JPH07108358A

JPH07108358A - 連続鋳造された丸ビレット鋳片のセンターポロシティ低減方法

Info

Publication number: JPH07108358A
Application number: JP25583293A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yamanaka; 章裕山中; Yoshio Okuda; 美夫奥田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 1995-04-25
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: JP2970343B2

Abstract

(57)【要約】【目的】丸ビレットの連続鋳造において、丸ビレットの
真円を保ち、かつ、センターポロシティを低減させる方
法の提供。【構成】丸ビレットの連続鋳造において、鋳造方向に
垂直な断面が楕円形状の鋳片を鋳造し、鋳片内部が未凝
固である状態で、鋳片断面の長径方向に鋳片を成形用ロ
ールを用いて圧下し、鋳片の断面形状が真円となるよう
に圧下形成することを特徴とする丸ビレット鋳片のセン
ターポロシティ低減方法。上記の鋳片圧下手段として、連鋳機内での丸ビレッ
ト鋳片の最終半径の曲率と同じ曲率のカリバーを有する
成形用ロールを用いて、圧下することを特徴とする丸ビ
レット鋳片のセンターポロシティ低減方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は炭素鋼、ステンレス鋼、
高合金等の丸ビレットの連続鋳造において鋳片の中心部
に発生するセンターポロシティを低減する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造から、圧延または鍛造工程を経
て、ユジーンセジコネル法またはマンネスマン法等で、
シームレスパイプを製造する工程において、最近、連続
鋳造工程以下の素圧延等の工程を一部省略し、プロセス
の効率を高めるニアネットシェイプキャスティングとし
て、より最終成品形状に近い丸ビレットの鋳造を行うこ
とが指向されている。

【０００３】しかし、丸ビレット鋳片には、鋳造中にセ
ンターポロシティが発生し、これが鋳片内部に残存し、
その程度が大きい場合は、製管後にパイプの内面疵を発
生させるという問題点が存在する。

【０００４】そこで、上記のセンターポロシティ発生の
対策として、内部品質の向上を図る連続鋳造鋳片の製造
方法が提案されている（特開平３−124352号公報参
照）。この技術は、鋳片の厚さの２〜５倍の直径を有す
るロールを用いて、鋳片内部の未凝固部を圧下すること
で、凝固した鋳片に比べ弱い圧下力しか必要とせずにセ
ンターポロシティの発生を低減させようとするものであ
り、一定の低減効果が期待できる。

【０００５】しかし、上記の連続鋳造鋳片の製造方法で
は、スラブやブルーム等の断面形状が長方形である鋳片
を対象としているので、断面形状が円形である通常の丸
ビレット鋳片にこの技術を適用すると、次のような問題
点が生じてしまう。

【０００６】(1) 丸ビレット鋳片を通常のロールで機械
的に圧下した場合、鋳片の全周囲から均等に圧下するこ
とが困難なので、圧下によって真円が保てなくなる。こ
のような丸ビレットを素材として製造した管は、製品の
断面形状が真円でなく、不良品となる。

【０００７】(2) 丸ビレット鋳片の真円度からの偏奇を
小さく保とうとすると、圧下量を小さくせざるを得ない
ので、センターポロシティの低減効果は小さくなる。

【０００８】従って、提案のあった連続鋳造鋳片の製造
方法は、丸ビレット鋳片の製造には適用できなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、丸ビ
レットの連続鋳造において、丸ビレットの真円を保ち、
かつ、センターポロシティを低減させる方法を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の
およびの丸ビレット鋳片のセンターポロシティ低減方
法にある。

【００１１】丸ビレットの連続鋳造において、鋳造
方向に垂直な断面が楕円形状の鋳片を鋳造し、鋳片内部
が未凝固である状態で、鋳片断面の長径方向に鋳片を成
形用ロールを用いて圧下し、鋳片の断面形状が真円とな
るように圧下形成することを特徴とする丸ビレット鋳片
のセンターポロシティ低減方法。

【００１２】上記の鋳片圧下手段として、連鋳機
内での丸ビレット鋳片の最終半径の曲率と同じ曲率のカ
リバーを有する成形用ロールを用いて、圧下することを
特徴とする丸ビレット鋳片のセンターポロシティ低減方
法。

【００１３】

【作用】本発明者らは、上記課題を解決するために、連
続鋳造された丸ビレット鋳片のセンターポロシティを低
減する方法について、種々検討した結果、次の知見を得
ることができた。

【００１４】すなわち、圧下前の丸ビレット鋳片の断面
形状を楕円形とし、鋳片内部が未凝固の状態で、楕円形
の長径方向から、２本のロールで圧下すれば、最終鋳片
の真円度を確保しつつ、センターポロシティを大幅に低
減することができる。以下、その作用を詳細に説明す
る。

【００１５】本発明方法に適用する丸ビレット鋳片の断
面を楕円形状にするのは、その長径方向から、二本一対
のロールを用いて圧下してやれば、変形して徐々に真円
に近づいて行き、圧下終了後の丸ビレット鋳片の断面形
状を真円にすることができるからである。さらに、鋳片
の楕円断面の長径の先端部から優先的に圧下されるの
で、圧下変位が鋳片の中央部に集中しやすく、同じ圧下
量でもセンターポロシティの低減効果は大きくなるから
である。

【００１６】一方、断面形状が円形である通常の丸ビレ
ット鋳片のセンターポロシティを低減するために圧下を
加えると、圧下力によって、丸ビレット鋳片の断面形状
は、楕円形となってしまい、真円を保持することができ
ない。

【００１７】圧下前の鋳片断面の楕円形状の長径と短径
の大きさは、鋳片の最終径と必要圧下量によって決ま
る。長径は最終径に圧下量を加えたものである。短径は
最終径から圧下量の約 1/2の値を減じたものが真円度を
挙げる上で望ましい。

【００１８】鋳片内部が未凝固の状態で圧下を行うの
は、外部の凝固シェルのみを圧下すればよいので、内部
が凝固した鋳片に比べて、大きな圧下力が要らないの
と、凝固途中で凝固収縮により体積が減じるのに応じた
圧下を与えてやることで、センターポロシティの発生を
抑制することが可能だからである。鋳片が完全凝固して
からでは、鋳片の剛性が大きくなり、圧下反力が増大す
る。また、センターポロシティができた後に、これを消
滅するようになるので、センターポロシティ内のN₂およ
びH₂ガス等のガス圧が高くなり、センターポロシティを
低減させることが困難となる。

【００１９】さらに具体的に本発明方法を説明する。

【００２０】図１は、本発明方法を説明するために、鋳
造方向と垂直な方向の、鋳片とロールの断面を表したも
のである。同図は、カリバーを有する二本一対のロール
を使用した場合を説明している。

【００２１】通常の丸ビレットの連続鋳造機を用いて、
断面形状が楕円形である鋳片１を鋳造し、図に示したよ
うに、二本一対のロール２を用いて、内部が未凝固であ
る鋳片１を長径方向に圧下する。鋳片１を一度の圧下
で、数十mm圧下すると、凝固界面にいわゆる内部割れが
生じるので、図１のような二本一対のロール２を複数個
用いて、一対のロール当たりの圧下量を、２〜12.5mm程
度とするのが望ましい。

【００２２】また、複数個のロール対を用いると、鋳片
の圧下量をロール対毎に、細かに調整できるので、最終
鋳片の真円度が得やすい。

【００２３】センターポロシティは、鋳片中心部が凝固
を開始してまもない中心固相率が 0.1となるころから形
成され、固相率0.8 まで生成が続くと考えられるので、
最初のロール対は、鋳片中心部が凝固を開始してまもな
い中心固相率が 0.1程度の位置に設置し、最後のロール
対は中心固相率が 0.8程度の位置に設置するのが、望ま
しい。また、カリバーを有するロールを使用する場合
は、カリバーの曲率を鋳片の最終半径に等しくしてお
き、圧下前の鋳片の長径の部分の最小曲率はカリバーの
半径の曲率より大きくしておく。そうすれば、鋳片の長
径の先端部がカリバー内に納まって圧下を与えてやるこ
とが可能となる。

【００２４】

【実施例】本発明のセンターポロシティの低減効果を確
認するために、次の条件で丸ビレット鋳片の連続鋳造試
験を行った。

【００２５】１．連続鋳造機について鋳型長さ 700mmの湾曲型連鋳機を使用し、鋳造速度は
0.7m/min と一定とし、鋳造が定常状態となった時点で
圧下を実施した。二次冷却は鋳型直下２ｍの間を比水量
0.3l/kg-steelの条件で冷却した。

【００２６】２．丸ビレットの寸法について圧下前の鋳片の断面形状を次の４種類の楕円形とした。

【００２７】ａ）長径： 300mm、短径： 285mm、ｂ）長
径： 310mm、短径： 280mm、ｃ）長径： 320mm、短径：
275mm、ｄ）長径： 330mm、短径： 270mm。

【００２８】また、鋳片の材質は、13％Ｃｒ鋼のものを
使用した。

【００２９】３．丸ビレット鋳片の圧下について図１に示したのと同様の半径145mm のカリバーを有する
二本一対のロールを４組使用して圧下した。最初のロー
ル対は、鋳片の中心固相率が 0.1となる位置に配置し、
最後のロール対は、鋳片の中心固相率が 0.8となる位置
とし、他の２つのロールはこの間に均等距離に離して設
置した。

【００３０】上記、ａ）〜ｄ）の試料鋳片を、断面形状
が圧下終了後に直径 290mmの真円となるように、楕円の
長径方向から圧下した。総圧下量はそれぞれ、ａ）の場
合は10mm、ｂ）の場合は20mm、ｃ）の場合は30mmおよび
ｄ）の場合は40mmとした。１対のロール当たりの圧下量
は、総圧下量をロール対の数で割った値とした。

【００３１】また、比較のために、前記１の連続鋳造機
を用いて、断面が直径 290mmの真円である鋳片を鋳造
し、上記の様に半径145mm のカリバーを有する二本一対
のロールを４組使用して、総圧下量を10mm、20mm、30mm
および40mmの４種類に変化させて圧下し、センターポロ
シティを低減させる試験を行った。

【００３２】図２は、上記の試験結果をまとめたもので
あり、横軸に総圧下量、縦軸に鋳片内部のセンターポロ
シティの存在径と鋳片の断面形状の真円からの偏差比
（圧下後の鋳片横断面の重心から外周までの距離を測定
し、それと面積換算の相当径の差を取り、その絶対値を
必要最終径で除した 100％比率）の最大値を示したもの
である。本発明例は、圧下量が増大しても鋳片断面の真
円からの偏奇は小さく、しかもセンターポロシティの改
善効果は、比較例に比べて大きい。

【００３３】

【発明の効果】本発明方法によれば、鋳片の真円度を損
なうことなく、鋳片を圧下することが可能で、センター
ポロシティの少ない丸ビレット鋳片を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を用いた場合の、鋳造方向と垂直な
方向の鋳片とロールの断面を表す図である。

【図２】本発明方法を用いた場合の、丸ビレット鋳片の
真円度とセンターポロシティの低減効果を表した図であ
る。

【符号の説明】

１．鋳片２．( カリバー付) ロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】丸ビレットの連続鋳造において、鋳造方向
に垂直な断面が楕円形状の鋳片を鋳造し、鋳片内部が未
凝固である状態で、鋳片断面の長径方向に鋳片を成形用
ロールを用いて圧下し、鋳片の断面形状が真円となるよ
うに圧下形成することを特徴とする丸ビレット鋳片のセ
ンターポロシティ低減方法。
【請求項２】請求項１の鋳片圧下手段として、連鋳機内
での丸ビレット鋳片の最終半径の曲率と同じ曲率のカリ
バーを有する成形用ロールを用いて圧下することを特徴
とする丸ビレット鋳片のセンターポロシティ低減方法。