JPS6150703B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、モールドに、一定の振幅と振動数
によるオシレーシヨンを与えると共に、前記モー
ルド内の溶鋼表面にパウダーを添加しながら鋳造
を行なう連続鋳造方法において、モールド内にお
けるシエルの不均一生成を防ぎ、縦割れの発生防
止を図つた連続鋳造方法に関するものである。 鋼の連続鋳造において、溶鋼中から浮上する非
金属介在物を吸収すると共に、鋳片表面の清浄化
を図ることにより、最終製品の表面品質を改善す
る目的で、鋳込中のモールド内に、各種のパウダ
ーを添加することが行なわれている。 上記パウダーをモールド内容鋼表面に添加する
と、前記モールド内溶鋼表面の酸化防止および保
温による凝固防止がはかられると共に、前記パウ
ダーは、モールド内周壁と凝固シエルとの間に流
れこみ、前記モールド内周壁と凝固シエルとの間
で潤滑機能を果し、モールド内周壁と凝固シエル
との摩擦によつて生ずる引張応力を緩和する。 上記のような連続鋳造のパウダーキヤステイン
グにおいて、モールド内における湯面近傍の初期
凝固シエルは、上記モールド内周壁と凝固シエル
間に流れこんだパウダーを介して、モールドの冷
却により生成される。 従つて、モールド内周壁と凝固シエルとの間に
流れこむパウダーの量は、シエルの成長に大きな
影響を及ぼす。即ち、上記パウダーの流入量が不
均一になつた場合には、シエルの成長も不均一と
なる結果、シエルの薄い箇所に凝固収縮応力や熱
応力が集中して、鋳片に重大な表面欠陥である縦
割れが発生する。 従来、上記のようなシエルの不均一生成を防止
する手段としては、主としてモールド内に添加さ
れるパウダーの組成を変えることに重点がおかれ
ており、定性的には、低粘性で低融点の性質を有
するパウダーを使用すれば、前記パウダーのモー
ルド内周壁と凝固シエル間への流れこみは均一化
されて、シエルの不均一生成防止に効果的である
ことが知られている。 しかしながら、上記のようなシエルの不均一生
成防止に効果的と云われているパウダーを使用し
ても、鋳造速度が変化すれば、前記パウダーのモ
ールド内周壁と凝固シエル間への流入量は不均一
となり、また、取鍋の交換時や鋳造初期等の如き
非定常鋳造時には、パウダーの最適流入量を確保
することができない。また、多連鋳時には、パウ
ダーが溶鋼中から浮上する多量のAl₂O₃を吸収す
ることになる結果、前記パウダーの粘性が増大
し、モールド内周壁と凝固シエル間への流入量
は、徐々に低下する現象が生ずる。従つて、パウ
ダーの品質を改善しただけでは、パウダーのモー
ルド内周壁と凝固シエル間への流入量を均一化
し、鋳片の縦割れ発生を完全に防止することはで
きず、上記のような鋳造速度の変化や、非定常鋳
造時、多連鋳時等においても、パウダーのモール
ド内周壁と凝固シエル間への流入量を、最適に確
保し得る技術の開発が望まれていた。 上記問題を解決するために考えられることは、
連続鋳造の操業中において、モールド内周壁と凝
固シエルとの間に流れこむパウダーの流入状態を
監視し、不均一流入が生じたときには、直ちに均
一流入状態となるような措置をとることである。 そこで、本発明者等は、上記問題を解決すべく
種々研究を重ねた結果、連続鋳造において、モー
ルド内で生成される凝固シエルは、モールド内周
壁と凝固シエル間に流入したパウダーを介して、
モールドにより冷却されるものであることから、
モールドを構成する銅板の温度を測定すればその
温度変化からパウダーの不均一流入を把握するこ
とができ、一方、モールドのオシレーシヨン条件
を変化させることにより、前記パウダーのモール
ド内周壁と凝固シエル間への流入量を制御し得る
という知見を得た。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
ので、予め、鋳片に殆んど縦割れが発生しない、
鋳造中に生ずる単位時間当りのモールド銅板温度
変度量の上限値を設定し、一方、鋳造中、前記モ
ールド銅板温度変動量を測定し、その測定値が前
記設定値を超えたときに、モールドの振動数およ
び振幅の少なくとも１つを制御してモールドと凝
固シエルとの間に流れこむパウダーの流入量を増
加または減少させ、かくして、前記モールド銅板
温度変動量を前記設定値以下となして鋳造を行な
うことに特徴を有するものである。 本発明者等は、まづ鋳造中におけるモールド銅
板の温度変化と、鋳片に生ずる縦割れ指数との関
係について調べた。即ち、長さ900mm、幅1600
mm、厚さ250mmの寸法を有するモールドの長辺長
さ方向ほぼ中央部で、湯面から約200mm下方の、
モールド内壁よりモールド厚さ方向に約10mm内方
位置の銅板中に熱電対を埋めこみ、鋳造中におけ
る前記位置の温度変動量を測定した。第１図に
は、上記により測定したモールド銅板の温度変動
量と、鋳片に生じた縦割れ指数との関係が示され
ている。 なお、温度変動量は、単位時間（例えば１分
間）におけるモールド銅板の最大温度と最小温度
の差である。 第１図から、モールドを構成する銅板の温度変
動量が大きい場合には、鋳片の縦割れ指数は高
く、一方、前記温度変動量が一定値以下になると
鋳片の縦割れは殆んど発生しなくなることがわか
つた。上記における温度変動量は、第２図に示さ
れる如く、一定時間における変動量の最大と最小
をとつたマクロ的な変動量（ΔＴ）として把握し
た。なお、第１図において、鋳片に殆んど縦割れ
が発生しなくなるモールド銅板温度変動量の一定
値は、連続鋳造機の型式、使用するパウダーの種
類、鋳片に対する２次冷却の方法、鋳造鋼種、モ
ールド銅板の温度検出位置等によつて異なるた
め、特定の数値としては定められない。 上記第１図より、モールド銅板の温度変動量が
大きい場合には、パウダーのモールドと凝固シエ
ル間の流れこみに不均一流入の生じていることが
十分に推測でき、従つて、前記モールド銅板の温
度変動量を把握することにより、パウダーの上記
不均一流入を知ることができる。 次に、本発明者等は、モールドのオシレーシヨ
ン条件である振幅および振動数と、鋳造速度と
が、パウダーのモールド内周壁と凝固シエル間に
おける流入量に及ぼす関係について研究を行なつ
た。 その結果、パウダーの上記流入量は、モールド
オシレーシヨンの振幅および振動数と、鋳造速度
とによつて、下記(1)式のように表わされることが
わかつた。 Ｑ＝ａ／Ｖcos^-1（−Ｖ／２πＡｆ）……(1) 但し、 Ｑ：パウダー流入量（Kg/m²） Ａ：振幅の1/2（ｍ） ｆ：振動数（ｃ・ｐ・ｍ） ｖ：鋳造速度（m/min） ａ：各種パウダーのモールド内周壁と凝固シエル
間の流れこみ量を測定し、その測定値に基き各
パウダーにその物性として与えた定数 上記(1)式より、モールドのオシレーシヨン条件
である振動数または振幅、あるいはその両者を下
げて操業すれば、パウダー流入量は増加し、一方
逆に上げて操業すれば、パウダー流入量は減少す
ることになる。 第３図には、一定のパウダー（ａ値：0.145）
を使用し、鋳造速度ｖを0.95m/min、オシレー
シヨンの振幅Ａを４mmの一定となした上、振幅数
ｆを変えて鋳造を行なつたときのパウダー流入量
Ｑが示されている。図面からわかるように、モー
ルド振動数ｆの増加に伴つて、パウダー流入量Ｑ
は減少する。 また第４図には、同じく一定のパウダー（ａ
値：0.145）を使用し、鋳造速度ｖを0.95m/mi
ｎ、モールド振動数ｆを80c・ｐ・ｍの一定とな
した上、振幅Ａを変えて鋳造を行なつたときのパ
ウダー流入量Ｑが示されている。図面からわかる
ように、振幅Ａの増加に伴つて、パウダー流入量
Ｑは減少する。 上記より、モールド内周壁と凝固シエル間に流
れこむパウダーの流入量は、前記パウダーを変更
しなくても、モールドのオシレーシヨン条件を変
更することにより、適切に調整できることがわか
つた。 上述したところからわかるように、モールド銅
板の温度変動量が大きい場合は、モールドと凝固
シエル間のパウダーの流入量が不均一なのであ
り、この結果鋳片に縦割れが発生する。従つて、
予め、モールドと凝固シエル間のパウダーの流入
量が均一であつて、鋳片に殆んど縦割れが発生し
ないモールド銅板温度変動量の上限値（例えば第
１図における10℃）を設定し、一方、鋳造中、前
記モールド銅板温度変動量を測定し、その測定値
が前設定値を超えたときに、パウダーの流入量と
密接な関係のあるモールドの振動数および振幅の
少なくとも１つを増加または減少させて、前記パ
ウダーの流入量を均一にすることにより、モール
ド銅板温度変動量を前記設定値以下となせば、鋳
片に生ずる縦割れ発生を適確に防止することがで
きる。 なお、鋳片に生ずる縦割れの発生指数は、スラ
ブ連鋳の場合、第５図に示される如く、スラブ上
面の発生指数も、スラブ下面の発生指数も殆んど
変らないことが確認されているので、この発明に
おけるモールド銅板の温度変動量の測定は、前記
スラブ上下面の何れかに当る側の銅板について行
なえばよい。 また、スラブに生ずる縦割れは、スラブ幅方向
の中央部がもつとも多いことから、前記温度変動
量の検出端は、スラブの幅方向中央部が好ましい
が、必ずしも前記中央部のみに限定されるもので
はない。前記検出端のモールド高さ方向の位置
は、湯面レベルの変動による影響を受けない位置
であることが必要で、少なくとも湯面から200mm
以上下方の位置であることが望ましい。 なお、予め設定する、鋳片に殆んど縦割れが発
生しないモールド銅板温度変動量の上限値は、当
該鋳造機、鋳造鋼種、パウダーの種類等によつて
異なるため、その実際の操業実績に基いて定め
る。なお、鋳造中測定したモールド銅板温度変動
量が、上記により設定された値以上となること
は、モールドと凝固シエル間のパウダーの流入量
が多すぎてもまたは少なすぎても発生する。従つ
て、パウダーの流入量と密接な関係のあるモール
ドの振動数および振幅の少なくとも１つの制御
は、これを増加または減少させることにより行な
う。 次に実施例について説明する。 下記第１表に示す成分組成および形状の厚板用
40キロ級スラブを、0.9m/minの鋳造速度で、１
チヤージ280Tを連続鋳造した。

【表】 上記鋳造において使用したモールドは、長さ
900mm、幅1600mm、厚さ250mmで、一定のパウダー
（ａ値：0.145）を使用し、モールドのオシレーシ
ヨンは、振幅Ａ：４mm、振動数ｆ：80c・ｐ・ｍ
により行なつた。 上記モールドを構成する銅板の長辺面中央部
で、湯面から200mm下方に当るモールド内壁の、
モールド厚さ方向に約10mm内方位置の銅板中に、
熱電対を埋めこみ、鋳造中における前記位置の温
度変動量を測定した。 第６図には、上記測定結果が示されており、t₁
の時点で温度変動が30℃になつた。そこで、パウ
ダーは替えることなく、モールドのオシレーシヨ
ン条件を変更し、振動数ｆを60c・ｐ・ｍとなし
て操業を行なつたところ、前記温度変動は８℃と
なり、極めて僅少の変動量にすることができた。 第７図には、上記操業における縦割れ指数が示
されており、Ａは鋳造開始からt₁時点までの縦割
れ指数、Ｂはこの発明方法によりモールド振動数
の変更を行なつた後の縦割れ指数である。図面か
ら明らかな如く、この発明方法によりモールドの
温度変動量を検知し、オシレーシヨン条件を変更
した後においては、縦割れ指数は極度に減少し
た。第８図は、この発明方法における制御の一例
を示すブロツク図である。第８図に示すように、
この例においては、モールド銅板温度変動量ΔＴ
の設定値を10℃とし、測定値が前記設定値を超え
た場合に、モールドの振幅Ａおよび振動数ｆを先
づ20％減少させ、それでも修正できない場合は、
前記振幅Ａおよび振動数ｆを20％増加させた。か
くして、モールド銅板温度変動量は設定値の10℃
以下に制御され、鋳片の縦割れを殆んどなくすこ
とができた。なお、第８図においてΔＴ分は例え
ば５〜10分である。 以上述べたように、この発明方法によれば、鋳
造速度の変化や、非定常鋳造時、多連鋳時等にお
いても、パウダーのモールド内周壁と凝固シエル
間への流入量を均一化して最適流入量となすこと
ができ、シエルの不均一生成を防いで、鋳片の縦
割れ発生を適正に防止することができ、工業上優
れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳片の温度変動量と、縦割れ指数との
関係を示す図、第２図は鋳片の温度変動量を求め
る説明図、第３図はモールド振動数の変動とパウ
ダー流入量との関係を示す図、第４図はオシレー
シヨンの振幅変動とパウダー流入量との関係を示
す図、第５図はスラブ上下面における縦割れ発生
状況の比較図、第６図はオシレーシヨン条件の変
更によるモールド鋼板温度の変動量を示す図、第
７図はオシレーシヨン条件の変更前後における縦
割れ指数を示す図、第８図はこの発明方法におけ
る制御の一例を示すブロツク図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モールドに、オシレーシヨン条件として一定
   の振幅と振動数のオシレーシヨンを与えると共
   に、前記モールド内の溶鋼表面にパウダーを添加
   しながら鋳造を行なう連続鋳造方法において、 予め、鋳片に殆んど縦割れが発生しない、鋳造
   中に生ずる単位時間当りのモールド銅板温度変動
   量の上限値を設定し、一方、鋳造中、前記モール
   ド銅板温度変動量を測定し、その測定値が前記設
   定値を超えたときに、モールドの振動数および振
   幅の少なくとも１つを制御してモールドと凝固シ
   エルとの間に流れこむパウダーの流入量を増加ま
   たは減少させ、かくして、前記モールド銅板温度
   変動量を前記設定値以下となして鋳造を行なうこ
   とを特徴とする連続鋳造方法。