JPS63278647A - 連続鋳造薄鋳片の巻取り方法 - 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、ベルトキャスター等によって製造された連
続鋳造薄鋳片を表面欠陥の発生無しに熱間で巻取り、表
面性状の良好な薄鋳片コイルとする方法に関するもので
ある。

〈背景技術〉 近年、作業工数を省略すると共に消費エネルギーを節減
して製品コストの低減を図るため、厚みが２０〜８０ｍ
程度の鋼薄鋳片を連続的に鋳造する技術の開発が国の内
外を問わず積極的に行われるようになった。

そして、現在段階では、実用化に直結する有望な薄鋳片
の連続鋳込み手段として Φ　ベルトキャスター法 （上下二対のベルト間に溶湯を鋳込み、ベルトの移動と
鋳片の鋳込速度を同期させなから薄鋳片を製造するもの
）１ 、■　ブロックキャスター法 （同上ベルトキャスターの替わりにブロック、を並べた
キャタピラ−状の移動モールドで薄鋳片を製造する方法
）、 ■　双ロール法 （一対のロール間に溶鋼を流し込み、ロールを連続的に
回転させながらロール表面で溶鋼を凝固させ、ロール間
隙厚みの薄鋳片を連続的に製造する方法） 等が代表的なものとして挙げられ、それぞれの特徴を生
かすべく様々な改善が凝らされている。

ところで、上記各薄鋳片連続鋳造手段の開発は、従来の
連続鋳造法で得られる２００〜２７０ｆｉ厚程度の鋳片
に必要であった熱延工場における土工程（スラブ手入、
加熱、粗圧延）の省略を狙いとしており、薄鋳片スラブ
（以降″薄スラブと称する）を鋳込後そのままダイレク
トに仕上げミルで圧延しようとの目論見の下で進められ
てきたものである。

しかしながら、上述のように、薄スラブを鋳込んだ後変
態温度以下にまで温度降下させることなくそのままダイ
レクトに圧延しようとすると、オーステナイト粒界にＦ
ｅＳが析出し、該粒界を著しく脆化して表面割れの原因
になるとの問題が懸念されるものであった。例えば、第
１図は鋼鋳片の硫化物析出に起因する脆化域を示したグ
ラフであるが、この第１図も、前記薄鋳片連続鋳造機の
後方に圧延ロールを配置してダイレクトに薄鋳片の圧延
を行った場合には、その圧延条件が硫化物析出に起因す
る脆化域に引っ掛かることを明瞭に示している。

勿論、このような脆化は従来の熱間直送圧延の場合でも
問題となっていたものであり、そのため、従来の熱間直
送圧延では硫化物を凝集肥大させることで粒界への析出
防止を図り、これによって脆化を抑えるべく、圧延に先
立って所定温度で所定時間保持する等温保持対策が採ら
れていた。そして、第２図に示すように、このような等
温保持対策は鋼鋳片の延性改善に顕著な効果を発揮する
ものであった。

ところが、薄スラブの場合には、体積当りの表面積が従
来の連続鋳造鋳片に比べて格段に広いので熱放散速度が
極めて速く、更に鋳込速度も従来の連続鋳造鋳片に比較
して格段に速いと言う特徴がある（従来連続鋳造鋳片の
鋳込み速度は１〜２ｍ／分程度で、薄スラブの鋳込み速
度は４〜１５ｍ／分程度である）。そのため、鋳造機の
後方から連続的に引き抜かれてくる薄スラブを所定温度
に所定時間等温保持するには鋳造機の直後に炉長の長い
トンネル炉を設ける等の対策が必要となり（例えば、鋳
込速度：１０ｍ／分で鋳造される薄スラブをトンネル炉
にて１０分間等温保持する場合には約１００ｍの炉長を
要する）、設備コストやエネルギーコストの増大を招く
と言うスラブの薄肉化と逆行する問題があった（なお、
従来の連続鋳造鋳片の熱間直送圧延の場合には鋳片断面
が大きいため温度降下は小さく、保熱設備さえ設置すれ
ば内部からの復熱のみで十分に所要表面温度を確保する
ことができたので局部的温度降下が生じ易いエツジ部以
外の加熱は必ずしも必要ではなく、しかも鋳込速度が遅
いことから保熱炉も炉長の短いもので十分だったのであ
る）。

そこで本発明者等は、長大な連続熱処理炉によることな
く、極くコンパクトな熱処理炉で薄スラブの表面欠陥発
生要因を排′除することが可能なように、鋳込み直後の
薄スラブをそのまま直ちに巻取り、コイル状態で等温保
持する試みを実施してみた。この方法は、薄スラブ鋳造
工程と圧延工程との速度差の吸収や、スラブ各部温度の
均一化に対しても極めて有効な手段であると考えられた
からである。

しかしながら、本発明者等のこのような試験を通じて、
［鋳造後の薄スラブをコイル状に巻取ることを試みると
、条件によっては巻取りの時点で著しい表面欠陥が発生
し、等温保持を施して圧延を行ったとしても健全な製品
の安定生産にはつながり難い」との問題点の存在するこ
とが明らかとなったのである。

〈問題点を解決する手段〉 本発明者等は、連続鋳造薄スラブから高品質圧延板を製
造しようとする際に認められる上記問題点を解消すべく
、まず鋳造機から送り出される連続鋳造薄スラブを表面
欠陥の発生なく巻取って性状の良好な薄スラブコイルを
安定して確保することを目指し、前記巻取り時の表面欠
陥発生原因に関して基礎的な検討を加えつつ研究を行っ
たところ、以下に示す如き知見を得るに至ったのである
。

即ち、 （ａｌ　　薄スラブをコイルに巻取る際には、曲げ変形
が生じるためコイル内側表面に圧縮応力が働き、コイル
外側表面には引張り応力が働くこととなるが、このコイ
ル外側表面に働く引張り応力は意外に大きなものであり
、連続鋳造された蒲スラブを熱間でそのまま巻取ろうと
すると、先にも説明したように、オーステナイト粒界に
析出するＦｅＳのため粒界破壊が起きて割れ疵となり、
これが製品にまで残留する表面欠陥となること。

（ｂ）　　このような巻取り時の表面欠陥を防止するた
め、コイル外側表面の歪を特定限界以下に抑制して巻取
ることが考えられるが、“コイルに生じる歪を小さくす
る”ことは“コイル径が大きくなる”ことを意味するも
のであり、コイル径が大きくなるとそれだけ大型の格別
な等温保持炉を必要とするので実用的なプロセスとは言
えなくなってしまうこと。例えば、４０１ｍ厚の薄スラ
ブの場合には、外側表面の曲げ歪（ａ）を２％以下とす
ると巻取ったコイル内径が約２ｍ以上となり、巻取り設
備、保熱炉設備或いは保熱のための消費熱エネルギーか
らみて実用的なものとは言えない。

（Ｃ）　　ところが、鋳造機から送り出される連続鋳造
薄スラブをそのまま熱間で巻取る際に、外側表面の歪が
６％を超えないようにさえ注意すれば薄スラブの表面割
れを確実に防止することができ、しかもコイル最内側の
歪が２％を下回らないような曲率で巻取れば、設備的に
も消費熱エネルギー的にも格別な不利を生じない直径の
コイルが得られること。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 薄鋳片連続鋳造機から送り出される薄鋳片（薄スラブ）
を、コイル最内側の曲げ歪が２〜６％の範囲となる曲率
で巻取ることにより、表面性状が良好で、かつ巻取り作
業や次工程の作業に格別な不利をもたらすことのない薄
鋳片（薄スラブ）コイルとする点、 に特徴を有するものである。

ここで、薄スラブ巻取りの際にコイル最内側の曲げ歪を
２〜６％の範囲に調整する理由は、先にも述べたように
、該曲げ歪が６％を超えると巻取った鋳片の外側表面に
割れ疵発生の恐れがあり、一方、該曲げ歪が２％未満で
ある巻取りではコイルの内径が大きくなって、格別な巻
取り設備や保熱炉設備が必要となる上、作業性面や保熱
のための消費熱エネルギー面でも大きな不利を招くから
であるが、好ましくは３〜４％の範囲で巻取るのが良い
。

第３図は、Ｃ：　０．０３５〜０．０６７重量％、　Ｓ
ｉ　：　０．０１〜０．１２重量％、　Ｍｎ　：　０．
２３〜０．４０重量％、　　Ｐ：０．００５〜０．００
８重量％、　Ｓ　ｊ　０．００２〜０．００９％、残部
が実質的にＰｅなる成分組成の溶鋼をツインベルトキャ
スターで薄スラブ（４０鶴厚×２００鶴幅Ｘ５５０Ｗ長
）となし、画点支持の３点曲げ方法で表面に歪を加えた
とき（曲げ歪速度：９．３７Ｘ１０−’〜１．０６Ｘ１
０−”）の表面割れ発生状況を示したグラフであるが、
この第３図からも、表面の曲げ歪が６％以下であれば割
れ疵を発生しないことが明らかである。

従って、前記条件で巻取った薄スラブコイルをそのまま
直ちにコンパクトな熱処理炉で等温保持し熱間圧延すれ
ば、熱間圧延中に割れを発生することもなく、健全な高
品質板材をコスト安く安定生産することが可能となる。

また、この方法によれば、鋳造後の薄スラブを一旦巻取
って等温保持してから熱間圧延することを可能とするの
で、先にも説明したように１、鋳造速度と圧延速度の速
度差を吸収することができて円滑な作業が保証される上
、薄スラブ各部温度の均一化が十分になされるので圧延
製品品質の均質化の面からも極めて有利である。

続いて、この発明を実施例によって具体的に説明する。

〈実施例〉 まず、Ｃ：　０．０４６重量％、　Ｓｉ　：　０．０２
３重量％、　Ｍｎ：　０．２５重量％、　　Ｐ　：　Ｑ
、００６重量％、　　Ｓ　：　０．００３％。

残部が実質的にＦｅなる成分組成の溶鋼を準備した後、
第４図に示す如く、ツインベルトキャスターに鋳込んで
４０ｗ厚Ｘ６００ｍ幅の薄スラブ１とし、直ちにダウン
コイラ一方式で巻取って曲げ歪が８．０〜１．０％の各
種部分を含む薄スラブコイルを得た０、なお、このとき
の他の巻取り条件は次の通りであった。

巻取りコイル重量：約１２トン。

巻取り速度：１０ｍ／分。

巻取り時の薄スラブ表面温度：　１０５０〜１１００℃
。

次に、これら薄スラブコイルの各歪部分について１耐当
りの割れ疵点数を比較したところ、第５図に示すような
結果が得られた。

第５図に示される結果からも明らかなように、曲げ歪が
６％以下の部分では割れ疵点数は極力少なくなっており
、薄スラブの巻取り時にコイル最内側の曲げ歪を６％を
超えないように巻取る（コイル最内側がこの値であれば
他の部位がこの値より小さくなることは言うまでもない
）ことで、表面割れ疵欠陥を安定して防止できることが
分かる。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、連続的に鋳造
される薄スラブをそのまま熱間で表面欠陥の発生なしに
巻取ることができ、等温保持処理を経て品質の良好な圧
延板材をコスト安く高能率で製造することを可能とする
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、鋼鋳片における硫化物の析出に起因した脆化
域を示す概念図、 第２図は、鋼鋳片の延性に及ぼす等温保持の影響を示し
たグラフ、 第３図は、薄スラブの表面歪量と割れ発生状況との関係
を示すグラフ、 第４図は、実施例での薄スラブコイル製造工程を説明し
た概念図、 第５図は、実施例で得られた薄スラブコイル各部におけ
る曲げ歪と割れ疵点数との関係を示したグラフである。 図面において、　１・・・薄鋳片。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薄鋳片連続鋳造機から送り出される薄鋳片を、コイル最
   内側の曲げ歪が２〜６％の範囲となる曲率で巻取ること
   を特徴とする連続鋳造薄鋳片の巻取り方法。