JPS58187237A - 大型鋼塊の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は極厚偏平鋼塊などの如く、厚さの点から従来
の通常の連続鋳造機では鋳造が困難である大型鋼塊を製
造する方法に関するものである。

一般に最終−品厚さが１５０＊ｍｌ！！えるような厚板
材向けの鋼塊や鍛造向けの大型鋼塊なとは、圧下比もし
くは鍛造比が通常は３以上を要するから、鋼塊時点にお
ける厚さや直径が５００〜３００Ｑ１ｍ程度と著しく大
きく、そのため従来の通常の連続鋳造機で＃Ｓ逸するこ
とは極めて困難であった。したがって連続鋳造比率が著
しく高くなった現在においても、上述のような大型鋼塊
については、６くから行なわれている鋳鉄製鋳型を用い
たバッチ式の造塊払を用いて鋳造せざるを得なかったの
が実情である。

しかしながら従来のバッチ式造塊沫には、次のような穫
々の問題がある。すなわち、センターポロシティが多く
、かつまた中心偏析やＶＳ析、頭部偏析等の鋼境内成分
不均−が顕著であるため、鋼塊の品質上からも歩留り上
からも１ｌｌｌｉがある。

また人手による作業が多いとともに、サイズ毎に鋳型を
用意する必要があるため、保守管理に相当な手間を必要
とし、さらには鋳型の保守管理、特に内面管理が行き届
かなくなり膀もであることに起因して、鋼塊の表面性状
が恩くなり易い等の問題もある。

上述のような＠題を解決する方法として、例えば鋳型底
面を凝固完了前に取外して強制冷却する方式なども考え
られているが、このような方式を実設備に適用するには
相当な困難を伴うため、未だ実用化されておらず、かつ
また仮に実用化されたとしても、鋳型の数は現状と同じ
たけ要するため保守管理および鋼塊表面性状の問題は依
然として残る。また品質的に均一な鋼塊を得る方法とし
てエレクトロ・スラグ・リメルティング（ＥＳＲ）造塊
法が工業化されているが、コストが高く、かつまた２０
０トンあるいは３００トンといった大型鋼塊を得ること
は国璽であった。

ところで従来から連続鋳造方式に類似する方式として、
例えば特公昭５６−４６４５７号公報に示されるような
半１１＠鋳造方式が知られている。

この半連続鋳造方式が連続鋳造と興なる点は、水冷鋳型
から引出された鋳片を切断することなく、所定の一品長
さ分だけ鋳込み、１製品ごとに鋳造を繰返すことである
。このような半連続鋳造方式も、従来のものは大型鋼塊
を鋳造するための配備が特になされておらず、そのため
通常の連続鋳造の場合と同ｔ！に大型鋼塊の鋳造には不
過当であり、大型鋼塊の製造に適用できないのが実情で
あった。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、特に大
型鋼塊を品質良くしかも少ない労力で得られるようにし
た鋼塊製造法を提供することを目的とするものである。

すなわちこの発明の鋼塊製造７５払は、前述の半連続鋳
造方式的な考えを取り入れ、しかもこれを大型Ｓ境の製
造に適したものに改良したものであり、具体的には、水
冷鋳型内に溶鋼を注入しながら鋳型底板を下降させて内
側に未凝固溶鋼を含む所定長の鋼塊を形成する段階と、
前記水冷鋳型からＦ７５へ引出された鋼塊の側面を、そ
の下部はど強冷却されるように冷却して、前記鋼塊内の
未凝固ｉ鋼の凝固を鋼塊下部から上方へ−向って逐次進
行させる段階とからなり、かつ前記両段階におい（水冷
鋳型から引出された鋼塊の側面を支持することを特徴と
するものである。したがってこの発明の７１においては
、溶鋼の注入停止後も凝固が進ｒｉシ、シかもその段階
での凝固が方向性をもつように制御冷却なされ、かつま
た鋳型から引抜かれた鋼塊の側が支持される点が従来の
半連続鋳造方式と異なる。

以下この発明の大型鋼塊製造方法を添付図面を参照して
詳細に説明する。

第１図および第２図はこの発明の方法を実施している状
況を示すものであり、特に第１図は溶鋼の鋳込み（注入
）開始初期の状況を、また第２図は溶鋼注入停止後の状
況を示す。

第１図において、１は水冷鋳型であって、連続鋳造機に
おける鋳型と同様に下面が開放されるとともに内部に冷
却水が流通されるように作られ、かつ溶鋼に接する面（
内面）は熱伝導の良好な銅板２で構成されている。初期
状態では水冷鋳型１内に底板３が下方から挿入されて、
水冷鋳型１の底部が閉じられており、この状態で溶鋼鍋
４内の溶鋼５がノズル６を経て水冷鋳型１内に注入され
る。そして水冷鋳型１内の溶鋼１ＩＩＩｉをほぼ１定の
レベルに保ちつつ底板３を下方へ引抜いていく。

図示の例においては底板３はその底板３に連続するラン
ク７にビニオン８が噛合わされてあり、このピニオン８
をモータ等の駆動波Ｗ（図示せず）Ｕ　’Ｕ回転させる
ことによって底板３が下降する。

底板３の下降に伴って既に凝固殻が生成されている鋼塊
９（第２図参照）が水冷鋳型１から下方Ｉ＼引出され、
その鋼塊９は水冷鋳型１の下方に設けられている鋼製の
グリッド１０によってその側面が支持されて、鋼塊内の
未凝固溶鋼の圧力によるパルシングが防止されつつ、グ
リッド１０の間隙に配置されたスプレー１１からの冷却
水によって強制冷却される。そして所要の長さの鋼塊が
得られれば、底板３の下降および溶鋼の注入を停止させ
る。この時点では第２図に示すように鋼塊９の内側に未
凝固溶鋼５が存在するから、溶鋼注入停止後もスプレー
１１による強制冷却を継続させ、その状態で鋼塊内の未
凝固溶鋼の凝固を完了させろ−ここで水冷鋳型１から引
出された鋼塊９に対ζるスプレー１１による強制冷却、
特に溶鋼注入停止後の段階における冷却は、鋼塊の下部
が上部よりも強冷却させるように制御する−例えば溶鋼
注入停止後は鋼塊側面下部のみをスプレー冷却して、鋼
塊側面上部はスプレー冷却せずに放冷させたり、あるい
は鋼塊側面下部に対するスル−冷却小量を上部に対する
スプレー冷却水量よりも大きくしたりすれば良い。この
ように鋼塊下部を上部よりも強冷却させる口とによって
、鋼塊内部の未凝固溶湯の凝固を下方から上方へ向けて
進行させることができる。凝固が完了した鋼塊は、底板
３を１絆させて上方へ逆送させ、トング等により鋳型か
ら上方へ取出したり、あるいは鋳型１およびグリッド１
０を退避もしくは分解させて横方向へ取出したりすれば
良い。

前述のように溶鋼注入停止後、すなわら鋼塊引抜停止後
の凝固完了までの冷却を鋼塊下部が上部よりも強冷却さ
せるように−Ｉｌｌ　ＩＩすることによって、鋼塊内部
の未凝固溶湯の凝固が底部から上方へ向けて進行するよ
うに制御され、その結果連続鋳造の場合と同様にセンタ
ーボロシティやＶ偏析等が大きく改善される。またこの
発明で対象としているような大型鋼塊においては鋳型か
ら引抜かれた状態における鋼塊内部の未凝固溶鋼の重量
が大きいためバルジングが＆′し易いが、前述のように
凝固完了まではグリッド等の支持手段によって鋼塊側面
を支持しているため、バルジングの発生は有効に防止Ｃ
きる。

そしてまたこの発明の方法は、辺長が５００〜・３００
０ａｍ程度の長方形断面もしくは正方形の断面、または
直径が５００〜３０００　ｍｍ％度の丸断面の鋼塊を鋳
造対象としているが、特に角断面の場合には水冷＊ｇ１
として組合せ鋳型、すなわち鋼塊の各面に灼応する４枚
の鋳型銅板を組合せて鋳型内面を形成する型式の鋳！を
用い、かつ必要に応じて鋳型幅可変機構等を設けること
によって、数種類の鋳型銅板で全ての断面サイズをカバ
ーすることができ、また高さく鋼塊長さ）は底板停止位
ばて調整できるから、従来の通常の造塊法と比べて大幅
な鋳型の集約ができる。また丸断面の場合も高さ方向に
は任意の寸法が得られるから、通常の迄塊法と比べれば
鋳型の集約が可能となる。

−ｂ、グリッド等についても、角断面の場合には間隔を
調整するための位置調整機構を備えた構成とすることに
よって各サイズに共用化することができる。

上述のように鋳型等については各鋼塊サイズについて全
て別個に用意しておく必要がなく、集約化が可能である
から、従来の造塊法の場合と比較して保守管理も容易と
なり、その結果鋳型内面管理も行き届いたものとなるか
ら、鋳型内面に水片銅板を使用することと相俟って、表
面性状が良好な鋼塊が容易に得られるようになる。

なお水冷鋳型から下方へ引抜かれた鋼塊の側面を支持す
る手段としては、前述の例に示すようなグリッドのほか
、ロール等を用いても良いが　グリッドを用いた場合に
はロール等を用いる場合と比較して上下のピッチを狭く
してバルジングを有効に防止でき、またロール等と比較
してシャワー等による鋼塊の冷却に有利となる。

以上のようなこの発明の方法を実施するにあたっては、
ざらに鋼塊品質を向上させること等を目的として、次の
ような手段を併用しても良い。すなわら、主として頭部
偏析を少なくすることを目的とし〔、凝固過程中期以降
において鋼塊頭部の木凝ｉｉ！ｉ！部を加熱するととも
に純鉄等の不純物濃度の低い銑をその木凝固部に投入し
て希釈しても良い。まに、′１１固過程において未凝固
溶１を電磁撹拌することにより中心偏析やセンタポロシ
ティの低減を図ることも有効である。さらには、溶鋼注
入完了後（こ水冷鋳型（鋼板鋳型）を取り外しＣ断熱耐
火物により鋼塊頭部を取囲み、乙の状態で凝固完了に至
らせてもよい。このようにすれば鋼塊頭部か断熱されて
頭部の未凝固溶鋼の凝固が遅れるから、前述の如（鋼塊
下部を上部よりし強冷却させることと相挨）て、鋼塊内
部における凝固の進行方向制御を誹り有効に行うことが
できる。また−６、達ＭｗＩ造の場合と同様に、鋳型内
面に対する溶鋼の焼ト」きを防止して鋳造作業の安定性
を増まため、水冷鋳型を上下にオシレーションさせるこ
とも有効である。

次にこの発明の置体的実施例を記す。

実Ｆ＃陶 第１図に示す＠置を用いて、断面サイズ１１０００Ｘ２
０００＋ｇ＋、＾さ３０００ｍｇ＋の鋼塊を鋳造しｔ；
。

但し鋳型鋼板の高さくモールド長）は３００量鵬、グリ
ッドのピッチは２００＋ｍ、グリッド部の全＾さは３１
とし、１４８０℃の溶鋼を注入し、鋳型から引抜速度０
．２■　−で引抜いた。そして注入停止後（引抜停止後
）にその停止状態を保ったまま、６時間制−冷却した。

すなわち、鋼塊の側面下部１．５−の範囲のみを水量密
度８１、−’■・−でスプレー冷却し、その上部は放冷
して、凝固完了に至らせた。また注入停止俵の凝固進行
過程中途において、鱗塊璃部の未凝固溶鋼を加熱して純
鉄５０ｋｏを投入し、未凝ｖＡ溶鋼を希釈した。

上述のようなこの発明の実施例により得られた鋼塊を従
来の通常の造塊法ににより得られた同サイズの鋼塊と比
較したところ、中心軸上の最大空孔率は従来法による鋼
塊では０．５％であったのに対しこの発明の実施例によ
る鋼塊では０．２％に減少し、また頭部の正偏析１２０
％以上の切捨部は、従来法による鋼塊では鋼塊全重量の
２５重１％であ〕だのにスジし、この発明の実施例によ
る鋼塊では１５重量％に減少し、さらにこの発明の実施
例による鋼塊は従来法による鋼塊と比較してｖＩ析が緩
和さ・ねるとともに表面傷も減少していることが確ｊ！
ｌされた。

以ｒＪ）説明で明らかなようにこの発明の製造方法番ご
よれば、厚板材や鍛追品等に使用される人坐−塊を製造
するにあたっ（、センターボロシティヤー析等が少ない
高品質の鋼塊を容易に製造ｑることができるとともにそ
の歩留りも良好となり、しか已従来の通常の造塊法と比
較して鋳型の集約化か可能となるため、鋳型の保守管理
も容易とな町）、またそれに伴って鋳型の内面管理を十
分に行うことがｇＪ能となって鋼塊の奴面性状を常に良
好に保つことか可能となり、さらには従来の造塊法と比
較して人手も少なくて済むなど、各種の効宋か得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の方法を実施しＣいる状
況を示すしのぐあって、第１図は溶鋼注入開始直後の状
況を示す略解的な断面図、第２図は溶鋼注入停止後の状
況を示す略解的な断面図である。 １・・・水冷鋳型、　３・・・底板、　５・・・溶鋼、
　９・・・鋼塊、　１０・・・グリッド（鋼塊側面支持
手段）、１１・・・スプレー。 出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人　　弁理±　１田武久 （ほか１名） 一第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水冷鋳型内に溶鋼を注入しながら鋳型底板を下降させて
   、内側に未凝固溶鋼を含む所定員の鋼塊を形成する段階
   と、前記水冷鋳型から下方へ引出された鋼塊の側面を、
   その下部はど強冷却されるように冷却して、前記未凝固
   Ｉ１ｍを鋼塊下部から上方へ向って逐次凝固させる段階
   とからなり、かつ前！／１ｌｌｉ段階において水冷鋳型
   から引出された鋼塊の側面を支持することを特徴とする
   大型鋼塊の製造方法。