JPH07204814A

JPH07204814A - 連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH07204814A
Application number: JP1776094A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Misumi; 秀幸三隅; Seiji Nishimura; 誠二西村; Takeshi Seki; 健関
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-01-19
Filing date: 1994-01-19
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】鋳片スラブを幅分割して熱間圧延用鋼片を製
造する連続鋳造方法において、偏析・センターポロシテ
ィーを安定的に低減する。【構成】連続鋳造中に凝固率が８５％以上９９％以下
の位置において一回当たりの圧下量が１ｍｍ以上２５ｍ
ｍ以下の面圧下を繰り返し行う。幅分割する位置の面圧
下量は他の位置の面圧下量よりも１ｍｍ以上大きくす
る。【効果】幅分割に伴う材質特性の劣化や歩留り低下等
が全く発生せず、製品の材質安定化、連鋳工程での生産
性の大幅な向上が極めて経済的に達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳片スラブを幅分割し
て熱間圧延用鋼片を製造する連続鋳造方法に関し、切断
面に現れる偏析やセンターポロシティー等の欠陥に起因
する二枚板状の欠陥発生を効率的に防止するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、連続鋳造方法によって製造される
熱間圧延用の鋼片は、製造方法の特徴から鋼片の厚み中
心部にＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ及びその他各種元素が不
可避的に濃化したり、高凝固率のため溶鋼の流動性が低
下し、最終凝固部に充分に溶鋼が供給できなくなるた
め、センターポロシティーと称される空隙が発生するこ
とは避けられない。そのため連鋳工程の生産性を向上す
る上で極めて有効な幅分割して所望の鋳片幅を得る方法
を用いると、センターポロシティー部へ酸素が進入・酸
化して板厚中心部にスケールが発生するために、このよ
うな鋳片を使用して製造した熱間圧延材の端部にはこれ
らの欠陥に起因する二枚板状の欠陥の発生が避けられな
かった。

【０００３】このような二枚板状の欠陥を防止するため
には、従来の連続鋳造方法を採用せざるを得ず、キャス
ト間と称される鋳造の合間に鋳型の幅を調整したり、あ
るいはキャスト中に僅かずつ幅を変更する幅可変技術等
により狭幅鋳片を製造する方法が採用されてきた。

【０００４】そこで連続鋳造鋳片厚み中心部の偏析やセ
ンターポロシティーを解消するための技術が強く要求さ
れるに至った。例えば、凝固が完了するクレーターエン
ド近傍に２対以上の圧下ロールを配置し、鋳造方向の単
位長さ当たりの圧下率をロールピッチとクレーターエン
ド位置の関数としてある範囲に規定することにより欠陥
を防止する方法が特開昭５２−５６０１７号公報に開示
されている。また、凝固末端位置を面部材を用いて挟持
し、凝固率４０％以上の領域を１回当たりの圧下率１．
５％以下、全圧下率０．５〜５．０％の範囲で断続的に
圧下しながら完全に凝固させる方法が特開昭５９−２０
２１４５号公報に開示されている。更に、凝固率が９０
％以上９９％以下の領域において、端部から一定距離離
れた幅方向の中央側位置をある一定幅以上にわたって１
対以上の突起付きロールで総圧下量が０．３％以上５．
０％以下圧下する方法もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】たしかに、前記したキ
ャスト間での幅変更やキャスト内での幅可変技術等を用
いることによって該欠陥の発生は防止できる。しかし、
キャスト間の場合には鋳造幅毎に鋳型交換が必要になる
ために連々鋳比率を阻害し、鋳造のチャンスロスに伴う
生産性の低下を招き、一方、キャスト内の場合には幅変
更を行っている一定区間の鋳片は屑化される等の歩留り
低下の原因となる問題があった。

【０００６】また、凝固末期に軽圧下する方法で製造し
た鋳片は、凝固収縮や熱収縮に見合った圧下率で圧下し
ていることから、凝固末期における凝固収縮や熱収縮、
あるいはロール間でのバルジング等に起因する溶鋼の吸
引によって増長される鋳片厚み中心部の偏析は軽減する
ものの、凝固に伴って不可避的に生成する偏析を幅分割
して使用し得るレベルにまでは制御しえなかった。

【０００７】センターポロシティーに関しても、凝固末
期は当然のことながら凝固率が高いため溶鋼が流動し得
る固相率ｆｓ（一般に０．７程度）よりも高くなり、凝
固収縮を補償し得る程度の圧下ではデンドライト樹間に
僅かに残存した溶鋼が凝固して生じる空隙にはもはや新
たな溶鋼が補充できない。したがって、これらの方法を
用いてもしばしばセンターポロシティーが残存すること
は避けられず、熱間圧延材にはしばしば二枚板状欠陥が
発生し、品質劣化の原因となったり歩留りが低下する等
品質および経済性に問題があった。

【０００８】特に、ロールを用いる圧下法では、複数本
のロールで圧下する場合には、鋳片の凝固シェルの変形
特性から不可避的にロール直下の圧下量が大きくなり、
局部的な圧下が起こり、鋳片長手方向にわたって全体に
均一な勾配を確保することが不可能であり、圧下ロール
直下で凝固が完了する場合とロール間で凝固が完了する
場合とで適正な圧下量が異なるために、得られた鋳片の
中心部の偏析やセンターポロシティーに大きな変動が存
在することは避け得なかった。

【０００９】また、一回当たりの圧下量が不可避的に大
きくなることから鋳片の凝固シェル内に内部割れと称さ
れる亀裂が発生しやすく、偏析やセンターポロシティー
が許容出来るレベル以下に改善されたとしても、幅分割
した切断面には内部割れが露出するために、前記欠陥が
存在した場合と同様に熱間圧延後の製品に品質劣化の原
因となる欠陥がしばしば存在するという問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋳片スラブを
幅分割して熱間圧延用鋼片を製造する連続鋳造方法にお
いて、連続鋳造中に凝固率が８５％以上９９％以下の位
置において一回当たりの圧下量が１ｍｍ以上２５ｍｍ以
下の面圧下を繰り返し行い、しかも幅分割する位置の面
圧下量は他の位置の圧下量よりも１ｍｍ以上大きくする
ことを特徴とする連続鋳造方法である。

【００１１】

【作用】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】まず、図６に示すような鋳片幅分割面の鋳
片厚中心部の欠陥が種々の大きさ・連続性で存在する鋳
片を通常の熱間圧延によって製造し、熱延鋼板の端面欠
陥の程度と対比した結果を図１に示す。図１に示すよう
に、鋳片分割面からの幅方向距離が大きくなるほど熱延
鋼板端面の欠陥深さが深くなり、これに伴って健全な製
品を得るために熱延鋼板の幅更生が増加したり、あるい
は更生幅が大きくなり過ぎて注文幅を確保できなくなる
等の障害が発生する。そこで、鋳片幅分割面の鋳片厚中
心部の欠陥の発生の原因について各種検討を進めた結
果、鋳造時に不可避的に生成する偏析とセンターポロシ
ティーが大きく関与していることが分かった。

【００１３】まず、偏析の影響について概説する。一般
に、偏析レベルの評価には偏析のサイズや偏析濃度ある
いは偏析比等が用いられるが、偏析濃度は偏析のサイズ
に依存することが知られており、独立には論じられない
ため、ここでは偏析を普遍的に評価できる偏析比、すな
わち偏析部の濃度／ベース濃度（ベース濃度は一般に溶
鋼の濃度で代表することが多い）で代表させる。そし
て、ここでは例として燐の偏析比について述べることに
し、Ｐ偏析比と略称する。

【００１４】連続鋳造によって製造した鋳片を幅分割し
た後の切断面に発生した鋳片厚中心部の孔状欠陥の原因
について各種の実験・調査を進めたところ、図２に示す
ように、Ｐの偏析比が２．０を超えると欠陥の深さすな
わち幅方向の距離が深くなったり、あるいは鋳片長手方
向に連続的に発生するようになることが分かった。ま
た、最大径が０．１ｍｍ以上のセンターポロシティーが
鋳片に存在すると、Ｐの偏析比が２．０以下であって
も、鋳片を切断した断面には欠陥が発生する。

【００１５】さらに、連続鋳造によって製造した鋳片を
幅切断することによって顕在化するＰ偏析比を２．０以
下に、且つ板厚中心部のセンターポロシティーの最大径
を０．１ｍｍ以下に同時に制御するため、連鋳工程の凝
固末期を模擬した鋳型を製作し、溶鋼を注入して凝固さ
せ、所定の凝固厚みが得られた時点で鋳塊を図３に示す
模擬圧下装置を用いて圧下する実験を行い、まずＰ偏析
比に及ぼす圧下量と凝固率の関係を調査した。その結
果、図２に示すように凝固率、すなわち凝固シェル厚と
鋳片厚の比が減少する程圧下量を増大しなければならな
いが、少なくとも一回当たりの圧下量を１ｍｍ以上とす
ることによりＰ偏析比２．０以下に制御することができ
るが、その一方で過大であると偏析比はより安定し、し
かも偏析比１．０以下まで得られるものの、ロールを用
いた軽圧下法で生じたと同様な内部割れが発生する圧下
領域が存在することが分かった。また、このような条件
で圧下した後の鋳塊の厚み中心部についてＸ線透過法に
よってセンターポロシティーの分布を調査したところ、
該条件では最大径が０．１ｍｍ以上のセンターポロシテ
ィーは全く存在しなかった。

【００１６】以上の知見を基に、図４に示す実機連鋳機
を用いて面圧下実験を繰り返し行い、上記実験室実験の
条件で圧下を行うことにより、鋳片切断面の厚中心部の
偏析やセンターポロシティーに起因する欠陥の発生を防
止できること、および、幅方向に配列した圧下バーをそ
れぞれ均一に圧下した場合には鋳造長手方向にはセンタ
ーポロシティーの変化は無いものの、内部の濃化溶鋼が
蓄積し鋳造末期に至るにつれて次第に偏析濃度が高くな
ることが分かった。

【００１７】そこで、このような鋳造方向の偏析変動を
押さえ、安定した鋳片品質を得るための圧下条件を更に
検討したところ、幅方向の圧下量を僅かに変えれば良い
ことが分かった。つまり、幅方向を均一に圧下する場合
には、未凝固部分の内部の濃化溶鋼は圧下しない前方、
すなわち鋳型側にしか移動できないが、幅方向で異なる
圧下量を付与する場合には、流動抵抗の小さい近傍、す
なわちこの場合幅方向に流動しやすくなるために、長手
方向でマスバランスを取るよりも圧下帯近傍でマスバラ
ンスを取ることが容易となるためである。従って、この
条件が満足されれば必ずしも幅方向の全面を圧下するこ
とは必要ではなく、圧下する部分と圧下しない部分があ
っても鋳片幅分割面の品質を確保すると言う点では何ら
問題ない。しかし、全く圧下しない場合にはその部分の
偏析やセンターポロシティーは従来より高く且つ大きく
なるために、これらが製品の使用特性を満足しない場合
には、従来から軽圧下法で行われている圧下量である１
回当たりの圧下率１．５％以下、全圧下率０．５〜５．
０％の範囲で断続的に圧下しながら完全に凝固させるこ
とにより、両者を満足しうる鋳片品質の確保が可能にな
る。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の実施例と比較例について詳細
に説明する。

【００１９】表１に示す成分の鋼を用い、図５に示す面
圧下装置によって表２に示す条件で連続鋳造鋳片を製造
した。この鋳片から表３，表４に示す条件で製造した厚
鋼板の幅端部の欠陥発生状況と鋼板の厚み中心部の強度
・延性を幅中央と端部で評価した結果を本発明実施例と
比較例に分けて表５，表６に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】連続鋳造鋳片寸法；厚み２００／２８４ｍｍ×幅１９
００ｍｍ凝固末期偏析及びセンターポロシティー制御装置；図
４に示す装置形式ウォーキングバー方式構成内バー３本外バー４本シフト量１００ｍｍ圧下部長さ１．０〜２．５ｍ圧下部入側鋳片厚最大２８４ｍｍ圧下帯での圧下量０〜最大３５ｍｍ圧下帯入側未凝固厚０〜最大４０ｍｍ幅方向の圧下量制御方法内外バーの鋳片圧下端子に適当厚のライナーを挿入し制
御

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】

【００２４】

【表５】

【００２５】

【表６】

【００２６】表３〜表６中のＮｏ．１〜Ｎｏ．６が本発
明の実施例であり、幅分割した近傍の偏析およびセンタ
ーポロシティーは規定範囲にあり、その結果鋳片の幅分
割面はもとより、熱間圧延後の鋼板端部にも欠陥が無
く、更生無しに使用できた。一方、鋼板の材質特性に関
しても、幅切断した端部において僅かに硬化する傾向を
示しているが、これは幅分割しない場合と同等であり、
問題無い範囲である。

【００２７】表３〜表６中のＮｏ．７〜Ｎｏ．１２は比
較例である。Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１０は一回当たりの圧下
量は満足しているものの、幅方向における圧下量偏差を
付与しなかったりその量が適正でないために、鋳造末期
において鋼板幅中央部に濃化溶鋼が集積し、強度・延性
が低下した例である。また、Ｎｏ．１１は一回当たりの
圧下量が過大であり、偏析やセンターポロシティーに関
しては大幅な改善効果が得られたものの、圧下に伴う内
部割れが発生し、鋳片幅分割面に欠陥が現れるとともに
鋼板でもそれに伴う欠陥が発生し、幅更生を余儀なくさ
れた。また、それに起因する材質劣化も発生した。Ｎ
ｏ．１２は無圧下の例であり、偏析に伴う欠陥の発生に
より鋼板での幅更生が発生し、得られた製品の材質も満
足できるものではなかった。

【００２８】以上のように、本発明によって製造した熱
間圧延用鋼片から製造した鋼板は、幅分割した部分のみ
ならず、鋳造方向全長にわたりいずれも優れた特性を示
した。

【００２９】

【発明の効果】本発明により偏析・センターポロシティ
ーを安定的に低減出来るため、幅分割に伴う材質特性の
劣化や歩留り低下等が全く発生しない。したがって従来
溶鋼処理工程において実施していた低硫化、低燐化およ
び脱水素処理等の予備処理は全く不要になり、製品の材
質安定化と連鋳工程での大幅な生産性の向上が極めて経
済的に達成出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋳片分割面からの幅方向距離と熱延鋼板端面の
欠陥深さとの関係を示す図である。

【図２】１回当たりの圧下量とＰ偏析比との関係を凝固
率との関係で示す図である。

【図３】凝固末端部の模擬圧下装置を示す図である。

【図４】鋳片の未凝固末端を面圧下する実機連鋳機を示
す図であり、（イ）は側面図、（ロ）はＢ−Ｂ断面にお
ける正面図である。

【図５】実施例で使用した面圧下装置の面部材の断面図
である。

【図６】鋳片幅分割面に発生する欠陥の模式図である。

【符号の説明】

１鋳型２サポートロール３鋳片４未凝固部５面部材５１外バー５２内バー６下部偏芯カム・駆動輪７圧下量検出装置８上部偏芯カム・駆動輪１１鋳塊１２未凝固部１３冷却水１４差動トランス１５圧下ジャッキ１６鋳塊昇降装置１７圧下端子１８ロードセル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳片スラブを幅分割して熱間圧延用鋼片
を製造する連続鋳造方法において、連続鋳造中に凝固率
が８５％以上９９％以下の位置において一回当たりの圧
下量が１ｍｍ以上２５ｍｍ以下の面圧下を繰り返し行
い、しかも幅分割する位置の面圧下量は他の位置の圧下
量よりも１ｍｍ以上大きくすることを特徴とする連続鋳
造方法。