JP3277873B2 - 連続鋳造鋳片の製造方法 - Google Patents
連続鋳造鋳片の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素鋼、ステンレ
ス鋼、高合金鋼等の連続鋳造鋳片の製造方法で、特に中
心偏析、センターポロシティおよび内部割れ等の内部欠
陥の少ない鋳片の製造を可能とする連続鋳造鋳片の製造
方法に関する。
ス鋼、高合金鋼等の連続鋳造鋳片の製造方法で、特に中
心偏析、センターポロシティおよび内部割れ等の内部欠
陥の少ない鋳片の製造を可能とする連続鋳造鋳片の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼の連続鋳造においては、鋳片の中心部
に中心偏析やセンターポロシティ等の内部欠陥が発生し
品質上の問題となる。
に中心偏析やセンターポロシティ等の内部欠陥が発生し
品質上の問題となる。
【０００３】例えば、線材向けの鋳片に生じる中心偏析
およびセンターポロシティは伸線加工の際のカッピー断
線の原因となり、また、棒鋼においては押し出し加工の
際のシェブロンクラックの発生の原因となる。また、厚
板用の鋳片の中心偏析およびセンターポロシティは、大
入熱用継手部の靱性低下や、サワーガス輸送用大径鋼管
の水素誘起割れの原因となる。
およびセンターポロシティは伸線加工の際のカッピー断
線の原因となり、また、棒鋼においては押し出し加工の
際のシェブロンクラックの発生の原因となる。また、厚
板用の鋳片の中心偏析およびセンターポロシティは、大
入熱用継手部の靱性低下や、サワーガス輸送用大径鋼管
の水素誘起割れの原因となる。
【０００４】中心偏析は、鋳片の厚み方向中心部にＣ，
Ｓ，ＰおよびＭｎなどの溶鋼成分が濃化する現象であ
り、凝固進行に伴い濃化した樹枝状晶間の残溶鋼が、溶
鋼の凝固収縮やロール間バルジング等の原因により最終
凝固部である鋳片中心部に移動し集積することにより発
生すると考えられている。
Ｓ，ＰおよびＭｎなどの溶鋼成分が濃化する現象であ
り、凝固進行に伴い濃化した樹枝状晶間の残溶鋼が、溶
鋼の凝固収縮やロール間バルジング等の原因により最終
凝固部である鋳片中心部に移動し集積することにより発
生すると考えられている。
【０００５】また、センターポロシティは、凝固収縮が
原因で最終凝固部である鋳片中心部に生成する。したが
って、これらの対策として濃化溶鋼である残溶鋼の移動
および集積を阻止し、また、凝固収縮によるセンターポ
ロシティの発生を抑制するために、凝固完了点付近をロ
ールまたは金型などの手段で圧下する未凝固圧下方法が
提案されてきた。
原因で最終凝固部である鋳片中心部に生成する。したが
って、これらの対策として濃化溶鋼である残溶鋼の移動
および集積を阻止し、また、凝固収縮によるセンターポ
ロシティの発生を抑制するために、凝固完了点付近をロ
ールまたは金型などの手段で圧下する未凝固圧下方法が
提案されてきた。
【０００６】例えば、特公昭５９−１６８６２号公報に
は、鋳片の凝固末期部にロールによる軽圧下を施し、凝
固収縮やロール間バルジングによって生じる負圧部の発
生を抑制して、固液共存相の液相流動を極力抑え、中心
偏析やポロシティの低減を図る方法が開示されている。
は、鋳片の凝固末期部にロールによる軽圧下を施し、凝
固収縮やロール間バルジングによって生じる負圧部の発
生を抑制して、固液共存相の液相流動を極力抑え、中心
偏析やポロシティの低減を図る方法が開示されている。
【０００７】また、特開平３−１２４３５２号公報に
は、鋳片の厚さの２〜５倍の直径を有するロールで凝固
末期部を圧下する方法が提示されている。
は、鋳片の厚さの２〜５倍の直径を有するロールで凝固
末期部を圧下する方法が提示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報のような従来の未凝固圧下方法では、以下に示す問題
がある。
報のような従来の未凝固圧下方法では、以下に示す問題
がある。
【０００９】(a) 条鋼等に用いるＣ含有量が高い鋼種で
は、未凝固圧下にともなう内部割れが発生しやすく要求
される品質レベルを確保できない。 (b) 内部割れ発生を防止するために、圧下量を小さくす
ると、中心偏析やポロシティの低減が不十分となる。 (c) 凝固末期での圧下のため、変形抵抗が大きくなり、
圧下設備が大型化する。
は、未凝固圧下にともなう内部割れが発生しやすく要求
される品質レベルを確保できない。 (b) 内部割れ発生を防止するために、圧下量を小さくす
ると、中心偏析やポロシティの低減が不十分となる。 (c) 凝固末期での圧下のため、変形抵抗が大きくなり、
圧下設備が大型化する。
【００１０】本発明の目的は、連続鋳造において、中心
偏析、センターポロシティを低減するとともに内部割れ
の発生を抑制する連続鋳造鋳片の製造方法を提供するこ
とにある。
偏析、センターポロシティを低減するとともに内部割れ
の発生を抑制する連続鋳造鋳片の製造方法を提供するこ
とにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため、丸鋳片用の連続鋳造装置に、未凝固
部を有する凝固完了前の鋳片を圧下する一対の水平ロー
ルを組込み、種々の実験および検討を行い、鋳片の内部
品質を調査した。
題を解決するため、丸鋳片用の連続鋳造装置に、未凝固
部を有する凝固完了前の鋳片を圧下する一対の水平ロー
ルを組込み、種々の実験および検討を行い、鋳片の内部
品質を調査した。
【００１２】図１は、中心偏析およびセンターポロシテ
ィに及ぼす圧下形状比の影響を示すグラフである。ここ
で、圧下形状比は、ロール接触長と未凝固厚の比で整理
され、未凝固圧下量、未凝固圧下ロール直径および未凝
固厚をそれぞれＲ、Ｄ、Ｌとすると、（Ｄ・Ｒ）0.5 ／
Ｌで表される。なお、未凝固圧下の際の圧下ロールと鋳
片との接触長さであるロール接触長は、（Ｄ・Ｒ／２）
0.5 で表される。
ィに及ぼす圧下形状比の影響を示すグラフである。ここ
で、圧下形状比は、ロール接触長と未凝固厚の比で整理
され、未凝固圧下量、未凝固圧下ロール直径および未凝
固厚をそれぞれＲ、Ｄ、Ｌとすると、（Ｄ・Ｒ）0.5 ／
Ｌで表される。なお、未凝固圧下の際の圧下ロールと鋳
片との接触長さであるロール接触長は、（Ｄ・Ｒ／２）
0.5 で表される。
【００１３】図２は、内部割れに及ぼす圧下形状比の影
響を示すグラフである。図３は、適正な圧下形状比を説
明するグラフである。図１〜３に示す実験結果ならびに
他の実験結果より、以下の(a) 〜(d) の知見が得られ
た。
響を示すグラフである。図３は、適正な圧下形状比を説
明するグラフである。図１〜３に示す実験結果ならびに
他の実験結果より、以下の(a) 〜(d) の知見が得られ
た。
【００１４】(a) 中心偏析の有無およびセンターポロシ
ティの大きさは、圧下形状比で整理することができ、圧
下形状比が３．０以上で著しく改善される。 (b) 内部割れの長さは圧下形状比が特定の範囲で極大と
なり、圧下形状比が３．０以上で著しく減少する。圧下
形状比が４．０以上で内部割れの発生はない。
ティの大きさは、圧下形状比で整理することができ、圧
下形状比が３．０以上で著しく改善される。 (b) 内部割れの長さは圧下形状比が特定の範囲で極大と
なり、圧下形状比が３．０以上で著しく減少する。圧下
形状比が４．０以上で内部割れの発生はない。
【００１５】(c) 圧下形状比が７．０を越えるとロール
負荷が大きくなり、鋳片の引抜が困難となる。 (d) 未凝固圧下ロール直径は３００ｍｍ以上１０００ｍ
ｍ以下が好ましい。
負荷が大きくなり、鋳片の引抜が困難となる。 (d) 未凝固圧下ロール直径は３００ｍｍ以上１０００ｍ
ｍ以下が好ましい。
【００１６】本発明は上記の知見に基づくもので、その
要旨は下記の(1) と(2) のとおりである。
要旨は下記の(1) と(2) のとおりである。
【００１７】(1) 鋼の連続鋳造において、未凝固部を有
する鋳片を鋳片の中心固相率が０．３以上０．８以下
で、下記の圧下形状比αが３．０以上７．０以下で圧下
することを特徴とする連続鋳造鋳片の製造方法。
する鋳片を鋳片の中心固相率が０．３以上０．８以下
で、下記の圧下形状比αが３．０以上７．０以下で圧下
することを特徴とする連続鋳造鋳片の製造方法。
【００１８】α＝（Ｄ・Ｒ）0.5 ／Ｌ 但し、Ｌ：未凝固厚 Ｄ：未凝固圧下ロール直径 Ｒ：未凝固圧下量 (2) 上記未凝固圧下ロール直径が３００ｍｍ以上１００
０ｍｍ以下であることを特徴とする上記(1) 項に記載の
連続鋳造鋳片の製造方法。
０ｍｍ以下であることを特徴とする上記(1) 項に記載の
連続鋳造鋳片の製造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】図４は、本発明方法を実現する連
続鋳造装置の構成例を示す概略図である。図４に示すよ
うに、浸漬ノズル２１から鋳型２２に注入された溶鋼２
３は、冷却ロール群２４および案内ロール群２５を経て
冷却され凝固シェル２６が形成され、未凝固部２７を有
する鋳片２８となり、未凝固圧下装置２９および凝固後
圧下装置３０を経てピンチロール３１により引き抜かれ
る。
続鋳造装置の構成例を示す概略図である。図４に示すよ
うに、浸漬ノズル２１から鋳型２２に注入された溶鋼２
３は、冷却ロール群２４および案内ロール群２５を経て
冷却され凝固シェル２６が形成され、未凝固部２７を有
する鋳片２８となり、未凝固圧下装置２９および凝固後
圧下装置３０を経てピンチロール３１により引き抜かれ
る。
【００２０】本発明方法では、上記のような装置構成の
連続鋳造装置において、凝固完了前の未凝固部を有する
鋳片２８を未凝固圧下装置２９で圧下する。図５は、本
発明に係る未凝固圧下装置による未凝固圧下を説明する
模式図である。同図に示すように、未凝固圧下装置２９
は、未凝固部２７を有する鋳片２８を圧下する一対の未
凝固圧下ロール３２を備え、未凝固部厚Ｌの鋳片を未凝
固圧下量Ｒで圧下する。ここで、未凝固厚Ｌは、圧下直
前の固相率が０．９９以下の未凝固部の厚さであり、符
号３３は、固相率が０．９９の線である。
連続鋳造装置において、凝固完了前の未凝固部を有する
鋳片２８を未凝固圧下装置２９で圧下する。図５は、本
発明に係る未凝固圧下装置による未凝固圧下を説明する
模式図である。同図に示すように、未凝固圧下装置２９
は、未凝固部２７を有する鋳片２８を圧下する一対の未
凝固圧下ロール３２を備え、未凝固部厚Ｌの鋳片を未凝
固圧下量Ｒで圧下する。ここで、未凝固厚Ｌは、圧下直
前の固相率が０．９９以下の未凝固部の厚さであり、符
号３３は、固相率が０．９９の線である。
【００２１】図５において、未凝固圧下ロール３２は、
水平ロールを示したが垂直ロールであってもよく、ま
た、その形状は、フラット形状を示したが孔型形状であ
ってもよい。なお、孔型形状のロールの場合、その平均
ロール径を未凝固圧下ロール直径として計算して良い。
水平ロールを示したが垂直ロールであってもよく、ま
た、その形状は、フラット形状を示したが孔型形状であ
ってもよい。なお、孔型形状のロールの場合、その平均
ロール径を未凝固圧下ロール直径として計算して良い。
【００２２】ここに、本発明方法によれば、未凝固部を
有する鋳片を鋳片の中心固相率が０．３以上０．８以下
で、下記の圧下形状比αが３．０以上７．０以下で圧下
する。 α＝（Ｄ・Ｒ）0.5 ／Ｌ 但し、Ｌ：未凝固厚 Ｄ：未凝固圧下ロール直径 Ｒ：未凝固圧下量 次に、未凝固圧下の時期を鋳片の中心固相率が０．３以
上０．８以下とした理由について説明する 中心固相率が０．３未満では、内部割れの発生を防止す
るのに必要な未凝固圧下量が大きくなり、圧下による断
面減少が大きく連続鋳造の生産性が著しく低下する。中
心固相率が０．８を越えると、圧下の内部浸透性が極め
て悪くなるため未凝固圧下量が大きくなり、さらに、変
形抵抗も著しく増加するため未凝固圧下装置が大型化し
実用的でない。好ましくは、中心固相率が０．５以上
０．７以下である。
有する鋳片を鋳片の中心固相率が０．３以上０．８以下
で、下記の圧下形状比αが３．０以上７．０以下で圧下
する。 α＝（Ｄ・Ｒ）0.5 ／Ｌ 但し、Ｌ：未凝固厚 Ｄ：未凝固圧下ロール直径 Ｒ：未凝固圧下量 次に、未凝固圧下の時期を鋳片の中心固相率が０．３以
上０．８以下とした理由について説明する 中心固相率が０．３未満では、内部割れの発生を防止す
るのに必要な未凝固圧下量が大きくなり、圧下による断
面減少が大きく連続鋳造の生産性が著しく低下する。中
心固相率が０．８を越えると、圧下の内部浸透性が極め
て悪くなるため未凝固圧下量が大きくなり、さらに、変
形抵抗も著しく増加するため未凝固圧下装置が大型化し
実用的でない。好ましくは、中心固相率が０．５以上
０．７以下である。
【００２３】次に、圧下形状比αを３．０以上７．０以
下とした理由を説明する。図３に示したように、圧下形
状比が３．０以上の場合には、中心偏析、センターポロ
シティおよび内部割れ等の内部欠陥の発生が著しく抑制
される。この条件による圧下においては、凝固界面は圧
縮応力状態となり、また、溶鋼流動が大きくなるため凝
固界面近傍の樹枝状晶間に吸引された濃化溶鋼も鋳込み
上流側に絞り出されるためであると考えられる。
下とした理由を説明する。図３に示したように、圧下形
状比が３．０以上の場合には、中心偏析、センターポロ
シティおよび内部割れ等の内部欠陥の発生が著しく抑制
される。この条件による圧下においては、凝固界面は圧
縮応力状態となり、また、溶鋼流動が大きくなるため凝
固界面近傍の樹枝状晶間に吸引された濃化溶鋼も鋳込み
上流側に絞り出されるためであると考えられる。
【００２４】圧下形状比が３．０未満の場合には、中心
偏析、センターポロシティおよび内部割れ等の内部欠陥
の発生の抑制が不充分である。圧下形状比が７．０を越
えると圧下ロールの負荷が大きくなり鋳片の引き抜きが
困難になる。
偏析、センターポロシティおよび内部割れ等の内部欠陥
の発生の抑制が不充分である。圧下形状比が７．０を越
えると圧下ロールの負荷が大きくなり鋳片の引き抜きが
困難になる。
【００２５】好ましくは、圧下形状比は４．０以上６．
６以下である。次に、本発明の好適態様で、未凝固圧下
ロール直径を３００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下とした理
由を説明する。
６以下である。次に、本発明の好適態様で、未凝固圧下
ロール直径を３００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下とした理
由を説明する。
【００２６】未凝固圧下ロール直径が３００ｍｍ未満の
場合には、圧下の内部浸透性が悪化するため、内部欠陥
の発生の抑制が不充分となる。未凝固圧下ロール直径が
１０００ｍｍを越えると、圧下力が増大するとともに未
凝固圧下装置が大型化し実用的でない。
場合には、圧下の内部浸透性が悪化するため、内部欠陥
の発生の抑制が不充分となる。未凝固圧下ロール直径が
１０００ｍｍを越えると、圧下力が増大するとともに未
凝固圧下装置が大型化し実用的でない。
【００２７】
【実施例】図４に示す基本構成で、表１に示す設備仕様
の丸鋳片用連続鋳造装置を使用し、直径２５０ｍｍの鋳
型で高炭素鋼( Ｃ：１．０重量％) を鋳造し、未凝固圧
下および凝固後圧下を行い直径１９０ｍｍの円形断面の
鋳片を製造した。なお、未凝固圧下は、フラットロール
を使用し水平スタンド１段でおこなった。凝固後圧下
は、孔型ロールを使用し、垂直と水平の２スタンドでお
こなった。
の丸鋳片用連続鋳造装置を使用し、直径２５０ｍｍの鋳
型で高炭素鋼( Ｃ：１．０重量％) を鋳造し、未凝固圧
下および凝固後圧下を行い直径１９０ｍｍの円形断面の
鋳片を製造した。なお、未凝固圧下は、フラットロール
を使用し水平スタンド１段でおこなった。凝固後圧下
は、孔型ロールを使用し、垂直と水平の２スタンドでお
こなった。
【００２８】
【表１】
【００２９】表２に鋳造条件を示す。なお、未凝固圧下
装置の直前で所定の中心固相率となるように、鋳造速度
を１．７〜２．２ｍ／分の間で調整した。また、未凝固
厚の測定は、鋳片温度解析ならびにFe-S添加による凝固
厚測定等によりおこなった。
装置の直前で所定の中心固相率となるように、鋳造速度
を１．７〜２．２ｍ／分の間で調整した。また、未凝固
厚の測定は、鋳片温度解析ならびにFe-S添加による凝固
厚測定等によりおこなった。
【００３０】
【表２】
【００３１】定常鋳造部より、鋳込み方向に１００ｍｍ
の間隔で２１個の横断面サンプルを採取し、内部割れ、
中心偏析およびセンターポロシティを調査した。内部割
れは横断面のサルファプリントをおこない、割れ長さで
評価した。中心偏析は、横断面サンプルの中心部のＣ濃
度を分析し、それを横断面の平均濃度Ｃ0 との比、すな
わち偏析度（Ｃ／Ｃ0 ）として整理した。センターポロ
シティは、横断面サンプル内のセンターポロシティの総
面積を測定し、鋳片総面積との比でセンターポロシティ
面積率として表した。表３に、上記の品質調査結果を示
す。なお、同表の値は、２１個の横断面サンプルの平均
値である。
の間隔で２１個の横断面サンプルを採取し、内部割れ、
中心偏析およびセンターポロシティを調査した。内部割
れは横断面のサルファプリントをおこない、割れ長さで
評価した。中心偏析は、横断面サンプルの中心部のＣ濃
度を分析し、それを横断面の平均濃度Ｃ0 との比、すな
わち偏析度（Ｃ／Ｃ0 ）として整理した。センターポロ
シティは、横断面サンプル内のセンターポロシティの総
面積を測定し、鋳片総面積との比でセンターポロシティ
面積率として表した。表３に、上記の品質調査結果を示
す。なお、同表の値は、２１個の横断面サンプルの平均
値である。
【００３２】
【表３】
【００３３】本発明例は、センターポロシティ面積率お
よび偏析度が小さく良好であり、内部割れもなしまたは
軽微であり問題はなかった。一方、比較例１は、センタ
ーポロシティ、中心偏析および内部割れの全てにおいて
不良であった。比較例２は内部品質は良好であったが、
圧下ロールへの負荷が大きく、鋳片の引抜ができなかっ
た。
よび偏析度が小さく良好であり、内部割れもなしまたは
軽微であり問題はなかった。一方、比較例１は、センタ
ーポロシティ、中心偏析および内部割れの全てにおいて
不良であった。比較例２は内部品質は良好であったが、
圧下ロールへの負荷が大きく、鋳片の引抜ができなかっ
た。
【００３４】
【発明の効果】本発明により、内部割れ、センターポロ
シティおよび中心偏析が少ない内部品質が良好な連続鋳
造鋳片の製造が可能となる。
シティおよび中心偏析が少ない内部品質が良好な連続鋳
造鋳片の製造が可能となる。
【図１】中心偏析およびセンターポロシティに及ぼす圧
下形状比の影響を示すグラフである。
下形状比の影響を示すグラフである。
【図２】内部割れに及ぼす圧下形状比の影響を示すグラ
フである。
フである。
【図３】適正な圧下形状比を説明するグラフである。
【図４】本発明方法を実現する連続鋳造装置の構成例を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図５】本発明に係る未凝固圧下装置による未凝固圧下
を説明する模式図である。
を説明する模式図である。
２１ 浸漬ノズル ２２ 鋳型 ２３ 溶鋼 ２４ 冷却ロール群 ２５ 案内ロール群 ２６ 凝固シェル ２７ 未凝固部 ２８ 鋳片 ２９ 未凝固圧下装置 ３０ 凝固後圧下装置 ３１ ピンチロール ３２ 未凝固圧下ロール ３３ 固相率０．９９の線 Ｌ 未凝固部厚 Ｒ 未凝固圧下量
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−129060（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−99349（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−204812（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−179509（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−108955（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−227657（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−132355（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−124352（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−16862（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/128 350 B22D 11/20
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼の連続鋳造において、未凝固部を有す
る鋳片を鋳片の中心固相率が０．３以上０．８以下で、
下記の圧下形状比αが３．０以上７．０以下で圧下する
ことを特徴とする連続鋳造鋳片の製造方法。 α＝（Ｄ・Ｒ）0.5 ／Ｌ 但し、Ｌ：未凝固厚 Ｄ：未凝固圧下ロール直径 Ｒ：未凝固圧下量 - 【請求項２】 上記未凝固圧下ロール直径が３００ｍｍ
以上１０００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１
に記載の連続鋳造鋳片の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35985897A JP3277873B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 連続鋳造鋳片の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35985897A JP3277873B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 連続鋳造鋳片の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11188468A JPH11188468A (ja) | 1999-07-13 |
| JP3277873B2 true JP3277873B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=18466666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35985897A Expired - Lifetime JP3277873B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 連続鋳造鋳片の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277873B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114734010B (zh) * | 2022-03-18 | 2024-05-10 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 薄板坯连铸连轧在线减薄铸坯的生产方法 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP35985897A patent/JP3277873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11188468A (ja) | 1999-07-13 |
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