JPS603900B2 - 連続鋳造における鋳込開始時の鋳造速度制御法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鰭片引抜速度を連続的に変更することによ
り、銭込開始時期における操業の安定化を図った、溶融
金属（好ましくは銅）の連続鋳造における銭込開始時の
鋳造速度制御法に関するものである。

たとえば連続鋳造機による鋼の連続鋳造においては、銭
片品質を確保するために鏡片内のクレータェンドが所定
位置を保持するようにタンディシュ溶鋼流量を制御して
、定常速度で銭片引抜を行なっているが、その銭込開始
時においては、ダミーバーヘッドを鋳型内に装入して、
前記鋳型に溶湯をタンディシュからノズルを介して注入
する一方、前記ダミーバーヘッドの引抜を開始して前記
ダミーバーヘッドが前記鋳型の下端から外部に出るたで
にその引抜速度を前記定常速度に至らしめるために、前
記引抜速度を、第１図に銭込開始時夕における銭片引抜
速度と時間との関係を表わした図で示されるように、段
階的に増加させて定常速度に至らしめるように制御して
いた。

このため従来は、鋳型内の溶鋼湯面が、タンディシュ溶
鋼流量制御系の応答遅れによって段階的引抜速度増加に
伴なつて上下し、この結果、■傷面に敷かれたパウダー
が巻き込まれる。

■銭片のブレークアウトが起る。■ダミーバーヘツドと
鋳型内壁面との間のシール洩れが起る。■疑固シェルが
片寄って形成される（片引き）。等の不都合が生じ、安
定操業、鏡片表面品質の点で問題があつた。そこで本発
明者等は、以上のような問題を解消すべく、鋳型への溶
湯注入開始時点から、ダミーバーヘッドの頂点が鋳型下
端を通過する時点までの鏡片引抜に際して、■、ダミー
バーヘッドの鋳型内滞留時間としては、銭片引抜に際し
ての初期港鋼洩れ（鏡片とダミーバーヘッドとの接合部
の剥離）を防止するために必要な最小鋳型内滞留時間を
確保すればよいこと。

＠、夕ンディシュ溶鋼流量制御系の応答遅れは急激な鏡
片引抜速度の変化によって必然的に起こるものであるか
ら、鏡片引抜を、所定の加速度を維持しながら行なって
、急激な速度変化を抑えるようにすれば、前記応答遅れ
を減少させることができること。

■、前記応答遅れの減少によって、鋳型内溶鋼湯面の上
下変動は抑えられること。

目、前記所定加速度としては、鋳型への落陽注入開始後
鏡片の引抜開始から、使用ノズルの条件、鋳型の条件等
によって求められる所定時間経過時に初期ノズル詰りを
抑えられる錆片引抜速度が得られ、また、前記最小鋳型
内滞留時間を確保した時点で定常錆片引抜速度が得られ
る加速度であればよいこと。

に着目し、研究を行なった結果、第２図に銭込開始時に
おける鏡片引抜速度と時間との関係を表わした図で示さ
れるように、連続鋳造における溶傷注入開始時点からダ
ミーバーヘッドの頂点が鋳造機の鋳型下端を通過するま
での鏡片引抜に際して、前記加速度を、熔湯注入開始後
銭片の引抜開始から所定時間経過時に初期ノズル語りの
発生しない最小速度になるような第１加速度と、前記所
定時間経過後は前記最小鋳型内滞留時間を確保した時点
で定常鏡片引抜速度に達するような第２加速度とに分け
て構成すれば、操業に支障なく鋳型内湯面の上下変動を
抑えることができ、したがつて、安定操業、表面品質な
どの銭片品費の向上が図れるという知見を得たのである
。

この発明は上記知見に基きなされたもので、溶融金属の
連続鋳造における溶傷注入開始時点からダミーバーヘツ
ドの頂点が鋳造下端を通過するまでの時点の銭片引抜に
際して、加速度変更点速度Ｖｃが下記‘１１式ｖｃ＝ｋ
・々廓・竹・（い／２）２・ム・■‐１，Ｒ．１０‐２
〔伽／Ｓｅｃ〕……｛１｝〔ただし上記｛１｝式におい
て、 ｋ：タンディシュノズルの溶融金属流出係数ｈ：タンデ
ィシュ内溶融金属高さ（抑）Ｌｏ：タンディシュノズル
蚤（弧） れ：溶融金属密度（ｇ／の） の：鍵片の単位重量（ｇ／肌） Ｒ：特性値（％）、以下同じ〕を満足する速度になるま
で、銭片引抜速度を、鋳造機の熔融金属流量制御系の応
答性によって定まる、鋳型内の溶融金属傷面に変動を生
じさせない加速度Ｑ，（第１加速度）で、初速零から昇
遠し、ついで前記鏡片引抜速度がＶｃに達したら、前記
銭片引抜速度を、下記■式Ｑ２≦２差三−帯声２‐‐【
２｝ 〔ただし、上記■式において、 Ｑ２：加速度 〆：ダミーバーヘッドの頂点から鋳造機の鋳型下端まで
の高さ（弧）ら：加速度変更点速度Ｖｃにするまでに要
した、加速度Ｑ．での加速時間（ｓｅｃ）「ｔｏ＝Ｖｃ
・Ｑ−１Ｔｏ：初期熔融金属洩れを防止するために必要
な、ダミーバーヘッドの最４・鋳型内滞留時間（ｓｅｃ
）〕で定まる加速度Ｑ２（第２加速度）で昇遠して定常
速度Ｖｏに至らしめることに特徴を有する。

なお、上記ｍ式は、次式ｖ＝ｋ・ノ２ｇｈ
【４｝Ａニ汀，（Ｌ。

／２）２ …‘５｝ＷｍａＸ＝ｋ・ノ
なす・汀・（Ｌ。／２）２・仏．・・｛６’〔ただし上
記‘４），■，■式において ｖ：タンディシュノズルの溶融金属流出速度（肌／Ｓｅ
ｃ）Ａ：タンディシュノズルの断面積（流） Ｗｍａｘ：タンディシュノズルの溶融金属最大流出量（
ｇ／ｓｅｃ）〕にもとづいて、タンディシュノズルに初
期ノズル語りが発生しないためには、鋳型内銭片を速度
Ｖｃで単位時間にＶｃ・のの量だけ引抜いて、溶融金属
高さｈのタンディシュノズルから単位時間に流出し得る
溶融金属量Ｗｍ柵・Ｒ （１０‐２）だけ、タンディシュノズルから流出させる
、すなわちＶｃ・のｉＷｍａＸ・Ｒ（１０‐２）として
求めた。

また、上記‘２｝式は、銭片引抜速度を、第１加速度Ｑ
，で初速零から時間ｔｏだけ昇遠して加速度変更点速度
Ｖｃとし、次いで第２加速度Ｑ２で速度Ｖｃから時間（
Ｔｏ−ｔｏ）だけ昇遠して定常速度Ｖｏとしたときに、
初期溶融金属洩れを防止するために必要な、ダミーバー
ヘッドの最小鋳型内滞留時間Ｔｏを、ダミーバーヘッド
の頂点が鋳型内下端に達するまでに確保できるためには
、鋳型内鏡片の移動距離・′２Ｑ．ｔ。

２十裏Ｑ２（Ｔ。

−ｔ。〉２が、ダミ−バーヘッドの頂点と鋳型下端との
間の距離夕より大きくてはいけない、すなわち夕≧裏Ｑ
．ｔ。２十裏Ｑ２（Ｔｏ−ｔｏ）２として求めた。

また、前記鏡片の単位重量は、鏡片の長さ方向の単位長
さ当りの重量を表わしている。

この発明においては、熔湯の注入開示後鏡片引抜開始か
ら、銭片引抜速度を第１加速度Ｑ，で時間ｔｏだけ昇遠
して、初期ノズル詰りを発生しない速度Ｖｃとするが、
この第１加速度Ｑ．は、引抜速度を初速零から走加速度
で増速しながら鏡片を引抜くに際し、鋳型内の溶融金属
傷面に変動を生じさせないで銭片を引抜けるような加速
度であって、鋳造機の溶融金属流量制御系の応答性によ
って定まる。

また、銭片引抜速度がＶｃに達したのちは、銭片引抜速
度を第２加速度Ｑ２で時間Ｔｏ−ｔ。だけ昇速して、鋳
型下端に達するまでに定常速度Ｖｏとするが、この時間
Ｌは、初期溶融金属洩れを防止するために、ダミーバー
ヘッドの頂点が鋳型下端に達するまでに、ダミーバーヘ
ッドに確保されなければならない時間であって、鋳造条
件によって定まる。第２加速度Ｑ２は、時間Ｔｏ−ｔｏ
で、銭片引抜速度をＶｃから定常速度Ｖｏに昇速するた
めに必要な加速度であり、■式から定まる。一方、前記
Ｒは、ノズル形状及び材質で決定される。

すなわちその吐出角度その他の形状変化、熱伝導率又は
表面あらさを決定する原料成形条件で決定される（ノズ
ル最大流出量を１００％とする）。さらに、前記Ｔｏは
、銭片断面積で決定されるものであり、以下のようにし
て求めた第２加速度Ｑ２の導入式中に一例として２０秒
を代入すると、夕≧裏Ｑ．ｔ。

２十裏Ｑ２（２０−ｔｏ）２／．２夕２Ｑ．ｔ。

２十Ｑ２（２０−ｔ。

）２／．夕−Ｑ．ｔ。２ＺＱ２（２０−ｔ。

）２．・．２ ＳクーＱ，ｔ。２／（２０一ｔ。

）２ となる。ついでこの発明の実施例について説明す
る。〔実施例 １〕鋳造温度が１５３０〜１５５０℃の
Ｓｉキルド鋼〔Ｃ：０．１０〜０．１５％、Ｓｉ：０．
１０〜０．３０％、Ｍｎ：０．６０〜０．８０％、Ｐお
よびＳ：０．０３０％以下、およびＳｏ〆Ａ夕；０．０
０５％以上（以上重量％）含有〕によって、厚２５仇肋
および中２１０仇帆のサイズの鏡片（銭片単位重量：４
２０００ｇ／伽）の鋳造を、下記に示す条件で、１１１
チャージ行なった。

すなわち、使用ノズル材料：Ａそ２０３ーグラフアィト
〔Ａそ２０：５５％以上、Ｃ：１５％以上、Ｓｉ０２：
２０％以上（以 上重量％）含有〕 使用ノズルサイズ：長さ８０物帆、直径７０肌、吐出口
直径５５側のものが２個、吐出角度：下向３５ｏ（水平
に 対する角度） タンディシュ内溶鋼高さ：６０肌 港鋼密度：７．０ｇ／塊 ノズルの溶鋼流出係数：０．９ ダミーバーヘッドの頂点から鋳型下端までの高さ：２０
弧特性値：２５％ ｔ。

：＆ｅＣノズルの熔鋼最大流出量：８３１０を／ｓｅｃ
ｏ 加速度変更点速度：０．４９５伽ノｓｅｃ第１加速
度：０．０９９弧／ｓｅｃ２第２加速度：０．０５伽ノ
ｓｅｃ２ Ｔ。

：２仮ｅＣ定常鍵片引抜速度：０．６５ｍ／ｍｉｎ なお、比較の目的で従来法として、鏡片引抜速度を、０
から０．６５ｍ／ｍｉｎ（定常銭片引抜速度）に１段階
で至らせた以外は、上記実施例と同一条件で２３７チャ
ージの鋳造を行なった。

これらの結果を第３図に鋳造初期の鏡片不良率を表わし
た図で示した。

図中、黒塗丸印が本発明法、白抜丸印が従来法によるも
のであることを示している。この図から本発明法により
鋳造した鱗片の方が、従来法により鋳造した鎌片よりも
はるかに不良率の低下していることが明らかである。な
お、第４図イ，口に、それぞれ前記従来法および本発明
法による、鋳型内溶鋼湯面の変動状態の一面を示した。
第４図イは従来法、第４図口は本発明法によるものであ
り、本発明法によるものが、傷面の変動が大幅に抑えら
れていることが明らかである。〔実施例 ２〕 鋳造温度が１５４０〜１５６０こ０のＡ夕−キルド鋼〔
Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０
．２０〜０．４０％、ＰおよびＳ：０．０２５％以下、
ＳｏぐＡそ：０．０３５〜０．０６５％（以上重量％）
含有〕によって厚２２０柳および中１０５山脈のサイズ
の銭片（銭片単位重量：１８００雌／肌）の鋳造を、下
記に示す条件以外は上記実施例１と同一条件で行なった
。

すなわち使用／ズル材料：融解二酸化ケイ素（ＳｉＱ：
９９．の重量％以上含有）特性値：１５％ 加速度変更点劫匿度：０．６５伽／ｓｅｃ第１加速度：
０．１３伽／ｓｅｃ２ 第２加速度：０．０７弧／ｓｅｃ２ この結果を第５図に示す。

第５図は鋳造初期の鍵片不良率を表わした図であり、図
中黒塗丸印が本発明法、白抜丸印が従来法によるもので
あることをそれぞれ示しており、この図から、上記実施
例１と同様に従釆法に比べて本発明法の方が大中に不良
率の低下していることが明らかである。以上説明したよ
うに、この発明においては、鋳造開始時における安定操
業を確保できて、銭片不良率の減少等の銭片品質の向上
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法における綾込開始時の鍵片引抜速度と時
間との関係を表わした図、第２図は、本発明法における
銭込開始時の鎌片引抜速度と時間との関係を表わした図
、第３図および第５図は鋳造初期の鏡片不良率を表わし
た図、第４図イは従来法による鰭込開始時の鋳型内港鋼
湯面の変動状態を表わす図、第４図口は本発明法による
銭込開始時の鋳型内溶鋼傷面の変動状態を表わす図であ
る。 弟′図 第２図 第３図 発４図（ィ） 幕５図 第４図（０）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続鋳造における溶湯注入開始時点からダミーバー
   ヘツドの頂点が鋳造機の鋳造下端を通過するまでの時点
   の鋳片引抜に際して、 加速度変更点速度Ｖｃが下記（
   １）式 Ｖｃ＝ｋ・√（２ｇｈ）・π（Ｌｏ／２）＾２・μ・ω
   ＾−＾１・Ｒ・１０＾−＾２〔ｃｍ／ｓｅｃ〕……（１
   ）〔ただし上記（１）式において、ｋ：タンデイシユノ
   ズルの溶融金属流出係数ｈ：タンデイシユ内溶融金属高
   さ（ｃｍ）Ｌｏ：タンデイシユノズル径（ｃｍ） μ：溶融金属密度（ｇ／ｃｍ＾３） ω：鋳片の単位重量（ｇ／ｃｍ） Ｒ：特性値（％）、以下同じ〕を満足する速度になるま
   で、鋳片引抜速度を、鋳造機の溶融金属流量制御系の応
   答性によって定まる、鋳型内の溶融金属湯面に変動を生
   じさせない加速度α＿１で、初速零から昇速し、 つい
   で前記鋳片引抜速度がＶｃに達したら、前記鋳片引抜速
   度を、下記（２）式α＿２≦（２ｌ−α＿１ｔ＿０＾２
   ）／（（Ｔ＿０−ｔ＿０）＾２）…（２）〔ただし、上
   記（２）式において、α＿２：加速度 ｌ：ダミーバーヘツドの頂点から鋳造機の鋳型下端まで
   の高さ（ｃｍ）ｔ＿０：加速度変更点速度Ｖｃに達する
   までに要した、加速度α＿１での加速時間（ｓｅｃ）、
   ｔ＿０＝Ｖｃ・α＾−＾１Ｔｏ：初期溶融金属洩れを防
   止するために必要な、ダミーバーヘツドの最小鋳型内滞
   留時間 （ｓｅｃ）〕で定まる加速度α＿２で昇速して定常速度
   Ｖ＿０に至らしめることを特徴とする連続鋳造における
   鋳込開始時の鋳造速度制御法。