JP3008821B2 - 薄鋳片の連続鋳造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型から引き抜か
れた固液共存相を有する未凝固鋳片を圧下して薄鋳片を
連続鋳造する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造方法において薄鋳片を鋳造する
場合には、溶鋼による浸漬ノズルの浸食およびノズル詰
まり等の問題のために、浸漬ノズルの外径を或る値以上
に細くすることは困難である。そのため、鋳型から最終
ロールまでの鋳片の凝固収縮分のみを考慮した鋳片厚さ
がほぼ一定の一般的な連続鋳造装置では、上記のような
浸漬ノズル外径の制約から、鋳型の短辺長さ、すなわち
鋳片厚さを薄くすることに限界があり、薄鋳片を製造す
ることは困難である。

【０００３】薄鋳片を製造する連続鋳造方法としては、
鋳片の内部に固液共存相が存在する間にロールによる圧
下を行い、鋳片を薄くする方法が既に公知の技術となっ
ている。

【０００４】例えば、特開平２−２０６５０号公報に示
されている連続鋳造圧延方法のように、凝固区間内での
鋳片厚さ寸法に対する総圧下率を規定したものがある。
これは、鋳片の凝固区間内での鋳片厚さを少なくとも１
０％ないし７０％低減するというものである。しかし、
この方法の問題は、圧下ロールに適正な圧下量を与えな
いと、鋳片の品質の悪化、特に鋳片の内部割れにつなが
ると考えられることである。

【０００５】鋳片の内部割れに対しては、鋳片に加わる
引張歪（以下、単に歪みという）が大きな影響を与え
る。この歪みには、バルジング圧下歪、曲げ歪、矯正
歪、ミスアラインメント歪、熱歪および未凝固圧下歪が
あり、これらは「内部歪」と総称される。

【０００６】本発明者らは、特開平３−１７４９６２号
公報で開示した鋼の連続鋳造方法において、鋳片の内部
割れは、上記未凝固圧下歪を除く各歪みの履歴を考慮し
た蓄積歪の最大値がその鋼種の限界歪を超えた時に発生
すること、この各歪みの履歴（蓄積）区間は、鋳片の凝
固過程において鋳片に応力が加わって歪みが生じ始める
最高温度である抗張力出現温度（ＺＳＴ）と延性出現温
度（ＺＤＴ）との間の温度域であること、抗張力出現温
度（ＺＳＴ）は固相率０．８に、延性出現温度（ＺＤ
Ｔ）は固相率０．９９に、それぞれほぼ一致することを
明らかにした。

【０００７】湾曲部を有する連続鋳造装置で未凝固圧下
を施す方法には、(a) 単一ロール方式、(b) 個別ロール
方式、(c) 連結セグメントフレーム方式および(d) 単独
セグメントフレーム方式などが知られている。

【０００８】(a)単一ロール方式 これは、鋳型直下または鋳片矯正後の水平部に一対の圧
下ロール（圧延機）または鍛圧機を設置するものである
（例えば、特開昭６３−６００５１号公報、特開平３−
１２４３５２号公報参照）。

【０００９】しかし、この方法で圧下量を大きくとる場
合、圧下速度（圧下勾配）を固定すれば、圧下ロール
径、鍛圧金型および圧下力の増大を招き、圧下設備が過
大となる。一方、ロール径および鍛圧金型のサイズを或
る程度規定すれば圧下速度が増大し、鋳片の内部割れが
発生する可能性が高まる。さらに、この方法は、凝固最
終位置近傍での軽圧下により鋳片内部品質の向上させる
ことを主な目的とするものである。

【００１０】(b)個別ロール方式 これは、上記の問題を解決するため、湾曲部の各ロール
対に油圧シリンダを設け、これらを個別に昇降させるこ
とにより圧下を施すとともに、圧下ゾーンを長くとるも
のである（例えば、特開平２ー５２１５９号公報参
照）。

【００１１】この方法により、連続鋳造開始時〜圧下時
にかけて鋳片厚さの連続的な変化に対応して各圧下ロー
ルを昇降させることで、圧下パターンおよび圧下ゾーン
の変化にも適正に対応でき、しかも圧下開始位置を鋳片
凝固厚さの薄い湾曲部とすることで圧下力の低減も可能
となった。

【００１２】しかし、この方法は非常に多数のロール対
を必要とし、その鋳片厚さ方向のロール圧下量の制御が
複雑であり、設備的にも過大となるという問題がある。

【００１３】(c)連結セグメントフレーム方式 上記の問題を回避する方式として、上部セグメントフレ
ームを複数個連結し、昇降させるものがある。

【００１４】図２０は連結セグメントフレーム方式の例
を示す側面図である。図示するように、この場合では、
上部セグメントフレーム１２₁ の圧下開始点側はフレー
ム１３に固定ピン１４で回動可能に連結され、さらに上
部セグメントフレーム１２₁とその下流の上部セグメン
トフレーム１２₂ とは連結ピン１６で回動可能に連結さ
れている。符号１８は下圧下ロール５′を備えた下部セ
グメントフレーム、１a は未凝固鋳片、１０は薄鋳片で
ある。

【００１５】連結ピン１６による連結部を圧下用昇降装
置（圧下シリンダーまたは圧下ウォームジャッキ）１５
で下降させ、上下圧下ロール５、５′群で未凝固鋳片１
a を圧下する。このとき、固定ピン１４部を回転中心と
して上部セグメントフレーム１２₁ を回転運動させるこ
とによって、下部セグメントフレーム１８に設けた下圧
下ロール５′群との間で圧下パスラインの設定を行う。
この方法により、圧下用昇降装置１５の個数が大幅に削
減され、制御も簡素化される。

【００１６】しかし、この連結セグメントフレーム方式
は、各セグメント間に発生する圧下段差の解消には有効
であるが、圧下量が大きくなると連結構造であるために
次のような問題を有する。

【００１７】圧下を行わない状態、すなわち鋳型から連
続鋳造機エンドまで鋳片の厚さが一定のパスラインにお
いて、上下の圧下ロールを正対させて配置した場合に
は、最終圧下を行う上部セグメントフレーム内の最後端
部の上圧下ロールとすぐ下流のロールとの間隔が離れす
ぎる。

【００１８】図２１は、この状況例を説明する側面方向
縦断面の概略図である。図示するように、圧下前のパス
ライン３９の正対配置条件で油圧シリンダ４および上部
セグメントフレーム１２とにより未凝固鋳片１a を圧下
すると、最終圧下を行う上部セグメントフレーム１２₃
内の最後端部の上圧下ロール５とすぐ下流のロール１７
との間隔L₁が、L₂に拡大する。

【００１９】逆に、圧下時のパスラインにおいて、上下
の圧下ロールを正対させて配置した場合、最終圧下を行
う上部セグメントフレーム内の最後端部の上圧下ロール
とすぐ下流のロールとが干渉する。

【００２０】図２２は、この状況例を説明する側面方向
縦断面の概略図である。図示するすように、圧下時のパ
スライン４０の正対配置条件では、最終圧下を行う上部
セグメントフレーム１２₃ 内の最後端部の上圧下ロール
５とすぐ下流のロール１７とが干渉し、L₂を確保するに
必要な間隔L₁を採ることができない。上流側の上部セグ
メントフレームが下降するためには、隣接する下流側の
上部セグメントフレームも同時に下降しなければならな
い。このため圧下は、最下流側の上部セグメントフレー
ム１２₃ が圧下を開始できる程度に薄い凝固殻の鋳片が
最下流側の上部セグメントフレーム１２₃ の後端、すな
わち圧下ゾーン全体を通過するまで開始することができ
ず、したがって非定常部が長くなり、歩留りが悪化す
る。圧下開始時は圧下ゾーン全体にわたって鋳片が柔ら
かいため、各上部セグメントフレーム１２が一気に圧下
時のパスラインまで下降し、それによる溶鋼の吐出によ
り鋳型上部から漏鋼する危険性がある。

【００２１】連続鋳造装置においては、バルジング防止
の観点から、圧下ロールの間隔がさほど離れていないの
で、最上流側のセグメントフレーム１２₁ の固定ピン１
４の位置は、最上流側の上部セグメントフレーム１２₁
内の最初の上圧下ロール５よりも下流側に配置されるこ
とが多い。この場合の最上流側の上部セグメントフレー
ム１２₁ による圧下では、固定ピン１４よりも上流側の
上圧下ロール５は上部セグメントフレーム１２₁ の回転
運動とともに浮き上がる（図２１および図２２の符号４
１参照）。

【００２２】このように圧下開始位置が固定され、また
各上部セグメントフレーム１２は連結されているため、
或る一つの圧下量および圧下パターンに対して上下圧下
ロール５、５′群の位置が予め決定されており、圧下量
および圧下パターンの変更時には鋳造装置全体を停機し
て上下圧下ロール５、５′群の位置を変更しなければな
らない。さらに、鋳型替えによる鋳片厚さの変更に対し
ても、上部セグメントフレーム１２と向かい合う下部セ
グメントフレーム１８との間の距離をその都度変更する
必要がある。

【００２３】(d)単独セグメントフレーム方式 これは、単独セグメントでテーパー状の圧下パスライン
得る方法である（例えば、実開昭６４−１５４６７号公
報、実開昭６４−４９３５０号公報参照）。

【００２４】これらは、鋳片内部品質の向上を目的とし
て発展した技術であり、主に凝固末期において０．５〜
２．０ｍｍ／ｍ程度の軽度の圧下を行うものである。し
たがって、この方法には、大きい圧下を行う場合に次の
ような種々の問題点がある。

【００２５】実開昭６４−１５４６７号公報の圧下装置
においては、圧下時の鋳片パスライン制御は各セグメン
トフレーム毎に備えた４個（入り側、出側で各２個）の
圧下シリンダの位置を制御することによりなされてお
り、鋳片温度および鋳片凝固厚さの変化による圧下反力
の変動に伴ってパスラインが変動し、製品厚さがばらつ
く。さらに、シリンダ位置検出器の精度が製品厚さのば
らつきの要因となる。

【００２６】上記の圧下シリンダに付随するピストンロ
ッド連結部、トラニオン部のガタおよび摩耗が圧下ロー
ルのミスアラインメントをもたらすため、同上部に高い
製作精度および耐摩耗性が要求される。

【００２７】実開昭６４−４９３５０号公報の圧下装置
においては、上部セグメントフレームの回転中心がコラ
ムスペーサー上端球面座部および鋳込み方向ガイドの球
面ブッシュ部の中心である必要があり、それらがずれた
場合には上記の球面座部およびブッシュ部が異常に摩耗
し、圧下時のパスラインを狂わせる可能性がある。

【００２８】圧下量が大きい場合には、コラムスペーサ
ー〜上部セグメントフレーム間、圧下クランプシリンダ
連結部およびシリンダ支柱の上部セグメント貫通部に大
きな隙間が必要となるため、設備が大型化してしまう。

【００２９】定常鋳込み時および圧下時のいずれにおい
ても、スクリュースペーサーがパスラインを規定するた
め、圧下開始時にまず同スペーサーを下降させてからシ
リンダ押し付け力を変更する必要があり、圧下パスライ
ンへの移行に時間がかかる。

【００３０】そのため、目標とする鋳片厚さまで圧下す
る移行期間の鋳片長さが長くなり、テーパー形状の厚さ
が一様でない鋳片が発生し、歩留りが悪化する。

【００３１】上記のように、各方式による圧下設備は、
凝固末期水平部でのテーパー圧下には適しているが、湾
曲部で未凝固鋳片に大きい圧下を加えることによる鋳片
サイジングには適していない。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】前記の特開平３−１７
４９６２号公報の方法は、鋳片の未凝固圧下時の内部割
れを防止することができる方法については言及していな
い。すなわち、ロールによる未凝固圧下を与えて薄鋳片
を連続的に鋳造する場合において、抗張力出現温度（Ｚ
ＳＴ）と延性出現温度（ＺＤＴ）と間の蓄積歪の最大値
を限界歪以下とするための具体的な手段は、未だ明らか
ではない。

【００３３】生産性の効率化を図るために、鋳造速度の
高速（２. ５〜６ｍ／ｍｉｎ）化が望まれている。厚さ
７０〜１５０ｍｍの薄鋳片連続鋳造機の場合、鋳造速度
が大きくなるとロール間バルジングが大きくなり、ロー
ルによるバルジング圧下歪（以下、バルジング歪とい
う）が未凝固圧下歪に加算され、 内部割れ発生の危険性
が増す。

【００３４】このように未凝固圧下歪が加算される場合
には、各種の歪みの総和の最大値が大きくなって限界値
を超えやすくなるから、一層内部割れの恐れが増大する
のである。従って、高速鋳造しながら未凝固圧下して薄
鋳片を製造する際には、未凝固圧下歪の低減に加えてバ
ルジング歪の抑制も重要課題である。

【００３５】本発明の目的は、鋼の未凝固鋳片にロール
による圧下を加えて薄鋳片を連続的に鋳造する際に、圧
下ロールに適切な圧下量を与え、または更に圧下ロール
を連続鋳造装置内の適切な位置に配置し、もしくは更に
鋳片の冷却条件を適切にすることで、内部割れのない薄
鋳片を連続鋳造する方法および圧下条件などの変更にも
柔軟に対応可能で、しかも安価な装置を提供することに
ある。

【００３６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の
(1)〜(6) の薄鋳片の連続鋳造方法または装置にある。

【００３７】(1)鋳型から引き抜かれた固液共存相を有
する未凝固鋳片をサポートロール支持によって連続的に
引き抜きながら圧下ロールで圧下する連続鋳造方法であ
って、鋳型直下から完全凝固に至るまでの間に配置され
た、ロール対単位毎の圧下が可能な複数対の圧下ロール
を用いて、圧下ロール１対当たりの下記で定義される
圧下量をＰ_k (kは圧下ロール対の番号）とした場合、未
凝固圧下歪を抑制するために、上流側の圧下ロールの圧
下量を下流側の圧下ロールの圧下量以上とするように、 Ｐ₁ ≧Ｐ₂ ≧Ｐ₃ ≧・・・≧Ｐ_k （但し、全てが等しく
なる場合を除く） とすることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。

【００３８】圧下量：前段圧下ロールからの押し込み
量（ｍｍ） 以下、本発明の第１方法という。

【００３９】(2)鋳型から引き抜かれた固液共存相を有
する未凝固鋳片をサポートロール支持によって連続的に
引き抜きながら圧下ロールで圧下する連続鋳造方法であ
って、鋳型直下から完全凝固に至るまでの間に配置さ
れ、複数対の圧下ロールを備えた、ブロック対単位毎の
圧下が可能な複数対の圧下ブロックを用いて、圧下ブロ
ック対数をｉ、圧下ブロック内の圧下ロール対数をｊ
（ｉ）とし、圧下ブロック内の圧下ロール１対当たりの
下記で定義される圧下量をＰ_i,j(i)とした場合、未凝
固圧下歪を抑制するために、同一圧下ブロック内の圧下
ロール対には同一圧下量を与え、かつ上流側の圧下ブロ
ックの圧下ロール１対当たりの圧下量は下流側ブロック
の圧下量以上とし、さらに下記式(1) により得られる各
圧下ブロック間の平均圧下勾配の差（Ｒ_i −Ｒ_i+1)を低
減するように、 第１ブロック：Ｐ_1,1(1)＝Ｐ_1,2(1)＝・・・＝Ｐ_1,j-1(1)＝Ｐ_1,j(1) 第２ブロック：Ｐ_2,1(2)＝Ｐ_2,2(2)＝・・・＝Ｐ_2,j-1(2)＝Ｐ_2,j(2) ： ： ： ： ： 第ｉブロック：Ｐ_i,1(i)＝Ｐ_i,2(i)＝・・・＝Ｐ_i,j-1(i)＝Ｐ_i,j(i) で、かつ、 Ｐ_1,1(1)≧Ｐ_2,1(2)≧・・・≧Ｐ_i,1(i)（但し、全てが
等しくなる場合を除く） とすることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。

【００４０】圧下量：同一圧下ブロック内での前段圧
下ロール対からの押し込み量（ｍｍ）

【００４１】

【数２】

【００４２】以下、本発明の第２方法という。

【００４３】(3)固液共存相を有する未凝固鋳片をロー
ル圧下する際、湾曲部を有する連続鋳造装置を用い、さ
らに曲げ歪および／または矯正歪を抑制するために、曲
率半径が一定の円弧内で圧下することを特徴とする上記
(1) または(2) のいずれかの薄鋳片の連続鋳造方法。以
下、本発明の第３方法という。

【００４４】(4)薄鋳片が熱延コイル用である場合に、
さらにバルジング歪を抑制するために、鋳型出口での鋳
片厚さを７０〜１５０ｍｍ、鋳造速度を２．５〜６ｍ／
ｍｉｎ、鋳片サポートロールおよび圧下ロールのロール
ピッチを１００〜２５０ｍｍ、二次冷却比水量を１．５
〜４．５リットル／( kg・steel)とすることを特徴とす
る上記(1) 、(2) または(3) のいずれかの薄鋳片の連続
鋳造方法。以下、本発明の第４方法という。

【００４５】(5)湾曲部およびこの湾曲部に未凝固鋳片
の圧下ブロックを少なくとも一つ有する連続鋳造装置で
あって、圧下ブロックが、上圧下ロール昇降用の上部セ
グメントフレーム、この上部セグメントフレーム下部に
設けた複数の上圧下ロール、この上部セグメントフレー
ムを昇降させる昇降装置、この昇降装置を設ける門型の
上部固定フレーム、上部セグメントフレームに固定した
上流側ガイド軸および下流側ガイド軸、上部固定フレー
ムに固定した上流側ガイド軸上昇ストッパー、上流側ガ
イド軸下降ストッパーおよび上流側ガイド軸の鋳込み方
向ガイド、ならびに上部固定フレームに固定した下流側
ガイド軸上昇ストッパーおよび下流側ガイド軸回転下限
ストッパーを備え、上部セグメントフレームは、上流側
ガイド軸が鋳込み方向ガイドに沿って昇降すると同時に
湾曲部中心と上部セグメントフレーム中心を結ぶ法線
（以下、湾曲部法線という）方向に昇降可能となるよう
に、かつ、上流側ガイド軸をその下降ストッパーに押し
付けた状態で上流側ガイド軸の中心を回転中心として下
流側ガイド軸上昇ストッパーとその回転下限ストッパー
との間で回動可能となるように、門型の上部固定フレー
ムと連結され、さらに、門型の上部固定フレームの下部
に、複数の下圧下ロールを備えた下部セグメントフレー
ムを配設してなり、ミスアラインメント歪を防止するた
めのものであることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造装
置。以下、本発明の第１装置という。

【００４６】この装置の特徴は、上部セグメントフレー
ムを下降させて圧下する際、後述する図１１に示す湾曲
部法線方向で、かつ鋳片厚さ方向の直進運動に加えて、
上流側ガイド軸を上流側ガイド軸下降ストッパーに押し
当てた状態で、上流側ガイド軸の中心を回転中心として
上部セグメントフレーム下流側の回転運動を可能とする
ことにより、圧下前の鋳片のパスラインを基準とすると
きには圧下後の上圧下ロールの位置と正規の圧下後の鋳
片のパスラインとのずれを微小にし、圧下後の鋳片のパ
スラインを基準とするときには圧下前の上圧下ロールの
位置と正規の圧下後の鋳片のパスラインとのずれを微小
にすることができるように、ガイド、ガイド軸およびス
トッパーを有する圧下ブロックを備えたことにある。

【００４７】(6)上記(5) の圧下ブロックがさらに、上
昇、下降および回転下限の各ストッパー位置の可変装置
および可変制御装置を備え、操業中の鋳片の厚さ変更お
よび圧下量などの調整による操業の停止を回避するため
のものであることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造装置。
以下、本発明の第２装置という。

【００４８】この装置の特徴は、加えてさらに、操業中
の鋳片の厚さ変更、圧下量の調整および圧下パターンの
変更を行うために、上部セグメントフレームの昇降スト
ロークおよび回転角度を操業中に可変にすることができ
るような圧下ブロックを備えたことにある。

【００４９】

【発明の実施の形態】連続鋳造中に発生する鋳片の内部
割れの原因は、前述のように鋳片の凝固界面で発生する
内部歪である。この内部歪の主な発生要因としては、溶
湯静圧によりロール間で発生するバルジング、鋳片引き
抜き過程でのロールによる曲げおよび矯正、サポートロ
ール、曲げロールおよび矯正ロールのミスアラインメン
ト、熱応力ならびに未凝固圧下が挙げられる。

【００５０】図１は、未凝固圧下歪の抑制を目的とする
本発明の第１方法を適用するための、複数対の圧下ロー
ルを備えた連続鋳造装置の例を示す側面方向縦断面の概
略図である。この例はＶＢ型と称される垂直曲げ型の連
続鋳造装置であるが、Ｓ型（湾曲型）または垂直型の連
続鋳造装置であってもよい。

【００５１】圧下帯９は、各ロール対単位毎の圧下が可
能となるように油圧シリンダ４を個々に備えた複数対の
圧下ロール５₁ 〜５₁₅からなる。この圧下帯９、すなわ
ち圧下ロール５対群の配置位置は、鋳型２の直下から完
全凝固に至るまでの間であれば特に限定しないが、図１
に示すように曲げ帯７と矯正帯８との間とするのが望ま
しい。

【００５２】溶鋼１は鋳型２に注入された後、二次冷却
帯９′内に設けた二次冷却スプレー群（図示せず）等の
冷却により徐々に凝固しながら未凝固鋳片１a となり、
サポートロール３の支持を受けて連続的に引き抜かれ
る。

【００５３】図１に示すような装置を用いて薄鋳片１０
を製造しようとして、固液共存相を有する未凝固鋳片１
ａを油圧シリンダ４により昇降移動が可能な圧下ロール
５群によってただ単に圧下すると、前記の未凝固圧下歪
以外の内部歪の発生要因に加えてさらに、鋳片の凝固界
面での未凝固圧下歪の発生要因を増加させることにな
る。その結果、圧下ロール５群の圧下によって製造され
る薄鋳片１０には内部割れが発生する。

【００５４】しかし、本発明者らは、ロール圧下の際に
薄鋳片に発生する未凝固圧下歪を有限要素法（以下、Ｆ
ＥＭという）によって求め、連続鋳造装置内で発生する
未凝固圧下歪について抗張力出現温度（ＺＳＴ）と延性
出現温度（ＺＤＴ）との間での歪みの蓄積を考慮するこ
とで、薄鋳片の内部割れ発生を防止することができると
いう新知見を得た。

【００５５】まず、本発明の基になった新知見を具体的
に説明する。

【００５６】図２は、鋳片の未凝固圧下を行わない従来
の連続鋳造装置内で発生する内部歪とメニスカスからの
距離との関係を、歪みの蓄積を考慮しないで示す図であ
る。

【００５７】図２において、Ａは鋳造中に発生するバル
ジング歪、Ｂは曲げ歪、Ｃは矯正歪であり、それぞれＦ
ＥＭによって求めた値である。図２に示す内部歪の発生
状況は、連続鋳造装置の曲げおよび矯正の場所ならびに
点数を除けば、連続鋳造装置内で発生する鋳片の内部歪
としては、一般的なものである。

【００５８】ところで、前記特開昭３−１７４９６２号
公報に示したとおり、鋳片の内部割れは歪みの履歴を考
慮した蓄積歪の最大値がその鋼種の限界歪を超えた時に
発生し、その歪の履歴（蓄積）区間は、鋳片凝固過程に
おいて抗張力出現温度（ＺＳＴ）〔固相率０．８相当〕
と、延性出現温度（ＺＤＴ）〔固相率０．９９相当〕と
の間の温度域である。この限界歪は、Ｃ含有量が０．２
〜０．３mass％であれば０．９％程度である。

【００５９】図３は、鋳片厚みが１００ｍｍである場合
の、抗張力出現温度（ＺＳＴ）〔固相率０．８〕および
延性出現温度（ＺＤＴ）〔固相率０．９９〕に相当する
凝固殻厚さとメニスカスからの距離との関係の例を示す
図である。図３において、曲線Ｄは鋳片の固相率ｆs が
０．８の凝固殻厚さを示す曲線であり、曲線Ｅは鋳片の
固相率ｆs が０．９９の凝固殻厚さを示す曲線である。
この場合の機長Ｌは、１３ｍである。

【００６０】図３のような凝固状態の場合では、鋳片内
部に歪みが蓄積される区間（以下、歪蓄積区間という）
は、上記二つの凝固殻厚さ曲線間の距離となる。図示す
るように、装置内の鋳片のメニスカスからの或る距離、
例えばＦ₁ 、Ｆ₂ までにおける歪蓄積区間は、Ｇ₁ 、Ｇ
₂ で示される範囲である。

【００６１】まず歪蓄積区間Ｇに着目すると、鋳片の凝
固末期を除いてメニスカスからの距離Ｆが短い上流側か
ら下流側に行くに従って、歪蓄積区間Ｇが長くなってい
ること明らかである。

【００６２】図４は、内部歪に起因する蓄積歪とメニス
カスからの距離との関係を示す図である。この蓄積歪
は、鋳片の未凝固圧下を行わない従来の鋳造装置内で発
生する、図２に示す内部歪が蓄積されたものである。図
４において、Ａa はバルジング蓄積歪、Ｂa は曲げ蓄積
歪、Ｃa は矯正蓄積歪を示す。蓄積歪とは、このような
歪蓄積区間Ｇの間で発生する各内部歪の総和（積分）で
ある。

【００６３】ここで、図２においてほぼ均一に発生して
いるバルジング歪Ａに注目すると、歪みの蓄積を考慮し
た場合、歪蓄積区間Ｇが下流側に行くにしたがい長くな
るため、バルジング歪Ａの蓄積回数が増えることにな
る。このため、バルジング蓄積歪Ａa は下流側へ行くに
したがい大きくなって行くことが確認できる。

【００６４】図３および図４に示すような、内部歪の蓄
積が生ずる凝固進行過程において、さらに未凝固圧下を
加えるとした場合を考えると、鋳片が受ける未凝固圧下
歪の蓄積回数は、下流側に行くほど多くなることにな
る。

【００６５】次に、鋳片内部に固液共存相を有する未凝
固鋳片をロール圧下した時に発生する内部歪および総蓄
積歪を、図５に基づいて説明する。

【００６６】図５は、未凝固圧下歪を含む内部歪および
その総蓄積歪とメニスカスからの距離との関係を示す図
である。この内部歪は、鋳片内部に固液共存相を有する
未凝固鋳片をロール圧下した時に連続鋳造装置内で発生
した歪みである。そして、図５においてＨは、図１に示
す１５対の圧下ロール５群（５₁ 〜５₁₅) に一定割合で
増加する圧下量を与えた場合の未凝固圧下歪を示してお
り、他のバルジング歪Ａ、曲げ歪Ｂおよび矯正歪Ｃと同
様にＦＥＭによって算出したものである。

【００６７】図１に示す装置の場合に未凝固鋳片１a の
凝固殻の曲がり挙動を考えると、凝固殻１b が、第１段
の圧下ロール５₁ のすぐ上流の曲げ帯７のサポートロー
ル３と最終段の圧下ロール５₁₅とにおいては、他の圧下
ロール５₁ 〜５₁₄と比較して、大きく折れ曲がることに
なる。

【００６８】すなわち、第１段の圧下ロール５₁ のすぐ
上流の曲げ帯７のサポートロール３においては、図５に
示すように、鋳片凝固界面では圧縮歪が発生して大きな
未凝固圧下歪は発生しないが、最終段の圧下ロールル５
₁₅ではかなり大きな未凝固圧下歪が発生する。また、こ
れら除く他の圧下ロール５₁ 〜５₁₄では、ほぼ均一な未
凝固圧下歪が発生する。そして、これらの内部歪につい
て前述の歪蓄積区間Ｇを考慮すると、図５に示すような
総蓄積歪分布となる。

【００６９】次に、本発明の第１方法を説明する。

【００７０】前述の図３に示す歪蓄積区間Ｇの長さと図
５に示す未凝固圧下歪の発生状況および総蓄積歪分布状
況とを併せて考えると、鋳型直下から完全凝固に至るま
での間に配置された、１対のロール単位毎の圧下が可能
な複数対の圧下ロール５₁ 〜５_k （図１参照）を用い
て、圧下ロール１対当たりの下記で定義される圧下量
をＰ_k （k は圧下ロール対の番号）とした場合、歪蓄積
区間Ｇの短い連続鋳造装置の最も上流側の圧下ロール５
₁ には大きな圧下量Ｐ₁ を与え、歪蓄積区間Ｇの長さの
増加に伴って圧下ロール５_k の圧下量Ｐ_k を次第に減少
させる、即ち、 Ｐ₁ ≧Ｐ₂ ≧Ｐ₃ ≧・・・≧Ｐ_k 但し、圧下量Ｐ_k の全てが等しくなる場合を除く。

【００７１】圧下量：前段圧下ロールからの押し込み
量（ｍｍ） とする未凝固圧下を行うことで、未凝固圧下によって新
しく加わる未凝固圧下蓄積歪の発生を未凝固圧下実施前
の蓄積歪分布状況に合わせて調整し、かつ総蓄積歪の最
大値を限界歪以下に抑制することが可能となって、内部
割れ防止が達成されるのである。

【００７２】この時、各段の圧下ロール５₁ 〜５_k の圧
下量については、圧下勾配をＲ_k 〔＝（Ｐ_k ／Ｌ b_k )
×１００（％）〕とした場合、鋼種別の歪蓄積区間Ｇの
長さと限界歪の違いにもよるが、隣接する圧下ロールの
圧下勾配差を少なくすれば良好な内部割れ防止結果を得
ることができる。望ましい圧下勾配差は炭素鋼の場合で
５％以下である。なお、Ｐ_k は k番目の圧下ロール対の
圧下量（ｍｍ）、Ｌ b_k は k番目の圧下ロールのロール
ピッチ（ｍｍ）である。

【００７３】次に、本発明の第２方法について説明す
る。

【００７４】図６は、本発明の第２方法を適用するため
の、ブロック単位毎の圧下が可能な複数対の圧下ブロッ
クを備えた連続鋳造装置の例を示す側面方向縦断面の概
略図である。この例はＶＢ型と称される垂直曲げ型であ
るが、Ｓ型または垂直型の連続鋳造装置であってもよ
い。図６の場合、圧下帯９、すなわち３対の圧下ブロッ
ク６a 、６b 、６c は曲げ帯７と矯正帯８との間に配置
されており、このような配置とするのがよい。しかし、
圧下帯９の配置は、鋳型２の直下から、圧下を実施した
後でも最終凝固位置が最終圧下ロールよりも下流側とな
るまでの間であれば、特に限定しない。

【００７５】図６の場合、圧下ブロック６a 、６b 、６
c はいずれも、５対ずつの圧下ロール５₁ 〜５₅ 、５₆
〜５₁₀、５₁₁〜５₁₅からなり、ブロック対単位毎の圧下
を可能とするために、各２個の油圧シリンダ４を備えて
いる。

【００７６】図６に示すような、ブロック構造とした圧
下ロールを備えた連続鋳造装置においても、各圧下ブロ
ック６a 、６b 、６c を油圧シリンダ４によって昇降移
動させ、未凝固鋳片１ａをロール圧下することにより、
薄鋳片１０の製造が可能となる。

【００７７】このような圧下ブロック対単位の圧下で
は、本発明の第１方法のようなロール対単位毎の圧下と
比較して、圧下実施前後での鋳片のパスラインを両方と
も正確に合致させることが困難である。しかし、圧下実
施後のパスラインが適切となるように圧下ロールレイア
ウトを決定し、適切な圧下装置または機構（後述する本
発明の第１および第２の装置参照）を用いることによ
り、圧下実施前のパスラインの「ずれ」を極く少量とす
ることができる。但し、圧下ブロック６a 〜６c 内の圧
下ロール５₁ 〜５₁₅の対数が少ない等の理由により、圧
下ロール５₁ 〜５₁₅毎に適切な圧下量を与えても圧下実
施前後のパスラインを正確に設定することが困難である
場合には、本発明の第１方法を適用すればよい。

【００７８】この本発明の第２方法においても、圧下量
については、前述の図３および図５に示す歪蓄積区間Ｇ
の長さと未凝固圧下歪の発生状況および総蓄積歪分布状
況との関係から、最も上流側の第１の圧下ブロック６a
に大きな圧下量を与え、下流側の第２および第３の圧下
ブロック６b 、６c へ行くにしたがって圧下量を減少さ
せることが、蓄積歪の増加を避けるための有効な未凝固
圧下方法となる。

【００７９】ここで、隣接する圧下ブロック６a と６b
との間、または６b と６c との間での未凝固鋳片１a の
凝固殻１b の曲がり挙動について注目すると、凝固殻１
b が各圧下ブロック６a 〜６c 間での平均圧下勾配の差
によって折り曲げられる。その結果、上流側の圧下ブロ
ック内の最終圧下ロール直下の凝固界面には、未凝固圧
下歪が発生する。

【００８０】このため、本発明の第２方法では次のよう
な圧下を施す。

【００８１】圧下ブロック対数をｉ、圧下ブロック内の
圧下ロール対数をｊ（ｉ）とし、圧下ブロック内の圧下
ロール１対当たりの下記で定義される圧下量をＰ
_i,j(i)とした場合、、各圧下ブロックの圧下量を、 第１ブロック：Ｐ_1,1(1)＝Ｐ_1,2(1)＝・・・＝Ｐ_1,j-1(1)＝Ｐ_1,j(1) 第２ブロック：Ｐ_2,1(2)＝Ｐ_2,2(2)＝・・・＝Ｐ_2,j-1(2)＝Ｐ_2,j(2) ： ： ： ： ： 第ｉブロック：Ｐ_i,1(i)＝Ｐ_i,2(i)＝・・・＝Ｐ_i,j-1(i)＝Ｐ_i,j(i) で、かつ、 Ｐ_1,1(1)≧Ｐ_2,1(2)≧・・・≧Ｐ_i,1(i) 但し、圧下量をＰ_i,j(i)の全てが等しくなる場合を除
く。

【００８２】圧下量：同一圧下ブロック内での前段圧
下ロール対からの押し込み量（ｍｍ） とする。

【００８３】そして、各圧下ブロックの平均圧下勾配Ｒ
_i を下記式(1) のように定義すると、各圧下ブロック間
の平均圧下勾配の差（Ｒ_i −Ｒ_i+1)によって発生する未
凝固圧下歪を抑制するためには、隣接する圧下ブロック
間の平均圧下勾配の差（Ｒ_i−Ｒ_i+1)を小さくすれば、
圧下ブロック対単位で未凝固鋳片を圧下する連続鋳造装
置においても、新しく加わる未凝固圧下蓄積歪の発生を
未凝固圧下実施前の蓄積歪分布状況に合わせて調整する
とともに、総蓄積歪の最大値を限界歪以下に抑えること
ができ、内部割れ防止が達成される。望ましい平均圧下
勾配差は炭素鋼の場合で５％以下である。

【００８４】

【数３】

【００８５】以上のとおり、本発明の第１および第２方
法はいずれも、未凝固圧下によって加わる歪みの蓄積を
制御することにより、薄鋳片の内部割れを防止するもの
である。

【００８６】次に、本発明の第３方法について説明す
る。

【００８７】この方法は、湾曲部を有する連続鋳造装置
を用い、本発明の第１方法または第２方法にしたがって
固液共存相を有する未凝固鋳片をロール圧下する際、曲
率半径が一定の円弧内で圧下することにより、矯正歪ま
たは／および曲げ歪による総蓄積歪の増加を抑制し、同
様に薄鋳片の内部割れを防止するものである。

【００８８】曲湾部を有する連続鋳造装置（Ｓ型、ＶＢ
型）においては、ロール圧下を実施する以前から、Ｓ型
では矯正歪、ＶＢ型では曲げ歪および矯正歪が発生す
る。図１に示すようなＶＢ型では、歪みの蓄積を考慮し
た場合には、図４に示すように、曲げ帯７および矯正帯
８において大きな曲げ蓄積歪Ｂa および矯正蓄積歪Ｃa
が発生する。

【００８９】曲湾部を有する連続鋳造装置を用いて未凝
固鋳片１a を圧下するために、圧下帯９の位置を鋳型２
の直下から完全凝固に至るまでの間で、または曲げ帯７
および矯正帯８をも含めたゾーン内で自由に選定する
と、最初から曲げ歪や矯正歪が発生する未凝固鋳片１a
の凝固界面に更に未凝固圧下歪が加算されることになる
ので、薄鋳片１０内に内部割れが発生する。また、内部
割れの発生を防ぐために総圧下量を減少しなければなら
なくなる。

【００９０】これを回避するには、圧下帯９、すなわち
圧下ロール５群の配置はロール対毎の圧下または圧下ブ
ロック対毎の圧下を問わず、連続鋳造装置内の圧下ロー
ル５対群の配置を曲率半径が一定の円弧内とすることが
できるような、図１および図６に示す一定円弧範囲１１
とする必要がある。すなわち、この一定円弧範囲１１
は、曲げ帯７よりも下流側で、矯正帯８よりも上流側の
圧下ロール５対群のロール配置状態が一定曲率半径の円
弧となる箇所である。

【００９１】上記の圧下ロール５対群の配置により、曲
げ帯７および矯正帯８で発生した蓄積歪の最大値付近に
新たに未凝固圧下歪が加算されることがなくなり、ロー
ル圧下量の調整が容易となる。これは、図５に示されて
いるように、未凝固圧下歪Ｈが加わる場所と曲げ歪Ｂお
よび矯正歪Ｃが加わる場所とが重なることを回避できる
ため、曲げ帯７および矯正帯８で発生した蓄積歪の最大
値付近に新たに未凝固圧下歪Ｈが加算されることがな
く、総蓄積歪の増加の抑制が可能となるからである。

【００９２】したがって、本発明の第３方法は、蓄積歪
の増加の抑制を容易にもたらし、内部割れ防止に対して
有効なものとなる。

【００９３】次に、本発明の第４方法を説明する。

【００９４】この方法は、鋳片を高速鋳造しながら未凝
固圧下して薄鋳片とする際に、バルジング歪が更に未凝
固圧下歪に加わるのを抑制して限界歪以下とし、内部割
れの発生を防止するものである。

【００９５】このため、本発明の第４方法における鋳造
条件を、本発明の第１から第３までの方法のいずれかを
用い、薄鋳片の用途を熱延コイルに限定し、鋳型出口で
の鋳片厚さで７０〜１５０ｍｍ、鋳造速度で２．５〜６
ｍ／ｍｉｎ、鋳片サポートロールおよび圧下ロールのロ
ールピッチで１００〜２５０ｍｍ、二次冷却の比水量で
１．５〜４．５リットル／( kg・steel)とする。

【００９６】上記鋳片厚さの範囲７０〜１５０ｍｍは、
熱延コイルの製造に好適なものとして限定したものであ
る。鋳造速度の下限２．５ｍ／ｍｉｎは上記厚さの薄鋳
片を連続鋳造で製造する際に生産性を確保するための下
限値、一方、上限６ｍ／ｍｉｎは薄鋳片表面品質の確保
が可能な上限値である。

【００９７】０．２mass％Ｃの炭素鋼では、後述する実
施例で示すように内部割れ発生限界歪は０．９％であ
る。内部割れ防止のためには、 この内部割れ発生限界歪
を鋼種毎に明らかにしておくことが肝要であるが、熱延
コイル用の鋼種として、Ｃ含有量は最高で０．３mass％
と考えられる。Ｃ含有量量が０．３mass％の場合の内部
割れ発生限界歪は、本発明者らの調査の結果、 ０．２ma
ss％の場合と差がなく、ほぼ０．９％であることが判明
している。

【００９８】未凝固圧下で発生する蓄積歪は、前述の本
発明の第１〜第３の方法で低減可能であるが、 これを０
とすることは不可能であり、０．２％程度の歪みの蓄積
は許容せざるを得ない。従って、熱延コイル用鋼種の最
も割れ感受性が高い０．３mass％Ｃの炭素鋼を対象とし
た時は、限界歪が０．９％であるので、内部割れ発生防
止のためには、未凝固圧下歪以外の歪みを少なくとも
０．７％未満に抑制する必要がある。

【００９９】０．３mass％よりもＣ含有量の低い他の鋼
種については、限界歪はもっと大きくなるので、未凝固
圧下歪以外の歪みを０．７％よりも小さくしておけば、
内部割れの問題はない。

【０１００】未凝固圧下歪以外の歪みとしては、前述の
ように曲げ歪、矯正歪およびバルジング歪があり、これ
らも不可避的に発生する。しかし、曲げ歪および矯正歪
につては、本発明の第３方法に示したように、それらの
発生位置が曲げ帯および矯正帯に限定されており、その
影響のない場所で未凝固圧下を実施することで、総蓄積
歪の低減を図ることができる。

【０１０１】しかし、バルジング歪はすべてのロールで
発生し、かつ鋳造速度の増加により大きくなり、個々の
ロールでの発生歪は大きくなるため、その蓄積歪もかな
り増大することになる。従って、内部割れ防止のために
は、未凝固圧下歪以外の歪として、バルジング歪を０．
７％未満に抑制する必要がある。バルジング歪に影響す
る因子として鋳造速度以外で制御可能なものは、鋳片サ
ポートロールおよび圧下ロールのピッチならびに二次冷
却の比水量である。

【０１０２】このロールピッチは、後述する実施例で示
すように、必ずしもロール間毎で一定値とは限らず、設
備の都合上，わずかずつ値が違う場合が多い。しかし、
一般的には、ある区間ではほぼ一定値になっており、ロ
ール間でその値を急激に大きく変えることはない。ま
た、通常、連続鋳造機の上流側の圧下帯では小さく、下
流側の圧下帯では大きくとる場合が多い。従って、ここ
でいうロールピッチとはサポートロール部および圧下帯
での平均的な代表値を指すものである。

【０１０３】未凝固圧下ロールだけでなく、サポートロ
ールのロールピッチを問題にする理由は、歪蓄積範囲が
広い場合、未凝固圧下帯よりも上流側で発生するバルジ
ング歪が未凝固圧下帯にも残存し、かつ、未凝固圧下帯
よりも下流側でも未凝固圧下歪の蓄積が残存し、その部
分のバルジング歪との総蓄積歪が大きくなることがある
ためである。

【０１０４】ロールピッチが２５０ｍｍを超え、二次冷
却の比水量が１．５リットル／( kg・steel)未満である
と、ロール１対当たりのバルジング歪が大きくなり、総
蓄積歪も大きくなる。

【０１０５】図７に基づいて上記の現象を説明する。図
７は、厚さ７０〜１５０ｍｍの薄鋳片のバルジング歪に
起因する蓄積歪（バルジング蓄積歪）の最大値と、二次
冷却の比水量およびロールピッチとの関係を示す図であ
る。鋳造速度は、図７(a) の場合で２．５ｍ／ｍｉｎ、
図７(b) の場合で４ｍ／ｍｉｎ、図７(c) の場合で６ｍ
／ｍｉｎである。これらのバルジング歪は、薄鋳片のク
リープ変形を考慮したバルジング歪解析により、蓄積歪
として求めたものである。

【０１０６】図７に示すように、６ｍ／ｍｉｎの鋳造速
度では、ロールピッチが２５０ｍｍを超え、二次冷却の
比水量が１．５リットル／( kg・steel)未満となると、
バルジング蓄積歪が著しく増大し、限界歪（０．７％）
以上となる。鋳造速度が４ｍ／ｍｉｎ以下の場合には、
ロールピッチの臨界値が２５０ｍｍよりも大きくなり、
比水量の臨界値は１．５リットル／( kg・steel)よりも
小さくなる。

【０１０７】上記のように、鋳片厚さが７０〜１５０ｍ
ｍ、鋳造速度が２．５〜６ｍ／ｍｉｎの高速時では、鋳
片サポートロールおよび圧下ロールのロールピッチを２
５０ｍｍ以下、二次冷却の比水量を１．５リットル／(
kg・steel)以上とすれば、バルジング蓄積歪の最大値を
０．７％（前述の許容値）未満とすることができる。

【０１０８】ロールピッチの下限は、ロール径をいくら
にするかで制限があり、高速鋳造の場合は熱負荷が大き
く、あまり小さくすることはできない。ロール径の現実
的な最小径は１００mmであり、従ってロールピッチの下
限も１００mmと考えられる。

【０１０９】一方、二次冷却では、比水量を大きくして
強冷却すると、鋳片温度が著しく低下して矯正反力が増
大し、鋳片引き抜き不能という事態が発生する。これを
防ぐための二次冷却の比水量の上限は４．５リットル／
( kg・steel)である。

【０１１０】次に、本発明の第１装置を説明する。

【０１１１】一般に、連続鋳造装置における湾曲部の半
径は約３〜１５ｍ程度である。未凝固鋳片に対する大き
い圧下を、この湾曲部に設けた上部セグメントフレーム
の昇降で実施した場合、圧下時の鋳片上部のパスライン
の湾曲半径は、圧下前の鋳造時のパスラインの湾曲半径
から変化する。

【０１１２】本発明者は、湾曲部半径に比べ鋳片厚さ
（および圧下量）が著しく小さいことから、この湾曲半
径の変化率が極めて小さいことに着目し、この二つ（圧
下前後）の鋳片のパスラインを重ね合わせることができ
れば、圧下の実施の有無にかかわらず、上部セグメント
フレームのロール位置を一義的に決定できると考えた。

【０１１３】その具体策が、圧下前後における湾曲部半
径の中心の移動に対応して上部セグメントフレームを直
進運動に加えて回転運動させ、近似的に重ね合わせる方
法である。この方法により、ミスアラインメント歪を軽
減させることができる。

【０１１４】図８および図９に基づいて本発明の第１装
置の構成例を説明する。

【０１１５】図８は、本発明の第１装置で用いる圧下ブ
ロック１個の構造概念を示す側面方向の縦断面概略図で
ある。図９は、湾曲部およびこの湾曲部に少なくとも一
つの圧下ブロックを有する連続鋳造装置の要部の概念を
示す側面方向の縦断面概略図である。

【０１１６】図８および図９に示すように、１個の圧下
ブロックは少なくとも、上圧下ロール５群を昇降させる
ための上部セグメントフレーム１２、この上部セグメン
トフレーム１２の下部に備えた上圧下ロール５群、この
フレーム１２に固定して設けた上流側ガイド軸１９およ
び下流側ガイド軸２０、このフレーム１２を昇降させる
昇降装置、例えば油圧シリンダ４、油圧シリンダ４を設
けるための門型の上部固定フレーム２５、このフレーム
２５に固定して設けた、各ガイド軸１９、２０の停止位
置を決定するための下降ストッパー２１、上昇ストッパ
ー２２および回転下限ストッパー２３ならびに上流側ガ
イド軸１９の昇降移動のための鋳込み方向ガイド２６を
備えている。

【０１１７】さらに、下圧下ロール５′群を支えるため
の下部セグメントフレーム１８を備えている。この下部
セグメントフレーム１８は、前記の門型の上部固定フレ
ーム２５の下部とも連結される。

【０１１８】油圧シリンダ４は、上部セグメントフレー
ム１２の上流側と下流側とに各２個の計４個、もしくは
上流側と下流側との中央部に各１個の計２個を備える。

【０１１９】鋳込み方向ガイド２６の方向は、後述する
図１１に示す湾曲部中心Ｏと上部セグメントフレームの
中心を結ぶ法線（湾曲部法線）４２に平行になるように
設けられており、鋳込み方向ガイド２６は、上流側ガイ
ド軸１９および下流側ガイド軸２０を上記の湾曲部法線
方向に直線摺動、すなわち昇降させるためのものであ
る。したがって、上部セグメントフレーム１２は、油圧
シリンダー４により上流側ガイド軸１９が鋳込み方向ガ
イド２６に添うよう昇降すると同時に湾曲部法線方向に
昇降する。

【０１２０】さらに、油圧シリンダ４のシリンダロッド
２８と上部セグメントフレーム１２とは、回動可能とな
るようにピン２９構造で連結される。油圧シリンダ４も
同様に、固定金具３０を介して門型の上部固定フレーム
２５とピン２９構造で連結される。

【０１２１】符号２７は、上部セグメントフレーム１２
を下降させて上流側ガイド軸１９を下降ストッパー２１
に押し当てて未凝固鋳片１a の圧下を実施するときの位
置における上部セグメントフレーム１２の回転中心であ
る。この回転は回転下限ストッパー２３により停止され
る。

【０１２２】図８に示すように、最上流側の圧下ロール
５、５′の鋳込方向位置は、上流側ガイド軸１９の回転
中心２７よりも必ず上流側になるように、上部セグメン
トフレーム１２の上流側ガイド軸１９よりも上流側に設
ける。この配置により、前述の図２１および図２２に示
す浮き上がり４１が回避できる。

【０１２３】複数の圧下ブロックを備える場合、各上部
セグメントフレーム１２は連結されない（図６の圧下ブ
ロック６a 、６b および６c 参照）。

【０１２４】図８および図９の圧下ブロックでは、圧下
は次のように行う。まず、鋳込み開始〜圧下開始まで
は、上部セグメントフレーム１２を圧下ロール５、５′
対群が圧下前のパスライン３９に添うように上昇させ
る。その所定位置は、上流側ガイド軸１９および下流側
ガイド軸２０が各々の上昇ストッパー２２と当たる位置
を調整することにより定められる。

【０１２５】圧下開始後は、上部セグメントフレーム１
２を上圧下ロール５群が圧下時のパスライン４０に添う
ように下降させる。その際、上流側ガイド軸１９は下降
ストッパー２１に当たり、その位置で回転中心２７を中
心として上部セグメントフレーム１２の下流側ガイド軸
２０を回転下限ストッパー２３に当たる位置まで回転さ
せて圧下を行う。

【０１２６】上圧下ロール５群は、圧下前のパスライン
３９あるいは圧下後のパスライン４０に添った時に下圧
下ロール５′群と正対するように配置しておく。

【０１２７】圧下時は、油圧シリンダー４に変動分を考
慮した圧下反力＋バルジング力よりも大きな力をかける
ことにり、所定の圧下パスラインを維持し製品厚さを一
定に保つ。

【０１２８】すなわち、複数の上圧下ロール５群を有す
る上部セグメントフレーム１２を油圧シリンダー４によ
り下降させるとともに、上流側ガイド軸１９および下流
側ガイド軸２０を下降ストッパー２１および回転下限ス
トッパー２３により、上部セグメントフレーム１２の下
降時の動作が前記の法線方向への直進だけではなく回転
を行うことができるようにするにより、上圧下ロール５
群が圧下時の鋳片パスラインに沿うように降下させるこ
とができる。一方、上部セグメントフレーム１２の上昇
時は、上記各ガイド軸１９、２０の位置を上部固定フレ
ーム２５に固定した上昇ストッパー２２により規定し、
上圧下ロール５群が鋳造時の圧下前の鋳片パスラインに
沿うように上昇させることができる。

【０１２９】このような方法によって、鋳造開始〜圧下
時の鋳片厚さの変化に対応することが可能となる。すな
わち、圧下時のパスライン４０を各ガイド軸１９、２０
および各ストッパー２１、２２、２３によって規定する
ことにより、圧下力を過度にかけても未凝固鋳片１a お
よび圧下ロール５、５′群には過大な力がかかることは
なく、しかも圧下力の制御も不要である。圧下時のパス
ラインは、圧下反力＋バルジング力よりも大きな圧下力
をかけるだけで決まり、鋳片温度や鋳片凝固厚さが変化
し圧下反力が変動しても、圧下パスラインを維持するこ
とができる。

【０１３０】図１０に基づいて、圧下時の鋳片パスライ
ンに圧下前すなわち鋳造時の鋳片パスラインとを重ね合
わせた場合の、パスラインの「ずれ」を説明する。次い
で、図１１に基づいて、前述のように上部セグメントフ
レームに直進に加え回転運動が可能な機構を備えること
が必要な理由について説明する。

【０１３１】図１０は、鋳片の未凝固圧下を説明する側
面方向の縦断面の概念図である。図１０の場合は、全圧
下ゾーンを連続鋳造装置の湾曲部の円（半径Ｒ）の中心
Ｏからみて角度θ、圧下量を△ｔとし、圧下速度を一定
とした例である。

【０１３２】未凝固鋳片１a の圧下時のパスラインの３
点（始点Ｐａ、中点Ｐｂ、終点Ｐｃ）を通る円は一義的
に決まる。ここで、その円の半径をＲ″、中心をＯ″と
し、この円の２点ＰａおよびＰｃを通るように半径Ｒ′
（＝Ｒａ；圧下前の鋳片パスライン）を重ね合わせる
と、その円の中心Ｏ′は点ＰａおよびＰｃの中点Ｍと
Ｏ″とを結ぶ直線上に位置する。よって、点Ｐａおよび
点Ｐｃを通る二つの円弧の中点の距離が、パスラインの
「ずれ」の最大値δであるといえる。

【０１３３】なお、図１０に示すパスラインの重ね合わ
せは、Ｐａを中心として点Ｏを点ＭとＯ″を結ぶ直線上
へ回転移動させたことに等しい。

【０１３４】実機においては、図１０のように点Ｐａを
中心として湾曲部中心Ｏを点ＰａおよびＰｃを通る半径
Ｒの円の中心Ｏ′に回転移動させるには、点Ｐａが圧下
ロール５と未凝固鋳片１a との接点であるため、上圧下
ロール５群の最上流ロール自身が回転移動の中心となる
ようにガイドしなくてはならない。しかしながら、上昇
および下降ストッパー２２、２１や鋳込み方向ガイド２
６の配置が困難であるため、実際には実現しない。すな
わち、実機では各ガイド１９、２０を上圧下ロール５群
と離れた位置に設置せざるをえない。

【０１３５】点Ｏを点Ｏ′に移動するには、この回転中
心である上流側ガイド軸１９自身が湾曲部法線方向に直
線移動するような機構にし、図１０に示す「ずれ」の最
大値δを調整する必要がある。このため、上流側ガイド
軸１９自身に湾曲部法線方向に直線運動を与えて、点Ｏ
の点Ｏ′への移動を可能にしたのである。

【０１３６】図１１により、上記のような湾曲部中心の
移動を行う場合について幾何学的に説明する。

【０１３７】図１１は、上部セグメントフレーム１２の
各ガイド軸１９、２０を上圧下ロール５群よりも上方
で、上流側および下流側に各々配置し、鋳込み方向ガイ
ド２６の方向は、湾曲部法線４２の方向に平行に配置し
た場合の、未凝固鋳片の圧下を説明する側面方向の縦断
面の概念図である。

【０１３８】いま、各ガイド軸１９、２０の上昇位置、
即ち圧下前の位置を基準として、湾曲部中心ＯがＯ′に
移動するように、上部セグメントフレーム１２の直進量
および回転角度を求める。上流側ガイド軸１９を中心と
して湾曲部中心Ｏを回転させ、Ｏ′を通り上部セグメン
トフレーム１２の中心線と平行な直線に交叉するまでの
回転角度をθｓ、その交叉点とＯ′までの距離をｄとす
る。この距離ｄおよび回転角度θｓとが、上部セグメン
トフレーム１２の湾曲部法線４２方向への直進量および
回転角度である。

【０１３９】この二つの量は、上流側ガイド軸１９の下
降ストッパー２１の位置と下流側ガイド軸２０の回転下
限ストッパー２３の位置によって決まる。

【０１４０】次に、図１２および図１３により、本発明
の第２装置を説明する。

【０１４１】この装置は、上記の下降ストッパー２１お
よび回転下限ストッパー２３の位置をウオームジャッキ
等の機械装置および電気制御装置で可変にすることによ
り、操業中においても鋳造装置の停機なしに、圧下量の
調整および圧下パターンの変更に対応して、上部セグメ
ントフレーム１２の湾曲部法線方向への直進量、および
回転角度の調整を可能とした圧下ブロックを備えたもの
である。更に、各上昇ストッパー２２位置も同様に可変
にすることにより鋳造装置の停機なしに、鋳型替えによ
る製造鋳片の厚さ変更にも対応できるようにした圧下ブ
ロックを備えたものである。

【０１４２】図１２は、上記圧下ブロック１個の上流側
および下流側正面の一部縦断面概略図である。図１２
(a) は上流側、図１２(b) は下流側である。

【０１４３】図１２(a) に示す上流側では、１個の圧下
ブロックは少なくとも、上圧下ロール５群を昇降させる
ための上部セグメントフレーム１２、この上部セグメン
トフレーム１２の下部に備えた上圧下ロール５群、この
フレーム１２に固定して設けた上流側ガイド軸１９、こ
のフレーム１２を昇降させる昇降装置、例えば油圧シリ
ンダ４、油圧シリンダ４を設けるための門型の上部固定
フレーム２５、ガイド軸１９の停止位置を決定するため
の下降ストッパー２１、上昇ストッパー２２およびガイ
ド軸１９の昇降移動のための鋳込み方向ガイド２６を備
えている。このように、基本的な構成および配置は図８
の場合と同じである。

【０１４４】図１２の場合、上流側ガイド軸１９、下降
ストッパー２１、上昇ストッパー２２および鋳込み方向
ガイド２６は門型の上部固定フレーム２５に直接連結さ
れない。未凝固鋳片１a の厚さ変更、または圧下量の変
更のために備えたウォームジャッキ２４−１、２４−３
およびウォーム３１によって、上昇ストッパー２２、下
降ストッパー２１および鋳込み方向ガイド２６の上下方
向の位置移動の調整および決定が可能となされている。

【０１４５】図１２(b) に示す下流側では、下流側ガイ
ド軸２０、上昇ストッパー２２および回転下限ストッパ
ー２３を備えているが、鋳込み方向ガイド２６は備えて
いない。上流側と同様に、未凝固鋳片１a の厚さ変更、
または圧下量の変更のために備えたウォームジャッキ２
４−２、２４−４およびウォーム３１によって、上昇ス
トッパー２２および回転下限ストッパー２３の上下方向
の位置移動の調整および決定が可能となされている。

【０１４６】上下流側ともに、油圧シリンダ４と固定金
具３０とは、油圧シリンダ４が鋳造方向に回動可能とな
るように設けられる。図８に示す機構と同じく、符号２
８はシリンダロッド、２９はピンである。

【０１４７】さらに、下圧下ロール５′群を支えるため
の下部セグメントフレーム１８を備えている。この下部
セグメントフレーム１８は、門型の上部固定フレーム２
５の下部と連結されて支持される。図１２の場合は、ボ
ルト３７および上部固定フレーム２５と下部セグメント
フレーム１８とのずれ防止ガイド３８を用いて接続され
ているが、これらを用いず一体構造としてもよい。

【０１４８】図１３は、上記圧下ブロックの側面の一部
縦断面概略図、および制御装置の構成を示す図である。
図示するように鋳片厚さ変更用ウォームジャッキ２４−
１、２４−２は、１本のウォーム３１およびウォーム３
１を回転させる１台の回転数検出器付き油圧サーボモー
ター３６−１により駆動させる。圧下量変更用ウォーム
ジャッキ２４−３、２４−４は、それぞれ単独に回転数
検出器付き油圧サーボモーター３６−２、３６−３によ
り駆動させる。

【０１４９】圧下の電気的制御装置は、鋳片厚さおよび
圧下量の設定盤３２、鋳片厚さおよび圧下量をモーター
回転数で演算する演算器３３、油圧サーボモーター駆動
制御盤３４、油圧サーボモーター駆動装置３５、鋳片厚
さ変更用ウォームジャッキ２４−１、２４−２を駆動す
る回転数検出器付き油圧サーボモーター３６−１、およ
び圧下量変更用ウォームジャッキ２４−３、２４−４を
駆動する回転数検出器付き油圧サーボモーター３６−
２、３６−３から構成される。

【０１５０】上記の油圧サーボモーターはいずれも、減
速機を備えているものである。油圧サーボモーター駆動
装置３５はサーボ油圧装置であり、油圧シリンダ４の駆
動にも使用される。

【０１５１】圧下量変更の場合、油圧サーボモーター３
６−２、３６−３の回転は次のように行う。設定盤３２
で圧下量の変更選択を行い、所定の圧下量を入力し、こ
の入力は演算器３３で圧下量に相当するモーター回転数
に演算され、油圧サーボモーター駆動制御盤３４に出力
指令として信号が送られ、モーター駆動制御盤３４から
油圧サーボモーター駆動装置３５を作動させる。

【０１５２】それぞれの油圧サーボモーター３６−２、
３６−３の回転数は、減速機で減速され、圧下量変更用
ウォームジャッキ２４−３、２４−４を上昇または下降
させる。次いで、上記モーターの回転は、変更された所
定の圧下量となる位置で停止される。このとき各モータ
ーの回転が正確か否かを、それぞれのモーターに直結さ
れた回転数検出器でフィードバックして指令値と比較す
ることで判断し、所定の圧下量入力値と圧下量（ウォー
ムジャッキにおける実際の実行値）との差を補正する。

【０１５３】鋳片厚さの変更の場合、設定盤３２で厚さ
変更選択を行い、所定の厚さを入力する。この場合の厚
さ変更制御方法は、駆動対象が鋳片厚さ変更用ウォーム
ジャッキ２４−１、２４−２および回転数検出器付き油
圧サーボモーター３６−１となるだけで、上記の圧下量
変更の場合と同じである。

【０１５４】上記のいずれの変更においても、各モータ
ーの負荷およびモーターの容量を小さくするために、油
圧シリンダ４に移動量検出センサを内蔵させ、各ウォー
ムジャッキの上昇または下降速度で上部セグメントフレ
ームを上昇または下降させる方が経済的である。

【０１５５】これらの圧下ブロックを備えた装置により
圧下量の変更を操業中に行うことにより、厚さの異なる
鋳片の連続鋳造も実現可能となる。

【０１５６】図１４は、本発明の第１および第２装置を
用いることにより、図２１および図２２で従来の圧下ブ
ロックの問題点として示した、最終圧下ブロックの最後
端部の圧下ロールとすぐ下流側のロールとの位置関係
が、改善される状況を示す図である。このようなパスラ
インを一致させる方法により未凝固鋳片に圧下時に加わ
るミスアラインメント歪を軽減させることができる。

【０１５７】

【実施例】

（試験１）表１に示す化学組成の炭素鋼（タンディッシ
ュ内溶鋼過熱度３０℃）を対象として図１に示す構成の
湾曲型連続鋳造装置を用い、下記条件で薄鋳片の鋳造を
行った。

【０１５８】

【表１】

【０１５９】 鋳型寸法：幅１０００ｍｍ×厚さ１００ｍｍ サポートロール：直径１１０〜１９０ｍｍ、ロールピッ
チ１５０〜３００ｍｍ 圧下帯の配置位置：鋳型内溶鋼メニスカスから２８００
〜６０００ｍｍの間 圧下ロール対数：１５ 圧下ロールのピッチ：１８５〜２２７ｍｍ 二次冷却スプレー比水量：４リットル／( kg・steel) 表２に圧下条件を示す。

【０１６０】

【表２】

【０１６１】いずれの場合も、厚さ１００ｍｍの鋳片が
７０ｍｍ厚さとなるように、総圧下量は３０ｍｍ（総圧
下率３０％）とした。

【０１６２】鋳造速度は、いずれの場合も、圧下を実施
した後でも最終凝固位置が最終圧下ロールよりも下流側
となるように、４．０ｍ／ｍｉｎとした。

【０１６３】表２に示すように、本発明の第１方法に対
応する本発明例１では歪蓄積区間の長さを考慮し、最も
上流側の圧下ロールNo.1に大きな圧下量を与え、下流側
に向かって順次圧下量を低下させた。同じく本発明例２
では、隣接する圧下ロール（圧下ロールNo.6および７）
で同じ圧下量を与えた。一方、比較例１では歪蓄積区間
の長さを考慮せずに、各圧下ロールに一定の圧下量を与
えた。比較例２では本発明例１とは逆に、最も上流側の
圧下ロールNo.1に小さな圧下量を与え、下流側に向かっ
て順次圧下量を増加させた。図１５に上記試験結果を示
す。

【０１６４】図１５は、総蓄積歪とメニスカスからの距
離および限界歪との関係を示す図である。ハッチング部
は、未凝固圧下歪以外の図４に示す内部歪の蓄積歪であ
る。

【０１６５】図１５に示すように、本発明例１および２
で発生している未凝固圧下蓄積歪は、蓄積が影響する区
間で均等であり、かつ全体的に低い。一方、比較例１で
は、最大未凝固圧下歪が発生する場所での歪蓄積区間が
長いので多くの歪が蓄積され、限界歪を超える大きい総
蓄積歪が発生していることがわかる。比較例２について
も、比較例１と同様の理由で、限界歪を超える大きい総
蓄積歪が発生している。

【０１６６】鋳造後の鋳片の断面をサルファプリントし
た結果、本発明例１および２の薄鋳片では内部割れの発
生は見られなかったが、比較例１および２では内部割れ
の発生が確認された。評価を表２に併せて示す。◎印は
内部割れの発生なし、×印は内部割れの発生ありを意味
する。

【０１６７】さらに、隣接する圧下ロール間の圧下勾配
差と鋼の炭素含有量との関係を調査した結果、薄鋳片の
内部割れ発生を防止するには、上記圧下勾配差を、表１
に示す化学組成と限界歪とを有する炭素鋼では２％以
内、限界歪がさらに高い低炭素鋼および極低炭素鋼では
５％以内とすればよいことがわかった。

【０１６８】（試験２）表１に示す化学組成の炭素鋼
（タンディッシュ内溶鋼過熱度３０℃）を対象として図
６に示す構成の湾曲型連続鋳造装置を用い、下記条件で
薄鋳片の鋳造を行った。

【０１６９】 鋳型寸法：幅１０００ｍｍ×厚さ１００ｍｍ サポートロール：直径１１０〜１９０ｍｍ、ロールピッ
チ１５０〜３００ｍｍ 圧下帯の配置位置：鋳型内溶鋼メニスカスから２８００
〜６０００ｍｍの間 圧下ブロック対数：３ 油圧シリンダ数：各圧下ブロック毎に４本（上流側２
本、下流側２本） 圧下ブロック内の圧下ロール対数：５ 圧下ロールのピッチ：１８５〜２２７ｍｍ 二次冷却スプレー比水量：４リットル／( kg・steel) 薄鋳片厚さ、総圧下量（総圧下率）および鋳造速度：試
験１と同じとした。

【０１７０】表３に圧下条件を示す。

【０１７１】

【表３】

【０１７２】表３に示すように、本発明の第２方法に対
応する本発明例３では上流側の圧下ブロックほど大きな
圧下量を与え、かつ圧下ブロック間または最終圧下ブロ
ックとその下流の矯正帯との間の圧下勾配差を小さくし
た。本発明例４では、隣接する第２および第３圧下ブロ
ックの圧下ロールに同じ圧下量を与えた。本発明例５で
は、第１圧下ブロックと第２圧下ブロックとの間の平均
圧下勾配のみに差を与え、かつ、これらの間の平均圧下
勾配差を大きくした。一方、比較例３では、各圧下ブロ
ックの圧下ロールに一定の圧下量を与えた。図１６に上
記試験結果を示す。

【０１７３】図１６は、総蓄積歪とメニスカスからの距
離および限界歪との関係を示す図である。ハッチング部
は、未凝固圧下歪以外の図４に示す内部歪の蓄積歪であ
る。

【０１７４】図示するように、本発明例３および４で発
生している未凝固圧下蓄積歪は、蓄積が影響する区間で
均等であり、かつ全体的に小さい。本発明例５では大き
い平均圧下勾配差によって鋳片が折り曲げられた状態に
なり、発生する未凝固圧下歪の影響がみられ、総蓄積歪
の最大値が限界歪を若干超えた。一方、比較例３では、
最大未凝固圧下歪が発生する場所での歪蓄積区間が長い
ので、多くの歪みが蓄積され、限界歪を超える大きい蓄
積歪が発生した。

【０１７５】鋳造後の鋳片の断面をサルファプリントし
た結果、本発明例３および４の薄鋳片では内部割れの発
生はみられなかった。本発明例５では、軽微な内部割れ
が認められた。一方、比較例３では内部割れの発生が確
認された。評価を表３に併せて示す。◎印は内部割れの
発生なし、△印は軽微な内部割れの発生あり、×印は内
部割れの発生ありを意味する。

【０１７６】さらに、隣接する圧下ブロック間の平均圧
下勾配差と鋼の炭素含有量との関係を調査した結果、薄
鋳片の内部割れ発生を防止するには、上記平均圧下勾配
差を、表１に示す化学組成および限界歪を有する炭素鋼
では２％以内、限界歪量がさらに高い低炭素鋼および極
低炭素鋼では５％以内とすればよいことがわかった。

【０１７７】（試験３）表１に示す化学組成の炭素鋼
（タンディッシュ内溶鋼過熱度３０℃）を対象として、
図１に示す構成の湾曲型連続鋳造装置を用い、さらに圧
下ロールの配置位置が一定曲率半径（Ｒ＝３．５ｍ）の
円弧内の条件、更に曲げ帯から圧下を開始する条件と
し、下記条件で薄鋳片の鋳造を行った。圧下条件を除く
鋳造条件および総圧下率は試験１と同じである。表４に
圧下条件を示す。

【０１７８】

【表４】

【０１７９】表４に示す本発明例６は本発明例１と、本
発明例８は本発明例３と、それぞれ同じ条件である。一
方、本発明例７は本発明例１と、本発明例９は本発明例
３と、それぞれ同様の圧下パターンを採用し、いずれも
更に曲げ帯から圧下を開始する条件である。図１７に上
記試験結果を示す。

【０１８０】図１７は、総蓄積歪とメニスカスからの距
離および限界歪との関係を示す図である。ハッチング部
は、未凝固圧下歪以外の図４に示す内部歪の蓄積歪であ
る。

【０１８１】図示するように、本発明例６および８で
は、未凝固圧下蓄積歪は圧下実施前から最大蓄積歪が発
生していた曲げ歪蓄積部を避けるように加わっている。
更に、未凝固圧下歪が加わった箇所についても圧下実施
前の最大蓄積歪を超えていない。

【０１８２】本発明例７および９では、圧下開始ロール
が曲げ帯に入っているので、未凝固圧下歪が圧下実施前
から最大蓄積歪が発生していた曲げ歪蓄積部に加わり、
最大蓄積歪が増加している。しかし本発明例７および９
では、ともに本発明例１および３と同様の圧下パターン
を採用しているので、最大蓄積歪は限界歪にまで達して
いない。

【０１８３】鋳造後の鋳片の断面図をサルファプリント
した結果、本発明例６および８の薄鋳片では、内部割れ
の発生は見られなかった。本発明例７および９では、品
質に影響のない程度の微細な内部割れの発生が若干確認
された。これは、曲げ歪および未凝固圧下歪の蓄積歪は
限界歪以下であるが、若干の不可避的かつ定量化が困難
なミスアラインメント歪が加わって、限界歪をわずかに
超えたことによるものである。評価を表４に併せて示
す。◎印は内部割れの発生なし、○印は品質に影響のな
い程度の微細な内部割れの発生ありを意味する。

【０１８４】（試験４）鋳造速度、二次冷却スプレーの
配置条件および鋼種を前記試験１の本発明例１および３
と同一とし、比較例４、５、６および７として表５に示
す条件で鋳造した。表５に示すように、比較例４、５で
はロールピッチを、比較例６、７では比水量を、それぞ
れ変更した。表６に鋳造後の結果を示す。

【０１８５】

【表５】

【０１８６】

【表６】

【０１８７】図１５から予想されるとおり、ロールピッ
チの増加と比水量の低減はバルジング歪を著しく増大さ
せ、表６に示すように総蓄積歪の最大値が限界歪を超
え、その結果、内部割れの発生が避けられないことが明
かである。

【０１８８】（試験５）湾曲半径Ｒ＝３．５ｍの連続鋳
造装置の湾曲部に図１２および図１３に示す圧下ブロッ
ク１個を組み込み、下記条件で未凝固圧下を行いながら
薄鋳片の鋳造を実施し、鋳造途中における製品薄鋳片厚
さおよび鋳型厚さの変更可否試験を実施した。

【０１８９】鋼種：表１の炭素鋼 タンディッシュ内溶鋼過熱度：３０℃ 鋳型寸法：幅１０００ｍｍ×厚さ１００ｍｍ サポートロール：直径１１０〜１９０ｍｍ、ロールピッ
チ１５０〜２５０ｍｍ 圧下ブロック内の圧下ロール対数：５ 圧下ロールのピッチ：１８５〜２２７ｍｍ 二次冷却スプレー比水量：４リットル／( kg・steel) 鋳造速度：３．５ｍ／ｍｉｎ 鋳片厚さ：１００ｍｍ（総圧下量は２５ｍｍ） 圧下条件：各圧下ブロック内の圧下ロール１対当たりの
圧下量を上記総圧下量の均等割り（５ｍｍ） なお、上圧下ロールは、圧下時の鋳片パスラインにおい
て下圧下ロールと正対するように配置した。

【０１９０】図１８は、上記のようにセットした場合に
おける圧下前における鋳片パスラインの「ずれ」を示す
図である。このように、非常に小さなずれであることを
確認した。

【０１９１】図１９は、実施可能な連続鋳造方法の例を
示す図である。図１９(a) は従来の鋳造方法で製品厚さ
一定の例、図１９(b) は未凝固圧下により製品厚さを薄
くした例（単鋳）、図１９(c) は未凝固圧下を伴う鋳造
途中で製品厚さの変更を行った例、図１９(d) は連続鋳
造中に鋳型の厚さ替えを行った例を示す。

【０１９２】

【発明の効果】本発明方法によれば、未凝固圧下歪およ
びバルジング歪を低減させることよって総蓄積歪を小さ
く抑制し、高速鋳造条件下の未凝固圧下においても、内
部割れを防止した薄鋳片を製造することができる。

【０１９３】本発明装置によれば、ミスアラインメント
歪を抑制するとともに、鋳片の未凝固圧下を容易に行
い、装置を停機することなく鋳片厚さなどの変更を実施
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１または第３方法を適用するため
の、複数対の圧下ロールを備えた連続鋳造装置の例を示
す側面方向縦断面の概略図である。

【図２】鋳片の未凝固圧下を行わない従来の連続鋳造装
置内で発生する内部歪とメニスカスからの距離との関係
を、歪みの蓄積を考慮しないで示す図である。

【図３】鋳片厚みが１００ｍｍである場合の、抗張力出
現温度（ＺＳＴ）〔固相率０．８〕および延性出現温度
（ＺＤＴ）〔固相率０．９９〕に相当する凝固殻厚さと
メニスカスからの距離との関係の例を示す図である。

【図４】鋳片の圧下を行わない従来の連続鋳造装置内で
発生する内部歪に起因する蓄積歪とメニスカスからの距
離との関係を示す図である。

【図５】未凝固圧下歪を含む内部歪およびその総蓄積歪
とメニスカスからの距離との関係を示す図である。

【図６】本発明の第２または第３方法を適用するため
の、ブロック単位毎の圧下が可能な複数対の圧下ブロッ
クを備えた連続鋳造装置の例を示す側面方向縦断面の概
略図である。

【図７】薄鋳片のバルジング蓄積歪の最大値と、冷却の
比水量およびロールピッチとの関係を示す図である。

【図８】本発明の第１装置で用いる圧下ブロック１個の
構造概念を示す側面方向の縦断面概略図である。

【図９】湾曲部およびこの湾曲部に少なくとも一つの圧
下ブロックを有する連続鋳造装置の要部の概念を示す側
面方向の縦断面概略図である。

【図１０】鋳片の未凝固圧下を説明する側面方向の縦断
面の概念図である。

【図１１】上部セグメントフレームの各ガイド軸を上圧
下ロール群よりも上方で，上流側および下流側に各々配
置し、鋳込み方向ガイドの方向は湾曲部法線方向に平行
に配置した場合の、未凝固鋳片の圧下を説明する側面方
向の縦断面の概念図である。

【図１２】本発明の第２装置で用いる圧下ブロック１個
の上流側および下流側正面の一部縦断面概略図である。

【図１３】本発明の第２装置で用いる圧下ブロック側面
の一部縦断面概略図および制御装置の構成を示す図であ
る。

【図１４】本発明の第１および第２装置を用いることに
より、最終圧下ブロックの最後端部の圧下ロールとすぐ
下流側ロールとの位置関係が改善される状況を示す図で
ある。

【図１５】実施例試験１における、総蓄積歪とメニスカ
スからの距離および限界歪との関係を示す図である。

【図１６】実施例試験２における、総蓄積歪とメニスカ
スからの距離および限界歪との関係を示す図である。

【図１７】実施例試験３における、総蓄積歪とメニスカ
スからの距離および限界歪との関係を示す図である。

【図１８】実施例試験５で、上圧下ロールを圧下時の鋳
片パスラインにおいて下圧下ロールと正対するように配
置した場合における圧下前における鋳片パスラインの
「ずれ」を示す図である。

【図１９】本発明装置を用いて実施可能な連続鋳造方法
の例を示す図である。

【図２０】従来の連結セグメントフレーム圧下方式の例
を示す側面図である。

【図２１】従来の連結セグメントフレーム圧下方式の、
ロールの「ずれ」の状況例を説明する側面方向縦断面の
概略図である。

【図２２】従来の連結セグメントフレーム圧下方式の、
ロールの「ずれ」の他の状況例を説明する側面方向縦断
面の概略図である。

【符号の説明】

１：溶鋼、 1a：未凝固鋳片、
1b：凝固殻、２：鋳型、 ３：サポートロー
ル、 ４：油圧シリンダ、５：圧下ロール、
６：圧下ブロック、 ７：曲げ帯、８：矯正
帯、 ９：圧下帯、 ９′：二
次冷却帯、10：薄鋳片、 11：一定円弧範囲、
12：上部セグメントフレーム、
13：フレーム、14：固定ピン、 15：圧下用昇降
装置、 16：連結ピン、17：ロール、
18：下部セグメントフレーム、19：上流側ガイド軸、2
0：下流側ガイド軸、 21：下降ストッパー、 2
2：上昇ストッパー、23：回転下限ストッパー、24：鋳
片厚さまたは圧下量の変更用ウォームジャッキ、25：上
部固定フレーム、26：鋳込み方向ガイド、 27：回転
中心、28：シリンダロッド、 29：ピン、
30：固定金具、31：ウォーム、 32：鋳片厚
さおよび圧下量の設定盤、33：演算器、 34：
モーター駆動制御盤、 35：モーター駆動装置、36：油
圧サーボモーター、 37：ボル
ト、38：ずれ防止ガイド、 39：圧下前の鋳片のパスラ
イン、40：圧下後の鋳片のパスライン、
41：浮き上がり、42：湾曲部法線、Ａ：バルジング
歪、 Ｂ：曲げ歪、 Ｃ：矯正歪、Ａa ：バル
ジング蓄積歪、Ｂa ：曲げ蓄積歪、Ｃa ：矯正蓄積歪、
Ｄ：鋳片の固相率ｆs が０．８の凝固殻厚さを示す曲
線、Ｅ：鋳片の固相率ｆs が０．９９の凝固殻厚さを示
す曲線、Ｇ：歪蓄積区間、 Ｈ：未凝固圧下歪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 11/128 ３２０ Ｂ２２Ｄ 11/128 ３２０Ａ ３５０ ３５０Ａ 11/16 11/16 Ｃ (72)発明者 清水 広康 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 金沢 敬 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 熊倉 誠治 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 小出 優和 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 村上 敏彦 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 渡部 忠男 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−22550（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−50201（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−75754（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−262324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−97536（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−152357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−92766（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−205861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−252654（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−8004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−111555（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−116247（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−49350（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/20 B22D 11/124 B22D 11/128 B22D 11/128 310 B22D 11/128 320 B22D 11/128 350 B22D 11/16

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳型から引き抜かれた固液共存相を有する
   未凝固鋳片をサポートロール支持によって連続的に引き
   抜きながら圧下ロールで圧下する連続鋳造方法であっ
   て、鋳型直下から完全凝固に至るまでの間に配置され
   た、ロール対単位毎の圧下が可能な複数対の圧下ロール
   を用いて、圧下ロール１対当たりの下記で定義される
   圧下量をＰ_k (kは圧下ロール対の番号）とした場合、未
   凝固圧下歪を抑制するために、上流側の圧下ロールの圧
   下量を下流側の圧下ロールの圧下量以上とするように、 Ｐ₁ ≧Ｐ₂ ≧Ｐ₃ ≧・・・≧Ｐ_k （但し、全てが等しく
   なる場合を除く） とすることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。 圧下量：前段圧下ロールからの押し込み量（ｍｍ）
2. 【請求項２】鋳型から引き抜かれた固液共存相を有する
   未凝固鋳片をサポートロール支持によって連続的に引き
   抜きながら圧下ロールで圧下する連続鋳造方法であっ
   て、鋳型直下から完全凝固に至るまでの間に配置され、
   複数対の圧下ロールを備えた、ブロック対単位毎の圧下
   が可能な複数対の圧下ブロックを用いて、圧下ブロック
   対数をｉ、圧下ブロック内の圧下ロール対数をｊ（ｉ）
   とし、圧下ブロック内の圧下ロール１対当たりの下記
   で定義される圧下量をＰ_i,j(i)とした場合、未凝固圧下
   歪を抑制するために、同一圧下ブロック内の圧下ロール
   対には同一圧下量を与え、かつ上流側の圧下ブロックの
   圧下ロール１対当たりの圧下量は下流側ブロックの圧下
   量以上とし、さらに下記式(1) により得られる各圧下ブ
   ロック間の平均圧下勾配の差（Ｒ_i −Ｒ_i+1)を低減する
   ように、 第１ブロック：Ｐ_1,1(1)＝Ｐ_1,2(1)＝・・・＝Ｐ_1,j-1(1)＝Ｐ_1,j(1) 第２ブロック：Ｐ_2,1(2)＝Ｐ_2,2(2)＝・・・＝Ｐ_2,j-1(2)＝Ｐ_2,j(2) ： ： ： ： ： 第ｉブロック：Ｐ_i,1(i)＝Ｐ_i,2(i)＝・・・＝Ｐ_i,j-1(i)＝Ｐ_{ｉ，ｊ（ｉ）} で、かつ、 Ｐ_1,1(1)≧Ｐ_2,1(2)≧・・・≧Ｐ_i,1(i)（但し、全てが
   等しくなる場合を除く） とすることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。 圧下量：同一圧下ブロック内での前段圧下ロール対か
   らの押し込み量（ｍｍ） 【数１】
3. 【請求項３】固液共存相を有する未凝固鋳片をロール圧
   下する際、湾曲部を有する連続鋳造装置を用い、さらに
   曲げ歪および／または矯正歪を抑制するために、曲率半
   径が一定の円弧内で圧下することを特徴とする請求項１
   または２のいずれかの薄鋳片の連続鋳造方法。
4. 【請求項４】薄鋳片が熱延コイル用である場合に、さら
   にバルジング圧下歪を抑制するために、鋳型出口での鋳
   片厚さを７０〜１５０ｍｍ、鋳造速度を２．５〜６ｍ／
   ｍｉｎ、鋳片サポートロールおよび圧下ロールのロール
   ピッチを１００〜２５０ｍｍ、二次冷却比水量を１．５
   〜４．５リットル／( kg・steel)とすることを特徴とす
   る請求項１、２または３のいずれかの薄鋳片の連続鋳造
   方法。
5. 【請求項５】湾曲部およびこの湾曲部に未凝固鋳片の圧
   下ブロックを少なくとも一つ有する連続鋳造装置であっ
   て、圧下ブロックが、上圧下ロール昇降用の上部セグメ
   ントフレーム、この上部セグメントフレーム下部に設け
   た複数の上圧下ロール、この上部セグメントフレームを
   昇降させる昇降装置、この昇降装置を設ける門型の上部
   固定フレーム、上部セグメントフレームに固定した上流
   側ガイド軸および下流側ガイド軸、上部固定フレームに
   固定した上流側ガイド軸上昇ストッパー、上流側ガイド
   軸下降ストッパーおよび上流側ガイド軸の鋳込み方向ガ
   イド、ならびに上部固定フレームに固定した下流側ガイ
   ド軸上昇ストッパーおよび下流側ガイド軸回転下限スト
   ッパーを備え、上部セグメントフレームは、上流側ガイ
   ド軸が鋳込み方向ガイドに沿って昇降すると同時に湾曲
   部中心と上部セグメントフレーム中心を結ぶ法線方向に
   昇降可能となるように、かつ、上流側ガイド軸をその下
   降ストッパーに押し付けた状態で上流側ガイド軸の中心
   を回転中心として下流側ガイド軸上昇ストッパーとその
   回転下限ストッパーとの間で回動可能となるように、門
   型の上部固定フレームと連結され、さらに門型の上部固
   定フレームの下部に、複数の下圧下ロールを備えた下部
   セグメントフレームを配設してなり、ミスアラインメン
   ト歪を防止するためのものであることを特徴とする薄鋳
   片の連続鋳造装置。
6. 【請求項６】請求項５の圧下ブロックがさらに、上昇、
   下降および回転下限の各ストッパー位置の可変装置およ
   び可変制御装置を備え、操業中の鋳片の厚さ変更および
   圧下量などの調整による操業の停止を回避するためのも
   のであることを特徴とする薄鋳片の連続鋳造装置。