JP2008087055A - 連続鋳造の終了方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】垂直曲げ型の連続鋳造機1を用いて連続鋳造を行う際に、鋳型2への溶鋼供給終了前から鋳造速度を減速し、その後、再び増速して連続鋳造の終了方法であって、最トップ部20が連続鋳造機1の曲げ部12開始位置〜矯正部14終了位置を通過するに際し、冷却帯18の曲げ内側における水量密度の平均値、最小値、最大値、曲げ外側と曲げ内側の水量密度の比を所定の範囲とする。
【選択図】図1
Description
一方、鋳造される鋳片はシーケンスブロック等を用いることで数チャージ連続して行われるが、鋼種や鋳片サイズの変更等により一旦鋳造を終了する場合もある。かかる連続鋳造の終了時には、鋳片の最後端部(最トップ部)において、未凝固溶鋼があふれ出す漏鋼トラブルを防止するため、鋳造終了時に鋳造速度(引き抜き速度)を低下させ、最トップ部の溶鋼プールを小さくする方法が従来より行われている。このような技術は、特許文献1などに開示されている。
そこで、鋳片の過冷却を抑えるため、連続終了の終了時において鋳造速度を減じる際には、冷却水量は定常部に比べ少なくしたりほとんどゼロとする方法が現場では採用されてきた。特許文献2などには、異なる目的(最トップ部に直接冷却水が噴射され凹部が増大することを防ぐ)ではあるが、最トップ部やその近傍に対して冷却水をかけない技術が開示されている。
鋳片に表面割れ、表面疵が発生した場合、スカーフィングやグラインダによる研削処置が必要となる。
すなわち、本発明にかかる連続鋳造の終了方法は、垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて連続鋳造を行う際に、鋳型への溶鋼供給終了時の鋳造速度を0.5m/min以下に減速し、鋳片の最トップ部が前記鋳型内の定常メニスカス位置から下流側10mの位置を通過するまでに、再び鋳造速度を減速前の90%以上110%以下に増速して、前記連続鋳造を終了するものであって、
前記最トップ部から下流側9mの範囲にある鋳片が、前記連続鋳造機の曲げ部開始位置から矯正部終了位置を通過するに際し、
(i) 前記連続鋳造機の曲げ内側で且つ曲げ部から矯正部に亘り配置された冷却帯における水量密度の平均値を1.4m3/m2・hr以上、2.7m3/m2・hr以下とする、
(ii) 前記連続鋳造機の曲げ内側で且つ曲げ部から矯正部に亘り配置された冷却帯における水量密度の最小値を0.2m3/m2・hr以上、最大値を4.7m3/m2・hr以下とする、
(iii) 前記連続鋳造機の曲げ外側で且つ曲げ部から矯正部に亘り配置された冷却帯における水量密度を、前記曲げ内側の水量密度の1.1倍以上、1.9倍以下とする、
の全ての条件を満たすようにすることを特徴とする。
図1に示すように、本実施形態の連続鋳造機1は垂直曲げ型であって、鋳型2と、溶鋼3を一時的に蓄えて鋳型2へ注入するタンディッシュ4と、鋳型2から鋳抜かれた鋳片5を支えつつ移送する複数のサポートロール6とを有している。
取鍋7により運ばれてきた溶鋼3はタンディッシュ4に注がれ、タンディッシュ4の底にある浸漬ノズル8によって鋳型2に注入される。鋳型2では溶鋼3が冷却(1次冷却)され、その表面部のみが凝固した状態の鋳片5となって、鋳型2の下部から垂直方向に引き抜かれるようになる。
鋳型2から引き抜かれた鋳片5は、その断面の長辺側及び/又は短辺側にそれぞれ配置された複数のサポートロール6で保持されつつ徐々に水平方向に湾曲され、水平になった鋳片5は下流側に備えられたガス切断機9により所定長さのスラブ片10に分割される。
詳しくは、鋳型2の直下には鋳片5を最初に支持するフットロール11が配置されており、その下流側には、鋳片5を円弧状に曲げるようにサポートロール6が配置されている。この部分を曲げ部12と呼ぶ。曲げ部12の下流側には、曲げ部12を通過して円弧状となった鋳片5を保持しつつ移送するサポートロール6が複数配置されており、この部分を円弧部13と呼ぶ。円弧部13の下流側には、円弧状となった鋳片5が水平方向を向くように矯正するためのサポートロール6が配置されていて、この部分を矯正部14と呼ぶ。矯正部14の下流側には、鋳片5を引き抜くピンチロール19や鋳片5を下流側に移送する移送ロール15、ガス切断機9で切断されたスラブ片10を搬送する搬送ロール16が配置されている。
なお、本発明は、鋳造終了時に、曲げ部12〜矯正部14に亘って設けられたスプレーノズル17の水量密度を制御するものである。そこで、本明細書においては、曲げ部12〜矯正部14のスプレーノズル17で構成される冷却領域を「冷却帯18」と呼ぶこととする。当然ながら、かかる冷却帯18の上流側及び下流側にもスプレーノズル17が配置されており、それら全てで2次冷却帯が構成される。
詳しくは、図2に示すように、最トップ部20の鋳造を行うに際しては、タンディッシュ4から鋳型2への溶鋼供給が終了する時刻を予め予測し、その終了時刻において鋳造速度が0.5m/min以下となるように、取鍋7内の溶鋼3が所定量以下になった時点から鋳造速度を減速する。減速に要する時間は数分とすることが好ましい。
加えて、最トップ部20の鋳造においては、鋳造速度の低下に伴う鋳片5の過冷却を抑えると共に、鋳片5の曲げ内側において鋳片5表面に縦割れなどの表面割れや表面疵が発生することを防ぐために、鋳片最終部、特に鋳片5の最トップ部20から下流側9mの範囲が冷却帯18を通過する際の冷却条件をコントロールするようにしている。
その結果として、溶鋼供給終了時の鋳造速度が0.5m/min以下であって、再増速後の鋳造速度(減速前の90〜110%)が0.8〜1.8m/minでは、冷却帯18からの平均水量密度を1.4m3/m2・hr以上とすることで表面割れ・表面疵が回避できることを知見するに至った。加えて、スラブ片10の上反り・下反りに関しては、平均水量密度を2.7m3/m2・hr以下とすることにより防止できることを知見するに至った。このことより、冷却帯18の水量密度の平均値は、1.4〜2.7m3/m2・hr、特に1.6〜2.0m3/m2・hrが最も望ましいことがわかった。
また、図1に示す連続鋳造機1の円弧部13の内側(曲げ内側、IN側と呼ぶ)は、円弧部13の外側(曲げ外側、OUT側と呼ぶ)と比べて冷却水が滞留しやすく、冷却状況にバラツキが生じる。本願発明者らは、OUT側に配置された冷却帯18の水量密度をIN側の水量密度の1.1〜1.9倍とすることで、スラブ片10の上反り・下反りを完全に防止することができることを知見するに至った。
以上のことを基に、鋳片5の最トップ部20から下流側9mの範囲が、曲げ部12開始点〜矯正部14終了点を通過するに際し、以下の3つの条件を全て満たした上で連続鋳造を終了する方法、換言すれば、鋳片最終部の冷却方法を開発するに至った。
(i) 連続鋳造機1の曲げ内側に配置された冷却帯18の水量密度の平均値を1.4m3/m2・hr以上、2.7m3/m2・hr以下とする、言い換えれば、IN側であって曲げ部12〜矯正部14に亘って配置された複数のスプレーノズル17から噴出される冷却水の平均水量密度を考えた場合、1.4m3/m2・hr≦平均水量密度≦2.7m3/m2・hrの範囲とする。
(iii) 前記連続鋳造機1の曲げ外側に配置された冷却帯18の水量密度を、曲げ内側の水量密度の1.1倍以上、1.9倍以下とする、換言すれば、OUT側であって曲げ部12〜矯正部14に亘って配置されたスプレーノズル17から噴出される冷却水の水量密度又は水量をIN側の1.1〜1.9倍とする。
上述の条件による連続鋳造の終了方法を採用して鋳片5を製造することで、表面割れ・表面疵や反りなどを有さない良好なスラブ片10を製造することができる。
本実施例で用いた垂直曲げ型の連続鋳造機1は、機長40.6m、円弧部13の曲率10.7mである。鋳造終了後の鋳片5は幅2100mm、厚み280mmであって、この鋳片5が冷却帯18を通過する間の冷却条件を種々に変更して、鋳片5の表面割れ・表面疵の有無、反りの有無、最トップ部20からの湯漏れの有無を調べた。
表1には、冷却帯18の水量密度や鋳造条件が示されている。
一方、条件6,7は、IN側に配置された冷却帯18のスプレーノズル17から噴出される冷却水の平均値が1.3及び2.8m3/m2・hrであって、1.4≦平均水量密度≦2.7m3/m2・hrの範囲を外れたものとなっている。そのため、条件6で鋳造した鋳片5では表面割れが発生しており、条件7で鋳造した鋳片5では、スラブ片10における下ぞりが発生している。そのため、総合評価は両者とも×となった。
また、スラブ片10の下ぞり又は上ぞりとは、冷却帯18で冷却された鋳片5がガス切断機9で切断されてスラブ片10となった際に、その上下面での温度差に起因して、搬送テーブル(搬送ロール16間距離:1800mm)上で上向き又は下向きに反り返ることである。
一方、条件8では、IN側に配置されたスプレーノズル17の水量密度の最大値が4.8m3/m2・hrであって、4.7m3/m2・hr以下とする条件を満たしていない。つまり、0.2≦水量密度≦4.7m3/m2・hrの範囲を外れている。したがって、スラブ片10の下ぞりが発生し、総合評価が×となっている。
条件11,14では、冷却水の水量密度に関し、OUT側/IN側の比が、1.0又は2.0と、本発明の操業範囲「1.1〜1.9倍」を外れるものとなっている。したがって、スラブ片10の下ぞり又は上ぞりが発生し、総合評価が両者とも×となっている。
以上示した如く、垂直曲げ型の連続鋳造機1を用いて連続鋳造を行う際に、鋳型2への溶鋼供給終了時の鋳造速度を0.5m/min以下に減速すると共に、鋳片5の最トップ部20が前記鋳型2内の定常メニスカス位置Lから下流側10mの位置を通過するまでに、再び鋳造速度を減速前の90%以上110%以下に増速して、前記連続鋳造を終了する時に、
最トップ部20から下流側9mの範囲にある鋳片5が、連続鋳造機1の曲げ部12開始位置から矯正部14終了位置を通過するに際し、
(i) 連続鋳造機1の曲げ内側で且つ曲げ部12から矯正部14に亘り配置された冷却帯18の水量密度の平均値を1.4m3/m2・hr以上、2.7m3/m2・hr以下とする、
(ii) 連続鋳造機1の曲げ内側で且つ曲げ部12から矯正部14に亘り配置された冷却帯18の最小値を0.2m3/m2・hr以上、最大値を4.7m3/m2・hr以下とする、
(iii) 連続鋳造機1の曲げ外側で且つ曲げ部12から矯正部14に亘り配置された冷却帯18の水量密度を曲げ内側における水量密度の1.1倍以上、1.9倍以下とする、
の全ての条件を満たすようにし、鋳片最終部を鋳造した上で連続鋳造を終了することで表面割れ・表面疵や湯漏れがなく全体として良好な鋳片5を製造することが可能となる。
2 鋳型
3 溶鋼
4 タンディッシュ
5 鋳片
6 サポートロール
7 取鍋
8 浸漬ノズル
9 ガス切断機
12 曲げ部
13 円弧部
14 矯正部
16 搬送ロール
17 スプレーノズル
18 冷却帯
20 最トップ部
Claims (1)
- 垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて連続鋳造を行う際に、鋳型への溶鋼供給終了時の鋳造速度を0.5m/min以下に減速し、鋳片の最トップ部が前記鋳型内の定常メニスカス位置から下流側10mの位置を通過するまでに、再び鋳造速度を減速前の90%以上110%以下に増速して、前記連続鋳造を終了する連続鋳造の終了方法であって、
前記最トップ部から下流側9mの範囲にある鋳片が、前記連続鋳造機の曲げ部開始位置から矯正部終了位置を通過するに際し、
(i) 前記連続鋳造機の曲げ内側で且つ曲げ部から矯正部に亘り配置された冷却帯における水量密度の平均値を1.4m3/m2・hr以上、2.7m3/m2・hr以下とする、
(ii) 前記連続鋳造機の曲げ内側で且つ曲げ部から矯正部に亘り配置された冷却帯における水量密度の最小値を0.2m3/m2・hr以上、最大値を4.7m3/m2・hr以下とする、
(iii) 前記連続鋳造機の曲げ外側で且つ曲げ部から矯正部に亘り配置された冷却帯における水量密度を、前記曲げ内側の水量密度の1.1倍以上、1.9倍以下とする、
の全ての条件を満たすようにする連続鋳造の終了方法。
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