JP6206106B2

JP6206106B2 - Continuous casting roll and continuous casting method

Info

Publication number: JP6206106B2
Application number: JP2013234794A
Authority: JP
Inventors: 将士谷口; 圭司黒田; 実秋元
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2033-11-13
Also published as: JP2015093302A

Description

本発明は、連続鋳造設備において、連続鋳造された鋳片を搬送する際に用いられる連続鋳造用ロールおよび連続鋳造方法に関するものである。 The present invention relates to a continuous casting roll and a continuous casting method used when conveying a continuously cast slab in a continuous casting facility.

鉄鋼業において、溶鋼を凝固させて鋳片を製造する際、一般に、連続鋳造機が用いられる。図１に示すように、連続鋳造機１は、タンディッシュ２の直下の鋳型３で一次冷却されて表面が凝固した高温の鋳片４を、鋳型３の下方に少しずつ引き出し、連続鋳造用ロール５で挟みながら連続して送り出し、これにより鋳片４が連続して生産される。 In the steel industry, when a molten steel is solidified to produce a slab, a continuous casting machine is generally used. As shown in FIG. 1, a continuous casting machine 1 is a continuous casting roll in which a high temperature slab 4 whose surface is solidified by first cooling with a mold 3 immediately below a tundish 2 is gradually drawn below the mold 3. Then, the slab 4 is continuously produced while being sandwiched between the slabs 5.

このような連続鋳造機１において、溶鋼から連続鋳造された鋳片４を搬送する連続鋳造用ロール５のロール胴部の表面は、高温の鋳片４に接触しているときの熱膨張と、接触していない時の収縮とが繰り返され、その疲労によって亀裂が生じやすい。 In such a continuous casting machine 1, the surface of the roll body of the continuous casting roll 5 that conveys the slab 4 continuously cast from molten steel has thermal expansion when it is in contact with the high temperature slab 4; Shrinkage when not in contact is repeated, and cracks are likely to occur due to fatigue.

その対策として、例えば特許文献１には、ロール胴部の外周面に、円周方向に複数の環状のスリット溝が設けられた連続鋳造用ロールが開示されている。このような複数のスリット溝を設けることによって、鋳片接触時の膨張による歪みが吸収され、ロールの亀裂を防いで劣化を抑制する効果がある。 For example, Patent Document 1 discloses a continuous casting roll in which a plurality of annular slit grooves are provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface of a roll body. By providing such a plurality of slit grooves, distortion due to expansion at the time of slab contact is absorbed, and there is an effect of preventing deterioration of the roll by preventing cracks of the roll.

特開平０９−１９２８０８号公報JP 09-192808 A

しかしながら、上記特許文献１に記載されたような連続鋳造用ロールを用いて連続鋳造を行った場合、へたれと呼ばれる現象が生じていた。これは、図２に示すように、連続鋳造用ロール５の溝１１同士の間に挟まれた凸部１２が、鋳片に押しつぶされる現象である。図２の点線で示した部分が、ロール５の初期の凸部１２の形状であり、凸部１２が押しつぶされた部分は、実線で示すように、外周面１３がロール５の中心軸側へ移動し、ロール径が減少する。このようにロール径が局部的に変化すると、連続鋳造される鋳片の品質が低下するという問題がある。 However, when continuous casting is performed using a continuous casting roll as described in Patent Document 1, a phenomenon called sagging has occurred. As shown in FIG. 2, this is a phenomenon in which the convex portion 12 sandwiched between the grooves 11 of the continuous casting roll 5 is crushed by the slab. The portion indicated by the dotted line in FIG. 2 is the shape of the initial convex portion 12 of the roll 5, and the portion where the convex portion 12 is crushed is the outer peripheral surface 13 toward the central axis of the roll 5 as indicated by the solid line. Move and roll diameter decreases. Thus, when a roll diameter changes locally, there exists a problem that the quality of the slab cast continuously falls.

本発明の目的は、鋳片からの熱応力による亀裂を防止するとともに、ロール径の局部的な減少を防止することができる連続鋳造用ロールおよびその連続鋳造用ロールを用いた連続鋳造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a continuous casting roll capable of preventing cracking due to thermal stress from a slab and preventing a local decrease in roll diameter, and a continuous casting method using the continuous casting roll. There is to do.

上記問題を解決するため、本発明は、連続鋳造される鋳片の搬送に用いられる連続鋳造用ロールであって、ロールの表層に、幅方向全体にわたって複数の円周方向の溝が形成され、前記ロールの幅方向中央部の６５０ｍｍ〜７５０ｍｍの範囲に形成された前記溝は、溝底部のＲ寸法が２〜４ｍｍ、溝深さが１５〜３０ｍｍ、溝幅が２〜６ｍｍ、溝ピッチが１０〜３０ｍｍの深溝であり、前記ロールの幅方向両端部に形成された前記溝は、底部のＲ寸法が３０〜４０ｍｍ、溝深さが２〜８ｍｍ、溝幅が２０〜２４ｍｍ、溝ピッチが５０〜７０ｍｍの浅溝であることを特徴とする、連続鋳造用ロールを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a continuous casting roll used for transporting a continuously cast slab, and a plurality of circumferential grooves are formed on the surface layer of the roll over the entire width direction, The groove formed in the range of 650 mm to 750 mm in the center in the width direction of the roll has an R dimension of 2 to 4 mm, a groove depth of 15 to 30 mm, a groove width of 2 to 6 mm, and a groove pitch of 10 at the groove bottom. The groove formed on both ends of the roll in the width direction has a R dimension of 30 to 40 mm, a groove depth of 2 to 8 mm, a groove width of 20 to 24 mm, and a groove pitch of 50 mm. A continuous casting roll characterized by being a shallow groove of ˜70 mm is provided.

また、本発明は、連続鋳造用ロールを用いて鋳片を搬送する連続鋳造方法であって、前記連続鋳造用ロールは、ロールの表層に、幅方向全体にわたって複数の円周方向の溝が形成され、前記ロールの幅方向中央部に形成された前記溝は、溝底部のＲ寸法が２〜４ｍｍ、溝深さが１５〜３０ｍｍ、溝幅が２〜６ｍｍ、溝ピッチが１０〜３０ｍｍの深溝であり、少なくとも最小寸法の鋳片の幅方向両端に接触する部分を含む前記ロールの幅方向両端部に形成された前記溝は、底部のＲ寸法が３０〜４０ｍｍ、溝深さが２〜８ｍｍ、溝幅が２０〜２４ｍｍ、溝ピッチが５０〜７０ｍｍの浅溝であることを特徴とする、連続鋳造方法を提供する。Further, the present invention is a continuous casting method for transporting a slab using a continuous casting roll, wherein the continuous casting roll has a plurality of circumferential grooves formed in the entire width direction on a surface layer of the roll. The groove formed at the center in the width direction of the roll is a deep groove having an R dimension of 2 to 4 mm, a groove depth of 15 to 30 mm, a groove width of 2 to 6 mm, and a groove pitch of 10 to 30 mm. The groove formed at both ends in the width direction of the roll including at least the portions in contact with both ends in the width direction of the slab of the smallest dimension has a R dimension of 30 to 40 mm at the bottom and a groove depth of 2 to 8 mm. The present invention provides a continuous casting method characterized by being a shallow groove having a groove width of 20 to 24 mm and a groove pitch of 50 to 70 mm.

本発明によれば、亀裂が発生しやすい幅方向中央部には、鋳片接触時の熱膨張による歪みが十分に吸収される深溝を設け、鋳片により押しつぶされやすい幅方向両端部には、剛性の高い浅溝を設けることにより、亀裂とロール径の局部的な減少の両方を防止し、ロールの劣化を抑制することができる。 According to the present invention, a deep groove that sufficiently absorbs strain due to thermal expansion at the time of slab contact is provided in the width direction center portion where cracks are likely to occur, and both ends in the width direction that are easily crushed by the slab, By providing a shallow groove having high rigidity, both cracks and local reduction in roll diameter can be prevented, and roll deterioration can be suppressed.

本実施の形態にかかる連続鋳造機の概要を示す側面図である。It is a side view which shows the outline | summary of the continuous casting machine concerning this Embodiment. ロールのへたれを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the sag of a roll. ロールのへたれが発生しやすい部分の説明図である。It is explanatory drawing of the part which is easy to generate | occur | produce the roll sagging. 本実施の形態にかかる連続鋳造用ロールの例を示す正面図である。It is a front view which shows the example of the roll for continuous casting concerning this Embodiment. 図４のＡ部の断面を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the cross section of the A section of FIG. 4 was expanded.

以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１は、連続鋳造機１の一例の概要を示す。タンディッシュ２内の溶鋼が鋳型３の上側から注入され、鋳型３で一次冷却されて表面が凝固した状態の鋳片４が、鋳型３の下方から少しずつ引き出される。鋳型３の下方において、鋳片４は、それぞれ対向して設置された複数対の連続鋳造用ロール５で挟み込まれながら連続的に送り出され、これにより、連続した鋳片４が生産される。 FIG. 1 shows an outline of an example of a continuous casting machine 1. Molten steel in the tundish 2 is poured from the upper side of the mold 3, and the slab 4 in a state where the surface is solidified by the primary cooling by the mold 3 is gradually pulled out from below the mold 3. Below the mold 3, the slab 4 is continuously fed out while being sandwiched between a plurality of pairs of continuous casting rolls 5 disposed facing each other, whereby a continuous slab 4 is produced.

このような連続鋳造機１で用いられる連続鋳造用ロール５に使用される材料としては、例えばロール胴部が耐熱鋼であり、その表層には、耐熱性、耐磨耗性、および耐腐食性を備えたＮｉ−Ｃｒ系材料の肉盛層で被覆された表層部が設けられる。連続鋳造用ロール５は、ロール径が例えばφ４００ｍｍ、ロール幅は、連続鋳造される鋳片４の幅寸法が９８０ｍｍから２３００ｍｍであることから、例えば最大寸法の鋳片４を鋳造可能な２３３０ｍｍ程度である。 As a material used for the continuous casting roll 5 used in such a continuous casting machine 1, for example, the roll body is heat-resistant steel, and the surface layer thereof has heat resistance, wear resistance, and corrosion resistance. A surface layer portion covered with a built-up layer of a Ni—Cr-based material provided with The roll 5 for continuous casting has a roll diameter of, for example, φ400 mm, and the roll width is from about 980 mm to 2300 mm of the width dimension of the continuously cast slab 4. is there.

鋳片からの熱応力により連続鋳造用ロールに発生する亀裂は、通常、周方向に発生するため、従来、ロール表層部に、円周方向に複数の溝を形成することによって、亀裂応力を緩和することが行われている。 Since cracks that occur in continuous casting rolls due to thermal stress from the slab usually occur in the circumferential direction, conventionally, multiple cracks in the circumferential direction have been formed in the roll surface layer to mitigate crack stress. To be done.

本発明者らは、先ず、上記従来の亀裂応力を緩和する効果について、検証を行った。図３は、連続鋳造ロール５において、前述の特許文献１に示すように亀裂防止のための一定寸法の溝をロール幅全長にわたって等間隔に形成し、連続鋳造を行った後、溝幅を測定した結果の概要を示す。図３のグラフにおいて、横軸はロールの幅方向の位置であり、溝幅が小さくなっている部分は、図２に示すように溝１１同士の間に挟まれた凸部１２の外周面１３が鋳片に押しつぶされた状態、則ちへたれが発生したことを示している。この現象は、ロールの幅方向中央部ではほとんど発生せず、製造される鋳片の幅方向両端部が接触する位置で発生していることがわかった。また、実験等により、亀裂は、ロールの幅方向中央部で発生しやすく、両端部では発生しにくいことがわかった。 The present inventors first verified the effect of relaxing the conventional crack stress. FIG. 3 shows that in the continuous casting roll 5, as shown in the above-mentioned Patent Document 1, grooves having a fixed dimension for preventing cracks are formed at equal intervals over the entire length of the roll width, and after performing continuous casting, the groove width is measured. An outline of the results is shown. In the graph of FIG. 3, the horizontal axis is the position in the width direction of the roll, and the portion where the groove width is small is the outer peripheral surface 13 of the convex portion 12 sandwiched between the grooves 11 as shown in FIG. 2. Indicates that the slab has been crushed by the slab, that is, sag has occurred. It was found that this phenomenon hardly occurred at the center portion in the width direction of the roll and occurred at a position where both end portions in the width direction of the slab to be manufactured contacted. In addition, it has been found through experiments and the like that cracks are likely to occur at the center in the width direction of the roll and are less likely to occur at both ends.

そこで、本発明は、図４に示すように、連続鋳造ロール５の幅方向中央部５ｃと左右の端部５ｅとで、異なる形状の溝を形成することとした。則ち、連続鋳造ロール５の幅方向中央部５ｃには、熱膨張による歪みが吸収されるような深溝２１を形成し、中央部５ｃよりも両端側の端部５ｅには、剛性を高めた浅溝２２を形成する。深溝２１および浅溝２２は、いずれも、連続鋳造ロール５の円周方向に形成される。深溝２１を形成する範囲は、連続鋳造ロール５の中央の例えば６５０ｍｍ〜７５０ｍｍ程度の範囲が好ましい。これにより、製造される鋳片４が最小寸法である９８０ｍｍ幅の場合でも、鋳片４の幅方向両端部が接触する連続鋳造ロール５の表面は、剛性の高い浅溝２２が形成された範囲となる。したがって、鋳片４の幅方向両端部が接触するロール径の局部的な減少を防止することができる。 Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 4, grooves having different shapes are formed in the widthwise center portion 5 c and the left and right end portions 5 e of the continuous casting roll 5. That is, a deep groove 21 is formed in the central portion 5c in the width direction of the continuous casting roll 5 so that distortion due to thermal expansion is absorbed, and rigidity is increased in the end portions 5e on both ends of the central portion 5c. A shallow groove 22 is formed. Both the deep groove 21 and the shallow groove 22 are formed in the circumferential direction of the continuous casting roll 5. The range in which the deep groove 21 is formed is preferably a range of, for example, about 650 mm to 750 mm at the center of the continuous casting roll 5. Thus, even when the cast strip 4 to be produced of 980mm width is the minimum size, range surface of the continuous casting roll 5 widthwise ends of the slab 4 are in contact, the high shallow groove 22 rigid formed It becomes. Therefore, the local reduction | decrease of the roll diameter which the width direction both ends of the slab 4 contact can be prevented.

図５は、図４のＡ部分の断面を拡大した図であり、深溝２１および浅溝２２の例を示す。ロール中央部５ｃに形成する深溝２１の形状は、図５（ａ）に示すようなＵ字形でも良いし、図５（ｂ）に示すように、スリットの底部が丸く膨らんだ形状であっても良い。 FIG. 5 is an enlarged view of a cross section of a portion A in FIG. 4 and shows examples of the deep groove 21 and the shallow groove 22. The shape of the deep groove 21 formed in the roll center portion 5c may be a U shape as shown in FIG. 5 (a), or may be a shape in which the bottom of the slit swells round as shown in FIG. 5 (b). good.

深溝２１の溝底部は、応力集中による亀裂の発生を防ぐためにＲ形状とし、Ｒｃ寸法は２ｍｍ〜４ｍｍとする。溝深さＤｃは、溝底に鋳片からの熱の影響が及ばないように１５ｍｍ以上必要であるが、溝底に亀裂が入った場合にロール全体が破損しないために、３０ｍｍ以下とする。溝幅Ｗｃは、鋳片が接触した際の熱延びによって溝２１の側面同士が接触しないように、２ｍｍ以上必要であるが、溝２１同士の間に挟まれた凸部１２の幅を確保して凸部１２の剛性を保つために、６ｍｍ以下とする。溝ピッチＰｃは、凸部１２の外周面１３の熱応力を緩和するために、なるべく小さいことが好ましいが、凸部１２の剛性を確保するために少なくとも１０ｍｍは必要であり、１０ｍｍ〜３０ｍｍとする。 The groove bottom portion of the deep groove 21 has an R shape in order to prevent cracks due to stress concentration, and the Rc dimension is 2 mm to 4 mm. The groove depth Dc is required to be 15 mm or more so that the heat from the slab does not affect the groove bottom, but is 30 mm or less so that the entire roll will not be damaged if the groove bottom cracks. The groove width Wc is required to be 2 mm or more so that the side surfaces of the groove 21 do not come into contact with each other due to the thermal expansion when the slab contacts, but the width of the convex portion 12 sandwiched between the grooves 21 is ensured. In order to maintain the rigidity of the convex portion 12, the thickness is set to 6 mm or less. The groove pitch Pc is preferably as small as possible in order to relieve the thermal stress of the outer peripheral surface 13 of the convex portion 12, but at least 10 mm is necessary to ensure the rigidity of the convex portion 12, and is 10 mm to 30 mm. .

ロール５の両端部５ｅに形成する浅溝２２の底部は、応力集中を防ぐためにＲ形状とし、Ｒｅ寸法は３０ｍｍ〜４０ｍｍとする。溝深さＤｅは、凸部１２の剛性を確保するために、なるべく小さいことが好ましいが、同時に高熱の鋳片が溝底に接触しない程度の深さが必要であり、２ｍｍ〜８ｍｍとする。溝幅Ｗｅは、Ｒｅ寸法と溝深さＤｅにより決定される。溝ピッチＰｅは、凸部１２の剛性を確保するためには大きいことが好ましいが、同時に局所的な熱伸びを吸収するため、５０ｍｍ〜７０ｍｍとする。 The bottom of the shallow groove 22 formed at both ends 5e of the roll 5 has an R shape to prevent stress concentration, and the Re dimension is 30 mm to 40 mm. The groove depth De is preferably as small as possible in order to ensure the rigidity of the convex portion 12, but at the same time, a depth that prevents the high-temperature cast slab from coming into contact with the groove bottom is necessary, and is 2 mm to 8 mm. The groove width We is determined by the Re dimension and the groove depth De. The groove pitch Pe is preferably large in order to ensure the rigidity of the convex portion 12, but is 50 mm to 70 mm in order to absorb local thermal elongation at the same time.

上記の深溝２１および浅溝２２の溝寸法を決定する際の基準値は、ＦＥＭ解析等のシミュレーション結果に基づいて設定した。 The reference values for determining the groove dimensions of the deep grooves 21 and the shallow grooves 22 were set based on simulation results such as FEM analysis.

本発明の連続鋳造用ロール５は、以上のように、幅方向中央部５ｃに深溝２１を、その両端側の端部５ｅに浅溝２２を設けたことにより、中央部５ｃの亀裂発生を防止するとともに、鋳片４の端部が接触する部分のロール径の減少を防止することができる。したがって、ロールの劣化を抑制して寿命を延ばすとともに、鋳片の品質を向上させることができる。 As described above, the continuous casting roll 5 of the present invention is provided with the deep groove 21 in the center portion 5c in the width direction and the shallow grooves 22 in the end portions 5e on both ends thereof, thereby preventing the center portion 5c from cracking. In addition, it is possible to prevent a reduction in the roll diameter at the portion where the end of the slab 4 contacts. Therefore, deterioration of the roll can be suppressed and the life can be extended, and the quality of the slab can be improved.

本発明の連続鋳造ロール５は、例えば鋳片４の温度が６００℃〜１０００℃程度の範囲で適用可能であり、連続鋳造機１におけるいずれの温度域でも使用することができる。 The continuous casting roll 5 of the present invention is applicable, for example, when the temperature of the slab 4 is in the range of about 600 ° C. to 1000 ° C., and can be used in any temperature range in the continuous casting machine 1.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

本発明は、連続鋳造設備の鋳片搬送用ロールに適用できる。 The present invention can be applied to a slab conveying roll of a continuous casting facility.

１連続鋳造機
２タンディッシュ
３鋳型
４鋳片
５連続鋳造用ロール
５ｃ中央部
５ｅ端部
１１溝
１２凸部
１３外周面
２１深溝
２２浅溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuous casting machine 2 Tundish 3 Mold 4 Cast piece 5 Continuous casting roll 5c Center part 5e End part 11 Groove 12 Convex part 13 Outer peripheral surface 21 Deep groove 22 Shallow groove

Claims

連続鋳造される鋳片の搬送に用いられる連続鋳造用ロールであって、
ロールの表層に、幅方向全体にわたって複数の円周方向の溝が形成され、
前記ロールの幅方向中央部の６５０ｍｍ〜７５０ｍｍの範囲に形成された前記溝は、溝底部のＲ寸法が２〜４ｍｍ、溝深さが１５〜３０ｍｍ、溝幅が２〜６ｍｍ、溝ピッチが１０〜３０ｍｍの深溝であり、
前記ロールの幅方向両端部に形成された前記溝は、底部のＲ寸法が３０〜４０ｍｍ、溝深さが２〜８ｍｍ、溝幅が２０〜２４ｍｍ、溝ピッチが５０〜７０ｍｍの浅溝であることを特徴とする、連続鋳造用ロール。 A continuous casting roll used for transporting continuously cast slabs,
A plurality of circumferential grooves are formed on the surface layer of the roll over the entire width direction,
The groove formed in the range of 650 mm to 750 mm in the center in the width direction of the roll has an R dimension of 2 to 4 mm, a groove depth of 15 to 30 mm, a groove width of 2 to 6 mm, and a groove pitch of 10 at the groove bottom. ~ 30mm deep groove,
The grooves formed at both ends in the width direction of the roll are shallow grooves having an R dimension of 30 to 40 mm, a groove depth of 2 to 8 mm, a groove width of 20 to 24 mm, and a groove pitch of 50 to 70 mm. A continuous casting roll characterized by that.

連続鋳造用ロールを用いて鋳片を搬送する連続鋳造方法であって、A continuous casting method for conveying a slab using a continuous casting roll,
前記連続鋳造用ロールは、ロールの表層に、幅方向全体にわたって複数の円周方向の溝が形成され、  The continuous casting roll has a plurality of circumferential grooves formed on the surface layer of the roll over the entire width direction,
前記ロールの幅方向中央部に形成された前記溝は、溝底部のＲ寸法が２〜４ｍｍ、溝深さが１５〜３０ｍｍ、溝幅が２〜６ｍｍ、溝ピッチが１０〜３０ｍｍの深溝であり、  The groove formed in the center in the width direction of the roll is a deep groove having an R dimension of 2 to 4 mm, a groove depth of 15 to 30 mm, a groove width of 2 to 6 mm, and a groove pitch of 10 to 30 mm. ,
少なくとも最小寸法の鋳片の幅方向両端に接触する部分を含む前記ロールの幅方向両端部に形成された前記溝は、底部のＲ寸法が３０〜４０ｍｍ、溝深さが２〜８ｍｍ、溝幅が２０〜２４ｍｍ、溝ピッチが５０〜７０ｍｍの浅溝であることを特徴とする、連続鋳造方法。  The groove formed at both ends in the width direction of the roll including at least the portions in contact with both ends in the width direction of the slab of the smallest dimension has a R dimension of 30-40 mm at the bottom, a groove depth of 2-8 mm, and a groove width. Is a shallow groove having a groove pitch of 50 to 70 mm and a groove pitch of 50 to 70 mm.