JPS6261764A - 中心偏析の少ない連続鋳造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は中心偏析の少ない鋼の連続鋳造方法に関し、さ
らに詳しくは中心偏析を軽減し、中心偏析に起因すると
ころの、鋼板における低温靭性、耐うメラーティヤー性
、耐ＨＩＣ性等の向上を図り、さらに軸受鋼の転勤疲労
寿命や硬鋼線材における断線率やカッピー破断率を向上
する方法に関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造スラブやブルームの中心偏析を軽減するために
は、適正なロール間隔の設定とロール配列の整備あるい
は適正な２次冷却によりバルジングの発生を防止するこ
とが必要である。

一方、溶鋼過熱度の低下、＃６型への冷却材の添加、鋳
型自溶鋼への電磁攪拌の適用、ストランド内での鋳片に
対する超音波の印加、さらにはストランド内での溶鋼へ
の電磁攪拌の適用、などの方法により中心偏析を軽減す
る技術が広く普及している。これらの方法はいずれも鋳
造組織を等軸層化して溶質の微細分散化を図り中心偏析
を軽減することを目的としている。

溶鋼過熱度の低下は、等軸層化を図る上で有効ではある
が鋳造温度を狭い範囲に制御する必要があり、操業の安
定性を阻害するという欠点がある。

冷却材の添加も等軸層化には有効であるが、冷却材の溶
は残りや、モールドスラグの巻き込みを誘起することが
あり、ＵＴ欠陥を生じ易いという欠点がある。

鋳片への超音波の印加は原理的には有効であるが実施技
術として印加ロールの疲労の問題があり、実用化が困難
な欠点がある。

こうした点を考えると、鋳型内あるいはストランド内で
の電磁攪拌は実用上の欠点が少なく、また等軸層化には
効果があって、一般に普及している。しかし、電磁攪拌
により等軸品化が進むことによる中心偏析の軽減は傾向
的には認められるものの、実際には電磁攪拌を適用した
連続鋳造スラブを素材とする厚鋼板製品の機械特性は、
電磁攪拌をかけない同一素材の厚鋼板製品と比較して、
格別に顕著な改善は認められないし、また、電磁攪拌を
適用した連続鋳造ブルームを素材とする硬、鋼線材の破
断率も電磁攪拌をかけない素材から得た線材とヰ較して
顕著な改善効果が認められてはいなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はスラブないしはブルームの連鋳鋳片において、
中心偏析を解消し健全な素材鋳片を製造する方法を提供
するものである。

第４図に硬鋼線用ブルーム鋳片の縦断面マクロ組織を示
す、該鋳片は低温鋳造したため下面側は下面から軸心ま
で全域に亘り等軸品が形成される。一方、上面側は上面
から１５０ｍｍの範囲が分岐柱状晶でそれより内部は等
軸品である。軸心部は鋳込方向に沿ってザク状のキャビ
ティが断続的に形成されている。ブルーム鋳片で特徴的
なのは、軸心近傍にＶ偏析を伴なうことで、これは鋼塊
軸心部に発生するＶ偏析と形態を異にし、むしろ鋼塊で
の逆■偏析の形態を有する。Ｖ偏析は軸心を中心にして
幅約１００ｍｍ程度の領域に発生する。第２図は同一サ
イズ鋳片の軸心近傍におけるセミマクロ分析値の統計的
な分布を示したものである。これより中心偏析とこれに
隣接した負偏析帯とが鮮明に認められる。この図から負
偏析の発生し始める領域は軸心から４０ｍｍの範囲であ
る。すなわち軸心を中心とした８０ｍｍの幅の領域でバ
ルクの溶質移動があることが分る。この溶質移動が生じ
ている領域は該鋳片を鋳造した実際の鋳造条件の下で、
鋳込方向に沿う鋳片位置で見ると、鋳片的残溶鋼プール
最先端（クレータエンド）から手前８〜ｌＯｍから溶鋼
プール最先端に至る間の位置に相当している。さらにこ
のような範囲は鋳片断面寸法、鋳造速度あるいは冷却条
件などが変れば当然変化するものであるが、実際の連続
鋳造条件の下では溶鋼プール最先端から手前２〜１５ｍ
から溶鋼プール最先端に至る範囲に相当している。そし
てこのような溶質濃化溶鋼の移動は第４図に示したよう
に■偏析線に沿って生じていることは、Ｖ偏析について
の表面分析を行った結果から明らかとなる。さらにこの
ような溶質濃化溶鋼の移動が生じるのは溶鋼プール内残
溶鋼の凝固収縮に伴なう吸引力によって発生したもので
あることは、冶金的な観察と簡単な数値計算から明らか
にすることができる。

従って、中心偏析を防止するには鋳片の軸心（スラブの
場合は厚さ中心）近傍における、溶鋼プール内残溶鋼の
凝固収縮に伴なう吸引力によって発生した溶質濃化溶鋼
の移動を阻止することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明の技術手段は、残溶
湯プールの鋳込方向最先端より手前２〜１５ｍの位置か
らプール最先端位置まで、鋳込方向に沿って、鋳片の液
芯核の凝固の進行に伴い、鋳片表面をその凝固収縮によ
る体積収縮量相当層を逐次圧下し、鋳片断面を減面して
鋳造することである。

〔作用〕

上記技術手段は溶鋼プール内残溶鋼の凝固すなわち鋳片
の液芯核の東回に伴なう収縮量を鋳片凝固殻を収縮変形
させることにより補償するので、溶質濃化溶鋼の軸心部
へ向けての移動を阻止する作用をなす、溶鋼プール内残
溶鋼の凝固収縮に伴なう収縮量すなわち圧縮変形歪を鋳
片断面植、鋳込速度、冷却水比など種々の鋳造条件に対
して計算すると第３図に影線を付した領域内にある。

鋳片凝固殻に外部から収縮を与えて鋳片の液芯核の収縮
？補償しようとすると、液芯核に有効に作用する収縮量
は、外部からの収縮の印加方法にも依存するが、印加歪
の１／２〜１／！０に低下する。これを全効率ηであら
れす０例えば偏平比１．４程度のビレット鋳片を厚さ方
向への収縮歪をシーえようとすると全効率はη＝０．２
となることが実験的検証により判明した。

鋳片凝固殻に圧縮歪を加える手段として、鋳片表面を強
制冷却し、凝固殻のモ均温度を必要とする圧縮歪が得ら
れるように鋳片の液芯核の凝固による体積収縮量相’５
Ｎだけ低下させてやれば、残溶鋼液芯核の凝固に伴なう
収縮歪を完全に補償し、溶質濃化溶鋼の■状偏析線に沿
う移動を阻止することがでＪる。

例えばブルーム鋳片の場合、溶鋼プールはピンチロール
の先方に大きく突き出していて、この領域は通常水冷を
行わず復熱するにまかせている。この領域においても溶
鋼液芯核の凝固は着実に進行し凝固収縮は生じているに
も拘らず鋳片凝固殻は復熱によりむしろ膨張する傾向に
ある。これは鋳片の伝熱解析を行ってみれば、ただちに
明らかとなる。従って溶質濃化溶鋼にＶ偏析線に沿う吸
引を益々助長し、ひいては中心偏析の発生程度を促進す
ることとなる。そこで第１図に示したように溶鋼プール
最先端に至る当該位２１２！囲にスプレーを設置するこ
とにより、鋳片凝固殻を強制的に冷却し凝固殻を収縮さ
せ、溶鋼液芯核の凝固収縮を補償する。

本発明の具体的な一例としてブルーム連鋳において、通
常の操７を行ったときのピンチロールを出た後の鋳片表
面温度推移を第５図の破線で示した。一方第３図に示し
た凝固収縮量を補償するために必要とする凝固殻平均冷
却度が得られる鋳片表面推移を求めると第５図の実線の
ようになる。

〔実施例〕

鋳片断面５６０Ｘ４００ｍｍの硬線用ブルーム鋳片を鋳
造速度０．５５ｍ／分、水比０．５５Ｍ／ｋｇで連続鋳
造した。実施例のＡストランドではメニスカスから２３
〜２９ｍの範囲に第１図に示したスプレー配管を設置し
、第５図の実線で示した鋳片表面温度が得られるように
スプレー冷却した。

木＃ＰＩ造条件のもとでは、溶鋼プール最先端はメニス
カスから２８．５　ｍの位置でありこの位置は本発明に
基づく付加的スプレー冷却を行うことによりＬ前に移動
してくるが当然類スプレー冷却帯にあって本発明の効果
は損なわれないことは別途確認した。比較例として従来
法によりＢ、Ｃ，Ｄストランドをｉ）Ｊ造した。各スト
ランドからブルームｐＩＪｊをサンプルとして採取し、
［ｔ）心偏析を調査するとともに、圧速、線引によりＰ
Ｃ鋼線を製造し、セメンタイト評点、カッピー破面率を
調べた。その結果を第１表に示した。第１表により本発
明が極めて優れていることが明確である。

〔発明の効果〕

本発明により、連続鋳造のスラブやブルームの中心偏析
を軽減し、低温靭性、対ラメラーティヤー性、耐ＨＩＣ
性の向上、軸受鋼における転勤疲労寿命、硬鋼線材にお
ける断線率やカッピー破断率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は中心偏析を低減するためのスプレー配管の配置
図、第２図は鋳片軸心近傍のセミマクロ偏析を示すグラ
フ、第３図は溶鋼プール内残溶鋼の凝固に伴なう収縮量
を補償するに必要な圧縮変形歪を示すグラフ、第４図は
硬鋼線材ブルームのマクロ組織を示す金属組織の写真、
第５図は本発明の実施例と比較例の鋳片表面温度推移を
示す図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　溶融金属の連続鋳造において、残溶湯プールの鋳込
   方向最先端より手前２〜１５ｍの位置からプール最先端
   位置まで鋳込方向に沿って、鋳片の液芯核の凝固の進行
   に伴い、鋳片表面をその凝固収縮による体積収縮量相当
   量以上を逐次強制冷却して鋳片凝固殻を収縮せしめ、鋳
   片断面を減面して鋳造することを特徴とする中心偏析の
   少ない連続鋳造方法。