JPH11114656A

JPH11114656A - クロム含有溶鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH11114656A
Application number: JP9291697A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Tanaka; 和久田中; Kazuma Inaoka; 数磨稲岡; Ryusuke Miura; 龍介三浦; Takashi Morohoshi; 隆諸星; Masayuki Takeda; 昌行武田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】鋳片の適正な範囲に圧下を付与することによ
り、圧下に伴う鋳片の内部割れの発生を防止して、セン
ターポロシティ及びザク等を改善すると共に、圧下に用
いるセグメントの簡素化等を図ることのできるクロム含
有溶鋼の連続鋳造方法を提供することを目的とする。【解決手段】クロム含有溶鋼１１を鋳型１４に注湯し
て一次冷却し、引き続き支持装置１６に付設した冷却水
ノズルから鋳片１５に冷却水を吹き付けて二次冷却を行
って後、鋳片１５を圧下してピンチロール２０により連
続して引き抜くクロム含有溶鋼の連続鋳造方法におい
て、鋳片１５の全幅に対する未凝固幅の比が０．１〜
０．３となる範囲を圧下開始点として、鋳片１５が完全
に凝固するまでの少なくとも一部を未凝固幅の４〜４９
％に相当する押し込み量で圧下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センターポロシテ
ィ及びザク欠陥等を防止した内部品質に優れたクロム含
有溶鋼の連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に用いられている連続鋳造は、溶鋼
を鋳型に注湯し、この鋳型による一次冷却と引き続き鋳
片に支持装置に付設した冷却水ノズルから冷却水を噴霧
する二次冷却によって外層から順次凝固し、鋳片のピン
チロールによる引き抜きを行う。この鋳片の中心近傍で
は、凝固収縮に見合う溶鋼の供給量が不足してセンター
ポロシティ及びザクあるいは溶鋼流動による偏析等が発
生して、良鋳片及び良製品の歩留りが低下する場合があ
る。この連続鋳造におけるセンターポロシティ及びザク
あるいは偏析等を防止するには、凝固が進行しつつある
鋳片を凝固収縮に見合う量だけ圧下することが行われて
いる。特に、鋳片を圧下することにより品質改善を図る
代表的な方法としては、特開平３−１０４８１９号公報
に示すように、タンディッシュ内の溶鋼の加熱温度を２
０〜６０℃にして、鋳片の未凝固厚みが鋳片全厚みの５
〜３０％となる範囲に、未凝固厚みの１〜１０倍の押し
込み量で圧下を加える方法、又は、特開平４−３０５３
５０号公報のように、鋳片の中心固相率が０．５〜０．
９となる範囲に未凝固厚みの５０〜１００％に相当する
押し込み量で圧下を加えて、鋳片中心部の偏析等を改善
する方法等が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クロム
含有溶鋼の連続鋳造においては、前述の特開平３−１０
４８１９号公報に示される溶鋼の加熱温度を２０〜６０
℃とし、未凝固厚みが鋳片全厚みに対して５〜３０％と
なる範囲、換言すれば中心固相率が０．７〜０．９５と
なる範囲に未凝固厚みの１〜１０倍の圧下を加える方法
では、溶鋼中の介在物は浮上により減少できるが以下の
問題が生じる。まず、センターポロシティ及びザク等を
解消するために、圧下を加える部位が極めて狭い範囲と
なり、局所的に大きな圧下を付与することが必要とな
る。この大きい圧下を狭い領域に付与することは、鋳片
の内部割れの発生を招き品質が低下する。また、鋳片の
狭い領域に大きな圧下を付与するには、圧下に用いるセ
グメントが大きくなり、しかも、局所的に大きな圧下を
付与する大圧下は、圧下の付与そのものが困難となり実
用性に乏しい。また、特開平４−３０５３５０号公報の
ように、鋳片中心部の固相率が０．５〜０．９となる領
域に、未凝固厚みの５０〜１００％の圧下を加える方法
では、鋳片の中心固相率が０．５〜０．９の範囲におけ
る凝固が、急速に進行することから、圧下を付与しても
有効に圧着することが困難となる。しかも、前述と同様
に狭い範囲に圧下を付与するために、圧下セグメントの
大型化、あるいは圧下の付与そのものが困難となる等の
問題がある。

【０００４】図５は、鋳片の中心固相率の変化を示した
ものであり、普通鋼では、メニスカスからの距離が長く
なるにつれて緩慢に凝固が進行し、圧下によるセンター
ポロシティ等に有効な中心固相率の範囲（０．２〜１．
０）が、２．５ｍとなり長い距離の圧下が可能となる。
これは普通鋼の液相線温度（ＴＬＬ）と固相線温度（Ｔ
ＳＬ）の温度差が３５〜４５℃と大きいために、凝固が
緩慢になる特性によるものであり、この場合は、中心固
相率を指標として圧下することで十分にセンターポロシ
ティ等を解消できる。一方、前述のクロム含有溶鋼で
は、液相線温度（ＴＬＬ）と固相線温度（ＴＳＬ）の温
度差が１５℃と極めて狭い組成特性を有するために、セ
ンターポロシティやザク等に有効な中心固相率の範囲
（０．２〜１．０）が０．５７ｍとなり、極めて狭い範
囲を圧下する必要がある。このような前述の公報に開示
された鋳片のセンターポロシティ及びザクを改善する方
法は、そのいずれとも鋳片の中心固相率を基準として鋳
片を圧下することにより改善するものであが、中心固相
率を指標とした圧下では、センターポロシティ及びザク
等を無くすことは不可能に近い。即ち、クロム含有溶鋼
は、普通鋼と異なる凝固形態を示し、鋳片の中心固相率
をもとに圧下を行ってもセンターポロシティあるいはザ
ク等の欠陥は防止できず、逆に、圧下に伴う鋳片の内部
割れ発生を招く等の問題がある。

【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、適正な範囲で鋳片を圧下することにより、圧下に伴
う鋳片の内部割れの発生を防止して、センターポロシテ
ィと、ザクあるいは溶鋼流動による偏析等を改善すると
共に、圧下に用いるセグメントの簡素化を図ることので
きるクロム含有溶鋼の連続鋳造方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のクロム含有溶鋼の連続鋳造方法は、クロム含有溶
鋼を鋳型に注湯して一次冷却し、引き続き支持装置に付
設した冷却水ノズルから鋳片に冷却水を吹き付けて二次
冷却を行って後に、前記鋳片を圧下してピンチロールに
より連続して引き抜くクロム含有溶鋼の連続鋳造方法に
おいて、前記鋳片の全幅に対する前記未凝固幅の比が
０．１〜０．３となる範囲を圧下開始点として、前記鋳
片が完全に凝固するまでの少なくとも一部を未凝固幅の
４〜４９％に相当する押し込み量で圧下する。従って、
鋳片が凝固に伴って収縮することにより形成される空隙
を圧着できる。ここで言うクロム含有溶鋼とは、クロム
の含有量が１０〜２０重量％の溶鋼である。クロム含有
量が１０重量％より少ないと凝固の状態が普通鋼に近似
しているために、未凝固幅の比により圧下しても圧着効
果が減少し、クロム含有溶鋼の耐食性も低下する。一
方、クロム含有量が２０重量％より多いと、連続鋳造そ
のものが困難となり、しかも、クロムの添加量が増加し
て耐食性の割りにコストが上昇する。また、鋳片の全幅
に対する未凝固幅の比が０．１より小さいと、有効な圧
下範囲が狭くなるため、大きい圧下による圧着が必要と
なり、鋳片の内部割れの発生や圧下セグメントの大型化
等の問題が顕著となる。一方、鋳片の全幅に対する未凝
固幅の比が０．３より大きくなると鋳片の凝固殻が脆弱
な範囲を圧下するために、鋳片の内部割れが発生する。
また、未凝固幅が大きくなり、圧着効果が減少してセン
ターポロシティあるいはザクを低減できない。更に、鋳
片を圧下する量が未凝固幅の４％に相当する押し込み量
より小さい場合は、圧下による空隙の圧着ができずセン
ターポロシティあるいはザクが発生する。また、鋳片を
圧下する量が未凝固幅の４９％に相当する押し込み量よ
り大きいと、圧下が過剰となり、内部割れの発生及び圧
下セグメントの大型化による設備費用の増大となる。

【０００７】請求項２記載のクロム含有溶鋼の連続鋳造
方法は請求項１記載のクロム含有溶鋼の連続鋳造方法に
おいて、前記鋳片の圧下に用いるロールが凸ロールであ
る。従って、凝固しつつある鋳片の未凝固部に直接に圧
下を付与できるので、小さい圧下力で空隙を圧着でき、
センターポロシティあるいはザク等の欠陥を防止でき
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明の一実施の形態に係るクロム含有溶鋼の連続
鋳造方法につき説明し、本発明の理解に供する。図１は
本発明の一実施の形態に係るクロム含有溶鋼の連続鋳造
装置の全体概念図、図２はクロム含有溶鋼の未凝固幅の
比を表す模式図、図３はメニスカスからの距離と未凝固
幅の比及び圧下開始点の関係を表す図、図４は本発明の
実施例であるクロム含有溶鋼の連続鋳造に圧下を適用し
た場合の鋳造速度とセンターポロシティ最大短径（ｍ
ｍ）の関係を示す図である。図１に示すように、連続鋳
造装置１０は、クロム含有溶鋼１１をタンディッシュ１
２から浸漬ノズル１３を用いて、水冷された鋳型１４に
注湯してクロム含有溶鋼１１を一次冷却し、この一次冷
却により凝固殻（図示せず）を形成する。一次冷却され
た後は、支持装置の一例である鋳片支持セグメント（支
持セグメント）１６により支持して、鋳片１５のバルジ
ング等を防止しつつ、支持セグメント１６に付設された
冷却水ノズル（図示せず）により、冷却水を散水して二
次冷却を行い鋳片１５の凝固の促進を図る。また、支持
セグメント１６の後方には、鋳片１５を圧下する圧下セ
グメント群１７を備えてあり、この圧下セグメント群１
７は、圧下セグメント１７ａ、圧下セグメント１７ｂ、
圧下セグメント１７ｃ、圧下セグメント１７ｄからな
る。この圧下セグメント１７ａ〜１７ｄには、油圧シリ
ンダー（図示せず）に押圧自在に支持されたロール支持
フレーム１８を有し、このロール支持フレーム１８に
は、鋳片１５を圧下するロールの一例である複数の凸ロ
ール１９が設けてある。この凸ロール１９により圧下さ
れた鋳片１５はピンチロール２０により連続して所定の
速度で引き抜かれて後工程へと搬送される。

【０００９】次に、本発明の一実施の形態に係るクロム
含有溶鋼の連続鋳造装置１０をクロム含有溶鋼の連続鋳
造方法に適用した場合の動作について説明する。転炉及
び真空の精錬炉（図示せず）により炭素０．１９重量
％、クロム１０〜２０重量％を含有するクロム含有溶鋼
１１を溶製し、その温度を１５１０〜１５３５℃にして
タンディッシュ１２から浸漬ノズル１３を介して幅２２
０ｍｍ、厚み２２０ｍｍの鋳型１４に注湯した。鋳型１
４による一次冷却を行って後、支持セグメント１６によ
り鋳片１５を支持してバルジング等を防止しつつ二次冷
却を行い凝固の促進を図った。この二次冷却は、支持セ
グメント１６に付設された冷却水ノズル（図示せず）か
ら支持セグメント１６の上部に全水量（７０５リットル
／分）の４０％の冷却水、下部に６０％の冷却水を供給
すると共に、１．４〜１．６ｍ／分の鋳造速度で鋳造し
た。支持セグメント１６を通過する鋳片１５の断面は、
図２に示すように、内部に未凝固部２２が形成されてお
り、この場合の未凝固幅の比は、未凝固幅（Ｄ₁）／鋳
片全幅（Ｄ₀）により求めることができる。また、図３
は、鋳型１４内のメニスカス２１から引き抜き方向に対
する未凝固幅の比の推移について、各鋳造速度毎に表し
たものであり、未凝固幅の比が０．１〜０．３の範囲を
圧下の開始点として、鋳片１５が完全に凝固するまでの
範囲を凸ロール１９で圧下した場合である。鋳片１５の
未凝固幅の比が０．１〜０．３となる範囲を圧下の開始
点とすることにより、凝固の進行に伴って発生する内部
空隙を早い時期から圧着できるので圧着効果が大きく、
しかも、鋳片１５に対して押し込みによる内部応力を小
さくできる。この圧下の開始点が０．１より小さいと有
効な圧下範囲が狭くなり、凸ロール１９により圧下して
も空隙の圧着が不十分となり、センターポロシティある
いはザクを低減することができない。また、大きい圧下
による圧着が必要となるために、鋳片１５に内部割れが
発生して品質が低下すると共に、圧下セグメントの大型
化が必要となる。

【００１０】一方、開始点が０．３より大きくなると鋳
片の凝固殻が脆弱な領域を圧下するために、鋳片の内部
割れが発生し易いこと、及び未凝固幅があまりにも大き
い範囲では、凝固収縮による空隙の形成が無いために圧
下しても何らの効果も無く、逆に圧下による内部割れを
助長する。これ等の理由から鋳片１５の圧下範囲、即
ち、未凝固幅の比が０．１〜０．３となる圧下開始点か
ら鋳片１５が完全に凝固するまでの範囲を凸ロール１９
により圧下すると空隙の圧着効果が大きくより好ましい
結果が得られる。また、この未凝固幅の比は、鋼種、鋳
造温度、冷却水の条件、鋳造速度等から引き抜き速度毎
に鋳片に金属釘を打ち込んで、この金属釘の溶解位置を
測定することにより、未凝固幅（Ｄ₁）と鋳片全幅（Ｄ
₀）を予め求めておいて、この値をもとに決定するか、
又は、鋼種、鋳造温度、冷却条件、鋳造速度、鋳片表面
温度、クロム含有溶鋼の熱伝導率等による一般に用いら
れている伝熱計算により求めることもできる。

【００１１】更に、鋳片１５を圧下する量は、圧下セグ
メント１７ａ〜１７ｄの凸部を７ｍｍに形成した凸ロー
ル１９を用いて、未凝固幅の４％〜３０％に相当する押
し込み量で圧下を行った。この圧下セグメント１７ａ〜
１７ｄによる鋳片１５の圧下は、図３のように、鋳造速
度（Ｖｃ）が１．６ｍ／分の場合においては、圧下セグ
メント１７ａ、１７ｂ、１７ｃによって行い、鋳造速度
が１．４ｍ／分の場合では、圧下セグメント１７ａと１
７ｂにより圧下を行った。この圧下は、いずれも未凝固
幅の比として０．１〜０．３の範囲から開始して、凝固
が完了するまで行った。この条件における圧下の有効距
離は、鋳造速度が１．４ｍ／分の場合、圧下の開始点が
未凝固幅の比０．１の場合でも約１．５ｍの有効圧下範
囲が得られ、前述した従来の中心固相率を指標にして圧
下する場合の有効距離０．５７ｍに対して約２倍以上の
範囲が確保されており、圧下を十分に付与でき、センタ
ーポロシティあるいはザクを確実に低減できた。

【００１２】

【実施例】次に、本実施の形態に係るクロム含有溶鋼の
連続鋳造方法の実施例について表１を用いて説明する。
まず、本実施例に用いたクロム含有量は、ＮＯ．１、Ｎ
Ｏ．２は１３重量％、ＮＯ．３は１０重量％、炭素の含
有量はいずれも０．１９重量％に溶製して、鋳造温度
（タンディッシュのクロム含有溶鋼温度）を１５１０〜
１５２０℃とし、幅２２０×厚み２２０ｍｍの鋳型１４
内に注湯して一次冷却し、支持セグメント１６に付設さ
れた冷却水ノズル（図示せず）から支持セグメント１６
の上部に全水量（７０５リットル／分）の４０％、下部
に６０％の冷却水を供給して二次冷却を行いながら鋳造
した。更に、ＮＯ．１は、鋳造速度１．５ｍ／分で鋳造
を行い、未凝固幅の比が０．２となる位置から完全に凝
固するまでの範囲で、全圧下量を未凝固幅の２０％に相
当する押し込み量で圧下を行った場合であり、センター
ポロシティ及びザクの発生は極めて小さく、内部割れの
無い優れた状態（◎）が得られ、溶鋼流動に伴う偏析も
良好であった。ＮＯ．２は、鋳造速度を１．６ｍ／分と
し、未凝固幅の比が０．２となる位置から完全に凝固す
るまでの範囲で、未凝固幅の３０％に相当する押し込み
量で圧下を行った場合であり、センターポロシティ及び
ザク等の発生は同様に極めて小さく優れた状態（◎）で
あった。また、ＮＯ．３は、１．４ｍ／分の鋳造速度、
未凝固幅の比が０．１となる点を圧下の開始点とし、完
全に凝固するまでの範囲を未凝固幅の４％に相当する押
し込み量で圧下を行った場合であり、センターポロシテ
ィ及びザクの発生と内部割れは小さく良好な状態（○）
であった。

【００１３】また、ＮＯ．４〜ＮＯ．６は、比較例であ
り、組成及び鋳造条件等をＮＯ．１と同一にしてあり、
一般に用いられている液相線温度（ＴＬＬ）、固相線温
度（ＴＳＬ）とその位置における溶鋼温度（Ｔ）とによ
り求めた中心固相率によって圧下を行った場合である。
ＮＯ．４、ＮＯ．５は、この中心固相率０．３〜０．５
の範囲から完全凝固までの範囲を鋳片全厚みの１０％に
相当する押し込み量で圧下を行ったものである。その結
果、凝固末期の狭い範囲を圧下するために、センターポ
ロシティ及びザクと内部割れが発生したやや悪い状態
（△）である。ＮＯ．５は、中心固相率０．１から完全
凝固までの範囲を鋳片全厚みの１０％相当する押し込み
量で圧下を行った場合であり、凝固末期の極めて狭い範
囲を圧下するために、センターポロシティ及びザクと内
部割れが共に発生した悪い状態（×）であった。

【００１４】

【表１】

【００１５】また、図４は、本発明の実施例である前述
のＮＯ．１に相当する組成と圧下条件で、鋳造速度を
１．５〜１．５５ｍ／分で鋳造した場合のセンターポロ
シティ最大短径（ｍｍ）（●印）と、全く圧下をしない
場合の従来例（○印）を比較して示したものである。全
く圧下をしない従来例では、センターポロシティ最大短
径が８〜１５ｍｍであり、センターポロシティの大きさ
を基準にして４水準にレベル評価した場合で見ると評点
４である。これに対して、ＮＯ．１は、評点１．５であ
り、目標管理値評点２以内の良好な結果が得られた。以
上、本発明の一実施の形態に係るクロム含有溶鋼の連続
鋳造方法について述べたが、この他においても本発明の
要旨を逸脱しない範囲を含むものである。例えば、未凝
固幅の比を求める際にクロム含有溶鋼の鋳造温度から未
凝固幅を予測するか、あるいは鋳片の表面温度を測定し
てその温度から未凝固幅を予測する等の方法を用いるこ
とも可能である。また、圧下の終了を完全凝固の直前に
するか、あるいは完全凝固以降に一部圧下を付与するこ
ともできる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１記載のクロム含有溶鋼の連続鋳
造方法は、鋳片の全幅に対する未凝固幅の比が０．１〜
０．３となる範囲を圧下開始点として、未凝固幅の４〜
４９％に相当する量の押し込み量で圧下するので、最も
有効な範囲を圧下することができ、鋳片の内部割れを防
止して、センターポロシティ及びザクの発生を確実に低
減できる。

【００１７】請求項２記載のクロム含有溶鋼の連続鋳造
方法は、鋳片の圧下に用いるロールが凸ロールであるの
で、凝固しつつある鋳片の未凝固部に直接に圧下を付与
でき、小さい圧下力でセンターポロシティあるいはザク
等の欠陥の圧着をして無害化することができる。また、
圧下力を小さくできることから鋳片の圧下による内部割
れの発生を防止でき、しかも圧下セグメントの小型化が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るクロム含有溶鋼の
連続鋳造装置の全体概念図である。

【図２】クロム含有溶鋼の未凝固幅の比を表す模式図で
ある。

【図３】メニスカスからの距離と未凝固幅の比及び圧下
開始点の関係を表す図である。

【図４】本発明の実施例であるクロム含有溶鋼の連続鋳
造に圧下を適用した場合の鋳造速度とセンターポロシテ
ィ最大短径（ｍｍ）の関係を示す図である。

【図５】普通鋼とクロム含有溶鋼のメニスカスからの距
離に対する中心固相率の変化を比較した図である。

【符号の説明】

１０連続鋳造装置１１クロム含
有溶鋼１２タンディッシュ１３浸漬ノズ
ル１４鋳型１５鋳片１６支持セグメント１７圧下セグ
メント群１７ａ圧下セグメント、１７ｂ圧下セ
グメント１７ｃ圧下セグメント１７ｄ圧下セ
グメント１８ロール支持フレーム１９凸ロール２０ピンチロール２１メニスカ
ス２２未凝固部

フロントページの続き (72)発明者諸星隆福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者武田昌行福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クロム含有溶鋼を鋳型に注湯して一次冷
却し、引き続き支持装置に付設した冷却水ノズルから鋳
片に冷却水を吹き付けて二次冷却を行って後に、前記鋳
片を圧下してピンチロールにより連続して引き抜くクロ
ム含有溶鋼の連続鋳造方法において、前記鋳片の全幅に
対する未凝固幅の比が０．１〜０．３となる範囲を圧下
開始点として、前記鋳片が完全に凝固するまでの少なく
とも一部を前記未凝固幅の４〜４９％に相当する押し込
み量で圧下することを特徴とするクロム含有溶鋼の連続
鋳造方法。
【請求項２】前記鋳片の圧下に用いるロールが凸ロー
ルであることを特徴とする請求項１記載のクロム含有溶
鋼の連続鋳造方法。