JPH0857591A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メニスカス部での鋳型長辺と短辺との間の隙
間に起因したブレ−クアウトの発生を回避し、さらには
鋳片及び鋳片間の摩擦力を軽減し得る、連続鋳造方法に
ついて提案する。 【構成】 オシレ−ション機構をそなえる組立鋳型内に
パウダを添加しつつ連続鋳造を行うに当たり、該組立鋳
型を構成する４辺の鋳壁のうち、対向配置した少なくと
も１対の鋳壁に、その上部を支点として下部が相互に接
近および離隔する振動を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋳型へのオシレ−シ
ョンの付与と鋳型内へのパウダの添加を併用した連続鋳
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造においては、鋳型と鋳片と
の間の摩擦を軽減して焼付を防止し、安定鋳造をはかる
ために、鋳型にオシレ−ションを付与すること及び鋳型
内にパウダを添加することのいずれか一方、または一般
的には両方の対策を施すのが通例である。一方、連続鋳
造においては高速化も重要な課題の１つであり、この高
速化の実現には、ブレークアウトを確実に防止し、さら
にオシレ−ションを付与する場合は、オシレ−ションマ
ークを軽減することが、不可欠である。

【０００３】そこで、発明者らは、鋳型の鋳壁および鋳
片間の摩擦力を減少して高速鋳造を安定に実現するため
に、２対の鋳型面で鋳型空間を構成する竪型連続鋳造用
鋳型の縦振動周期と同周期で、１対の鋳型面を相対的に
前進（接近）、後退（離隔）させることにより、モ−ル
ドパウダ−の流入条件を調整する方法について、特開昭
２−290656号公報にて開示した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法では、例え
ばスラブを鋳造する場合に、メニスカス部を囲う鋳型の
長辺と短辺との間に、0.2 〜1.0 mmの隙間を設けること
が必要となり、この隙間にモ−ルドパウダ、溶融スラグ
あるいは溶湯（以下、これらを異物と呼ぶ）が侵入する
のを防止するため、隙間内にレプシ−ドオイルを強制注
入する必要がある。しかし、溶湯面の乱れや隙間制御の
乱れ等が不可避に発生するため、隙間内に異物が侵入す
るのを確実に防止するのは難しく、異物の侵入によるブ
レ−クアウトの発生が問題点となっていた。

【０００５】この発明は、先に発明者らが提案した上記
技術の改良に係り、メニスカス部での鋳型長辺と短辺と
の間の隙間に起因したブレ−クアウトの発生を回避し鋳
型及び鋳片間の摩擦力を低減し得る、連続鋳造方法につ
いて提案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】さて、鋳型の鋳壁と鋳片
との間の摩擦力Ｆは、次式(1) にて表すことができる。

【数１】

【０００７】上式(1) から、摩擦力Ｆを低減するには、
鋳型及び鋳片間の液相の厚みΔｈを増加すればよいこと
がわかる。そして、このΔｈを増加するには、 鋳型を強制的に鋳片から遠ざけること、 低凝固点や低粘度のモ−ルドパウダを使用してパウダ
の消費量を増加させること、 の二つの手法が考えられる。

【０００８】そこで発明者らは、上記の手法に関して
広範な実験及び検討を行ったところ、鋳型上部を固定し
て下部のみを水平方向に振動させること、特にオシレ−
ションにおける鋳型上昇行程に鋳型壁を鋳片側に近づけ
るように振動させることによって、パウダ−消費量が飛
躍的に増大することを知見し、この発明を完成するに至
った。

【０００９】すなわち、この発明は、オシレ−ション機
構をそなえる組立鋳型内にパウダを添加しつつ連続鋳造
を行うに当たり、該組立鋳型を構成する４辺の鋳壁のう
ち、対向配置した少なくとも１対の鋳壁に、その上部を
支点として下部が相互に接近および離隔する振動を与え
ることを特徴とする連続鋳造方法である。

【００１０】また、実施に当たり、オシレ−ションの鋳
型上昇行程に鋳壁下部が相互に接近する一方、オシレ−
ションの鋳型下降行程に鋳壁下部が相互に離隔する、オ
シレ−ションと同調した振動を与えることが、有利であ
る。

【００１１】図１に、この発明の方法に使用する組立鋳
型を示す。この鋳型は、その鋳造空間を銅板製の長辺鋳
型１及び短辺鋳型２にて構成する点で在来の鋳型と同様
であり、短辺鋳型及び長辺鋳型のいずれか少なくとも１
対の鋳型壁に、その上部を支点として下部が相互に接近
および離隔する振動を与える構造とするところに特徴が
ある。すなわち、図示例は長辺鋳型１に上記振動を与え
る構造になり、長辺鋳型１を支持するバックフレ−ム３
は、その上部を油圧シリンダ−４に、下部を油圧シリン
ダ−５にそれぞれ固定することによって、固定フレ−ム
６に固定される。

【００１２】ここで、油圧シリンダ−４は、長辺鋳型１
上部の位置決めを担うものであり、一方油圧シリンダ−
５は、長辺鋳型１下部に往復動７を付与するものであ
る。従って、油圧シリンダ−５を作動することによっ
て、長辺鋳型１には、油圧シリンダ−４との連結点８を
支点として、長辺鋳型１の下部が相互に接近および離隔
する振動を与えることができる。

【００１３】一方、長辺鋳型１及び短辺鋳型２で構成さ
れる鋳造空間内には、溶鋼９とともにパウダ10を装入
し、凝固シェル9aと鋳壁との間にパウダ10による潤滑層
を形成することによって、鋳片の鋳型からの引き抜きを
容易にしている。この潤滑層は、鋳壁側のパウダ固相11
及び凝固シェル側のパウダ液相12からなり、特に潤滑層
におけるパウダ液相12の占める比率が高いほど、鋳片引
き抜きの際の摩擦力の低減に有利であり、凝固シェル9a
と鋳壁との間にパウダを効率良く供給することが肝要に
なる。

【００１４】そして、長辺鋳型１に、油圧シリンダ−４
との連結点８を支点として、長辺鋳型下部が相互に接近
および離隔する振動を与えると、この振動に対応してパ
ウダ液相12の厚みΔｈも変動する結果、凝固シェル9aと
鋳壁との間にパウダが効率良く供給されることになる。
この振動とパウダ液相12との関係は、次に詳しく述べ
る。

【００１５】

【作用】長辺鋳型１に与える上記した振動において、長
辺鋳型１下部が相互に接近する行程、すなわち長辺鋳型
下部が凝固シェル9a側に近づく行程では、パウダ液相12
内の圧力が増加するため、パウダは鋳型下端のパウダ液
相出口12a から下方に押し出される。このとき、鋳型上
端のメニスカス部のパウダ液相入口12b からも上方にパ
ウダの一部が押し出されるが、出口12a に比べると狭い
ので流動抵抗は大きくなり、結果として、出口12a から
押し出される量がはるかに多くなることが、新たに知見
されたのである。

【００１６】一方、長辺鋳型１下部が相互に離隔する行
程、すなわち長辺鋳型下部が凝固シェル9aから遠ざかる
行程では、パウダ液相内には負圧が発生し、パウダ液相
入口12b から新たなパウダがパウダ液相12内に吸い込ま
れることになる。従って、振動を長辺鋳型下部のみに付
与することによって、パウダ−消費量（流出量）は増大
し、その結果、パウダ液相の厚みが全体的に増加し、鋳
型と鋳片との間の摩擦力は減少することになる。

【００１７】当然、長辺鋳型に与える振動は、長辺鋳型
のメニスカス部近傍を支点にして下部のみを移動するた
め、特開昭２−290656号公報に記載の技術で問題となっ
ていた、メニスカス部近傍での鋳型コ−ナ−、つまり長
辺鋳型及び短辺鋳型間の隙間を確保する必要がなくな
り、メニスカス部近傍での湯差し等に代表される異物の
侵入を回避することができる。ちなみに、鋳型コ−ナ−
での隙間は、上記公報に記載の技術では0.2 〜1.0 mm程
度であったのに対して、この発明によって、0.02〜0.1m
m 程度と、異物の侵入が問題とならないものとなった。

【００１８】以上述べたように、鋳型と鋳片との間の摩
擦力は減少してブレ−クアウトが回避され、またパウダ
消費量を多くすることができるため、鋳型及び鋳片間の
摩擦力を低減できる。

【００１９】なお、パウダ消費量を効果的に増大させる
には、パウダ液相内の圧力を大きくすればよいから、そ
れに同期させて鋳型壁を鋳片側に近づけて、縦振動によ
る圧力上昇と横振動による圧力上昇を重畳させること
が、とりわけ有効である。しかし、それ以外のタイミン
グに従う水平振動によっても、パウダ消費量が従来に比
べて増加することは勿論である。

【００２０】また、以上の説明では、長辺鋳型に振動を
与える例を説明したが、短辺鋳型に振動を与えてもよ
い。しかしながら、一般に短辺側のパウダー消費量は長
辺に比べて多いため、長辺鋳型に振動を与えることが、
有利である。

【００２１】ここで、鋳型に与える縦振動は、特に制限
はなく、サイン波、非サイン波いづれでもよい。一方、
水平振動パターンについても、サイン波、三角波、台形
波等特に制限はなく、また、鋳壁の鋳片への接近、離隔
するタイミングも鋳型上昇行程のどの位置でもよいが、
好ましくは制御の容易な上昇行程全域を利用した方がよ
り効果的である。

【００２２】

【実施例】垂直曲げ型連鋳機を用いて、鋳型サイズ：厚
み110 mm、幅400 mm及び長さ800mmにて、SUS 430 に従
う組成の溶鋼を鋳造速度1.6 ｍ／min で13ｍにわたって
鋳造するに当たり、縦オシレーションに加えて、図１に
示したところに従って長辺鋳型１に水平振動を与えた。
すなわち、油圧シリンダ−４を鋳型上端から100 mm下の
メニスカス部に対応させて長辺鋳型１の幅中央位置に、
また油圧シリンダ−５を鋳型下端から150 mm上方に、そ
れぞれ設置し、長辺鋳型の最下端で0.2 〜1.0 mmの水平
振幅による振動を、オシレーションにおける鋳型上昇時
で振幅が零になる周期、そしてオシレーションにおける
鋳型下降時で最大になる周期、の下に発生させた。

【００２３】また、比較として、長辺鋳型に振動を与え
ない、オシレーションのみを付加しての鋳造も行った。

【００２４】なお、使用したモ−ルドパウダーは、凝固
温度：1150℃、塩基度：1.2 及び粘度（1300℃）：2.4
poise、タンディッシュ内溶鋼温度は1550〜1560℃、そ
してオッシレーション条件は振幅：８mm及び振動数：11
0 cpm であった。

【００２５】上記の各連続鋳造における、パウダ消費量
と鋳型及び鋳片間の摩擦力との測定結果を表１に示す。
ここで、摩擦力の測定は、鉄と鋼、７４（1988）No.7、
第1274頁に記載のように、鋳型オシレ−ションテ−ブル
の長辺鋳型の両側２本のサポ−トピンをピン式ロ−ドセ
ルに換えて取り付け、その振動抵抗を測定することによ
り摩擦力を求めた。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１から、この発明に従う連続鋳造は、パ
ウダー消費量の増加、そして鋳型及び鋳片間摩擦力の減
少が達成されていることがわかる。また、同表に併記し
たように、従来問題であった鋳片コ−ナ−地金差しも、
この発明では解消されており、従ってブレ−クアウトの
発生も回避された。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、パウダー及びオシレ−ショ
ンを併用する連続鋳造方法において、鋳型壁に上部を支
点として下部のみを水平方向に往復動させる振動を与え
ることにより、まず鋳型コ−ナ−での隙間を無くして鋳
型コ−ナ−への異物侵入問題を解消し、さらにパウダー
消費量を増加して鋳型及び鋳片間の摩擦力を減少するこ
とができ、従って高速鋳造の安定化を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明で直接使用する組立鋳型を示す模式図
である。

【符号の説明】

１ 長辺鋳型 ２ 短辺鋳型 ３ バックフレ−ム ４ 油圧シリンダ− ５ 油圧シリンダ− ６ 固定フレ−ム ７ 往復動 ８ 連結点 ９ 溶鋼 9a 凝固シェル 10 パウダー 11 パウダー固相 12 パウダー液相 12a パウダー液相入口 12b パウダー液相出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オシレ−ション機構をそなえる組立鋳型
   内にパウダを添加しつつ連続鋳造を行うに当たり、該組
   立鋳型を構成する４辺の鋳壁のうち、対向配置した少な
   くとも１対の鋳壁に、その上部を支点として下部が相互
   に接近および離隔する振動を与えることを特徴とする連
   続鋳造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、オシレ−
   ションの鋳型上昇行程に鋳壁下部が相互に接近する一
   方、オシレ−ションの鋳型下降行程に鋳壁下部が相互に
   離隔する、オシレ−ションと同調した振動を与える連続
   鋳造方法。