JPH10328711A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
鋼の連続鋳造方法Info
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- JPH10328711A JPH10328711A JP18428097A JP18428097A JPH10328711A JP H10328711 A JPH10328711 A JP H10328711A JP 18428097 A JP18428097 A JP 18428097A JP 18428097 A JP18428097 A JP 18428097A JP H10328711 A JPH10328711 A JP H10328711A
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Abstract
面の中実鋳片から正方形もしくは円断面の鋳片に成形加
工するに当たりサイジングプレスを使用し、且つ特定条
件下で幅方向に圧下することにより低減面率でこれを行
う。 【効果】 スラブ状の鋳片からブルームもしくはビレッ
トに成形されるのでブルーム、ビレット用連続鋳造機と
しては鋳造能率が極めて大きくなる。中空鋳片を圧接圧
延した扁平状の中実鋳片に適用すると鋳造能率向上と偏
析の解消の二効果を容易に得ることができる。
Description
鋳片の横断面形状を変える成形方法に関するものであっ
て、特にスラブ状の扁平な断面を持つ鋳片から円もしく
は正方形に近い断面を持つブルーム、ビレットを効率的
に製造する方法に関するものである。
断面のアスペクト比にほぼ比例するので、ブルーム、ビ
レットではスラブに比べ鋳造能率は格段に劣る。従って
次工程の圧延と同等程度の能率を得るにはストランド数
の増加が必要となっている。この場合、連続鋳造と圧延
の直結は実際上不可能に近い。
な連続鋳造法によると、鋳造能率は従来方法と比較して
飛躍的に大きくなること、中心偏析の一切無い均質な鋼
片が得られることが示されている。
片は中心部が凝固するまでに円弧状に且つ半円を越えさ
らに鋳込み面から大気圧相当静鉄圧高さ(約1.4m)
を越えて上方に引き抜かれて真空芯の中空鋳片となり、
ついで中実化への圧接圧延を経て所定断面寸法への成形
圧延が成される。
記載されているように中実鋳片の断面形状があまりに扁
平になっていると1回の圧延では所定形状にまで成形で
きない。なぜなら圧延による成形の場合幅拡がりには限
度がある。従って複数回の圧延を要し圧延機の所要台数
の増加をという問題が生ずる。
きくなることを意味し、ブルームや断面の大きいビレッ
トを造る場合、鋳造断面は不必要に大きくなって設備全
体の大型化による設備コスト、操業コストの増加という
問題も生ずる。従って上記公知例では中実鋳片の断面形
状ひいては鋳造断面形状にも自ずと制限があった。
圧下する方法としていわゆるサイジンングプレスが挙げ
られる。これは文献”鋼のスラブ連続鋳造技術の最近の
動向(日本鉄鋼協会編、153・154回西山記念講
座)、P134”に示されるように、スラブ両側面(短
辺)を鋳片幅方向に台形金型プレスにより圧下するもの
である。
とれ、しかも圧下側面はほぼ均等、平滑に拡幅する。し
かし圧下率はたかだか20%程度、圧下量はあくまでス
ラブの範囲にあって、従ってアスペクト比が5〜10の
スラブからアスペクト比が1に近いブルームを造るため
に必要な大圧下と大拡幅の具体的方法もしくは可能性の
提示や、その必要性、意義などは今日まで指摘されてい
ないものと思われる。
ト比が1に近い鋼片に効率的に成形できる方法が見つか
るなら、特開平7−144226に提示されたような特
殊な連続鋳造法は広範に応用できることになるだけでな
く、一般的なスラブ用連続鋳造機からブルームを容易に
造り出すことも可能になる。
来の問題点を解決しようとするものであり、横断面のア
スペクト比が大きいいわば扁平状の連続鋳造鋳片を効率
的に円または正方形に近い断面の鋼片に成形加工する方
法を提供することを目的としている。
初めに自由鍛造における材料の変形を調査した。すなわ
ち直方体の材料を平行な平面を持つ一対の金型間でプレ
スする場合の変形は(4)式によって示される。(”金
属加工”(日本金属学会)、P.169) ln(B2/B1)/ln(H1/H2)−L/(L+B1) (4) B1 ; 圧下前鋳片厚 B2 ; 圧下後鋳片厚 H1 ; 圧下前鋳片幅 H2 ; 圧下後鋳片幅 L ; 金型実効長さ
わる傾斜金型を使ってプレスした場合の変形をプラスチ
シン・モデルで検討した。傾斜圧下の場合の幅拡がり
(本発明では拡厚=B2−B1)は圧下率が60%をこ
える範囲においても(1)式による予測とほぼ同程度に
あって図4に示すように充分近似できることが解った。
しかも拡厚率は圧延方式の場合のいわゆる幅拡がり率の
実際上の限界0.3をはるかに越え、条件次第で1.0
も得られた。これは正方形化が容易になされることを示
している。所定量の傾斜圧下を1回から数回に分けて行
っても同様の拡厚が得られ(1)式が近似的に広範に適
用できることを発見した。
長方形から正方形に成形するには、基本的には傾斜金型
によって鋳片短辺を連続圧下し、且つ(5)式に基づい
て圧下量(=H1−H2)と金型実効長さLを設定すれ
ばよいことになる。
1(=幅/厚さ)が3.0以上の長方形または長円であ
る連続鋳造鋳片を熱間で幅方向に圧下するに当たり、鋳
片進行方向にそって狭まる傾斜部と平行部からなる台形
金型プレスによって連続圧下し、かつ圧下条件として
(1)式に従って圧下率dと金型の実効アスペクト比n
を設定し、横断面形状のアスペクト比a2が1.0〜
2.0の長方形または長円の鋳片もしくは鋼片とするこ
とを特徴とする鋼の連続鋳造方法である。 d=(H1−H2)/H1=1−(a1/a2)x (1) X=−(n+1)/(2n+1) a1=H1/B1, a2=H2/B2、 n=L/B1
れる連続鋳造鋳片が、ほぼ垂直に鋳込まれた鋳片を中心
部が凝固するまでに円弧状に且つ半円を越えさらに鋳込
面から大気圧相当静鉄圧高さ(約1.4m)を越えて上
方に引き抜くことによって中空鋳片を形成し次に該鋳片
をロールによって圧下して内面を互いに圧接して中実鋳
片とする連続鋳造法によって得られる鋳片であることで
ある。
明において圧下される連続鋳造鋳片の横断面アスペクト
比a1が3.0以上において金型アスペクト比n(=L
/B1)を2.0〜5.0とし圧下率dsを(2)式に
従って設定することにより(3)式で示される辺長Dの
正方形に成形することを特徴とする連続鋳造方法であ
る。 ds=1−a1 x (2) D=a1・(1−ds)・B1 (3)
する。図1は第1の発明を、図2は第2の発明をそれぞ
れ実施する連続鋳造機を例示する概略図、図3はプレス
による鋳片の圧下を示す図、図4は圧下による鋳片断面
アスペクト比の変化に関し(1)式による計算値とプラ
スチシン・モデルにおける傾斜金型による変形の実測値
の比較を示す。図5は本発明において正方形断面に成形
する場合の鋳片初期アスペクト比、金型アスペクト比、
圧下率、拡厚率及び減面率の間の関係を示す。
て外皮が形成された断面が扁平状の連続鋳造鋳片3はピ
ンチロール4によって下方に引き抜かれつつスプレイ冷
却装置5により冷却されピンチロール4の部位で中心ま
で凝固を終える。該鋳片3はピンチロール4によって伸
直され水平に引き出されサイジングプレス6に誘導され
る。該プレス6はクランク運動する一対の台形金型7に
よって該鋳片3の両側面(短片)を圧下する機構を備え
ている。該金型7の作用面は傾斜部8と平行部9からな
り該金型7間を通過する該鋳片3は傾斜的に圧下されて
断面形状は正方形になる。
された圧下量によって決まるが、鋳片の厚さは成形前鋳
片の断面アスペクト比、圧下量及び金型実効長さに依存
する。従って所望の断面形状にするには(1)式に基づ
いて事前に該鋳型2の断面寸法及び該金型7の寸法を決
めておく。平行部9の必要長さは加工面に段差が生じな
いようプレスの1サイクルにおける鋳片の引き抜き長さ
(1ストローク)以上となるが実効分は1ストロークで
ある。傾斜部8の必要長さや傾斜角は上記式より容易に
算出される。
の該鋳片3が座屈変形しないよう両長片を拘束する拘束
ローラー10が付設されている。成形加工において円断
面としたい場合には該金型7の作用面を平面ではなく円
筒に収斂するような曲面にする。この場合の変形もプラ
スチシン・モデルによるとある程度まで上記式によって
近似できる。成形加工は連続鋳造にインラインでやって
も良いし鋳片切断後オフラインでやっても良い。成形さ
れた鋳片表面の平滑性が不充分の場合はフラット・ロー
ル11による矯正圧延を施す。
(4)式が広範に適用できるとなると変形の様相は代数
処理により整理され一般化が可能となる。 圧下前アスペクト比a1=H1/B1 圧下後アスペクト比a2=H2/B2 金型アスペクト比 n=L/B1 を(4)式に代入して代数処理をすると(5)式が得ら
れる。 H2/H1=(a1/a2)x (6) X=−(n+1)/(2n+1) 従って圧下率dは定義式に従い以下になる。 d=(H1−H2)/H1=1−(a1/a2)x (1) ここでa1=4、n=4の場合の圧下率dと圧下後のア
スペクト比a2の(1)式に従う関係を図3にプラスチ
シン・モデルによる実測値と比較して示す。図より近似
性が高いことが解る。
面の鋳片からアスペクト比の小さい断面の鋼片を容易に
造ることができる。これは鋳造能率の飛躍的向上をもた
らす。
の発明は溶鋼1が円断面を持つ鋳型2に鋳込まれて外皮
が形成された鋳片3をピンチ・ロール4により中心部が
凝固するまでにほぼ垂直から円弧状に且つ半円を越えさ
らに鋳込面から大気圧相当静鉄圧高さ(約1.4m)を
越えて上方に引き抜くことによって中空鋳片12を形成
し次に該鋳片12を圧接ロール13によって圧下して内
面を互いに圧接して中実鋳片14とする連続鋳造法によ
って得られる鋳片に第1の発明を適用したものである。
中実鋳片14の横断面アスペクト比が過大になって特開
平7−144226の実施条件範囲外になってもサイジ
ングプレス6により正方形もしくは円に容易に成形され
る。従って本鋳造法の持つ中心偏析の解消、鋳造能率の
飛躍的向上という二つの効果がより容易に得られる。
形後のアスペクト比を1にする場合の最適条件を特定し
たものである。初めに成形加工される鋳片のアスペクト
比a1を3.0以上に限定した理由は、それ未満では鋳
造能率が飛躍的な増加とならないこと、及びあえてサイ
ジングプレスを要せず一般的な圧延機でもまかなえるこ
とにある。
た理由は、2.0未満では金型傾斜部の傾斜角が過大に
なって円滑な連続圧下に無理が生ずること、5.0を越
えると圧下面積に比例するプレスパワーが過大となるか
らである。
拠は、正方形に成形するので(1)式にa2=1を代入
すると(2)式は容易に誘導できる。
より容易に定まる。同様に拡厚率f、減面率rも定義式
に従い以下に整理される。 f=(B2−B1)/B1=a1 Y−1 (6) Y=n/(2n+1) r=(H1・B1−H2・B2)/H1・B1=1−a1 2 (9) Z=−1/(2n+1)
成形する場合の鋳片初期アスペクト比a1、金型アスペ
クト比n、圧下率ds、拡厚率f及び減面率rの間の関
係が明らかになり図5にそれを示す。図より0.5程度
の圧下率で0.7程度の拡厚率が得られしかも減面率は
0.2以下に抑えることができることが解る。これはブ
ルームや断面の大きいビレットなどの鋼片が容易に得ら
れることを意味している。なぜなら所望断面寸法の鋼片
を得るに当たり鋳片の断面寸法は減面率の分だけ大きけ
れば良いからである。
機の100分の1のスケールのプラスチシン・モデルに
よって鋳片の変形を調査した。 材料断面寸法 ; 厚さ15mm、幅70mm 金型実効長さ ; 30mm 金型アスペクト比; 2 金型最小間隔 ; 26mm 圧下率 ; 0.61 加工後の材料厚さ; 25〜28mm 拡厚率 ; 0.8 減面率 ; 0 31 以上のようにおおむね第3の発明に従う結果が得られた
が圧下側面の形状は以外に平滑にはならず、材料進行方
向に平行なスジ状の凹みと膨らみが発生した。これは圧
下時の座屈に起因している。圧下側面に座屈防止用の金
型をおくとこの凹凸はかなり改善される。充分平滑にす
るには更にフラット・ロールで軽圧下を附加するのが望
ましい。
モデルで述べる。想定される実機の仕様は以下の通り。 所望鋼片断面寸法; 200mm*200mm 鋳型寸法 ; 300mm径 機長(液芯長) ; 15m 円弧半径 ; 4.3m 凝固定数 ; 27mm/min0.5 引き抜き速度 ; 3.1m/min 鋳造能率 ; 1000kg/min 凝固殻厚 ; 60mm 凝固殻厚比 ; 0.4 圧接圧延後の寸法; 110mm*445mm(側面円
弧状)
断面を持つ中実鋳片に対して100分の1のスケールの
プラスチシン・モデルにより成形加工の状況を推定する
と以下のようになった。 金型アスペクト比; 3 金型最小間隔 ; 200mm 圧下率 ; 0.55 鋼片厚さ ; 192〜210mm 減面率 ; 0.18
m径の中空鋳片から200mm角のビレットが容易に得
られることが解る。圧下側面の凹凸に対してはフラット
・ロールで軽圧下を附加するのが望ましい。
もしくはビレットの連続鋳造においてスラブ状断面の鋳
片から成形されるので極めて大きな鋳造能率が得られ
る。第2の発明では中空鋳片から造られた扁平状の中実
鋳片よりブルームもしくはビレットが容易に成形される
ので大きな鋳造能率の他に偏析の無い鋳片が得られる。
る概略側面図。
る概略側面図。
し(1)式による計算値とプラスチシン・モデルにおけ
る傾斜金型による変形の実測値の比較を示す。
鋳片初期アスペクト比、金型アスペクト比、圧下率、拡
厚率及び減面率の間の関係を示す。
ンチロール 5:スプレイ冷却装置 6:サイジン
グプレス 7:台形金型 8:傾斜部 9:平行部 10:拘束ローラー
11:フラット・ロール 12:中空鋳片 13:圧接ロール 14:中実鋳
片
Claims (3)
- 【請求項1】 横断面形状のアスペクト比a1(=幅/
厚さ)が3.0以上の長方形または長円である連続鋳造
鋳片を熱間で幅方向に圧下するに当たり、鋳片進行方向
にそって狭まる傾斜部と平行部からなる台形金型プレス
によって連続圧下し、かつ圧下条件として下記(1)式
に従って圧下率dと金型の実効アスペクト比nを設定
し、横断面形状のアスペクト比a2が1.0〜2.0の
長方形または長円の鋳片もしくは鋼片とすることを特徴
とする鋼の連続鋳造方法。 d−(H1−H2)/H1−1−(a1/a2)x (1) X=−(n+1)/(2n+1) a1=H1/B1, a2=H2/B2、 n=L/B1 B1 ; 圧下前鋳片厚 B2 ; 圧下後鋳片厚 H1 ; 圧下前鋳片幅 H2 ; 圧下後鋳片幅 L ; 金型実効長さ - 【請求項2】 圧下される連続鋳造鋳片が、ほぼ垂直に
鋳込まれた鋳片を中心部が凝固するまでに円弧状に且つ
半円を越えさらに鋳込面から大気圧相当静鉄圧高さ(約
1.4m)を越えて上方に引き抜くことによって中空鋳
片を形成し次に該鋳片をロールによって圧下して内面を
互いに圧接して中実鋳片とする連続鋳造法によって得ら
れる鋳片であることを特徴とする請求項1に記載の連続
鋳造方法。 - 【請求項3】 圧下される連続鋳造鋳片の横断面アスペ
クト比a1が3.0以上において金型アスペクト比n
(=L/B1)を2.0〜5.0とし圧下率dsを
(3)式に従って設定することにより(4)式で示され
る辺長Dの正方形に成形することを特徴とする請求項1
または請求項2に記載の連続鋳造方法。 ds=1−a1 x (2) D=a1・(1−ds)・B1 (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18428097A JP3677572B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 鋼の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18428097A JP3677572B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 鋼の連続鋳造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10328711A true JPH10328711A (ja) | 1998-12-15 |
JP3677572B2 JP3677572B2 (ja) | 2005-08-03 |
Family
ID=16150563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18428097A Expired - Fee Related JP3677572B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | 鋼の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3677572B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002254149A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-10 | Katsuhiko Yamada | 連続鋳造法 |
JP2002346710A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-04 | Katsuhiko Yamada | 連続鋳造圧延方法 |
JP2006315041A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Katsuhiko Yamada | 連続鋳造方法 |
-
1997
- 1997-06-04 JP JP18428097A patent/JP3677572B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002254149A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-10 | Katsuhiko Yamada | 連続鋳造法 |
JP2002346710A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-04 | Katsuhiko Yamada | 連続鋳造圧延方法 |
JP2006315041A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Katsuhiko Yamada | 連続鋳造方法 |
JP4645296B2 (ja) * | 2005-05-13 | 2011-03-09 | 山田 勝彦 | 連続鋳造方法 |
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---|---|
JP3677572B2 (ja) | 2005-08-03 |
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