JPS6250059A - 半連鋳造塊装置における冷却方法 - 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〕 本発明は、半連鋳造塊装置における冷却方法に係り、特
に極厚扁平鋼塊などの如く厚さの点から従来の連続鋳造
装置では鋳造が困難な大型鋼塊の製造方法に関し、厚さ
または直径りが５００ｍ＋ａ以上、高さがＩＤ〜ＩＯＤ
程度の大型鋼塊の製造分野で利用される。

〔従来の技術〕

一般に最終製品厚さが１５０ｎｎｍを越えるような厚板
材向けの鋼塊や鍛造向けの大型鋼塊などは、圧下比また
は鍛造比が通常３以上を要するので、鋼塊時点における
厚さや直径が５００〜３０００闘程度と著しく大きく、
従来の通常の連続鋳造設備で鋳造することは極めて困難
であった。

従って、上記のような大型鋼塊については、古くから行
われている鋳鉄製鋳型を用いた造塊法によって鋳造せざ
るを得なかった。

このような従来の造塊法による鋼塊はセンターポロシテ
ィが多く、中心偏析やＶ偏析、頭部偏析等の鋼塊内成分
不均−が不可避で、鋼塊の品質、歩留が劣る問題がある
。また、人手による作業が多く、多種の鋳型を要するた
め保守管理も困難であった。

一方、従来から連続鋳造方式に類似する方式として例え
ば特公昭５６−４６４５７号公報に開示されている半連
続鋳造方式が知られている。この半連続鋳造方式が連続
鋳造と異なる点は、所定の製品長さ分だけ鋳込み、１製
品ごとに鋳造を繰り返すことである。

このような半連続鋳造方式も、従来は適切な冷却方法に
対する配慮が欠けていたため、鋼塊の上部に逆Ｖ偏析が
残ったり、中心部のざくが場所によって改善されないな
どの欠点があり、工業化されていない現状にある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、大型
鋼塊の品質、歩留を改善し、人手と保守管理を簡素化で
きる半連鋳造塊装置における冷却方法を提供するにある
。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の要
旨とするところは次の如くである。

すなわち、水冷鋳型内に溶鋼を注入しながら底板を下降
させ所定長さを鋳込んだ後注入を停止して凝固を完了さ
せる大型鋼塊の半連鋳造塊装置における冷却方法におい
て、前記鋼塊の鋳型から引出された部分からスプレー冷
却を順次開始し、所定時間冷却後前記鋼塊の底部から前
記スプレー冷却を順次停止することを特徴とする半連鋳
造塊装置における冷却方法である。

本発明方法を図面を参照して詳細に説明する。

第１図、第２図は本発明方法で使用する半連鋳造塊装置
の縦断面図であり、第１図は溶鋼の注入開始初期の状況
を示し、第２図は溶鋼注入停止後の鋼塊の冷却状況を示
している。

半連鋳造塊装置では次のように造塊される。水冷鋳型１
は通常の連続鋳造装置の鋳型と同様の構造で上下面が開
放され内面は銅板２で構成されている。溶鋼注入初期に
は鋳型１の底部に底板３が下から挿入され、鋳型１の底
が閉じた状態で溶鋼＃Ｐ１４内の溶ｎ４５がノズル６を
経て鋳型１内に注入される。次いで鋳型１内の溶鋼湯面
はほぼ一定のレベルを保ちつつ、底板３をラック７、ピ
ニオン８により下降させて行く。

底板３の下降に伴って凝固殻の形成されている鋼塊９が
鋳型１から下方へ引抜かれ、鋼製グリッド１０によって
その側面を支持され、グリッド１０の隙間部分に配設さ
れたスプレー１１からの冷却水によって強制冷却される
。

所要の鋼塊長さとなったとき溶鋼注入を停止し、底板３
の下降を止め、溶鋼鍋４を撤去する。第２図はこの状態
を示し、鋼塊９の下方は引続き水冷却され、上端は断熱
材１２で断熱されている。

この鋼塊の本発明による冷却方法を第３〜５図を用いて
説明する。第３図は鋼塊９の引抜きが完了した時点にお
ける鋼塊側面の状態の一例を示し、上から断熱放冷およ
びスプレー冷却ゾーンとなり、冷却ゾーンは長辺面のＩ
、１１Ｉ、、　Ｉ、、■、ゾーン、短辺面の■。、ＩＩ
、、ＩＮ、、■、ゾーンから成っている。第４図（Ａ　
）、　（Ｂ　）、　（Ｃ）、　（Ｄ　）、　（Ｅ　）は
鋼塊を引抜き中の断熱放冷およびスプレー冷却ゾーンの
変化の一例を示したものである。また、第５図は各ゾー
ン冷却水の経時変化を模式的に示したものである。

逆Ｖ偏析は冷却を強化して凝固速度を速めればＵ減する
ことが知られており、一方、中心部の空孔性欠陥「ざく
」は凝固界面がシャープな形状を示さないほど、すなわ
ち上下部で凝固速度の差が大きいほど軽減することが知
られている。従って、逆Ｖ偏析を減少させるためには上
部まで強冷することが望ましいが、ざく軽減のためには
上部は緩冷却とするのが望ましい。かかる矛盾を考慮し
て最も調和のとれた冷却方法を探すべく実験を繰り返し
た結果、第５図に示す如く水冷鋳型を抜けるとすぐに水
をかけ始め、底部はど水量密度を増加して強冷し、終期
には底部から順次に水を止めることが最も望ましいこと
が判明した。第５図のパターンは一例を示したものであ
り、水量は必ずしもピークで一定に保つ必要もないし、
水量差が一定である必要もない。

また、上部を緩冷却とするため、第４図（Ｅ）のモデル
で示す如く、引抜きが完了して底板の下降停止後、水冷
鋳型１を断熱材１２に替えて鋼塊９の上部を保温した。

一方、実験の結果よりスプレー冷却を凝固完了以降も続
けると鋼塊の中心部に熱歪による割れが、発生しやすく
なることがわかり、この対策として冷却水は鋼塊の中心
部が凝固を完了する前に停止して熱歪を有効に緩和した
。

また、熱歪は鋼塊の中心部が凝固する時に短辺が既に凝
固していることからも発生し、これを防ぐために、第５
図に示す如く短辺の水量密度を長辺よりも少なくし、か
つ冷却水の停止を長辺よりも短辺を早く行い熱歪の緩和
を図った。

本発明は上記の如く、重連鋳造塊装置における大型鋼塊
の冷却において、鋼塊の上下で冷却に差をっけ、冷却水
を停止するタイミングを適切に選び、かつ長短辺面の冷
却水量密度に差をもたせて、ざくと逆Ｖ傷析が最も調和
のとれた状態に改善し、熱歪を緩和することができた。

本発明方法を実施するに当り、鋼塊品質をさらに向上さ
せる手段を併用しても差支えない。例えば主として鋼塊
の頭部偏析を少なくするために、凝固過程中期以降にお
いて鋼塊頭部の未凝固部を加熱すると共に、純鉄等の不
純物濃度の低い鉄をその未凝固部に投入して不純物を希
釈してもよい。

また例えば、凝固過程において未凝固溶湯の電磁撹拌を
併用することにより、中心偏析やセンターポロシティの
低減を図ることも有効である。

本発明方法により、重連鋳造塊装置を用いて大型鋼塊を
高品質、高歩留で鋳造することが可能となった。

〔実施例〕

第１，２図に示す装置を用いて、断面０．８　Ｘ　２．
４ｍ１高さ６ｍの鋼塊を本発明方法にて鋳造した。

溶鋼成分は、　Ｃ：０．１６％、Ｓｉ：０．４０％、Ｍ
ｎ：　１．２５％、Ｐ：０．０１２％、Ｓ：０．００６
％であった。

注入溶鋼温度１４８５℃、鋳型からの引抜き速度０．１
２　ｍｌ　ｗｉｎとし、第４図、第５図に示すパターン
で長辺面の冷却ゾーン１．の水量密度を０．００３１／
ｃｄｍｉｎ、ゾーン’ＰＪ、ノ水量密度を０．００５ｊ
／ｅＩｌｒｍｉｎとして、ゾーン■、は溶鋼注入開始か
ら４分後に注入を開始し、１４５分後に停止した。ゾー
ンＩ。は４６分後に注入を開始し１７０分後゛に停止し
た。短辺面の水量密度はそれぞれ対応する長辺面の６０
％であり、短辺面の注入停止は、それぞれ長辺面より３
０分間早く停めた。

その結果、本発明方法は通常造塊法で鋳造した場合に比
して、ざくは１／２、逆Ｖ偏析は本数で１／４にｍ減し
た。

〔発明の効果〕

本発明は、上記実施例からも明らかな如く、大型鋼塊の
重連鋳造塊装置において、鋼塊の鋳型から引出された部
分からスプレー冷却を順次開始し、所定時間冷却後、鋼
塊の底部からスプレー冷却を順次停止することによって
、内部品質を向上し、頭部切捨比率が減少し歩留が向上
する効果をあげることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はいずれも本発明の実施に用いる重連鋳
造塊装置の縦断面図で第１図は溶鋼注入開始初期を示し
、第２図は注入停止後を示している。第３図は本発明の
引抜きが完了した時点の断熱放冷およびスプレー冷却の
分割ゾーンの一例を示す斜視図、第４図（Ａ）、（Ｂ）
、（Ｃ）、（ＤＪ、（Ｅ）は本発明のスプレー分割ゾー
ンの時間的変化の一例を示す断面図、第５図は本発明の
各スプレー冷却ゾーンの水量密度の一例を示す線図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水冷鋳型内に溶鋼を注入しながら底板を下降させ
   所定長さを鋳込んだ後注入を停止して凝固を完了させる
   大型鋼塊の半連鋳造塊装置における冷却方法において、
   前記鋼塊の鋳型から引出された部分からスプレー冷却を
   順次開始し、所定時間冷却後前記鋼塊の底部から前記ス
   プレー冷却を順次停止することを特徴とする半連鋳造塊
   装置における冷却方法。