JP2002532259A - 丸形ビレットを形成する方法 - Google Patents
丸形ビレットを形成する方法Info
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Abstract
Description
数のロールスタンドとを有する垂直曲げ型連続鋳造機からなる生産設備で連続鋳
造ビレットを製造する方法に関する。
た状態で断面にわたって材料濃度の差を有している。そのためほとんどすべての
鋼で表面下方および中心領域に脆い箇所が発生する。これは特に快削鋼に当ては
まる。炭素マンガン鋼は中心領域に偏析を有しているが、これはたとえば高張力
ワイヤの製造を困難にする。高炭素クロム鋼では、中心領域でけばが形成されて
、これがたとえば高精度の圧延パイプの内側表面の品質を劣化させる。オーステ
ナイト系クロムニッケルステンレス鋼は化学的組成に応じて、第2相として一部
高い割合のδフェライトを有している。δフェライトは丸形ビレットにおいて中
心部からの距離が半径の0.4〜0.7倍に顕著な最大値を有している。中心と
なる加工部位がこの断面領域にあるため、これらの鋼の加工性は後続のクロスロ
ーリングプロセスにおいて著しく低下する。その結果として、わずかな伸び率し
か実現できない。δフェライトの平均割合が4%を越えると、亀裂や剥離の形で
非加工性という全般的な問題が存在する。
料汚染、溶融温度、鋳込温度、金型性状、硬化速度および鋳込速度である。
の近傍で、ビレットが飛沫と接触する前に、ビレットの表面からスラグ、スケー
ルなどの不純物を吸引することが知られている(DE4123956C2)。
る。1つの可能性は鋳込速度を下げて、金型領域における冷却速度と鋳込速度を
高めることである。短所は、連続鋳造設備の分配器が凍結して、生産が低下する
危険があることである。
であり、これは硬化しつつある微結晶が破壊され、十分に混和され、その結果ビ
レット断面の大きい内部領域に微球状硬化構造が生じるという長所を有する。短
所は、表面近傍の領域がわずかしか把捉されないか、あるいは強く撹拌した場合
にしか把捉されないことである。別の短所は、EMSが定置されていることであ
る。そのため中心領域を撹拌するためには、連続鋳造設備の下端部に第2の撹拌
器が必要となる。強く撹拌しすぎると、遠心力の作用により中心部拡張を招くこ
ともある。
、連続鋳造湾曲部の領域で、引抜き装置をいわゆる固定トングスタンドに置き換
えて、中心部がまだ液相の状態で平滑な水平ロール対と垂直ロール対との間でビ
レットが交互に加工されるようにするものである。垂直ロール対は水平パスで拡
散もしくは膨張した材料を再圧縮しなければならない。加工の可能性、すなわち
高さの減少は限られている。なぜならば、鋼、ビレット断面積、鋳込み速度およ
び硬化速度が種々異なる結果として湯溜り底の位置が変化し得るからである。亀
裂を生じやすい鋼の場合、ビレット断面積の縁領域および角領域の加工は特に問
題となる。これらの理由から、この解決手段の応用可能性は特定の鋼に限られて
いる。
方形または長方形のビレットを鍛造することが行われている。この場合の長所は
、鍛造の際にロールに対して達成可能案圧縮長さがより大きく、それによって中
心領域でより大きい圧縮度を実現できることである。短所は、鍛造ユニットを連
続鋳造湾曲部の領域に位置決めすることは可能ではないために、この方法が明ら
かに大きい断面に限られていることである。
直曲げ型連続鋳造機において、ビレット断面にわたって種々異なる材料の濃度に
影響を及ぼす可能性が制限されていることである。
わたる材料の不均一性をなくすか、絶対的に減少させる、直径90ないし300
mmの丸形ビレットを製造する方法および装置を提供することである。
型から排出された後でかつ後続の圧延ユニットに進入する前にその表面からスケ
ールを除去し、表面近傍の表層をそれぞれの鋼にとって最適な所定の温度に予冷
し、次いで、当該丸形ビレットを最初に連続する少なくとも3つの水平パスで加
工して、最後に垂直パスで加工し、しかも予備加工されたビレットの表面を最終
パスの前に再度スケール除去することを提案する。
ンライン加工と、鋼種に応じた丸形ビレットの中心領域のほぼ完全な圧縮とによ
り、たとえば偏析や第2相の形により、断面にわたる濃度不均一が解消し、その
容積が著しく減少することが達成される。材料密度は表面下方および中心領域の
気孔を除去することによって高められる。
度がφ=0.01からφ=0.15に増加すると同時に硬化の進行に伴い液相中
心部の直径が減少するように加工し、丸形ビレットが完全に硬化した後で生産設
備の水平な末端領域の所定の場所で垂直パスが行われ、しかもその位置は水平加
工の場所に対して相対的にビレットの軸方向に調節できるようになっている。
垂直パスにおいてその場所が圧延されるべき材料と完全に硬化した中心部の領域
における丸形ビレットの寸法に応じて移動できることにより、中心領域がほぼ完
全に圧縮され、半分の半径の厚さを有する外側表層で後段の加工プロセス段階の
ために予備加工された材料構造が形成される。
れる場所の位置を制御して、硬化しつつある丸形ビレットの湯溜り底が第3の水
平パスと垂直パスの間の領域に位置し、遅くとも垂直パスを実施するときには中
心部に達する完全な硬化が保証されている。
な末端部との間で案内スタンドの湾曲部に一次スケール除去装置と、少なくとも
3つの連続する水平ロールスタンドを有する多段スタンド式圧延ユニットとが配
置されており、ビレット案内の水平部で水平ロールスタンドに、湯溜り底の位置
を基準にしてビレットの運動方向の前後方向に移動可能な二次スケール除去装置
をフランジ止めした垂直ロールスタンドが続いていることを特徴とする。
去し、表面近傍の表層をそれぞれの鋼にとって最適な所定の温度に予冷する。次
いで当該丸形ビレットを最初に連続する少なくとも3つの水平パスで加工して、
最後に垂直パスで加工し、しかも予備加工されたビレットの表面を最終パスの前
に再度スケール除去する。水平方向および垂直方法に加工することにより、中心
領域がほぼ完全に圧縮された、後段の加工プロセス段階にとって好都合に予備加
工された所望の材料構造が形成される。
実現可能な垂直方向加工度の増加に基づいている。中心領域の硬化は、最後の固
定した水平ロールスタンドから移動可能な垂直ロールスタンドまでの選択された
距離において完了している。そうすることにより、ビレットの円形形状は、唯一
の垂直パスにおいて減少を増して再び形成できる。
るように構成されており、予備加工された丸形ビレットの高さと幅を測定するた
めに後段に配置された測定装置と協働して、ロールギャップの自動調整のやり方
で、後段の垂直曲げパスに適切な予備加工断面材を供給できる。この調整は、表
面における引張応力を最小化して、加工がビレット外周にわたってできる限り一
様に分布するように行われる。また、ビレット中心に対する圧縮応力は、パス数
が増えると同時に拡張を防止しながら高められ、さらに圧延ユニットから進出し
た後でビレットの真円度および寸法精度が保証される。
れたノズルに水または水と空気との混合物を供給し、丸形ビレットの表面とノズ
ルとの間隔、ならびに丸形ビレットの表面に衝突する媒質の圧力および強度が最
適に調整可能である。
スタンドにフランジ止めされていて、これと一緒に移動可能である。水平ロール
スタンドで予備加工された丸形ビレットの外周に配設されたノズルは圧縮空気で
負荷可能であり、しかも予備加工された丸形ビレットの表面とノズルとの間隔お
よびそのリングとリングの間隔およびリング外周の相互の間隔が最適化されてい
る。
質に応じて気孔が閉じられ、引け巣の断面積が予備加工しない場合に比べて約1
5〜35%減少し、偏析、分離、第2相の形による濃度差およびその容積が絶対
的に減少する。さらに、予備加工によって丸形ビレットの表面品質が改善され、
後続のクロスローリングプロセスで滑りの危険が減少する。予備加工された材料
構造は加工性がより高い結果として、後続の加工装置における連続鋳造構造より
も高い伸び率を可能にする。
を、図面を用いて以下に説明する。
で直径が90ないし300mmの丸形ビレットが鋳造されて下方に引き抜かれる
。丸形ビレット2は設備の湾曲ロールスタンド内で垂直方向から水平方向に転向
され、その際に本発明による方法で処理される。そのために、さしあたり内部は
まだ液相の丸形ビレットを一次スケール除去装置でスケールを除去し、同時に冷
却して、丸形ビレットの後続の圧延加工のための表面条件を提供する。加工は、
それぞれ2つの半径が入れ子式に移行している丸形サイジングを備えた連続する
3つの水平ロールスタンド5からなる多段スタンド式圧延ユニット4で行われる
。水平ロールスタンドにおける最後の水平ロールは負荷時に当接可能で、ロール
ギャップ調節手段が装備されており、このロールギャップ調節手段は丸形ビレッ
トの高さと幅の測定装置8と連通している。液相中心部の湯溜り底は、圧延ユニ
ット4内に配設された水平ロールスタンド5のうち、最後のロールスタンド5の
直後で終わっていることが分かる。丸形ビレット2が確実に完全に硬化した領域
では、7における二次スケール除去の後で、垂直ロールスタンド6において丸形
ビレット2の最終的圧延が行われる。この垂直ロールスタンド6は矢印方向に移
動可能であり、その加工場所を丸形ビレット2の湯溜り底の位置に適合させて、
加工が常に丸形ビレット2の硬化した領域で行われるようにすることができる。
湯溜り底の位置は、鋳込速度、丸形ビレット2の材料および寸法に応じて変化し
得る。この場合、垂直ロールスタンド6は鋳込方向またはその逆方向に移動でき
、あるいは場合によって垂直ロールスタンド6の移動に追加して鋳込速度を変え
ることができる。
Claims (8)
- 【請求項1】 水平な末端部と、少なくとも1つのスケール除去装置と、後
続の複数のロールスタンドとを有する垂直曲げ型連続鋳造機からなる生産設備で
連続鋳造ビレットを製造する方法において、 直径が90ないし300mmの丸形ビレットを製造するために、硬化しつつあ
る丸形ビレットが金型から排出された後で後続の圧延ユニットに進入する前にそ
の表面からスケールを除去し、表面近傍の表層をそれぞれの鋼にとって最適な所
定の温度に予冷し、次いで、当該丸形ビレットを最初に連続する少なくとも3つ
の水平パスで加工して、最後に垂直パスで加工し、しかも予備加工されたビレッ
トの表面を最終パスの前に再度スケールを除去することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 水平パスにおいて丸形ビレットを、垂直方向の加工度がφ=
0.01からφ=0.15に増加すると同時に硬化が進行するに伴い液相の中心
部の直径が減少するように加工し、丸形ビレットが完全に硬化した後で生産設備
の水平な末端領域の所定の場所で垂直パスが行われ、しかもその位置は水平加工
の場所に対して相対的にビレットの軸方向に調節できることを特徴とする請求項
1に記載の方法。 - 【請求項3】 鋳込速度および/または垂直パスが行われる場所の位置を制
御して、硬化しつつある丸形ビレットの湯溜り底が第3の水平パスと垂直パスの
間の領域に位置し、遅くとも垂直パスを実施するときには中心部に達する完全な
硬化が保証されていることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 水平な末端部と、少なくとも1つのスケール除去装置と、後
続の複数のロールスタンドとを有する垂直曲げ型連続鋳造機からなる生産設備で
連続鋳造ビレットを製造する方法を実施するための装置において、 垂直曲げ型連続鋳造機(1)及びその水平な末端部の間に、案内スタンドの湾
曲部に一次スケール除去装置(3)と、少なくとも3つの連続する水平ロールス
タンド(5)を有する多段スタンド式圧延ユニット(4)とが配置されており、
ビレット案内の水平部で水平ロールスタンド(5)に、湯溜り底の位置を基準に
してビレット運動方向で前後に移動可能な二次スケール除去装置(7)をフラン
ジ止めした垂直ロールスタンド(6)が続いていることを特徴とする装置。 - 【請求項5】 水平ロールスタンド(5)のロールが、それぞれ粗丸形サイ
ジングを備えていて、2つの半径が入れ子式に移行するようになっており、最後
の水平ロールスタンド(5)が負荷時にロールギャップを調節でき、さらに垂直
ロールスタンド(6)のロールが区分された丸形サイジングを装備されているこ
とを特徴とする請求項4に記載の装置。 - 【請求項6】 一次スケール除去装置(3)の、丸形ビレット(2)の周り
に環状に配置されたノズルに水または水と空気との混合物を供給し、丸形ビレッ
ト(2)の表面とノズルの間隔、ならびに丸形ビレット(2)の表面に衝突する
媒質の圧力および強度が最適に調整可能であることを特徴とする請求項4または
5に記載の装置。 - 【請求項7】 少なくとも1つのノズルリングからなる二次スケール除去装
置(7)が垂直ロールスタンド(6)にフランジ止めされていて一緒に移動可能
であり、水平ロールスタンド(5)で予備加工された丸形ビレット(2)の外周
に配設されたノズルが圧縮空気で負荷可能であり、しかも予備加工された丸形ビ
レット(2)の表面とノズルとの間隔およびそのリングとリングの間隔およびリ
ング外周の相互の間隔が最適化されていることを特徴とする請求項4または5に
記載の装置。 - 【請求項8】 最後の水平ロールスタンド(5)が負荷時に当接可能である
ことを特徴とする請求項7に記載の装置。
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