JPS6315061B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湾曲型連続鋳造設備における鋼の連続
鋳造方法に関するものである。

周知の如く連続鋳造においては一般にタンデイ
ツシユに貯留された溶鋼を鋳型内に注入し、所定
の断面形状を有した鋳片とし、それを下方へ連続
的に引抜き、前記鋳片の芯部まで凝固せしめた
後、設定長さに切断することによつて鋼の製造が
行われる。前記鋳片は連続鋳造設備を引抜かれる
間に表面より順次凝固し、連続鋳造設備（以下、
連鋳機と云う）の機端までにその芯部まで完全に
凝固するよう機長が設定され、かつ、引抜速度お
よび冷却強度等が制御されている。

ところで前記鋳型内への溶鋼の注入、即ち鋳造
を終了するにあたつては、鋳片のトツプ部（本発
明において鋳片トツプ部とは、鋳造終了時点にお
ける鋳型から引抜かれる鋳片の尻端部を云う）を
確実に凝固させて引抜く必要がある。つまり前記
鋳片トツプ部の凝固が不充分な状態で鋳片の引抜
きを行つた場合、鋳片表面に生成された凝固殻が
連鋳機内で破断し溶鋼の流出及びブリードを生
じ、設備損傷や水蒸気爆発を生じる事態が発生し
設備上および安全上に大きな問題となる。

而して従来の連続鋳造においては鋳造末期に際
して鋳造速度を大巾に低下させ、極端な場合に
は、引抜きを停止し鋳片トツプ部を充分に凝固さ
せてから徐々に引抜くことが一般的であつた。こ
のため前記鋳造末期においては生産性が著しく低
下し、又連鋳機内に位置する鋳片の温度低下も当
然のことながら著しいものであつた。

特に、近年前記連鋳機で製造された鋳片を切断
することなく、直ちに圧延工程へ送給し圧延する
直送圧延（以下CC−DRと云う）が積極的に採用
されているが、CC−DRの実施にあたつては、鋳
片の温度を高温に保持することが極めて重要であ
る。而して前記鋳造末期の温度低下によつてCC
−DRを実施できないCC−DRハネが多くなり、
CC−DRを実施するうえでの大きな障害となつて
いた。

本発明は前記鋳造末期における問題点の抜本的
な解決を計るため種々実験を繰返した結果発明さ
れたものであつて、その要旨は、鋳造終了時にあ
たり鋳片トツプ部について該鋳片トツプ部が鋳型
を出てから２次冷却ゾーンの爆発限界位置に達す
るまで強制冷却を停止し、該爆発限界位置を過ぎ
てから未凝固部流出限界位置に達するまでに、強
制冷却して頭固めを行なうことを特徴とする鋼の
湾曲型連続鋳造方法に関するものである。

以下実施例に基づき本発明を詳述する。

第１図は周知の一般的な連鋳機の断面構造図で
ある。図において１は溶鋼２を貯留する鍋であ
り、３はタンデイツシユである。タンデイツシユ
３には注入ノズル４が装着されており該注入ノズ
ル４を介してタンデイツシユ３内の溶鋼２は鋳型
５に注入される。６は鋳型５より引抜かれた鋳
片、７は鋳片６を冷却するための冷却装置であ
り、８は鋳片６を連続的に引き抜くと共に鋳片６
を水平に矯正せしめつゝ搬送するガイドロール
群、９は鋳片６を設定長さに切断する切断装置、
１０は設定長さに切断された鋼をそれぞれ示す。

而して通常の連続鋳造作業においては、タンデ
イツシユ３の溶鋼２を注入ノズル４を介して鋳型
５に注入することにより所定の断面形状を有する
鋳片６とすると共に、該鋳片６を連続的に引抜き
連鋳機の機端近傍に設けられた切断装置９で、設
定長さに切断して鋼１０の製造が行われる。

ところがタンデイツシユ３内溶鋼２の残量が所
定量以下となるかあるいは零となると、例えばス
ライデイングノズル３０が閉鎖され鋳造が終了す
る。第２図は前記鋳造終了後、鋳型５より引抜か
れた直後の鋳片トツプ部を示す斜視図である。

鋳片６は鋳型５内における一次冷却によつて、
側面には所定厚の凝固殻６１が形成されている
が、頂面６２はパウダーやスラグで覆われること
から凝固が充分に進行せず、未凝固部分が露出し
たり、極めて薄層の凝固殻が生成された程度とな
つている。而して該状態で冷却水を噴射すると多
量の水蒸気が発生し、爆発を生ずる恐れがある。

一方、湾曲型の連鋳機では、前述の如く鋳型５
を出た鋳型６を垂直方向から徐々に湾曲させ最終
的に水平方向になるよう矯正しつゝ引抜かれる。
このため前記頂面６２の凝固殻６１が、ほぼ垂直
方向へ引抜かれる間に所定厚に達しない状態で湾
曲部に到達すると、第３図に示すように頂面６２
が水平線に対して傾斜し、未凝固の溶鋼６３が流
出し、いずれも重大な事故を生ずる結果となる。

本発明において爆発限界位置とは前述の如く鋳
片トツプ部に所定厚以上の凝固殻６１が形成さ
れ、強制冷却を行つても爆発を生ずる恐れのない
位置を云い、同様に流出限界位置とは、頂面６２
が傾斜し、溶鋼６３の静圧が前記凝固殻６１に加
わつても溶鋼６３の流出が生じない位置を云うも
のである。

而して本発明においては、鋳片トツプ部６０が
鋳型５を出てから、２次冷却ゾーンの爆発限界位
置に達するまで強制冷却を停止し、該爆発限界位
置を過ぎてから未凝固部流出限界位置に達するま
でに強制冷却して、前記頂面６２および側面の凝
固殻６１を所定厚以上に生長せしめる頭固めを行
なうものである。

第４図は、湾曲半径Ｒが５ｍと、10.5ｍの連鋳
機において、爆発限界と未凝固部流出限界（以下
単に流出限界と云う）を調査した結果の一例を示
す図表である。図において実線ａは爆発限界、破
線ｂは湾曲半径Ｒが５ｍのときの流出限界、同様
に破線ｃはＲが10.5ｍのときの流出限界である。

即ち該第４図は、鋳造速度（ｍ／分）と、メニ
スカスからの経過時間（分）との関数として表わ
し、実線ａより下方の域（斜線部）において強制
冷却を行うと、爆発を生ずる危険性の高い範囲を
示すものである。従つて該第４図に基づいて当該
操業条件下において、鋳造速度Vcが把握される
とそれに対応して、爆発限界位置が設定される。

例えば鋳造速度Vcが1.6ｍ／分のとき、メニス
カスより約2.1ｍ（1.6ｍ／分×1.3分）の位置が爆
発限界位置となる。同様に流出限界位置も鋳造速
度Vcを把握することにより、前記流出限界ｂ、
ｃより設定される。而して鋳片トツプ部６０が爆
発限界位置に達した時点で、鋳片トツプ部６０に
強制冷却を開始する。該強制冷却は、鋳片トツプ
部６０が流出限界位帯に達するまで行われる。該
強制冷却によつて、鋳片トツプ部６０の凝固殻６
１は、前記第３図に示すように鋳片６が湾曲し、
頂面６２が傾斜した状態においても未凝固の溶鋼
６３による静圧に充分耐え得る強度を有する程度
の厚みまで生長し、本発明で称する頭固めが行わ
れる。

本発明において鋳片トツプ部６０とは、前記頂
面６２およびその近傍の側面の凝固殻６１が前記
強度を有する厚みを形成し得る長さ（頂面６２よ
りの長さｌ）であればよく、実用的には一般にク
ロツプ片として切断除去される400〜500mm以下と
することが好ましい。（該鋳片トツプ部６０に対
し、他の正常な鋳片を以下Ｍ片と云う） さて、第５図は本発明に基づく具体的構成の一
例を説明するための構成図であり、第６図は第５
図に対応した冷却制御を示す図表である。即ち第
５図において、２次冷却ゾーン７０はストランド
方向に７分割された冷却装置７ａ〜７ｇより構成
されており、Ｘは爆発限界位置を、Ｙは流出限界
位置を示す。

而して鋳片トツプ部６０が鋳型５より引抜か
れ、それぞれの冷却装置を通過するに際しては、
第６図に示すように、まず冷却装置７ａ，７ｂを
通過する間には、例えば給水用制御弁１１を閉と
する等して冷却が停止される。鋳片トツプ部６０
が爆発限定位置Ｘを通過し、冷却装置７ｃ，７ｄ
に達したら、鋳片トツプ部６０のみに、通常のＭ
片に対する冷却（以下通常冷却と云う）以上の冷
却強度で強制冷却が行われる。図中Ａ：通常冷
却、Ｂ：冷却停止、Ｃ：鋳片トツプ部通過時を示
す。

次いで鋳片トツプ部６０が流出限界位置Ｙの位
置する冷却装置７ｅおよび７ｆ，７ｇに達したら
通常冷却に戻し、鋳片トツプ部６０がそれぞれの
冷却装置７を通過したら、当然のことながら制御
弁１１が閉となり、強制冷却は停止される。尚、
前記第５図の冷却装置７は、その冷却制御ブロツ
クをストランド方向に７分割されたもので説明し
たが、該分割数をさらに多くする等して、鋳造速
度変化で変動する爆発限界位置Ｘおよび流出限界
位置Ｙに対応して、冷却制御ブロツクを変化させ
ることも可能である。さらに爆発限界位置Ｘと流
出限界位置Ｙの距離が長く、通常冷却で前述した
頭固めが可能であれば、前記実施例の如く通常冷
却以上の強冷却を行う必要のないことも又当然で
ある。本発明において強制冷却とは前述のように
鋳片トツプ部６０に水等の冷却媒体を噴射し、強
制的に冷却することを云うものである。

さて、次に第７図は本発明に基づき巾950mm、
厚250mmの低炭Alキルド鋼を、湾曲半径が10.5ｍ
の連鋳機において製造した実施例における鋳造速
度の変化を従来法と比較して示したものである。
図中Ｓ：スライデイングノズル閉を示す。

本実施例において連鋳機の機長は37ｍ、２次冷
却ゾーン７０の長さは18ｍ、冷却制御ブロツクは
前記第５図に示す如く７つの冷却装置７ａ〜７ｇ
に分割されており、鋳造速度1.6ｍ／分の操作条
件下で鋳造終了を迎えた時の実施例である。

而して本発明においては、スライデイングノズ
ル３０を閉とするに際し、スラグ捲き込みを防止
すると共に、鋳片トツプ部６０が爆発限界位置Ｘ
に達する間（第７図のｘ）に所定の自然冷却を行
わせるため、鋳造速度を1.6ｍ／分から1.2ｍ／分
まで低下させた。しかしながら鋳片トツプ部６０
が爆発限界位置Ｘを過ぎると、鋳造速度は1.6
ｍ／分まで高め、冷却装置７ｃ，７ｄを通過する
間（第７図のｙ）冷却強度80／min・m²の強制
冷却を行なつた。鋳片トツプ部６０が冷却装置７
ｃ，７ｄを過ぎ、流出限界位置Ｙに達し、冷却装
置７ｅ，７ｆ，７ｇを通過する間は、Ｍ片と同様
冷却強度40／min・m²の通常冷却を行つた。

この結果鋳片６は、第８図に示すように鋳片ト
ツプ部６０を除き、機端部においても950℃以上
（鋳片端面より40mmの部分の温度）の極めて高温
を確保することが可能となつた。図中ｌ：鋳片ト
ツプ部を示す。これに対して従来法においては、
第７図に破線で示すように、鋳造末期に鋳造速度
を大巾に低下させ、該低速状態での鋳造時間が長
いことから、第８図に破線で示すように連鋳機内
に位置する鋳片６の全域で温度が大巾に低下し、
従つて該部分の鋳片６はCC−DRハネとなつてい
た。

以上詳述したように、本発明においては連鋳機
の機長、湾曲半径、２次冷却ゾーンの長さ、冷却
装置の冷却能力等に応じ、かつ鋳造速度に対応し
た爆発限界位置Ｘおよび流出限界位置Ｙを、あら
かじめ設定しておくと共に、鋳片トツプ部６０が
前記爆発限界位置Ｘに達するまでは強制冷却を停
止し、鋳片トツプ部６０が爆発限界位置Ｘを過
ぎ、流出限界位置Ｙに達するまで強制冷却し、鋳
片の頭固めをするもので、本発明によつて、鋳造
末期においても鋳造速度の低下をほとんど零ある
いは若干の低下で極めて安全に鋳片製造が可能と
なつた。このため生産性の向上は勿論、鋳造末期
に製造される鋳片の温度低下も防止でき、クロツ
プ片として除去される程度の鋳片トツプ部を除
き、鋳片全量のCC−DRが可能となつた。

以上のように本発明の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は周知の一般的な連鋳機の断面図、第２
図は鋳片トツプ部の斜視図、第３図は鋳片トツプ
の断面図、第４図〜第８図は本発明の実施例を示
すもので、第４図は爆発限界および流出限界を示
す線図、第５図は２次冷却ゾーンを示す構造図、
第６図は２次冷却制御状況を示す図表、第７図は
鋳造末期の鋳造速度変化を示す線図、第８図は第
７図に対応する鋳片の温度推移を示す線図であ
る。 １：鍋、２：溶鋼、３：タンデイツシユ、４：
注入ノズル、５：鋳型、６：鋳片、７：冷却装
置、８：ガイドロール群、９：切断装置、１０：
鋼、１１：制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋳造終了時にあたり、鋳片トツプ部について
   該鋳片トツプ部が鋳型を出てから２次冷却ゾーン
   の爆発限界位置に達するまで強制冷却を停止し、
   該爆発限界位置を過ぎてから未凝固部流出限界位
   置に達するまでに強制冷却して頭固めを行なうこ
   とを特徴とする鋼の湾曲型連続鋳造方法。