JPS62296940A - 極厚スラブの鋳造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は往厚スラブの鋳造に関し、詳しくは極厚スラブ
の上面および底面からの二方向凝固鋳造に関する。

（従来の技術） 一般に、溶鋼を用いた極厚スラブの鋳造に際して、古く
から行なわれている鋳塊を得た後に圧延する造塊法と製
造コストが安くしかも生産性の高い等の理由から連続鋳
造法とが広く用いられていることはよく知られている。

しかし、これ等の鋳造法は、列えば造塊法では鋳塊頭部
に著しい成分偏析部と収、縮孔を形成すること、鋳塊内
部にも濃厚（至）所帯が存在すること等から歩留の低下
と品質の高級化が阻害され、一方連続鋳造法においては
、造塊法はど也端ではないが、同様に鋳片の中芯部に濃
厚成分回折を伴う欠点を持っている。従って、従来より
これ等造塊法あるいは連続鋳造法の問題点を解決して極
厚スラブを直接に鋳造する方法が提案ざｆでいろう例え
ば、特公昭５３−１９２９０号公報の如く鋳型の上面及
び側面を保温して醐ｍ’に鋳型下面から凝固させるいわ
ゆる一方同凝固法、あるいは、特開昭５９−１７８１５
２号公報の如く鋳込溶鋼の下部を凝固せしめつつ、該心
情表面全保温して後に上面からも凝固するいわゆる二方
向凝固法が提案されてお少、かなりの効果が得られてい
る。

（発明が解決しようとする問題点ｊ しかしながら、これ等の新らしい鋳造法においても、例
えば一方向凝固法においては最終凝固部の上層に大きな
成分偏析層が形成され、また上層部になる程緩慢冷却に
伴う粒子間開所が大きくなｐ１歩留９品質ともに十分と
は言い難い。

この一方向凝固法の問題を解決する手段として二方向凝
固法が提案されておυ、該二方向凝固法においては、鋳
込溶鋼の上面からの冷却金おさえる事により凝固収縮に
追従した上面シェルの下降を生じ、凝固収縮孔の形成全
抑止できる。しかし、鋳型側面に保温スリーブを介挿し
て側面の凝固殻の生成を抑制することから、該スリーブ
との接触面でボイルを生じ、気泡性の欠陥、あるいはス
リーブ素材の巻込み等による介在物の混入、又は冷却の
不均一による表面凹凸の形成を招き、圧延時のキズ欠陥
の原因となる。また、溶鋼上面に保温剤を添加すること
から、散布の不均一化等により上面全域Ｖこわたる均一
な冷却が行なえず、部分的に一方向凝固を招き、凝固時
間の延長と、内部偏析が増加し凝固表層もザク状となる
欠陥を生じる。

また、保温剤を添加することにより、鋳片表層に列えば
３００ｍ厚さのスラブの場合で約２０鱈もの浸炭層が形
成され、歩留の大巾低下と鋳片品質を阻害する等の欠点
を有している。

本発明は前述し之如き従来法の欠点を解消するものであ
シ、溶鋼を鋳造した際の鋳片表面に形成される大きな成
分偏析層、あるいは二方向凝固の如き側面の凝固に起因
した欠陥、上面凝固殻の冷却不均一による形状不良及び
凝固時間の延長等がなく、シかも保温に伴う浸炭層の形
成、内部偏析の増加等による歩留および品質阻害のない
高品質極厚スラブの鋳造法を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段Ｊ 本発明の要旨は、鋳型のツリ面に保温スリーブを介挿し
、鋳込溶鋼を鋳型の底面から凝固せしめつつ該溶鋼の表
面からも凝固せしめる二方向凝固法において、該保温ス
リーブ全抜熱層と保温層の２層とし、鋳造初期の側面溶
鋼全急冷凝固せしめ、この後側面の急冷凝固部全保温す
るとともに該溶鋼上面を初期急冷し、次いで該溶鋼表面
を緩冷せしめつつ二方向凝固せしめることを特徴とする
極厚スラブの鋳造方法である。

（作　用） 以下、本発明による高品質極厚スラブの鋳造法について
述べる。

本発明者等は、極厚スラブの鋳造に際して成分の均一な
且つ無収縮孔スラブを得るには、該鋳込溶鋼の３１１１
面を保温しつつ表面を保温凝固せしめる従来の方法では
困難であるとの知見をもとに各種の実験を行な、つたつ その結果、鋳型側面の冷却による＠ｌＩ面凝固殻の形成
は内部の収縮に追従して下降する上面凝固殻の下１４全
阻害するが、鋳造初期に形成せしめｆｃ側面凝固殻は継
続する側面の保温作用と内部からの凝固復熱の相乗効果
によって上面凝固殻の下降を阻害しないこと、また、二
方向凝固に際して従来の上面保温とは全く逆の鋳造溶鋼
表面の急冷と緩冷による抜熱と緩冷復熱とにより、容易
に内部凝固収縮に追従して無欠陥、無収縮孔で成分の均
一な極厚スラブを鋳造することが可能となること全知見
した。

即ち、本発明においては、溶シ）・１を鋳型内ンこ鋳込
み、底面を該鋳型底面（定盤）の放冷、空気、ガス、水
等の冷媒を介しての積極的な抜熱Ｖこよる冷却等によっ
て凝固させつつ、鋳型側に介挿した表面に抜熱層、裏面
に保温層を形成した２層スＩＪ−ブによシ初期側面凝固
層を形成するつこの鋳造初期における側面凝゛固殻の形
成と気密性の高い内張シ抜熱層による保温層の発生ガス
抑制との相乗作用により、側面はボイル、スリーブ等に
起因した気泡性及び介在物欠陥が解消さ１１１１１１１
面の凹凸形成が抑止はれ、後工程での圧姑キズの発生も
防止烙れるウ 一方、鋳造された溶Ａの表面はＡｒ、Ｎ２等のガス流体
の吹付け、あるいは抜熱蓋と封入流体を介する等により
急冷して早期に上面凝固殻全形成する。

この初期急冷によって形成される上面凝固殻は、凝固組
成が表層各部位および底面ともに均質であり、シかも表
面形状も憚めて平滑であるっこのように、本発明は鋳込
溶鋼の底面から凝固せしめつつ側面の急冷抜熱と保温復
熱を行ない、上面からも適宜厚み凝固させた後、ガス流
体の吹付等による冷却を減少又は中断して上面の凝固殻
を鋳塊の内部熱を主体として復熱（昇温］しつつ鋳塊を
底面と上面から完全に凝固させろうこの極厚スラブ形状
鋳塊の側面及び上面凝固殻を復熱することによって、内
部に形成される溶鋼の収縮に応じて容易に該上面凝固殻
が追従下降するため、収縮孔が発生しない、この目的と
側面の欠陥を防止するために鋳造初期に形成する側面凝
固殻厚みは５ｆｉ以下が良く、抜熱層としては例えば０
．１〜１ｍの薄鋼板、積層金網等を用いる。この抜熱層
は上記のものに限らず、熱伝導性の良好なもので初期の
急冷抜熱を行なうもので初期凝固殻形成後は裏打ちされ
た保温層の保温あるいは復熱保温効果を凝固殻に与え得
るものであって、列えばＭｆＯ等をコーティングしたも
のを用いることもできる。特に保温層のガス遮蔽効果か
らＭＰＯコーティングあるいは鉄板内張り等が好ましい
う金属ワイヤ張シも試みたが、効果面で多少劣っていた
。

なお、保温スリーブの２層化形成において特にＭＰＯボ
ード等の耐火素材の張り付けあるいはコーティングを行
なう際には第４図（ａ）　、　（ｂ）に示すように凹凸
面あるいは突状体等を介して強接着層を形成することが
好ましく、弱い場合は局部剥離を生ずるつ 次に、鋳片側面の初期凝固層の形成にも拘らず確実に上
面凝固殻を下降せしめて内部欠陥のない鋳片を得るため
には上方からの凝固層は５０〜２００ｍとすることが必
要でおる。

上面の凝固層が５０鶴より小さいと鋳塊上面の冷却不足
によるザク状欠陥が表層部に発生するとともに凝固が一
方向凝固に近似してこれに伴う内部の成分偏析も増加す
る。１ｆＣ，、凝固層が２００制より太きいと上面の凝
固殻が厚くなって内部熱等によシ復熱しても内部凝固に
伴う該上面凝固殻の追従下降が行なえず、結果として収
縮孔とその周辺に成分偏析が発生する。

ここで上面の凝固層は初期の上面凝固殻とその後の上方
からの凝固量を含めた上方からの全凝固量を示す。

また、ガス流体の吹付は等の初期急冷によシ初期に形成
する上面の凝固殻の厚みは、熱伝対等の埋込み測定結果
によると極厚スラブ形状鋳塊の厚み、長さＸ巾等によっ
て若干異なるが、３３〜５０ｙｍが好ましい、これは前
述した上面の全凝固量で述べた理由による。

（実施列］ 長さ３．７ｍＸ幅１．２　ｍで厚み０．４　ｍの極厚ス
ラブを鋳造する場合について以下述べる。

第１図に示すように定盤１とｆＡ型２と上蓋３とからな
る装置を用いた。この鋳型２の側面には抜熱層４を設け
た第３図に示す如き２層の保温スリーブ５が固設してあ
り、上部には不活性ガスの吹付は孔６が設けである。

鋳型２に１５７０℃の溶鋼７を鋳込み、５分以内に吹付
は用ガス流体として入ｒガス（常温３０℃）を第２図に
示す如く初期４００Ｎｔｒ？／ｈｒで吹込み、／″ｆ′
Ｌ、を３０分間継続１−だ、この間鋳型２内の溶鋼７は
底面から凝固しつつ約３０ｗの上面凝固殻８を形成した
。この後吹付はガス量を第２図中点線の如く内部Ａｒ雰
囲気保持のみとなる量でちる約２ＯＮ？？／／ｈｒＫ減
量した場合と、約１５０　Ｎｒｙ？／　ｈｒ　　に減量
緩冷化した場合とを行なった。これによって溶鋼の初期
の上面凝固殻がさらに増厚して約２ＯＮｍ’／　ｈ　ｒ
の場合で１００＋ｗ、約１５ＯＮｒｄ／ｈｒ場合で１４
０簡のものが得られ、このようにして溶鋼を底面からの
凝固と上面からの凝固により上下二方向から凝固させた
。

また、側面の急冷凝固層は鉄板の場合で３　ｍ　。

ＭｇＯコーティングの場合で２ｍが形成された。

これ等鋳造スラブの外観性状及びＵＳＴ欠陥を従来の鋳
造スラブと比較して表１および第５図に示すが、明らか
に本法による鋳造が優れていることがわかる。

表　　１ （発明の効果） 以上述べた如く、本発明による二方向凝固糾造を用いる
ことによシ、鋳片の側面形状の平坦化により圧延時の欠
陥抑制が図られ、鋳造時のゼイルに伴う気泡性欠陥およ
び介在物の巻込み等を防止することができ、鋳片の内外
部ともに優れた品質の鋳片を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による極厚スラブの鋳造方法の実施例を
示す断面図、 第２図は第１図における鋳造に際して溶鋼上面に吹付け
るＡｒガス量の例を示す図、 第３図は保温スリーブ例の断面図であシ、同図（ａ）は
抜熱層がＭｇＯである例を示す図、同図（ｂ）は抜熱層
が金網である例を示す図、同図（ｃ）は抜熱層が鉄板で
ある例を示す図、 第４図は保温スリーブの保温層と抜熱層の接着例を示す
図であシ、同図（、）は凹凸面を介して接着する例を示
す図、同図（ｂ）は釘等の係止体を介して接着する例を
示す図、同図（ｃ）は同−組成面で接着し順次組成を変
更した多層接合例を示す図、第５図は各保温スリーブの
欠陥指数を示す図であり、Ａ、Ｂは耐火物、Ｃは金網、
鉄板、Ｄはワイヤーを抜熱層に使用した場合を示す。 １・・・定盤、２・・・鋳型、３−上蓋、４−・抜熱層
、５・・・保温スリーブ、６・・・吹付は孔、７・−溶
鋼、８・・・上面凝固殻。 左１図 第２図 注入Ｍ佳ケらの経過Ｂ寺Ｉｖｉｃ分） ７ｒ３目 （Ｑ）　　　　　　Ｃｂ）　　　　　　（Ｃ）２１＝４
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳型の側面に保温スリーブを介挿し、鋳込溶鋼を
   鋳型の底面から凝固せしめつつ該溶鋼の表面からも凝固
   せしめる二方向凝固法において、該保温スリーブを抜熱
   層と保温層の２層とし、鋳造初期の側面溶鋼を急冷凝固
   せしめ、この後側面の急冷凝固部を保温するとともに該
   溶鋼上面を初期急冷し、次いで該溶鋼表面を緩冷せしめ
   つつ二方向凝固せしめることを特徴とする極厚スラブの
   鋳造方法。