JP2020006408A - 鋳片の引抜方法 - Google Patents
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鋳片引抜開始直後に鋳片送り速度(鋳片引抜速度)を低下させて鋳片後端部の凝固促進を図り、湯こぼれしない位置まで溶鋼湯面を低下(湯引き)させれば湯こぼれを防止することができる。しかし、鋳片引抜速度を低下させた場合、鋳片引抜に要する時間が延びるため、次の鋳造準備(ダミーバー装入)開始が遅れ、生産性が阻害される可能性がある。
例えば、特許文献1には、鋼板を組み合わせたブロック状の冷却材を鋳造終了直後に鋳型内の溶鋼中に挿入することにより、鋳片後端部の凝固を促進させて湯こぼれを抑制する技術が開示されている。
また、特許文献2には、通常の鋳造速度を保持したまま鋳込みを終了して鋳片を引き抜き、鋳型内への給湯ストップと同時に、最後端鋳片における未凝固部分の下方部位のロール間隔を拡大して凝固シェルを意図的にバルジングさせ、凝固収縮による溶鋼の絞り出しをバルジングにより吸収し、次いで、拡幅した部分を後段のロールにより圧下して完全凝固部分で所定の鋳片厚みにする技術が開示されている。
一方、特許文献2記載の技術では、鋳造及び鋳片引抜中のロール間隔を制御する機構に加えて、完全凝固後の鋳片を厚み圧下する高剛性のセグメントを設置しなければならず、設備制約上、実施が困難となる場合がある。また、バルジングが過大となった場合には、バルジングによる歪で内部割れが発生する可能性もあり、歩留悪化のリスクが生じる。
鋳型への溶鋼注入が終了してから鋳片後端部が前記連続鋳造機の矯正部を通過するまでの間に、該鋳片後端から該鋳片前端に向かう1m〜4mの領域を、0.12≦水量密度(L/kg・min)≦0.32かつ5≦冷却時間(min)≦8の条件で冷却した後、水量密度(L/kg・min)≦0.02かつ1.5≦復熱時間(min)の条件で復熱させることを特徴としている。
なお、本明細書に記載されている単位「L」は「リットル」である。また、鋳片の進行方向を「前」側、その逆方向を「後」側とする。
本発明では、湾曲型又は垂直曲げ型の連続鋳造機による連続鋳造において、鋳片後端部凝固シェルへの溶鋼供給を途絶えさせないようにして鋳片後端部凝固シェル厚10mm以上を確保する。具体的には、一度、鋳片22の後端部付近を冷却した後(図4(A)参照)、冷却を停止又は極微量の冷却量とすることにより鋳片22を復熱させる(図4(B)参照)。
精錬が終了した溶鋼は、連続鋳造機10の最上部に配置された取鍋(図示省略)に貯留された後、取鍋の底部に設けられたノズル孔に装着されたロングノズル(図示省略)を介して、取鍋の下方に配置されたタンディッシュ(図示省略)内に注入される。タンディッシュ内に注入された溶鋼は、タンディッシュ内で介在物が除去された後、タンディッシュの底部に設けられたノズル孔に装着された浸漬ノズル14を介して、タンディッシュの下方に配置された鋳型15内に注入される。鋳型15は常時、水冷されており、鋳型15に流入した溶鋼21は鋳型15に接触して急冷され、微細なチル晶からなる薄い凝固シェル20を形成する。
鋳造方向に隣接する鋳造ロール16の間隙には、水スプレーノズルなどの冷却ノズル(図4参照)を有する二次冷却帯が配置されている。
前述したように、本発明者らは、湾曲型又は垂直曲げ型の連続鋳造機による連続鋳造において、鋳片後端部凝固シェル厚が10mm以上確保できていれば湯こぼれを防止できるという知見を得ている。さらにまた、鋳片後端部付近を強冷却した後、復熱させることにより、鋳片後端部付近の凝固シェルを内側に変形させて溶鋼を押戻し、鋳片後端部凝固シェルの形成を促すことができることも見出している。
なお、復熱ステップ後は、水量密度:0.1L/kg・min〜0.3L/kg・minにて鋳片の冷却を行った。また、鋳片後端から鋳片前端に向かう1m未満及び4m超の領域は、冷却後に復熱させても溶鋼の押戻しには寄与しないので冷却条件から除外した。
図5(A)は、復熱ステップ条件を、水量密度:0.010L/kg・min〜0.015L/kg・minかつ復熱時間:0.5min〜1.0min、もしくは水量密度:0.025L/kg・min〜0.050L/kg・minかつ復熱時間:2min〜3minとしたときの結果である。本復熱ステップ条件の場合、冷却ステップ条件にかかわらず鋳片後端部凝固シェル厚は10mm未満であった。
一方、図5(B)は、復熱ステップ条件を、水量密度:0.010L/kg・min〜0.020L/kg・minかつ復熱時間:1.5min〜3.0minとしたときの結果である。本復熱ステップ条件の場合、冷却ステップ条件を水量密度:0.12L/kg・min〜0.32L/kg・minかつ冷却時間:5min〜8minとすることにより、鋳片後端部凝固シェル厚を10mm以上にできることが判明した。
鋳片引抜開始直後より、鋳片後端から鋳片前端に向かう1m〜4mの領域に対応する二次冷却帯の水量密度を(1)式の範囲とし、(2)式に示す時間範囲で鋳片の冷却を実施する。
0.12≦水量密度(L/kg・min)≦0.32 (1)
5≦冷却時間(min)≦8 (2)
(1)式かつ(2)式を満足する冷却完了後、鋳片後端から鋳片前端に向かう1m〜4mの領域に対応する二次冷却帯の水量密度を(3)式とし、(4)式に示す復熱時間を設ける。復熱ステップ時の水量密度は0L/kg・minでもよく、復熱時間の上限は5min程度である。
水量密度(L/kg・min)≦0.02 (3)
復熱時間(min)≧1.5 (4)
鋳片後端から鋳片前端に向かう1m〜4mの領域に対して表1に示す条件にて冷却ステップ、復熱ステップの冷却を行い、復熱ステップ後は水量密度0.18L/kg・minで冷却を行いながら鋳片引抜を行い、湯こぼれの発生有無を調査すると共に、鋳片後端部から鋳造方向断面サンプルを鋳片幅方向中央から1/4幅の位置で採取して鋳片後端部凝固シェル厚を測定した。鋳造方向断面サンプルを採取した鋳片幅方向中央から1/4幅位置は、冷却ノズルの配置等から鋳片後端部凝固シェル厚が最も薄くなる位置である。
なお、使用した連続鋳造機は垂直曲げ型連続鋳造機である。
・実施例1及び2では、鋳片後端部凝固シェル厚を10mm以上確保でき、湯こぼれを防止できたのに対し、比較例1〜6では、鋳片後端部凝固シェル厚が10mm未満となり、湯こぼれが発生した。
・実施例1及び2では、本発明の条件に従う冷却及び復熱ステップ条件を実施することにより、鋳片後端部凝固シェル厚を10mm以上とすることができた。
・比較例1及び3では、冷却ステップにおける冷却が不足し、復熱ステップ完了時の鋳片温度との温度差が不足した。その結果、熱曲げによる溶鋼の押戻し量が不十分となり、鋳片後端部凝固シェル厚が10mm未満となった。
・比較例2及び4では、冷却ステップでの冷却が過剰となり、凝固収縮に伴う溶鋼湯面低下が過剰となった。その結果、復熱ステップ後の溶鋼押戻し量が不足し、鋳片後端部凝固シェル厚が10mm未満となった。
・比較例5及び6では、復熱量が不足し、熱曲げによる溶鋼の押戻し量が不足し、鋳片後端部凝固シェルが10mm未満となった。
Claims (1)
- 湾曲型又は垂直曲げ型の連続鋳造機における鋳片の引抜方法であって、
鋳型への溶鋼注入が終了してから鋳片後端部が前記連続鋳造機の矯正部を通過するまでの間に、該鋳片後端から該鋳片前端に向かう1m〜4mの領域を、0.12≦水量密度(L/kg・min)≦0.32かつ5≦冷却時間(min)≦8の条件で冷却した後、水量密度(L/kg・min)≦0.02かつ1.5≦復熱時間(min)の条件で復熱させることを特徴とする鋳片の引抜方法。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5976652A (ja) * | 1982-10-26 | 1984-05-01 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造鋳片の尾端部処理方法 |
JPH10244347A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造における一定速引抜鋳込終了方法 |
JP2008087055A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Kobe Steel Ltd | 連続鋳造の終了方法 |
JP2009291814A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Kobe Steel Ltd | スラブの鋳造方法 |
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