JPS6082257A - 連続鋳造における連続鍛圧法 - Google Patents

連続鋳造における連続鍛圧法

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JPS6082257A
JPS6082257A JP18688283A JP18688283A JPS6082257A JP S6082257 A JPS6082257 A JP S6082257A JP 18688283 A JP18688283 A JP 18688283A JP 18688283 A JP18688283 A JP 18688283A JP S6082257 A JPS6082257 A JP S6082257A
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Japan
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forging
billet
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continuous
curvature
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JP18688283A
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Shinji Kojima
小島 信司
Hisakazu Mizota
久和 溝田
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands

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】 技 術 分 野 劇の連続鋳造において、その鋳片の中心偏析を防止する
ことに関連し、この明細書に述べる技術内容は、該鋳片
にそのクレータエンド近傍で有効な鍛圧加工を施すこと
についての開発成果に係り、綱の連続鋳造に附帯した技
術上の地位を占めている。
背 景 技 術 鋼の連鋳4片の中心偏析は、該鋳片の横断σIIを第1
図に示すように鋳片1の最終凝固域の1シみ中心部でa
、s、pなどの溶鋼成分が濃化した止偏析2としてあら
れれ、この中心(6・1析は、とくに厚・板製品↑の板
厚方向の機械的性質の低下や、ラミネーション発生など
の原因となり、品質上に悪影響を及ぼすが、従来の鋳造
法においては、避は難い品質欠陥の1つであった。
中心偏析の生成機構は、連続鋳造による鋳片1のクレー
タエンド近傍における長手方向断面を第2図に示すよう
に、凝固先端部lOの凝rIJJ収縮のほか凝固シェル
1aのバルジングなどによって生じる空疎の真空吸引力
も加オ〕って、凝固先端部ICに濃化溶@lbを吸込み
厚み中心部に正偏析2となって残るものと考えられる。
従来技術とその問題点 かかる中心偏析の防止対策として例えば2次冷却帯内に
おける電磁攪拌の適用などが試みられたが、セミミクロ
偏析までを軽減するには至っておらず、その効果は十分
とはいえない。
一方第2図にあわせ示すように凝固先端部IC付近にて
ロール対8.8′による軽圧下を施し、該部分の凝固収
縮mを圧下により補償することも試みられたが、ロール
圧下の場合、σ1抜き方向4に距たる複数対を用いたと
してもそれらのロールピッチ79間に生ずる凝固収縮や
バルジングを十分に防止することはできない。
これを補うには、ロールピッチipを短くする必要があ
るのに圧下蓚重の面でロール径φはある値以上確保する
必要がある上に、2次冷却のためのスプレーノズルの配
置を考慮すると、通常のスラブ連鋳てロールピッチlp
は、350〜400mmが限界となり、l:i:400
tunのロールピッチ間で生ずるバルジングに対しては
少くとも解決策とはなり得なかったのであり、また所詮
ロール臣下では鋳片に対し線状の集中荷71iとして作
用するので、ロール直下の凝固シェル1aの内部歪が大
きくなり、内部割れ5が発生しやすいため、圧下fit
をあ′:!:り大きく取れない欠点もあり、さらにロー
ル川下では圧廷作用を伴うため少なからぬ圧下量が@j
、i片の表面圧下にτIやされて中心偏析防止に必要な
凝固界面の圧下にはあまり効果的に作用しない不利が〃
■つだのである。
発 印j の 目 的 以上のような事情から電磁攪拌も、さらにはロールによ
る軽圧下にも問題があり、十分な対策にはなり得なかっ
たので、鋳片に内部割れを生ずることなしに最終凝固部
を効果的に圧下して中心偏析を防止することができる、
連続鋳造におけ・る連続鍛圧法を与えることがこの発明
の目的である。
発 明 の 構 成 上記の目的は次の事項を骨子とする構成により有利に充
足される。
網の連続鋳造において、鋳片内部の溶緬が凝固完了する
クレータエンド近傍にて該鋳片を挾む往復動式の鍛造型
を1対以上用い、該鍛造型はその加工面として次式 d:鍛圧場所における凝固シェル厚 RO:鍛圧場所における鍛圧的鋳片表面の曲率半径に示
すROより大きな曲率半径Rにて鋳片の上流側1ではそ
の厚み中心に対し凹、下流側で凸に変曲するIfJi面
プロファイルをもつ複合テーパー曲面を有するものとし
て、該鋳片の長平方向に沿う連続的な鍛圧加工を、最大
圧下勾配o、1〜l Q tan 7mの圧下量にて順
次にmliす、ことからなる連続鋳造における連続鍛圧
法。
この連続無圧法は、鍛造型の加工面がその41面プロフ
ァイルの変曲域にわたって鍛圧加工1衝程当りの鋳片り
1俵き長さと同等以上の平面部分を含むものとしてより
有利ζこ実施することができる。
さて上記中心偏析の原因となる凝固収縮域は、固液共存
層の非流動域と考えられるが、鋼の場合この非流動域は
同相率f8が0.6から1.0までの間に対応する。
すなわち連R鋳造をした鋳片1における未凝固溶鋼の粘
性は、第3図に示す同相率fsに応じて増大し、ある値
以上では流動し、なくなり、この流動限界の16’l 
HJ率をfscであられずとf、o= 0.6が流動限
界をなすことが経験上判明している。
従ってfs〉0・6の同相率においては、も・はや上掲
した連続鋳造中の電磁攪拌を行ったとしても凝固溶鋼の
粘性が著しく高いため攪拌流動を付与できない。
いま第8図に従い未凝固溶鋼の非流動域6aとして上述
f6o= 0.6の固tmgとfB= 1.0の固相線
(完全凝固)で囲まれた領域にて定砂すると、そのうち
凝固収縮域6bは、同図においてA、B点を、f8= 
0゜6および1.0の各固相率曲線が厚み中心に達する
点とすると、A点よりfs= 1.0の固相・・率曲線
におろした垂線AC,ADで区画された斜線部で示され
る。
すなわち凝固は固相率曲線に対して垂直方向に進むこと
から、斜線部分に至るまでの鋳片la内部の各箇所にお
いては、凝固に伴う収縮に対して順次未凝固溶@1bの
流動下の充填補充が成されるが、線分A C’ 、 )
、 Dを境に斜線部内では、その凝固過程で上記充填補
充が生じなくなるので、凝固1■縮に伴ってその直前に
位置する濃化未凝固溶鋼へのいわゆる強い吸収力を発生
するに至って濃化溶Nが最終凝固部に段取されることか
ら、中心偏析が生じるわけである。
さて第4図に示すように、この発明による後述鍛圧加工
を経て変形した非流動域6aとくに濃化溶鋼の吸引を来
すべき凝固1y縮域6bにおける凝固収縮を補償するた
めにはこの領域に圧下を加えることが必要で、その所要
圧下域lsし二対し鍛造型7.7′としてその長さla
には多少の余裕を見込む。
鍛造型7,7′による圧下の加工面の形状は、上下に対
称なので以下一方について述べるが鋳片に内部割れを発
生させないよう、内部歪が最小となる形状を次のように
選択する。
圧下による内部歪は凝固シェル1aの内面曲率変化に比
飼することに加えて、鍛圧加工の際に加工面の前後にわ
たる鋳片lの表面形状の連続性維持を考慮し、鍛圧加工
により加工面の前後で厚みが異なる鋳片1の表面連続性
を害さずして該表面と接するように鋳片の上流側ではそ
の厚み中心に対して凹、下流側で凸に変曲するたとえば
2つの一定曲率の円弧の如きで加工面を構成する。
また鍛造型7の加工面が変曲点で連なる2つの円弧のと
き、引抜き速度V。に応じて相対的に送られる鋳片1a
に対し曲率の向きが変化する上述2つの円弧の変曲点で
内部歪が過大になることが懸念されるとき、鍛圧加工1
衝程当りの鋳片引抜長さに応じ同等以上の平面部12を
第5図のように変曲域で連ねることがのぞましいと考え
られる。
かくして鍛造型7,7′は第4,5図に示すような断面
プロファイルの複合テーパ曲面よりなる6・造型7,7
′端部にわずかな余長にわたる線分HE、GIをとり、
この部分には逃げを設けるのが望ましい。
さて上記の円弧は、凝固シェル10の厚みをdとしてそ
の表面から工の位置に中立軸があると仮定したとき、凝
固シェルの内面に割れを生じない限界歪をe。、鍛圧前
の鋳片表面の曲率半径をROとすると 次式(11 を満たす曲率半径を必要とする。
次に鍛圧による圧下弁【は、第4図に示した凝固収縮域
6bにおけるIll縮量δより決まる力(、これと所要
圧下域!8より所要圧下勾配を δ −67 ls とすべきである。
この圧下勾配δ、の最適値は理論gl算およびロール圧
下による実績値から鋼スラブσ)場合δg= 0.1〜
10 I+lrn、7 mの範囲にあるとみられる。
このようにδgを設定すれば、鍛造型7,7′σ)片m
1あたりの圧下M: Sは、 S=δ ・t/2 ・・・(2) で決定できる0 鍛造型7.7′の断面プロファイルGこ従し1、その加
工面の長さlの中央近傍において上記の圧下勾配を与え
るものとすると次式の関係カタ得られる。
z、= 責 (l −l、)−・・(3)1.=f17
]τ覆 ≧f・・・(4)r == −Y旦 、(5) ここに v0′:鋳片引抜き速度 n:鍛造型の単位時間あたりの圧下回数鍛造型7,7′
は鋳片1を、その厚み方向に連続的な往復動によって圧
下する。鍛造型7は鋳片のバルジングを阻止するための
鋳片面支持をも有利に兼ねることができるように、その
往復動は比較的高サイクルで衝程はなるべく短いものが
良い。
具体的には、衝程を戻行程で若干のすきま(2〜3 a
m )が出る程度とし、サイクル数は実用面も考慮する
とn=10〜100回/m i n程度が適当である。
鋳片の内部幽れを生じない限界歪ε。は、w4種、鍛圧
速度にもよるが、はぼε。=0.2〜1.0 %の範囲
にあり、いまかりにε。=1俤として、(1)式より内
部割れ限界の曲率半径RCをめると、(6)式が得、ら
れ、したがって加工面の曲率半径は少くとも(6)式の
RCより大きくとる必要がある。
また鍛造型の加工面の形状として、上例では最もコンパ
クトで、内部割れの起きにくい形状を供電して説明した
が、曲面の曲率半径を(0)式のHaよりも大きくシ、
かつ鋳片に内部割れが生じない範囲とずれば、他の任意
の加工面形状を選択することもできる。
例えば円弧面を連続的に変化する曲率半径の曲面に代え
てもよく、平面部も内部割れが生じない範囲の圧下量で
あれば省略し、曲面のみでfM成してもよい。
圧下刃Pは鋳片の変形抵抗と圧下面4りより決まる所要
値で13片1aの厚み方向にJJIIえる。この場合所
要圧下域が大きすぎて圧下刃が過大になる場合は鍛造型
7を鋳込方向に2個から数個に分割してもよい。
、実施例 この発明による鍛造型の1例として表1に示す圧下条件
についてめた加工面の断面プロファイルについて第6図
(〜、(b)に示す。
表1 実施例の圧下条件 この例で所要圧下域’5”1.0mに対し、鍛造型の長
さ!は、0.5mとしているので、少くとも鋳片り1抜
き方向にこの鍛造型を2個以上設置する必要がある。
所要圧下域16は通常1m前後であるがクレータエンド
が鋳片引抜き条件によっである程度変化することおよび
鋳片幅方向にも冷却の不均一や溶鋼吐出流の影響によっ
てばらつくことを考慮すると、実用上の圧下域として1
〜5mは必要といえる0発 明 の 効 果 (11中心偏析の原因となる濃化溶m吸引域を鍛造型で
全域を全面臣下するので、局部的な圧下であるロール圧
下に比べ、中心41M析の改善効果が大きい。
(2) 鍛造型の加工面は、鋳片の内【71〜歪が最小
となる形状に設定できるのでロール圧下に比べ、圧下量
が大きくとれ、かつ内部割れの心配もない。
(8) 鍛造型は11片の面支持を兼ねるのでバルジン
グ起因の中心偏析も防止でき、中心偏析改善効果はより
大きく期待てきる0 (4)既設連鋳(森に適用する眉i合でも圧下ロールを
外して、上記の鍛造型を設置板すれはよく、実伽適用上
も問題はない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、スラブに発生する中心偏析を示ずg4…14
m、 第2図はロール圧下の挙動を示す縦断面図、第8図は連
続鋳造鋳片の流動限界を示す縦断面図、 第4図は、この発明に従う連続鍛圧法の実施日を示す断
面図、 第5図は圧下挙動の動作説明図であり、第6図(aJ 
、 (b)は鍛造型を例示した断面プロファイル図であ
る。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第1図 第2図 第3図 第5図 第6図 (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L w4の連続鋳造において、鋳片内部の溶鋼が凝固完
    了するクレータエンド近傍にて該鋳片を挾む往復動式の
    鍛造型を1対以上用い、該鍛造型はその加工面として下
    記式に示すRCより大きな曲率半径Rにて鋳片の上流側
    ではその厚み中心に対し凹、下流側で凸に変曲する断面
    プロファイルをもつ複合テーパー曲面を有するものとし
    て、該鋳片の長手方向に沿う連続的な鍛圧加工を、最大
    圧下勾配o、1〜10111117 mの圧下量にて順
    次に施す、ことを特徴とする連続鋳造における連続鍛圧
    法。 記 ここに、d:鍛圧場所における凝固シェル厚RO:鍛圧
    場所における鍛圧前鋳片表 面の曲率半径 λ 鍛造型の加工面が、その断面プロファイルの変曲域
    にわたり鍛圧加工l衝程当りの鋳片引抜き長さと同等以
    上の平面部分を含むものである、1記載の連続鍛圧方法
JP18688283A 1983-10-07 1983-10-07 連続鋳造における連続鍛圧法 Granted JPS6082257A (ja)

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