JPH10272545A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】同一鋳込内で厚さが異なり温度が実質的に同一
の鋳片を製造する。 【解決手段】鋳型６の出口における厚さより薄い鋳片を
鋳造する際に、鋳片の表面のスケール層を除去した後、
未凝固相を内部に持つ鋳片を圧下ロール１で圧下すると
ともに、鋳片冷却用の２次冷却のための比水量を、圧下
しない場合と比較して減らして連続鋳造する。比水量
〔リットル/kg〕:単位時間当たりの２次冷却に使用する水量
〔リットル/min〕/(単位長さ当たりの鋳片の重量〔kg/m〕×
鋳造速度〔m/min〕)

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一鋳込内におい
て厚さが異なる鋳片を連続的に鋳造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在実用化されている連続鋳造方法で
は、連続鋳造機の鋳型の短辺を短くすることに限界があ
るので、厚さ８０ｍｍ以下の鋼の鋳片（以下、薄鋳片と
もいう。）を製造することが困難である。これは、鋳型
内の溶鋼のプールにノズルを浸漬し、そのノズルの先端
から溶鋼を供給する方式を採っているためである。すな
わち、少なくとも浸漬ノズルの外径よりも鋳型の短辺を
長くしなければならない。一方、浸漬ノズルの内径を小
さくしすぎると、溶鋼が浸漬ノズルに詰まってしまうの
で、浸漬ノズルの外径の縮小化にも限界がある。

【０００３】近年、連続鋳造機（鋳型からカッターま
で）内に、設置した圧下ロールにより、完全に凝固する
前の鋳片、すなわち内部に未凝固相がある鋳片を圧下し
て鋳片を薄くする方法が開発された。

【０００４】例えば、特開平２−２０６５０号公報に
は、連続鋳造機内に設けた圧下ロールで鋳片を１０〜７
０％程度圧下する連続鋳造方法が開示されている。

【０００５】鋳片を圧下しながら連続的に溶鋼を鋳造す
る方法には、同一鋳込内の操業において、厚さが異なる
鋳片を製造できる利点がある。小ロットで多品種を製造
する近年の傾向にあって、この利点を持つ連続鋳造方法
を利用する機会が増えてきた。通常、同一鋳込内の操業
において厚さが異なる鋳片を製造するには、まず、鋳片
を圧下せずに厚さが８０ｍｍを超える鋳片（以下、厚鋳
片ともいう。）を製造し、その後圧下を開始して薄鋳片
を製造している。はじめに厚鋳片を製造するのは、鋳造
の開始時には、鋳造速度が遅いので、連続鋳造機内に設
けた圧下ロールの位置に鋳片が到達するまでに内部の未
凝固相が凝固し、圧下することができないからである。

【０００６】同一鋳込内の操業において、厚さが異なる
鋳片を製造すると、圧下しないで製造した厚鋳片と圧下
して製造した薄鋳片との間に温度差が生じる。また、圧
下して製造した薄鋳片の表面には、スケール層の押し込
み疵が発生するという問題がある。

【０００７】鋳片の温度が同一鋳込内で異なると以下の
問題が生じる。均一な機械特性を持つ熱延板を歩留まり
良く製造するためには、熱間圧延装置の入側での鋳片の
温度を一定に保たなければならない。同一鋳込で製造し
た一部の鋳片の温度が他の鋳片より低い場合には、熱間
圧延装置の入側での鋳片の温度を一定にするために、熱
間圧延装置の前工程に設けてある加熱装置で、加熱温度
と時間を調整して同一鋳込内で製造した鋳片の温度が一
定となるように調整しなければならない。このような加
熱装置の条件を変更して鋳片の温度を一定に保つ作業を
行うと、作業工程が複雑になり、調整が不十分な場合に
は圧延歩留まりが低下するという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、同一
鋳込内で厚さが異なる鋳片を製造する場合でも温度が実
質的に差がない鋳片を製造できる連続鋳造方法を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、同一鋳込
内の操業において厚さが異なる鋳片を製造すると、圧下
しないで製造した厚鋳片と圧下して製造した薄鋳片の間
に温度差が生じる原因を調査した結果、以下の〜の
知見を得た。なお、鋳片の内部と表面では、温度が異な
るのが普通であるが、現実に容易な方法で温度を測定で
きるのは、鋳片の内部ではなく表面であること、また、
厚鋳片と薄鋳片の表面の温度を実質的に同一にすれば、
厚鋳片と薄鋳片の内部の温度に若干の差があったとして
も、次の工程である加熱装置の条件を変更する必要はな
く、本発明方法の目的が達成できることより、以下、本
発明方法の説明において用いる、鋳片の温度とは、鋳片
の表面温度を意味するものとする。

【００１０】鋳片の表面にスケール層が付着したまま
圧下して製造した薄鋳片の温度は、圧下ロールにより抜
熱されるので、スケール層が鋳片の表面に付着したまま
圧下しないで製造した厚鋳片の温度と比べて連続鋳造機
出側直後で５０〜１００℃程低い。

【００１１】連続鋳造中の鋳片の表面には、厚さ数十
〜２００μｍ程度のスケール層が生成している。圧下し
ないで製造する厚鋳片の表面のスケール層の内部には、
ボイドと呼ばれる空隙が存在し、これが断熱層となって
連続鋳造機内での２次冷却水による鋳片の冷却効果を低
くしている。

【００１２】圧下により鋳片の表面に押し込まれたス
ケール層の内部には、空隙が存在しないために断熱層と
しての作用がなくなり、押し込まれたスケール層が表面
にある薄鋳片は、厚鋳片と比べて同じ量の２次冷却水で
も早く冷却される。

【００１３】また、押し込まれたスケール層を持つ薄鋳
片は、スケール層が除去されている薄鋳片よりも一層冷
却されやすい。押し込まれたスケール層に２次冷却水が
吹き付けられる場合には、スケール層表面の水膜が膜沸
騰から遷移沸騰になり、さらに抜熱速度の大きい核沸騰
に変化するので、伝熱特性が著しく向上する。したがっ
て、押し込まれたスケール層があると、鋳片からの抜熱
が促進され、鋳片の温度が低下しやすい。

【００１４】圧下する前に鋳片の表面のスケール層を
除去し、かつ薄鋳片を製造する際の２次冷却用の比水量
を厚さが厚い場合と比較して少なくすることにより、鋳
片の厚さが異なる場合でも鋳片の温度をほぼ同じにする
ことができる。さらに、鋳片表面のスケールの押し込み
疵の発生を防止することができる。

【００１５】本発明の連続鋳造方法（以下、本発明方法
と略すこともある。）は、上記の知見を基になされたも
のであって、次のとおりである。

【００１６】『同一鋳込内で厚さが異なる鋳片を連続鋳
造する方法であって、鋳型出口における厚さより薄い鋳
片を鋳造する際には、鋳片の表面のスケール層を除去し
た後、未凝固相を内部に持つ鋳片を圧下ロールで圧下す
るとともに、鋳片冷却用の２次冷却のための比水量を、
圧下しない場合と比較して減らすことを特徴とする連続
鋳造方法。』 上記の本発明方法において、『同一鋳込内』とは、１チ
ャージ分の溶鋼を連続鋳造する工程を意味する。『厚鋳
片』とは、厚さが鋳型出口の厚さ相当で、圧下を行わな
い鋳片を意味する。『薄鋳片』とは、圧下ロールで圧下
した鋳片を意味する。『２次冷却の比水量』とは鋳片が
鋳型を通過した後、連続鋳造機外に出るまでに使用され
る冷却のための水の合計量であって、下記で定義される
ものである。

【００１７】比水量〔リットル／ｋｇ〕：単位時間当た
りの２次冷却に使用する水量〔リットル／ｍｉｎ〕／
（単位長さ当たりの鋳片の重量〔ｋｇ／ｍ〕×鋳造速度
〔ｍ／ｍｉｎ〕）

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明方法を具体的に説明する。

【００１９】図１は、本発明方法を実施できる一例の連
続鋳造機の縦断面を示す図である。圧下を行う圧下ロー
ルは、符号１で示すものである。圧下ロール１の直前に
は、デスケーリングを行うためのデスケーリング装置２
が設置してある。図示したデスケーリング装置２は、ブ
ラシロールであるがショットブラストを使用してデスケ
ーリングを行ってもよい。デスケーリング装置２は、付
設した昇降装置により任意に昇降させることができる。

【００２０】１次冷却は、鋳型６の内部を通過する１次
冷却水７により行い、２次冷却は、ローラエプロン帯に
設けたスプレー装置３により水を噴射することにより行
う。スプレー装置３から噴射するのは、水や、冷却効果
を高めるために空気を水に混入したものでもよい。

【００２１】本発明方法で製造することができる鋳片の
組成は、Ｃを０．００１〜１重量％含む炭素鋼、低合金
鋼およびステンレス鋼等である。

【００２２】本発明方法を図１で示す装置を用いて説明
する。溶鋼をタンディシュ９へ注入し、浸漬ノズル８を
用いて鋳型６内に注入する。鋳型６内で１次冷却水７に
より溶鋼１０を冷却し、未凝固相が内部にある鋳片４を
鋳型６から引き出す。フリーローラー５を通過した鋳片
４にスプレー装置３から２次冷却水を噴射して鋳片４を
冷却する。

【００２３】本発明方法を実施して、同一鋳込内でまず
厚鋳片を製造する際、即ち、鋳型の出口の厚さの厚鋳片
を製造する際には、圧下ロール１で鋳片４を圧下しな
い。デスケーリング装置２は、厚鋳片を製造する際にも
作動させて鋳片４のスケール層を除去するのが好まし
い。同一鋳込内で製造した厚鋳片と薄鋳片の表面を均一
にするためである。ただし、厚鋳片を製造する際にデス
ケーリング装置２を作動させてスケール層を除去した場
合は、前述したスケール層の断熱層としての効果が失わ
れ、速やかに冷却されるので、デスケーリングを施さな
い場合の厚鋳片の温度と比較すると温度が低くなる。し
たがって、同一鋳込内で製造される厚鋳片と薄鋳片の温
度を一定にするために、２次冷却のための比水量を調整
する必要がある。

【００２４】薄鋳片を鋳造する際には、デスケーリング
装置２を作動させて、鋳片４の表面の数十〜２００μｍ
程度のスケール層を除去し、その後、圧下ロール１を付
設した昇降機構により圧下ロール１を鋳片４に押しつ
け、所望の厚さに圧下する。圧下量は、例えば２０〜５
０％程度である。その際の２次冷却のための比水量は、
圧下せずに厚鋳片を鋳造する際の２次冷却のための比水
量と比較して少なくする。圧下する場合に比水量を減ら
すことにより、同一鋳込内で製造される鋳片の温度を一
定にすることができる。

【００２５】２次冷却の比水量を薄鋳片を製造する際に
どの程度低減するかについては、あらかじめ、連続鋳造
機出側直後の厚鋳片と薄鋳片の温度に差がなくなる比水
量をトライアンドエラー方式により様々な条件下で求め
ていた値により決定する。薄鋳片を製造する際の２次冷
却の比水量を低減するだけでは、鋳片の温度を同一にす
ることができない場合は、薄鋳片を製造する際の２次冷
却を行わないことも本発明方法の１実施例として有効な
方法である。

【００２６】具体的な比水量の低減の例としては、次の
例が挙げられる。即ち、デスケーリングも圧下も行わな
い厚さ９０〜１５０ｍｍの厚鋳片と、デスケーリングも
圧下も行う厚さ４０〜８０ｍｍの薄鋳片の連続鋳造機の
出側温度を同一にするには、厚鋳片の鋳造時の２次冷却
の比水量を２〜４リットル／ｋｇとし、薄鋳片の鋳造時
の２次冷却の比水量を１０〜５０％低減する。

【００２７】例えば、平均鋳造速度４ｍ／ｍｉｎで２次
冷却の比水量を３リットル／ｋｇとした場合であって、
デスケーリングも圧下も行わずに鋳造した厚鋳片の連続
鋳造機出側直後の温度は１０００〜１１００℃であり、
平均鋳造速度４ｍ／ｍｉｎで２次冷却水を２リットル／
ｋｇ使用して製造した薄鋳片の連続鋳造機出側直後の温
度は１０００〜１１００℃であり、両鋳片に温度差はほ
とんど生じない。

【００２８】鋳片の温度は、熱電対等で測定することに
より求めることができる。

【００２９】本発明方法では、薄鋳片を鋳造する際の２
次冷却のための比水量を厚鋳片のそれと比較して低減さ
せ、かつ連続鋳造機内で圧下する前にデスケーリングを
実施しているので連鋳機出側直後の両鋳片の温度に実質
的な差がなく、かつ薄鋳片の表面にスケール層の押し込
み疵が発生しない。

【００３０】

【実施例】本発明方法を実施して、同一鋳込内で厚みが
異なる鋳片を製造した。

【００３１】本発明方法の実施には、図１で示した連続
鋳造機を使用した。連続鋳造機の全長は１３ｍ、鋳型サ
イズは、１００ｍｍ厚×１５００ｍｍ幅、圧下ロール位
置はメニスカスから下３ｍ、デスケーリング装置２はブ
ラシロールタイプであった。０．０５％Ｃを含む低炭素
アルミキルド鋼を溶解炉で溶解した後に、鋳型６に注入
して、５ｍ／ｍｉｎの速度で鋳造した。まず、デスケー
リング装置２と圧下ロール１を作動させずに厚さ１００
ｍｍ、長さ１００ｍの厚鋳片を製造した。２冷却のため
の比水量は、２．５１リットル／ｋｇとした。その後、
デスケーリング装置２を作動させてスケール層を除去し
つつ、圧下ロール１で圧下を行って厚さ７０ｍｍ、長さ
１５０ｍの薄鋳片を製造した。２次冷却のための比水量
は、１．９１リットル／ｋｇに低減した。

【００３２】なお、比較のために、同一鋳込内で２次冷
却水量を変化させず、デスケーリングを行わないで圧下
する、従来の連続鋳造方法（以下、従来の方法とい
う。）および薄鋳片を製造する際の２次冷却の比水量は
１．９１リットル／ｋｇに低減させるものの、デスケー
リングは行わずに薄鋳片を鋳造する方法（以下、比較の
方法という。）で鋳片を製造した。

【００３３】本発明方法を実施して製造した厚鋳片の連
鋳機出側直後の温度は、１１００℃で、薄鋳片の温度は
１１００℃であり、温度差がほとんどなかった。薄鋳片
の表面には、スケールの押し込み疵も発生していなかっ
た。一方、従来の方法で製造した厚鋳片と薄鋳片には、
８０℃の温度差が生じていた。薄鋳片の表面には、スケ
ールの押し込み疵が発生していた。一方、比較の方法で
製造した厚鋳片と薄鋳片には、５０℃の温度差が生じて
いた。薄鋳片の表面には、スケールの押し込み疵が発生
していた。

【００３４】

【発明の効果】本発明方法を実施すれば、同一鋳込内で
厚さが異なり、温度が実質的に同一の鋳片を製造するこ
とができ、しかも薄鋳片の表面にスケール層の押し込み
疵を発生させない。したがって、熱間圧延装置入り側の
鋳片の温度を一定にするための加熱装置の加熱条件を変
更する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するために用いる連続鋳造機
の一例の縦断面を示す図である。

【符号の説明】

１・・・圧下ロール ２・・・デスケーリング装置 ３・・・スプレー ４・・・鋳片 ５・・・フリーローラー ６・・・鋳型 ７・・・１次冷却水 ８・・・浸漬ノズル ９・・・タンディシュ １０・・・溶鋼 １１・・・ピンチロール １２・・・カッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花尾 方史 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一鋳込内で厚さが異なる鋳片を連続鋳造
   する方法であって、鋳型出口における厚さより薄い鋳片
   を鋳造する際に、鋳片の表面のスケール層を除去した
   後、未凝固相を内部に持つ鋳片を圧下ロールで圧下する
   とともに、鋳片冷却用の２次冷却のための比水量を、圧
   下しない場合と比較して減らすことを特徴とする連続鋳
   造方法。ここで、比水量とは、鋳片単位重さ当たりの水
   量を意味する。