JP2003275852A - 鋼の連続鋳造方法および装置 - Google Patents
鋼の連続鋳造方法および装置Info
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Abstract
表面のモールドフラックスと酸化スケールの混合層を有
効に除去しうる鋼の連続鋳造方法および装置を提供す
る。 【解決手段】 鋳型1から最初のサポートロール4(1s
t) までの間で鋳片5表面に付着したモールドフラック
スおよび酸化皮膜(これらの混合層6)を除去する。こ
の除去は、高圧水スプレーノズル2を用いて前記鋳片表
面に10N/cm2以上の衝突圧で水噴流を衝突させることに
より行うのが好ましい。
Description
および装置に関し、とくに、2次冷却帯上部における不
均一冷却に伴う鋳片表層欠陥発生を有効に防止しうる鋼
の連続鋳造方法および装置に関する。
り製造する場合、溶鋼を鋳型内で凝固させながら引き抜
くが、この凝固殻は、ある程度以上の冷却の不均一があ
ると外表面が凹凸になりやすく、さらなる凝固殻成長の
不均一を招く結果となり、最悪の場合、鋳型内あるいは
2次冷却帯内で鋳片表面に縦割れが発生する。
含有量0.10質量%を中心とする中炭素鋼に高頻度で発生
する。縦割れが発生すると、圧延工程に鋳片を送るに先
立って疵、欠陥部の除去作業(以下、手入れと記す)を
要することとなる。欠陥発生の傾向は鋳造速度の増加に
よって著しく増加する傾向にあるため、今日の一般的ス
ラブ連続鋳造機における鋳造速度が、 例えば10年前と比
較して約1.5 〜3倍に増大していることも手入れ作業増
大の一要因となっている。
均一は、 今日優れた経済性が着目されて適用が拡大され
つつある直送加熱(ホットチャージ)あるいは直送圧延
(ダイレクトチャージ)の適用阻害要因であると同時
に、生産性向上の要件である高速鋳造化の阻害要因にも
なっている。このような連続鋳造鋳片における表面縦割
れの発生を防止するためには、凝固の初期段階(以下、
初期凝固と記す)において均一緩冷却を行い、凝固殻成
長を均一化し、かつ、「つめ」(凝固殻の倒れ込み)の
生成を抑制することが肝要であると考えられ、多くの初
期凝固制御に関する技術が開示されている。
健全な鋳片を得るために極めて重要な因子であるが、ミ
ストスプレーなど、スプレー水を均一に鋳片に噴射する
冷却法があるにすぎない。
の調査研究によれば、 鋳型内ならびに2次冷却帯におけ
る均一冷却を達成したとしても、鋳造速度が2m/minを
超えるような高速鋳造において、次に述べる理由で鋳片
の均一冷却が阻害される場合が頻繁に発生する。すなわ
ち、鋳型内から排出され鋳片に不均一に付着したモール
ドフラックスによる、1)鋳片表面のスケール生成速度の
増加、2)鋳片表面のスケールおよびモールドフラックス
混合層の融点の低下に伴う付着性強化、という機構で鋳
片表面に酸化スケール層の薄い箇所、 厚い箇所の不均一
が生じてしまうことによる、鋳片の不均一冷却である。
一桁小さい熱伝導率を有し、鋳型以降の2次冷却帯にお
いて伝熱抵抗層として不均一冷却の原因となる。この冷
却の不均一性は、 鋳片の表面縦割れや、あるいは非定常
バルジングに伴う鋳型内湯面変動の原因のひとつとな
り、鋼の連続鋳造プロセスにおける高品質維持ならびに
安定操業の阻害要因として作用する。図3はこのような
場合の鋳片付着モールドフラックスの量と鋳片表面品質
との相関関係を示すグラフである。ここで、図3の横軸
のデータは、熱延加熱炉前の鋳片短辺表面スケールを採
取して、含有されるCaO の濃度から算出した値を用い
た。
却の原因となる鋳片表面のモールドフラックスと酸化ス
ケールの混合層を有効に除去しうる鋼の連続鋳造方法お
よび装置を提供することを目的とする。
方法において、鋳型から最初の鋳片サポートロールまで
の間で鋳片表面に付着したモールドフラックスおよび酸
化皮膜を除去することを特徴とする鋼の連続鋳造方法で
ある。前記モールドフラックスおよび酸化皮膜の除去
は、前記鋳片表面に10N/cm2以上の衝突圧で水噴流を衝
突させることにより行うことが好ましい。また、本発明
は、鋼の連続鋳造装置において、鋳型から最初の鋳片サ
ポートロールまでの間の鋳片表面に10N/cm2以上の衝突
圧で水噴流を衝突させる高圧水吹付け手段を有すること
を特徴とする鋼の連続鋳造装置である。
の入口になる最初の鋳片サポートロールまでの間で鋳片
表面に不均一に付着した、2次冷却帯での冷却不均一助
長因子となる、フラックス(モールドフラックス)およ
び酸化皮膜(酸化スケール)を除去するようにしたか
ら、以降の2次冷却帯におけるスプレー冷却が均一化か
つ強化されて、鋳片の凝固不均一あるいは局所的な凝固
遅れを解消し、縦割れ等の鋳片表面の欠陥ならびに操業
不安定因子を低減させることができる。
ては、あらゆる物理的方法が適用できる。例えば、鋳片
表面に高圧水を吹付ける方法(高圧水スプレーによる方
法)、鋳片表面を凹凸を付与したロールで押圧する方
法、鋳片表面を高高温強度合金ワイヤのブラシで擦る方
法などが挙げられる。しかし、ランニングコスト、効果
の確実性、メンテナンスの容易さ、設備工事の簡便さ、
さらには付加的効果として高衝突力スプレーによる冷却
強化による連鋳機の生産性向上効果などを勘案すると、
高圧水スプレーによる方法が好ましい。
造装置を、例えば図1に示すように、鋳型1から最初の
鋳片サポートロール4(1st)までの間の鋳片5表面に
水噴流を衝突させる高圧水スプレーノズル(高圧水吹付
け手段)2を配設したものとすることにより、実施する
ことができる。ただし、鋳片表面での水噴流の衝突圧が
10N/cm2未満では、鋳型1から排出されてきた鋳片5に
付着しているフラックスと酸化皮膜の混合層6を破壊、
除去しえないため、鋳片表面での水噴流の衝突圧が10N
/cm2以上になるように、高圧水スプレーノズル2のノズ
ル型式、噴射距離、ノズル背圧、噴射水量などのスプレ
ー条件を決定して吹付けを行う必要がある。
は、例えば図2(A) に示すようなほぼ直線状のスプレー
パターンを形成するデスケーリングタイプのものが好ま
しい。これに対し図1に示しているような通常の2次冷
却用スプレーノズル3は、例えば図2(B) に示すような
楕円状に広がったスプレーパターンを形成するフラット
タイプのものであり、このフラットタイプのノズルでは
10N/cm2以上の衝突圧を得ることは困難である。
いては特に限定しないが、厚さ10数〜20mm程度の高温の
凝固殻(凝固シェル)に対して必要以上の衝突圧力を付
与することは、シェル破断による漏鋼事故など、操業に
与えるダメージも懸念されるため、可能な限り避けるべ
きである。また、本発明は、とくに鋳造速度(鋳片引抜
速度)が2m/min以上の高速鋳造操業において、その効
果が顕著に発現するため、かかる高速鋳造操業時に実施
することが好ましい。
素0.11質量%を含有する割れ感受性の高い中炭素鋼を、
溶鋼過熱度25K、鋳造速度2.4 m/minの鋳造条件で鋳造
するにあたり、高圧水スプレーノズル2として、図2
(A),(B) のスプレーパターンをそれぞれ形成するデスケ
ーリングタイプA、フラットタイプBの2種類を用い、
表1に示す種々の条件で鋳片に水噴流を吹付けた。噴射
水量は各条件とも鋳片幅1mにつき70L/min とした。
片の縦割れ発生による品質一次不合格指数(条件C1を基
準とする)を表1に示す。水噴流の鋳片衝突圧を10N/c
m2未満としたためにフラックスと酸化皮膜の混合層6を
破壊、除去しえなかった比較例(条件C1〜C3)では、条
件C3において若干の改善は認められるものの、十分な品
質を得ることができていない。これに対し、水噴流の鋳
片衝突圧を10N/cm2以上としてフラックスと酸化皮膜の
混合層を破壊、除去しえた本発明の実施例(条件E1〜E
4)では、著しい品質改善効果を得ることができた。
%を含有する一般的な低炭素鋼を鋳造したところ、比較
例においては2次冷却帯での非定常バルジング起因の鋳
型内湯面変動が散見されたのに対し、実施例においては
2次冷却帯での均一強冷却化が促進されてシェル厚が増
加し、非定常バルジングが抑制されたため、かかる鋳型
内湯面変動は皆無であった。
て、鋳型から2次冷却帯の入口になる最初の鋳片サポー
トロールまでの間で鋳片表面に不均一に付着した、2次
冷却帯での冷却不均一助長因子となる、フラックスおよ
び酸化皮膜を除去するようにしたから、以降の2次冷却
帯におけるスプレー冷却が均一化かつ強化されて、鋳片
の凝固不均一あるいは局所的な凝固遅れを解消し、縦割
れ等の鋳片表面の欠陥ならびに非定常バルジング等の操
業不安定因子を低減させることができるという優れた効
果を奏する。
冷却用スプレー(水スプレーまたはミストスプレー)
(B)とのスプレーパターン比較図である。
量と縦割れ不良発生による品質不合格指数との相関関係
を示すグラフである。
トスプレー)ノズル 4 鋳片サポートロール 5 鋳片(連続鋳造鋳片) 6 フラックス(モールドフラックス)と酸化皮膜の混
合層
Claims (3)
- 【請求項1】 鋼の連続鋳造方法において、鋳型から最
初のサポートロールまでの間で鋳片表面に付着したモー
ルドフラックスおよび酸化皮膜を除去することを特徴と
する鋼の連続鋳造方法。 - 【請求項2】 前記モールドフラックスおよび酸化皮膜
を、前記鋳片表面に10N/cm2以上の衝突圧で水噴流を衝
突させることにより除去することを特徴とする請求項1
記載の鋼の連続鋳造方法。 - 【請求項3】 鋼の連続鋳造装置において、鋳型とその
直下の第1番目のサポートロールとの間の鋳片表面に10
N/cm2以上の衝突圧で水噴流を衝突させる高圧水吹付け
手段を有することを特徴とする鋼の連続鋳造装置。
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JP2002073419A JP2003275852A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 鋼の連続鋳造方法および装置 |
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-
2002
- 2002-03-18 JP JP2002073419A patent/JP2003275852A/ja active Pending
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