JPH09122845A - 連続鋳造における鋳造終了方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続鋳造法を終了するに際して不可避であっ
た溶鋼の洩鋼を金枠等を装着しなくても、効果的に回避
できる方法を提供する。 【構成】 タンディッシュから鋳型内への溶鋼の給湯を
完了するに際して、まず鋳込速度を下げること、次い
で、鋳型直下に配設した圧下セグメントで厚み方向に鋳
片を強制的に圧潰することにより、鋳片最トップから溢
れでる溶鋼を鋳型壁に接触させ、鋳片が鋳型内にある間
に凝固壁を生成させること、そして鋳片が鋳型から抜け
ないうちに、鋳片を圧潰した前記圧下セグメントを復帰
させることにより、鋳片をバルジングさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造における
鋳造終了方法、特に鋳片最トップからの洩鋼がなく鋳片
最トップを鋳型から引抜くことを可能とする連続鋳造の
鋳造終了方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造において鋳造を終了する場合に
は、タンディッシュ内残溶鋼が所定の量に達すると鋳造
速度を下げるとともに浸漬ノズルから鋳型内への給湯を
停止し、次いで鋳型内の溶鋼に冷却材を投入して、また
は冷却水をかけることによりトップ部を凝固させてから
鋳片を引き抜く方法が一般的である。しかしながら、特
開平６−226414号公報および特開平６−262323号公報に
も示されているように、このような方法には、以下のよ
うな問題がある。

【０００３】(1) 鋳込終了前に鋳造速度を大きく減速す
るかまたは停止するため、生産性が落ちる。 (2) 鋳造速度の大幅な減速または停止による支持ロール
間で鋳片バルジングが発生し鋳片欠陥となる。 (3) 冷却材を投入しても、鋳片バルジングにより引抜く
ことでトップ部から未凝固溶鋼が絞り出されて洩鋼がみ
られ、支持ロール等に地金付着が生じ、次回の鋳造の障
害となる。 (4) 冷却材投入等に手間と時間を要する。

【０００４】さらに、近年盛んに開発されている凝固末
期軽圧下法の場合、あるいは、鋳造鋳片の未凝固部を積
極的に圧潰してより薄い鋳片を製造する場合は、鋳造終
了時もそのまま圧下を続けていると、終了時の引抜によ
り、圧下位置から鋳型までの長さ相当分の未凝固溶鋼
が、鋳型側へ絞り出され鋳型、支持ロール間に洩鋼が生
じてしまい、上述の場合と同様に次回の鋳造に障害を起
こすことになる。

【０００５】特開平６−226414号公報および特開平６−
262323号公報で提案されている方法は圧下を伴わない鋳
造の終了方法であるが、これらの方法を適用しようとす
ると以下の問題がある。

【０００６】例えば、特開平６−226424号公報の方法を
用いる場合、 (1) 鋳造終了時鋳造速度を0.2m／分以下にしなければな
らないため生産性の減少となる。

【０００７】(2) 軽圧下する場合において、鋳造速度を
下げることにより凝固完了域が鋳型側へ移動し所期の目
的を達しないのみならず、強制的に圧潰しようとすると
支持ロール群の構造を強固なものにしなければならな
い。

【０００８】また、特開平６−262323号公報の方法は鋳
片最トップの凝固を二次冷却水で行う方法であるため、
圧下を伴う鋳造鋳片の引抜きを行う場合、未凝固溶鋼が
絞り出されてしまう。設備的にも問題がある。

【０００９】そこで、軽圧下、未凝固部の積極圧下を行
う方法として、例えば特開平６−7909号公報、特開昭60
−250864号公報に開示されている方法が提案されてい
る。それによれば、圧下により排出される未凝固溶鋼を
収容する金枠を装着し、鋳片最トップからの漏鋼を防ぐ
のである。

【００１０】しかしこれらの方法は前述した如く、 (1) 金枠の事前製作準備 (2) 金枠を鋳造終了時に手早く、かつ短時間に鋳型内に
装着するための手間 (3) 鋳型断面が大きい程金枠も大きくなり、装着も難し
くなる (4) 鋳造終了と同時にタンディッシュを上昇させ、移動
した後でないと、金枠が装着できないため (浸漬ノズル
が障害となるため) 、その時間約30〜60秒間要し、その
ため鋳造速度を極端に下げなければならない 等の欠点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の目的
は、軽圧下法を含む鋳片凝固部分の積極的圧下法 (大圧
下法) において不可避であった溶鋼の洩鋼を金枠等を装
着しなくても、効果的に回避しながら鋳片最トップを引
抜くことのできる鋳造終了方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる目的を達成すべく種々検討を重ね、むしろ鋳型内
において積極的に凝固殻を鋳型壁に沿って形成すること
で、特に鋳型から鋳片を最終的に引き抜く際に見られる
鋳片外への洩鋼を効果的に防止できることを見出し、本
発明を完成した。

【００１３】よって、本発明は、溶鋼を鋳型内で凝固さ
せながら得られた鋳片を連続して引抜きつつ、鋳造を終
了する方法であって、タンディッシュから鋳型内への溶
鋼の給湯を完了するに際して、まず鋳造速度を下げるこ
と、次いで、鋳型直下または下方に配設した圧下セグメ
ントで厚み方向に鋳片を強制的に圧潰することにより、
鋳片最トップから溢れでる溶鋼を鋳型壁に接触させ、鋳
片が鋳型内にある間に凝固壁を生成させること、そして
鋳片が鋳型から抜けないうちに、鋳片を圧潰した前記圧
下セグメントを復帰させることにより、該圧下セグメン
トに接した鋳片をバルジングさせることから成る、鋳片
最トップからの洩鋼がなく鋳片最トップを鋳型から引抜
くことを可能とする連続鋳造における鋳造終了方法であ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の作用について添付
図面を参照しながらさらに具体的に説明する。図１は、
本発明にかかる方法によって鋳造を終了できる未凝固圧
下用連続鋳造設備の構成図であり、図２は、鋳造終了前
の圧下状態を示す説明図であり、そして図３は、圧下セ
グメントを開放したときの状態を示す説明図である。

【００１５】本発明を、図１ないし図３によって説明す
ると、凝固末期における鋳片を含む鋳片未凝固部分を圧
下しながら連続鋳造方法を終了しようとする場合、ま
ず、図１に示すように、定常鋳造速度 (Ｖc)の状態から
タンディッシュ１内の溶鋼４が所定の残鋼量になったこ
とを溶鋼４の重量測定を行っているロードセル23で検出
し、所定の残鋼量に達すると上位コントローラより、鋳
造速度コントローラに指令を与え、鋳造速度を下げる。
このとき鋳造速度は例えば３〜５m/分の定常速度から１
〜２m/分まで減速させる。なお、従来はこのときの減速
は０〜0.5 m/分と殆ど停止状態であった。

【００１６】これによって、鋳型１内へ溶鋼の給湯を完
了する前に、完全凝固位置 (クレータエンド部) をそれ
までの圧下ガイドロール領域 (13-1〜13-5) から鋳型側
に移動させると共にこの圧下ガイドロール領域における
圧下ゾーンを鋳型側へ移動させることができる。なお、
鋳造速度によりクレータエンド部の位置は次式の如く変
化する。

【００１７】

【数１】

【００１８】未凝固圧下による鋳片の鋳造方法において
も鋳片のクレータエンド部を圧下することで中心偏析や
ポロシティを改善するためには、クレータエンド部近傍
も圧下する必要があり、そのためには鋼種や、溶鋼の過
熱度により鋳造速度を変化させる必要がある。そのため
には図１に示すごとく圧下ゾーン13において複数の圧下
セグメントを設けているのが一般的である。

【００１９】次に、定常鋳造速度Ｖc の状態で鋳造中か
ら、鋳造終了に入る場合の圧下ガイドロール (圧下セグ
メント) の油圧圧下シリンダの圧力コントロールについ
て説明する。

【００２０】図１において、今、定常鋳造速度 (Ｖc)の
状態で鋳造されているときの圧下セグメント13 (13-1〜
13-5) の圧下シリンダ14に加える油圧圧力Ｐ(kg/cm²)は
近似的に下式で表わせる。

【００２１】

【数２】

【００２２】(1) 式から分かるように、鋳造速度を下げ
ることによりクレータエンド部が鋳型側に近づくことに
より、鋳型側の圧下セグメントによる凝固スラブ17の圧
下量(Ｄ−Ｄt)が増大するため、(2) 式で示す短辺面の
圧下反力増加分に相当する油圧圧力を油圧のコントロー
ラを介して増加させていく。他方、クレータエンド部か
ら後の圧下セグメントの油圧シリンダに加える圧力は、
Ｖc を下げる前の圧力から(2) 式で示す短辺面の圧下反
力分に対する油圧圧力相当分だけを下げて (減圧) いく
ことにより、クレータエンド部の圧下を保持すると共
に、それ以降の圧下セグメントでの鋳片のバルジングを
防ぐことにある。

【００２３】このように圧下セグメントに静鉄力＋圧下
反力相当分の油圧圧力を各シリンダに加えることによ
り、鋳片は圧下され、その圧下セグメントの後にある圧
下セグメントにはそれぞれの圧下セグメントに加わる溶
鋼静鉄圧力に相当する静鉄力相当＋αの油圧圧力を油圧
シリンダに加えることにより圧下セグメントで圧下され
た鋳片は圧下勾配 (圧下量／圧下セグメントのロールピ
ッチ×本数) に沿った厚み方向テーパ付スラブとなり、
その圧下セグメントの後に配設された圧下セグメントは
静鉄圧相当分＋αの油圧圧力では圧下できないため浮上
がることになる。なお、図中の符号27は鋳型下部のフッ
トロール、19〜22はピンチロール、20は下部ロール固定
フレーム、15は圧下セグメントの固定フレーム、16は同
じく可動フレームである。

【００２４】このようにして、鋳造速度を下げた時の圧
下状態を図２に示す。圧下セグメント13-1〜13-5は単一
ロールないし複数ロールのいずれを含むセグメントであ
っても差し支えない。鋳造終了前に減速することにて所
定の鋳造速度Ｖi にしたとき、クレータエンド部までの
長さＬi は、次式で表わされる。

【００２５】

【数３】

【００２６】次いで、タンディッシュ１からの溶鋼４を
ノズル２を閉じることによって鋳型への給湯を終了させ
るが、そのとき、鋳型内から未凝固鋳片５が抜け出ない
間までに鋳型直下の圧下ゾーン13で未凝固鋳片５を圧下
すると、図２に示すように、鋳型３内の鋳片最トップか
らは未凝固溶鋼が溢れ出て、この未凝固溶鋼は鋳型壁と
接して凝固殻26を作ることになる。

【００２７】すなわち、この状態に達してから、鋳型３
への給湯を停止すると、湯面24は低鋳造速度にて引抜か
れることにより、圧下セグメント13-1の圧下により未凝
固溶鋼５が鋳片最トップから鋳型内に吐き出されつつ鋳
型壁と接して、凝固殻26を形成しながら引抜かれる。給
湯の停止時点は圧下セグメント13-1の圧下に先立って
も、あるいは同時であっても、あるいは遅れても特に問
題はない。これらの場合を包含して本発明では「給湯を
終了するとともに」という。次いで図３に示す如く鋳型
下方に鋳片が存在する間に、圧下セグメント13-1を開放
すると鋳型内に吐き出されていた溶鋼は吸引されて凝固
殻26で囲まれた空間25ができる。この空間を作ることに
より、鋳片最トップからの溢鋼を防ぐことができ、同時
に圧下セグメント13-2、13-3、・・・は未凝固長Ｌf に
相当する静鉄圧力による張出力相当〜若干のプラス力に
なるよう各圧下セグメントの油圧シリンダー14の圧力を
調整することにより、そのまま鋳片を引抜くことが可能
となり、洩鋼を防ぐことができる。

【００２８】圧下量が小さい時は、圧下セグメント13-1
のみならず13-2、さらには13-3を開放して空間25を確保
することもできる。この空間25と圧下量との間には凝固
殻の熱収縮を考慮する必要はあるが、ここでは無視して
近似的に下式の関係が成立すればよい。

【００２９】

【数４】

【００３０】このときの様子は図３に示されているが、
それ以降においては、圧下セグメント13-2〜13-5は、圧
下セグメントの圧下を行う油圧シリンダーの圧力をＬ_f
に相当する静鉄圧力＋α (０〜10％) にコントロールす
ることにより、鋳片最トップからの洩鋼を起こさせるこ
となく安定して鋳造を終了させることができる。図中、
Ｌ_foはクレータエンドまでの長さを、そのときの角度θ
はメニスカスからクレータエンドまでの角度をそれぞれ
示す。次に、本発明をその実施例によってさらに具体的
に詳述する。

【００３１】

【実施例】本例においては、図１ないし図３に示す連続
鋳造設備と同様の設備によって、未凝固部分軽圧下連続
鋳造法の鋳造終了操作に本発明を適用した。

【００３２】本例における鋳造条件は表１に示す如く、
圧下セグメントは１〜４セグメント(図１では13-1〜13-
5で５セグメント) から構成されていた。このとき鋳造
速度４m/分のクレータエンド部までの長さＬは、前述の
(3) 式より下記のように求められる。

【００３３】

【数５】

【００３４】このときの4.6 ｍは４セグメント13-4の出
側ロール側に存在する圧下セグメント13-2〜13-4の３セ
グメント合計で30mmだけ圧下させた。図４は、本例にお
ける圧下中のクレータエンド部と開放時のクレータエン
ド部の位置をしめすグラフである。

【００３５】図５は、本例における同じく鋳造終了前に
おける減速の様子を示すグラフである。以上のような条
件を前提に本例では次のような実施例によって本発明の
効果を確認した。

【００３６】実施例１ 本例では、４m/分の定常鋳込速度 (Ｖc)から鋳造終了す
る例を示す。予め組込まれた上位コントローラのプログ
ラムのタンディッシュ内残溶鋼が所定の量に達すると、
鋳造速度が減速 (減速度α＝４m/min²) されると同時
に、圧下セグメント13-1〜13-4に所定の加圧指令を与え
ることにより、圧下セグメントのそれぞれのシリンダー
14に組み込まれた位置検出センサーの時間当たりの圧下
量を検出し、これをフィードバックさせながら減速量を
考慮した量だけの圧下を行いつつ、鋳造速度がＶc ＝1.
5m／分になった後に、圧下セグメント13-1のみで30mm圧
下の状態にした。

【００３７】この状態から約1.2 分以後 (凝固スラブ17
のクレータエンド部が圧下セグメント13-1内に安定して
存在するまでの必要な時間は1.2 分以上である) 鋳型内
への給湯を停止し、約10秒後に圧下セグメント13-1を1.
5 mm／秒の開放速度で開放させると同時に圧下セグメン
ト13-2以降の各圧下セグメントを静鉄圧力 (ｐ＝ρＨ≒
ρ・Ｌ_fo sinθ、図３参照) により張出す力相当分の油
圧圧力×1.1 の油圧圧力に減じることにより、本発明の
鋳型内での凝固殻に囲まれた空間25を作ることができ
た。

【００３８】そのまま(1.5m/分) の速度で約２〜2.6 分
引抜く間に未凝固溶鋼は二次冷却水からの冷却により完
全凝固させた後、加速度α＝４m/min²で 加速させＶc
＝４m/分で引抜き、一滴の漏鋼も引き起こすことなく鋳
片を引抜くことができた。

【００３９】実施例２ 本例では実施例１の鋳造速度を1.5m／からさらに１m/分
まで減速させた例を示す。本例においても実施例１と同
様にこの時の非定常部鋳片長さ、つまり圧下セグメント
13-1の開放によってバルジングのみられる領域の鋳片か
ら最終端までの長さの部分はＶc ＝1.5m／分の時、Max
4.0m、Ｖc:１m/分の時、Max 2.8 ｍ以内で、従来方法に
比較して大差なく、鋳造終了が速く確実に実施できた。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明の鋳造終了方法により、未凝固部
の圧下を行う鋳造方法にて鋳造終了時に従来の方法 (特
開平６−226414号公報参照) のように鋳造速度を0.2 m/
分以下に落とすこともなく、また金枠等の冷却箱も装着
することなく、比較的高速で引抜きながら鋳造を完了す
ることができ、生産性の向上をさらに図ることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用できる未凝固圧下用連続鋳造設備
の構成図である。

【図２】図１の設備において鋳造終了前の圧下状態を示
す説明図である。

【図３】鋳造終了後に圧下セグメント13-1を開放するこ
とにより、短辺面が圧下しきれずに圧下反力で開いた状
態を示す説明図である。

【図４】未凝固圧下鋳造時と開放時のクレータエンドの
位置を示したグラフである。

【図５】本発明の鋳造末期の終了時の鋳造速度の変化と
時間の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

10：ピンチロール 13-1〜13-5：圧
下セグメント 15：圧下セグメント固定フレーム 16：圧下セグメ
ント可動フレーム 18：鋳片 (凝固後の) 20：下部ロール
固定フレーム 19, 22：ピンチロール圧下シリンダー 27：鋳型下部の
フットロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶鋼を鋳型内で凝固させながら得られた
   鋳片を連続して引抜きつつ、鋳造を終了する方法であっ
   て、タンディッシュから鋳型内への溶鋼の給湯を完了す
   るに際して、まず鋳造速度を下げること、次いで、鋳型
   直下または、その下方に配設した圧下セグメントで厚み
   方向に鋳片を強制的に圧潰することにより、鋳片最トッ
   プから溢れでる溶鋼を鋳型壁に接触させ、鋳片が鋳型内
   にある間に凝固壁を生成させること、そして鋳片が鋳型
   から抜けないうちに、鋳片を圧潰した前記圧下セグメン
   トを復帰させることにより、該圧下セグメントに接した
   鋳片をバルジングさせることから成る、鋳片最トップか
   らの洩鋼がなく鋳片最トップを鋳型から引抜くことを可
   能とする連続鋳造における鋳造終了方法。