JPS6027453A - 水平連続鋳片の表面欠陥の発生防止方法および装置 - 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、水平連続鋳片の表面欠陥の発生防止方法お
よび装置に関するものである。

近年、タンディツシュの側壁下部の開口に水平に取り付
けられたモールドから、タンディツシュ内に収容した溶
鋼の鋳片を、水平方向に１間欠的にかつ連続的に引き抜
くことからなる。鋳片の水平連続鋳造法が実用化されつ
つある。

上述の水平連続鋳造法を、第１図を参照しながら説明す
る。第１図において、１は取鍋（図示せず）からの溶鋼
を収容するためのタンディツシュ。

２はモールドである。モールド２はタンディツシュｌの
側壁下部に形成された開口昆に、フィードノズル３およ
びブレークリング４を介して水平に取り付けられている
。モールド２は、その壁内に形成された通路２人を流れ
る冷却水によって冷却される。５は鋳片６をモールド２
から、水平方向に。

間欠的にかつ連続的に引き抜くためのピンチロール、７
は鋳片６をガイドするためのガイドロールである。

タンディツシュ１内の溶鋼が、フィードノズル３および
プレークリング４を通ってモールド２内に流入すると、
モールド２の内面近傍の溶鋼は。

冷却される結果、凝固して、凝固シェル６′となる。

外周部に凝固シェル６′が形成され、内部が未凝固状態
の鋳片６は、各々引抜きおよび押戻しからなる複数回の
サイクルによって、モールド２から水平方向に１間欠的
にかつ連続的に引き抜れる。かくして、鋳片６が連続的
に鋳造される。

上述した鋳片６の引抜きおよび押戻しからなるサイクル
の一例を、第２図に示す。第２図において、横軸は時間
を示し、縦軸はその０点から上方が鋳片６の引抜き速度
を、そして、前記０点から下方が鋳片６の押戻しにより
鋳片６に加わる圧縮力をそれぞれ示す。

鋳片６をモールド２から水平方向に１間欠的にかつ連続
的に引き抜く際の、モールド２内における。鋳片６の凝
固シェルの形成状態の部分断面図を、第３図（Ａ）およ
び（Ｂ）に示す。第３図（Ａ）は、鋳片の引抜きおよび
押戻しからなるｌサイクルのうちの、引抜き中における
凝固シェル６′の形成状態の部分断面図であり、そして
、第３図（Ｂ）は、前記１ザイクルが終了したときの、
凝固シェル６′の形成状態の部分断面図である。外周部
に凝固シェル６′が形成された鋳片６は、前記１サイク
ルが終了するまで、所定引抜き速度で、所定時間、水平
方向に、連続的に引き抜れた後、所定圧縮力で、前記引
抜き方向と反対方向に、所定時間押し戻される。

これによって、前記ｌサイクルが終了した後、冷却によ
る収縮力によシ、凝固シェル６′が破断することを防止
している。

凝固シェル６′が形成された鋳片６は、上述した動作が
繰り返し行われることによって、モールド２から水平方
向に１間欠的にかつ連続的に引き抜れＺが、各々引抜き
および押戻しから力る複数回のサイクルによって形成さ
れる凝固シェル６′の境界部分には、コールドシャット
と称される不完全な溶着部分が形成される。

コールドシャットは１次の理由によって生じる。

即ち、第３図（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、引
抜きおよび押戻しからなる１サイクルが終了することに
よって形成される凝固シェル６′は、モールド２側だけ
でなく、プレークリング４側および前サイクルですでに
形成された凝固シェル６′側の３方向から冷却されて、
凝固はこれらの箇所から各々開始する。そして、凝固シ
ェル６′の、前記凝固シェル６″と接触した部分の組織
は、凝固シェル６″のデンドライトに背を向けて成長す
る。このために、凝固シェル６′と６Ｎとの境界部分の
組織は不連続となって、前記境界部分にコールドシャッ
トが生じる。

コールドシャントは、これが鋳造の際に完全に圧着され
れば問題にはならないが、完全に圧着されないと、冷却
による収縮によって、コールドシャットに割れが生じる
。前記割れは、鋳片６の表面欠陥となって、鋳片６を素
材とする製品の品質を著しく低下させる。

コールドシャットに生じる割れを防止する方法として、
鋳片６の引抜きおよび押戻しからなるサイクルを高くシ
、これによって、コールドシャット部分の凝固シェルの
組織の成長を押えるとともに、コールドシャット部分の
凝固ンエルの温度を高温に維持して、コールドシャット
を完全に圧着する方法が考えられる。

しかし、前記サイクルを高くすることは、高度な制御技
術が要求されるので容易には行えない。

たとえ、前記制御が十分に行えたにじても、鋳片６が角
ビレットの場合には、角ビレットのコーナ一部は他の部
分より過冷却されるので、前述した割れを完全に防止す
ることはできない。

なお、前述した引抜きおよび押戻しからなる鋳造方法に
おいても、押戻しによってコールドシャットが圧着され
る。しかし、押戻しによって鋳片６に過大な圧縮力が加
わると凝固シェル６′が座屈してブレークアウト事故に
至る。

従って、従来、水平連続鋳片の表面に生じた欠陥は、ホ
ットスカーフ等の手段によって除去していたが、これは
きわめて時間と手間がかかる。

本願発明者等は、上述した問題点を解決すべく鋭意研究
を重ねた。この結果、次のような知見を得た。

（１）凝固シェルを圧下すれば、凝固シェルに生じたコ
ールドシャットを圧着することができる。

（２）前記圧下方法として、圧延ロールによる方法が考
えられるが、この方法によれば圧下刃は、鋳片内の未凝
固部分に拡散するので、凝固シェルに形成されたコール
ドシャットを圧着することはできない。しかし、０．５
〜３．５馴φの鋼製のショット玉を凝固シェルに衝突さ
せれば、衝突により凝固シェルに付与される圧下刃は、
未凝固部分に拡散シないので、コールドシャットを圧着
することができる。

この発明は、上述のような知見に基づきなされたもので
あって。

溶鋼を収容したタンディツシュの側壁下部の開口に取り
付けられたフィードノズルに、ブレークリングを介して
水平に取り付けられたモールドから、各々引抜きおよび
押戻しからなる複数回のサイクルによって、前記溶鋼の
鋳片を、水平方向に間欠的にかつ連続的に引き抜いた後
、前記鋳片を今←〈所定温度に冷却し、かくして得られ
た水平連続鋳片の表面に発生する欠陥を防止する方法お
よび装置でおいて、前記所定温度に冷却した鋳片の温度
を、復熱作用によって所定温度に上昇させ。

次いで、前記所定温度に上昇した前記鋳片にショット玉
を連続的に衝突させ、さらに必要に応じて。

前記モールドから引き抜れてからショット玉が前記鋳片
に投射される寸での間の、前記鋳片の周囲の雰囲気を非
酸化雰囲気とすることに特徴を有する。

この発明の一実施態様を図面ｒ参照しながら説明する。

第４図は、この発明の一実施態様を示す断面図。

第５図は、第４図のＡ−Ａ線断面図である。第４図およ
び第５図において、１はタンディツシュ、２はタンディ
ツシュ１の側壁下部に形成された開口ＩＡに、フィード
ノズル３およびプレークリング４を介して水平に取り伺
けられたモールドである。

モールド２は、その壁内に形成された通路２Ａを流れる
冷却水によって冷却される。８はモールド２の下流側に
、モールド２と隣接して設置された冷却用スプレー、９
は冷却用スプレー８の下流側に。

冷却用スプレー８と隣接して、鋳片６を囲むように設け
た断熱カバーである。断熱カバー９の内側には側火煉瓦
（図示せず）が貼り付けられている。

そして、１０Ａ〜ＩＯＤは断熱カバー９の下流側に。

前記断熱カバー９と隣接して、鋳片６を取り囲むように
設けたショット玉投射機である。前記投射機１０Ａ　−
１０Ｄのうち、投射機］、ＯＡおよびＩＯＢは。

鋳片６の幅方向中央上部に、鋳片６の長手方向に所定間
隔をあけて設置されて、いて、投射機１０ＡおよびＩＯ
Ｈの各々は、鋳片６の上面の一方にショット玉１１を投
射する。投射機ＩＯＣおよびＩＯＤは。

鋳片６の下部に、鋳片６の下面と対向するようにそれぞ
れ設置されていて、投射器１０Ａおよび］、ＯＢの各々
は鋳片６の下面の一方にショット玉１１を投射する。

ショット玉投射機１０Ａ〜ＩＯＤの各々は、第６図に示
されるような構造になっている。即ち、第６図において
−１２は垂直円板、１３は垂直円板１２の一方の面に放
射状に固定したインペラー、１４は垂直円板上２および
インペラー１３をカバーするケーシングであわ、ケーシ
ング］４の外周壁の一部には投射ロユ４Ａが形成されて
いて、ケーシング１４の一方の垂直側壁の中央部には、
流量調整バルプエ６を有するショット玉供給管］５の先
端が接続されている。そして、１７は垂直円板１２を回
転させるためのモータである。

ショット玉１１が、ショット玉供給管１６からインペラ
ー１３の回転中心部に供給されると、高速回転している
インペラー１３は、ンヨット玉工１を投射口１４Ａから
鋳片６の方向に高速で飛ばす。

ショット玉投射機１０Ａ　−１０Ｄは、鋳片６を囲むよ
うに設置されたケーシング１８に取り付けられている。

ケーシング１８の底壁には排出口１８Ａが形成されてい
て、各ショット玉投射磯１０Ａ〜ＩＯＤから投射された
ショット玉１１は、鋳片６に衝突した後、前記排出口１
８Ａからケーシング１８の外部に排出されて、再び各シ
ョット玉供給管１５に供給される。ショット玉１１は、
鋼製でその直径は０．５〜３．５Ｍ程度のものを用いる
。

タンディツシュｌ内の溶鋼が、フィードノズル３および
ブレークリング４を通ってモールド２内に流入すると、
モールド２の内面近傍の溶鋼は。

冷却される結果、凝固して、凝固シェル６′となる。

外周部に凝固シェル６′が形成され、内部が未凝固状態
の鋳片６は、各々引抜きおよび押戻しがら々る複数回の
サイクルによって、モールド２がら水平方向に、間欠的
にかつ連続的に引き抜れる。この後、鋳片６は、冷却用
スプレー８によって冷却された後、断熱カバー９内を通
過する。鋳片６の凝固シェル６′の温度は、冷却スプレ
ー８がらの冷却水によって降下するが、鋳片６が断熱カ
バー９内を通過する過程で復熱作用によって、凝固シェ
ル６′の温度は上昇する。次いで、鋳片６の凝固シェル
６′に、ショット玉投射機１０Ａ〜ＩＯＤがらのショッ
ト玉１１が連続的に投射される。これによって、凝固シ
ェル６′に生じたコールド／キットは完全に圧着される
。

凝固ンエル６′の温度を復熱によって上昇させるのは、
冷却用スプレー８からの冷却水によって。

温度が低下した凝固シェル６′にショット玉１１を衝突
させても、コールドシャツ）−８分が十分に圧着されな
いからである。

前記復熱によるコールドシャットの圧着効果を調べるた
めに、１辺の長さが１１５　ｍｍの角鋳片を２．０ｍ／
ｍｉｎ　の引抜き速度で、モールドから水平方向に１間
欠的かつ連続的に引き抜いたときの、鋳片表面の温度推
移を調べた。この結果ｆ：第７図に示す。鋳片の表面温
度は、モールドを出た後。

冷却用スプレーによってさらに降下するが、この後の復
熱によって急激に上昇している。従っ゛て。

この直後、鋳片表面にショット玉を投射すれば。

鋳片表面が十分に高くなっているので、ゴールドシャ−
ットを完全に圧着することができる。

コールドシャット部分に生じた割れの面が酸化すると、
コールドシャット部分にショット玉を投射しても、コー
ルドシャット部分を完全に圧着することかできない。こ
の問題を解決するには、モールドから引き抜れてから、
ショット玉１１が鋳片６に投射されるまでの間の鋳片６
の周囲の雰囲気を非酸化雰囲気に維持ずれば良い。

前記、非酸化雰囲気に維持するには次のようにする。即
ち、第８図に示されるように、モールド２と断熱カバー
９との間の鋳片６の周囲にカバー１９を設置する。そし
て、カバー１９．断熱カバー９およびケーシング１８内
に、窒素またはアルゴン等の不活性ガスを、ガス供給管
２０から供給する。これによって、モールド２から引き
抜れてから、ショット玉１１が鋳片６に投射されるまで
の間の鋳片６の周囲の雰囲気が非酸化雰囲気に維持でき
る。前記非酸化雰囲気に残存する酵素量は。

常時、酸素量検出器２１によって検出し、検出した酸素
量に基づき所定酸素量となるように、ガス供給管２０か
ら不活性ガスを所定量供給する。

次に、この発明の実施例について説明する。

前述した表面欠陥の防止装置を第４図に示したように、
冷却水用スプレー８の下流側に、前記スプレー８に隣接
させて設置して、１辺の長さが１１５ｒＭｎの角鋳片６
を２．　Ｑ　ｍ／ｍｉｎ　の引抜き速度で、モールド２
から水平方向に１間欠的にかつ連続的に引き抜いた。そ
して、断熱カバー９内で。

復熱作用によって１２７５℃程度に温度上昇した鋳片６
の表面に、各ショット玉投射機１０Ａ〜ＩＯＤから、直
径１．４　’＋ｎｍφの鋼製のショット玉１１を。

７０　ｍ　／ｓｅｃの速度で連続的に投射した。

このようにして得た鋳片の表面を観察したところ、鋳片
表面に若干の割れが認められた。しかし。

前記割れは実用上全く支障のない程度の軽微のものであ
った。

前記割れの発生原因は、モールドから引き抜れた鋳片の
表面が酸化して、コールドシャット部分に生じた割れが
、ショット玉を衝突させても完全に圧着されなかったこ
とにあった。

ギこで、第８図に示したように、モールド２と断熱カバ
ー９との間に鋳片６を囲むようにカバー１９を設置し、
カバー１９、断熱カバー９およびケーシング１８内に、
ガス供給管２Ｑからアルゴンガスを供給して、モールド
２から引き抜れてからショット玉１１が鋳片６に投射さ
れるまでの間の鋳片６の周囲の雰囲気中の残存酸素量を
０．５％に維持した。これ以外は、上述した場合と全く
同じ条件で鋳片６を鋳造した。

このようにして得た鋳片の表面を観察したところ、鋳片
表面には全く割れは認められなかった。

以上説明したように、この発明によれば１表面欠陥のな
い品質の優れた鋳片を得ることができるといったきわめ
て有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の水平連続鋳造法の説明図、第２１スは
、鋳片をモールドから水平方向に、間欠的にかつ連続的
に引き抜くだめの、引抜きおよび押戻しからなる従来の
ザイクルの一例を示す説明図。 第３図（Ａ）および（Ｂ）は、モールド内の凝固シェル
の形成状態を示す部分断面図、第４図は、この発明の一
実施態様を示す断面図、第５図は、第４図のＡ−ＡＭ断
面図、第６図は、ショット玉投射機の部分断面図、第７
図は、鋳片表面の温度推移を示す図、第８図は、この発
明の他の実施態様を示す断面図である。図面において。 １°・°タンディツシュ　ＩＡ・・・開口２・・モール
ド　２Ａ・・・通路 ３・・・フィードノズル　４・・・ブレークリング５・
・・ピンチロール　６・・・鋳片 ６′・・・凝固シェル　７・・・ガイドロール８・・・
冷却用スプレー　９・・・断熱カバｒ１０Ａ〜ＩＯＤ・
・ショット玉投射機１１・・・ンヨソト玉１２・・垂直
円板　１３・・・インペラー１４・・・ケーシング　１
４′・・・投射口１５　・モータ　１６・・・ショット
玉供給管１７・・ケーシング　１７’・・排出口１８・
・・流量調整バルブ　１９・カバー２０・・ガス供給管
　２１・・・酸素量検出器出願人　日本鋼管株式会社 代理人　醐　谷　奈津夫（他２逮） 第１図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、Ｍ鋼を収容したタンデインンユの側壁下部の開
   口に取り付けられたフィードノズルに、ブレークリング
   を介して水平に取り伺けられたモールドから、各々引抜
   きおよび押戻しからなる複数回のザイクルによって、前
   記溶鋼の鋳片を、水平方向に間欠的にかつ連続的に引き
   抜いた後、前記鋳片を所定温度に冷却し、かくして得ら
   れた水平連続鋳片の表面に発生する欠陥を防止する方法
   において、前記所定温度に冷却した鋳片の温度を復熱作
   用によって所定温度に上昇させ１次いで、前記所定温度
   に上昇した前記鋳片にショット玉を連続的に衝突させ、
   これによって、前記鋳片の凝固シェルに生じたコールド
   シャットを圧着することを特徴とする。水平連続鋳片の
   表面欠陥の発生防止方法。
2. （２）前記モールドから引き抜れてから、前記ショット
   玉が前記鋳片に投射されるまでの間の、前記鋳片周囲の
   雰囲気を非酸化雰囲気にしたことに特徴を有する。上記
   特許請求の範囲第１項記載の。 水平連続鋳片の表面欠陥の発生防止方法。
3. （３）　水平連続鋳造装置における鋳片冷却用スプレー
   の下流側に、前記スプレーと隣接して設置した復熱用断
   熱カバーと、前記断熱カバーの下流側に、前記断熱カバ
   ーと隣接して設置した、前記断熱カバー内で復熱作用に
   よって温度上昇した鋳片にショット玉を投射するだめの
   ショット玉投射機とから構成されることを特徴とする。 水平連続鋳片の表面欠陥の発生防止装置。
4. （４）前記冷却用スプレー、前記断熱カバーおよび前記
   ショット玉投射機が設置されている鋳片周囲の雰囲気を
   非酸化雰囲気としたことに特徴を有する。上記特許請求
   の範囲第３項記載の、水平連続鋳片の表面欠陥の発生防
   止装置。