JPH07112255A

JPH07112255A - 連続鋳造における鋳込み終了方法

Info

Publication number: JPH07112255A
Application number: JP25678993A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Tanizawa; 好徳谷澤; Kazuhiro Arai; 和弘荒井; Tetsuya Iibashi; 哲哉飯箸; Hisashi Shimazaki; 寿島崎
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】鋳込みの高速終了に際し、凝固シェルの変形
による漏鋼を防止しつつ、ボトム部の中心偏析を大幅に
低減し、ボトム部の引け巣を減少させる。【構成】連続鋳造機の鋳込み終了に際して、鋳造速度
の減速・停止および鋳片の最後端部であるボトム部の処
理作業を行うことなく、通常の鋳造速度を保持したま
ま、鋳込みを終了する。通常の鋳造速度で鋳片を引き抜
き、冷却水量を制御することにより、鋳片最後端におけ
るクレータエンドＣＥが所定区間Ｂに位置するように
し、この区間Ｂに配設した小径ロール４によりクレータ
エンドＣＥ付近を軽圧下する。この小径ロールによりバ
ルジングが防止され、軽圧下により濃化溶液の流動が防
止され、濃化溶鋼の非金属析出による中心偏析および最
ボトム部における引け巣の増大が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、タンディッシュ内の
溶融金属を連続的に鋳込んで鋳片とする連続鋳造機にお
ける鋳込み終了方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造は、レードル内の溶鋼をタンデ
ィッシュを介してモールドに連続して鋳込み、鋳型とこ
れに続くガイドロール群の二次冷却帯で冷却して凝固シ
ェルを形成し、完全凝固した鋳片をピンチロールで引き
抜いているが、鋳造末期においては溶鋼の供給がなくな
るため、特別な制御で鋳込みを終了する必要がある。

【０００３】従来のこの種の鋳込み終了方法としては、
連続鋳造機におけるオートストップ方法（特開昭62-248
48号公報),鋳込み終了制御方法（特開昭 62-124056号公
報),帯鋼鋳造装置の鋳造作業終了方法（特開昭 62-2036
52号公報) などが一般に知られている。以下、これらの
方法を従来法１とする。

【０００４】この従来法１においては、まず予め決定さ
れた減速パターンを使用し、鋳込み終了前におけるタン
ディシュ内の残鋼重量または残鋼レベルに応じて鋳込み
速度を減速し、タンディッシュ内に所定の少量の溶鋼を
残して鋳込みを停止させている（図７参照）。次に、こ
の鋳込み停止後、図６に示すように、鋳型内残量溶鋼の
最後端部すなわち所謂最ボトム部へ冷却材（金属粒，金
属片，水など）を投入し、この冷却材で鋳型内のボトム
部を凝固させる、所謂ボトム処理作業を行い、その後、
引抜き速度を適当に増速して引き抜いている（図７参
照）。

【０００５】しかし、これら減速終了の従来法１では、
鋳込み終了前に鋳込み速度を減速するので、連続鋳造
機の生産性が低下する、タンディッシュ残鋼鋳造時間
が長くなり、残溶鋼の温度低下が大きくなって、最終鋳
片の品質が悪化する、減速により鋳片のクレータエン
ド（未凝固部先端）位置が移動し、中心偏析が悪化す
る、ボトム処理作業を必要とするため、作業負荷が大
きく、しかも冷却材の混入で最終鋳片の品質が悪化し、
また冷却材購入コストがかかる、ボトム処理作業時に
鋳込みが停止するため、ガイドロール間で鋳片バルジン
グが増大し、引き抜き開始後、未凝固溶鋼が絞り出しに
より最ボトム部から漏鋼することがある。

【０００６】また、鋳込み終了時に連鋳機内にある鋳片
の温度が下がり、熱延へのホットチャージやダイレクト
ロールの実施時に不利となる。

【０００７】この対応策として、先に本出願人は、連続
鋳造における高速鋳込み終了制御方法（特願平3-221702
号),連続鋳造における高速鋳込み終了方法（特願平4-58
598号),連続鋳造における鋳込み終了方法（特願平 4-67
107号) を出願している。以下、これらの方法を従来法
２とする。

【０００８】この従来法２においては、鋳込み終了前の
鋳込み速度の減速・停止作業やボトム処理作業を廃止
し、通常の鋳込み速度を保持したまま鋳込みを終了し、
ボトム部の凝固を鋳型直下の二次冷却水等で行ってボト
ム部の漏鋼を防止し、その後引き抜き速度を増速して鋳
片を引き抜いている（図８参照）。

【０００９】そして、従来法２−１（特願平3-221702
号）では、鋳込み終了後の最ボトム位置をプロセスコン
ピュータでトラッキングし、この最ボトム位置がＳ₀(モ
ールド直下）〜Ｓ₁(最ボトム部が充分凝固する位置) 間
では、二次冷却帯のスプレー冷却水量をＱ₁(＜Ｑ₀:定常
スプレー冷却水量) に抑制し、Ｓ₁ 以降はＱ₀ に戻して
いる。また、鋳造速度はＳ₀ 〜Ｓ₁ では、鋳込み終了時
の通常鋳造速度Ｖ₀ とし、Ｓ₁以降は増速して引き抜き
を行っている。

【００１０】また、従来法２−２（特願平 4-67107号)
では、最ボトム位置がＳ_m( メニスカス）〜Ｓ₁(凝固シ
ェル厚が充分である位置) 間では、モールド冷却水をＱ
_m(例えば通常鋳込み時のＱ_m0の98％以下）に、二次冷
却帯のスプレー冷却水量を凝固シェルに変形を与えない
冷却水量Ｑ_s( 例えばモールド直下では通常鋳込み時の
Ｑ_s0の30％以下) に抑制している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これら高速終了の従来
法２では、前述した従来法１の生産性や品質上の問題点
を大幅に解決することができるものの、従来法２−１の
鋳型直下での二次冷却水による凝固促進では、溶鋼が供
給されていない状態で過冷却されると、ボトム部下部に
おける凝固シェルが収縮し、これによる押し出し力と凝
固した湯面とのバランスがくずれて溶鋼のボトム吹き上
げが発生する問題がある。

【００１２】従来法２−２では、モールド冷却水とスプ
レー冷却水を抑制して冷却することにより、凝固シェル
の変形収縮を防止することができ、最ボトム部における
溶鋼吹き上げを解消することができるが、凝固シェルの
変形を防止するあまり鋳片表面温度は高くなる傾向にあ
り、溶鋼の静圧により未凝固部が広がる所謂バルジング
が発生する。

【００１３】このバルジングが発生すると、凝固末期
の濃化溶液がクレータエンド付近に吸引され、中心偏析
が助長されるのみならず、最ボトム位置では溶鋼の供
給が無く、前述のクレータエンド付近における濃化溶液
流動のため、静止凝固時の引け巣よりも大きな引け巣が
発生することになる。

【００１４】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、鋳込みの高速終了に
おいて、凝固シェルの変形による漏鋼を防止しつつ、ボ
トム部の品質を向上でき、ボトム部の引け巣を減少させ
ることのできる鋳込み終了方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明においては、タ
ンディッシュ内の溶融金属を連続的に鋳込んで鋳片とす
る連続鋳造機の鋳込み終了に際して、鋳造速度の減速・
停止および鋳片の最後端部であるボトム部の処理作業を
行うことなく、従来法２と同様に通常の鋳造速度を保持
したまま、タンディッシュのスライディングノズルを閉
じて鋳込みを終了する。そして、この鋳片最後端におけ
るクレータエンドが所定区間に位置するように、モール
ド冷却水および二次冷却帯のスプレー冷却水を制御し、
この区間に配設した小径ロール群によりクレータエンド
付近を軽圧下する。

【００１６】また、従来法２と同様にボトム処理作業を
無くし定常状態の鋳造速度を保持したまま鋳片を引き抜
く高速終了を行うため、従来法２−２と同様にモールド
冷却水および二次冷却帯のスプレー冷却水を抑制して凝
固シェルの変形が起きないようにしている。従って、モ
ールド冷却水とスプレー冷却水の冷却水量を、過冷却に
より凝固シェルに変形を与えないように、かつ凝固末期
のクレータエンドが小径ロール群に入るように制御す
る。

【００１７】小径ロール群は、小径ロールが小さいロー
ル配設ピッチで配列されており、また鋳片に対して進退
移動する構造であり、クレータエンド付近において凝固
収縮に見合った軽圧下をかける。

【００１８】

【作用】以上のような構成において、定常状態の鋳造速
度を保持したまま鋳込みが終了し、ボトム部がモールド
冷却水および二次冷却帯のスプレー冷却水により冷却さ
れる。このモールド冷却水量および二次冷却帯のスプレ
ー冷却水量は抑制されているため、過冷却による凝固シ
ェルの変形収縮が防止され、最ボトム部からの溶鋼吹き
上がりが防止される。

【００１９】冷却水量の抑制で鋳片表面温度が高くなる
ことにより、このままでは溶鋼の静圧によりバルジング
が発生し、凝固末期の濃化溶液がクレータエンド付近に
吸引されるが、クレータエンド付近の小径ロール群によ
り前記バルジングが防止され、さらにクレータエンド付
近において凝固収縮に見合った軽圧下をかけることによ
り、濃化溶液の流動が防止される。これにより、濃化溶
鋼の非金属析出による中心偏析を防止し、かつ最ボトム
部における引け巣の増大を防止することができる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て詳細に説明する。図１に示すのは、この発明の鋳込み
終了方法を実施するための連続鋳造機の例であり、上流
側から順に、冷却水通路２を有して溶鋼を一次冷却する
モールド１、鋳片を案内支持する多数のガイドロール３
からなるガイドロール群Ａ、小径ロール４を小さいロー
ルピッチで配設した小径ロール群Ｂ、ピンチロール５を
備えた矯正ロール群Ｃなどから構成され、各ゾーンＡ〜
Ｃにおける各ロール間にスプレーノズル６を配設するこ
とにより、二次冷却帯が形成されている。

【００２１】制御装置２０は、ガイドロール群Ａにおけ
る駆動用ロール３ａおよびピンチロール５に作動信号
（ロール押付力・回転数）を送る速度制御部２１と、モ
ールド１の冷却水および各スプレーノズル６への二次冷
却水の流量を制御する冷却水制御部２２と、鋳造速度・
鋳片の引き抜き長さに基づいて速度制御部２１および冷
却水制御部２２へ制御信号を送るプロセスコンピュータ
２３を備えている。

【００２２】定常鋳込み状態においては、タンディッシ
ュ７から浸漬ノズル８を介して注入された溶鋼は、モー
ルド１の冷却水Ｗ₁およびスプレーノズル６からのスプ
レー冷却水Ｗ₂により冷却されて凝固シェル１０ａが形
成され、その内部に未凝固部１０ｂを保持したままガイ
ドロール群Ａ，小径ロール群Ｂにより案内支持され、完
全凝固した鋳片１０がピンチロール５により引き抜かれ
る。鋳片の断面形状でみると、凝固の進行に伴って、凝
固シェル１０ａは次第に厚くなるとともに未凝固部１０
ｂは薄くなり、小径ロール群Ｂにおけるクレータエンド
ＣＥに至って未凝固部１０ｂは消滅する。

【００２３】本発明では、鋳込みの高速終了を行うた
め、ボトム部をモールド冷却水Ｗ₁およびスプレー冷却
水Ｗ₂で凝固させ、また凝固シェル１０ａの過冷却によ
る変形収縮を防止するため、これらモールド冷却水量Ｑ
_mおよびスプレー冷却水量Ｑ_sを抑制する。さらに、小
径ロール群ＢによりクレータエンドＣＥ付近において鋳
片１０に軽圧下を加える。

【００２４】すなわち、従来法２−２と同様に、最ボト
ム位置をプロセスコンピュータ２３によりトラッキング
し、メニスカスＳ₀から凝固シェル厚が充分である位置
Ｓ₁間では、冷却水制御部２２により、モールド冷却水
量をＱ_m( ＜Ｑ_m0: 通常鋳込み時のモールド冷却水量）
に、二次冷却帯のスプレー冷却水量を、各スプレー毎に
鋳片各部の凝固シェル厚さ・シェル温度・凝固シェルの
変形抵抗・静鉄圧から計算される凝固シェル１０ａに変
形を与えない冷却水量Ｑ_s( ＜Ｑ_s0: 通常鋳込み時のス
プレー冷却水量) に制御する。

【００２５】ここで、Ｓ₁はモールド厚みＴ₁(mm) と鋳
造速度Ｖ₀(m/min)とから、Ｓ₁≦(Ｔ₁/Ｋ）²Ｖ₀／４
［Ｋは定数，25〜35(mm/min^1/2) ］の式により求められ
る値である。また、モールド冷却水量および二次冷却帯
のスプレー冷却水量はメニスカスＳ₀からの距離によっ
て異なるが、モールド冷却水量Ｑ_mは通常鋳込み時のモ
ールド冷却水量の 0〜98％程度、二次冷却帯のスプレー
冷却水量Ｑ_sは通常鋳込み時のスプレー冷却水量の 0〜
30％程度とする。

【００２６】さらに、Ｓ₁以降も凝固シェル１０ａに変
形を与えないように、かつクレータエンドＣＥが小径ロ
ール群のゾーンＢに入るように、各スプレーノズル６
Ａ，６Ｂのスプレー冷却水量を制御する。

【００２７】小径ロール群Ｂは、ロール配設ピッチの小
さい小径ロール４が鋳片１０に対して進退移動可能に支
持されており、このゾーンにおける鋳片１０に軽圧下を
かけられるように構成されている。ここで、モールド冷
却水やスプレー冷却水の冷却水量により、バルジング量
や軽圧下のかかり方が異なるため、プロセスコンピュー
タ２３によるトラッキングにより軽圧下量をダイナミッ
クに制御するのが望ましい。

【００２８】以上のような構成において、次のように鋳
込み終了を行う（図１参照）。

【００２９】(1) 鋳造速度の減速や停止、および鋳片の
ボトム処理作業を行うことなく、通常の鋳造速度を保持
したまま、タンディッシュ７のスライディングノズルを
閉じて鋳込みを終了する。

【００３０】(2) 最ボトム位置をプロセスコンピュータ
２３によりトラッキングし、冷却水制御部２２によりモ
ールド冷却水量をＱ_mに、スプレーノズル６からのスプ
レー冷却水量Ｑ_sに抑制し、かつクレータエンドＣＥが
ゾーンＢに入るように制御する。これにより、過冷却に
よる凝固シェルの変形収縮が防止され、最ボトム部から
の溶鋼吹き上げが防止される。

【００３１】(3) 小径ロール群Ｂにおける鋳片を小径ロ
ール４により軽圧下する。軽圧下量は、凝固末期の鋳片
の凝固収縮による未凝固部１０ｂの拡がりに見合う分と
する。

【００３２】これにより、バルジングが防止され、かつ
溶鋼流動が防止され、鋳片の中心部に濃化溶鋼の非金属
が析出して集積されることはなく、中心偏析を防止する
ことができる。さらに、引け巣の増大による鋳片後端部
の切捨量増加を防止することができる。

【００３３】図２は、本発明の鋳込み終了方法により得
られた最ボトム部における中心偏析度を示すグラフであ
り、本発明によれば従来法２と比較して最ボトム部にお
ける中心偏析を大幅に低減できた。なお、この中心偏析
度は、図３に示すように、中心偏析線を斜角で切断サン
プリングし、発光分光分析で８ｍｍ視野を１０点連続分
析する斜角カントバック法で求めた。図４は、図５に示
す引け巣による最ボトム部の平均切捨量を示したグラフ
であり、従来法２と比較して最ボトム部切捨て量を大幅
に減少することができた。

【００３４】

【発明の効果】前述の通り、この発明は、鋳造速度の減
速・停止およびボトム処理作業を行うことなく、通常の
鋳造速度を保持したまま鋳込みを終了し、所定区間に位
置したクレータエンド付近を小径ロール群により軽圧下
するようにしたため、過冷却による凝固シェルの変形に
よる漏鋼を防止しつつ、最ボトム部における中心偏析を
大幅に低減し、品質の向上を図れ、また引け巣による最
ボトム部切捨量を大幅に減少でき、歩留りの向上を図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の鋳込み終了方法を実施するための連
続鋳造機の概略図である。

【図２】鋳片幅方向中央部における偏析度分布を本発明
と従来とで比較したグラフである。

【図３】偏析度を得るための斜角カントバック法による
発光分光分析を示す(a) は断面図,(b)は斜視図である。

【図４】最ボトム平均切捨量を本発明と従来とで比較し
たグラフである。

【図５】最ボトム部における引け巣を示す概略図であ
る。

【図６】従来法１におけるボトム処理作業を示す概略斜
視図である。

【図７】従来法１による鋳込み終了時の鋳造速度パター
ンを示すグラフである。

【図８】従来法２による鋳込み終了時の鋳造速度パター
ンを示すグラフである。

【符号の説明】

Ａ…ガイドロール群Ｂ…小径ロール群Ｃ…矯正ロール群Ｗ₁…モールド冷却水Ｗ₂…スプレー冷却水ＣＥ…クレータエンド１…モールド２…冷却水通路３…ガイドロール４…小径ロール５…ピンチロール６…スプレーノズル７…タンディッシュ８…浸漬ノズル１０…鋳片１０ａ…凝固シェル１０ｂ…未凝固部１１…タンディッシュ２０…制御装置２１…速度制御部２２…冷却水制御部２３…プロセスコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者島崎寿茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンディッシュ内の溶融金属を連続的に
鋳込んで鋳片とする連続鋳造機の鋳込み終了に際して、鋳造速度の減速・停止および鋳片の最後端部であるボト
ム部の処理作業を行うことなく、通常の鋳造速度を保持
したまま鋳込みを終了して鋳片を引き抜き、この鋳片最
後端におけるクレータエンドが所定区間に位置するよう
に制御し、この区間に配設した小径ロール群によりクレ
ータエンド付近を軽圧下することを特徴とする連続鋳造
における鋳込み終了方法。