JPS62248546A - 中心偏析の生じない連続鋳造鋳片の製造方法 - 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） この発明は中心偏析の生じない連続鋳造鋳片を製造する
方法に関する。

（従来の技術） 一般に連続＠遺法でに、鋳片の最終凝固部に中心偏析が
発生することに良く知られている。従ってこのような鋳
片η為ら製造される成品には、　ｆｌＪえは厚板の＃！
接割れや耐サワーガス％注等に代表される工うな中心偏
析原因の欠陥や使用上の問題が発生する。このため、こ
れを防止する方法として低温鋳造や電磁攪拌Ｓ遺にＬつ
て凝固組織を細かくし、偏析を分散場せる１沃がとらル
ている。

（発明が解決し−リとする問題点） しかし、これらの方法でも完全に中心偏析のない鋳片を
得ることに不可能であり、低温−造でに非金属介在物が
多くなる問題やノズルクロス等の操業上の問題が大きく
％電磁攪拌鋳造でにその几めの大＠な設備と電力費がか
かる問題がるる。さらに鋳型内への鉄線等の冷却剤や接
種剤の添加も提来されているが、不拘−Ｉ！解や浴σ残
りの問題お工び冷却剤付層介在物や鋳型上面浮遊介在１
のｍき込みなどによる介在物の増加の問題と、ｖｆＳ加
設備お工び操業性において問題がある。

又、特公昭５９−３９−２２５号公報等にみられる工つ
に凝−固末期の鋳片圧下に工って凝固収縮に伴なう浴鋼
Ｒ，動を防止し、偏析ｔ−軽減する方法が提案されてい
するが、精度高いクレータ−エンド制御と共に鋳片臣下
のための大掛ｒ）ｌ圧下装置が必要となる問題がるる。

一万、−片の最終凝固部位即ち凝固先端（一般にクレー
タ−エンドと称する）框痔鋼靜圧に工って凝固シェルの
胴ぶくれが発生すると、中心偏析が助侵され、極端な中
心偏析となることがある。

この溶鋼静圧による胴ぶくれ會小さくしη１つ凝固を早
めて、できるだσ高い鋳造速度を得７ｔり、中心偏析の
ない鋳片を得るｔめに一足以上の鋳片冷却が必要である
ことから、その後の圧延工程での省エネルギーに望まし
い緩冷却操業には限界がめつ九。

これらに％決する１云として特開昭５７−９７８４３号
公報や特開昭５７−１０６４５５号公報に見られるエリ
に鋳型下関片の下端を引き上げ。

最終凝固部が溶鋼静圧ゼロ近くになるＬつｖｃｄ型内溶
鋼レベル近傍にくる１つに設備、操業条件を制御する方
法や、駒片凝固殻のみを引き扱いｆｃ後該凝固殻部を互
層ロール等で互層する方法が提案されている。しかしこ
の方法でに収縮孔や、ｅイズ等の空孔＆ｌＩを圧延止層
する必要があり、そのための大がで為りな圧下設備が必
要となる。

本発明ｒｃ、上述した人魚ｆ　ＩＮ決すべくなされたも
ので、凝固収縮孔や内郡割れのない鋳片を得るとともに
後続する圧延工程に高温−片金提供することを可能とす
る中心偏析の生じない連続−造鋳片の製造方法を提供す
る。

（問題点を解決するための手段） 不発明に、鋳型ま友に鋳型相当部材に連なる鋳片系内−
Ｉｌｃｔ系の終端部を鋳型ｌたぼ鋳型相当部材し′ペル
エフ上方部位に配設し九連続−遺！［ｉｎ用いて１％Ｌ
絹と４与を閣がＬ　／　ｔ≧４〃為つｔ≦２００の鋳片
′ｔ−前記鋳型１文は鋳型相当部材を弁して溶鋼から連
続鋳造するにろ友り、餉遺甲−片１の最終凝固部位を鋳
型または鋳型相当部社内溶鋼レベルの位置以上のレベル
に位置せしめる工す鋳造操業条件を制御し、かつ最終凝
固以前に鋳片冷却を中断し、少なくとも鋳型レベルエリ
上方部位で凝固中鋳片を鋳片表面１度１２５０℃以上に
保持することにエリ両面からの凝固シェルを接合させる
ことｔＷ徴とする中心偏析の生じない連ｆｉｎａｌ造−
片の製造方法である。

（作用） 先ず、本発明者等に、不発明の完成に先立って種々研究
を電ね友結果、以下の知見を得九〇即ち、中心偏析の発
生主因について、従来の連続ｔｓＩ造法でに、凝固末期
における凝固収縮や鋳片の胴膨れ、あるいぼ鋳片支持の
不完全さによる凝固シェルの変形などに工って残浴鋼の
流動が生じ、これにＬって中心偏析が発生するものと考
えられている。

し九がって不発明者等に、鋳片に存する、いわゆるクレ
ータ−エンドにおける溶鋼静圧を零若しくに殆んど零近
くにすることで、鋳片中心部の凝固収縮に伴なう儂化浴
鋼の吸引流動や、溶鋼静圧による鋳片胴彫れ全防止し、
中心偏析の発生を抑止するとともに、　７１０えて、前
記クレータ−エンド近傍の鋳片殻表面温度を１２５０℃
以上の高温に復熱又に加熱することに１って鋳片サイズ
の幅Ｌｍと厚みｔｍがＬ　／　ｔ　ａ　４かつｔ＞２０
０なる鋳片殻が押しつげられ、凝固収縮に伴なって発生
゛する品質上問題となる凝固収縮孔や／Ｊ？イブ等の空
孔部に接会し解消し得ることｔ知見し得友のでるる。

以下、本発明を詳述する。

第１図に、不発明の実施に供せられる連続鋳造装置の概
略構成図である。

同図中、１は取鍋、２に中間容器で例えばタンディツシ
ュが用いられる。３に浸漬ノズルであり。

４に例えば湾曲型の連続鋳造鋳型である。５に鋳片支持
案内装置（以下単に鋳片案内装置と称する）で、二次冷
却機構（図示せずＪｔ−ｇ型下方の適宜範囲にわたり設
げている。６に溶鋼、１０に未凝固湯面％　１３ぼ鋳型
湯面η為らの高さでろる。

本発明に適用され得る鋳片案内装置１５に１例えば第１
図に示すタロ＜、適宜自軍で配設され文弧状配置の鋳片
案内装置の１適宜部位で為ら鋳片／ぞスラインを延長形
成して、鋳片案内装置５の終端近傍の適宜範囲ｔ−鋳型
４設置し・ベル以上の部位に位置する工う配役せしめる
。

８框断熱材で内張されｔ保熱炉でるり、電気加熱又はガ
ス加熱機能を待几せても工い。

父、必要に応じてその後面にｆｖｃｖ″ｆて圧下ｆｅｔ
ｊｌ１２を設げて適宜圧下刀を付与し、中心壽ン部残留
するポロシティの圧潰、お工び所望−片影状にすること
もできる。

上述した：１！ｌ！続鋳造装置系において、鋳造を行な
う際に、取ｍｌから供給される浴ｔｉＩ４に中間容器２
から浸漬ノズル３ｔ−介して鋳型４に注入され、ここで
凝固を開始して凝固シェルフが形成される。

この凝固シェルフは連続的に引抜かれ、鋳型４につづい
て設けられ九例えばロール等による鋳片案内装置５及び
二久冷却帝において、支持され且つ冷却されながら未凝
固拵鋼に接する間成長したのち、クレーター二ンＦ（凝
固先端）９が鋳型円浴鋼しベルＬ９上万に位置するよう
引抜たれる。

この場合、凝固収縮に伴なう溶鋼流動の防止と溶鋼切れ
に伴なう中心部の収組ノセイゾの発生を防止する友のに
両面の凝固シェルが押えつげられ両方のシェルが接合す
る必要がめるが、°保熱炉８で鋳片表面温度を１２５０
℃以上に保持する。と共に鋳片サイズが幅Ｌｍと厚みｔ
■がＬ／ｌ　≧４かつｔく２００であれば両方の凝固シ
ェルは接合することがわかった。

第２図に、不発明の製造法で得られ次鋳片の平均的品質
を従来の連続鋳造＠に工９得られたものと比較して示す
。同図中、（ａ）に従来法にエフ連鋳され７′？、＠片
、（ｂ）に不発開法にエフ連−され九糾片の品質を夫々
示す、従来の連続鋳造法でに、引抜速度即ち生産性が低
い領域においてはじめて内部割れや凝固収縮孔のない鋳
片が得られ、１九電磁攪拌法、低温鋳造法との組合せに
工って中心偏析の程度に大巾に改善されるものの、なお
も完全とμ云い雌く、バラツキも大である。これに対し
。

本発明に工れば、！２図（ｂ）に示す如く中心偏析評点
が大巾に改善される。

（実施例） 以下に実験で得られ７ｔｊＭ来及び昶見をもとに、本発
明をさらに詳述する。

実績に用いた連続鋳造装置に鋳造厚み１５０゜２００．
２５０ｍｇ造巾６００．８００．１０００■の鋳造ｌｆ
ｒ面ｔ”有し、且つ鋳片支持冷却機構及び引抜圧層装＊
ｒ−ｅなえている。すなわち、−片は曲率半径が３ｍの
鋳型及びそれに接続する鋳片案内（冷却）４１ｉ−Ｉｔ
を経由しｔ後、多設矯正ロールに工って直線状に矯正さ
れつつ上方に引き出され。

保熱帯を通って鋳造湯面エフ１．４濡上万ｌで引き上げ
られ、水平に矯正され、その後面に設けられ友引抜圧下
装置で引抜かれる。実験では凝固に必要な長さを［沫し
、かつ装置の高さを可及的に低くする制約が６つ九九め
、上記の設備配置とし友。

ま几、鋳片の案内（冷却）装置り従来の連続鋳造でに一
般的である鋳片の上下に配置しｔ複数のロール対及びそ
の間に設けられ友冷却水スプレーからなり、不質的には
従来の連続鋳遺礪と同様なもの金用い、且つ濁遺使さ方
向にとなり合うロール対の間隔も同程度の１００刀為ら
５１）Ｏｍの範囲とし友。

一万、鋳造厚み２００４虚片に２いて鋲打ちに工って測
定した凝固速度係数に、このとき２７．５鱈・−乙であ
るので、引抜速度１．２８ｍ／分以上で鋳造１面エク約
１．４屏上方の位置１で残溶鋼が茂ることが判明し友。

第３図に、上記の実に＊装置ｔを用いて引抜速度を変化
させ几場合の中心偏析状況及び凝固ＩＰ：端でのロール
対間の鋳片胴ぶくれｔを１１１１足し几纜果を示す。な
お、引抜速度を変化させると、＃同速度係数、引抜速度
、−片支４１涜構の配置、鋳片厚与から算定される凝固
終端の鉄静圧もそれにともなって変わるので、それも同
図に付しｔ０ 鋳片の中心偏析ａ引抜速度の増加にともなって一度悪化
するが、或値以上でに従来の連続鋳造と異なって逆に改
善され、凝固終端の絶対鉄靜圧（大気圧を含む残浴鋼靜
圧）が１．４　ｍとなる１、１２隅／分では中心偏析が
ほとんどなくなっている。

ナオ、この関係に、鋳片の凝固終端における胴ぶくれ量
や鉄靜圧と引抜速匿との関係にはソ同じでるり、凝固終
端の鉄靜圧が増すと鋳片のロール対間での胴ぶくれが増
加し、これにともなって中心偏析が悪化することを示し
ていて、従来ρ為ら云われている中心偏析の生成機構を
裏付けている。すなわち、従来の連＃ｆｃ絹遺において
も、鋳造長さ方向に隣合うロール対の間隔を狭ばめると
、友とえ凝固終端の鉄靜圧が過大でもロール対間の鋳片
の胴ぶくれ童は大巾に減少すると共にそのロール対に工
って凝固末期４Ｃ＠固収Ｊ＠童にみろっ几圧下金加えた
場合、中心偏析は大巾に改善されることが工く知られて
いる。し〃為し、この方決でに小径ロールを用いねばな
らない九め、ロールの曲りや設備の複雑化が問題となり
、限界である。

これに対して本発明でにか＼る複雑な鋳片支持や圧下冷
却＋ｆｉ構を用Ｖ−ｈなくとも鋳片条件の制御によって
凝固Ｉｆ７％端の鉄靜圧を１小にでき、少なくともメニ
スカスし・ベル以上の部位で１２５０℃以上の鋳片辰ｌ
ｌｌ１１１Ａ度を確保することに工って鋳片サイズの幅
Ｌ　ｗｍ　、厚みＬｍがＬ　／　ｔ　　≧４かつｔ≦２
００のスラブに２いては凝固収縮に伴なう溶鋼流動防止
の尺めの凝固収輔補償の一庁圧下框騎片表面にか＼る大
気圧と鋳片内圧との差によって行なわれ、第１表に示す
ごとく圧延製品で有害となる凝固収縮孔やパイプ等の空
孔ｇに接合されると共に５ｇ２図及び第３図に示すごと
く中心偏析に極めて良い水準となる。しη為しＬ／ｌ（
４の場合やｔ）２００の鋳片、めるいに保熱鋳片温度が
１２５０℃未遜の場合においてに鋳片の凝固殻の残置が
強くなりすぎ、！４片の凝固状−に伴なり鋳片表面に−
Ｄ為＼る大気圧と鋳片内圧との差による凝固殻の変形が
不十分となり、凝固収縮孔やパイプが残留するｍめ。

Ｌ　／　ｔ≧４．ｔ≦２００．鋳片表面温度≧１２５０
℃にする必要がるる。

１次凝固終端の鉄靜圧が１小なので設備にか〃為る刀に
小となる結果、設備耐力を小さく出来るつ・え、積置の
高い安定操業が可能となり、品質保証上も有利である。

表１　有害収纏孔（パイプ）発生状況 （×不可、Δ一部発生、０艮好） （発明の効果り 不発明に、上述し友如く構成しｔことにエフ。

■　鋳片の最終凝同部ｔ−浴鋼靜圧が殆んどないレベル
で凝固させ、且つ中心部に発生する凝固収縮孔やパイプ
を大気圧下？接會圧層させてｐｓ消できることで島ら、
偏析防止のための電磁攪拌装置や。

圧下能力をもつ特定のロール対設備等を用いる必要がな
く、且つ生産性を低下することなく中心゛偏析等のない
鋳片を得ることができる。

■　本発明で区、高温−片の抽出が可能でめる・ことか
ら、直接圧ＩＡヲ効卓的に且つ経隣的に遂行し得、即ち
凝固シェルの成長時にか＼る溶鋼静圧が、鋳片系１’［
ｉｌの後半部で従来の連続鋳造機工９小さい九の、−片
支持設備やその保全整備作業ｔ−簡便化出来、さらに鋳
片の胴膨れもないので緩冷却や保熱、加熱が可能となＶ
、ＶＳ片の抽出温度も高くなる。

等の効果がるる。

なお、上述し７？、実施例においてに、湾曲型連続閣遺
機に本発明を適用し友場合について述べ九が。

これに限ることなく、例えばベルトキャスター等エンド
レス型の鋳型相当部材を用いる連続−遺失など１本発明
の技術思想を逸脱しない範囲においてすべての連続鋳造
法に通用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図に不発明の英施に供せられる連続鋳造装置系の概
略構成図、 第２図ａ本発明と従来の連続鋳造法との鋳片品質比較図
。 第３図ｒｒ、不発明において引抜速度を変化せしめ九場
合の中心偏析状況、凝固終端でのロール対間の胴膨れ状
況金下した図である。 ｌ・・・取鍋、２・・・中間容器、３・・・浸漬ノズル
、４・・・ｍ型、５・・・−片系Ｖ′３装＠、６・・・
浴鋼、７・・・凝固シェル、８・・・保熱炉、９・・・
クレータ−エンド、１０・・・未凝固湯面、１１・・・
鋳片、１２・・・引抜圧下装置。 １３・・・鋳型場面ρ為らの高さ。 代理人　弁理士　秋　沢　政　元 他１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳型または鋳型相当部材に連なる鋳片案内装置系
   の終端部を鋳型または鋳型相当部材レベルより上方部位
   に配設した連続鋳造装置を用いて、幅Ｌｍｍと厚みｔｍ
   ｍがＬ／ｔ≧４かつｔ≦２００の鋳片を前記鋳型または
   鋳型相当部材を介して溶鋼から連続鋳造するにあたり、
   鋳造中鋳片の最終凝固部位を鋳型または鋳型相当部材内
   溶鋼レベルの位置以上のレベルに位置せしめるよう鋳造
   操業条件を制御し、かつ最終凝固以前に鋳片冷却を中断
   し、少なくとも鋳型レベルより上方部位で凝固中鋳片を
   鋳片表面温度１２５０℃以上に保持することにより両面
   から凝固シェルを接合させることを特徴とする中心偏析
   の生じない連続鋳造鋳片の製造方法。