TW201622846A - 鋼的連續鑄造方法 - Google Patents

Abstract

本發明的鋼的連續鑄造方法，是因應鋼胚鑄片的厚度來設定輕輾壓條件，以資防止因輾壓量不足所導致的鑄片中心偏析的發生以及因過剩的輾壓量所導致的鑄片內部裂隙的發生。 本發明之連續鑄造方法，其係對於：厚度為160~350mm，寬度為1600~2400mm的鑄片(10)之從該鑄片的厚度中心部的固相率相當於0.1的時間點起迄該厚度中心部的固相率相當於流動界限固相率的時間點為止的領域，在配置有複數個鑄片支承輥對之輕輾壓帶(14)，一邊施予輾壓一邊進行連續鑄造的時候，將鑄片的厚度(D)、輕輾壓帶的輾壓斜度(Z)、鑄片抽拉速度(V)符合下列的數式(1)以及下列數式(2)的關係：0.3/(V×α)<Z<1.5/(V×α)．．．數式(1) α=β×(D/D0)+γ．．．數式(2) 惟，α是表示厚度係數(無次元)、Do是表示基準鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm)，β及γ是依鑄片的寬度W(mm)而制定的係數。

Description

鋼的連續鑄造方法

本發明是關於：可抑制發生在連續鑄造鑄片的厚度中心部之成分偏析，也就是，可抑制中心偏析之鋼的連續鑄造方法。

鋼的連續鑄造，在凝固的最終過程中，隨著凝固收縮將使得未凝固熔鋼(稱為「未凝固層」)受到吸引，因而使得未凝固熔鋼朝向鑄片的抽拉方向流動。在這個未凝固層，會有：碳(C)、燐(P)、硫(S)、錳(Mn)之類的溶質元素濃化於其內部，這種濃化熔鋼在鑄片中心部流動之後凝固的話，就會發生所謂的中心偏析現象。凝固末期之濃化熔鋼產生流動的主要原因，除了上述的凝固收縮之外，也可以舉出其他原因，例如：因熔鋼静壓所導致的在輥子間的鑄片的膨凸、鑄片支承輥的輥子定位沒有對準。

這種中心偏析將會導致鋼製品，尤其是厚鋼板的品質惡化。例如：在石油輸送用或天然氣輸送用的管線材中，因酸氣的作用，將會以中心偏析作為起點，而發 生由氫所誘發的裂隙。此外，在海洋構造物、儲存槽、石油油槽等，也會發生同樣的問題。而且近年來，鋼材的使用環境，有許多狀況是被要求在更低溫下或更強烈的腐蝕環境下之極為嚴酷的環境下的使用，因此，減少鑄片的中心偏析的作法的重要性日益升高。

從而，有人已經提出許多的技術方案，係從連續鑄造工序起迄輥軋工序為止之用來減少鑄片的中心偏析，或者將其無害化的對策。在這些技術方案中，已經得知：將內部具有未凝固層之連續鑄造鑄片，在連續鑄造機內進行輾壓的「凝固末期輕輾壓方法」，在改善中心偏析的這方面特別有效果。此處所稱的「凝固末期輕輾壓方法」，係指：在鑄片的凝固結束位置附近，配置複數的輾壓輥，利用這些輾壓輥，針對於連續鑄造中的鑄片，以相當於凝固收縮量的程度之輾壓速度，慢慢地進行輾壓，以抑制在鑄片中心部產生空隙以及抑制濃化熔鋼的流動，藉此來抑制鑄片的中心偏析之方法。

為了有效地利用這種凝固末期輕輾壓方法來防止中心偏析的發生，適切地設定出：鑄片在最終凝固期間中實施輕輾壓期間的開始和結束的時間點、以及在那個期間的輾壓量是最重要的，而且已經有人提出各種設定方法的技術方案。

例如：專利文獻1所揭示的技術方案，是在連續鑄造鑄片的末期凝固部，對於鑄片施加輕輾壓的連續鑄造方法，其係將：在施加輕輾壓的區間內之對於鑄片之 每單位時間的輾壓量，依據輾壓開始時的鑄片表面溫度、以及在輾壓位置處的鑄片的未凝固層厚度，來進行設定的連續鑄造方法。

專利文獻2以及專利文獻3所揭示的技術方案，是將中型鑄片的厚度中心部的固相率變成0.1~0.3之溫度時的時間點起迄該厚度中心部的固相率變成流動限界固相率之溫度時的時間點為止的領域，利用複數個輥子對一邊進行輾壓一邊進行連續鑄造的連續鑄造方法，其特徵為：愈是位於鑄片的厚度中心部的固相率變得愈大的鑄造方向下游側，鑄片的輾壓速度係設定為愈大。

又，專利文獻4所揭示的技術方案，是對於鑄造中的鑄片一邊施加輾壓力一邊進行連續鑄造之鋼的連續鑄造方法，其特徵為：依據與鑄片的長邊方向構成垂直的斷面形狀的資訊、以及在該斷面中之未凝固部形狀的資訊，來設定或者調整輾壓條件。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

專利文獻1：日本特開平8-132203號公報

專利文獻2：日本特開平3-90263號公報

專利文獻3：日本特開平3-90259號公報

專利文獻4：日本特開2003-71552號公報

然而，本發明人等得到了一種經驗性的創見，就是在將凝固末期輕輾壓方法應用於鋼胚鑄片的連續鑄造中，如果欲進行鑄造的鑄片厚度不同的話，應該開始進行輕輾壓的時間點以及應該結束輕輾壓的時間點並不受到鑄片厚度的影響而不會有所變化，但是，在對於鑄片施加輾壓力的範圍(稱為「輕輾壓帶」)中的最佳輾壓速度，卻是會因鑄片厚度的不同而有所變化。

鋼胚鑄片的厚度是取決於：輥軋後的鋼製品厚度、以及要達成這種鋼製品的規格所需的輥軋時的軋縮率(鑄片厚度/鋼製品厚度)。因此，如果設定了新的鋼製品的規格的話，就要因應該規格來設定鑄片的厚度。如果被設定好厚度的鑄片並不是在先前就應用凝固末期輕輾壓方法來進行鑄造而成的鑄片的話，就必須重新設定出：最適合該鑄片厚度之在輕輾壓時的輾壓速度。因此，在利用已經設定有複數種輕輾壓帶的輾壓斜度的實際機器來進行鑄造實驗時，每一次都要先決定出最佳輾壓斜度，因而耗費很多時間以及費用，這是其問題點。換言之，其技術課題是要達成：如何可以很簡便地求出：因應於鋼胚鑄片厚度之輕輾壓的最佳輾壓斜度。

此處所稱的「輾壓斜度」係指：相對向的輥子之輥子間的間隔(稱為「輥子開度」)是被設定成：朝往鑄造方向下游側依序變窄的輥子開度的狀態，通常是以在每1公尺中的輥子開度的變窄量(mm/m)來表示。將 這種輾壓斜度(mm/m)與鑄片抽拉速度(m/min)相乘所獲得的數值就是輾壓速度(mm/min)。

因此，本發明人等就站在所欲解決的上述課題的觀點，針對於前述先前技術文獻的可利用性進行了驗證。

專利文獻1係著眼於鑄片的未凝固層厚度，來當作可有效地實施輕輾壓的指標。根據專利文獻1的記載，其所依據的創見是：愈是在鑄造下游側所進行的輾壓，也就是說，愈是在鑄片的未凝固層厚度愈小狀態下所實施的輾壓，輾壓輥所設定好的輾壓量傳遞到達鑄片的固液界面的比率(以下稱為「輾壓效率」)變得愈小。然而，根據本發明人等的經驗，中心偏析比較明顯的地方是位於未凝固層厚度約為10mm以下的鑄片中心部的領域。根據專利文獻1的第1圖所示的未凝固層厚度D與單位時間所需的輾壓速度之關係，未凝固層厚度為10mm與0mm時，其所需的輾壓速度的差異會高達10%的程度。而且在專利文獻1的〔實施例〕中，只有記載著1種類的鑄片厚度(250mm)的試驗結果而已，無法得知這個專利文獻1所記載的最佳輾壓條件是否對於不同鑄片厚度的情況下也是有效。

在專利文獻2與3中，提供來進行試驗的鑄片的尺寸係有3種類，其厚度×寬度分別為300mm×500mm、162mm×162mm、380mm×560mm，但都是與中型(bloom)鑄片的輕輾壓鑄造相關的鑄片。在中型鑄片的 情況下，與鑄片的抽拉方向正交的斷面之扁平比(寬度/厚度)是小於鋼胚鑄片的扁平比，因此在凝固末期的輕輾壓的輾壓效率是小於鋼胚鑄片。因而，輾壓量的設定，愈是接近凝固末期設定得愈大，與專利文獻1的鋼胚鑄片的例子相比較，更大了約2~3倍的程度。這種輾壓條件並無法直接地應用在鋼胚鑄片的輕輾壓。

又，專利文獻1~3都是沿著鑄造的抽拉方向來改變輕輾壓帶的輾壓斜度，所以鑄片支承輥的輥子開度的設定很複雜，為了要在實際的生產機器上來達成，設備的構造也不得不更趨於複雜。

專利文獻4是以中型鑄片作為對象，是利用與鑄片的長邊方向呈垂直的斷面形狀的資訊，亦即鑄片的寬度與厚度來設定輕輾壓條件。但是，是以鑄片的扁平比當作基準值，依據鑄片之未凝固部分的扁平比之相對於前述基準值的變化量，來設定輕輾壓條件，並不是使用鑄片的厚度值來設定輾壓條件。這是因為在中型鑄片的情況下，根據在連續鑄造機內的鑄片的上下表面處的冷卻比、或者在鑄片的左右表面處的冷卻比的不同，鑄片的未凝固層的形狀係有朝左右方向呈扁平的情況，以及朝上下方向呈扁平的情況之兩種情況，而專利文獻4則是以無論對應這兩種情況的任何一種情況都能夠進行最合適的輕輾壓作為其目的。

在本發明人等作為技術課題之鋼胚鑄片的情況下，鑄片長邊是遠遠大於鑄片短邊，未凝固層的扁平方 向並不會發生變化，一直都是在鑄片的左右方向上保持扁平。因此，針對於本發明人等的技術課題之專利文獻4的可利用性很小。

是以，專利文獻1~4的任何一種技術方案都無法有效地解決本發明人等的技術課題，因此必須開發出全新的技術方案。

本發明就是有鑑於上述情事而開發完成的，其目的是要提供：能夠因應鋼胚鑄片的厚度來設定輕輾壓條件，藉此，可以防止因輾壓量不足所導致的鑄片中心偏析的發生、以及可防止因過剩的輾壓量所導致的鑄片內部裂隙的發生之鋼的連續鑄造方法。

用以解決上述課題之本發明的技術內容的要旨係如下所述。

〔1〕一種鋼的連續鑄造方法，其係對於：鑄片的厚度為160~350mm，寬度為1600~2400mm，且扁平比(寬度/厚度)為4~15的鑄片之從該鑄片的溫度到達：鑄片厚度中心部的固相率變成0.1時的溫度之時間點起迄該鑄片的溫度到達：鑄片厚度中心部的固相率變成流動界限固相率時的溫度之時間點為止的領域，在配置有可對鑄片施加輾壓力的複數個鑄片支承輥對之輕輾壓帶，一邊施予輾壓一邊進行連續鑄造之鋼的連續鑄造方法，其特徵為：

鑄造對象之鑄片的厚度、前述輕輾壓帶的輾壓斜度、鑄片抽拉速度係符合下列的數式(1)以及下列數式(2)的關係：0.3/(V×α)<Z<1.5/(V×α)．．．數式(1)

α=β×(D/Do)+γ．．．數式(2)

惟，在數式(1)及數式(2)中，V是表示鑄片的抽拉速度(m/min)、α是表示厚度係數(無次元)、Z是表示輾壓斜度(mm/m)、D是表示鑄造對象之鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm)、Do是表示基準鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm，Do=187mm)，β及γ是依鑄造對象之鑄片的寬度W(mm)而制定的係數，其係因應下列的鑄片寬度W的不同範圍，而有不同的數值：當1600≦W≦1800時，β=-0.61、γ=1.54

當1800<W≦2000時，β=-0.60、γ=1.57

當2000<W≦2200時，β=-0.58、γ=1.58

當2200<W≦2400時，β=-0.53、γ=1.54

〔2〕如上述〔1〕所述之鋼的連續鑄造方法，其中，鑄造對象之鑄片的厚度以及鑄片的總輾壓量，係符合下列數式(3)的關係：Rt<(D/Do)×(10/α)．．．數式(3)

惟，在數式(3)中的Rt是表示鑄片的總輾壓量(mm)、D是表示鑄造對象之鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm)、Do是表示基準鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm、Do=187mm)、α是表示厚度係數(無次 元)。

根據本發明，為了要減少鋼胚鑄片的中心偏析，係對於連續鑄造中的鑄片，在輕輾壓帶中施加與凝固收縮量相當的程度的輾壓量來進行鋼鑄片的連續鑄造時，將輾壓條件予以設定成：使得鑄造對象的鑄片的厚度、輕輾壓帶的輾壓斜度、鑄片抽拉速度符合上述數式(1)以及數式(2)的關係的範圍內。如此一來，即使在鑄片的厚度不同的情況下，也不必執行由複數種不同水準所組成的實機實驗而耗費許多時間與費用，能夠很簡便地求出最適合的輾壓條件，可以很迅速地對應各式各樣的規格的鋼製品製造上的要求，可帶來對於工業有益的效果。

1‧‧‧鋼胚連續鑄造機

2‧‧‧餵料槽

3‧‧‧滑動噴嘴

4‧‧‧浸漬型噴嘴

5‧‧‧鑄模

6‧‧‧鑄片支承輥

7‧‧‧搬運用滾子

8‧‧‧鑄片裁切機

9‧‧‧熔鋼

10‧‧‧鑄片

11‧‧‧凝固殼體

12‧‧‧未凝固層

13‧‧‧凝固結束位置

14‧‧‧輕輾壓帶

15‧‧‧輾壓區段

16‧‧‧框體

17‧‧‧連結桿

18‧‧‧碟形彈簧

19‧‧‧蝸桿驅動裝置

20‧‧‧馬達

21‧‧‧輥子軸承座

第1圖是實施本發明時所用的鋼胚連續鑄造機的側面概略圖。

第2圖是構成鋼胚連續鑄造機的輕輾壓帶之輾壓區段之一例所示的概略圖，是從連續鑄造機的側方觀看時的概略圖。

第3圖是從鑄片的鑄造方向觀看第2圖所示的輾壓區段時的概略圖，亦即，與鑄造方向正交的斷面處之概略圖。

以下將佐以附圖，具體地說明本發明。第1圖是實施本發明時所用的鋼胚連續鑄造機的側面概略圖。

如第1圖所示，在鋼胚連續鑄造機1中是設置有鑄模5，其是用來讓熔鋼9注入其中進行凝固以資形成鑄片10的外殼形狀。在這個鑄模5的上方的既定位置，設置有可將澆桶(未圖示)所供給的熔鋼9予以中繼供給到鑄模5之餵料槽2，在餵料槽2的底部，設置有用以調整熔鋼9的流量之滑動噴嘴3，在這個滑動噴嘴3的下面設置了浸漬型噴嘴4。

另一方面，在鑄模5的下方，設置了由支承用輥子、導引用輥子以及夾送輥子所組成的複數對的鑄片支承輥6。在鑄造方向上之相鄰的鑄片支承輥6的間隙，是構成配置有水霧噴嘴或空氣液滴噴嘴之類的噴霧用噴嘴(未圖示)之二次冷卻帶，利用從二次冷卻帶的噴霧用噴嘴所噴霧的冷卻水(也稱「二次冷卻水」)，鑄片10是一邊被抽拉一邊被進行冷卻。又，在鑄造方向最終的鑄片支承輥6的下游側，設置了用來運送鑄造後的鑄片10之複數個搬運用滾子7，在這個搬運用滾子7的上方，配置了用來從鑄造後的鑄片10裁切出既定長度的鑄片10a之鑄片裁切機8。

在隔介著鑄片10的凝固結束位置13而位於鑄造方向的上流側以及下游側，是設置著：由複數對的鑄 片支承輥群所構成的輕輾壓帶14，這些複數對的鑄片支承輥群，是將隔介著鑄片10而相對向的鑄片支承輥間的間隔(將這種間隔稱為「輥子開度」)設定成朝鑄造方向下游側依序地變窄，也就是說，這些複數對的鑄片支承輥群已經被設定了輾壓斜度(輥子開度的狀態係被設定成：朝鑄造方向下游側依序地變窄)。輕輾壓帶14是可利用其整個領域或者被選擇的部分領域來對於鑄片10實施輕輾壓。而且在輕輾壓帶14的各鑄片支承輥之間也配置著用來對於鑄片10進行冷卻的噴霧用噴嘴。此處，被配置在輕輾壓帶14的鑄片支承輥6也稱為輾壓輥。

通常，輾壓斜度係指：在鑄造方向上的每一公尺之輥子開度的縮減量，換言之，係以「mm/m」來表示，因此在輕輾壓帶14處之鑄片10的輾壓速度(mm/min)是可以藉由將這個輾壓斜度(mm/m)乘以鑄片抽拉速度(m/min)而求得。

在第1圖所示的鋼胚連續鑄造機1中，輕輾壓帶14係在鑄造方向上將三組輾壓區段連結而構成的，而輾壓區段則是由三對鑄片支承輥6構成一組輾壓區段。然而，在本發明中，輕輾壓帶14未必是以三組輾壓區段來構成的，用來構成輕輾壓帶14的輾壓區段，可以是單一組或兩組皆可，甚至於是四組以上也無妨。又，第1圖所示的鋼胚連續鑄造機1，各組輾壓區段雖然是以三對鑄片支承輥6來構成的，但是用來構成一組輾壓區段的鑄片支承輥6的數目，只要是兩對以上的話，無論是幾對都可 以。

第2圖、第3圖係顯示構成輕輾壓帶14的輾壓區段之一例。第2圖、第3圖所示的例子，係將作為輾壓輥之五對鑄片支承輥6配置在一個輾壓區段15的例子，第2圖是從連續鑄造機的側方來觀看時的概略圖，第3圖是從鑄片的鑄造方向來觀看時的概略圖，亦即，係在與鑄造方向呈正交的斷面處的概略圖。

如第2圖以及第3圖所示，輾壓區段15是由：藉由輥子軸承座21來保持著五對鑄片支承輥6之一對框體16及框體16′所構成的，且配置有貫穿過框體16及框體16′之合計四根連結桿17(在上流側的兩側以及在下游側的兩側)。利用馬達20來驅動設置於這個連結桿17的蝸桿驅動裝置19，即可調整框體16與框體16′之間的間隔，亦即，可以調整在輾壓區段15處的輾壓斜度。這種情況下，配置在輾壓區段15的五對鑄片支承輥6的輥子開度是一起被調整。

蝸桿驅動裝置19是製作成：在鑄造中，蝸桿驅動裝置19是承受到具有未凝固層的鑄片10之熔鋼静壓而自行鎖定(self-lock)來對抗鑄片10的膨凸力，在鑄片10未存在的條件下，也就是，來自鑄片10的負荷並未作用於設置在輾壓區段15的鑄片支承輥6的條件下，才能夠進行輾壓斜度的調整。蝸桿驅動裝置19所達成之框體16′的移動量，是依據蝸桿驅動裝置19的旋轉數而被測定及控制，因而能夠得知輾壓區段15的輾壓斜度。

此外，在連結桿17上，係在框體16′與蝸桿驅動裝置19之間設置了碟形彈簧18。碟形彈簧18並非由單一個碟形彈簧所構成的，而是將複數個碟形彈簧重疊在一起而構成的(愈多個碟形彈簧重疊的話，其剛性愈高)。這種碟形彈簧18是製作成：如果沒有超過既定荷重以上的負荷荷重作用在該碟形彈簧18的情況下，並不會收縮而是呈現一定的厚度，當有某一既定的負荷荷重作用時才開始收縮，朝過某一既定的負荷荷重之後，就與負荷荷重成正比例地進行收縮。

例如：當鑄片10在輾壓區段15的範圍內，凝固結束的情況下，藉由對於凝固結束後的鑄片10進行輾壓，輾壓區段15就會被加諸過大的荷重。當被加諸了這種過大的荷重的情況下，碟形彈簧18將會收縮，因而框體16′將會開放，也就是，輥子開度會擴大，如此一來，輾壓區段15就不會承受到過大的荷重。此外，下面側的框體16則是製作成：被固定在連續鑄造機的基礎中，在進行鑄造中並不會移動。

雖然並未圖示出來，但是被配置在輕輾壓帶14的鑄片支承輥以外的鑄片支承輥6也是形成輾壓區段的構造。

第1圖所示的輕輾壓帶14，係具有這種輾壓區段構造，因此被配置在各個輾壓區段的三對鑄片支承輥6的輥子開度也是一起被調整。這種情況下，蝸桿驅動裝置所達成的上框體(相當於框體16′)的移動量，是依 據蝸桿驅動裝置的旋轉數來進行測定以及控制，所以能夠得知各個輾壓區段的輾壓斜度。

在這種結構的鋼胚連續鑄造機1中，從餵料槽2經由浸漬型噴嘴4而注入到鑄模5內的熔鋼9，係在鑄模5受到冷卻而形成凝固殼體11，成為在內部具有未凝固層12的鑄片10，一邊受到設在鑄模5下方的鑄片支承輥6所支承，一邊被朝向鑄模5的下方進行連續性的抽拉。鑄片10在通過鑄片支承輥6的期間，接受到二次冷卻帶的二次冷卻水的冷卻，而使得凝固殼體11的厚度增大，並且在輕輾壓帶14一邊受到輾壓一邊在凝固結束位置13處結束鑄片內部的凝固。凝固結束後的鑄片10係被鑄片裁切機8所切斷而成為鑄片10a。

在本發明中，在輕輾壓帶14處，至少是從鑄片厚度中心部的固相率變成0.1溫度時的時間點起迄鑄片厚度中心部的固相率變成流動限界固相率的溫度時的時間點為止，對於鑄片10進行輾壓。流動限界固相率，被認為是0.7~0.8，所以係對於鑄片10進行輾壓，直到鑄片厚度中心部的固相率變成0.7~0.8為止。因此只要持續進行輾壓，直到鑄片厚度中心部的固相率變成0.8以上為止的話，就不會有問題。鑄片厚度中心部的固相率超過流動限界固相率以後，未凝固層12就不會移動，因此即使進行輕輾壓也沒有意義。當然，雖然無法獲得輕輾壓的效果，但是在超過流動限界固相率之後，也還是可以進行輕輾壓。另一方面，即使在鑄片厚度中心部的固相率超過 0.1之後才開始進行輕輾壓，在此之前，還是有發生濃化熔鋼流動的可能性，因而發生中心偏析，無法獲得充分地減少中心偏析的效果。因此，當鑄片厚度中心部的固相率變成0.1的時間點就開始進行輕輾壓。

鑄片厚度中心部的固相率，係可利用二次元傳熱凝固計算來求出來。此處所稱的固相率，係將凝固開始前定義成：固相率=0，將凝固結束時定義成：固相率=1.0，而鑄片厚度中心部的固相率變成1.0時的位置，就相當於是凝固結束位置13。

在熔鋼9的凝固末期，係以既定的輾壓速度對於鑄片10進行輕輾壓，藉此可以減少鑄片10的中心偏析，這是廣為一般熟知的事情。但是，在進行輕輾壓的時候，因輾壓所導致的凝固殼體11的變形，有時候，傳遞到鑄片10的凝固界面之輾壓量，會小於施加在鑄片表面的輾壓量，因而會有無法如原先所設定的條件來控制輾壓速度的情況。此處，係將傳遞到鑄片10的凝固界面的輾壓量相對於施加在鑄片表面的輾壓量的比值(傳遞到凝固界面的輾壓量/施加在鑄片表面的輾壓量)予以稱為：輾壓效率。

影響這個輾壓效率的大小之主要原因，特別是凝固殼體11的厚度所造成的影響很大，凝固殼體11的厚度愈大的話，輾壓效率就愈小。換言之，針對於鑄片10所進行的輕輾壓，是在凝固末期才進行的，愈是外形厚度大的鑄片10，其在進行輕輾壓時的凝固殼體11的厚 度變得愈大，在進行輕輾壓時的輾壓效率變得愈小。鑄片10的外形厚度是取決於在鑄模出口的模穴(鑄模內部空間)之沿著鑄模短邊的厚度。

本發明人等，針對於：鑄片寬度係保持一定為2100mm，但是鑄片厚度則在160~350mm的範圍內做改變的鑄片10進行連續鑄造的情況下，基於想要得知：無論是哪一種鑄片厚度，只要利用最佳(適合)的輾壓條件來進行輕輾壓即可減少中心偏析之目的，首先，利用實際鑄造機的鑄造實驗來求出：對於厚度為200mm的鑄片10進行連續鑄造時，在輕輾壓帶14處的輾壓斜度的最佳(適合)範圍。其結果，得知：當鑄片10的厚度為200mm的情況下的最佳(適合)輾壓斜度，是落在下列的數式(4)的範圍內。

0.3/V<Z<1.5/V．．．數式(4)

惟，在數式(4)中，V是鑄片抽拉速度(m/min)，Z是輾壓斜度(mm/m)。

其次，為了要將針對於：會影響輾壓效率之鑄片10的厚度所造成的影響之補正量導入數式(4)中，乃在鑄片厚度為160~350mm之間，進行了與輕輾壓時的鑄片10的變形相關的數值模擬計算。然後，從該模擬計算結果，求出鑄片10的厚度與輾壓效率之間的關係，依據下列的數式(5)來導出：厚度係數α(無次元)，作為鑄片厚度之一次元的近似式。

α=-0.58×(D/Do)+1.58．．．數式(5)

惟，在數式(5)中，D是鑄造對象的鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm)，Do是基準鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm)。

厚度係數α的值，係當鑄片厚度D愈大的話，其值變得愈小。這是顯示出：當鑄片厚度D變得愈大的話，輾壓效率就變得愈小的事實。此外，基準鑄片位在鑄模正下方時的厚度Do，係數式(5)所示的厚度係數α變成1時的鑄片厚度，如果是寬度為2100mm的鋼胚鑄片的情況下，Do係187mm。

因為鑄造對象的鑄片10的厚度係與基準厚度 的187mm不同，根據這個鑄片厚度的改變，輾壓效率就以數式(5)所示的比率進行改變。在本發明中，係將這種隨著鑄片厚度的改變而跟著改變之輾壓效率的變化量，藉由調整輕輾壓帶14的輾壓斜度來予以彌補。具體而言，若輾壓效率變小的話就加大輾壓斜度，相反地，若輾壓效率變大的話就減小輾壓斜度，藉由這種做法來彌補輾壓效率的變化量。換言之，係將數式(5)所示的厚度係數α導入數式(4)中，而獲得下列的數式(1)來作為：鑄片抽拉速度、厚度係數α、輾壓斜度的關係式。

0.3/(V×α)<Z<1.5/(V×α)．．．數式(1)

在對於鑄片寬度為2100mm，鑄片厚度為160~ 350mm的鑄片10進行連續鑄造的情況下，依據以上述方式所求得的數式(1)以及數式(5)，藉此，可以防止導因於鑄片厚度的增加或減少所造成的輾壓效率的改變，可以防止在鑄片10發生中心偏析以及氣孔，而且可以防止因輾壓過度所導致的在鑄片10發生倒V字形偏析或內部裂隙。

惟，數式(5)的厚度係數α，係鑄片寬度保持一定在2100mm時的鑄片10的數值，另一方面，在鋼胚連續鑄造機1所鑄造的鑄片10的寬度範圍則是在1600~2400mm之較寬廣的範圍。因此，乃針對於：鑄片10的厚度為160~350mm、寬度為1600~2400mm、扁平比(寬度/厚度)為4~15的鑄片的全範圍，求出厚度係數α。

在輕輾壓帶14進行輕輾壓時之輾壓阻力的主體，是鑄片短邊側之已經凝固結束的部位。這個部位之鑄片寬度方向的長度之絕對值，如果是與鑄片10的厚度相同的話，則輾壓阻力就與鑄片10的寬度大小毫無關係地趨於幾乎同等。此外，如果是在內部仍有未凝固層12存在的範圍的話，因為是仍有未凝固層12存在的緣故，所以輾壓阻力很小，與鑄片短邊側兩端部之已經凝固結束的部位相比較，可說是小到足以忽視的程度。

換言之，例如：就寬度為1600mm的鑄片的情況而言，其鑄片短邊側之已經凝固結束的部位相對於鑄片寬度的比率，是較之寬度為2100mm的情況更大，如此 一來，寬度為1600mm的鑄片的輾壓阻力會大於寬度為2100mm的鑄片的輾壓阻力。因此，如果寬度為1600mm的鑄片與寬度為2100mm的鑄片在輕輾壓帶14所設定的輾壓斜度是相同的情況下，寬度為1600mm的鑄片，其輾壓阻力所產生的反作用力將會高於碟形彈簧18的設定應力，輥子開度會擴大，有可能會發生：實際的輾壓斜度變成小於原先所設定的輾壓斜度之狀況。

因此，針對於鑄片寬度為1700mm、1900mm、2300mm的情況，也執行與寬度為2100mm的鑄片所執行過的數值模擬計算同樣的數值模擬計算，以資求出厚度係數α。厚度係數α係以將β及γ作為依鑄造對象的鑄片寬度W(mm)而制定的係數之下列的數式(2)來表示。

α=β×(D/Do)+γ．．．數式(2)

根據數值模擬計算的結果得知：在數式(2)中的係數β以及係數γ，是因應鑄造對象的鑄片的寬度W(mm)而有下列的數值。

當1600≦W≦1800時，β=-0.61、γ=1.54

當1800<W≦2000時，β=-0.60、γ=1.57

當2200<W≦2400時，β=-0.53、γ=1.54

此處，當2000<W≦2200時，係如數式(5)所示，β=-0.58、γ=1.58。

此外，在數式(2)中的基準鑄片位在鑄模正下方時的厚度Do，就寬度在1600~2400mm的範圍內的鋼胚鑄片而言，無論是哪一種寬度的鋼胚鑄片，都是與寬度為2100mm的鋼胚鑄片的情況同樣地設定為187mm。

然而，輕輾壓雖然是具有防止最終凝固部的濃化熔鋼產生流動的效果，但是有時候也會因為輾壓導致鑄片10變形，而在凝固界面發生內部裂隙。已知這種內部裂隙的發生，係只要加諸在凝固界面的變形的累積值達到一定值以上的話，就會發生的事情。

因此，本發明人等，利用實機試驗，針對於：因進行輕輾壓而加諸於鑄片10的總輾壓量與有無發生內部裂隙之間的關係，進行了調查。其結果，確認出：若想要防止鑄片10的內部裂隙，鑄片10的總輾壓量以及鑄造對象的鑄片厚度，係符合下列的數式(3)的關係為佳。

Rt<(D/Do)×(10/α)．．．數式(3)

惟，在數式(3)中的Rt是鑄片的總輾壓量(mm)。

亦即，本發明是必須將鑄造對象的鑄片10的厚度、輕輾壓帶14的輾壓斜度、鑄片抽拉速度，以落在符合上述的數式(1)以及數式(2)的關係的範圍內的方式，來設定輾壓條件而進行連續鑄造，在進行連續鑄造時，更好是將鑄片10的總輾壓量以及鑄造對象的鑄片厚 度設定成可符合上述數式(3)的關係之範圍內。

此外，在連續鑄造作業的各種鑄造條件中，係預先使用二次元傳熱凝固計算來求出凝固殼體11的厚度以及鑄片厚度中心部的固相率，並且是以進入輕輾壓帶14的時間點時的鑄片厚度中心部的固相率係趨於0.1以下，而且離開輕輾壓帶14的時間點時的鑄片厚度中心部的固相率係趨於流動限界固相率以上的方式，來調整二次冷卻水量或鑄片抽拉速度。

如上所述，根據本發明，係以將鑄造對象的鑄片10的厚度、輕輾壓帶14的輾壓斜度、鑄片抽拉速度落在可符合上述數式(1)及數式(2)的關係之範圍內的方式來設定輾壓條件，因此，即使鑄片10的厚度不同的情況下，也是可以很簡便地就求出最佳(適合)的輾壓條件，得以迅速對應多樣規格的鋼製品製造上的要求。

〔實施例〕

以下，將依據實施例來更詳細說明本發明。

試驗所使用的連續鑄造機，係與第1圖所示的連續鑄造機1相同。使用這種連續鑄造機，進行低碳鋁鎮靜鋼的鑄造。表1中標示出：在本發明的實施方式的連續鑄造方法中的200mm、250mm、300mm的三種鑄片厚度時的鑄造條件、以及在鑄造後的鑄片內之中心偏析度、氣孔之有無、內部裂隙之有無的調査結果。此外，在表1中也一併標示出：在各種鑄片厚度時之落在本發明的範圍 外的條件，作為比較例來進行的試驗的鑄造條件以及調査結果。鑄片的寬度在所有的試驗，都是2100mm。

試驗的評比時所採用的鑄片的中心偏析度是依據下述的方法進行測定的。亦即，在與鑄片的抽拉方向正交的斷面中，沿著鑄片的厚度方向，等間隔地進行碳濃度的分析，將其厚度方向上的分析值的最大值當作C_max，將鑄造時從餵料槽內採取出來的熔鋼所分析出來的碳濃度當作C₀，將C_max/C₀當作中心偏析度。因此，中心偏析度愈是趨近於1.0，就表示其為中心偏析愈少之良好的鑄 片。在本發明中，中心偏析度為1.10以上的鑄片，係判定為中心偏析的程度不良。

鑄片的氣孔以及內部裂隙，是在與鑄片的抽拉方向正交的斷面中，針對於鑄片厚度的中央部附近進行顯微鏡觀察，來判定有無氣孔以及內部裂隙。

各個不同厚度的鑄片之鑄片抽拉速度，都是以至少在鑄片的厚度中心部處的固相率從0.1起迄流動限界固相率為止的區間的鑄片係位於輕輾壓帶的方式來進行設定，而且試驗編號1~3、試驗編號6~8、試驗編號11~13，更是以符合上述的數式(1)以及數式(2)的方式來設定輾壓斜度。此外，當作比較例來進行的試驗編號4、9、14，係將輾壓斜度設定成：超過數式(1)以及數式(2)所制定的輾壓斜度的最佳(適合)範圍的上限。又，試驗編號5、10、15，係將輾壓斜度設定成：低於數式(1)以及數式(2)所制定的輾壓斜度的最佳(適合)範圍的下限。此外，試驗編號4、9，更是將輾壓斜度設定成：總輾壓量超過數式(3)的上限值。

從表1所示的中心偏析度可看出：落在本發明的範圍內之試驗編號1~3、試驗編號6~8、試驗編號11~13，其中心偏析度皆未達1.10，屬於良好。而且在鑄片也未觀察到有氣孔以及內部裂隙。

當作比較例來進行的試驗編號4，雖然利用數式(1)以及數式(2)所求出的最佳輾壓斜度是0.2~1.1mm/m，但是因為輾壓斜度太過大，為1.5mm/m，所以 中心偏析度超過了1.10。而且總輾壓量也過大，在鑄片發生了內部裂隙。同樣地在試驗編號9、14也是輾壓斜度過大，中心偏析度很高，也被確認出有一部分發生倒V字形偏析。

又，試驗編號15，雖然利用數式(1)以及數式(2)所求出的最佳輾壓斜度為0.6~3.1mm/m，但是係將輾壓斜度設定為0.5mm/m，所以輾壓斜度不足，中心偏析度超過1.10，也被觀察到在鑄片的內部有氣孔。同樣地，在試驗編號5、10，也是輾壓斜度過小，中心偏析的程度不良。

1‧‧‧鋼胚連續鑄造機

2‧‧‧餵料槽

3‧‧‧滑動噴嘴

4‧‧‧浸漬型噴嘴

5‧‧‧鑄模

6‧‧‧鑄片支承輥

7‧‧‧搬運用滾子

8‧‧‧鑄片裁切機

9‧‧‧熔鋼

10‧‧‧鑄片

10a‧‧‧鑄片

11‧‧‧凝固殼體

12‧‧‧未凝固層

13‧‧‧凝固結束位置

14‧‧‧輕輾壓帶

Claims (2)

1. 一種鋼的連續鑄造方法，其係對於：鑄片的厚度為160~350mm，寬度為1600~2400mm，且扁平比(寬度/厚度)為4~15的鑄片之從該鑄片的溫度到達：鑄片厚度中心部的固相率變成0.1時的溫度之時間點起迄該鑄片的溫度到達：鑄片厚度中心部的固相率變成流動界限固相率時的溫度之時間點為止的領域，在配置有可對鑄片施加輾壓力的複數個鑄片支承輥對之輕輾壓帶，一邊施予輾壓一邊進行連續鑄造之鋼的連續鑄造方法，其特徵為：鑄造對象之鑄片的厚度、前述輕輾壓帶的輾壓斜度、鑄片抽拉速度係符合下列的數式(1)以及下列數式(2)的關係：0.3/(V×α)<Z<1.5/(V×α)．．．數式(1) α=β×(D/Do)+γ．．．數式(2)惟，在數式(1)及數式(2)中，V是表示鑄片的抽拉速度(m/min)、α是表示厚度係數(無次元)、Z是表示輾壓斜度(mm/m)、D是表示鑄造對象之鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm)、Do是表示基準鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm，Do=187mm)，β及γ是依鑄造對象之鑄片的寬度W(mm)而制定的係數，其係因應下列的鑄片寬度W的不同範圍，而有不同的數值：當1600≦W≦1800時，β=-0.61、γ=1.54當1800<W≦2000時，β=-0.60、γ=1.57當2000<W≦2200時，β=-0.58、γ=1.58 當2200<W≦2400時，β=-0.53、γ=1.54。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鋼的連續鑄造方法，其中，鑄造對象之鑄片的厚度以及鑄片的總輾壓量，係符合下列數式(3)的關係：Rt<(D/Do)×(10/α)．．．數式(3)惟，在數式(3)中的Rt是表示鑄片的總輾壓量(mm)、D是表示鑄造對象之鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm)、Do是表示基準鑄片位在鑄模正下方時的厚度(mm、Do=187mm)、α是表示厚度係數(無次元)。