JPS63183760A - 多品種鋼片の連続鋳造方法 - 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〉 この発明は、少量多成分の各種網を−続きの鋳片形態に
連続鋳造し、多種類の鋼を歩留り良く高能率で製造する
方法に間するもである。

〈背景技術〉 近年、産業界の各分野において設備や装置類の更なる性
能向上が叫ばれており、これに伴って高価な特殊合金を
添加した高級鋼の開発・需要が急増してきている。しか
しながら、これら高級鋼は比較的価格が高いこともあっ
て設備・装置類の特定部分や特定構成部品に限って使用
される場合が多く、しかも用途や使用環境に応じて様々
な鋼種がきめ細かく使い分けられることから、製造に際
しては多サイズ・多成分の鋼片をそれぞれ別個に鋳造せ
ざるを得ず、そのため連続鋳造を中心とした現状の鋼製
造プロセスの中においては操業能率を阻害する大きな原
因となっていた。なぜなら、連続鋳造法は同一鋼種のも
のを多量に製造するのに最適な方法ではあるが、小量・
多品種での需要の多い高級鋼の製造には不向きで、製法
上どうしても不必要な分量まで製造しなければならない
と言った問題点を有していたからである。

これに対して、従来一般に採用されていた“鋼塊法”は
多サイズ・多成分の鋼片製造に好適なものであると言わ
れているが、この方法では鋼塊頭部に偏析部が生巳たり
鋼塊底部に沈澱高部が出来たりするのを防止し難く、そ
のためこれらの部分を切除して使用しなければならない
ので歩留りが極めて悪いと言う問題点があった。特に、
高級鋼の場合には歩留りはコスト面に大きく影響するの
で、能率面は別にしてもこの点からして鋼塊法は採用を
手控えたい手段であった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明者等は、上述のような観点から、少量・小サイズ
の需要が多い高級品種鋼等を歩留り良く高能率で製造し
得る手段を見出すべく、種々の実験を繰り返しながら研
究を行ったところ、以下（ａｌ〜（ｅｌに示す如き知見
を得るに至ったのである。即ち、 （８１歩留りや現状製鋼実体を考慮すると、高級品種鋼
の製造においても今後両端開放鋳型を使用した連続鋳造
法を無視することは出来ず、多鋼種の少量・小サイズ鋼
片を連続鋳造法にて能率良く製造する技術の開発は避け
て通れない道であること。

（ｂ）シかも、両端開放鋳型を使用した連続鋳造法にて
特殊合金元素を添加した高級鋼を製造しようとする場合
、通常の水冷鋳型の上部に溶湯の加熱・保温が可能な断
熱鋳型を取り付けた形態の両端開放鋳型を用い、まずこ
れに基本成分の溶湯を注入すると共に、鋳型に注入され
た前記溶湯の加熱・保温部に特定の合金元素を所定割合
で添加しながら連続的に鋳型下部から引き抜くと、添加
された合金元素は加熱・保温されている鋳型上部の溶湯
に十分に溶は込んで拡散し、成分的にも均一な高級鋼鋳
片を高能率で製造することができること。

（Ｃ）　　この場合、鋳造の途中で添加する合金成分を
変化させることにより、特定の区分のみ成分組成の異な
る異種の鋼片を−続きの鋳片形態に高能率生産すること
が可能であること。

（ｄ）シかしながら、上記の如く異種の鋼片を−続きの
鋳片形態に連続鋳造使用とする際、通常の連続鋳造にお
けるように一定の速度で引き抜きを続けると、第２図に
示す如くに鋳片中心部での凝固遅れが極めて大きいこと
から凝固境界線（クレータ−エンド）１が極端に「下方
に凸」の状態となってしまい、従って異種鋼片同士の境
界もこれと同様の形態となるので最終的には該境界部を
一点鎖線で示す如くに切除しなければならず、歩留りが
非常に悪くなるのを余儀無（されること。なお、第２図
において符号２は溶融域を、３は凝固域を、４は両端開
放鋳型を、５は鋳片冷却用スプレーノズルを、６はピン
チロールを、そして７はガス溶断装置をそれぞれ示して
いる。

（ｅｌ　　ところが、添加する合金成分を変化させて鋳
片成分を異種化する際に鋳片の引き抜き速度を十分に遅
く（好ましくは零とするのが良い）すると、下方からの
鋳片の凝固が進行して中心部の凝固境界線が表層部のそ
れと同様レベルとなって偏平化しくつまりクレータ−エ
ンドがＵ字型の浅いプールとなる）、上記のような歩留
り低下と言う問題が一掃される上、能率的にもそれ程の
悪影響を受けないこと。

この発明は、上記知見に基づいて成されたちのであり、 ［上部に加熱・保温部を、そして下部に、急速冷却部を
有する両端開放鋳型に基本成分の溶湯を注入する一方で
、必要合金成分を一定割合で投入しながら前記加熱・保
温部にて溶解しつつ、これを鋳型下部の急速冷却部で冷
却しながら連続的に引き抜いて完全凝固させると共に、
同一品種鋳片の鋳造終了時点で引き抜き速度を抑えて凝
固境界線の偏平化を図った後、投入合金成分条件を変更
して別品種鋳片の連続鋳造をそのまま続けることにより
、多品種の少量・小サイズ鋼をも高能率・高歩留りで製
造し得るようにした」 点に特徴を有するものである。

なお、この発明の方法にて使用される両端開放鋳型とし
ては、例えば上部を断熱材製としてその内部にヒーター
を内蔵させたり、更にはスラグと接触させて溶鋼を加熱
する電極（エレクトロスラグ溶解・精製におけると同様
の電極）を添えた構成とし、下部を通常の水冷銅鋳型形
態としたもの等が好適である。

さて、第１図はこの発明に係る多品種鋼片連続鋳造法の
実施状態例を示す概略模式図であるが、以下、第１図を
参照しながらこの発明をより具体的に説明する。

第１図の符号４で示されるものは、内部にヒーター８を
有する断熱鋳型部分９と水冷銅鋳型部分１０との２段構
造となっている両端開放鋳型である。

該両端開放鋳型４には更に溶鋼加熱用電極１１が配置さ
れている。

多品種鋼片を鋳造するに際しては、図示しないダミーパ
ーを鋳型内に配置した後これにノズル１１から基本成分
の溶鋼を注入しながら、更に目的成分組成鋼となるよう
に合金成分投入筒１２．１２′から合金鉄等の形態で所
定割合の合金成分を投入する。ここで、注入された基本
成分溶鋼は断熱鋳型部分９にて暫し保温されるため投入
された合金鉄等は円滑に溶融・拡散するが、溶鋼の温度
保持や合金鉄等の溶融をより安定・確実とするためには
スラグ１３に接触させた加熱用電極１４にてエレクトロ
スラグ加熱を行うのが良く、また攪拌ガス吹き込みノズ
ル１５からのＡｒバブリングを実施して介在物を上面の
フラックスに吸収させ、鋼片に介在物を残留させないよ
うに図ることも好ましい手段である。

このように断熱鋳型部分９により確保されている溶融域
２で所定成分組成に調整された溶鋼は、引き続いて水冷
銅鋳型部分１０及び鋳片冷却スプレーノズル５にて冷却
・凝固されつつ連続的に鋳型から引き抜かれるが、同一
成分組成鋼の必要量を鋳造し終ったならば、この時点で
引き抜きが一旦停止される（引き抜きを完全に停止しな
いで、引き抜き速度を極力抑えるようにしても良い）。

“引き抜きの停止°又は“引き抜き速度の抑制”がなさ
れると、水冷銅鋳型部分１０及び鋳片冷却スプレーノズ
ル５による冷却で溶融域２の中央部は下部からの凝固が
進行するが、鋳型壁近傍部は断熱鋳型部分９の存在によ
り凝固の進行が抑えられるので、第２図の場合とは違っ
て凝固境界線ｌは十分に偏平化してＵ字型の極めて浅い
クレータ−エンドができる。

凝固境界線１が十分に偏平化した後、投入する合金成分
が変更され別組成の溶鋼が調整されて引き抜きが再開さ
れるが、このような操作を順次操り返すことにより、第
１図に示される如く、極めて偏平な境界面を有して−続
きに連なった多品種鋼片を高能率で連続鋳造することが
できる。

そして、得られる鋼片は各鋼種間の境界が偏平であるの
で切除部分が極めて少なく、従って各品種鋼の製造歩留
りは十分に高いものとなる。

続いて、この発明を実施例により一層具体的に説明する
。

〈実施例〉 実施例　１ 第１図に示す如き断熱鋳型部分（断熱耐火物製）と水冷
銅鋳型部分との２段構造となっている両端開放ｔＪｒ型
を備え、かつエレクトロスラグ加熱用電極を配置した連
続鋳造機を準備した。なお、鋳型寸法は 鋳造厚み：３００〜５５０鶴の範囲で可変ののものを３
００ｆｉに設定、 鋳造幅：ｔａｏｏ〜２３００■ｌの範囲で可変のものを
２３００■１に設定、 断熱鋳型部分の長さ：　１０００削、 水冷銅鋳型部分の長さ：１０００ｍ であった。

次いで、この連続鋳造機を用い、第１表に示す如き成分
組成の基本成分溶鋼を注入して鋳造速度（引き抜き速度
）：１００〜１５０鶴／＋ａｉ口で連続鋳造を実施する
と共に、別鋼種切り換え時には鋳造速度（引き抜き速度
）を５〜１０ｍ／ｓｉｎに落として凝固境界線の十分な
偏平化を図った後、目的鋼種毎に合金添加物（コークス
、　Ｆｅ−５ｉ＋　　低Ｃ−Ｆｅ−Ｍｎ。

Ｆｅ−Ｐ　＋　Ｆｅ−Ｓ　＋金属＾１．　Ｆｅ−Ｎｂ、
　Ｆｅ−Ｖ、金属Ｎｔ。

Ｆｅ−Ｍｏ）の中から所定のものを選んで基本成分溶鋼
に投入しつつ成分調整を行って定常鋳造を続行し、上記
第１表に示す基本成分鋼、Ａ鋼、Ｂ鋼、Ｃ鋼及びＤ鋼が
−続きえなった多鋼種連続鋳造鋼片を製造した。なお、
このときの鋳造条件は次の通りであった。

加熱電力供給量：　８０　Ｖ　Ｘ　８５０　Ａ　Ｘ　２
．５ｈｒ、水冷銅鋳型部への給水量： ４０００１　／ｓｉｎ　（鋳型内冷加水流量９　ｍ／ｓ
ｅｃ以上）、 鋳片冷却スプレーノズルからの注水量：２．０１　／ｋ
ｇ−ｓｔｅｅｌ、 バブリング＾ｒ供給量：　１５１　／ｓｉｎ。

鋳造速度（龍／５ｉｎ）　： 同−鋼種鋳込み長さ０〜７０％→１００〜１５０゜同一
鋼種鋳込み長さ７０〜９０％→１０〜１５０（漸減）。

同一鋼種鋳込み長さ９０−１１０χ→５〜１０　　。

このようにして得られた連続鋳造鋼片の各綱種別長さく
重量）と各鋼種別良好片歩留りとを第１表に併せてて示
した。

第１表に示される結果からも、本発明の方法によって製
品歩留りが何れも９０％を越える高い値で多鋼種鋼片を
高能率生産できることが分かる。

次に、得られた各鋼片を熱間圧延して板材とし内部欠陥
の有無（超音波検査）、清浄度、並びに最大［Ｐ］偏析
度を調査したが、第２表に示す如く極めて良好な結果が
得られており、本発明の方法によって得られる鋼片の優
秀性が確認された。

実施例　２ 鋳型のサイズを鋳造厚み：３５０ｍ、鋳造幅：２０００
　ｍｍに設定すると共に、定常鋳造速度（引き抜き速度
）を０．１５＋ｓ／１ＩＩｉｎとした他は実施例１にお
けると同様の条件で、第３表に示される如き成分組成の
各鋼種鋼片を“−続きとなった多鋼種連続鋳造鋼片”と
して製造した。

このようにして得られた連続鋳造鋼片の各鋼種別長さく
重量）と各鋼種別良好片歩留りとを第１表に併せて示し
たが、この場合も実施例１におけると同様、製品歩留り
が何れも９０％を越える高い値で多鋼種鋼片を高能率生
産できることが確認された。

く効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、少量多品種の
各鋼片を極めて高い歩留りで高能率生産することができ
、高級鋼等をコスト安（安定供給することが可能となる
など、産業上有用な効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る多品種鋼片の連続鋳造法の実施
状態を示す概略模式図、 第２図は、定常の鋳込み状態のままで多品種鋼片を−続
きの鋳片として連続鋳造したときの状態を示す概略模式
図である。 図面において、 １・・・凝固境界線、　　　２・・・溶融域、３・・・
凝固域、　　　　４・・・両端開放鋳型、５・・・鋳片
冷却スプレーノズル、 ６・・・ピンチロール、　７・・・ガス溶断装置、８・
・・ヒーター、　　　９・・・断熱鋳型部分、１０・・
・水冷銅鋳型部分、１１・・・注湯ノズル、１２．１２
’・・・合金成分投入筒、 １３・・・スラグ、　　　　１４・・・加熱用電極、１
５・・・攪拌ガス吹き込みノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上部に加熱・保温部を、そして下部に急速冷却部を有す
   る両端開放鋳型に基本成分の溶湯を注入する一方で、必
   要合金成分を一定割合で投入しながら前記加熱・保温部
   にて溶解しつつ、これを鋳型下部の冷却部で冷却しなが
   ら連続的に引き抜いて完全凝固させると共に、同一品種
   鋳片の鋳造終了時点で引き抜き速度を抑えて凝固境界線
   の偏平化を図った後、投入合金成分条件を変更して別品
   種鋳片の連続鋳造をそのまま続けることを特徴とする、
   多品種鋼片の連続鋳造方法。