JPS583755A - 連続鋳造スラブの側面割れ防止方法 - 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】 この発明は鋼の連続鋳造に関し、特に割れ感受性が高い
鋼スラブを比較的高速で連続鋳造するに際してスラブ短
辺側に発生する側面割れを防止する方法に関するもので
ある。

一般にＣ濃度がαｏ８〜０．１６−の範囲にあシ、Ｍｎ
擬度が０，５ｏ優以上である鋼に詔いては連続鋳造に詔
ける割れ感受性が高く、特にスラブの連続鋳造に際して
は面縦割れ、側面割れ、あるいはコーナー横割れ等の表
面割れが発生し易いことが知られている。

ところで最近では、連続鋳造機から出て来たスラブを低
温に冷却せずにそのｔま保持炉や加熱炉に装入して熱間
圧延に供するいわゆるホットチャージが採用されるよう
になっており、７このホットチャージは省エネルギ、ひ
いては製品コストの低減に極めて有効な手段とされてい
る。しかしながら前述のような表面割れが発生すれば、
熱関圧砥前に手入れを必要とするため、連続鋳造後にス
ラブを一旦低温まで冷却↓なければならず、そのためホ
ットチャージを行い得なくなって、製品コストの低減を
阻害する問題が生じる。したがって前記成分範囲の鋼に
おいては表面割れの発生ｔ−防止することがコストの面
から急務とされている。

前記成分範囲の鋼スラブの連続鋳造における面縦割れ、
側面割れは、その鋳造速度（引抜速度）が１．１１−以
上で多発することが観察され、４１ｍ引抜速度が１２１
−以上でその発生が顕著となる。

このような表面割れの多発原因は必ずしも明らかとはな
っていないが、前記成分範囲の鋼において顕著である凝
固時の一→ｒ変簡にもとづく収縮、あるいは凝固点直下
における脆化域の増加等が表面割れ発生原因として挙げ
られる。

すなわち、このような表面割れは主として凝固時の要因
によるものであシ、その初期の小さな割れは鋳型内の凝
固殻に既に発生していると考えられている。したがって
これらの表面割れを防止するためには、鋳型内の凝固殻
を強くすることが必要である。その観点から、引抜速度
を例えば０．８〜１．１−Ｉｉｍ　４度に低下させて鋳
造することによっても前記成分範囲の鋼の縦割れ、側面
割れを軽減することが可能である。しかしながら実際に
はそれだけでは表面割れを防止するには不充分で壷シ、
また引抜速度を低下させれば連続鋳造機の能率低下を招
来するという致命的な問題が生じる。とのような事情か
ら、連続鋳造機の主意効率を低下させることなく、前記
成分範囲の鋼スラブを無手入で高温のまま保持炉あるい
は加熱炉に装入させ得るよう表面割れの発生を防止する
方法の開発が強く要望されている。

ところで上述のような表面割れの内、不ラブ長辺面の幅
方向中央部に多く見られる縦割れは、鋳型内のメニスカ
スからのスラグの不均一流入に基づく局所的な凝固遅れ
と密接に関係しているので、引抜速度がｌ　１１ｍ１ｍ
以上となるような鋼スラブの高速鋳造においても、メニ
スカスからのスラグの不均一流入を起さないように、引
抜速［Ｋ適応したスラグ性状を選ぶことによって、前記
成分範囲の鋼においてもその縦割れの発生を極めて少な
くすることが可能となっている。したがってこの発明は
、残る主な表面割れである側面割れ、す表わちスラブ短
片面の割れを、引抜速度を低下させずに防止すること、
を目的とするものである。

上述のような目的を達成するべく、本発明者等は側面割
れ部分を詳細に観察するとともに、側面割れの発生状況
と操業条件との関係を検討し九結果、側面割れが生じる
スラブ短辺面のくぼみは鋳型振動条件と密接な関係があ
シ、その鋳型振動条件を適切な範囲に選ぶととＫより側
面割れを防止し得ることを見出し、この発明をなすに至
りたのである。すなわちこの発明の連続鋳造スラブの側
面割れ防止方法は、Ｃ濃度が０．０８〜０．１Ｇ−の範
囲にあシ、Ｍｍ濃度が０．５−以上である溶鋼を、１．
１壓−ｎ以上の引抜速度で連続鋳造するにあ九シ、鋳雇
振動の１サイクルの時間内において鋳型が連鋳スラブの
引抜速度よシも高速で下降する時間（以下これをネガテ
ィブ時間と称する）　１．を、０．０　　ｓ＠ｅ　　＜
　　ｔＨ≦０．２１　虐・Ｃの範囲内に設定することを
特徴とするものである。

以下この発明の方法を詳細Ｋｍ明する。

まず前述の知見について説明すると、前記成分範囲の溶
鋼を、従来の通常の操業条件（すなわちこの発明の鋳型
振動条件を越え九範囲の条件）で連続鋳造したところ、
得られた連続鋳造スラブ０短辺直には、第１図に示すよ
うに、引抜方向ムへの長′ｓＪが１０〜１０９ｍ、深さ
ｄが２〜５　ｓｗ＠度の大き念〈ぼみｌが生成されてお
シ、またスラブ短辺面の表面にあられれたオツシレーシ
、ンマーク２の内、前記くばみ１の最も深い部分に位置
するオツシレーシ璽ンマーク部２ムに沿って割れ３が発
生していることが確認された。ここで前記くぼみ部ｌに
おいてはその表面と鋳型内壁面と０間の空隙が大きくな
シ、シたがって、その部分での鋳型−鋳片間の伝熱振抗
は極めて大きくなるから、凝固殻の発達が他の部分より
遅れることＫなる。そのためくぼみ部の深い部分にある
オツシレーシ冒ンマーク部２ムがノツチとして作用して
割れが発生すると思われる。し九がって側面割れを防止
する丸めには、くぼみ、の生成を防止するとともに、オ
ツシレーシ冒ンマークの深さを浅くすることが必要であ
ると考えられる。

さらに側面割れの生成機構を詳細に検討したところ、次
のように推察され九、すなわち、第２８１は連続鋳造機
の鋳型内におけるメニスカス附近の状況を示すものであ
シ、ここで４は鋳腫、５は溶鋼、６は凝固殻、７は鋳型
内に散布され九未溶融連鋳パウダ、８はそのパウダが溶
融して生成された溶融スラグ、９はその溶融スラグが鋳
型上部内面に沿って固化して形成されたスラグリムを示
す。

一般に連続鋳造時において例えばスライディングノズル
の開閉度の変化や浸漬ノズル吐出口からの溶鋼流の偏流
などＫよりて若干の湯面変動があれば、湯面上昇時には
鋳１１４の内壁面より内側に向けて発達したスラグリム
部９において初期凝固殻が生成されるととＫＩＪ＞、こ
の丸め通常湯１ｒｒｏ場合と比較して初期凝固殻がくぼ
みやすい、ところで一般に鋼スラブの連続鋳造において
は、鋳型内壁面と凝固殻表面との間の摩擦力を軽減し、
焼付を防止して安定な鋳込みを行う丸め、鋳型を上下に
正弦振動させるのが通常である・またこのような鋳型振
動すなわちオツシレーシ璽ンにおいては、仮に鋳込み中
に凝固殻破断が生じてもブレークア常である。

ｔ、　（１＠Ｃ）　＝＝　−ａｒｃ　ｔ＠ｓ　（−）π
ｆ　　　　　πｆａ ここで１は引抜速度（ｃｓ＋／ｓｅｃ　）　、ｆは鋳型
の振動数（ｃｙｃｌｅ／ｓｅｃ　）、易はストローク（
ｃＩＬ）で振幅の２倍の値である。上式から理解される
ように１このネガティブ時間軸は、鋳型振動の１サイク
ルＯ期関内において鋳型がスラブの引抜速度よシも大き
い速度で下降するいわゆるネガティブストリップの期間
であ）、このよう表ネガティブストリップによシ鋼スラ
ブの初期凝固殻に一定の時間圧縮力が与えられ、ブレー
クアウト事故を防止して安定外操業を期待することがで
きる。しかしながら上記ネガティブ時間１．の長さはオ
ツシレーシ曹ンマークの深さと密接な関係があシ、例え
ば本発明者等がスラブサイズ２００ｍＸ１５２０■、引
抜速度１．３１−ｍにてネガティブ時間ｔヨを各種変化
させてオツシレーシ冒ンマークの最大深さの変化を調べ
九ところ、第３図に示す結果が得られた。

この結果から、ネガティブ時間ｔあが大きくなればそれ
に伴ってオツシレーシ讐ンマークも深くなル、し九がっ
てネガティブ時間ｔ。が大き過ぎれば、オツシレーシ璽
ンマークが側面割れのノツチ０作用を果たし易くなるも
のと思われる。そしてまたオ、シレーシ曹ンマークの深
さのみならず、ネガティブ時間１Ｎが大きくなればその
輸の期間に鋼スラブの凝固殻に加わる圧縮力によって、
充分表強度を有しない初期凝固殻を変形させ、痛罵させ
ること、すなわちスラブ表面のくぼみを生成させるもの
と樽察される。し九がって側面割れの発生には鋳型のオ
ツシレーシ嘗ンに詔けるネガティブ時間１．が大きな影
響を及ぼしているものと思われる。

上述のような見地から、本発明者等は前記成分範囲の鋼
スラブを１．１□ｍ以上の引抜速度で連続鋳造するに際
し、鋳型振動条件を種々変化させて、スラブ短辺面に生
成される前述のくぼみの数を調べ九とζろ、ネガティブ
時間軸を０．２１ｓ＠ｃ以下とするととＫよりて、くぼ
みの生成をほぼ完全に防止することができ、ひいてはそ
のくぼみ部に発生すｓｗＷ７Ｊ割れを賭止し得ることを
見出しえ。

すなわち、例えばスラブサイズ２００１１１Ｘ１５０Ｇ
〜１５８０−１引抜速度１．３１−ｎにてネガティてス
ラブの長さ１ｍ当シのスラブ短辺面におけるくぼみ発生
数について調べたとζろ、第４図に示す結果が得られた
。１ｇ４図の結果から、ネガティブ時間１．を０．２１
１１Ｃ以下にすることによってスラブ短辺面における前
述のくぼみの発生がほぼ完全に防止されることが明らか
であシ、またこのようにネガティブ時間ｔＮを小Ｊくす
れば第３図に示すよ５にオッシレーシ冒ンマークの深さ
も浅くなシ、その結果側面割れの発生がほぼ完全に防止
で゛きることが確認された。

第５図は、スラブサイズ２００ｍＸ１４５０〜１６２０
ｍ、引抜速度１．２〜１．５　ｗ’ｍ＊　Ｋて連続鋳造
するに際し、本発明の錆層振動条件にて各種の０機度の
溶鋼を連続鋳造し九場合めスラブ長さ１ｓ１轟シＯ短辺
面のくぼみの発生個数とＣ濃度との関係を、従来の部屋
振動条件（すなわちネガティブ時間ｔ。＞０．２１１６
ｇ　）にて同じく各種のＣ儂度の溶鋼を連続鋳造した場
合と比較して示すものである。但しこの場合Ｍｍ濃度は
いずれも０．５０チ０．１６重量％の範囲にある場合、
従来の＃薯振動条件てはスラブ短辺面におけるくぼみの
発生数が着しく多くなるが、本発明の鋳型振動条件では
その範ＳＯＣ６度でも前記くぼみの発生をほぼ完全に抑
制し得ること、換言すれば側面割れをはば完全に防止し
得ることが明らかである。

前述のように錆層振動のネガティブ時開−を（１２２ｓ
＠ｅよシも小さくするためには、先に示したネガティブ
時間１．の定義式からも明らかなように１例えば引抜速
度−が一定の場合、錆層振動のストローク−および／ま
九は周波数ｆを適轟に変化させれば良いが、ストローク
易が７−以下０範囲で周波ｌ！Ｉｆを大きくすることに
よってｏ、２１ａｖｃ以下のネガティブ時間１Ｎを実現
することが好ましい、そのｓ由は、ストローク畠を大き
くすれば、第２図に示されるスラグリム部９が初期凝固
殻と接触する機命が多くなシ、その結果ネガティブ時間
ｔ。を小さくしても前述のくばみが発生し易くなるから
である。

以上のようなこの発明の方法によってスラブサイズ２０
０ｗｘ１５００〜１６００ｍＯｘラブを引抜速度１．３
〜１．５　ｍ４／ｗｉｎで鋳造した結果、側面割れの発
生がほぼ完全に防止され、これＫよシスラブのホットチ
ャージ率が従来の６５１ＪＩＴから９０−まで向上し、
省エネルギ等に多大の成果を得ることができた。

以上の説１’ＪＩにおいて、本発明に基づく鋳型振動条
件は、前記成分範囲以外の鋼スラグを引抜速度１、１　
ｒＩ４／ｒＢ１ｎ以上で連続鋳造する場合にも適用可能
であシ、まえ前記成分範囲の鋼スラブをＬ　１　ｒｗ’
ｔｄｍを超えない引抜速度で連続鋳造する場合にも適用
可能である。しかしながらこれらの場合には、本発明に
基づく鋳型振動条件を適用せずとも、前記成分範囲の鋼
スラブを１．１１−ｍ以上０引抜速度で連続鋳造する場
合と比較して、スラブ短辺面のくばみの発生、側面割れ
の発生が格段に少ない、したがってこの発明の効果は、
前記成分範囲の鋼スラブを１．１　Ｍ４／ａｉｍ以上の
引抜速度で連続鋳造する場合に有効に発揮される。４Ｉ
Ｋ引抜速度が１．２ｍ／／ｌｌ１ｍ以上となれば側面割
れがよシ発生し易くなるから、その場合にこ０発明の効
果は一層顕著となる。

以上の説明で明らかなようにこの発明の方法によればス
ラブの側面割れか発生し易い成分範囲の鋼を同じくスラ
ブの側面割れが生じ易い高速の引抜速度で連続鋳造する
ＫＩＩして、鋳型振動条件、特にネガティブ時間１．を
０．２１ｓ＠ｃ以下に設定することＫよって、側面割れ
の原因となるスラブ短辺面のくばみの発生を防止すると
ともにオッシレーシ曹ンマークを浅くシ、これｋよシス
ラブの側面割れの発生を有効に防止することができ、し
九がって鋼スラブを無手入の状態で高温のまま保持炉あ
るいは加熱炉に装入させるホットチャージの実施可能率
が従来よりを格段に高ま〕、その結果省エネルギによる
コストの低減を有効に図ることができる。またスラブ短
辺面の手入れは長辺面に比べて極めて重負荷となるもの
であっ九が、この発明によればそのスラブ短辺間の手入
れを要する割合が従来よ〕格段に小さくなり、十〇丸め
手入れ作業に喪する作業コストも従来よ勺も格段に低減
され、またスラブの手入れによる歩留り率Ｏ低下も防止
できる等の効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

菓１図は連続鋳造スラブにおける短辺面のくばみと側面
割れの発生状況を示す断面図、第２図は連続鋳造鋳型内
におけるメニスカス附近の状況を示す略解図、第３図は
鋳型振動のネガティブ時間１、とオツシレーシ冒ンマー
クの蛾大深さとの関係を示すグラフ、第４図は鋳型振動
のネガティブ時間１Ｍとスラブ短辺面のくぼみ発生数と
の関係を示すグラフ、第５図は溶鋼のＣ，Ｉｌ＆とスラ
ブ短辺面におけるくぼみ発生数との関係を示すグラフで
ある。 出願人　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士豊田武人 （ほか１名） 第３図 Ｏｏ。１　　　　０２　　　　０．３　　　０４＋＊’
テイフ”１ｆｆｉｔＨ（ｓ＠ｃｔ第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ一度がｏ、ｏｓ　〜ｏ、１ｇ−（重量嗟、以下同じ）
   の範囲にあ〕かつＭｍｌＩＩ＆：がｏ、　ｓ　ｏ　ｓ以
   上である溶鋼を１１　ａｗ１／１１１以上の引抜速度で
   連続鋳造するＫあ九シ、鋳型振動の１サイクルの時藺−
   内において鋳型がスラブの゛引抜適度よシも高速で下降
   する期間ｔ、を、 ０、０　ｍ＠ｔ　＜　ｔ、≦０．２１　ｓｅｃの範囲内
   に設定することを特徴とする連続鋳造スラブの側面割れ
   防止方法。