JPS6213248A - 連続鋳造機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ｊ！！続鋳造機に関し、特に従来の連続鋳造
機に比して機長が短縮され、コンパクトで設備費を低減
でき、しかも内部品質の優れた鋳片を得ることができる
連続鋳造機を提供するものである。

（従来の技術） 第５図は従来の連続鋳造機、例えば円弧湾曲型連続鋳造
機の概要を示したもので、ｌは円弧モールド、２はサポ
ートロール群、３はガイドロール群、４はピンチロール
群、５は矯正ロール、６はバックアップロールである。

７は機端（鋳造方向の最後尾の上下一対のピンチロール
位置）である、又８は上記連続鋳造機で鋳造されている
連続鋳造鋳片であり、９はメニスカス、！Ｏは鋳片８の
クレータエンドである。

尚、機端７後方にはデイスチャージローラテープル（図
示せず）及びガスカッター（図示せず）カ配設される。

又メニスカス９から鋳造方向の最後尾の上下一対のピン
チロール位置（機端）７までの長さは、連続鋳造機の機
長と呼ばれる。

未凝固鋳片８は、溶鋼静圧によりバルジングしようとす
るので、少なくとも鋳片８のクレータエンドＩＯまで一
般には上下一対のロールで支持するものである。

このように従来一般に連続鋳造機の機長の設計は、その
連続鋳造機での最高引抜速度で鋳造した場合のクレータ
エンド１０の位置とほぼ同等位置に連続鋳造機の鋳造方
向最後尾の上下一対のピンチロール（機端）７が位置す
る様になっている。

又、機長内のロール径、ロールピッチはロール間のバル
ジング歪量が、中心偏析、内部割れ、中心割れを防止で
きる許容値以下となる様に、適宜選択される。

（新知見） 本発明者等は、上記従来の連続鋳造機の機長設計におけ
る基本的な考え方、即ち未凝固鋳片のバルジングはバル
ジング量及びバルジング歪量が許容値以下となるように
必ずロール支持しなければ、鋳片内部品質（中心割れ、
中心偏析、内部割れ）が悪化するという考え方を脱却し
て、鋳片内部品質は、ロール間のバルジングをロールで
矯正しない即ちフリーバルジング状態で鋳造すれば、鋳
片内部品質が悪化しないはずであるとの着想に基づき、
前記従来の機長設計思想による連続鋳造機によってフリ
ーバルジング状態で鋳造する（フリーバルジング鋳造）
試験鋳造を実施し、次の新知見を得た。

即ち、着想の通りフリーバルジング鋳造による内質悪化
は認められず、ただフリーバルジングにより完全凝固鋳
片の幅方向中央部が端部よりも厚くなり厚み偏差が形成
され、この厚み偏差は次工程の切断鋳片の搬送、圧延上
許容値があり、この許容値は鋳片幅ｂ、切断鋳片の搬送
装置の種類等によって異なるが、例えば鋳片４１！ｂが
１５００ｍｍ、搬送装置が通常のローラテーブルでは、
許容偏差は１５ｍｍであった。

上記フリーバルジング鋳造試験の具体的内容は以下の通
りである。

連続鋳造機は、円弧半径１Ｏ０５■Ｒ１機長２３．５ｍ
（円弧機長部１８．５ｍ、水平機長部７ｍ）の円弧型連
続鋳造機を使用した。

尚、上記機長の設計は、上記連続鋳造機での最高引抜速
度Ｖ　ｗａｘ　＝　１．１ｍ／ｗｉｎで鋳片厚Ｄ　＝　
２５０ｍｍの鋳片を凝固係数Ｋ　＝　２７ｍ曽／ｍ１ｎ
Ｊで鋳造した際のクレータエンド位置（メニスカスから
２３．５ｍ位置）とほぼ同等位置に機端が位置する様に
なっている。

又連続鋳造機のサポートロール及びガイドロールのロー
ル径は、２００〜３５０ｍｍ、　、ロールピッチは２５
０〜４００腸寵であり、又矯正ロール前方ピンチロール
のロールピッチは５１０履■、駆動ロール径は４５０層
−９無駆動ロール径は４８０膳■で、更に矯正ロール後
方ピンチロールのロール径及びロールピッチは、４８０
履■及び５５０１腸となっている。

前記連続鋳造機において、メニスカスより１８．５ｍ位
置以降のピンチロール４の上ロールを解放して、タンデ
ィツシュ内温度１５６３℃のＡ１ギルド鋼（［Ｃ］　　
；　０．０５．［Ｍｎｌ；０．２３．　［Ｓ］；０．０
１５．　［Ｐ］；０．０１５．　［ＡＩ］；０．０５Ｑ
）を鋳造速度ＶＮ　＝　１．０ｍ／＋＊ｉｎ。

凝固係数Ｋ　＝　２７ｍ＋ｓ／■ｉｎ４で鋳造して鋳片
厚Ｄ＝２５０ｍｍ、鋳片幅１５０ｈａの鋳片を得た。こ
の鋳造条件における鋳片のクレータエンド位置はメニス
カスから２１．４ｍ位置であり、バルジング支持を行な
う最後尾のピンチロール位置（メニスカスより１８．５
ｍ位置）の未凝固厚は１８ｍｍである。

上記ピンチロールの上ロール解放によってんニスカスよ
り１８．５ｍから、メニスカスより２１．４ｍまでの区
間（約３ｍ区間）の未凝固鋳片のバルジングはロールで
支持、矯正されずフリーバルジング状態となる。

前記の如くメニスカスから１８．５ｍ　、以降２３．５
ｍ、（機端位置）までのピンチロール群の上ロールを解
放して、未凝固厚１８層朧から完全凝固点（メニスカス
より２１．４ｍ位Ｎ）までの未凝固鋳片部をフリーバル
ジングさせて鋳造した鋳片について、内部品質を調査し
た結果、中心割れ、中心偏析。

内部割れともに、上記ピンチロール群の上ロールを解放
せずに、未凝固厚１８ｍｍから完全凝固点までの未凝固
鋳片のバルジングをロールで支持して鋳造した鋳片の内
部品質と同様に全く問題のないものであった。

ただ、フリーバルジングの結果として第２図に示す如く
完全凝固鋳片の幅方向中央部と端部との間に厚み偏差２
δが形成され、メニスカスより１８．５ｍ以降機端まで
ピンチロールの上ロールを解放して未凝固厚１８ｍｍか
らクレータエンドまでフリーバルジングさせた場合、厚
み偏差２δ＝１３−■であった・ 尚、第６図は、完全凝固点までバルジングをロール支持
矯正した際の完全凝固鋳片の幅方向断面形状を示したも
ので、上記厚み偏差は形成されず２δ＝０である。

また上記の如く厚み偏差（２δ＝　１３ｍｍ）が形成さ
れた鋳片は、連続鋳造機のスラブカッター以降のディス
チャージローラテーブル搬送や次工程の熱間圧延設備の
ローラテーブル搬送及び圧延も問題な〈実施することが
できた。又、別途次工程の搬送、圧延が問題な〈実施で
きる後工程許容厚み　−偏差について、調査検討した結
果、１５００ｍｍ幅ローラテーブル搬送の場合、その後
工程許容厚み偏差２δは約１５５ｍ以下程度であること
がわかった。

（発明の目的） 本発明は前記フリーバルジング鋳造試験による新知見に
基づきなされたものであり、前記従来の機長設計思想を
打破した新規な機長設計思想に基づく連続鋳造機を提供
するものであり、その第１の目的は機長が短縮されたコ
ンパクトで設備費の安価な、しかも内部欠陥のない鋳片
を得ることができる連続鋳造機を提供することにある。

その第２の目的は、高温鋳片を得ることができる連続鋳
造機を提供することにある。

その第３の目的は、スケール発生を防止できる連続鋳造
機を提供することにある。

その第４の目的は、鋳片幅方向温度が均一な高温鋳片を
得ることができる連続鋳造機を提供することにある。

（発明の構成） 本発明の要旨は次の通りである。

（１）連続鋳造機の機端が、 ［１］その連続鋳造機での最高引抜速度で鋳造した際の
クレータエンド位置よりもモールド側で、且つ〈多機外
の未凝固鋳片の溶鋼静圧による凝固シェルのバルジング
によって形成される完全凝固鋳片の幅方向中央部と端部
との厚み偏差が１次工程処理上の許容範囲内に収まる位
置にあることを特徴とする連続鋳造機。

（２）機端位置から機外の鋳片完全凝固位置までの搬送
ロール区間に、未凝固鋳片を包囲する断熱カバーを設け
たことを特徴とする上記（１）記載の連続鋳造機。

（３）断熱カバー内の雰囲気が、還元性又は非酸化性雰
囲気であることを特徴とする上記（２）記載の連続鋳造
機。

（４）断熱カバー内の鋳片側端面にプラズマを照射する
プラズマ加熱装置を配設したことを特徴とする上記（３
）記載の連ｍ鋳造機。

以下本発明の連続鋳造機について詳細に説明する。まず
、本発明の連続鋳造機の概要を示す第１図を参照しつつ
本発明の連続鋳造機の機長決定の手順を述べる。

（１）　Ｍ造鋳片のサイズ即ち鋳片厚り、鋳片幅す及び
溶鋼供給能力から、その連続鋳造機での最大鋳造速度Ｖ
Ｎ　　（ｍ／ｗｉｎ）を定める。

（２）速度ＶＮ　　（ｍ／ａ＋ｉｎ）と鋳片厚Ｄ　（ａ
ｍ）と、凝固係数Ｋ　（ａｍ／ａ＋ｉｎ’ｉ　）とから
、メニスカスからクレータエンドまでの距離りを求める
。

（３）メこスカスから距＄　Ｌ　−ｘが機端であると仮
定する。

（４）メこスカスからの距＠　Ｌ　−ｘから、クレータ
　　　。

エンドの位置である距ｇ＆Ｌまでの各位置における溶鋼
静圧Ｐを求める。

（５）仮定機端位置からクレータエンド位置までの未凝
固鋳片の表面温度、シェル４２機端位置からクレータエ
ンド位置までの長さＸからシェル剛性を計算する。

（６）上記（４）の溶鋼静圧Ｐと、上記（５）のシェル
剛性とからバルジング量を求める。

（７）上記（６）のバルジング量と、後工程に於ける鋳
片の幅方向中央部と端部との許容厚み偏差２δａと比較
する。

（８）以上の（３）〜（７）のステップを、Ｘを変数と
して縁り返し実施して計算バルジング量≦許容厚み偏差
となるＸＱ　を求めて、メニスカスから距離Ｌ−Ｘ、位
置を機端とする。

尚１機長Ｌ　−ｘｅＬ　内に配設されるサポートロール
２．ガイドロール３．ピンチロール４等のロールピッチ
は、従来と同様にロール間バルジング量及びバルジング
歪屑が、中心偏析、内部割れ、中心割れを防止する許容
値以下となる様に決定するものである。

以上の様に機長設計して連続鋳造機の機端ｌｌが、その
連続鋳造機での最高引抜速度で鋳造した際のクレータエ
ンド１０位置よりもモールド１側で、かつ機外の未凝固
鋳片の溶鋼静圧による凝固シェルのバルジングによって
形成される完全ａ固詩片の幅方向中央部と端部との厚み
偏差が、次工程処理上の許容範囲内に収まる位置にある
゛連続鋳造機によれば、従来思想で機長設計された連続
鋳造＆’！　（従来Ｃ０Ｎ）に比べて、機長がｘ　（ｍ
）だけ短縮された（　Ｘ　（＋）分のピンチロール群が
、搬送テーブルローラ１２群に置換された）コンパクト
で安価な連続鋳造機となり、しかもその連続鋳造機で鋳
造された鋳片は、従来ＣＧＨによるものと同等の優れた
内質のものとなる。

ところで近年省エネルギーの観点から、又冶金学的理由
から連続鋳造された高温鋳片を直接熱間圧延機で圧延す
る方法（ＣＧ−ＤＲ法と呼ぶ）、或は直接加熱炉へ装入
する方法（ＣＧ−Ｄ）ＩＣ法と呼ぶ）が多数提案され、
そして一部で実施されている。このＣＣ−ＤＲ法、　Ｃ
Ｃ−ＤＨＣ法が実施できるかどうかは、連続鋳造機の機
端で鋳片幅方向中央部厚み平均温度が、ＣＣ−０Ｒ法、
　ＣＣ−ＤＨＣ法の実施に必要な高温が確保できるかど
うかにかかつていると言っても過言ではない。

高温鋳片を得るためには基本的には、特公昭４８−８９
７４号公報にも示されている様に未凝固復熱が利用され
ている。又その未凝固復熱工程の未凝固鋳片の外囲を断
熱カバーで包囲して、大気放熱を防止しその復熱効果を
高める方法（断熱未凝固復熱法）も実公昭５８−１０４
４３号公報等で知られている。この断熱未凝固復熱法に
おいて断熱カバーの断熱効果を高めるのに、鋳片に接近
してカバーを配設するのが好ましいのは周知の通りであ
り、このためカバーはロール間に配設されることになり
、ロールとカバーとの間に隙間が形成される。

即ち、第１図図示の本発明の連続鋳造機の機端１１から
クレータエンドｌＯまでの区間に於て断熱未凝固復熱を
実施しようとする際、従来の連続鋳造機における上記区
間は上、下にピンチロール４゜４が存在するため上下の
ロール間にカバーを設置することになるのに対して１本
発明の連続鋳造機における上記区間は上ピンチロール４
の存在しない搬送テーブルローラ１２区間となるため、
例えば第３図に示す如く鋳片８の上面についてはロール
間に隙間を形成せずに全面を覆う断熱カバー１３を採用
でき、断熱カバー構成を簡素化できると共に、カバーと
ロールとの隙間の数を従来の連続鋳造機の１／２に減少
することができる。

従って、上記断熱カバー１３内での未凝固復熱工程にお
けるスケール発生を防止するために、カバー内に、Ｎ２
　　、　Ａｒ　　、００２等の不活性ガスを吹込んでカ
バー内を非酸化性雰囲気に調節する場合、従来の連続鋳
造機の断熱カバーに比べて不活性ガスのカバー内からの
流出が大幅に減少するから経済的にかつ容易に雰囲気調
節が可能となる。

更に上記雰囲気調節によりスケール発生が防止されると
、下面カバー１３とロール１２との間にスケールが噛み
込んで、ロール下面カバーを損傷する恐れがなくなり、
しかもスケールがカバー内に堆積しないので、下面カバ
ーとロール間との隙間を更に僅少にすることが可能とな
る。

ところで前記ＣＧ−ＯＲプロセスでは、連続鋳造工程に
おいて鋳片の幅方向端部は中央部に比較して低温となり
圧延には不適な温度まで低下する傾向を避は得ないので
、ＧＣ−ＯＲ法においては、連＆！鋳造工程と熱間圧延
工程との途中に、或は特公昭４８−８９７４号公報に示
される様に連続鋳造工程の未凝固復熱工程に、バーナー
装置、誘導加熱装置等の鋳片端部熱補償装置が配設され
ている。

上記バーナー装置による熱補償は、スケールの発生を増
加する。又、誘導加熱装置による熱補償は、断熱カバー
があるため、その装置の配設が困難である。これに対し
て前記本発明の連続鋳造機によると、断熱未凝固復熱が
、断熱カバー内を経済的に還元性又は非酸化性（スケー
ル発生防止）雰囲気に維持して実施できるので、その雰
囲気を有効活用し得るものである。

即ち、誘導加熱装置に比べて、安価でしかも断熱カバー
があっても設置しやすく、加熱したい箇所を容易に加熱
でき、しかも還元性又は非酸化性雰囲気が必要とされる
プラズマ加熱装置を端部熱補償装置として採用すること
ができる。

例えば第４図図示の如く、雰囲気が還元性又は非酸化性
雰囲気の断熱カバー１３内の鋳片側端面にプラズマ１４
を照射するプラズマトーチ１５を、カバー１３側壁を貫
通して配設することにより、断熱未凝固復熱と、端部熱
補償を同時に実施して、幅方向均一な高温度の無欠陥鋳
片を得ることができる。

このように第１図の連続鋳造機の機端１１より鋳片完全
凝固位置１０までの搬送ロール区間に、第３．４図図示
の如く、未凝固鋳片８を包囲する断熱カバー１３を設け
、このカバー１３内の雰囲気を還元性、又は非酸化性と
し、しかも断熱力／＜−１３内の鋳片８の側端面にプラ
ズマ１４を照射するプラズマ加熱装置（プラズマトーチ
１５）を配設することにより、スケールの生成なく断熱
未凝固復熱と端部熱補償が同時実施され、幅方向均一な
高温度の無欠陥鋳片を得ることができるものである。

（発明の効果） 以上詳述した様に、本発明のＪ！！続鋳造機は、従来の
連続鋳造機に比べて機長が短縮され、コンノくクトで設
備費を低減でき、しかも内部品質のすぐれた鋳片を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続鋳造機の概要説明図、第２図は本
発明の連続鋳造機で得た完全凝固鋳片の幅方向断面形状
の説明図、第３，４図は本発明の連続鋳造機の機端から
鋳片のクレータエンドまでの搬送テーブルローラ区間に
おいて、断熱未凝固復熱と、鋳片端部熱補償とを、同時
に実施するに好適な断熱、熱補償装置例の説明図で、第
４図は第３図のＡ−Ａ断面図を示す、第５図は従来の連
続鋳造機の概要説明図で第６図は従来の連続鋳造機で得
た完全凝固鋳片の幅方向断面形状の説明図である。 １・・・円弧モールド、２・・・サポートロール、３・
・・ガイドロール、４・・・ビンチロール、５・・・矯
正ロール、６・・・バックアップロール、７・・・機端
、８・・・鋳片、９・・・メニスカス、１０・・・クレ
ータエンド、１１・・・機端、１２・・・テーブルロー
ル、１３・・・断熱カックー、１４・・・プラズマ、１
５・・・プラズマトーチ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造機の機端が、 ［１］その連続鋳造機での最高引抜速度で鋳造した際の
   クレータエンド位置よりもモールド側で、且つ［２］機
   外の未凝固鋳片の溶鋼静圧による凝固シェルのバルジン
   グによって形成される完全凝固鋳片の幅方向中央部と端
   部との厚み偏差が、次工程処理上の許容範囲内に収まる
   位置にあることを特徴とする連続鋳造機。
2. （２）機端位置から機外の鋳片完全凝固位置までの搬送
   ロール区間に、未凝固鋳片を包囲する断熱カバーを設け
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の連続鋳
   造機。
3. （３）断熱カバー内の雰囲気が、還元性又は非酸化性雰
   囲気であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の連続鋳造機。
4. （４）断熱カバー内の鋳片側端面にプラズマを照射する
   プラズマ加熱装置を配設したことを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の連続鋳造機。