JPH0994635A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

鋼の連続鋳造方法

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JPH0994635A
JPH0994635A JP25324295A JP25324295A JPH0994635A JP H0994635 A JPH0994635 A JP H0994635A JP 25324295 A JP25324295 A JP 25324295A JP 25324295 A JP25324295 A JP 25324295A JP H0994635 A JPH0994635 A JP H0994635A
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JP
Japan
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mold
meniscus
temperature
steel
copper plate
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JP25324295A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Murakami
敏彦 村上
Yoshiyuki Matoba
祥行 的場
Masakazu Koide
優和 小出
Koji Kajiwara
孝治 梶原
Koji Takatani
幸司 高谷
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 メニスカスより下方200m以内の鋳型
銅板1aa,1baの表面温度を350〜550℃に保
持する。その具体的手段として、メニスカスより下方2
00mm以内における鋳型銅板1aa,1baの厚さ
を、他の鋳型銅板1aa,1baの厚さよりも厚くした
鋳型や、メニスカスより下方200mm以内における鋳
型銅板1aa,1baの材質を、他の部分の鋳型銅板1
aa,1baの材質と変更した鋳型を使用したり、ま
た、メニスカスより下方200mm以内に供給する鋳型
冷却水の流速及び/又は温度を、他の部分の鋳型冷却水
の流速及び/又は温度と変える。 【効果】 特に中炭素鋼を連続鋳造するに際し、鋳型の
緩冷却化を図って鋳片の表面疵の発生を防止するととも
に、鋳造速度の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に中炭素鋼を連
続鋳造するに際し、鋳型の緩冷却化を図って鋳片の表面
疵の発生を防止するとともに、鋳造速度を向上し得る鋼
の連続鋳造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造方法において、炭素含有量
が0.07〜0.35重量%の中炭素鋼(特に亜包晶
鋼)を製造する際に発生する表面疵は、鋼種による特性
であるδ−γ変態によるものであり、変態収縮による不
均一凝固が表面疵発生の起点となっている。
【0003】しかし、δ−γ変態は亜包晶鋼特有の性質
であるので、変態収縮の発生を未然に防ぐことはできな
い。従って、鋳型冷却を緩冷却化し、十分に溶鋼静圧が
加わった状態で凝固シェルを形成させ、δ−γ変態によ
る収縮変化を抑える方法(特願平3−264143号)
や、また、凝固収縮量に見合う量またはそれ以上の鋳型
テーパを付与することにより、凝固収縮以上に積極的な
サポートを行い、δ−γ変態収縮時のエアーギャップを
抑制する方法などが提案されている。いずれの方法にお
いても、表面疵の発生を防止するには、鋳型内における
凝固シェルの凹凸をなくして均一化させることが重要な
ポイントである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、連続鋳造に
おける中炭素鋼(亜包晶鋼)の表面疵を防止するには、
鋼種特有のδ−γ変態収縮を抑制する方法か、積極的に
サポートする方法のいずれかの方法によらなければなら
ない。
【0005】近年の連続鋳造技術の開発により、中炭素
鋼材の鋳造速度は向上されているものの、更なる高速鋳
造化を実施した場合、前述した表面疵が発生するのが実
情である。中炭素鋼材の表面疵発生を防止するために、
鋳型冷却の緩冷却化が有効であるのは周知であるが、未
だ緩冷却の具体的な方法が確立されておらず、表面疵を
有効に防止できないのが現状である。
【0006】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、特に中炭素鋼を連続鋳造するに際
し、鋳片の表面疵を防止するとともに、鋳造速度を向上
し得る鋼の連続鋳造方法を提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の鋼の連続鋳造方法は、鋼の連続鋳造方
法において、メニスカスより下方200m以内の鋳型銅
板の表面温度を350〜550℃に保持することとして
いるのであり、その具体的手段として、メニスカスより
下方200mm以内における鋳型銅板の厚さを、他の鋳
型銅板の厚さよりも厚くした鋳型や、メニスカスより下
方200mm以内における鋳型銅板の材質を、他の部分
の鋳型銅板の材質と変更した鋳型を使用したり、また、
メニスカスより下方200mm以内に供給する鋳型冷却
水の流速及び/又は温度を、他の部分の鋳型冷却水の流
速及び/又は温度と変えたりするのである。
【0008】
【発明の実施の形態】鋼の連続鋳造における、中炭素鋼
(亜包晶鋼)材の表面疵を防止するには、溶融金属が凝
固し始める初期の冷却が大きなポイントである。前述の
ように、中炭素鋼は、鋼種特有のδ−γ変態収縮といっ
た表面疵の発生を助長するような不均一凝固が起こるた
め、他の鋼種(低炭素鋼,高炭素鋼)と比較して、鋳造
速度をあまり早くできないのが現状である。その対策と
して、鋳型の緩冷却化が有効な手段であるが、未だ確立
された技術はない。
【0009】本発明は、鋳型冷却の緩冷却化は鋳型の鋳
込み方向全長にわたって必要ではなく、図3に示すよう
に、鋳型内熱流束が増大するメニスカスより下方200
mm以内のみ行えば良いことに着目し、メニスカスより
下方200m以内の鋳型銅板の表面温度を350〜55
0℃に保持することとしているのであり、その具体的手
段として、メニスカスより下方200mm以内における
鋳型銅板の厚さを、他の部分の鋳型銅板の厚さよりも厚
くした鋳型や、メニスカスより下方200mm以内にお
ける鋳型の材質を、他の部分の鋳型の材質と変更した鋳
型を使用したり、また、メニスカスより下方200mm
以内に供給する鋳型冷却水の流速及び/又は温度を、他
の部分の鋳型冷却水の流速及び/又は温度と変えたりす
るのである。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係る鋼の連続鋳造方法を図1
及び図2に示す実施例に基づいて説明する。図1は本発
明に係る鋼の連続鋳造方法を実施する鋳型構造の一例を
示す分解斜視図、図2は本発明に係る鋼の連続鋳造方法
を実施する他の鋳型の短辺部分を断面して示す図であ
る。
【0011】図1において、1は本発明に係る鋼の連続
鋳造方法を実施する鋳型であり、短辺側1a及び長辺側
1bともに、入り側1cから入った冷却水が短辺側1a
又は長辺側1bの冷却水路1eを流れてそれぞれの出側
1dから排出される間にそれそれ短辺側1a及び長辺側
1bの内面に配置された鋳型銅板1aa,1baを水冷
できるように構成されている。そして、この図1に示す
実施例では、鋳型上端からメニスカスより下方200m
m以内の鋳型銅板1aa,1baの厚さを、他の部分の
鋳型銅板1aa,1baの厚さよりも厚くしている。な
お、図1中の2は浸漬ノズルを示す。
【0012】本発明方法は、例えば上記したように、メ
ニスカスより下方200mm以内における鋳型銅板1a
a,1baの厚さを、他の部分の鋳型銅板1aa,1b
aの厚さよりも厚く構成した鋳型1を用いることで、メ
ニスカスより下方200m以内の鋳型銅板1aa,1b
aの表面温度を350〜550℃に保持し、鋳型内熱流
束が増大するメニスカスより下方200mm以内を緩冷
却化するのである。
【0013】例えば、鋳型銅板の厚みを24.59mm
とした場合と、19.59mmとした場合における、メ
ニスカスより45mm下方における鋳型周方向の位置の
鋳型銅板温度を、図4に示すが、これより、鋳型銅板の
厚さを19.59mmから24.59mmと5.0mm
厚くした場合には、鋳型銅板の表面温度は約130℃上
昇することが明らかである。この鋳型銅板の表面温度上
昇を、鋳型内熱流束として下記数式1を用いて比較する
と、熱流束として約11%改善されることが判る。
【0014】
【数1】Q=hT ( TS −TM ) 但し、Q :抜熱量(kcal/m2.h) hT :総括熱伝達係数(kcal/m2.h. ℃) TS :凝固温度 (℃) TM :鋳型銅板表面温度 (℃)
【0015】本発明方法は、メニスカスより下方200
m以内の鋳型銅板の表面温度を350〜550℃に保持
できればよいので、図1に示すような、メニスカスより
下方200m以内の鋳型銅板1aa,1baの厚さを、
他の部分の鋳型銅板1aa,1baの厚さよりも厚く構
成した鋳型を用いる場合だけでなく、図2に示すよう
な、従来と同様の引き抜き方向に同じ厚さを有する鋳型
銅板1aa(1ba)を用い、例えばメニスカスより下
方200mm以内に供給する鋳型冷却水の流速及び/又
は温度を、他の部分の鋳型冷却水の流速及び/又は温度
と変えることで、メニスカスより下方200m以内の鋳
型銅板1aa,1baの表面温度を350〜550℃に
保持し、鋳型内熱流束が増大するメニスカスより下方2
00mm以内を緩冷却化するのである。この場合には、
鋳型冷却水の流速及び/又は温度を変化させる部分の冷
却系統を、例えば図2に示すように、分けることは言う
までもない。
【0016】例えば、鋳型冷却水の流速を7.0m/s
とした場合と、9.0m/sとした場合と、13.0m
/sとした場合における、メニスカスより45mm下方
における鋳型周方向の位置の鋳型銅板温度を、図5に示
すが、これより、鋳型冷却水の流速を遅くした場合に
は、鋳型銅板の表面温度はそれにつれて上昇することが
明らかである。なお、鋳型冷却水の流速に代えて温度を
変化させた場合にも、鋳型冷却水の温度が高くなるにつ
れて鋳型銅板の表面温度は上昇することは言うまでもな
い。
【0017】また、メニスカスより下方200mm以内
における鋳型銅板の材質を、例えばベリリウム銅やクロ
ムジルコン等の低熱伝導率で降伏応力の大きいものを使
用し、他の部分の鋳型銅板の材質(脱酸銅)より降伏応
力を大きく、かつ、熱伝導率を小さくすることで(図6
参照)、メニスカスより下方200m以内の鋳型銅板の
表面温度を350〜550℃に保持し、鋳型内熱流束が
増大するメニスカスより下方200mm以内を緩冷却化
してもよい。
【0018】ちなみに、本発明方法の効果を確認するた
めに、メニスカスより下方200mmまでは、厚みが4
0mmのベリリウム銅製の鋳型銅板を、それより下方
は、厚みが35mmの脱酸銅製の鋳型銅板を使用した、
厚さ100mm,幅1000mmの鋳型に、炭素量が
0.07〜0.17重量%の中炭素鋼を供給したとこ
ろ、鋳型銅板の温度は、メニスカスより下方45mmの
位置で、480〜510℃であった。
【0019】そして、上記した鋳型を用いた本発明方法
によって厚さ100mm,幅1000mmの鋳片を製造
した場合の、抜熱量低減効果(熱流束改善率)と表面疵
発生率の関係を、厚みが35mmで一定の脱酸銅製の鋳
型銅板を使用した従来鋳型を用いた場合と比較して図7
に示すが、この図7より本発明方法の効果が明らかであ
る。なお、図7に示す表面疵発生率とは、表面疵(縦割
れ)総長さ(m)を鋳片長さ(m)で除した値を100
倍したものである。また、熱流束改善率とは、従来の鋳
型熱流束から本発明方法に使用する鋳型熱流束を引いた
値を従来の鋳型熱流束で除し、この除した値を100倍
したものである。
【0020】図7に示すように、本発明方法によれば、
従来方法と比較して表面疵発生率が減少するので,それ
に伴って鋳造速度を向上することができる。本発明者ら
の実験によれば、鋳造速度を約20%向上させることが
できた。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の鋼の連続
鋳造方法は、メニスカスより下方200m以内の鋳型銅
板の表面温度を350〜550℃に保持することとして
いるのであり、その具体的手段として、メニスカスより
下方200mm以内における鋳型銅板の厚さを、他の鋳
型銅板の厚さよりも厚くした鋳型や、メニスカスより下
方200mm以内における鋳型銅板の材質を、他の部分
の鋳型銅板の材質と変更した鋳型を使用したり、また、
メニスカスより下方200mm以内に供給する鋳型冷却
水の流速及び/又は温度を、他の部分の鋳型冷却水の流
速及び/又は温度と変えたりするので、中炭素鋼(亜包
晶鋼)材の表面疵を防止する大きなポイントである溶融
金属が凝固し始める初期の冷却を効果的に緩冷却でき、
表面疵の発生を防止しつつ、鋳造速度を早くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る鋼の連続鋳造方法を実施する鋳型
構造の一例を示す分解斜視図である。
【図2】本発明に係る鋼の連続鋳造方法を実施する他の
鋳型の短辺部分を断面して示す図である。
【図3】メニスカス近傍の熱流束状況を示す図面であ
る。
【図4】鋳型銅板の厚みと鋳型銅板温度の関係を示す図
である。
【図5】鋳型内冷却水の流速と鋳型銅板温度の関係を示
す図である。
【図6】(a)は鋳型銅板の材質による、鋳型銅板温度
と熱伝達率の関係を示す図、(b)は鋳型銅板の材質に
よる、鋳型銅板温度と降伏応力の関係を示す図である。
【図7】鋳型銅板の熱流束改善率と鋳片の表面疵発生率
の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 鋳型 1aa 鋳型銅板 1ba 鋳型銅板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶原 孝治 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 高谷 幸司 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼の連続鋳造方法において、メニスカス
    より下方200m以内の鋳型銅板の表面温度を350〜
    550℃に保持することを特徴とする鋼の連続鋳造方
    法。
  2. 【請求項2】 メニスカスより下方200mm以内にお
    ける鋳型銅板の厚さを、他の鋳型銅板の厚さよりも厚く
    した鋳型を使用することを特徴とする請求項1記載の鋼
    の連続鋳造方法。
  3. 【請求項3】 メニスカスより下方200mm以内にお
    ける鋳型銅板の材質を、他の部分の鋳型銅板の材質と変
    更した鋳型を使用することを特徴とする請求項1又は2
    記載の鋼の連続鋳造方法。
  4. 【請求項4】 メニスカスより下方200mm以内に供
    給する鋳型冷却水の流速及び/又は温度を、他の部分の
    鋳型冷却水の流速及び/又は温度と変えることで、メニ
    スカスより下方200m以内の鋳型銅板の表面温度を3
    50〜550℃に保持することを特徴とする請求項1記
    載の鋼の連続鋳造方法。
JP25324295A 1995-09-29 1995-09-29 鋼の連続鋳造方法 Pending JPH0994635A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006326653A (ja) * 2005-05-27 2006-12-07 Jfe Steel Kk 連続鋳造用水冷鋳型
CN108393445A (zh) * 2017-02-05 2018-08-14 鞍钢股份有限公司 一种包晶钢板坯连铸结晶器铜板及水冷方法
CN111036866A (zh) * 2019-12-18 2020-04-21 河北工业职业技术学院 一种连铸板坯结晶器

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JP2006326653A (ja) * 2005-05-27 2006-12-07 Jfe Steel Kk 連続鋳造用水冷鋳型
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