JPS58205659A - 回転輪式連続鋳造方法 - 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】 本発明４ゴ回転輪式連続鋳造方法に係り、特に低曾金鋼
の鋳造に好適な連続鋳造方法て関する。

回転輪式連続鋳造方法、てついては例えは時開餡５５−
４００８４にａじ截さｎている。

特に低１寸金鋼の係る連続鋳造方法しこおいてｑ′ユ連
続鋳造田に鋳塊が断面変形することを＋０：）た。この
断面変形りｈあると鋳塊に割れが発生ずの０そ・−）対
刹として鋳造ｋ　４１０のコーナ部分の一方をｗＪ邪酊
却する従来技術４−４萌面変形が大きくなると断面変杉
を修正することができないっさらに凝固殻の薄いのは前
記−万のコーナたけでナク、相対するコーナ部分が薄い
ので、その両方會同時に局部冷却する心安がある。

本発明の目的は断面変形に丞く鋳塊の割れ全防上した連
続鋳造方法を提供するにあるう第１図は本発明による回
転輪式連続鋳造機の概略構Ｆｒｉ図、第２図は第１図の
Ｉ−Ｉ断面図である。

回転輪４の外筒シて釣込み溝４ａがあり、・鋳込み溝の
開口部を所定の長さに亘って金属製ベルト５が覆い、鋳
４仝１ｉｆｌを形成する。タンテインンユ１内の溶銅２
はノズル３にＩり前記鋳型空間に注入される。溶鋼２は
回転輪４及び金輌裂ベルト５に接触−７にと、・こよっ
て冷却をれ、軟固殻６を形成して行く。鋳型内部が未イ
疑固のうちに鋳塊９（・＝口出しナイフ８により回転輪
から離され、聞げ編止区間１６で曲げ気、正された後、
ピンチローラ１０で引抜力・れる。その佐、均熱炉１１
を経てインラインミル７で直接圧延される。

曲は編止を受けるときの鋳塊９の凝固種厚さ１３．１４
ａｋ塊厚ざ１５の２０５３ｏａ愛と薄く、凝固殻の温度
ば１２００Ｃ以上である。かかる温度域の凝固殻は材質
的に極めて脆く、聞げ嘔正時の引張応力によシ、凝固殻
の内面に割れが発生し易い。また断面変形し易い状態に
ある、従来、この憶の連続鋳造方法において鋼の連続鋳
造を行なうと、しばしば鋳塊表面の特定部分に横割ｎが
発生する。この割れは通常の満曲型述絖＠造方法による
鋳塊には見られないｖＦ廟の欠陥であり、＠塊の品質を
著しく損い、鋳造後の）ｆ延によってもこの欠陥全改善
することができないため製品に供せなくなる。

本兜明者らは上記綺麗の割れの光庄原１３ケ追求するた
め、連続鋳造中に鋳塊の引抜きて停止ぢぜて、その鋳塊
ヶ詳細に調貴しそ。その姑朱、鋳塊が＃面変杉しており
、ぞ−ｒＬはすでに鋳型部で発生し、曲げ鴨旧以降増大
している。断面変形が大きい鋳塊には特定部分に表面負
側れが充生していた。

このように表面割れｉｔ断面変形と密接な関係にあるこ
とを見い出した。この塊家を以下、ＡＦｋＪを用いて祝
明する。

ｉｏｊ転輪式連続鋳造機は高速鋳造を特徴としているた
め、第１図に示した如く回転輪４と金属製ベルト５との
接触部、すなわち鋳型部１７が長く、しかも鋳＄Ｌ９の
装置収縮量を補正する鋳型形状になっていない。このた
め鋳型内では鋳塊凝固によるエアーキャンプが発生する
ため凝固殻と鋳型との接触が悪くなるので、鋳塊を均一
に冷却することは一鳴雌しい。第３図の如く、鋳塊と鋳
型との接触のよい部分１８はよく冷却されて凝固殻が順
調に発達するが、接触の悪いコーナ部分１９゜１９′は
、凝固殻の咬長が遅れる。その部分はこのように相対す
るコーナ部分である。

この現象Ｆｉ特に鋳塊コーナ部が頌春であり、各コーナ
部の冷却の不均一、即ち凝固殻が不均一に形成されると
断面変形が発生する。断面変形とは鋳塊の横断面１．ヒ
において対角を結ぶ２本の対角線長さＡ、Ｂの示を酉う
。鋳型内で発生した断面変形は鋳塊が油は矯正を受ける
とき、ぢらに増長される。第３図では左側が鋳片倒れ方
向２０となっている。

このとき例れ方向及びその反対側のコーナ付近（右側）
に内部割れ２１及び２１′が発生し易くなる。この断面
変形がさらに著しくなると内部割れ２１が発達して表面
にまで達し、ついに表面横割れ２２となる。

この割れは断面変形が大きいほど、更に鋳込温度並びに
鋳造速度が上昇するほど発生し易くなり、後の圧延によ
っても密着せず、製品に供せなくなる。

したがって、断面変形を防止できれば内部割れ支び表面
割れの発生を防止でさることになる。断面変形を防止す
るには鋳型内で発生した凝固殻の不均一生成を修正させ
！しばよいが、そのためには凝固殻の孔対的に薄い部分
、荷にコーナ部分近傍を他の部分よりも強冷することか
よいと考え、実験を電ねた結果、著しい効果が認められ
た。すなわち、鋳型か鰺仮は出した鋳塊の断面変形量を
測定し、鋳塊の倒れ方向を求め、同時に鋳塊の４つのコ
ーナ部分の表面温度を測足し、断面変形量及び表面温度
に対応して、鋳型出口からピンチロ−ラ間にあ−いて、
鋳塊倒ｊれ方向のベルト側のコーナ部が近傍を強冷し、
併せて鋳造輪側で倒れ方［司と反対側の鋳塊コーナ部分
近傍を強冷するものである−１すなわち、凝固殻の薄い
対角の２つのコーナ部近傍全同時に局部冷却するっ強冷
された部分は凝固殻の成長が促進され、凝固収縮により
、鋳塊はその方向２４に引き苓せられるだめ倒れが修正
されて鋳型形状に近つくことによって断面変形及び衣匍
割れを防ぐ方法である、 断面変形が著しくなり、表面横割れが発生するとニーす
間部冷＃之けてはそれらを防止で竺ないので、鋳込温度
及び鋳造速（を低下さぞる。

−１」ち、断面変形量及び表面横割れの桂度によって、
コーナ局部冷却量及び鋳込温度並び・て鋳造速度を調節
するものである。

断面変形量と表面横割れとの関係は鋼洩、鋳込温度、鋳
造速度及び冷却′７に肴などでよって変るが（革かの断
面変形でも倒れ方向のトコ〜す及び反対佃Ｉ］σノ上コ
ーナ付近に内部１ＪＩＪれ２１及び２１′が発生する。

コーナ付近の凝固殻に引張応力が作用してコーナをはさ
む両面の凝固殻が広げられるために発生する。

鋳込温度は鋳造組織に関係し、尚くなると柱状晶が発達
し、同じ断面変形量に対しても内部割れの発生及び発達
を促進する。

鋳造速度が増加すると曲げ矯正時の歪速度が大きくなる
ので、断面変形及び内部割れが助長される。したがって
、鋳込（品匿、鋳造速度ともに制御する必要があ／Ｓ、
、内部割れは断面変形が大さくなるにつれて次第に発達
する。ちらに断面変形が犬きくなると、ついに表面にま
で通して表ｆｆ１Ｊ潰割γＬとなる。この表面割れはＦ
ｋ面変形が犬きくなるトなど割れ幅９割７．・乙長さが
増大する。

断面変形を硬」足する方法は鋳片のｆｉｌ＋　ＵｋＪに
水平方向から上、下２本のギギングセンサー全当テ、ソ
ｒＬぞれ、水平方向の変動量を測定し、その変動量の走
を鋳片１１Ｆｒ面変形のない基準値と比較して、断面変
形量を算出する。そ几Ｖこよう倒れ方ｊ可も判明する。

この方法ｖｉ鋳片が水＋方向：゛こ盪れでも、センサー
に固定のま１でよく、直接測定でも・ゐり、精度よく連
続測定できる。冷却水や水蒸気があっても差支えないの
で鋳型出口での測定に好都合である。

また、鋳片上方から、テレビカメラで観察し、画像処理
により、左右それぞれの鋳片上コ一すとｆコーナの稜線
間の距離を比較して、その差よシ断面変形量を算出する
。鋳造中、鋳片つく左右に振扛ると、それに半ってテレ
ビカメラも移動する。

この方法を、Ｈｌｌ測測定ため５１ｉ１　矩器具の損耗
がなく、符ンこ水蒸気などの障害ｆｃ党げない位置での
測ＩＥＫイ史用する。

鋳塊の゛表面割れの監視ｖ′ｉ通常テレビカメラで観察
する。割れ部は他の部分より高温のため色別でさる。さ
らにレーザービームケスキャンざぞることにより微細な
割れまで咲出できる、 鋳塊コーナ部分近傍を強冷する位Ｉ飯はできるだｌｌ′
ｊ断面変形の小さい時明がよいが　連鋳機の構造上、第
１図の如く溝型出口からピンチローラ間に鋳塊コーナ冷
却装置１２を設けるのがよい。すなわち、断面変形はそ
の大部分が鋳塊凹げ編止区間で増大するため、その区間
で鋳塊コーナ部分近傍を強冷するのがよい。ピンチロー
ラ以降にほとんど断面変形しないことと、凝固殻が厚い
ので鋳塊コーナ部分近傍を冷却しても断面変形を修正す
ることはできない。

鋳塊各コーナ部分の冷却方法は通常冷却水を使用する。

第５図の如く、鋳塊上方に設けたスプレーノズル又は水
ジエツトノズル２３により直接冷却を行なう。直接冷却
は鋳塊表面の酸化膜を除去する効果もあり、冷却効率が
よい。

間接冷却は冷却＠率が小さく、短かい区間では冷却効果
が小さいので不適当である。

ノズルからの冷却水量は鋳塊の断面変形量処対応して相
対的に調節される。断面変形量の小さい場合はスプレー
水を噴射するが、断面変形量が犬きくなると水ジェツト
を噴射する。

鋳片の倒ｎ方向は鋳造機の各設備のアラインメントの不
至あるいは二次冷却の不均等などにより倒れ方向が圧、
右１７１動することもめるので、それに応じたコーナ部
分を局部冷却する。

コーナ局部冷却の水量は面スプレー２５だけの場合には
コーナ部分灯このスプレーだけではほとんど冷却されな
いので、断面変形の小さいうちは面スプレーと等量（ｔ
′）水量密度でもよい。断面変形が大きいことはコーナ
部分の候固殻厚さが面に比べ薄いので、水量密度を増加
させる。例えば断面変形がｌＱｍｍ程度になるとコーナ
部の秦固殻厚ざは面の約半分となるので、コーナ部分の
水量密度を面の約２０倍に強冷しないと断面（形管修正
できないっ表面割れが発生すると最大６０倍まで増加さ
せる。これ以上水量密度を上げるとコーナ部の局部冷却
過大により、コーチから側面うこかけて局部凹みが祐生
ずるので好寸しくない。

次ｌこ実施例について説明する。

実施例１ 回転輪径：３ｍの回転式連続機において、鋳造断面１！
５０ｒｎｍ角のビレットサイズで１．Ｔ　Ｉ　８　Ｇ３
１０１−膜構造中圧延鋼材５８４１の鋳造を行なった。

鋳込温１ｆｆｉｌ　５５０ＵＴ’、鋳造速度６ｍ／ｍ　
ｉ　ｎの高速鋳造であったため、鋳型出口の１炭固殻厚
さは約１０ｍｍと薄く、断面変形が発生した。その量は
鋳造輪から５ｍの位置で５〜７ｍｍでめった。

この８８＠型出口からピンチローラ間に設けた鋳片斜め
上方の一方のスプレーノズルから１ｍの区間にわたり、
鋳片倒ｎ方向と反対側の鋳片上コーナ部にスプレー水を
噴射した。水量密度は面スプレー水量密度の４倍の０．
０６Ｌ／ｃｍ２．ｍｉｎであった。

その結果、断面変形量に０〜１ｍｍに減少した１、約２
０時間連続操業した鋳片には表面割ｎはなく、冷却後の
断面マクロ組織シこおいて断面変形５〜７ｍｍのものに
は微小なコーナ内部割れが存在していたが、断面変形Ｏ
〜１ｍｍのものには表面割れ、内部割れとともに認めら
れなかった。

実施例２ １だ、前記連鋳機において、鋳造断面１５０ｍｍ角のビ
レットサイズで、ＪＩＳＧ３１１２熱間圧延異形棒鋼２
種５Ｄ−３０の鋳造を行なった。

１ 鋳造初期の鋳込温度は１５３０？Ｚ”、鋳造速Ｉｔは４
、５７　ｍ　ｉ　ｎであった。この鋼種は５Ｓ４１より
Ｃ、Ｍ　ｎ量が尚く、断面変形し易力・つた。断面変形
量は１ｍ常６〜８ｍｍ発生していたため、鋳型出口から
１．５ｍの区間で鋳片斜め上方より鋳片倒れ方向と反対
側６ノコーナ部分近傍並びにその対角の鋳塊下コーナ部
分近傍（（スプレー水を噴射した、この時の水量密褪は
面スプレー水量密度の１３倍の０．２０Ｌ／ｃｍ２．ｍ
ｉｎで、６つだ。

約２０分局部冷却金続けたら断面変形が０〜１ｍｍに減
少したので局部冷却を止めた。その後、長時間の連続操
業によシ耐犬吻が損傷し鋳造速度が６ｍ／ｍｉｍ前後に
上昇し、タンデイソンユ内爵鋼温度（＠込温度）が１５
６００と高かったため断面変形量が犬きくなり、１０〜
１３ｍｍ達し、表面割れが発生した。このため前記と同
じ区間で、鋳片上コーナの一方にベジエソトを噴射した
。この時の水量密度は面スプレ水量密度の１３５倍の０
．５３１７ｃｍ１．ｍｉｎ　と多くした。同時に上コー
ナの対角の下コーナに面スプレー水量密度の２０倍・、
）０．３７／ｃｍ”、ｍｉｎのスプンー水’ｔｉｌｔ射
した。

それと併行して、鋳込温度を１５３０ｔ：’に低下させ
ると共に、鋳造速度を５ｍ／ｍｉｎ付近に低下させた。

その結果、断面変形が徐々に減少し、表面割れの発生か
なくなシ、４０分後には断面変形量が０〜２ｍｍに減少
した。

２３時間連続操業した鋳片をロフト毎にサンプリングし
、断面変形量と割れとの関係を調丘した結果、断面変形
量６〜８ｍｍの鋳片には表面割れは見られなかったが、
微小な内部割れがコーナ付近に見られた１）またｌＱｍ
ｍを越えた鋳片には約６０九表面割れが発生していた７
５：、コーナ部分の局部冷却を行なった結果、断面変形
が１〜２ｍｍに、減少した鋳片（・こは表面割れ、内部
割れとも認められなかった。

以上述べて来たように連続鋳造中に鋳塊の断面変形量及
び倒れ方向を測定し、同時に鋳塊の４つのコーナ部分の
表面温度を測定し、そｎらに対応して鋳塊各コーナ部分
の柘対的な冷却量ｔ　ｇ　＆６すめと共に、鋳込温度及
び鋳造速度を調整することによって鋳塊の断’ｒｌｆｌ
］変形賃を修正し、併せて表面横割れの発生を防屯する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転輪式連続鋳造機の概略薄成図、第２図は第
１図のＩ−Ｉ断面図、第３図は鋳型内における鋳塊の凝
固を示す鋳型水平断面図、第４図は鋳塊の断面変形、内
部割れ及び表面横割れを示す模式図、第５図は本発明に
よる鋳塊コーナ冷却を示す模式図である。 １・・・タンディツシュ、２・・・溶鋼、３・・・ノズ
ル、４・・・回転輪、５・−・金属製ベルト、６・・・
凝固殻、７・・・インラインミル、８・・・口出しナイ
フ、９・・・鋳塊、１０・・・ピンチローラ、１１・・
・均熱炉、１２・−・鋳塊。 コーナ冷却装置、１３．１４・・・横置殻厚さ、１５・
・・鋳塊厚さ、１６・・・曲は矯市区用、１７・・・鋳
型部、１８・・・鋳塊と鋳型との接触の良い部分、１９
゜１９′・・・鋳塊とト型との接触の悪いコーナ部分、
２０・・・鋳片倒れ方向、２１．２１’・・・内部割ｎ
、２２・・・表面横４１ｊれ、２３・・・スプレーノズ
ル又Ｇよ水ジエツトノズル、２４・・・断面変形疹正方
向、２５め１図 め２（２１ ３０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外向・Ｃ鋳込み溝ヲ府１−る回転輪と前記鋳込み溝
   のｈＯ部を所定の長さに亘って唖う金属安ベルト７′Ｃ
   よって形成妊れた移動鋳型空間に、金属溶湯をＢ人して
   鋳塊を連続的に引き抜く回転輪式連続鋳造方法にお１ハ
   て、ｉコ記移動＠型後方（鋳塊引抜方向）　＋”Ｃ１前
   記鋳塊１）断面変形量測定装置、鋳塊表面、４１ｊｎ　
   ＠祝装竜、鋳造速度測定装置並ひに鋳塊４コーナじ）表
   習温並測足装電及び鋳塊４コ一ナ局邪冷却装置を設けた
   ことを特徴とする（可、転輪式連続鋳造万；宏っ ２、特許請求の範囲第１項において、前記移動鋳型から
   抜は七した前記鋳塊の新聞変形量を測定し、前記鋳塊ニ
   ア）表面割れを検出して、儒塊各コーナ部近傍の冷却量
   を調節し、さらに鋳込温度及び＠造速安を調節すること
   を特徴とする回転輪式連続鋳造方法。 ３、特許請５Ｒ何弗第１項において、鋳塊コーナ部近傍
   に冷却水を直接噴射することを特徴とする回転輪式連続
   鋳造方法。 ４、％許請求範囲第２項において、４つの鋳塊コーナ局
   部冷却系の冷却水量をそれぞれ単独に制（財）すること
   を特徴上する回転輪式連続鋳造方法。 ５、特許精米範囲第４項において、鋳塊谷コーナ部分近
   傍の冷却水の水量密度を、その区間＆（おける鋳塊の面
   スプレー水の水量蓋度と等量から６０倍の範囲に調節し
   て冷却水を噴射することを特徴とする回転輪式連続鋳造
   方法。