JPH06312249A - 薄板連続鋳造設備及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ツインドラム方式等の薄板連続鋳造装置と鋳
片の巻取り機の間で、析出処理とバッファー機能を付与
することを目的とする。 【構成】 鋳造装置と鋳片巻取り装置の間に、公転可能
で２式以上のリールを備えた高温巻取り可能な中間巻取
り機から成る設備列を配設する。 【効果】 鋳造装置と鋳片巻取り機の間で高温で１０分
程度保定することにより、ＭｎＳ等の析出処理をオンラ
インで行い、加工性の良好な薄板の製造を可能とした。
更に、鋳造と巻取り間にバッファー機能を設けることに
より、巻取り前でのトリミング等の処理作業により発生
する速度低下や小休止が鋳造作業に影響なくできること
で、鋳造から巻取りまでのプロセス全体の操業自由度が
確保でき安定作業を可能とする効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転する一対の冷却ド
ラム方式等の連続鋳造機と最終巻取り機からなる薄板連
続鋳造設備及び連続鋳造薄板の製造方法に関し、特に連
続鋳造機と最終巻取り機との間に析出制御機能を有する
中間巻取り機を、又は前記の連続鋳造機の下流に組み込
まれた連続熱間圧延機と鋼板の最終巻取り機との間に析
出制御機能を有する中間巻取り機を設置した薄板連続鋳
造設備、及びこの設備を用い、硫化物、炭化物等を析出
制御して加工性に優れた鋼板を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、溶鋼等の溶融金属から最終形状に
近い薄板片を連続鋳造によって直接的に製造する事によ
って、後工程での連続熱間圧延を軽減或いは省略し、工
程及び設備の簡略化を計る試みがなされている。この様
な薄肉鋳片の連続鋳造方法としては、ツインドラム方
式、ベルト−ドラム方式等の鋳造方法が知られている。

【０００３】この内、ツインドラム方式は薄肉鋳片の板
厚形状がドラムギャップでほぼ定まるため、板厚寸法的
には後続の熱間圧延を軽減或いは省略する事が可能であ
る。この方式による場合、回転する一対の冷却ドラムの
間に形成された湯溜まり部で溶融金属が凝固を開始して
から凝固を完了する迄の時間が極めて短く、かつ後続の
連続熱間圧延を軽減或いは省略するために、このプロセ
スで鋳造した鋳片（以下鋼板と言う）は、結晶粒が粗大
化し、かつ硫化物、炭化物等を析出制御する事が困難で
あり、例えば、硫黄の場合は、加工性への影響の小さい
硫化マンガンとして鋼板中に存在しないために、最終製
品の加工性が著しく低下している。この為、ステンレス
鋼をツインドラム法で製造する場合、例えば特開平２−
２４７０４９号公報では、ドラムギャップから送り出さ
れた鋼板に対し急冷と適当な圧下を加えて、結晶粒の粗
大化を防止している。しかし、従来の技術においては、
加工性を確保するために必要な炭化物・窒化物等の析出
物を制御する方法は、例えば特公昭５２−４５３０４号
公報等の熱間巻取り方法を組み合わせることにより、可
能であるが、これらの技術は、板厚が２０から５０mmの
鋳片厚を対象としており、ツインドラム法で製造する様
な５mm以下の鋼板に対しては適用が構造上不可能であっ
た。

【０００４】一方、一対の冷却ドラムの間に形成された
湯溜まり部の溶融金属を凝固させて製造するという時間
的なタイトさが要求されるプロセスに対して、鋳造と巻
取り処理の間にバッファー機能を付与する方法は、まだ
具体化されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この為、例えば鋼中の
Ｓの加工性に対する影響を軽減する目的で、溶鋼の脱硫
処理等成分調整により対処しているため製造コストの上
昇となっている。これらを解決するため、例えば、硫化
物の析出制御の場合には、図２の関係に基づき１１００
℃で数分の保定をすることにより、硫黄を硫化物（Ｍｎ
Ｓ）として析出させ加工性への影響を無くする方法があ
る。しかし、薄肉鋳片の鋳造速度は１００ｍ／ｍｉｎ程
度とさほど大きくないために、１０トン程度のコイルに
巻くための時間が２０〜３０分と長時間必要となる。既
存のマンドレルで巻取る場合は、払出しを可能とするた
め拡縮機構を備えており、断熱しても長時間の巻取りは
困難であり高温巻取りを行う場合、６００℃程度に上限
がある。また、マンドレル拡縮機構の冷却により巻取り
中のコイルの内巻きが冷却されて高温保定の目的が達成
出来なくなっていた。

【０００６】一方、従来のプロセスは、鋳造−加熱−熱
間圧延−巻取りプロセスから構成されており、鋳造−加
熱間の徐冷却によるＭｎＳ等の析出処理がなされ、ま
た、１〜２分程度の短時間に巻取り払い出しが出来る
為、マンドレル拡縮機構の断熱・冷却も可能であり７０
０℃程度の高温巻取りによる炭化物等の析出処理が行わ
れていた。また、本プロセスは、鋳造装置と巻取り機が
直結しており、巻取り前で鋼板巾のトリミング処理等を
実施する場合には通板速度変化や小休止が発生して鋳造
操業へ重大な影響を与える。

【０００７】これらのプロセス省略の機能補完や操業の
安定化を行うことが可能なバッファー機能を持つプロセ
スはいままでのところ実用化されていない。そこで、本
発明では、回転する一対の冷却ドラムで溶融金属を凝固
させる連続鋳造機と鋳造された鋳片を巻き取るプロセス
に於いて、高温で巻き取ったコイルを保定しかつ、連続
鋳造機と巻取り機の間にバッファー機能を持たせること
により、従来プロセスで製造していた鋼板と同等の機械
的性質を有する高品質の製品を安定的に製造する事を目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転する一対
の冷却ドラムで溶融金属を凝固させる連続鋳造機と鋼板
を巻取るプロセスに於いて、連続鋳造機と巻取り機の間
に中間巻取り機を配置し、中間巻取り機からオフライン
に鋼板コイルを払い出さずに後続の巻取り機にオンライ
ンで巻き戻すことにより、高温保定可能な中間巻取り機
を実現させると共に、鋳造作業へ影響することなく冷却
処理及びエッジ部の処理等を可能とする設備レイアウト
とそれを可能とする中間巻取り機を配置している。

【０００９】この中間巻取り機の構造は、巻取った鋼板
をオフラインに払い出す為のマンドレルの拡縮装置をも
たない２式以上のマンドレルを備え、これらのマンドレ
ルは公転可能な構造を持ち、かつ、巻取り速度よりも巻
戻し速度が大きく、一つの巻取り機で巻取り中に一方の
巻取り機は払出しが完了する事により、その処理時間の
差を保定時間として活用できる速度差を持たせた特徴が
ある。また、２式のマンドレルでの処理時間差では所定
の保定時間を確保できない場合には、３式以上の同様の
マンドレルを備える事を特徴とする。また、高温保定中
に該鋼板の端部の冷却防止が必要な場合には、放熱量に
見合う熱量を投入する装置を備えることも出来る。

【００１０】

【作用】たとえば、従来一般に行われている、鋳造−ス
ラブ検査・手入れ−熱間圧延プロセスにおいては、熱間
圧延機における生産能力は、５００トン／時間程度以上
で、鋼板の処理速度は、５００〜１５００ｍ／ｍｉｎ等
と高速処理を行っており、例えば、２０トンのコイルを
製造する場合でも、１〜２分で処理可能である。

【００１１】この為、高温コイルを巻取り機で巻取って
も巻取り中の時間が短い為に、マンドレルの拡縮装置へ
の熱影響は小さく、装置の潤滑油の焼き切れ等の問題は
なく、極低炭素鋼等では、７００℃程度で巻取り、オフ
ラインに払出しコイルの状態で保定することにより炭化
物等の析出処理が可能であった。しかし、回転する一対
の冷却ドラムで溶融金属を凝固させた薄鋼板を連続的に
巻取るプロセスに於いては、鋳造速度が約１００ｍ／ｍ
ｉｎ程度であるため、２０トンのコイルを製造する場
合、２０〜３０分程度必要である。このため、拡縮機能
を持つマンドレルは断熱しても長時間の熱伝導により拡
縮装置の潤滑の焼き切れ等の問題があった。

【００１２】そこで、本発明においては、連続鋳造機
と、最終巻取り機の間に２式以上のマンドレルを備えた
中間巻取り機を配し、更に中間巻取り機は公転が可能な
構造とした。この中間巻取り機は、連続鋳造機から送り
出される鋼板を巻取る機能と巻取ったコイルを保定する
機能と鋼板コイルのオンラインでの払い出し機能を有す
るため、マンドレルの構造に拡縮機能付与の必要がな
く、コイルの重量と巻取り張力に耐える簡単な構造にす
ることが出来る。このために、従来の拡縮型マンドレル
の場合の高温巻取りの温度制約がなくなり、かつ、巻取
り機内の加熱も採用出来るため、高温巻取り・高温保定
操業が可能である。

【００１３】また、２式以上のマンドレルを備え、マン
ドレルは公転が可能な構造を有しており、析出処理等の
ために必要な時間の確保と共に、最終巻取り前に必要な
トリミング等の鋼板処理による通板速度変動や小休止に
よる鋳造操業への影響を無くするバッファー機能を持た
せることを可能とした。このようにして、連続鋳造した
鋼板を熱処理したコイルはセメンタイトやＭｎＳ，Ａｌ
Ｎ等の析出処理がなされているため、後続工程で冷間圧
延した後の連続焼鈍プロセスでの熱処理条件は、従来の
プロセスで製造した鋼板とほぼ同じ条件を適用すること
が可能となり、優れた材質を持つ薄板製品を製造するこ
とが可能となった。

【００１４】以上説明したように、本発明においては、
回転する冷却ドラムで鋳造した鋼板を高温で巻取り、巻
取ったコイルを高温のまま保定し、オンラインで巻き戻
すプロセスとしている。しかし、本発明例は、回転する
冷却ドラムで鋳造した鋼板を高温で保定するプロセスに
拘束されるものではなく、その他の析出物処理が問題に
なるプロセス、例えば既存プロセスの熱間圧延と巻取り
設備の間に中間巻取り機を配列し、そこで巻き取ったコ
イルは、オフラインに払い出さずに後続の巻取り機にオ
ンラインで払い戻すプロセス等に対しても同様に適用さ
れるものである。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照しながら、実施例により本
発明の特徴を具体的に説明する。図１は、本実施例で使
用したツインドラム方式の連続鋳造機と中間巻取り機と
最終巻取り機で構成されたレイアウトの概略図である。
ツインドラム方式の連続鋳造機１は一対の冷却ドラム１
ａ，１ｂを互いに逆方向に回転する様に配置して構成さ
れている。

【００１６】そして、連続鋳造機１と最終巻取り機４の
間に中間巻取り機３を配列している。該連続鋳造機１
と、最終巻取り機４の間に、例えば、３式のマンドレル
３Ａ，３Ｂ，３Ｃを備えた中間巻取り機３を配したプロ
セス例では、３式のマンドレルは約１２０度の間隔で配
置され、公転が可能な構造を有している。図１におい
て、連続鋳造機１から送り出される鋼板２は、マンドレ
ル３Ａで巻取り状態にある。そのとき、マンドレル３Ｂ
は、先行する鋼板コイルを保定する状態にある。マンド
レル３Ｃは、その前の鋼板コイルを払い出す状態にあ
る。マンドレル３Ｃの鋼板コイルを払い出す処理能力
は、マンドレルで巻取る能力の同等かそれ以上の能力を
備えており、また、途中でラインを止めて鋼板の疵検査
を行ったり、鋼板のトリミング作業等で払出し作業の中
断や速度低下の影響を補完することが可能な速度仕様を
備えており、マンドレルの巻取り時間内に鋼板コイルを
払い出す事が出来る。

【００１７】マンドレル３Ｃでコイル処理が完了する時
点において、各マンドレルは公転し、マンドレル３Ｃ
は、連続鋳造機１から送り出される鋼板２の巻取り準備
を開始すると共に巻取り位置で待機する状態となる。マ
ンドレル３Ａでの巻取り処理が完了した後、待機してい
るマンドレル３Ｃが次の鋼板の巻取りを開始し、マンド
レル３Ａの鋼板コイルは、保定状態（３Ｂ）になる。こ
の場合での保定時間は、最低巻取り時間相当以上の２０
〜３０分間確保することができた。２式のマンドレルを
備えた中間巻取り機の場合には、巻取り時間と払出し時
間の差が保定時間となり、この例では、払出し速度が３
００m/min の設計で１０分程度保定可能であった。

【００１８】中間巻取り機３は、巻取ったコイルをオン
ラインで巻き戻して払い出すために、マンドレルの構造
はオフラインに払い出す時に必要な拡縮機構は不要であ
り、ソリッドの約７００mm径の構造とした。ＭｎＳの析
出制御に適用する本例では、中間巻取り機全体で１４０
×１０⁴ Ｋcal/時間の熱量を投入して、特に鋼板コイル
の端部の冷却を防止している。また、中間巻取り機から
巻き戻された鋼板は高温での析出処理が完了しており、
巻戻し後二次冷却ゾーン８で常温まで冷却処理され最終
巻取り機４で巻き取られる。

【００１９】また、ＭｎＳの析出制御（１１００℃保
定）とセメンタイトの析出等の処理が必要な場合には、
ＭｎＳの析出制御は中間巻取り機の高温保定で行い、中
間巻取り機から巻戻して７００℃程度に冷却後コイラー
で最終巻取りを行う。最終巻取り機４は、鋳造速度と無
関係に高速処理が可能であるため短時間の巻取り処理が
可能であり、マンドレル拡縮機構の断熱も従来方式のコ
イラーで問題なく高温巻取りが可能である。これによ
り、セメンタイトの析出処理は、払出した後にオフライ
ンで実施することが可能となった。

【００２０】図３に極低炭素アルミキルド鋼に適用した
結果を示す。この例では、重量％でＣ: ０．０２５、
Ｐ: ０．０１１、Ｓ: ０．０１２、Ａl : ０．０５０、
Ｎ: ０．００２５を含み、残部Ｆe が不可避的不純物か
らなる鋼を、１０５０℃で１０分以上高温保定すること
によって、固溶ＳがＭｎＳとして析出し加工性（伸び）
が著しく改善されたことを示している。

【００２１】

【発明の効果】詳述したように本発明は、軟質冷延鋼板
用に供する為の成分系の鋼板を高温で巻取り、巻取った
コイルを高温のまま保定し、固溶ＳのＭｎＳとする析出
処理をオンラインで可能とし、さらに、中間巻取り機を
介して鋳造速度と無関係に高速処理が可能であるため、
従来のマンドレル拡縮機構を備えた最終巻取機により巻
取り、払い出した後、オフラインにおいて長時間保定す
ることによってセメンタイト等の析出処理が可能となっ
た。

【００２２】このように、本発明はＭｎＳやセメンタイ
トの析出等の処理が困難である連続焼鈍ラインに供する
鋼板をツインドラム方式による連続鋳造によって製造す
ることを可能とした。また、この中間巻取り機を配置す
るレイアウト構成にすることにより、既存のプロセスが
備えていた検査機能・鋼板端部処理機能等の熱間圧延機
の機能を補完すると共に最終巻取り前に必要なトリミン
グ等の鋼板処理による通板速度変動や小休止による鋳造
操業への影響を無くするバッファー機能を持たせること
でプロセス全体の安定操業を可能とした。

【００２３】これらの結果、薄肉鋳片の連続鋳造法によ
る鋼板製造プロセスの実機化に大きく貢献できている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の設備列を示す概略図であ
る。

【図２】中間保定の温度とＭｎＳの析出に必要な時間の
関係を示す図である。

【図３】１５００℃での中間保定における保定時間と機
械的性質を示す図である。

【符号の説明】

１ａ…冷却ドラム １ｂ…冷却ドラム ２…薄肉鋳片（鋼板） ３…中間巻取り機 ３Ａ…中間巻取り機のリール ３Ｂ…中間巻取り機のリール ３Ｃ…中間巻取り機のリール ４…最終巻取り機 ５…コイル払出し機 ６…一次冷却または保温ゾーン ７…ピンチロール ８…二次冷却ゾーン ９…検査テーブル １０…トリマー １１…保温ボックス １２…バーナ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻取り機を有する薄板連続鋳造設備にお
   いて、連続鋳造機又は連続熱間圧延機と巻取り機との間
   に中間巻取り機を配設したことを特徴とする薄板連続鋳
   造設備。
2. 【請求項２】 中間巻取り機として公転可能な２式以上
   のリールを配設した請求項１記載の薄板連続鋳造設備。
3. 【請求項３】 巻戻し速度を巻取り速度より大きくでき
   る中間巻取り機を有する請求項１又は２記載の薄板連続
   鋳造設備。
4. 【請求項４】 コイルを中間巻取り機のリールに巻取
   り、次いで巻戻す迄に該コイルを高温保持し、これによ
   りコイル内の析出物を制御することを特徴とする連続鋳
   造薄板の製造方法。
5. 【請求項５】 前記コイルを高温保持する際に、該コイ
   ルを補助加熱する請求項４記載の連続鋳造薄板の製造方
   法。