JPH11170019A - 金属の連続鋳造方法及び装置 - Google Patents
金属の連続鋳造方法及び装置Info
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- JPH11170019A JPH11170019A JP34140497A JP34140497A JPH11170019A JP H11170019 A JPH11170019 A JP H11170019A JP 34140497 A JP34140497 A JP 34140497A JP 34140497 A JP34140497 A JP 34140497A JP H11170019 A JPH11170019 A JP H11170019A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶融金属の連続鋳造において鋳片表層の結晶
粒を微細化したりオシレーションマークの深さを低減す
ることにより、表面性状の優れた鋳片を製造する方法お
よび装置を提供する。 【解決手段】 連続鋳造において鋳片搬送経路に配置さ
れたロールの間に高周波誘導加熱コイルなどの加熱装置
を設けて、鋳片表層部を加熱した後に圧下して加工再結
晶を起こさせて結晶粒を微細にしたりあるいはオシレー
ションマークを平坦化する。また加熱により変態を繰り
返すことにより結晶粒を微細にする。
粒を微細化したりオシレーションマークの深さを低減す
ることにより、表面性状の優れた鋳片を製造する方法お
よび装置を提供する。 【解決手段】 連続鋳造において鋳片搬送経路に配置さ
れたロールの間に高周波誘導加熱コイルなどの加熱装置
を設けて、鋳片表層部を加熱した後に圧下して加工再結
晶を起こさせて結晶粒を微細にしたりあるいはオシレー
ションマークを平坦化する。また加熱により変態を繰り
返すことにより結晶粒を微細にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型から引き抜か
れた鋳片をロール群によって形成された鋳片搬送経路を
通して搬送する金属の連続鋳造に関し、詳しくは、表面
性状に優れた鋳片および表面近傍の結晶粒が微細な鋳片
を製造することができる金属の連続鋳造方法及び装置に
関する。
れた鋳片をロール群によって形成された鋳片搬送経路を
通して搬送する金属の連続鋳造に関し、詳しくは、表面
性状に優れた鋳片および表面近傍の結晶粒が微細な鋳片
を製造することができる金属の連続鋳造方法及び装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼などの金属の連続鋳造においては、鋳
片をはさんで対向するロールを鋳造方向に多数配置した
鋳片搬送経路で、鋳型から引き抜かれた鋳片を支持しな
がら鋳片を引き抜いている。そして、従来からこのロー
ルにより鋳片に圧下力を加えて鋳片の品質を改善する試
みがなされている。例えば、特開昭52-134818 号公報に
は圧縮鋳造が開示されている。これは、鋳片搬送経路内
のロールによって鋳片に圧縮力を加えて鋳片の引き抜き
速度を安定にするとともに、鋳片の内部割れや中心割れ
を防止するものである。
片をはさんで対向するロールを鋳造方向に多数配置した
鋳片搬送経路で、鋳型から引き抜かれた鋳片を支持しな
がら鋳片を引き抜いている。そして、従来からこのロー
ルにより鋳片に圧下力を加えて鋳片の品質を改善する試
みがなされている。例えば、特開昭52-134818 号公報に
は圧縮鋳造が開示されている。これは、鋳片搬送経路内
のロールによって鋳片に圧縮力を加えて鋳片の引き抜き
速度を安定にするとともに、鋳片の内部割れや中心割れ
を防止するものである。
【０００３】また、特開平2-303661号公報に述べられて
いる連続鋳造装置の鋳片軽圧下装置は、鋳片の中心部の
固相率が0.1 〜0.7 程度になる搬送経路の領域にあるロ
ールで鋳片を圧下し、鋳片の中心偏析を抑制するもので
ある。このように鋳片搬送経路内のロールにより鋳片を
圧下、圧縮した例は見られるが、その多くは鋳片の内部
品質を向上させることを目的としており、特に鋳片表層
の品質向上を示唆するものはない。
いる連続鋳造装置の鋳片軽圧下装置は、鋳片の中心部の
固相率が0.1 〜0.7 程度になる搬送経路の領域にあるロ
ールで鋳片を圧下し、鋳片の中心偏析を抑制するもので
ある。このように鋳片搬送経路内のロールにより鋳片を
圧下、圧縮した例は見られるが、その多くは鋳片の内部
品質を向上させることを目的としており、特に鋳片表層
の品質向上を示唆するものはない。
【０００４】一方、鋼などの重要な表面欠陥に、連続鋳
造段階や圧延段階における表面割れ、連続鋳造中の鋳型
振動にともなうオシレーションマークおよびそのマーク
の凹み部に生成する偏析などがある。特開昭55-128358
号公報では鋳片表面のオシレーションマークに起因する
横割れを防止することを目的として、圧縮鋳造でオシレ
ーションマークの凹凸を平坦化することが開示されてい
る。オシレーションマークによる鋳片表面の凹凸を平坦
にすることにより、鋳片に加わる歪みがオシレーション
マークの凹みに集中することを避け横割れを防止するも
のである。
造段階や圧延段階における表面割れ、連続鋳造中の鋳型
振動にともなうオシレーションマークおよびそのマーク
の凹み部に生成する偏析などがある。特開昭55-128358
号公報では鋳片表面のオシレーションマークに起因する
横割れを防止することを目的として、圧縮鋳造でオシレ
ーションマークの凹凸を平坦化することが開示されてい
る。オシレーションマークによる鋳片表面の凹凸を平坦
にすることにより、鋳片に加わる歪みがオシレーション
マークの凹みに集中することを避け横割れを防止するも
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法では鋳片表面の欠陥を十分に防止することができ
なかった。この解決のためには下記のことが達成されれ
ばよいと考えられる。一般的に、金属の延性はその結晶
粒が粗大なほど悪化する。したがって、鋼の連続鋳造に
おいては、オーステナイト結晶粒径が最も大きくなる炭
素濃度０．１５重量％程度で最も割れが発生しやすい(
例えば、鉄と鋼71(1985)p.1534) 。この割れを防止する
ためには、一旦冷却しオーステナイトからフェライトへ
と変態させ、再度加熱してオーステナイトに変態させる
ことで結晶粒を細かくすることもできる。しかしなが
ら、連続鋳造装置内の通常の操業では、一旦冷却した鋳
片をオーステナイトへの変態が十分に起こるほど復熱さ
せることは困難であり、このように変態を利用して結晶
粒を細かくすることは難しい。
の方法では鋳片表面の欠陥を十分に防止することができ
なかった。この解決のためには下記のことが達成されれ
ばよいと考えられる。一般的に、金属の延性はその結晶
粒が粗大なほど悪化する。したがって、鋼の連続鋳造に
おいては、オーステナイト結晶粒径が最も大きくなる炭
素濃度０．１５重量％程度で最も割れが発生しやすい(
例えば、鉄と鋼71(1985)p.1534) 。この割れを防止する
ためには、一旦冷却しオーステナイトからフェライトへ
と変態させ、再度加熱してオーステナイトに変態させる
ことで結晶粒を細かくすることもできる。しかしなが
ら、連続鋳造装置内の通常の操業では、一旦冷却した鋳
片をオーステナイトへの変態が十分に起こるほど復熱さ
せることは困難であり、このように変態を利用して結晶
粒を細かくすることは難しい。
【０００６】また、オシレーションマークの凹みも鋳片
搬送経路内のロールで圧下して平坦化できる。しかし、
その凹み部に生成する偏析や凹み部に存在する介在物を
無害化することは従来行われていない。本発明は、上記
従来の問題点を解決するために、鋳片の表面の結晶粒を
微細化、さらには鋳片表層部のオシレーションマークに
ともなう偏析や介在物などの欠陥の防止を、より効率的
に行うことを可能とする金属の連続鋳造方法及び装置を
提供することを目的とする。
搬送経路内のロールで圧下して平坦化できる。しかし、
その凹み部に生成する偏析や凹み部に存在する介在物を
無害化することは従来行われていない。本発明は、上記
従来の問題点を解決するために、鋳片の表面の結晶粒を
微細化、さらには鋳片表層部のオシレーションマークに
ともなう偏析や介在物などの欠陥の防止を、より効率的
に行うことを可能とする金属の連続鋳造方法及び装置を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋳片の表面
の結晶粒の微細化、オシレーションマーク部の偏析や介
在物を無害化させることを検討し実験を重ねた結果、鋳
型から引き抜かれた直後の鋳片に加熱を行うことにより
上記の目的が達成されることを新たに知見し本発明に至
った。
の結晶粒の微細化、オシレーションマーク部の偏析や介
在物を無害化させることを検討し実験を重ねた結果、鋳
型から引き抜かれた直後の鋳片に加熱を行うことにより
上記の目的が達成されることを新たに知見し本発明に至
った。
【０００８】鋳片表面にさらに大きな歪みを加えて、凹
みを平坦にし、さらには凹み部の偏析までも一様に延ば
すことができれば、オシレーションマークにともなう欠
陥を鋳片から無くすとことができる。例えば、鋼の連続
鋳造後熱間圧延前の加熱において、鋳片表面の深さ１ｍ
ｍ程度はスケールとして剥離するため、オシレーション
マークにともなう偏析などの欠陥を圧下により鋳片表面
から１ｍｍ程度の範囲に閉じこめてしまうことができれ
ば、それらの欠陥もスケールとともに剥離すると考えら
れる。
みを平坦にし、さらには凹み部の偏析までも一様に延ば
すことができれば、オシレーションマークにともなう欠
陥を鋳片から無くすとことができる。例えば、鋼の連続
鋳造後熱間圧延前の加熱において、鋳片表面の深さ１ｍ
ｍ程度はスケールとして剥離するため、オシレーション
マークにともなう偏析などの欠陥を圧下により鋳片表面
から１ｍｍ程度の範囲に閉じこめてしまうことができれ
ば、それらの欠陥もスケールとともに剥離すると考えら
れる。
【０００９】さらに結晶粒を細かくすることは前述の製
品や鋳片の割れに限らず、金属一般に材料の靱性や強度
などの材質を向上させる上でも重要である。本発明者ら
は、上記のことを知見し、本発明をなしたのである。す
なわち、上記目的は下記の本発明によって達成される。 （１）鋳型から引き抜かれた金属の鋳片をロール群によ
って形成された鋳片搬送経路を通して搬送する金属の連
続鋳造方法において、鋳片搬送経路内のロールとロール
との間で鋳片の表層を上記金属の加熱変態点以上の温度
に加熱することを特徴とする金属の連続鋳造方法。
品や鋳片の割れに限らず、金属一般に材料の靱性や強度
などの材質を向上させる上でも重要である。本発明者ら
は、上記のことを知見し、本発明をなしたのである。す
なわち、上記目的は下記の本発明によって達成される。 （１）鋳型から引き抜かれた金属の鋳片をロール群によ
って形成された鋳片搬送経路を通して搬送する金属の連
続鋳造方法において、鋳片搬送経路内のロールとロール
との間で鋳片の表層を上記金属の加熱変態点以上の温度
に加熱することを特徴とする金属の連続鋳造方法。
【００１０】（２）鋳型から引き抜かれた金属の鋳片を
ロール群によって形成された鋳片搬送経路を通して搬送
する金属の連続鋳造方法において、鋳片搬送経路内のロ
ールとロールとの間で鋳片の表層を上記金属の加工再結
晶が起き得る温度に加熱した後、後続のロールで鋳片を
圧下することを特徴とする金属の連続鋳造方法。 （３）加熱が誘導加熱である前記（１）記載の金属の連
続鋳造方法。
ロール群によって形成された鋳片搬送経路を通して搬送
する金属の連続鋳造方法において、鋳片搬送経路内のロ
ールとロールとの間で鋳片の表層を上記金属の加工再結
晶が起き得る温度に加熱した後、後続のロールで鋳片を
圧下することを特徴とする金属の連続鋳造方法。 （３）加熱が誘導加熱である前記（１）記載の金属の連
続鋳造方法。
【００１１】（４）加熱が誘導加熱である前記（２）記
載の金属の連続鋳造方法。 （５）金属が鋼であり、前記相変態させる加熱は、鋳片
の表面温度を７００℃以下から９００℃以上に昇温させ
るように行うことを特徴とする前記（１）または（３）
記載の金属の連続鋳造方法。 （６）金属が鋼であり、前記圧下に先立つ加熱は、鋳片
の表面温度を１０００℃以上１３００℃以下の温度に昇
温させるように行うことを特徴とする前記（２）または
（４）記載の金属の連続鋳造方法。
載の金属の連続鋳造方法。 （５）金属が鋼であり、前記相変態させる加熱は、鋳片
の表面温度を７００℃以下から９００℃以上に昇温させ
るように行うことを特徴とする前記（１）または（３）
記載の金属の連続鋳造方法。 （６）金属が鋼であり、前記圧下に先立つ加熱は、鋳片
の表面温度を１０００℃以上１３００℃以下の温度に昇
温させるように行うことを特徴とする前記（２）または
（４）記載の金属の連続鋳造方法。
【００１２】（７）鋳型から引き抜かれた鋳片をロール
群によって形成された鋳片搬送経路を通して搬送する金
属の連続鋳造装置において、鋳片搬送経路内のロールと
ロールとの間で鋳片の表層を加熱する加熱手段と、この
加熱手段の下流側で鋳片を圧下するロールとを設けたこ
とを特徴とする金属の連続鋳造装置。
群によって形成された鋳片搬送経路を通して搬送する金
属の連続鋳造装置において、鋳片搬送経路内のロールと
ロールとの間で鋳片の表層を加熱する加熱手段と、この
加熱手段の下流側で鋳片を圧下するロールとを設けたこ
とを特徴とする金属の連続鋳造装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照しつつ説明する。図１に、連続鋳造装置の鋳片搬
送経路内のロール間に高周波誘導加熱コイルを配置した
一例を、鋳片搬送方向（図中の矢印）に沿った断面図で
示す。鋳型から引き抜かれた鋳片４をはさんで対向する
ロール２ａ，２ｂ，２ｃ、２ｄにより鋳片を鋳造方向に
搬送し、ロール２ａと２ｃ、ロール２ｂと２ｄの間に高
周波誘導加熱コイル１を設ける。ロール２ｃ，２ｄ以降
のロール間には鋳片４の両面側に冷却水のノズル３ａ，
３ｂをそれぞれ設ける。連続鋳造時、鋳型から引き抜か
れた鋳片４は、高周波誘導加熱コイル１により加熱され
た後に、ロール２ｃ、２ｄにより圧下もしくは支持さ
れ、ノズル３ａ、３ｂから噴出されるスプレーや気水冷
却水により冷却されながら矢印方向に引き抜かれる。
を参照しつつ説明する。図１に、連続鋳造装置の鋳片搬
送経路内のロール間に高周波誘導加熱コイルを配置した
一例を、鋳片搬送方向（図中の矢印）に沿った断面図で
示す。鋳型から引き抜かれた鋳片４をはさんで対向する
ロール２ａ，２ｂ，２ｃ、２ｄにより鋳片を鋳造方向に
搬送し、ロール２ａと２ｃ、ロール２ｂと２ｄの間に高
周波誘導加熱コイル１を設ける。ロール２ｃ，２ｄ以降
のロール間には鋳片４の両面側に冷却水のノズル３ａ，
３ｂをそれぞれ設ける。連続鋳造時、鋳型から引き抜か
れた鋳片４は、高周波誘導加熱コイル１により加熱され
た後に、ロール２ｃ、２ｄにより圧下もしくは支持さ
れ、ノズル３ａ、３ｂから噴出されるスプレーや気水冷
却水により冷却されながら矢印方向に引き抜かれる。
【００１４】鋳片の加熱には以下のような作用がある。
まず、鋳片の加熱は鋳片の変形応力を小さくする。例え
ば、普通鋼の場合、７００℃で変形応力が１０ｋｇ／ｍ
ｍ2であるのに対して、１０００℃では３ｋｇ／ｍｍ2
である（連続鋳造における力学的挙動ｐ２５８：昭和６
０年４月鉄鋼基礎共同研究会）。そのため、鋳片を加熱
した後に、ロールにより鋳片に圧下を加えれば、鋳片は
容易に変形する。特に、加熱に高周波誘導加熱を用いる
と鋳片の表面近傍を局部的に加熱でき、これに圧下を加
えれば鋳片表面に大きな歪みが加わり、オシレーション
マークの凹凸が平坦化され、さらにはオシレーションマ
ーク部の偏析などの欠陥も鋳片表面に延ばされるように
なる。
まず、鋳片の加熱は鋳片の変形応力を小さくする。例え
ば、普通鋼の場合、７００℃で変形応力が１０ｋｇ／ｍ
ｍ2であるのに対して、１０００℃では３ｋｇ／ｍｍ2
である（連続鋳造における力学的挙動ｐ２５８：昭和６
０年４月鉄鋼基礎共同研究会）。そのため、鋳片を加熱
した後に、ロールにより鋳片に圧下を加えれば、鋳片は
容易に変形する。特に、加熱に高周波誘導加熱を用いる
と鋳片の表面近傍を局部的に加熱でき、これに圧下を加
えれば鋳片表面に大きな歪みが加わり、オシレーション
マークの凹凸が平坦化され、さらにはオシレーションマ
ーク部の偏析などの欠陥も鋳片表面に延ばされるように
なる。
【００１５】さらに、鋳片の加熱は鋳片の結晶粒を微細
化する事にも有効に働く。例えば、「鉄と鋼」（１９８
８年７４号１２１９頁〜１２２６頁）に述べられている
ように、高温ほど加工再結晶が起こりやすい。したがっ
て、鋳片表面近傍の加熱は、鋳片がロールで圧下された
ときの加工再結晶を促進し、結晶粒がより微細になる。
また加工再結晶は加工量が大きいほど起こりやすい。し
たがって、高温に加熱することは、前述のように鋳片の
変形応力を低下させ圧下による鋳片の変形量が大きくな
るので、加工再結晶をさらに促進できる。
化する事にも有効に働く。例えば、「鉄と鋼」（１９８
８年７４号１２１９頁〜１２２６頁）に述べられている
ように、高温ほど加工再結晶が起こりやすい。したがっ
て、鋳片表面近傍の加熱は、鋳片がロールで圧下された
ときの加工再結晶を促進し、結晶粒がより微細になる。
また加工再結晶は加工量が大きいほど起こりやすい。し
たがって、高温に加熱することは、前述のように鋳片の
変形応力を低下させ圧下による鋳片の変形量が大きくな
るので、加工再結晶をさらに促進できる。
【００１６】加熱方法としては、赤外線加熱でもよいが
高周波誘導加熱を用いることが望ましい。高周波誘導加
熱であれば、鋳片の表面近傍が効率的に加熱されるから
である。また、結晶粒を微細化したい表層の領域の鋳片
表面からの厚さに応じて誘導加熱の周波数を変更する。
すなわち、下の(1) 式で表される電磁気における誘導電
流の浸透深さδが、ほぼ微細化される領域の厚みに対応
すると考えて周波数を設定すればよい。
高周波誘導加熱を用いることが望ましい。高周波誘導加
熱であれば、鋳片の表面近傍が効率的に加熱されるから
である。また、結晶粒を微細化したい表層の領域の鋳片
表面からの厚さに応じて誘導加熱の周波数を変更する。
すなわち、下の(1) 式で表される電磁気における誘導電
流の浸透深さδが、ほぼ微細化される領域の厚みに対応
すると考えて周波数を設定すればよい。
【００１７】 浸透深さδ＝（２／μσ２πｆ) 1/2 (1) ここでμは透磁率、σは電気伝導度、ｆは周波数であ
る。すなわち周波数を高くすれば浸透深さが小さくなり
鋳片表層部のみを加熱でき、このあとのロールによる圧
下により効率的に表層の結晶粒を細かくすることができ
る。また通常、鋳片表面温度は鋳片のコーナー部で低く
なるが、高周波誘加熱コイル１を、図２に示したように
鋳片４の横断面を取り囲んで配置することにより、鋳片
のコーナー部が鋳片表面幅中心に比べてより加熱され
る。そのため、鋳片表面温度をより均一にできて、鋳片
をより均一に圧下することが可能となる。したがって、
幅方向にわたって結晶粒を均一に微細化することができ
るし、幅方向で均一にオシレーションマークを平坦化し
それにともなう欠陥を延ばすこともできる。
る。すなわち周波数を高くすれば浸透深さが小さくなり
鋳片表層部のみを加熱でき、このあとのロールによる圧
下により効率的に表層の結晶粒を細かくすることができ
る。また通常、鋳片表面温度は鋳片のコーナー部で低く
なるが、高周波誘加熱コイル１を、図２に示したように
鋳片４の横断面を取り囲んで配置することにより、鋳片
のコーナー部が鋳片表面幅中心に比べてより加熱され
る。そのため、鋳片表面温度をより均一にできて、鋳片
をより均一に圧下することが可能となる。したがって、
幅方向にわたって結晶粒を均一に微細化することができ
るし、幅方向で均一にオシレーションマークを平坦化し
それにともなう欠陥を延ばすこともできる。
【００１８】また、ロールによる圧下については、軽圧
下装置や圧縮鋳造の駆動ロールなどのように鋳片に圧下
力を加える装置があることが望ましい。そして、加工再
結晶により結晶粒を微細化するには、鋳片に対して１ｋ
ｇ／ｍｍ2 以上の圧下力を加えることが必要である。ま
た、この加熱装置を用い、圧下によらず、相変態を利用
した鋳片の結晶粒の微細化も可能である。鋼などの金属
では溶融金属が凝固後冷却される過程で相変態が起こ
る。例えば、鋼では７００〜９００℃でオーステナイト
からフェライトへ変態する。図４に湾曲型連続鋳造装置
の水平部分に高周波誘導加熱コイルを配置した断面図を
示す。鋳片搬送経路内で鋳片４を２次冷却水により冷却
し、鋳片表層を一旦フェライトに変態した後に、ロール
２ａと２ｃ及び２ｂと２ｄの間に配置した高周波誘導加
熱コイル１などの加熱装置で鋳片を加熱し再度オーステ
ナイトに変態させることにより結晶粒を微細にできる。
これは、鋳片が相変態するときに、もとの相の結晶粒の
粒界や粒内に別の相の核が多数核生成するからである。
このように、変態を用いて結晶粒を微細化する場合に
は、加工再結晶を利用しているわけではないので、加熱
後ロールにより鋳片を圧下する必要はない。相変態を利
用して結晶粒を微細化するには、鋳型から引き抜かれた
鋳片の表面温度が一旦変態点よりも低くなる位置にある
ロール間に、高周波誘導加熱コイルなどの加熱装置を配
置すべきである。
下装置や圧縮鋳造の駆動ロールなどのように鋳片に圧下
力を加える装置があることが望ましい。そして、加工再
結晶により結晶粒を微細化するには、鋳片に対して１ｋ
ｇ／ｍｍ2 以上の圧下力を加えることが必要である。ま
た、この加熱装置を用い、圧下によらず、相変態を利用
した鋳片の結晶粒の微細化も可能である。鋼などの金属
では溶融金属が凝固後冷却される過程で相変態が起こ
る。例えば、鋼では７００〜９００℃でオーステナイト
からフェライトへ変態する。図４に湾曲型連続鋳造装置
の水平部分に高周波誘導加熱コイルを配置した断面図を
示す。鋳片搬送経路内で鋳片４を２次冷却水により冷却
し、鋳片表層を一旦フェライトに変態した後に、ロール
２ａと２ｃ及び２ｂと２ｄの間に配置した高周波誘導加
熱コイル１などの加熱装置で鋳片を加熱し再度オーステ
ナイトに変態させることにより結晶粒を微細にできる。
これは、鋳片が相変態するときに、もとの相の結晶粒の
粒界や粒内に別の相の核が多数核生成するからである。
このように、変態を用いて結晶粒を微細化する場合に
は、加工再結晶を利用しているわけではないので、加熱
後ロールにより鋳片を圧下する必要はない。相変態を利
用して結晶粒を微細化するには、鋳型から引き抜かれた
鋳片の表面温度が一旦変態点よりも低くなる位置にある
ロール間に、高周波誘導加熱コイルなどの加熱装置を配
置すべきである。
【００１９】上述のように加熱や圧下をした鋳片は、そ
の後スプレーや気水冷却水により均一に冷却することが
好ましい。そうすることにより、加工再結晶や変態を利
用して微細化した結晶粒を、粒成長させることなく微細
なまま保つことができる。鋼の連続鋳造において、加工
再結晶を利用して結晶粒を微細にする場合には、鋳片を
その表面温度が１０００〜１３００℃になるように加熱
した後に、ロールにより圧下することが望ましい。この
温度域であれば、鋼が容易に加工再結晶するからであ
る。一方、変態を利用する場合には、７００℃以下にま
で冷却してオーステナイトからフェライトに変態した鋳
片表層を９００℃以上に加熱し再びオーステナイト相に
することが適切である。
の後スプレーや気水冷却水により均一に冷却することが
好ましい。そうすることにより、加工再結晶や変態を利
用して微細化した結晶粒を、粒成長させることなく微細
なまま保つことができる。鋼の連続鋳造において、加工
再結晶を利用して結晶粒を微細にする場合には、鋳片を
その表面温度が１０００〜１３００℃になるように加熱
した後に、ロールにより圧下することが望ましい。この
温度域であれば、鋼が容易に加工再結晶するからであ
る。一方、変態を利用する場合には、７００℃以下にま
で冷却してオーステナイトからフェライトに変態した鋳
片表層を９００℃以上に加熱し再びオーステナイト相に
することが適切である。
【００２０】
【実施例】図３に示す鋼の湾曲型連続鋳造装置におい
て、炭素濃度０．１８重量％の炭素鋼を鋳造速度１．２
ｍ／分で鋳造した。高周波誘導加熱コイル１を湾曲部に
あるロール２ａ，２ｃと２ｂ、２ｄの間に配置した。高
周波誘導加熱電源（図示せず）の周波数は２ｋＨｚと１
０ｋＨｚの２ケースで試験した。高周波誘導加熱コイル
で加熱する前の位置と、ロールにより圧下された直後の
位置において、鋳片幅中央部での表面温度を放射温度計
５ａ、５ｂで測定した。鋳造後の鋳片の表層部分を切り
出し、ナイタールでエッチングしオーステナイト粒の粒
径を調べた。
て、炭素濃度０．１８重量％の炭素鋼を鋳造速度１．２
ｍ／分で鋳造した。高周波誘導加熱コイル１を湾曲部に
あるロール２ａ，２ｃと２ｂ、２ｄの間に配置した。高
周波誘導加熱電源（図示せず）の周波数は２ｋＨｚと１
０ｋＨｚの２ケースで試験した。高周波誘導加熱コイル
で加熱する前の位置と、ロールにより圧下された直後の
位置において、鋳片幅中央部での表面温度を放射温度計
５ａ、５ｂで測定した。鋳造後の鋳片の表層部分を切り
出し、ナイタールでエッチングしオーステナイト粒の粒
径を調べた。
【００２１】表１に実施例と比較例をまとめて示す。実
施例１のように、２ｋＨｚの周波数の電源により鋳片の
表面温度を９００℃から１１００℃まで加熱した後にロ
ールを通過させると、鋳片表層１３ｍｍにわたって加工
再結晶が起こり、その領域におけるオーステナイト結晶
粒が５００μｍ程度であった（以下この領域の厚みを微
細組織の厚みと称する）。また、そのときオシレーショ
ンマークの凹凸は消滅していた。
施例１のように、２ｋＨｚの周波数の電源により鋳片の
表面温度を９００℃から１１００℃まで加熱した後にロ
ールを通過させると、鋳片表層１３ｍｍにわたって加工
再結晶が起こり、その領域におけるオーステナイト結晶
粒が５００μｍ程度であった（以下この領域の厚みを微
細組織の厚みと称する）。また、そのときオシレーショ
ンマークの凹凸は消滅していた。
【００２２】一方、比較例１のように高周波誘導加熱電
源を切り、加熱のない状態で鋳造した鋳片では、鋳片表
層に長径が５ｍｍ以上の粗大なオーステナイト粒が観察
された。また比較例２のように電源のパワーを低下させ
圧下後の鋳片の表面温度を９５０℃までしか加熱しない
ときには、加工再結晶が十分に起こらず、鋳片表層の微
細組織の厚みは２ｍｍとなった。
源を切り、加熱のない状態で鋳造した鋳片では、鋳片表
層に長径が５ｍｍ以上の粗大なオーステナイト粒が観察
された。また比較例２のように電源のパワーを低下させ
圧下後の鋳片の表面温度を９５０℃までしか加熱しない
ときには、加工再結晶が十分に起こらず、鋳片表層の微
細組織の厚みは２ｍｍとなった。
【００２３】一方、実施例２のように鋳片の表面温度を
１０００℃まで加熱すると微細組織の厚みは１０ｍｍ程
度となり、１０００℃程度までの加熱が必要であること
がわかる。実施例３、４のように周波数が１０ｋＨｚの
場合には、微細組織の厚みは６ｍｍ程度と、実施例１の
１３ｍｍに比べて薄くなる。鋳片の表面の割れは表層５
ｍｍ程度の深さのものが多いことより、鋳片の割れを防
止するにはこの程度の微細組織の厚みが得られればよ
い。すなわち、鋳片の割れを防止するには、微細組織の
厚みを割れの深さより大きくする。
１０００℃まで加熱すると微細組織の厚みは１０ｍｍ程
度となり、１０００℃程度までの加熱が必要であること
がわかる。実施例３、４のように周波数が１０ｋＨｚの
場合には、微細組織の厚みは６ｍｍ程度と、実施例１の
１３ｍｍに比べて薄くなる。鋳片の表面の割れは表層５
ｍｍ程度の深さのものが多いことより、鋳片の割れを防
止するにはこの程度の微細組織の厚みが得られればよ
い。すなわち、鋳片の割れを防止するには、微細組織の
厚みを割れの深さより大きくする。
【００２４】次に高周波誘導加熱コイルを、湾曲連続鋳
造装置の水平部分、すなわち実施例１〜４よりも鋳型か
ら離れた位置に配置して鋳造を行った（図４）。鋳造速
度は１．２ｍ／分であった。この場合の実施例と比較例
をまとめて表２に示す。実施例５では、実施例１〜４に
比べて鋳型からの距離が長いので鋳片の表面温度が６０
０℃と低い。加熱後の鋳片の表面温度は９５０℃であっ
た。このようにして得られる鋳片表層の微細組織の厚み
は１０ｍｍであった。これは、前述のようにオーステナ
イトとフェライト間の相変態が起こったためである。一
方、加熱を行わなかった比較例３では結晶粒は細かくな
っていない。
造装置の水平部分、すなわち実施例１〜４よりも鋳型か
ら離れた位置に配置して鋳造を行った（図４）。鋳造速
度は１．２ｍ／分であった。この場合の実施例と比較例
をまとめて表２に示す。実施例５では、実施例１〜４に
比べて鋳型からの距離が長いので鋳片の表面温度が６０
０℃と低い。加熱後の鋳片の表面温度は９５０℃であっ
た。このようにして得られる鋳片表層の微細組織の厚み
は１０ｍｍであった。これは、前述のようにオーステナ
イトとフェライト間の相変態が起こったためである。一
方、加熱を行わなかった比較例３では結晶粒は細かくな
っていない。
【００２５】比較例４では、加熱を行ったものの加熱後
の鋳片表面温度が７００℃と低く完全に変態を繰り返す
には加熱が不十分であり、微細な結晶粒が得られなかっ
た。比較例５は、加熱前の鋳片表面温度が８００℃と高
くオーステナイトからフェライトへの変態が十分に起こ
っていないため、その後加熱をしても結晶粒が細かくな
らなかった。
の鋳片表面温度が７００℃と低く完全に変態を繰り返す
には加熱が不十分であり、微細な結晶粒が得られなかっ
た。比較例５は、加熱前の鋳片表面温度が８００℃と高
くオーステナイトからフェライトへの変態が十分に起こ
っていないため、その後加熱をしても結晶粒が細かくな
らなかった。
【００２６】実施例６では、加熱前の鋳片表面温度が７
００℃でオーステナイトからフェライトへの変態が十分
に進んだため、加熱することで結晶粒が微細になった。
実施例７のように９００℃まで加熱することにより結晶
粒は表層６ｍｍの間で微細化した。実施例８では周波数
が１０ｋＨｚと高いが、２ｋＨｚで同じ９５０℃まで加
熱した実施例５に比べて微細組織の厚みが薄い。
００℃でオーステナイトからフェライトへの変態が十分
に進んだため、加熱することで結晶粒が微細になった。
実施例７のように９００℃まで加熱することにより結晶
粒は表層６ｍｍの間で微細化した。実施例８では周波数
が１０ｋＨｚと高いが、２ｋＨｚで同じ９５０℃まで加
熱した実施例５に比べて微細組織の厚みが薄い。
【００２７】次に、オーステナイトステンレス鋼を連続
鋳造装置で鋳造するときに、図３に示すようにロール２
ａ，２ｂと２ｃ，２ｄの間に高周波誘導加熱コイル１を
配置した。そのときの鋳片の表面欠陥となるオシレーシ
ョンマーク凹み部のニッケル偏析の深さを評価した。そ
のときの実施例と比較例を表３に示す。実施例９では、
鋳片の表面温度を９００℃から１２００℃にまで加熱し
た後、ロールを通過したが、鋳片のオシレーションマー
クはほぼ平坦になり、ニッケル偏析深さも０．２ｍｍと
非常に浅い。一方、比較例６の加熱をしない場合には、
オシレーションマークの深さは０．５ｍｍであり、ニッ
ケル偏析深さも０．８ｍｍと深かった。
鋳造装置で鋳造するときに、図３に示すようにロール２
ａ，２ｂと２ｃ，２ｄの間に高周波誘導加熱コイル１を
配置した。そのときの鋳片の表面欠陥となるオシレーシ
ョンマーク凹み部のニッケル偏析の深さを評価した。そ
のときの実施例と比較例を表３に示す。実施例９では、
鋳片の表面温度を９００℃から１２００℃にまで加熱し
た後、ロールを通過したが、鋳片のオシレーションマー
クはほぼ平坦になり、ニッケル偏析深さも０．２ｍｍと
非常に浅い。一方、比較例６の加熱をしない場合には、
オシレーションマークの深さは０．５ｍｍであり、ニッ
ケル偏析深さも０．８ｍｍと深かった。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属の連続鋳造方法においてロール群からなる鋳片搬送
経路のロール間で加熱することにより、鋳片表面の結晶
粒が微細な鋳片やオシレーションマークのない鋳片を製
造し、鋳片の表面欠陥などを防止することができる。
金属の連続鋳造方法においてロール群からなる鋳片搬送
経路のロール間で加熱することにより、鋳片表面の結晶
粒が微細な鋳片やオシレーションマークのない鋳片を製
造し、鋳片の表面欠陥などを防止することができる。
【図１】図１は、本発明により連続鋳造装置の鋳片搬送
経路内のロール間に高周波誘導加熱コイルを配置した一
例を示す、鋳片搬送方向（図中の矢印）に沿った断面図
である。
経路内のロール間に高周波誘導加熱コイルを配置した一
例を示す、鋳片搬送方向（図中の矢印）に沿った断面図
である。
【図２】図２は、本発明の望ましい態様により、鋳片の
横断面を取り囲んで高周波誘加熱コイルを配置した一例
を示す断面図である。
横断面を取り囲んで高周波誘加熱コイルを配置した一例
を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明により、連続鋳造装置の湾曲部
に高周波誘導加熱コイルを配置した一例を示す断面図で
ある。
に高周波誘導加熱コイルを配置した一例を示す断面図で
ある。
【図４】図４は、本発明により、連続鋳造装置の出側近
傍に高周波誘導加熱コイルを配置した一例を示す断面図
である。
傍に高周波誘導加熱コイルを配置した一例を示す断面図
である。
１…高周波誘導加熱コイル ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…ロール ３ａ、３ｂ…冷却水のノズル ４…鋳片 ５ａ、５ｂ…放射温度計 ６…鋳型
Claims (7)
- 【請求項１】 鋳型から引き抜かれた金属の鋳片をロー
ル群によって形成された鋳片搬送経路を通して搬送する
金属の連続鋳造方法において、鋳片搬送経路内のロール
とロールとの間で鋳片の表層を上記金属の加熱変態点以
上の温度に加熱することを特徴とする金属の連続鋳造方
法。 - 【請求項２】 鋳型から引き抜かれた金属の鋳片をロー
ル群によって形成された鋳片搬送経路を通して搬送する
金属の連続鋳造方法において、鋳片搬送経路内のロール
とロールとの間で鋳片の表層を上記金属の加工再結晶が
起き得る温度に加熱した後、後続のロールで鋳片を圧下
することを特徴とする金属の連続鋳造方法。 - 【請求項３】 加熱が誘導加熱である請求項１記載の金
属の連続鋳造方法。 - 【請求項４】 加熱が誘導加熱である請求項２記載の金
属の連続鋳造方法。 - 【請求項５】 金属が鋼であり、前記相変態させる加熱
は、鋳片の表面温度を７００℃以下から９００℃以上に
昇温させるように行うことを特徴とする請求項１または
３記載の金属の連続鋳造方法。 - 【請求項６】 金属が鋼であり、前記圧下に先立つ加熱
は、鋳片の表面温度を１０００℃以上１３００℃以下の
温度に昇温させるように行うことを特徴とする請求項２
または４記載の金属の連続鋳造方法。 - 【請求項７】 鋳型から引き抜かれた鋳片をロール群に
よって形成された鋳片搬送経路を通して搬送する金属の
連続鋳造装置において、鋳片搬送経路内のロールとロー
ルとの間で鋳片の表層を加熱する加熱手段と、この加熱
手段の下流側で鋳片を圧下するロールとを設けたことを
特徴とする金属の連続鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34140497A JPH11170019A (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 金属の連続鋳造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34140497A JPH11170019A (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 金属の連続鋳造方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11170019A true JPH11170019A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18345812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34140497A Withdrawn JPH11170019A (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 金属の連続鋳造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11170019A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8863819B2 (en) | 2010-05-18 | 2014-10-21 | Danieli & C. Officine Meccaniche Spa | Continuous casting device and relative method |
| JP2016010814A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 連続鋳片加熱装置の芯出し用ゲージ及び芯出し方法 |
| KR20170011099A (ko) | 2015-07-21 | 2017-02-02 | 주식회사 포스코 | 주편 결함방지유닛, 이를 구비하는 주조장치, 및 주조방법 |
| JP2021121439A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-26 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 鋳片加熱装置及び連続鋳造設備 |
-
1997
- 1997-12-11 JP JP34140497A patent/JPH11170019A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8863819B2 (en) | 2010-05-18 | 2014-10-21 | Danieli & C. Officine Meccaniche Spa | Continuous casting device and relative method |
| KR101504671B1 (ko) * | 2010-05-18 | 2015-03-20 | 다니엘리 앤드 씨. 오피시네 메카니케 쏘시에떼 퍼 아찌오니 | 안내 및 수용 세그먼트와 그를 포함하는 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법 |
| JP2016010814A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 連続鋳片加熱装置の芯出し用ゲージ及び芯出し方法 |
| KR20170011099A (ko) | 2015-07-21 | 2017-02-02 | 주식회사 포스코 | 주편 결함방지유닛, 이를 구비하는 주조장치, 및 주조방법 |
| JP2021121439A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-26 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 鋳片加熱装置及び連続鋳造設備 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050301 |