JPH11267809A - 連続鋳造による矩形鋳片の製造方法 - Google Patents

連続鋳造による矩形鋳片の製造方法

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JPH11267809A
JPH11267809A JP7256598A JP7256598A JPH11267809A JP H11267809 A JPH11267809 A JP H11267809A JP 7256598 A JP7256598 A JP 7256598A JP 7256598 A JP7256598 A JP 7256598A JP H11267809 A JPH11267809 A JP H11267809A
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敦嗣 平田
Yoshiaki Kusaba
芳昭 草場
Katsuyoshi Iwata
勝吉 岩田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続鋳造による矩形鋳片の製造に際して、設
備費用が安く、内部品質に優れた鋳片を製造できる方法
を開発する。 【解決手段】 丸鋳片の連続鋳造に際して、中心部が未
凝固の状態で水平ロールにて圧下した後、ダイアスクエ
ア孔型を有する一段の垂直ロールにて矩形鋳片に成形す
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、連続鋳造による矩
形鋳片の製造方法、特に未凝固圧下法および凝固後成形
法を用いた矩形鋳片の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造により矩形断面鋳片( 以下、単
に「矩形鋳片」と言う) を製造するに際し、中心偏析、
中心ポロシティの発生を抑制し、内部品質の向上を図る
ために、鋳片に圧下を施す方法が提案されている。
【0003】特開平7−227657号公報では、矩形鋳片を
連続鋳造する際に突起部を有する圧下端子を用いて未凝
固大圧下を施し、鋳片の内質の改善を図る方法が開示さ
れている。
【0004】また、特開平9−70650 号公報では丸断面
鋳片(以下、単に「丸鋳片」という)を鋳造し、断面を
正方形または矩形に加工する方法が開示されている。こ
の加工は、孔型形状がフラットもしくはダイアスクエア
のV−H (垂直−水平) に配置したロールによって行う
ことを特徴としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平7−227657号公報による方法では、矩形鋳片を連続
鋳造して圧下するため、鋳片中心部への圧下浸透を良く
するために圧下端子に突起部を設けなければならない。
これでは、突起部の摩耗のために圧下端子の使用可能寿
命が短く、設備費用が高価となる。
【0006】特開平9−70650 号公報による方法のう
ち、孔型形状がフラットのロールを使用する場合は、矩
形鋳片の各辺が圧下により扁平になり反圧下辺が曲率を
有するため、鋳造後の圧延工程で圧延鋳片が倒れる等の
操業支障がでる。また、矩形鋳片成形の際、孔型形状が
ダイアスクエアのロールを使用する場合は、一段目の加
工時に鋳片中心部が未凝固であると、中心部への圧下浸
透が悪いため、未凝固部を前方へ押し出すことができ
ず、中心偏析がそのまま残り内部割れが発生して内部品
質を悪化させてしまう。ここに、本発明の目的は、連続
鋳造による矩形鋳片の製造に際して、設備費用が安く、
内部品質に優れた矩形鋳片を製造できる方法を開発する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上述の課題
解決について検討を重ね、次のような知見を得た。 矩形鋳片を連続鋳造して大圧下する方法は圧下端子の
摩耗により設備費用が高価となる。一方、断面が円形の
丸鋳片をフラットロールで大圧下する方法は鋳片中心部
への圧下効率が高いため、圧下端子に突起部を設置する
必要がない上に、圧下荷重が小さくてすむことから設備
費用の抑制が可能である。
【0008】矩形鋳片への成形にフラットのロールを
使用し上下、左右交互に大圧下すると矩形鋳片の各辺が
大圧下により扁平となり曲率を有することになるため、
鋳造後の圧延工程で圧延鋳片が倒れる等の操業支障がで
る。したがって、矩形鋳片への成形はダイアスクエア
(上下、左右に角を形成された矩形) の孔型ロールを使
用しなければならない。
【0009】矩形鋳片への成形に圧下一段目からダイ
アスクエア孔型を有するロールを使用する場合は、一段
目の加工時に鋳片中心部が未凝固であると中心部への圧
下浸透が悪く、中心偏析、センターポロシティが残り内
部割れが発生して内部品質を悪化させてしまう。したが
って、内部品質の向上を図るために中心部が未凝固の状
態で一段目の大圧下を施す場合は、中心部への圧下浸透
率を高めるためにフラットロールもしくは孔型形状が半
径の大きい円弧状のロールにて一軸方向に圧下すること
が効果的である。
【0010】本発明は、かかる知見に基づいて完成され
たものであり、次の通りである。 (1) 丸鋳片を連続鋳造し、中心部が未凝固の状態で前記
丸鋳片を上下1対の水平ロールまたは上下1対の水平孔
型ロールにて一軸方向に圧下し、次いで、凝固が完了し
てからダイアスクエア孔型を有する一段の2個1対の垂
直ロールにて矩形鋳片に成形することを特徴とする、連
続鋳造による矩形鋳片の製造方法。
【0011】(2) 丸鋳片を連続鋳造し、中心部が未凝固
の状態で前記丸鋳片を上下1対の水平ロールまたは上下
1対の水平孔型ロールにて一軸方向に圧下し、次いで、
凝固が完了してからダイアスクエア孔型を有する複数段
の交互に設置した2個1対の垂直ロール、上下1対の水
平ロールにて矩形鋳片に成形することを特徴とする、連
続鋳造による矩形鋳片の製造方法。
【0012】(3) 丸鋳片を連続鋳造し、中心部が未凝固
の状態で前記丸鋳片を2個1対の垂直ロールまたは2個
1対の垂直孔型ロールにて一軸方向に圧下し、次いで、
凝固が完了してからダイアスクエア孔型を有する一段の
上下1対の水平ロールにて矩形鋳片に成形することを特
徴とする、連続鋳造による矩形鋳片の製造方法。
【0013】(4) 丸鋳片を連続鋳造し、中心部が未凝固
の状態で前記丸ビレットを2個1対の垂直ロールまたは
2個1対の垂直孔型ロールにて一軸方向に圧下し、次い
で、凝固が完了してからダイアスクエア孔型を有する複
数段の交互に設置した上下1対の水平ロール、2個1対
の垂直ロールにて矩形鋳片に成形することを特徴とす
る、連続鋳造による矩形鋳片の製造方法。
【0014】(5) 上記(1) 〜(4) のいずれかに記載の方
法で、鋳片表面温度が800 ℃以上の状態で最終段の矩形
鋳片への成形を実施することを特徴とする、連続鋳造に
よる矩形鋳片の製造方法。
【0015】(6) 上記(1) 〜(5) のいずれかに記載の方
法で、鋳造された丸鋳片の直径x(mm)と成形後の矩形鋳
片の一辺y(mm)の関係が下記式(1) を満たすことを特徴
とする、連続鋳造による矩形鋳片の製造方法。
【0016】 (1/√2)x−10≦y≦(1/√2)x+10 ・・・ (1) (7) 上記(1) 〜(6) のいずれかにに記載の方法で、未凝
固圧下を圧下幅方向長さで10%以上の圧下率とすること
を特徴とする、連続鋳造による矩形鋳片の製造方法。
【0017】
【発明の実施の形態】図1に、本発明にかかる連続鋳造
による丸鋳片鋳片の製造工程の一例を模式的に示す。
【0018】図1において、タンディッシュ1から平面
断面が円形の連続鋳造用鋳型2 (以下、単に鋳型と称
す) に注入された溶鋼3は鋳型2内において冷却され、
凝固シェルが外側に形成される。この鋳型2から引き抜
かれた鋳片4はスプレー冷却帯5を経てピンチロール帯
6に入り、未凝固圧下用の上下1対の水平ロールまたは
水平孔型ロール7 (以下、単に水平ロール対と称す) に
て中心部が未凝固の状態にて一軸方向に大圧下される。
このとき断面が楕円形となった鋳片は、完全凝固後の領
域に設けられたダイアスクエア孔型を有する成形用の2
個1対の垂直ロール8 (以下、単に垂直ロール対と称す
る) にて断面が正方形に成形され、その後、ピンチロー
ル9によって引き抜かれ、矩形鋳片とされる。
【0019】図示例では、成形用の垂直ロール対8は一
段しか設けていないが、必要に応じて、垂直ロール対、
水平ロール対、垂直ロール対というように、垂直ロール
対と水平ロール対を交互に複数段設けてもよい。また、
上記水平ロール対7を垂直ロール対としたときは成形用
垂直ロール対8を水平ロール対から構成してもよい。
【0020】本発明によれば、未凝固圧下用の水平ロー
ル対7にて中心部が未凝固の状態で大圧下することによ
り、最終凝固時の体積収縮を補いポロシティの消滅が可
能となる。さらに、最終凝固部の濃化溶鋼を鋳込上流側
へ流動させて排出することにより、中心偏析の軽減が可
能となる。未凝固圧下の時期は、上述のようにポロシテ
ィの消滅および中心偏析の軽減がみられる限り、特に制
限されないが、好ましくは、鋳片中心部固相率0.1 〜0.
8 のときが好ましい。
【0021】この圧下用ロールは、一軸方向への圧下が
行われる限り、フラットロールでも孔型ロールでもよ
い。孔型ロールの場合は、中心部への圧下浸透を極力妨
げないようにR≧100mm 、深さ5mm以上であることが望
ましい。
【0022】丸鋳片を中心部未凝固にて大圧下するに
は、矩形断面に比較して圧下面が小さくなるため小さい
荷重ですむ。したがって、圧下ロールの摩耗が少なく、
ランニングコストの節約が可能である。さらに、中心部
への圧下浸透が良く、ロールに突起部を設ける必要もな
いため、設備費用を低位とすることが可能である。
【0023】このように本発明により未凝固圧下をフラ
ットもしくは孔型ロールにて一軸方向に実施することに
より、中心部への圧下効率を大きくし、ポロシティ消滅
および中心偏析の軽減を容易に実現可能とできる。
【0024】一方、後続の矩形鋳片への成形時にダイア
スクエア孔型ロールを用いることにより、断面正方形の
各辺の拘束が可能で各辺を直線とすることができる。こ
れにより、下工程で圧延を実施する場合に鋳片倒れ等の
操業阻害の防止が可能となる。なお、鋳片がブルームの
ように長矩形断面の場合も同様である。
【0025】図2に、実験的に求めた鋳片表面温度と戻
り率 (定義:成形ロールと平行方向の対角線長さの戻り
量を成形前の長さで除したもの) の関係を示す。これに
よれば、800 ℃を下回ると急激に戻り率が低減してお
り、上述の定義からも分かるように、断面菱形となって
しまい、成形実施には不適切であるとわかる。
【0026】図3に、実験的に求めた成形前の丸鋳片の
直径 (xmm) と成形後の矩形鋳片の断面の一辺 (ymm)
の関係を示す。図示のように、y<(1/√2)x−10の範
囲では成形ロールと平行方向の対角線長さが目標よりも
大きくなるため成形性が悪い。y>(1/√2)x+10の範
囲では成形ロールと平行方向の対角線長さが目標よりも
小さくなるため成形性が悪い。したがって、本発明にお
いて、(1/√2)x−10≦y≦(1/√2)x+10が成形性を
考慮した最適範囲である。
【0027】更に、圧下軸方向長さで圧下率10%以上の
未凝固圧下を施せば、未凝固部を前方に押し出し、中心
偏析を少なくするとともに、凝固後のダイアスクエア孔
型で矩形鋳片に成形する際、水平方向の矩形角部の成形
性が向上する。次に、実施例によって本発明の効果をさ
らに具体的に説明するが、それらは本発明を単に例示す
るものであって、何等制限するものではない。
【0028】
【実施例】直径225 mmの断面円形の連続鋳造用鋳型を用
い、図1に示す構造に実質上等しい設備により丸鋳片を
鋳造し、次いで、140 ×140 mm、160 ×160 mm、180 ×
180 mmの矩形鋳片に成形した。水平ロール対7による未
凝固圧下位置は、溶湯メニスカスより23mとし、成形用
の垂直ロール対8の位置は溶湯メニスカスから32mとし
た。鋳造速度は1.5m/min、スプレー冷却比水量は 0.10
l/kg・steel とした。
【0029】結果は、表1にまとめて示すが、表中、実
施例1、実施例2、実施例3、実施例4もいずれも適正
条件内であり、内部品質および成形性良好で評価として
も良好である。
【0030】比較例1は未凝固圧下時にダイアスクエア
孔型ロールを使用しているため、中心部への圧下浸透が
小さく内部品質不良である。比較例2は凝固後成形時に
□140(mm) ダイアスクエア孔型ロールを使用しており、
ロール過充満のため成形性不良である。
【0031】比較例3は凝固後成形時に□180(mm) ダイ
アスクエア孔型ロールを使用しており、ロール未充満の
ため成形性不良である。比較例4は成形時温度が750 ℃
と低いため成形性不良である。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
連続鋳造によって未凝固圧下法、凝固後成形法を用いて
矩形鋳片を製造する際に、内部品質が良好なものが得ら
れるため、その実用上の意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる圧下法を実施する設備の概要を
示す模式的説明図である。
【図2】成形時の鋳片表面温度と成形時戻り率の関係を
示すグラフである。
【図3】断面丸鋳片から成形可能な角鋳片の適正範囲を
示すグラフである。
【符号の説明】
1:タンディッシュ、 2:鋳型、3:溶鋼、
4:鋳片、5:スプレー冷却帯、 6:ピン
チロール帯、7:未凝固圧下水平ロール対、8:垂直ロ
ール対、 9:ピンチロール

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 丸鋳片を連続鋳造し、中心部が未凝固の
    状態で前記丸鋳片を上下1対の水平ロールまたは上下1
    対の水平孔型ロールにて一軸方向に圧下し、次いで、凝
    固が完了してからダイアスクエア孔型を有する一段の2
    個1対の垂直ロールにて矩形鋳片に成形することを特徴
    とする、連続鋳造による矩形鋳片の製造方法。
  2. 【請求項2】 丸鋳片を連続鋳造し、中心部が未凝固の
    状態で前記丸鋳片を上下1対の水平ロールまたは上下1
    対の水平孔型ロールにて一軸方向に圧下し、次いで、凝
    固が完了してからダイアスクエア孔型を有する複数段の
    交互に設置した2個1対の垂直ロール、上下1対の水平
    ロールにて矩形鋳片に成形することを特徴とする、連続
    鋳造による矩形鋳片の製造方法。
  3. 【請求項3】 丸鋳片を連続鋳造し、中心部が未凝固の
    状態で前記丸鋳片を2個1対の垂直ロールまたは2個1
    対の垂直孔型ロールにて一軸方向に圧下し、次いで、凝
    固が完了してからダイアスクエア孔型を有する一段の上
    下1対の水平ロールにて矩形鋳片に成形することを特徴
    とする、連続鋳造による矩形鋳片の製造方法。
  4. 【請求項4】 丸鋳片を連続鋳造し、中心部が未凝固の
    状態で前記丸ビレットを2個1対の垂直ロールまたは2
    個1対の垂直孔型ロールにて一軸方向に圧下し、次い
    で、凝固が完了してからダイアスクエア孔型を有する複
    数段の交互に設置した上下1対の水平ロール、2個1対
    の垂直ロールにて矩形鋳片に成形することを特徴とす
    る、連続鋳造による矩形鋳片の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の方法
    で、鋳片表面温度が800 ℃以上の状態で最終段の矩形鋳
    片への成形を実施することを特徴とする、連続鋳造によ
    る矩形鋳片の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の方法
    で、鋳造された丸鋳片の直径x(mm)と成形後の矩形鋳片
    の一辺y(mm)の関係が下記式(1) を満たすことを特徴と
    する、連続鋳造による矩形鋳片の製造方法。 (1/√2)x−10≦y≦(1/√2)x+10 ・・・ (1)
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の方法
    で、未凝固圧下を圧下幅方向長さで10%以上の圧下率と
    することを特徴とする、連続鋳造による矩形鋳片の製造
    方法。
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