た方向の上部に冷却強度の弱い部分を設置し、下部に冷
却速度の強い部分を設置して、鋳造速度が速い場合に
は、溶鋼の湯面レベルを下部の冷却速度の強い部分と
し、鋳造速度が遅い場合には、溶鋼の湯面レベルを鋳型
上部の冷却速度の弱い部分にする。この様にすることに
よって、鋳型の抜熱能を可変として、その時の鋳造速度
に対応する冷却能の部分を、選択的に使用するものであ
る。この冷却速度の強い部分には、従来の水冷された銅
製の鋳型構造となし、一方冷却速度の弱い部分には、従
来の水冷された銅製の鋳型の上部を切り欠け状にして、
セラミックスを張り付けた構造とする。さらに、本発明
は、セラミックスの張り付けた構造の裏側に、加熱用の
発熱体を埋め込んだ構造となすものである。

【０００９】

【作用】本発明の作用について以下に説明する。本発明
は通常の鋳造速度付近においては、図１に示すごとく溶
鋼の湯面レベル３をセラミックスのない銅板面に設定し
て鋳造する。図１の例では鋳型での湯面レベル３はセラ
ミックス部６の下方に位置しており、この場合は図４の
従来の鋳型の例と同じ方式であり、生産性を損なわない
で、連続鋳造が出来る。なお、ここで湯面レベルの位置
をセラミックスとの境界線から１０ｍｍ以上下方に離れ
た位置としたのは、湯面レベルの変動により、一時的で
あってもセラミックス上に湯面が当たることのないよう
にするためである。一方鋳造速度が遅い場合は、図２の
ごとく溶鋼の湯面レベル３はセラミックス部６に設定し
て鋳造する。この場合も湯面変動を考慮して、境界線よ
りも１０ｍｍ以上下方に離れた位置とした。

【００１０】その結果、緩冷却となり鋳片表面温度が、
それほど低下しないので鋳型表面と鋳片表面間に流入す
るパウダーのフィルム厚みが厚くならない。このため、
鋳片には表面割れが発生しないことになる。図４に示し
た従来の方法では、図３に見られるように、鋳造速度が
減少するにつれて鋳型の抜熱量が低下することがわか
る。この場合の鋳造速度の低下の度合は０．５ｍ／ｍｉ
ｎ以下の速度である。また、鋳造速度が復帰して増速し
てもこの抜熱の低下が復帰するには、２０分以上の時間
がかかる傾向にある。このように、抜熱機能が低下した
のは、鋳造速度が０．５ｍ／ｍｉｎ以下の場合、過冷却
となり、鋳型と凝固シェルとの間に存在するパウダーフ
ィルムの厚さが通常の１ｍｍ以内から２〜３ｍｍに増大
するために、抜熱抵抗が大きくなったからである。抜熱
指数が６００以下になると、鋳片に表面割れが多発する
傾向にある。

【００１１】このような過冷却の状態に至らないため
に、本発明では銅板鋳型上部に抜熱の小さい、例えば、
ＢＮ、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、炭化珪素等のセラミックス材料を設
置し、鋳造速度が０．５ｍ／ｍｉｎ以下の場合に、この
セラミックス部分に湯面レベル位置を合わせてここから
凝固させることにより、抜熱抵抗となるパウダーフィル
ムの厚さを厚くすることなく抜熱指数の低下を防ぐこと
ができ、鋳片表面割れの発生を防止している。以下に、
本発明の実施例について説明する。

【００１２】

【実施例】

実施例１：本発明の実施例として、通常のスラブ連続鋳
造機によって試験鋳造を実施した。その鋳造条件を表１
に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】表１の試験条件によって製造した鋳片につ
いて、評価方法として、鋳型冷却等のデータから得られ
る抜熱指数および鋳片表面割れの状況によって評価し、
ＢＮを用いた場合の結果を従来の比較例とともに表２に
示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】図３および表２より本発明では、鋳造速度
を遅くしても抜熱指数の低下は小さく、鋳片での割れは
防止され、良好なる結果であることがわかる。また、鋳
造初期の抜熱指数の立ち上がりも早く、この位置でも割
れ発生がない。もちろん定常部では湯面レベルを１２０
ｍｍと銅板上の位置にすることにより２ｍ／分でも問題
なかった。その後、さらに鋳造数を増やして試験を実施
したところ、従来の方法では鋳造数２３２チャージで割
れ発生指数が１４％であったのに対して、本発明の方法
によれば、鋳造数５１チャージで割れ発生指数は０％と
なり、良好な結果が得られた。なお、これらの効果は、
他のセラミックス（Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、ＳｉＣ、ＡｌＮ）でも
同様であった。 実施例２：本発明の実施例として、通常のスラブ連続鋳
造機によって試験鋳造を実施した。その鋳造条件を表３
に示す。

【００１７】

【表３】

【００１８】表３の試験条件によって製造した鋳片につ
いて、評価方法として、鋳型冷却水等のデータから得ら
れる抜熱指数および鋳片表面割れの状況によって評価
し、その結果を従来の比較例とともに表４に示す。

【００１９】

【表４】

【００２０】表４より本発明のものでは、鋳造速度の遅
い領域で発熱体を裏側に設けたセラミックスの位置に湯
面レベルを合わせることにより、鋳片での割れは防止さ
れ、良好なる結果であることがわかる。以上の実施例か
らも明らかなごとく、本発明において、鋳造速度が０．
５ｍ／分以下で溶鋼湯面レベルをセラミックスの位置に
することおよび発熱体を埋め込んだ位置にすることによ
って、緩速冷却がなされ、パウダーのフィルム厚みがそ
れほど増加しないため鋳片の表面割れが発生しないこと
がわかる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は通常の鋳造速度付近では、従来
と同じように生産性を損なわず、連続鋳造が可能であっ
て、鋳造速度を遅くした場合は緩冷却となり、鋳片表面
温度が、比較の場合に比べて低下しないので、鋳型表面
と鋳片表面間に流入するパウダーのフィルム厚みがそれ
ほど厚くならず、そのため鋳片表面の割れの発生を防止
可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋳造速度が速い場合の湯面レベルを示
す図である。

【図２】本発明の鋳造速度が遅い場合（０．５ｍ／分以
下）の湯面レベルを示す図である。

【図３】従来法および本発明の方法による抜熱特性を示
す説明図である。

【図４】従来法に係る連続鋳造時の湯面レベルを示す図
である。

【図５】鋳型におけるセラミックス部分の設置例を示
し、（ａ）鳥瞰図、（ｂ）鋳型断面図である。

【符号の説明】

１…銅板 ２…水冷部 ３…湯面レベル ４…凝固シェル ５…モールド内溶鋼 ６…セラミックス部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷された銅製の連続鋳造用鋳型の上部
   を切り欠いて、そこにセラミックスを張り付けた構造を
   持つ鋳型を用いて、通常、すなわち鋳造速度が０．５ｍ
   ／ｍｉｎより大きい場合には溶鋼の湯面レベルをセラミ
   ックスのない銅板面で、セラミックスとの境界線から１
   ０ｍｍ以上下方に離れた位置とし、鋳造速度が０．５ｍ
   ／ｍｉｎ以下に低下した場合には、溶鋼の湯面レベルを
   鋳型上部のセラミックス面に位置させて鋼を連続鋳造す
   ることを特徴とする抜熱可変鋳型を用いた連続鋳造方
   法。
2. 【請求項２】 水冷された銅製の連続鋳造用鋳型の上部
   を切り欠いて、そこにセラミックスを張り付けた構造を
   持ち、かつそのセラミックスの裏側に加熱用の発熱体を
   埋め込んだ構造の鋳型を用いて、通常、すなわち鋳造速
   度が０．５ｍ／ｍｉｎより大きい場合には溶鋼の湯面レ
   ベルを加熱用の発熱体を埋め込んでいない銅板面で、セ
   ラミックスとの境界から１０ｍｍ以上下方に離れた位置
   とし、鋳造速度が０．５ｍ／ｍｉｎ以下に低下した場合
   には、溶鋼の湯面レベルを裏側に加熱用の発熱体がある
   鋳型上部のセラミックス部に位置させて鋼を連続鋳造す
   ることを特徴とする抜熱可変鋳型を用いた連続鋳造方
   法。