JP2888071B2 - 薄鋳片連続鋳造方法 - Google Patents
薄鋳片連続鋳造方法Info
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- JP2888071B2 JP2888071B2 JP4355074A JP35507492A JP2888071B2 JP 2888071 B2 JP2888071 B2 JP 2888071B2 JP 4355074 A JP4355074 A JP 4355074A JP 35507492 A JP35507492 A JP 35507492A JP 2888071 B2 JP2888071 B2 JP 2888071B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、品質の良好な薄鋳片の
連続鋳造方法に関し、特に薄鋳片の未凝固圧下による連
続鋳造方法に関する。
連続鋳造方法に関し、特に薄鋳片の未凝固圧下による連
続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、精錬技術や鋳造技術の著しい進歩
により品質性状の良好な鋳片の製造が容易化したことや
省力・省エネルギー思想の高まり等を背景として、連続
鋳造工程で薄鋳片を製造することにより熱間圧延工程の
大幅な省略を行い、溶湯から直接的かつ連続的に薄板材
を製造しようとの試みが比較的融点の低い非鉄金属ばか
りか鉄系金属にまで行われるようになった。
により品質性状の良好な鋳片の製造が容易化したことや
省力・省エネルギー思想の高まり等を背景として、連続
鋳造工程で薄鋳片を製造することにより熱間圧延工程の
大幅な省略を行い、溶湯から直接的かつ連続的に薄板材
を製造しようとの試みが比較的融点の低い非鉄金属ばか
りか鉄系金属にまで行われるようになった。
【０００３】そして、金属薄鋳片を連続的に鋳造する手
段として、これまで次のような方法が提案されている。 （ａ）ベルト式壁面移動モールド（垂直または水平）を
使用した連続鋳造法。 （ｂ）“ＳＭＳ（シュレーマン・ジマーク）式”と呼ば
れる異形断面モールドを使用した連続鋳造方法（特開昭
60−158955号公報, 特開昭62−220249号公報, 特開昭62
−203651号公報, 特開昭62−203652号公報参照）。
段として、これまで次のような方法が提案されている。 （ａ）ベルト式壁面移動モールド（垂直または水平）を
使用した連続鋳造法。 （ｂ）“ＳＭＳ（シュレーマン・ジマーク）式”と呼ば
れる異形断面モールドを使用した連続鋳造方法（特開昭
60−158955号公報, 特開昭62−220249号公報, 特開昭62
−203651号公報, 特開昭62−203652号公報参照）。
【０００４】なお、このＳＭＳ式連続鋳造法は、鋳型の
頂部がその長辺中央部で拡開して注湯部を構成し、かつ
該長辺注湯部は鋳片出側へ下がるに従って絞られる逆三
角形状または長方形状（図示せず）の移行面となった上
下開放モールドによって連続鋳造する点を特徴とするも
のである。
頂部がその長辺中央部で拡開して注湯部を構成し、かつ
該長辺注湯部は鋳片出側へ下がるに従って絞られる逆三
角形状または長方形状（図示せず）の移行面となった上
下開放モールドによって連続鋳造する点を特徴とするも
のである。
【０００５】しかしながら、このうちの“ベルト式壁面
移動モールドを使用する方法”には、ベルト冷却の困難
さによるメンテナンス費用やランニングコストが高いと
いう問題のほか、この種のモールドでは“浸漬ノズル”
の配設が困難なため断気注湯を行うことができず表面品
質を維持するのが難しいという問題点があった。
移動モールドを使用する方法”には、ベルト冷却の困難
さによるメンテナンス費用やランニングコストが高いと
いう問題のほか、この種のモールドでは“浸漬ノズル”
の配設が困難なため断気注湯を行うことができず表面品
質を維持するのが難しいという問題点があった。
【０００６】また“ＳＭＳ式連続鋳造法”には、漸次で
はあるがモールド内で鋳片断面積を大きく減少させるた
めにモールド内面と鋳片表面との間に大きな摩擦力が生
じ、この摩擦抵抗によるモールド内面の摩耗が激しくて
モールド寿命が短くなるとの問題点が指摘される上、断
面が漸次縮小するモールド構造の故にモールドオシレー
ションによって湯面変動が増幅され、これが鋳片品質に
悪影響を及ぼすという問題もあった。
はあるがモールド内で鋳片断面積を大きく減少させるた
めにモールド内面と鋳片表面との間に大きな摩擦力が生
じ、この摩擦抵抗によるモールド内面の摩耗が激しくて
モールド寿命が短くなるとの問題点が指摘される上、断
面が漸次縮小するモールド構造の故にモールドオシレー
ションによって湯面変動が増幅され、これが鋳片品質に
悪影響を及ぼすという問題もあった。
【０００７】このように、従来の薄鋳片連続鋳造法は、
何れも十分に満足できる品質の薄鋳片を良好な作業性の
下で安定製造すると言う観点からは未解決な問題が多
く、その成果は、特に鉄系金属薄板材の工業的製造にお
いて熱間圧延工程を大幅に省略でき得るほどの域に達し
ていないのが現状であった。
何れも十分に満足できる品質の薄鋳片を良好な作業性の
下で安定製造すると言う観点からは未解決な問題が多
く、その成果は、特に鉄系金属薄板材の工業的製造にお
いて熱間圧延工程を大幅に省略でき得るほどの域に達し
ていないのが現状であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】薄鋳片を得る他の手段
として、鋳片内部が完全に凝固しないうちに圧下して鋳
片の厚みを薄くする方法が考えられる。鋳片内部に未凝
固部が存在するローラーエプロン帯でロール圧下するこ
とにより、鋳片厚を薄くする方法である。しかし、ロー
ル圧下により、その圧下位置の凝固界面の鋳片長手方向
に引張力が作用し、凝固界面が幅方向に割れて濃化溶鋼
が浸入する、所謂内部割れが発生し、内部品質上問題と
なる。
として、鋳片内部が完全に凝固しないうちに圧下して鋳
片の厚みを薄くする方法が考えられる。鋳片内部に未凝
固部が存在するローラーエプロン帯でロール圧下するこ
とにより、鋳片厚を薄くする方法である。しかし、ロー
ル圧下により、その圧下位置の凝固界面の鋳片長手方向
に引張力が作用し、凝固界面が幅方向に割れて濃化溶鋼
が浸入する、所謂内部割れが発生し、内部品質上問題と
なる。
【０００９】本発明は内部割れの発生が少ない未凝固層
が存在する鋳片を圧下して薄鋳片を製造する薄鋳片の連
続鋳造方法を開発することを目的とするものである。
が存在する鋳片を圧下して薄鋳片を製造する薄鋳片の連
続鋳造方法を開発することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】内部割れが発生するの
は、固相率０.８〜０.９９の凝固界面に作用する引張歪
の積算値が、限界値を越えた時に発生する。従って、鋳
片長手方向に引張力を発生させる圧下の位置が固相率
０.８〜０.９９の固液共存域内からはずれれば、各々の
圧下歪は積算されず、内部割れが発生しにくくなる。そ
こで、圧下を行う範囲の固液共存域を少なくするために
は、冷却速度を増加することが有効であると考えた。す
なわち、鋳片内の温度勾配を大きくして、固液共存域を
小さくしようとするものである。
は、固相率０.８〜０.９９の凝固界面に作用する引張歪
の積算値が、限界値を越えた時に発生する。従って、鋳
片長手方向に引張力を発生させる圧下の位置が固相率
０.８〜０.９９の固液共存域内からはずれれば、各々の
圧下歪は積算されず、内部割れが発生しにくくなる。そ
こで、圧下を行う範囲の固液共存域を少なくするために
は、冷却速度を増加することが有効であると考えた。す
なわち、鋳片内の温度勾配を大きくして、固液共存域を
小さくしようとするものである。
【００１１】しかしながら、鋳片の冷却速度を速くしす
ぎると、鋳片の変形抵抗が高くなりすぎ圧下が困難とな
り、本来の目的である薄鋳片が得られない。
ぎると、鋳片の変形抵抗が高くなりすぎ圧下が困難とな
り、本来の目的である薄鋳片が得られない。
【００１２】一方、ロールによる鋳片圧下は、鋳片の上
下面から均等に圧下する方法が最良であるが、鋳片のパ
スラインの維持が非常に困難であるため、通常は、下面
のロールを一定のＲで配設し、上面のロールのみでの圧
下が一般的である。この場合、短辺部は凝固しているも
のの大部分が未凝固であるため、大部分が上面シェル側
への圧下となる。従って鋳片上面凝固シェルの内部割れ
発生を抑制するだけでよいことに気付いた。
下面から均等に圧下する方法が最良であるが、鋳片のパ
スラインの維持が非常に困難であるため、通常は、下面
のロールを一定のＲで配設し、上面のロールのみでの圧
下が一般的である。この場合、短辺部は凝固しているも
のの大部分が未凝固であるため、大部分が上面シェル側
への圧下となる。従って鋳片上面凝固シェルの内部割れ
発生を抑制するだけでよいことに気付いた。
【００１３】以上の事柄を総合して検討した結果、鋳片
上面の冷却を鋳片下面より大きくし鋳片内の上面側温度
勾配を大きくすることにより、凝固界面に作用する引張
歪の積算を少なくして内部割れ防止を図ることができる
ことが判明した。
上面の冷却を鋳片下面より大きくし鋳片内の上面側温度
勾配を大きくすることにより、凝固界面に作用する引張
歪の積算を少なくして内部割れ防止を図ることができる
ことが判明した。
【００１４】本発明の要旨とするところは以下の方法に
ある。未凝固層が存在する鋳片を圧下して薄鋳片を製造
する薄鋳片の連続鋳造方法であって、鋳型直下に配設さ
れた鋳片の上面側ロールで圧下を行い、該圧下位置にお
ける鋳片上面と下面の冷却強度の比を３：２〜２：１と
して、鋳片上面の冷却を、鋳片下面の冷却よりも強くす
ることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。
ある。未凝固層が存在する鋳片を圧下して薄鋳片を製造
する薄鋳片の連続鋳造方法であって、鋳型直下に配設さ
れた鋳片の上面側ロールで圧下を行い、該圧下位置にお
ける鋳片上面と下面の冷却強度の比を３：２〜２：１と
して、鋳片上面の冷却を、鋳片下面の冷却よりも強くす
ることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。
【００１５】鋳片上面と下面の冷却強度の比は３：２〜
２：１にする必要がある。この冷却強度比が３：２以下
であると、鋳片上面の冷却で十分でなく、本発明が意図
する内部割れ防止効果が軽微となる。一方、鋳片上面と
下面の冷却強度比が２：１以上であると、鋳片の上面と
下面での冷却度の差が大きすぎて、鋳片の収縮量の違い
による台形変形および台形変形に伴う表面割れを生じや
すくなり、また、下面の冷却不足により、バルジング歪
みの増大に伴う内部割れを生じやすくなる。したがっ
て、鋳片上面と下面の冷却強度比は２：１以下とする。
２：１にする必要がある。この冷却強度比が３：２以下
であると、鋳片上面の冷却で十分でなく、本発明が意図
する内部割れ防止効果が軽微となる。一方、鋳片上面と
下面の冷却強度比が２：１以上であると、鋳片の上面と
下面での冷却度の差が大きすぎて、鋳片の収縮量の違い
による台形変形および台形変形に伴う表面割れを生じや
すくなり、また、下面の冷却不足により、バルジング歪
みの増大に伴う内部割れを生じやすくなる。したがっ
て、鋳片上面と下面の冷却強度比は２：１以下とする。
【００１６】鋳片冷却強度アップによる凝固界面の引張
歪の積算値が少なくなる理由は、鋳片の凝固シェル厚と
メニスカスからの距離との関係を示す図２によって説明
される。図１に未凝固圧下による薄鋳片の製造工程に用
いる連続鋳造装置の概念図を示すが、上述したように、
圧下は、鋳片上面側のロールにより行い、また圧下ゾー
ンはモールド直下に設けられている。冷却速度を大きく
すると図２に示すように、凝固シェル内の温度勾配が大
きくなる。内部歪の積算される範囲は、前述したよう
に、固相率０.８〜０.９９の範囲であり、圧下ゾーンが
一定であれば、温度勾配の大きい方が積算範囲が小さく
なりトータルの引張歪量が小さくなることになる。従っ
て同じ圧下量でも内部割れが発生しづらくなる。
歪の積算値が少なくなる理由は、鋳片の凝固シェル厚と
メニスカスからの距離との関係を示す図２によって説明
される。図１に未凝固圧下による薄鋳片の製造工程に用
いる連続鋳造装置の概念図を示すが、上述したように、
圧下は、鋳片上面側のロールにより行い、また圧下ゾー
ンはモールド直下に設けられている。冷却速度を大きく
すると図２に示すように、凝固シェル内の温度勾配が大
きくなる。内部歪の積算される範囲は、前述したよう
に、固相率０.８〜０.９９の範囲であり、圧下ゾーンが
一定であれば、温度勾配の大きい方が積算範囲が小さく
なりトータルの引張歪量が小さくなることになる。従っ
て同じ圧下量でも内部割れが発生しづらくなる。
【００１７】
【実施例】図１の駆動ロール４，圧下ロール５，ピンチ
ロール６から成る多点矯正型連続鋳造装置１において、
モールド３に注湯され、これを通過した鋳片２は、先ず
圧下ゾーンにおいて圧下される。通常の状態では圧下ゾ
ーンに配設した二組のシリンダー７.８のみによって鋳
片２の圧下を行うが、材料の変形抵抗が大きくて鋳片の
速度が遅くなるときは、完全な圧下が行われないので、
圧下ゾーンに続く静定ゾーンに予備的に配列したシリン
ダー９，１０を併用して圧下を完全にする。本発明で
は、圧下ゾ−ンと静定ゾ−ンとの両方に亘って上下差冷
却区間が設定されている。
ロール６から成る多点矯正型連続鋳造装置１において、
モールド３に注湯され、これを通過した鋳片２は、先ず
圧下ゾーンにおいて圧下される。通常の状態では圧下ゾ
ーンに配設した二組のシリンダー７.８のみによって鋳
片２の圧下を行うが、材料の変形抵抗が大きくて鋳片の
速度が遅くなるときは、完全な圧下が行われないので、
圧下ゾーンに続く静定ゾーンに予備的に配列したシリン
ダー９，１０を併用して圧下を完全にする。本発明で
は、圧下ゾ−ンと静定ゾ−ンとの両方に亘って上下差冷
却区間が設定されている。
【００１８】図１においては湾曲半径が５.０ｍの多点
矯正型連続鋳造械を用いて、サイズが100 mm厚×1500mm
幅のスラブを鋳造速度５.０m/分で鋳造した。圧下ゾー
ンはモールド直下のローラーエプロン帯で、100mm 厚か
ら60mm厚への圧下を実施した。鋼種は割れ感受性の高
い、表１に成分を示す中炭素鋼を用いた。
矯正型連続鋳造械を用いて、サイズが100 mm厚×1500mm
幅のスラブを鋳造速度５.０m/分で鋳造した。圧下ゾー
ンはモールド直下のローラーエプロン帯で、100mm 厚か
ら60mm厚への圧下を実施した。鋼種は割れ感受性の高
い、表１に成分を示す中炭素鋼を用いた。
【００１９】
【表１】
【００２０】表２において、No.1ストランドでは従来と
同様の鋳片上下面とも同じ水量での冷却を行い、No.2ス
トランドでは、本発明法に従い、鋳片上面の冷却水量を
下面の２倍として、内部割れ発生状況を両ストランド間
で比較した。また表３においては、No.1ストランドを従
来と同様に鋳片の上下面とも同じ冷却水量で冷却を行
い、No.2ストランドを本発明法に従い鋳片上面と下面の
冷却水量の比を３：２として、内部割れの発生状況を両
ストランド間で比較した。なお、どのストランドも上下
面合計の冷却水量は４２００リットル／minで行なった。
同様の鋳片上下面とも同じ水量での冷却を行い、No.2ス
トランドでは、本発明法に従い、鋳片上面の冷却水量を
下面の２倍として、内部割れ発生状況を両ストランド間
で比較した。また表３においては、No.1ストランドを従
来と同様に鋳片の上下面とも同じ冷却水量で冷却を行
い、No.2ストランドを本発明法に従い鋳片上面と下面の
冷却水量の比を３：２として、内部割れの発生状況を両
ストランド間で比較した。なお、どのストランドも上下
面合計の冷却水量は４２００リットル／minで行なった。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】図３（Ａ）は、鋳片上面と下面の冷却水量
の比が１：１の従来法で製造したNo.１ストランドと鋳
片上面と下面の冷却水量の比が２：１の本発明法で製造
したNo.２ストランドについて、それぞれ、鋳片縦断面
のＳプリントを実施し、この結果に基づいて下記の式１
で表される内部割れコードを求め、その値によって内部
割れ発生状況を比較したものである。
の比が１：１の従来法で製造したNo.１ストランドと鋳
片上面と下面の冷却水量の比が２：１の本発明法で製造
したNo.２ストランドについて、それぞれ、鋳片縦断面
のＳプリントを実施し、この結果に基づいて下記の式１
で表される内部割れコードを求め、その値によって内部
割れ発生状況を比較したものである。
【００２４】図３（Ｂ）は、鋳片上面と下面の冷却水量
の比が１：１の従来法で製造したNo.１ストランドと鋳
片上面と下面の冷却水量の比が３：２の本発明法で製造
したNo.２ストランドについて、それぞれ、図３（Ａ）
と同様に鋳片縦断面のＳプリントを実施し、この結果に
基づいて下記の式１で表される内部割れコードを求め、
その値によって内部割れ発生状況を比較したものであ
る。
の比が１：１の従来法で製造したNo.１ストランドと鋳
片上面と下面の冷却水量の比が３：２の本発明法で製造
したNo.２ストランドについて、それぞれ、図３（Ａ）
と同様に鋳片縦断面のＳプリントを実施し、この結果に
基づいて下記の式１で表される内部割れコードを求め、
その値によって内部割れ発生状況を比較したものであ
る。
【００２５】
【数１】内部割れコード＝（内部割れ総長さ(ｍ)）／
（鋳片総長さ(ｍ)）
（鋳片総長さ(ｍ)）
【００２６】いずれの場合も、従来法のNo.1ストランド
では重度の内部割れが発生し、内部割れコ−ドの値が高
いが、本発明法を用いたNo.2ストランドでは、内部割れ
コ−ドの値が低く、内部割れの発生は殆どなく、60mm厚
の薄鋳片が製造できた。以上の試験結果から、本発明法
の有効性が確認され未凝固圧下法による薄鋳片の製造が
可能となった。
では重度の内部割れが発生し、内部割れコ−ドの値が高
いが、本発明法を用いたNo.2ストランドでは、内部割れ
コ−ドの値が低く、内部割れの発生は殆どなく、60mm厚
の薄鋳片が製造できた。以上の試験結果から、本発明法
の有効性が確認され未凝固圧下法による薄鋳片の製造が
可能となった。
【００２７】
【発明の効果】本発明の方法にしたがって、未凝固部を
有する鋳片を圧下して薄鋳片を製造することにより、内
部割れのない品質の良好な薄鋳片を製造することが可能
となり、しかも、大幅な熱延工程の省略が可能となっ
た。
有する鋳片を圧下して薄鋳片を製造することにより、内
部割れのない品質の良好な薄鋳片を製造することが可能
となり、しかも、大幅な熱延工程の省略が可能となっ
た。
【図１】本発明の薄鋳片連続鋳造方法に使用する連続鋳
造装置の概念図である。
造装置の概念図である。
【図２】鋳片の凝固シェル厚さとメニスカスからの距離
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図３】（Ａ） 従来法で製造したNo.１ストランドと
鋳片上面と下面の冷却水量の比が２：１の本発明法で製
造したNo.２ストランドについて、それぞれ、鋳片縦断
面のＳプリントを実施し、この結果に基づいて下記の式
１で表される内部割れコードを求め、その値によって内
部割れ発生状況を比較した図である。 （Ｂ） 従来法で製造したNo.１ストランドと鋳片上面
と下面の冷却水量の比が３：２の本発明法で製造したN
o.２ストランドについて、それぞれ、鋳片縦断面のＳプ
リントを実施し、この結果に基づいて下記の式１で表さ
れる内部割れコードを求め、その値によって内部割れ発
生状況を比較した図である。
鋳片上面と下面の冷却水量の比が２：１の本発明法で製
造したNo.２ストランドについて、それぞれ、鋳片縦断
面のＳプリントを実施し、この結果に基づいて下記の式
１で表される内部割れコードを求め、その値によって内
部割れ発生状況を比較した図である。 （Ｂ） 従来法で製造したNo.１ストランドと鋳片上面
と下面の冷却水量の比が３：２の本発明法で製造したN
o.２ストランドについて、それぞれ、鋳片縦断面のＳプ
リントを実施し、この結果に基づいて下記の式１で表さ
れる内部割れコードを求め、その値によって内部割れ発
生状況を比較した図である。
１ 連続鋳造装置 ２ 鋳片 ３ モ−ルド ４ 駆動ロ−ル ５ 圧下ロ−ル ６ ピンチロ−ル ７ シリンダ− ８ シリンダ− ９ シリンダ− １０ シリンダ−
Claims (1)
- 【請求項１】未凝固層が存在する鋳片を圧下して薄鋳片
を製造する薄鋳片の連続鋳造方法であって、鋳型直下に
配設された鋳片の上面側ロールで圧下を行い、該圧下位
置における鋳片上面と下面の冷却強度の比を３：２〜
２：１として、鋳片上面の冷却を、鋳片下面の冷却より
も強くすることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4355074A JP2888071B2 (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 薄鋳片連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4355074A JP2888071B2 (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 薄鋳片連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06182516A JPH06182516A (ja) | 1994-07-05 |
| JP2888071B2 true JP2888071B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=18441789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4355074A Expired - Fee Related JP2888071B2 (ja) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | 薄鋳片連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2888071B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS555115A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-16 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Continuous casting method |
| JPH01205861A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-18 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造設備における鋳片クランプ力制御方法 |
-
1992
- 1992-12-17 JP JP4355074A patent/JP2888071B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06182516A (ja) | 1994-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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