JP3389449B2 - 角型ビレットの連続鋳造方法 - Google Patents
角型ビレットの連続鋳造方法Info
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Description
続鋳造方法およびその連続鋳造用鋳型に関し、特に、中
炭素鋼の連続鋳造の際に発生する、ビレット断面内の不
均一凝固を防止する、角型ビレットの連続鋳造方法およ
びその連続鋳造用鋳型に関する。
は、ストランド断面内で、凝固の不均一が発生し、菱形
変形、凹み(デプレッション)、割れといった欠陥が発
生し易かった。特に、中炭素鋼の鋳造においては、鋳造
速度を上げるとこれらの欠陥が多発するため、鋳造速度
を上げることができず、生産性が低いという問題があっ
た。
て、例えば、連続鋳造用パウダーの粘度を下げて、鋳型
〜ストランド間のパウダー流入を促進する方法や、ある
いは、電磁力により溶融金属を鋳型内で撹拌する方法等
が、一般に用いられてきた。しかしながら、パウダーの
粘度を調節する方法では、断面内で、パウダー流入量の
分布を制御することが困難である。また、電磁力による
撹拌は、大がかりな装置が必要であり、また強撹拌を行
うと、メニスカス形状に不均一な盛り上がりが発生し、
凝固が不均一になる等の問題がある。
は、鋳型の上部に多重テ−パ部を設け、凝固シェルの収
縮率に応じて、鋳型内溶湯レベルを変化させる方法が開
示されている。しかし、この方法では、溶湯の収縮形態
は、鋳造方向で、また断面内でも一様ではないため、適
切なテーパ形状を設定することは困難である。
は、断面の偏倚の度合により、鋳型後方の2次冷却にお
いて、ストランドの鈍角部及び鋭角部に所定の冷却を施
す方法が開示されている。
ルが発達し表面温度が低下して剛性が高いため、冷却の
調整では断面形状を変化させることが困難であること、
また、凝固シェルがある程度厚くなった段階で断面の形
状を強制的に変形させると、凝固シェル内部に内部割れ
が発生し、品質上の問題となること、また2次冷却にお
いて、コーナー部のみ冷却を制御するためには大がかり
な装置が必要であり、設備コスト、ランニングコストが
増大することなどの問題がある。
ビレツト入り側の鋳型開孔部断面形状と出側の断面形状
を異なるものとして、その間を連続的に変化させる方法
が開示されている。この方法では、鋳造速度や品種の異
なった条件で鋳造する場合に、適切な形状を予め一つに
決定することが困難であり、また複雑な鋳型形状のた
め、加工が困難で、設備コストが増大するという問題が
ある。
必要であり、また適切な条件を見出すことが困難である
ため、簡易な方法で、鋳型断面内の凝固を調整できる鋳
型の開発が望まれている。
型ビレットの連続鋳造において、鋳型内の冷却を適切に
することで、凝固シェルの変形、割れ等を防止できる、
角型ビレットの連続鋳造方法およびその連続鋳造用鋳型
を提供することを目的とするものである。
発明の要旨は、下記の通りである。
点から鋳造方向への距離が等しい位置での鋳型コーナー
部の抜熱流束と鋳型面部の抜熱流束の割合を特定の範囲
とし、該割合に応じて、引き抜き速度および/または電
磁攪拌流速を変更させることを特徴とする角型ビレット
の連続鋳造方法、 (2)前記抜熱流束の割合を、鋳型コーナー部の抜熱流
束を鋳型面部の抜熱流束の30〜70%とすることを特
徴とする請求項1に記載の角型ビレットの連続鋳造方
法、である。
造における、コーナー部と面部の抜熱流束を適切に設定
することによって、凝固シェルの変形の極めて少ない、
高品質なビレットの連続鋳造が可能となる。
の連続鋳造用鋳型を示す。先ず、図1(a)は、鋳型1
の縦断面を示す図であり、鋳型筒内に熱電対2が埋め込
まれており、溶融金属3は、鋳型1で冷却されて凝固シ
ェル4を形成させながら、連続的に引き抜かれる。ま
た、図1(b)は、図1(a)のA−A断面図であり、
この例においては、各面部中央、および各コーナー部に
熱電対2が埋め込まれており、凝固開始点5から等距離
にある面部とコーナー部の鋳型温度が同時に測定できる
ものである。
ビレットの連続鋳造方法を示す。凝固開始点5から等距
離にある鋳型1の面部とコーナー部に埋め込まれた、熱
電対2に発生する起電力を変換器7により、鋳型温度デ
ータに変換し、演算装置8により、面部熱流束qfおよ
びコーナー部熱流束qcを次式のように計算する。
より求めた、面部およびコーナー部の総括熱伝達係数
(W/m2 K)であり、TfおよびTcは、面部および
コーナー部に埋め込まれた熱電対の温度(K)であり、
Twは、冷却水温度(K)である。
数の面部およびコーナー部に、熱電対2を埋め込んでも
よく、例えば、図1(b)に示すように、角型ビレット
鋳型の各面および各コーナー部で、測温した場合には、
各面の熱流束の最大値max(qf)および最小値mi
n(qf)、各コーナーの熱流束の最大値max(q
c)および最小値min(qc)を計算し、次に、熱流
束比(qc/qf)の最大値max、最小値minを、
次のように、計算する。
0.3)と許容最大値Cmax(=0.7)の間にある
かどうかを判定し、許容範囲内にあれば、現状の操業条
件のまま鋳造を続行し、許容範囲を越えた場合には、引
き抜き速度を低下させパウダー流入を促進させるか、あ
るいは、電磁撹拌装置6を使用している場合には、電磁
攪拌流速を低減させて湯面の盛り上がりを低減させるこ
とにより、凝固の均一性を回復させる。
もよく、あるいは、これらを組み合わせて実施してもよ
い。ここで、熱流束比が許容最小値(0.3)より小さ
くなると、コーナー部の凝固が極端に遅れ、内部の割れ
や、凝固シェルが破れブレークアウトの危険性が急激に
増大する。また、逆に熱流束比が許容最大値(0.7)
よりも大きくなると、コーナー部の剛性が大きくなり、
面部の凹みや、菱形変形が発生する危険性が増大する。
型に成形された、角型ビレットの連続鋳造用鋳型1の、
コーナー部の肉厚を面部の肉厚よりも厚くした、本発明
の鋳型の断面図を示す。ここで、面部の板厚をt1、コ
ーナー部の板厚をt2、内半径をRとすると、t2は、
次のような範囲にするのが望ましい。
加工を施した、本発明の角型ビレットの連続鋳造用鋳型
1の断面図を示す。ここで、溝9の深さd、溝の幅w、
溝の周期Lとすれば、鋳型の強度から、d<0.5×t
1とするのが望ましく、鋳型内面の温度を均一にするた
めに、L<w+t1−dとするのが望ましい。
およびCu製の連続鋳造用鋳型を用いて、中炭素鋼の連
続鋳造を実施した例について説明する。鋳造条件は、次
の通りである。
0mm ・鋳型肉厚:10mm(面部、コーナー共同一) ・鋼種:中炭素鋼([C]=0.1wt%) 図5および図6には、各種鋳造条件、すなわち鋳造速
度、電磁撹拌装置のコイル電流を変化させた場合の、熱
流束比と割れ、ブレークアウト、凹み、および菱形変形
(鋳片断面が菱形に変形)の発生回数を示す。
低下すると割れやブレークアウトの発生が増加し、図6
に示すように、熱流束比が0.7より増加すると、凹み
や菱形変形の発生が増大している。熱流束比を0.3以
上、0.7以下に維持することで、欠陥の無い高品質な
鋳片の製造が可能である。
造した場合の実施例を示す。前述した、鋳片条件の中
で、以下の項目を変更した。 本発明例1:コーナー部鋳型肉厚=14.1mm(鋳型
外面コーナーR=10mm)。 本発明例2:面部のみ冷却溝加工(鋳型全長、幅方向1
42mmにわたり、幅2.0mm、深さ3.0mm、溝
底R=1.0mm、ピッチ4.0mmの溝を各面、36
本/面加工)。
際の、平均鋳造速度(同鋼種1カ月平均)を示す。従来
の鋳型では、前述した熱流束比が特定範囲を越えた場合
に、鋳造速度を低下させて、適切な熱流束比になるよう
操業していた。それに対して、本発明の鋳型を用いて鋳
造した場合には、熱流束比が特定範囲を越えることが、
大幅に減少したため、鋳造速度を落とすことなく製造が
可能となった。
際の、鋳片の表面介在物個数を調べた結果を示す。従来
の鋳型では、前述した熱流束比が特定範囲を越えた場合
に、電磁撹拌を低減させることで、適切な熱流束比にな
るよう操業していたため、表面介在物が多く、品質上問
題となっていた。それに対して、本発明の鋳型を用いて
鋳造した場合には、熱流束比が特定範囲を越えることが
大幅に減少したため、電磁撹拌を低減させることなく鋳
造が可能となり、介在物は大幅に低減した。
角形ビレットの連続鋳造における、鋳片の割れ、ブレー
クアウト、凹みや変形を防止することを可能となるた
め、鋳造速度低下を防止し、生産性の向上が可能とな
り、また電磁撹拌電流の低減を防止し、品質の向上が期
待できる。
連続鋳造用鋳型の断面図であり、a)は縦断面図、
(b)は横断面図(A−A断面)である。
造方法を示す概念図である。
造用鋳型の横断面図である。
続鋳造用鋳型の横断面図である。
ウトの発生回数との関係を示す図である。
発生回数との関係を示す図である。
度の比較の例を示す図である。
の比較の例を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 角型ビレットの連続鋳造方法において、
凝固開始点から鋳造方向への距離が等しい位置での鋳型
コーナー部の抜熱流束と鋳型面部の抜熱流束の割合を特
定の範囲とし、該割合に応じて、引き抜き速度および/
または電磁攪拌流速を変更させることを特徴とする角型
ビレットの連続鋳造方法。 - 【請求項2】 前記抜熱流束の割合を、鋳型コーナー部
の抜熱流束を鋳型面部の抜熱流束の30〜70%とする
ことを特徴とする請求項1に記載の角型ビレットの連続
鋳造方法。
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JP09864397A JP3389449B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 角型ビレットの連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP09864397A JP3389449B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 角型ビレットの連続鋳造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10286652A JPH10286652A (ja) | 1998-10-27 |
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JP09864397A Expired - Fee Related JP3389449B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 角型ビレットの連続鋳造方法 |
Country Status (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3175938A1 (en) * | 2015-12-02 | 2017-06-07 | KWS South Wales Limited | Temperature controlled casting process |
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JP5896811B2 (ja) * | 2012-04-02 | 2016-03-30 | 株式会社神戸製鋼所 | チタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造用の鋳型およびこれを備えた連続鋳造装置 |
CN110243489B (zh) * | 2019-07-01 | 2020-09-11 | 西北工业大学 | 一种电磁悬浮熔体凝固过程三维温度场测定装置及方法 |
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1997
- 1997-04-16 JP JP09864397A patent/JP3389449B2/ja not_active Expired - Fee Related
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