JPS5942587B2 - 異鋼種溶鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２つの異なった成分組成を有する鋼種溶鋼を
直接連結して鋳造する簡便で作業性に優れた異鋼種溶鋼
の連続鋳造方法に関するものである。

連続鋳造方法により異鋼種溶鋼を鋳造する場合には、通
常１つの鋼種溶鋼の連続鋳造（以下単に連鋳ど称すつを
終了した後、他鋼種溶鋼の連鋳を開始するには、再度の
連鋳準備作業を経て後の鋼種溶鋼が連鋳されていた。

しかじ連鋳の準備時間は通常６０〜９０分間を必要とす
るため、異鋼種溶鋼を通常の作業工程を経て鋳造すると
鋳造能率が大きく低下することは避けられなかった。

前記鋳造能率低下を避けるため、近時いくつかの異鋼種
溶鋼の連々鋳の技術が提案されており、その代表的方法
である特開昭５０−５７９２１号公報記載の発明によれ
ば、異鋼種鋳片を互に連結させる連結機能を連結材の形
状を所定形状となすことにより発揮させ、同時に異鋼種
溶鋼の相互間の混合を完全に遮断しようとするものであ
る。

しかしながら、この方法によれば使用される連続鋳造機
の種類により多少の相違はあるが連結材に負荷される引
張荷重は３０〜１００ ｔｏｎ にも及ぶため、連結材
を分割して用いるとしても分割片の重量は３０ｋｇを超
えるものとなって取扱いに不便であり、薫た後に連鋳し
た鋼種鋳片を引抜くためには、この鋳片下部に連結され
ている連結材およびこの連結材に連結されている前に連
鋳した鋼種鋳片を介して後に連鋳した鋼種鋳片に引抜力
を伝達するから、それぞれの鋼種鋳片端部を完全に凝固
させることが必要となり、このような凝固をさせるため
に処理時間を３〜ＩＯ分間長くしなければならないばか
りでなく、前記引抜力が伝達される異種鋼鋳片とその間
に介在する連結材との連結部において切欠効果によって
生ずる凝固殻破壊により連結部が破断し鋳造された溶鋼
が水冷鋳型から下方に流下するに至る危険性が極めて高
いという欠点がある。

本発明は、従来の異鋼種溶鋼の連続鋳造方法の有する前
記欠点を除去改善した方法を提供することを目的とし、
異鋼種溶鋼を連結鋳造する異鋼種溶鋼の連続鋳造方法に
おいて、ｌ゛つの鋼種溶鋼を鋳型内に鋳込んだ後、溶鋼
がほぼ上下方向に通過することのできる複数の空隙を有
する冷却材を凝固未了の前記溶鋼中に浸漬埋設し、冷却
材埋設後の前記溶鋼の表面が凝固しない間に他の１つの
鋼種溶鋼を鋳型内に鋳込むことを特徴とする異鋼種溶鋼
の連続鋳造方法によって前記目的を達成せんとするもの
である。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明によれば複数のはゾ上下方向に空隙を有する冷却
材を水冷鋳型内の、前に注入された鋼種溶鋼中に浸漬埋
設させることによって、後に注入される異なった鋼種溶
鋼が鋳型内において凝固に至るまでの溶鋼の流動をはゾ
垂直下向流となるように抑制することができ、この結果
冷却材を用いずに注入した場合に見られる後述の如き激
しい流動が抑制されて、前に注入された溶鋼と後に注入
される溶鋼との混合を最小限度に遮断することができる
。

すなわち本発明に用いる冷却材は異鋼種溶鋼相互の混合
を遮断することのできる冷却材である。

本発明において用いる冷却材は格子目状網目状、短冊目
状、三角目状、多角目状、円形目状、楕円形状、星形目
状、その他の何れか１種または２種以上の形状の空隙を
複数個有する冷却材であり、鋳型内の溶鋼中に平面的に
設置され、その上下面間の高さは鋳型内に注入される溶
鋼を前記冷却材の空隙をはり垂直な定向流となって通過
させるため４０朋以上とすることが好ましい。

また１つの空隙の壁と隣接する空隙の壁との厚さ、すな
わち冷却材の肉厚は、冷却材が溶鋼により溶解しない程
度の厚さが必要であり、実際には２〜２０朋程度が好ま
しい。

また本発明の冷却材の鋳型内容鋼中への浸漬埋設深さは
、先の注入溶鋼の凝固鋳片と後の注入溶鋼の凝固鋳片と
の間に冷却材使用による連結強度を確保するために深い
方が好ましいが余り深いと異鋼種溶鋼が相互に混合して
凝固した混合鋳片域が増加して、この部分を後で切捨て
なければならないため歩留が低下することとなる。

よって連結強度面から勘案して少なくとも５０朋位は埋
設することが有利である。

このような冷却材を用いることにより、それぞれの異鋼
種溶鋼の凝固鋳片間の連結は直接的凝固シェルによって
なされ、さらに冷却材を浸漬埋設した部分が優先的に冷
却凝固することと、冷却材を埋設した直後の凝固が未だ
完了していない前の溶鋼上の後の溶鋼が注入されると、
冷却材が存在するため後の溶鋼は冷却材の空隙部を下向
きに流れることとによって、冷却材を用いない時に後の
溶鋼の注入の際に生ずる様な乱流は、本発明によれば完
全に防止されるので、異鋼種溶鋼間の混合は最小限に遮
断される。

次に本発明を図面について説明する。

第１図は前に注入された鋼種Ａ溶鋼と後に注入された鋼
種Ｂ溶鋼と鋳型２内の前記鋼種Ａ、Ｂ溶鋼境界近傍に浸
漬埋設されている冷却材３とのそれぞれの配置を示す縦
断面図である。

第１図の配置に至る作業手順を説明すると、前に浸漬ノ
ズル１を経て注入鋳造された鋼種Ａ溶鋼の鋳造を終了し
た直後、本発明による多数の空隙を有する冷却材３（上
下方向の高さをＤで示す）を鋼種Ａ溶鋼の上部液面レベ
ルＬ −Ｌ’線４よりある深さＨだげ浸漬埋設する。

次に鋼種Ａ溶鋼の上部液面レベルＬ−Ｌ’において溶鋼
が凝固しない間に異なった鋼種Ｂ溶鋼を注ぎ足して連鋳
を再開する。

かくすることによって異鋼種Ａ、Ｂ鋳片が互に連結され
るに至るまでの経過をさらに第１図について説明する。

鋼種Ａ溶鋼の鋳造終了後には固相５まて）凝固している
。

しかる後に冷却材３をレベルＬ −Ｌ７線４以下Ｈの深
さに浸漬した瞬間から以降には冷却材３の空隙中に侵入
した鋼種Ａ溶鋼及び同冷却材周辺の鋼種Ａ溶鋼が冷却さ
れ始め、冷却材３の浸漬埋設から約２分後に行われる異
鋼種Ｂ溶鋼の注入再開までに、固相６へと凝固が成長す
る。

鋼種Ｂ溶鋼が注入されて引抜きが再開されるとき、前記
レベルＬ−Ｌ’線４と冷却材３の上端線との間、すなわ
ちレベルＬ−Ｌ′線４から深さＨの間の固相６゜７の境
界部の連結強さによって最小限度の連結が保持される。

さらに時間が経過すると鋳型内の全断面積において、よ
り高い連結機能が得られるようになる。

一方鋳片を引抜くとき生ずる引抜抵抗は鋼種Ｂが注入さ
れ始めてからの時間の経過と共に増加し。

定性的には第２図に示す如き引抜抵抗と経過時間との関
係になるものと考えられる。

次に異鋼種溶鋼間の混合が冷却材を用いるどとにより最
小限度に遮断されて極めて慢右こ雨具鋼種が分離される
本発明による分離機能とその効果について説明する。

本発明者等の研究によれば、一般に鋼の連続鋳造に使用
されるスラブ連鋳用浸漬ノズルを経て異鋼種溶鋼を何等
の処置を施すことなく継続して連鋳した場合には、第３
図に示すように浸漬ノズル１を経て注入される溶鋼は、
直線矢印の方向の主流と曲線矢印の方向の２次流とぐこ
なって凝固するまでの間流動するため、異鋼種溶鋼間で
混合が行われ、また凝固収縮ｔこよる吸引が行わわ、さ
らｅこバルジングぐこよる吸引が行われ、その他溶鋼の
拡散、温度差ぐこ起因する対流も生じ、結果的ｅこ鋳型
内液面から５〜８ｍの深さｅこ至るまで異鋼種溶鋼間の
混合が波及することが判明している。

前記混合作用ｅこ最も犬ぎく影響する要因は浸漬ノズル
を用いることぐこより必然的ｅこ生ずる溶鋼の流動エネ
ルギーパターンｅこあることは言うまでもない。

しかし７本発明ぐこまれば、異鋼種Ａ、Ｂ溶鋼間の混合
を遮断するため、先ず冷却材を鋼種Ａ溶鋼の上部液相中
ｅこ浸漬埋設し、積極的ｅこ冷却材周辺の溶鋼を冷却し
て鋼種Ａの固相を生ぜしめることぐこより異鋼種Ｂ溶鋼
との混合を遮断し、さらに前記冷却材を埋設した後鋼種
Ｂ溶鋼の注入再開までの時間が短い場合ぐこおいても、
第３図ｅこついて説明した如くノズルから注入される溶
鋼が鋳型内で１次流および２次流となっての激しい流動
を第４図ｒこ示す如き冷却材の空隙を通過する下向平行
分散流ｅこ変換させることができ、前記異鋼種溶鋼間の
混合を極めて良好ｅこ遮断することができる。

第４図において冷却材３の埋設ｅこよって破線で示すノ
ズル１ｆこよる本来的流動が抑制されて、実線矢印で示
すほぼ下向平行分散流を生ぜしめることができる。

ところで、本発明の研究ｅこおいて前記本発明の冷却材
を用いることｅこより生ずると同様の効果を期待して、
第５図に斜視図として示す如き混合遮断を目的とする板
状冷却材を埋設した所、次の２点で不都合のあることが
判明しムこの板状冷却材ｅこよれば、その下面に空気層
を伴い、溶鋼中で水平を保持することが困難であること
、及び前記冷却材の板厚ｔが不足した場合にはその直下
の収縮孔形成時ｅこ発生する負圧のため溶解破断が生じ
て深さｌｒｎ以上の異鋼種溶鋼間の混合帯を生ずるとい
う欠点のあることを知見した。

本発明の数種の冷却材を第６図ａ、ｂ、ｃ、ｄ。

ｅ、ｆ、ｇｒこ示す。

同図ａ＊ｂｅｃ、ｅはそれぞれ平面図であり、ｄはｃＶ
こ示す冷却材の、ｆ、ｇはｅに示す冷却材の立面図であ
る。

同図ａ ｔ ｂに示す冷却材は格子状の空隙を有し、使
用にあたって一体物として、あるいはそれらを重ね合せ
て用いることができる。

同図ｃ 、 ｄｒこ示す冷却材は網目状空隙を有し、例
えばメタルラスを重ねて冷却材として用いることができ
る。

同図ｅ ＊ ｆ ｖ ｇは円形状の穴を明けた鋼板を所
定間隔離してそれぞれの鋼板をウェブをもって連結した
冷却材である。

なお円形状の穴のをキか多角形、楕円形、星形の空隙を
形成することもできる。

次ｅこ本発明を実施例ｅこついて説明する。

実施例 第１ストランドと第２ストランドを有する連鋳機を用い
て、第１表ぐこ成分組成を示す鋼種Ａ及びＢの２種の溶
鋼を本発明ｅこよって連続的に鋳造した。

なお冷却材としては第７図に斜視図として示す冷却材を
用いた。

第２表ぐこその結果を示す。なお第２表中の冷却材の諸
元の記号は第１図中の記号と対応するものである。

なお第２表の冷却材は重量が３０ｋｇ以上であるため、
２つｅこ分割して使用した。

また冷却材の埋設深さＨ（第１図中のＨｒこ対応する〕
を約１５ＯＮ１１１７こ保持するためと、鋳型内シェル
の中心部ｅこ位置を合わせるため第８図ぐこ示す如き姿
勢制御治具８を冷却材２ぐこ装着した。

本実施例における溶鋼の混合状況を調達するため、異鋼
種同士の連結境界段注線を基線として鋳片引抜き方向す
なわち鋼種Ａ側Ｅ １０００ｍｍ、引抜き方向と逆方向
すなわち鋼種Ｂ側ｔこ６００ｍｍの鋳片サンプルを切出
し、鋳片幅の中心線で２分割し、さらに鋳片厚さの中心
線上でドリルサンプルを採取して成分分析を行った結果
の１例を第９図に示す。

同図より第１ストランドは冷却材の下面直下より混合が
遮断されており（段注線より３００ｍｍ）、第２ストラ
ンド冷却材下面より４５０ｍ１１Ｌ（段注線より７００
ｍｍ）で遮断されていることが判明し 自然混合の５〜
８ｍｆこ比較すればはゾ１／１０ｒこ軽減されていた。

また連結部の強度ｅこついても同等問題がなく、連結部
に亀裂は見られなかった。

以上本発明によれば、比較的軽量の冷却材を用いて安全
、迅速かつ確実ぐこ異鋼種溶鋼の混合を遮断することが
でき、異鋼種鋳片の連結をも確実ぐこ行うことができる
。

なお本発明によれば異鋼種溶鋼の連続鋳造の他ｅこ、同
時ｅこ幅を変更することを組合せて異鋼種溶鋼の連続鋳
造を行うことも極めて簡単であり、全所要時間３分以内
で処理を完了することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ｅこよる冷却材を用いた場合の水冷鋳型
内異鋼種ならびに冷却材の縦断面を示す説明図、第２図
は鋳片を引抜くときｅこ生ずる引抜抵抗と後の鋼種Ｂ溶
鋼が注入され始めてからの経過時間との関係を示す図、
第３図は冷却材を使用しない場合の水冷鋳型内溶鋼の流
動状態を示す縦断面説明図、第４図は本発明の冷却材を
使用した場合の水冷鋳型内溶鋼の流動状態を示す縦断面
説明図、第５図は板状冷却材の斜視図、第６図ａ。 ｂ＋ｃｔｅはそれぞれ異なる本発明の冷却材の平面図、
ｄはＣの冷却材の立面図、ｆ、 ｇはそれぞれｅの縦
と横方向から見た冷却材の立面図、第７図は本発明の１
種の格子冷却材の斜視図、第８図は姿勢制御治具が装着
された本発明の１つの冷却材の斜視図、第９図は本発明
による異鋼種溶鋼の混合状況を示す図である。 Ａ・・・・・・先ぐこ注入された溶鋼、Ｂ・・・・・・
後ｅこ注入された溶鐵 １・・・・・・浸漬ノズル、２
・・・・・・鋳型、計・・・・・冷却材、Ｄ・・・・・
・冷却材の上下方向の高さ、４・・・・・・液面レベル
、Ｈ・・・・・・冷却材の液面レベル以下の深さ、５，
６．７・・・・・・固相、８・・・・・・姿勢制御治具
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 異鋼種溶鋼を連続鋳造する異鋼種溶鋼の連続鋳造方
   法において、１つの鋼種溶鋼を鋳型内に鋳込んだ後、溶
   鋼がほぼ上下方向に通過することのできる複数の空隙を
   有する冷却材を凝固未了の前記溶鋼中に浸漬埋設し、冷
   却材埋設後の前記溶鋼の表面が凝固しない間に他の１つ
   の鋼種溶鋼を鋳込むことを特徴とする異鋼種溶鋼の連続
   鋳造方法。