JPS643588B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼の造塊方法に係り、特に従来の鋳鉄
製鋳型を使用した鋼塊の内部品質のすぐれた造塊
方法に関し、鋼の造塊の分野で利用される。 〔従来の技術〕 従来の鋳鉄製鋳型による造塊方法は第２図に示
す如く、溶鋼２は注入管４から湯道６によつて定
盤８，２重定盤１０を経て鋳型１２に注入され
る。溶鋼２は上部を保温スリーブ１４で保温され
ながら次第に凝固殻１６を形成し静止状態で凝固
し鋼塊１８となる。 一般に溶鋼２を注入後数分で鋼塊１８の表面と
鋳型１２間には空隙が発生し抜熱は著しく減少す
る。このため凝固速度は非常に遅くなり、例えば
１ｍ厚みの長方形断面鋼塊では凝固完了まで７〜
８時間を要し、この非常に遅い凝固速度に起因し
て鋼塊内部には逆Ｖ偏析と呼ばれる濃化偏析線が
発生し、またデンドライトが粗大化することによ
り中心部のざくと呼ばれる空隙も増加することが
知られている。 このため、従来鋼塊の凝固速度を速める方法と
して、鋳型を抜いて直接スプレー冷却する方法、
鋳型と鋼塊の間に冷却媒体を注入する方法、ある
いは本出願人が実願昭59−65792で開示した内部
水冷銅板と支持冷却機構よりなる半連鋳方式等が
提示されている。 しかし、これらの方法を適用した場合、新たな
問題点が存在することが実験により明らかになつ
た。すなわち、凝固完了まで強制冷却を続けると
中心部が凝固完了した時の中心（約1500℃）と表
面（約200℃）の温度差は約1300℃にも達し、こ
のあとの冷却過程における中心部は熱収束の差に
より２％にもおよぶ引張歪を受けることになる。
このため、凝固完了時には小さかつたざくがその
後の熱歪により２次的に拡大される現象が起こ
る。 通常の鋳型造塊法において凝固完了時の鋼塊表
面温度は約1000℃であり、中心部が1500℃である
から温度差は500℃となる。従つて強制冷却する
と中心部の熱歪は1300℃／500℃＝2.6倍となつて
いる。すなわち、従来冷却速度を遅くして熱歪を
小さくすると凝固速度が遅くなり、凝固速度を速
くしようとすると熱収縮割れが防げないジレンマ
があつた。 〔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
し逆Ｖ偏析やざくの少ないすぐれた内部品質を有
する鋼の造塊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、溶鋼を鋳型に鋳込み鋼塊の頭部を保温
しながら凝固させる鋼の造塊方法において、前記
鋳込み溶鋼に凝固殻の形成後鋳型を抜き鋼塊の頭
部を除く鋼塊の側面部分を直接スプレーし強制冷
却する段階と、前記凝固殻の厚さが鋼塊厚の1/2
の60〜90％に達した時点で前記強制冷却を中止す
る段階と、前記強制冷却の中止後前記鋼塊の側面
を断熱材で被覆して凝固を完了させる段階と、を
有して成ることを特徴とする鋼の造塊方法であ
る。 本発明の詳細を第１図Ａ，Ｂ，Ｃにより説明す
る。まずＡに示す如く、上部を保温スリーブ１４
で保温された鋳型１２に溶鋼２を注入管４、湯道
６を経て通常の如く注入する。鋳型１２は図示を
省略した支持装置で支持されている。 溶鋼注入後、鋳型１２を外しても溶鋼静圧に耐
えうるだけの十分な凝固殻１６が形成された時点
で、Ｂに示す如く支持装置を操作して鋳型１２を
下降し、注入時の鋳型１２の側方に配列されたス
プレーノズル２０で鋼塊１８の側面を直接に冷却
する。この時、頭部の保温スリーブ１４は外周面
を鋼板等で補強し、鋳型１２を下降させても鋼塊
１８の頭部を被覆し保温を継続できることが必要
である。 この強制冷却は鋼塊１８が５％以上の十分な上
広テーパーを有する時は均一冷却でよいが、テー
パー量が少ない場合や、あるいはより以上の材質
向上を図る場合には下部ほど強制冷却するのが望
ましい。 次に凝固殻１６の厚さが鋼塊厚の1/2の60〜90
％に達した時点で前記強制冷却を中止する。この
限定理由は要求される品質レベルと鋼種により差
があるものの、凝固殻の厚さが、鋼塊厚の1/2の
60％未満では凝固の末期に凝固速度の低下が大き
くなつて十分な冷却効果が得られず、また90％を
越えた時点でスプレーを中止すると過冷却となつ
て凝固完了時の表面温度の復熱効果が期待できな
くなるからである。かくして鋼塊の側面部分の強
制冷却を中止した後、第１図Ｃに示す如く鋼塊側
面を断熱材２２で被覆して保温し凝固を完了させ
る。断熱材２２は分割型として取付具を使用して
鋼塊１８の側方からセツトするか、あるいは鋼塊
１８のテーパーを考慮して一体型として鋼塊１８
の上部から吊り込んでもよい。 これにより、凝固完了時の鋼塊中心と鋼塊表面
の温度差は強制冷却を継続した場合より著しく改
善され、場合によつては通常造塊法より温度差を
小さくすることも可能である。従つて凝固完了後
の２次的な中心部ざくの開口を防止することがで
きる。 保温材２２で側面を被覆後の凝固の進展は、凝
固殻１６が十分に冷却されているため、末凝固部
の冷却速度は速く、凝固率が80％程度であれば、
凝固速度がほとんど低下しないことが解析上およ
び実験上確かめられている。すなわち、本発明法
においては、凝固速度をほとんど低下することな
く熱収縮割れを防止することができる。 本発明法は、上記の実験例では鋳型を下降させ
る方式を示したが、鋳型を分割して側方に抜く方
式でもよく、注入直後に鋳型を除去し別の支持機
構で溶鋼静圧によりバルジング現象を防止する機
構や半連鋳方式にも適用できる。 〔実施例〕 第１図Ａ，Ｂ，Ｃに示す本発明法により第１表
に示す条件で鋼塊を製造した。 なお、比較のため同一形状の鋼塊を肉厚260mm
の鋳型を使用して従来法によつて造塊した。

【表】

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例からも明らかな如く、鋼の
造塊に際し、凝固殻生成後に鋳型を取去り鋼塊の
側面を直接に強制冷却し、引続いて鋼塊の側面を
保温して凝固を完了させることにより、冷却速度
を低下させることなく鋼塊の内部品質を著しく向
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Ａ，Ｂ，Ｃは本発明法の過程を示す造塊
装置の断面図、第２図は従来法を示す造塊装置の
断面図である。 ２……溶鋼、１２……鋳型、１４……保温スリ
ーブ、１６……凝固殻、１８……鋼塊、２０……
スプレーノズル、２２……断熱材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶鋼を鋳型に鋳込み鋼塊の頭部を保温しなが
   ら凝固させる鋼の造塊方法において、前記鋳込み
   溶鋼に凝固殻の形成後鋳型を抜き鋼塊の頭部を除
   く鋼塊の側面部分を直接スプレーし強制冷却する
   段階と、前記凝固殻の厚さが鋼塊厚の1/2の60〜
   90％に達した時点で前記強制冷却を中止する段階
   と、前記強制冷却の中止後前記鋼塊の側面を断熱
   材で被覆して凝固を完了させる段階と、を有して
   成ることを特徴とする鋼の造塊方法。