JPS5858968A - 彎曲型連続鋳造機 - 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】 本発明は、溶銅を連続鋳造して鋳片を得るに際し、安価
な設備費で、かつ直送圧延又はホットチャージに適した
内部割れ、表面横割れ、コーナ割れのない鋳片を得るた
めの彎曲型連続鋳造機に関する。

近年連続鋳造機は著しく発達して連無比率及び連鋳適用
鋼種は飛鋪的な発展をみせている。一方、これら連鋳機
に対して、近年とみに設備費が安価であること及び圧延
設備との直結化による省エネルギー化がはかれることの
要求が大きくなっている。

このうち、安価な設備費の達観機を得るためにはｉｌ）
　；ｉ！！ｊ　晒ｔｆｉ自体を軽量化すること。更に（
２）生産能力に比らべ設備投資額の少ないいわゆる生産
性の１６１１いＪ！Ｌ！晒機にすることが必要である。

然し、（１）連鋳隈自体を軽量化することは連鋳機本体
の構成部材を削減するとか、鋳片案内ロールの本数を減
ら　　−すか径を小さくすることが考えられるが、構成
部材の削減は連鋳機自体の剛性が小さくなり、ロール本
数削減と相まってこれらを、単に現在実用されている曲
率半径の大きい（例えば１０〜１３ｍＲ）・→曲）Ｉｌ
′ｉ、連鋳偵に適用することは、溶鋼静圧に因るバルジ
ング発生を招き困難であった。更に、（２）生産性の高
い連鋳機を得るには、鋳片を高速で得るとか、整備を簡
略に出来て連鋳機の稼動率を上げｒするものが考えられ
るが、鋳片の高速化は凝固シェル厚を薄くし、バルジン
グ発生等による内部割才１、中心偏析の欠陥を生じ、従
来では鋳片の高速化に伴って、二次冷却を強化する方向
（注水比１、ｏｔ７’Ｋｇ以上）で、バルジング発生を
防ぐ努力が払われていた。また、整備性の向上は、整備
の面倒な弯曲部の長さを最少限にと望めることであるが
、此の点からも従来の曲率半径の大きい連鋳機は不適で
あった。

一方、連続鋳造鋳片を直接圧延機に送給する、いわゆる
直送圧延、ホットチャージを行って省エネルギーの効果
を得るに適した鋳片は、その表面に欠陥のないものでな
ければならない。即ち１表面疵除去等の手入のために、
冷却して折角保有している鋳片の顕熱を消失することが
あってはならない。この池、直送圧延をするためには鋳
片は表面横割れ、コーナー割れ等の表面欠陥の他、中心
偏析、内部割れ及び介在物のない、所謂内部欠陥のない
高品質のものでなければならない。

然し、従来の曲率半径の大きい連鋳機では、前述の如く
、バルジングの発生を防ぐために二次冷却を強化すると
か、鋳造速度を低くして、鋳片の凝固厚みを厚くしてい
る。そのためにこの鋳片の矯正過程、すなわち彎曲して
いる鋳片に逆方向の曲げを与えて、真直にする過程で内
部割れ１表面積割れ、コーナ割れ等が生起する。

この鋳片の曲げ矯正による内部割れ１表面割れ的手段と
して、バルジング歪、曲げ矯正部を減少させるという観
点から、特に彎曲部において、ロルビツチの稠密化、多
点矯正化１強冷却による凝固シェル剛性の増大化を計っ
ている。

このため、従来連鋳機における曲げ矯正点はメニスカス
位置から１５．７〜２０．４ＦＦＩの位置になるが、こ
の曲げ矯正点における鋳片の表面温度は７００〜９００
℃であり、凝固殻厚さは約８０〜１２０　ｍｍ　（推定
値）である。

因に、鋳片の断面寸法が厚さ２５０１１１１．幅１８０
０Ｕである場合鋳片厚さ方向に関して、７０〜９０％が
凝固殻で占められる。この状態で鋳片の曲げ矯正を行な
うと、現在の高度な技術レベルの下でもエツジ割れ発生
率が１０〜３０％、内部割れ評点（Ｃａ２．５％）が４
〜５チであり、鋳片の千人オＬは不可欠である。

本発明の目的は、従来の連鋳機では果たすこと　　、が
出来なかった近年とみに高まっている前記要求全充分に
満たすことが出来る連鋳機を提供することにある。即ち
、本発明は溶鋼を連続鋳造した後、鋳片が未だ多量の顕
熱を保有している状態で、鋳片を圧延工程に供給し得る
ように、上に述べた従来技術の下で、鋳片に発生する表
面横割れ疵、コーナ割れを生起させることのない、彎曲
型連続鋳造機を得ると同時に、そのための安価な連鋳設
備を提供することを目的としている。

即ち本発明では、曲率半径を従来より著しく小さく（例
えば５．０ｍＲ好ましくは４．５ｍＲ以下）にすること
により、連鋳機の機高を低くし連鋳機本体を軽量化する
と共に、機高を低くしたので溶鋼静圧が低下し、溶鋼静
圧に因るバルジングの発生を少くした。然し、曲率半径
を小さくすることは矯正（彎曲鋳片を平坦な鋳片に曲げ
矯正すること）の点からは短所であり、本発明者等は種
々研究の結果曲率半径の小さい連鋳機で矯正を行っても
、曲げ応力による凝固界面での割れの発生のない技術を
開発したものであり、その特徴とするところは、彎曲型
連鋳機において鋳片の曲げ矯正部を全連餉機長の３５％
以内とすることを％徴とするものである。

ここで、全連鋳機長とは、メニスカスから鋳片の凝固完
了点までの長さ、あるいはそれに多少の枦裕代を加えた
ものを言う。

従って、便宜上以Ｆの説明では、全機長を５メニスカス
から、凝固完了点までの長さとして取扱いを説明する。

先ず、鋳片を曲げ矯正したりするときに割れの発生し易
い、換言すれば割れ発生限界歪（６ｃ）が瓜ぐなる温度
（脆化温度）域が存在する。通常の鋼の場合、脆化温度
域は７００〜９００℃である。

従って鋳片に何らかの変形を加えようとするときは、上
記脆化温度域外で行なうことが肝要であり、この点から
は９００℃を超える高温域で鋳片に変形（Ｉｌｌｌ］げ
矯正）を加えることが望ましいけれども、鋳片に加わる
一＆はバルジング歪と曲げ変形前による歪の複合された
ものであるから、高温域で曲げ矯正しようとすれば、凝
固殻の強ｊｆが低下するため溶鋼静圧に起因するバルジ
ング歪の増大を招き、内部割れを惹起する。

本発明者等は上に述べた二律背反的構造を有する問題を
解決するために、バルジング歪を小ならしめる手段とし
て、溶鋼静圧を低下せしめるべく彎曲半径の小さな好ま
しくは３〜５ｍ程度のローヘッド連続鋳造機にするとと
もに、凝固率が５５多以下の領域で曲げ矯正を行なうよ
うにすると、第１図に示すように割れ発生限界歪（εＣ
）を、従来技術に比し２倍程度高い領域での曲げ矯正を
行なうことが可能であり、これによって問題を効果的に
解決し得ることを見出したつ 凝固率を５５％以下にして１曲げ矯正を行なうことのも
う１つの技術的意味は、第２図にンバすように凝固率が
５５％以下の領域で、鋳片コーナ部の温度が９００℃超
となることである。

このように、鋳片の凝固率を５５％以下に制御して曲げ
矯正を行なうことは、割れ発生限界歪（ε。）？極めて
茜い水準とすることができることと、＠度が最も下がり
やすい鋳片コーナ部の温度を、９００℃超（脆化温度域
外）とすることができるという２つの技術的条件全同時
に満足させる要件である。

一方、鋳片の凝固率を５５％以下の薄いものとすること
で、高温であることに起因して鋳片に変形が加えられて
も、応力緩和が１０−１００倍も速く起り、この面から
も割れの発生を抑止することができる。

また、鋳片の曲げ矯正に当っては、コンケイプな面が貞
直にされるときには、鋳片長さ方向に張力が、コンベッ
クスな面が真直にされるとき（二は鋳片長さ方向に圧縮
力が作用する。鋳片厚さ方向における鋳片長さ方向に延
在する中立軸を境に、コンケイプな側に引張力が、コン
ベックスな側に圧縮力が、中立軸からの鋳片厚さ方向短
離に比例した大きさで作用する。

鋳片を曲げ矯正するときの上に述べた鋳片長さ方向に作
用する引張力が１表面及び内部割れ発生の原因の１つで
あるが、凝固率が５５％以下にして、鋳片の曲げ矯正を
すると側面凝固殻の拘束が者しく識少し、中立軸の存在
位置が従来の概念（はぼ中央）よシコンケイプ側に移動
する現象がみられる。これにより中立軸からの距離に比
例するコンケイプ側の引張力は減少するので、この而か
らも割れの発生を惹起し難くし得る。

以上述べたように、彎曲型速続鋳造機で溶鋼を連続鋳造
するに際して、矯正点における鋳片の凝固率を５５％以
下の水準とすることによって、割れ発生限界歪（εＣ）
を従来技術による場合に比し、大巾に向上させることが
でき、鋳片コーナ部および表面温度を１０００℃以上と
いった脆化温度域（７００〜９００℃）外の温度とする
ことかでさ、さらに高温域であることから結果される極
めてス卆い応力緩和（従来の１０−１００倍）で、止解
放を生ぜしめることができるから、表面横割れ、コーナ
割れといった鋳造後の鋳片の表面手入れを必要とする表
面欠陥の生成を抑止することができる。

以上述べたように、欠陥のない高温鋳片を傅ゐためには
、９００℃を超える温度域で曲げ矯正することが必要で
あり、そのためには、曲率半径が３〜５ｍ程度のローヘ
ッド連続鋳造機であることが必要であるとともに、鋳片
の凝固率が５５％以ドの時点で曲げ矯正することが必要
である。

これを満足するためには、ローヘッド連続鋳造機である
というだけではなく、高速鋳造を行なう二とが必要であ
り、少なくとも１．１ｍ／ｍｉｎ、好ましくは１．５１
ｎ／ｍｉｎ　　以上の鋳造速度が必要である。

また、ローヘッド化することによって大きな曲率、ナな
イクち小さな曲率半径下での鋳造となる処から、曲げ矯
正は必然的に大きな曲げ歪を伴なうことになるから、矯
正歪の集中を避け、これを分散することが必要になる。

矯正歪を分散させるために、多点矯正を行なう。この発
明においては、好ましくは５点以上の矯正点の下で曲げ
矯正を行なう。

さらに、高速鋳造を行なうことにより、鋳型を出た後の
鋳片は、薄い凝固殻の状態でローラによって支持案内さ
れる。従って極めてバルジングを生Ｌ７易い状態で、鋳
片は連続駒造機を通過しており、連続鋳造機ローヘッド
化することによって、溶鋼静圧を低下せしめても、なお
バルジングを抑止する手段を講じなければならない。

この手段として本発明ではロールを小径化し。

従来の水準を超える短縮されたロールピッチとしている
。従来の５００〜６００Ｍピッチに対し。

２００〜４００朋ピツチとしている。ロールを小径化し
て稠密配置すると、ロールは撓み易くなるとともに、鋳
片の非定常部が曲げ矯正されるときの矯正反力に耐え得
なくなる。従って、本発明においては、ロールを軸方向
に多分割して支持点間隔を大幅に短縮するようにしてい
る。

彎曲型連続鋳造機は、その構成において、鋳型に附随し
て数セグメントからなるローラニゲロンを配設し、引続
いて、矯正ゾーンを有するピンチロールか設けられる。

この発明を実施するに際しても曲げ矯正は、上述のピン
チロール帯で行なわれる。

上に述べた要件と併せ、この発明を要するに、彎曲型連
続鋳造機において鋳片の曲げ矯正部ケ、連続鋳造機全長
の３５％以内に設けることによって特徴づけられる技術
である。

今までの説明においては、凝固率５５％以ドということ
で説明してきたけれども、凝固率を機長比【二変換する
と ノ、；メニスカスから矯正点までの距離Ｊｏ；鋳造機全
長 従って、凝固率５５％以下ならば、機長比ｔ＋／　ｌｏ
　＝　０．３０２５である。

実施例Ｊ 第１円弧の曲率半径３　ｍＲ１機高３．２ｍの彎曲型連
続Ａ造機で２５０ｔＸ１０００ＷＸＬの鋳片を次の諸元
で得た。

鋳輩速厩Ｖ二１．’７ｍ／ｍｉｎ 注水比　○、Ｂｔ／に９ 凝固セル厚　ｄ＜４３ｍｍ（曲げ矯正点）得られた鋳片
の表面疵０．５％ 内部割れ０％ このときのロール径及びロールピッチを次に示す。

水平部主要 ロール径：　　３００−３２０ｍ＋ 主要ロールピッチ：２００〜４００朋 以上本発明を彎曲型連続鋳造機によって説明したが、公
知のように彎曲型連鋳機はフートロール７’−７１ｔ３
’ｆＪに配設し、かつピンチロールｉ”−よる矯正ゾー
ンを有するが、上述の円弧部を一括分離可能に設計する
ときは、一括交換によってサイズ鋼種の多様化に対応し
得て、その工業的効束は太きい。

実施例２ 第１円弧の１７ｈ　率半径３　ｍＲ１機高３１ｎｏ彎曲
ｔｖ１連続鋳造機で２５Ｃ）ｕ＋ｔＸ１０００ｍ＋ＷＸ
Ｌの鋳片を得た。諸元を次に示す。

鋳造速度　：　ｖ　＝　］、、　７　ｍ／＋ｎｉｎ注水
比　：　０．８　ｔ／Ｋｆ 曲げ矯正点の 凝固セル厚　：ａ＜、４３醋 比較例 諸元を次のように変えて２５０鰭ｔＸ１０００＋ｕＷｘ
■、の鋳片を得た。

Ｎ　直球−＜　　：ｖ＝０．７ｍ／ｒｎｉｎ　〜０．５
ｍ／ｍｉｎ注水比　：　１．８　ｔ／に９ 曲げ矯正点の 曲げ矯正に伴う欠陥発生率は次の通りであった。

表面疵　　内部割れ 大雄例（不発明法）０．５％　　　０％比較例　　　　
　　　　　２０％　　　３０％この発明は、以上述べた
ように構成し、かつ作用せしめるようにしたから、（１
）本体設備の軽量化、建家ｊ％さの低下等により、約２
０〜３０％の設備コスト減となる。（２）高速鋳造が可
能（１，７〜２．Ｏｔｎ／ｍｉｎ　）　　であることか
ら、妬生産性の連続調造機とすることができる。（３）
高温で連続鋳造を完了するから、熱延プロセスへ鋳片を
直接供給し得、加熱過程を省略でき、約１０〜２０万Ｋ
ｃａｌ／ｌ　　の省エネルギを達成でさる。（４）ロー
ヘッド化により彎曲部が短かくなり、装置の一括交換が
可能となり、設備の整備性が大幅に向上するとともに、
設備の信頼性を向上させることができる５（５）高品質
の鋳片を圧延プロセスに供給できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳片の凝固率と矯正型との間の関係を示す図、
第２図は鋳片コーナ部温度と凝固率の関係を示す図であ
る。 第７語 溪Ｉ今季（％） ７疑塵今率　（％） 手続補正書輸発） 昭和５７年ＩＯ月１８日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ｉ事件の表示　昭和５６年特許願第１５４８６０　　号
２発明の名称　−晶型連続鋳造機 ：３補正をする者　事件との関係　特許出願人性　所　
　東京都千代田区大手町２丁月６番３号名　称　　（６
６５）　　新日本製鐵株式会社代表者　武　１）　　豊 ４代　理　人 住　所　　東京都中央区日本橋３丁目３番３号５補正命
令の日付　昭和　　年　　月　　日（発送日）６補正に
より増加する発明の数 ７補正の対象　明細書の発明の詳細な説明の欄８補正の
内容 （１）明細書第４頁１６行「１．５％コをｒ　１．５　
Ｊに補正する。 （２）同　　第６頁８行「したり」を削除し、「割れの
Ｊを「割れが」に補正する。 （３）同　　第７頁６行「すると、」を「することによ
り、」（＝補正する。 （４）同　　第７頁９行「行なうことが可能であり」を
「行なうことを可能（二し」に補正する。 （５）同　　第８頁１７行「凝固率が」を「凝固率を」
に補正する。 （６）　　同　　第１２頁７行の次に、次の文を挿入す
る。 「この鋳片の曲げ矯正点の配置位置の下限値は全機長の
８％となる。 これは彎曲鋳型の曲率半径１．５ｍ以下の彎曲型連続鋳
造機は鋳型内における凝固殻が曲率半径１．５ｍ以下で
は溶鋼注入ノズル先端から溶鋼噴流イこよって破壊され
、ブレークアウトを起す原因となると云う理由によって
存在し得ないからである。 彎曲鋳型の曲率半径１．５　ｍとして彎曲鋳片の祷正終
了点はメンスカスから２．４ｍの位置であり、全機長を
４０ｍとしても６％であり、従って矯正点の下限値は６
％である。」 （７）同第１３頁１２行「３ｍ」をｒ　３．２　ｍ　Ｊ
に補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 彎曲型連鋳機において、鋳片の曲げ矯正部を全連鋳機長
   の３５％以内とすることを特徴とする鋼の彎曲型連続鋳
   造機