JP6788232B2 - Continuous steel casting method - Google Patents
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Description
本発明は、厚み中心部における偏析低減を特に厳格に求められるラインパイプ材などの鋼鋳片を製造するための連続鋳造方法に関するものである。 The present invention relates to a continuous casting method for producing steel slabs such as line pipe materials, which are particularly strictly required to reduce segregation at the center of thickness.
一般に、鋼を連続鋳造するとき、その凝固過程で、炭素や燐、硫黄、マンガンなどの溶質元素が、凝固時の固液分配により未凝固の液相側に濃化され、これがデンドライト樹間に形成されてミクロ偏析となることが知られている。一方で、連続鋳造機により鋳造されつつある鋳片は、凝固収縮や熱収縮、連続鋳造機のロール間で発生する凝固シェルのバルジングなどによって、その厚み中心部に空隙が形成されたり負圧が生じたりするため、この部分に溶鋼が吸引されやすくなる。また、凝固末期の未凝固層には液相量そのものが少なくなっているため、前記ミクロ偏析によって溶質の濃化を招いている液相が鋳片中心部に上流側から流入し集積するようになる。このようにして最終凝固部に形成された偏析スポットは、溶質元素の濃度が溶鋼の初期濃度に比べ格段に高濃度となっており、一般にこれをマクロ偏析と呼び、その存在部位から、中心偏析と呼んでいる。 Generally, when steel is continuously cast, solute elements such as carbon, phosphorus, sulfur, and manganese are concentrated on the unsolidified liquid phase side by solid-liquid distribution during solidification during the solidification process, and this is concentrated between the dendrite trees. It is known that it is formed and becomes microsegregation. On the other hand, the slabs being cast by the continuous casting machine have voids formed in the center of the thickness or negative pressure due to solidification shrinkage, heat shrinkage, bulging of the solidification shell generated between the rolls of the continuous casting machine, and the like. Since it is generated, molten steel is likely to be sucked into this portion. In addition, since the amount of the liquid phase itself is small in the unsolidified layer at the end of solidification, the liquid phase that causes the solute to concentrate due to the microsegregation flows into the center of the slab from the upstream side and accumulates. Become. The segregation spots formed in the final solidified portion in this way have a significantly higher concentration of solute elements than the initial concentration of molten steel, and this is generally called macrosegregation, and central segregation is performed from the site where it exists. I call it.
近年、原油や天然ガスなどの輸送用ラインパイプ材としては、より高強度の材料が求められるようになっているものの、中心偏析などによって品質が低下するという問題があった。もし、ラインパイプ材の中心偏析部にＭｎＳやＮｂ炭化物が生成すると、硫化水素などによる腐食反応により鋼内部に侵入した水素が、鋼中のＭｎＳやＮｂ炭化物のまわりに拡散し集積して、その内圧によって割れを発生することがある。さらに、中心偏析部は、上記析出物の存在密度が高いだけでなく、溶質の濃化によって硬くなっているため、割れの伝播や拡大が起り易くなっている。所謂、これが水素誘起割れ（ＨＩＣ）である。従って、鋳片の中心偏析を低減することの重要性は大きい。 In recent years, as a line pipe material for transporting crude oil, natural gas, etc., a material having higher strength has been required, but there is a problem that the quality is deteriorated due to central segregation or the like. If MnS or Nb carbide is generated in the central segregation part of the line pipe material, hydrogen that has entered the inside of the steel due to a corrosion reaction by hydrogen sulfide or the like diffuses and accumulates around the MnS or Nb carbide in the steel, and the hydrogen sulfide is accumulated. Cracks may occur due to internal pressure. Further, the central segregation portion not only has a high presence density of the precipitate, but also becomes hard due to the concentration of the solute, so that crack propagation and expansion are likely to occur. So-called, this is hydrogen-induced cracking (HIC). Therefore, it is very important to reduce the central segregation of slabs.
従来、これに対処すべく、連続鋳造工程から圧延工程に至るまで、鋳片の中心偏析を低減する対策や無害化するための提案が多数なされている。 Conventionally, in order to deal with this, many proposals have been made to reduce the central segregation of slabs from the continuous casting process to the rolling process and to make them harmless.
例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているような、連続鋳造機内において、未凝固層を有する凝固末期の鋳片を鋳片支持ロールによって凝固収縮量と熱収縮量との和に相当する程度の圧下量で徐々に圧下しながら連続鋳造する方法などが提案されている。これらの提案は、鋳片を凝固収縮量及び熱収縮量の和に相当する程度の圧下量で徐々に圧下する方法であって、軽圧下あるいは軽圧下法と呼ばれている。この軽圧下の技術は、鋳造方向（鋳片の引き抜き方向とも言う）に並んだ複数対のロールを用い、鋳片を凝固収縮量及び熱収縮量の和に見合う程度の圧下量で鋳片を徐々に圧下して未凝固層の容積を減少させ、鋳片中心部における空隙あるいは負圧部の形成を防止することにより、デンドライト樹間に形成される濃化溶鋼の流動を阻止し、これによって鋳片の中心偏析を軽減させようという技術である。
For example, in a continuous casting machine as disclosed in
しかしながら、これらの技術については次のような問題点があった。それは、鋳片に軽圧下を施すに当たり、その軽圧下のために用いられるセグメントの受ける圧下反力は、該セグメントの長さや、鋳片のサイズ、圧下勾配、引き抜き速度、さらには鋳片の変形抵抗などによって決定される。ところで、凝固末期において鋳片を軽圧下する場合、セグメント内に含まれる未凝固部分の割合が少なくなるために、鋳片の変形抵抗が大幅に増加するため、セグメント荷重を大きく増加させなければならないという問題がある。一般に、鋳片支持ロールが組み込まれたセグメントは、上下のフレームを連結する各支柱（タイロッド）に、過荷重防止用皿バネが設置されており、上下のフレームは所定の締結力で締結されている。そして、もし荷重が締結力の設定値を超えるような場合、その荷重の超過分は皿バネの収縮によって吸収される構造となっている。このとき、皿バネは大きく収縮してフレームが変位するようになるため、設定の圧下勾配から大幅に変化してしまう。これに対して、圧下勾配を維持するために該皿バネの設定荷重（締結力）を大きくすることは、セグメントの負荷を高め、セグメントを構成する鋳片支持ロールやベアリングなどの部品の機械的トラブルの原因になったりするため問題がある。従って、鋳片サイズなどの条件によっては、圧下反力が過大になって、適切な条件での軽圧下を付与できない場合があった。 However, these technologies have the following problems. When applying light reduction to a slab, the reduction reaction force received by the segment used for the light reduction is the length of the segment, the size of the slab, the reduction gradient, the pulling speed, and the deformation of the slab. It is determined by resistance and so on. By the way, when the slab is lightly reduced at the end of solidification, the deformation resistance of the slab increases significantly because the proportion of the unsolidified portion contained in the segment decreases, so the segment load must be greatly increased. There is a problem. Generally, in a segment in which a slab support roll is incorporated, an overload prevention disc spring is installed on each column (tie rod) connecting the upper and lower frames, and the upper and lower frames are fastened with a predetermined fastening force. There is. If the load exceeds the set value of the fastening force, the excess load is absorbed by the contraction of the disc spring. At this time, the disc spring contracts greatly and the frame is displaced, so that the reduction gradient of the setting is significantly changed. On the other hand, increasing the set load (fastening force) of the disc spring in order to maintain the reduction gradient increases the load of the segment and mechanically increases the load of the slab support rolls and bearings that make up the segment. There is a problem because it may cause trouble. Therefore, depending on the conditions such as the size of the slab, the reduction reaction force may become excessive and it may not be possible to apply a light reduction under appropriate conditions.
このような問題を解決するため、従来、軽圧下前に鋳片の幅方向中央部の厚さを増大させることにより、凝固が完了している鋳片の短辺側を軽圧下時には圧下させないようにした、所謂ＩＢ法（強制バルジング法）が考えられている（特許文献３参照）。しかしながら、このＩＢ法を採用したとしても、鋳片厚み方向中心部の固相率が流動限界に近いような凝固末期のスラブ鋳片を圧下するセグメントについては、荷重が大きくなり過ぎて皿バネが収縮してフレームが変位し、圧下勾配が所定の値よりも小さくなって中心偏析に悪影響を及ぼすという問題が生じる場合があった。この問題を解決するためには、セグメントそのものを改造し、剛性を増加させる必要があるが、この場合、費用が莫大となる。 In order to solve such a problem, conventionally, by increasing the thickness of the central portion in the width direction of the slab before light reduction, the short side of the slab that has been solidified is not reduced during light reduction. The so-called IB method (forced bulging method) has been considered (see Patent Document 3). However, even if this IB method is adopted, the load becomes too large for the segment that presses down the slab slab at the end of solidification where the solid phase ratio at the center in the slab thickness direction is close to the flow limit, and the disc spring becomes too large. In some cases, the frame contracts and the frame is displaced, and the reduction gradient becomes smaller than a predetermined value, which adversely affects the central segregation. In order to solve this problem, it is necessary to modify the segment itself to increase the rigidity, but in this case, the cost becomes enormous.
近年、連続鋳造鋳片に対する品質要求はますます高くなっており、以前にも増して中心偏析の少ない鋳片が求められている。本発明は正に前述した事情に鑑みて開発されたものであって、その目的とするところは、従来の軽圧下設備を改造することなく、より広範な製造条件において、十分な軽圧下量を鋳片に付与することで、中心偏析の少ない連続鋳造鋳片の製造を可能とする有利な方法を提案することである。 In recent years, the quality requirements for continuously cast slabs have become higher and higher, and shards with less central segregation are required more than before. The present invention has been developed in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a sufficient amount of light reduction under a wider range of manufacturing conditions without modifying conventional light reduction equipment. It is to propose an advantageous method which enables the production of a continuously cast slab with less central segregation by applying it to a slab.
上記課題を解決するため開発した本発明に係る鋼の連続鋳造方法は、
連続鋳造鋳型から引き抜いたスラブ鋳片を複数対の鋳片支持ロールで支持しつつ二次冷却を行って鋳片内部の溶鋼を凝固させる鋼の連続鋳造方法において、
対となる鋳片支持ロールの間隔を鋳片の引き抜き方向に沿って順次に拡げることで前記スラブ鋳片の厚み方向にバルジングを起こさせ、その後、対となる鋳片支持ロールの間隔を鋳片の引き抜き方向に沿って順次に狭める軽圧下帯を設けて前記スラブ鋳片に対し軽圧下を施すに当たり、
前記バルジングを起こさせた鋳片の厚みの最大増加量を２〜１５ｍｍとし、
前記軽圧下帯は、鋳片を挟んで対向する複数の鋳片支持ロールがそれぞれ組み込まれたフレームと、そのフレームを複数のタイロッドにて鋳片厚み方向に連結してなるセグメントにて構成し、
この軽圧下帯の前記スラブ鋳片の横断面内の最低固相率が０．７となる鋳片引き抜き方向位置を含む軽圧下セグメントにおいて、前記スラブ鋳片に対して１．０〜４．０ｍｍ/ｍの圧下勾配Ｒとなる軽圧下を加えるとともに、下記数式１に示す関係を満たすように、前記軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロール対の間隔を、当該鋳片支持ロール対の直前の鋳片支持ロール対の間隔よりも拡げることを特徴とする鋼の連続鋳造方法である。
The steel continuous casting method according to the present invention developed to solve the above problems is
In a continuous steel casting method in which slab slabs drawn from a continuous casting mold are supported by a plurality of pairs of slab support rolls and secondary cooling is performed to solidify the molten steel inside the slabs.
By sequentially expanding the distance between the paired slab support rolls along the drawing direction of the slab, bulging occurs in the thickness direction of the slab slab, and then the distance between the paired slab support rolls is set to the slab. In applying light reduction to the slab slab by providing a light reduction band that is sequentially narrowed along the drawing direction of the slab.
The maximum amount of increase in the thickness of the bulging slab is 2 to 15 mm.
The light reduction band is composed of a frame in which a plurality of slab support rolls facing each other across the slab are incorporated, and a segment formed by connecting the frames with a plurality of tie rods in the slab thickness direction.
In the light reduction segment including the position in the slab drawing direction where the minimum solid phase ratio in the cross section of the slab slab in the light reduction band is 0.7, 1.0 to 4.0 mm with respect to the slab slab. A light reduction with a reduction gradient R of / m is applied, and the distance between the first slab support roll pair from the entry side of the light reduction segment is set to support the slab so as to satisfy the relationship shown in
Ｄ（ｍｍ）：鋳片の横断面内の最低固相率が０．７となる鋳片引き抜き方向位置を含む軽
圧下セグメントにおける入側から１つ目の鋳片支持ロール対の間隔と直前の鋳片支持
ロール対の間隔との差、
Ｋ（−）：０．３〜０．８の範囲の定数であって、前記軽圧下セグメントの手前の鋳片支
持ロール間での鋳片長辺面のバルジング量の計算値を補正する補正係数、
Ｐ（ｋｇｆ/ｍｍ２）：前記軽圧下セグメントの入側における未凝固溶鋼の静鉄圧、
Ｌｎ−１／ｎ（ｍｍ）：前記軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロールと直前
の鋳片支持ロールとの距離、
Ｌｎ（ｍｍ）：前記軽圧下セグメントの鋳片支持ロールのロールピッチ、
ｄ（ｍｍ）：前記軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロール位置での鋳片の長
辺面幅中央部の凝固シェル厚、
Ｒ（ｍｍ/ｍ）：前記軽圧下セグメントでの鋳片の圧下勾配
である。
D (mm): The distance between the first slab support roll pair from the entry side in the light reduction segment including the slab withdrawal direction position where the minimum solid phase ratio in the cross section of the slab is 0.7, and immediately before. Difference from slab support roll pair spacing,
K (-): A correction coefficient that is a constant in the range of 0.3 to 0.8 and corrects the calculated value of the bulging amount of the long side surface of the slab between the slab holding rolls in front of the lightly reduced segment. ,
P (kgf / mm 2 ): Static iron pressure of unsolidified molten steel on the entry side of the light reduction segment,
L n-1 / n (mm): The distance between the first slab support roll from the entry side of the light reduction segment and the immediately preceding slab support roll,
L n (mm): Roll pitch of the slab support roll of the light reduction segment,
d (mm): Solidification shell thickness at the center of the long side surface width of the slab at the position of the first slab support roll from the entry side of the light reduction segment,
R (mm / m): The reduction gradient of the slab in the light reduction segment.
なお、前記のように構成される本発明に係る鋼の連続鋳造方法は、
ａ．前記軽圧下帯におけるスラブ鋳片の横断面内の最低固相率が０．７となる鋳片引き抜き方向位置を含む前記軽圧下セグメントが５対以上の鋳片支持ロール対を備えていること、
ｂ．前記軽圧下帯のスラブ鋳片の横断面内の最低固相率が０．７となる鋳片引き抜き方向位置を含む前記軽圧下セグメントにおいて、鋳片引き抜き方向に前記軽圧下セグメントの出側から１つ目の鋳片支持ロールの中心位置における前記スラブ鋳片の横断面内の最低固相率が０．７以上、０．９以下であること、
がより好ましい実施形態になるものと考えられる。
The steel continuous casting method according to the present invention constructed as described above is described.
a. The light reduction segment including a slab drawing direction position where the minimum solid phase ratio in the cross section of the slab slab in the light reduction zone is 0.7 is provided with 5 or more pairs of slab support rolls.
b. In the light reduction segment including the position in the slab drawing direction in which the minimum solid phase ratio in the cross section of the slab slab in the light reduction zone is 0.7, 1 from the exit side of the light reduction segment in the slab drawing direction. The minimum solid phase ratio in the cross section of the slab slab at the center position of the second slab support roll is 0.7 or more and 0.9 or less.
Is considered to be a more preferred embodiment.
前記のように構成される本発明に係る鋼の連続鋳造方法によれば、スラブ鋳片の横断面内の最低固相率が０．７となる鋳片引き抜き方向位置を含む軽圧下セグメントにおいて鋳片に軽圧下を付与する際に、同じ圧下勾配等の条件で軽圧下を付与しても軽圧下セグメントにかかる荷重を軽減できるので、従来の軽圧下セグメントを用いて十分な軽圧下量を鋳片に付与できる条件の範囲を拡大できるため、莫大な設備改造費用を掛けることなく、より広範な製造条件において中心偏析を低減することが可能となる。 According to the steel continuous casting method according to the present invention configured as described above, casting is performed in a light reduction segment including a slab drawing direction position where the minimum solid phase ratio in the cross section of the slab slab is 0.7. When applying light reduction to a piece, the load applied to the light reduction segment can be reduced even if light reduction is applied under the same conditions such as the reduction gradient, so a sufficient light reduction amount is cast using the conventional light reduction segment. Since the range of conditions that can be given to the piece can be expanded, it is possible to reduce the central segregation under a wider range of manufacturing conditions without incurring a huge equipment modification cost.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。
図１は、スラブ連続鋳造機１のごく一般的な構成例であり、タンディッシュ２の下方にスライディングノズル３、浸漬ノズル４、鋳型５および鋳片支持ロール６、６’が順次に配設されている。そして、前記タンディッシュ２内の溶鋼９は、最終的には長方形断面形状を有する連続鋳造鋳片（スラブ）１０となる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a very general configuration example of the slab
前記鋳型５の下方に配置されている前記鋳片支持ロール６、６’の部分には、鋳造方向に隣り合って配設されている鋳片支持ロール６、６’の各間隙に、水スプレーノズル、或いはエアーミストノズルなどの図示していないスプレーノズルが配置されており、内部が未凝固の鋳片１０の表面に対して水量密度を調整しつつ冷却水を供給する二次冷却帯として構成されている。かかる二次冷却帯のスプレーノズルから噴射または噴霧される冷却水（二次冷却水ともいう）によって該鋳片１０は冷却されながらピンチロール（図示せず）によって鋳造方向に連続的に引き抜かれるようになっている。
Water is sprayed on the portions of the slab support rolls 6 and 6'arranged below the
なお、垂直曲げ型や湾曲型の連続鋳造機では、鋳造方向最終の鋳片支持ロール６、６’の下流側に、鋳造された鋳片１０を搬送するための複数の搬送ロール７が設置されており、この搬送ロール７の上方には、連続鋳造される鋳片１０から所定の長さの鋳片１０ａに切断するための鋳片切断機８が配置されている。
In a vertical bending type or curved type continuous casting machine, a plurality of transport rolls 7 for transporting the
前記鋳片１０の凝固完了位置１３の鋳造方向上流側には、鋳片１０を挟んで対向する鋳片支持ロール６、６’相互間の間隔（この間隔を「ロール開度」と呼ぶ）が鋳造方向下流側に向かって順次狭くなるように設定された、つまり圧下勾配（鋳造方向下流に向かって順次狭くなるように設定されたロール開度の状態）が設定された、複数対の鋳片支持ロール６、６’から構成される軽圧下帯１４が設けられている。
On the upstream side of the
図１において、鋳型５の下端から軽圧下帯１４の間に配置される強制バルジング帯１５は、鋳造方向下流側に向かって、ロール開度の拡大量が２〜１５ｍｍの所定値となるまで、１ロール毎または数ロール毎に順次ロール開度が拡げられる鋳片支持ロール６、６’で構成されている。この強制バルジング帯１５では、内部に未凝固部１２を有する鋳片１０を、鋳片支持ロール６、６’のロール開度を順次拡げることによって強制的にバルジング（ＩＢ）させ、鋳片１０の幅方向中央部の厚みを増大させる。その後の軽圧下帯１４では、強制バルジング帯１５で増大させた鋳片厚みの増大分の範囲内で軽圧下を付与する。このような軽圧下を施すことにより、圧下の負荷の大きい短辺面から成長する凝固シェルに対して圧下を加えることなく、凝固末期の鋳片１０の幅方向中央部の厚み中央部の未凝固部に対して比較的少ない荷重で効果的な軽圧下が付与されるようになる。なお、ロール開度の拡大量、すなわち強制バルジングによる鋳片厚みの増大量（ＩＢ量）は、２ｍｍ未満だと十分な荷重低減効果が得られない。一方、このＩＢ量は１５ｍｍを超えると内部割れ発生の危険が高まる。そのため、軽圧下前に鋳片に付与するＩＢ量としては、２〜１５ｍｍが望ましい。
In FIG. 1, the forced bulging
前記軽圧下帯１４は、複数対の鋳片支持ロール６、６’が鋳造方向に列設されて一体的に構成されたロールセグメント（以下、単に「セグメント」とも言う）にて形成されており、図１に示す軽圧下帯１４は、２基のロールセグメント１４Ａ、１４Ｂによって鋳造方向に２つに分割されている。ここでは、軽圧下帯１４を形成する鋳造方向上流側のロールセグメント１４Ａを第１番目の圧下区間と呼び、鋳造方向下流側のロールセグメント１４Ｂを第２番目の圧下区間と呼ぶ。なお、図１においては軽圧下帯１４が鋳造方向に２分割（１４Ａ、１４Ｂ）された例を示しているが、軽圧下帯１４は３分割以上としても構わないし、単一のセグメントであってもよい。
ここで、中心偏析を抑制するためには、後述するように、スラブ鋳片の軽圧下は、スラブ鋳片の横断面（鋳造方向に垂直な断面）内で最も固相率の低い部位の固相率（通常は鋳片厚み方向中心部の固相率であり、以下では「中心固相率」とも称する）が０．４〜０．７の凝固区間の範囲にわたって所定の圧下勾配で付与することが重要であり、他の中心固相率の領域における圧下勾配は重要ではない。本発明に係る鋼の連続鋳造では、中心固相率が０．４〜０．７の凝固区間の範囲におけるスラブ鋳片の軽圧下を１つのセグメントの範囲内において所定の圧下勾配で付与することとし、以下ではこのセグメントを凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントと称する。
The
Here, in order to suppress the central segregation, as will be described later, light reduction of the slab slab is the solidification of the portion having the lowest solid phase ratio in the cross section of the slab slab (cross section perpendicular to the casting direction). The phase ratio (usually the solid phase ratio at the center in the thickness direction of the slab, also referred to as “central solid phase ratio” below) is applied with a predetermined downslope over a solidification section of 0.4 to 0.7. It is important that the phase rule in other central solid phase regions is not important. In the continuous casting of steel according to the present invention, light reduction of slab slabs in a solidification section having a central solid phase ratio of 0.4 to 0.7 is applied within a range of one segment with a predetermined reduction gradient. In the following, this segment will be referred to as a light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification.
この凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントでは、定常鋳造域の鋳片引き抜き速度のときには、鋳片引き抜き方向にセグメントの出側（セグメントから鋳片が出る側）から１つ目の鋳片支持ロール（セグメントの鋳造方向最下流側の鋳片支持ロール）の中心位置において中心固相率が０．７以上となるように、また、鋳片引き抜き方向にセグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロール（セグメントの鋳造方向最上流側の鋳片支持ロール）の中心位置において中心固相率が高くとも０．４未満となるように、鋳片引き抜き速度及び二次冷却水量密度等の連続鋳造条件を設定する。このとき、凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの鋳造方向範囲にはスラブ鋳片の横断面内の最低固相率が０．７となる鋳造方向位置が含まれる。 In the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification, the first slab from the segment exit side (the side from which the slab emerges from the segment) in the slab extraction direction at the slab extraction speed in the steady casting region. The central solid phase ratio is 0.7 or more at the center position of the support roll (the slab support roll on the most downstream side in the casting direction of the segment), and the first from the segment entry side in the slab extraction direction. The slab drawing speed, secondary cooling water volume density, etc. should be adjusted so that the central solid phase ratio is at most less than 0.4 at the center position of the slab support roll (the slab support roll on the most upstream side in the casting direction of the segment). Set continuous casting conditions. At this time, the casting direction range of the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification includes the casting direction position where the minimum solid phase ratio in the cross section of the slab slab is 0.7.
また、凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントでは、所期の圧下勾配を維持するために圧下による負荷荷重を軽減する観点からは、鋳造方向に軽圧下セグメントの出側から１つ目の鋳片支持ロールの中心位置における中心固相率（以下では、「軽圧下セグメントの出側での中心固相率」とも称する）は０．７以上でできるだけ低い値とすることが望ましい。しかし、連続鋳造条件の変動などによって中心固相率に多少の変動が生じた場合でも、この軽圧下セグメントにおいて中心固相率が０．４〜０．７の凝固区間を含む範囲での軽圧下を安定して実施するためには、軽圧下セグメントの出側での中心固相率の目標値を低くくし過ぎることには問題がある。負荷荷重を軽減するためには軽圧下セグメントの出側での中心固相率は、高くとも０．９以下とすることが望ましいので、目標値を０．８程度として、多少の変動があっても０．７〜０．９の範囲内となるようにすることが好適である。このようにして軽圧下セグメントの出側での中心固相率（あるいは、スラブ鋳片の横断面内の最低固相率）を０．７以上、０．９以下の範囲内に調整することで、中心偏析を抑制するとともに、圧下抵抗の大きい、中心固相率の高い鋳片に不必要な圧下を付与することなく、軽圧下セグメントにおける圧下負荷を軽減するうえでより有利な条件となる。 Further, in the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification, from the viewpoint of reducing the load due to reduction in order to maintain the desired reduction gradient, it is the first from the exit side of the light reduction segment in the casting direction. It is desirable that the central solid phase ratio at the center position of the slab support roll (hereinafter, also referred to as “central solid phase ratio on the exit side of the lightly reduced segment”) is 0.7 or more, which is as low as possible. However, even if the central solid phase ratio fluctuates slightly due to fluctuations in continuous casting conditions, etc., light reduction in the range including the solidification section where the central solid phase ratio is 0.4 to 0.7 in this light reduction segment. In order to carry out the above in a stable manner, there is a problem in setting the target value of the central solid phase ratio on the exit side of the light reduction segment too low. In order to reduce the load, it is desirable that the central solid phase ratio on the exit side of the lightly reduced segment is 0.9 or less at the highest, so the target value is set to about 0.8 and there is some variation. Is also preferably in the range of 0.7 to 0.9. In this way, by adjusting the central solid phase ratio (or the minimum solid phase ratio in the cross section of the slab slab) on the exit side of the lightly reduced segment within the range of 0.7 or more and 0.9 or less. This is a more advantageous condition for suppressing the central segregation and reducing the reduction load in the light reduction segment without applying unnecessary reduction to the slab having a large reduction resistance and a high central solid phase ratio.
なお、凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントは、通常は最下流の圧下区間のセグメントとするが、必ずしもこれには限定されず、中心固相率が０．４〜０．７の凝固区間を含む範囲での軽圧下を実施する軽圧下セグメントの後段のセグメントにおいて更に軽圧下を付与してもよい。 The light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification is usually the segment of the most downstream reduction section, but it is not necessarily limited to this, and solidification with a central solid phase ratio of 0.4 to 0.7. Further light reduction may be applied in the segment after the light reduction segment in which the light reduction is carried out in the range including the section.
なお、図１では、凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下ロールセグメント１４Ｂは、１つのロールセグメントが３対の鋳片支持ロール６、６’によって構成されているが、これは図面を簡略化して示すためであり、凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下ロールセグメントは、後述するように５対以上、より望ましくは７対以上の鋳片支持ロール６、６’で構成される。
In FIG. 1, the light
通常、軽圧下帯１４における圧下勾配は、鋳造方向１ｍあたりのロール開度絞り込み量（ｍｍ）、つまり「ｍｍ/ｍ」で表示される。したがって、軽圧下帯１４における鋳片１０の圧下速度（ｍｍ/ｍｉｎ）は、この圧下勾配（ｍｍ/ｍ）と鋳片引き抜き速度（ｍ/ｍｉｎ）との積で求められる。また、各圧下区間での圧下量は、その圧下区間での入り口のロール開度と出口のロール開度との差で求められ、換言すれば、その圧下区間の圧下勾配とその圧下区間の鋳造方向長さとの積で算出される。
Usually, the reduction gradient in the
発明者らの知見によると、凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントにおいて付与する軽圧下は、圧下勾配にして１．０〜４．０ｍｍ/ｍ程度にすることが望ましい。圧下勾配が１．０ｍｍ/ｍ未満の場合は、セグメントに働く荷重が過大になるおそれはないが、圧下量が不十分で十分な中心偏析の抑制効果が得られない。一方、圧下勾配が４．０ｍｍ/ｍを超える場合、圧下量が過大で逆Ｖ偏析発生のリスクが高まり、逆に中心部の偏析が悪化してしまうおそれがある。 According to the findings of the inventors, it is desirable that the light reduction applied in the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification has a reduction gradient of about 1.0 to 4.0 mm / m. When the reduction gradient is less than 1.0 mm / m, there is no possibility that the load acting on the segment becomes excessive, but the reduction amount is insufficient and a sufficient effect of suppressing central segregation cannot be obtained. On the other hand, when the reduction gradient exceeds 4.0 mm / m, the reduction amount is excessive and the risk of reverse V segregation increases, and conversely, the segregation at the central portion may worsen.
図２は、軽圧下帯１４を形成するロールセグメントの１例として、ロールセグメント１４Ｂの拡大概略図であり、鋳片引き抜き方向から見た断面図である。
FIG. 2 is an enlarged schematic view of the
前記ロールセグメント１４Ｂは、図２に示すように、ロールチョック２２を介して複数の鋳片支持ロール６、６’を保持した１対の上フレーム１６及び下フレーム１７を備えている。図示例は、鋳片支持ロール６、６’が鋳片幅方向に３分割されたロールを用いたものである。また、このロールセグメント１４Ｂは、上フレーム１６及び下フレーム１７を貫通する合計４本（上流側の両サイド及び下流側の両サイド）のタイロッド１８が配設されており、上フレーム１６及び下フレーム１７を鋳片厚み方向に連結し、鋳片から受ける溶鋼静圧に抗して鋳片支持ロール６、６’のロール開度を保持する役目を担っている。なお、上フレーム１６と下フレーム１７との間隔は、前記タイロッド１８を下フレーム１７に設置されているウォームジャッキ２０（モーターにて駆動される）を介して調整が可能であり、これによりロールセグメント１４Ｂにおける圧下勾配の調整が行われる。
As shown in FIG. 2, the
また、前記上フレーム１６は、タイロッド１８に固定されている座２１に、所定の設定した長さに収縮させた皿バネモジュール１９を介して上から押し付けられることで、所定の設定荷重で下向きに付勢されている。また、その皿バネモジュール１９は、複数個の皿バネを重ねて構成されているものであって、上フレーム１６に上記の設定荷重を超える上向きの負荷荷重が作用しない場合には収縮せずに一定の厚みを呈しているが、上記の設定荷重を超える負荷荷重が作用した場合には収縮し始め、負荷荷重の超過分に比例して収縮し、上フレーム１６が上向きに変位することで圧下反力を軽減させるように構成されている。例えば、鋳片１０がロールセグメント１４Ｂの中央部で凝固完了した場合には、凝固完了した鋳片１０を圧下することによってロールセグメント１４Ｂに過大な荷重が負荷されるが、このような過大な荷重が負荷される場合には、皿バネモジュール１９が収縮することで、上フレーム１６が上向きに変位、つまり、ロール開度を拡大し、ロールセグメント１４Ｂに過大な荷重が負荷されないように構成されている。しかし、このようにしてロール開度が拡大すると、所期の圧下勾配が得られずに中心偏析ひいてはＨＩＣに悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、荷重を負荷する場合、できるだけ皿バネモジュール１９の収縮によるフレームの変位が生じない範囲での軽圧下を付与することが望ましい。なお、下面側の下フレーム１７は、連続鋳造機の基礎に固定されていて鋳造中には移動しないように構成されている。また、図２に示した例では、皿バネモジュール１９を上フレーム１６側に、ウォームジャッキ２０を下フレーム１７側に設置しているが、これとは反対に、皿バネモジュール１９を下フレーム１７側に、ウォームジャッキ２０を上フレーム１６側に設置するようにしてもよい。
Further, the
本発明における軽圧下帯でのロール開度の推移の例を示す模式図を図３に示す。鋳片１０への軽圧下の処理は、少なくとも中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメント１４Ｂの位置において付与し、また、該軽圧下セグメント１４Ｂよりも上流側のセグメント１４Ａにて軽圧下を付与することも可能である。図３では、上フレーム１６側の鋳片支持ロール６の高さ方向（鋳片厚み方向）の位置の推移を、鋳片の表面及び未凝固部の厚みとともに鋳造方向（図３中の水平右側が鋳造方向）に沿って示しており、下フレーム１７側の鋳片支持ロール６’は図示を省略しているが、軽圧下を付与しない場合と同様の水平なロールパスラインに沿って配置されている。つまり、図３における鋳片支持ロール６の高さの差は、ロール開度の差そのものを示している。ただし、実際の鋳片の圧下勾配は１．０〜４．０ｍｍ/ｍの範囲内であり、図３は、鋳片表面及び未凝固部の境界の高さ方向の変化を拡大して示した模式図である。
FIG. 3 shows a schematic diagram showing an example of the transition of the roll opening degree in the light reduction zone in the present invention. The light reduction treatment of the
前記ＨＩＣを抑制するためには、鋳片の凝固シェルの熱収縮及び未凝固部の凝固収縮を補償するような軽圧下を付与することにより中心偏析の低減を図ることが有効であるが、必ずしも中心部の全凝固区間にわたって軽圧下を付与することが必要とされる訳ではない。中心部の固相率がｆＳ＝０．４未満と比較的低い段階では、液相への溶質の分配による濃化は比較的軽微なレベルであり、仮にこの段階で軽圧下が不十分で液相が吸引され、マクロ偏析が生じたとしても、溶質が濃化してＨＩＣを招くような偏析レベルとはなり難い。 In order to suppress the HIC, it is effective to reduce the central segregation by applying a light reduction that compensates for the heat shrinkage of the solidification shell of the slab and the solidification shrinkage of the unsolidified portion. It is not necessary to apply light reduction over the entire solidification section of the central part. At the stage where the solid phase ratio in the central part is relatively low, f S = less than 0.4, the concentration due to the distribution of the solute to the liquid phase is at a relatively slight level, and if it is at this stage, the light reduction is insufficient. Even if the liquid phase is aspirated and macrosegregation occurs, it is unlikely that the segregation level will be such that the solute will concentrate and cause HIC.
また、中心部の固相率がｆＳ＝０．７超と凝固が進行した段階では、液相が不連続に存在しているか、または流動抵抗が著しく高い状態となっているため、仮にこの段階で軽圧下が不十分で液相が吸引されたとしても、マクロ偏析の原因となるような液相の流動は生じ難い。したがって、ＨＩＣを効果的に抑制するためには、厚み中心部の固相率がｆＳ＝０．４〜０．７となる凝固区間全体にわたって軽圧下を付与することが望ましく、０．４未満及び０．７を超える中心固相率の範囲での軽圧下は必ずしも必要ではない。ただし、前述したように、中心固相率の変動にもある程度対応することを可能とするには、軽圧下セグメントの出側での中心固相率が０．７〜０．９の範囲で変動することは許容することが望ましく、この場合、軽圧下セグメントでは中心固相率が０．４〜０．９の凝固区間全体にわたって軽圧下を付与する可能性がある。 Further, at the stage where the solid phase ratio in the central portion exceeds f S = 0.7 and the solidification progresses, the liquid phase exists discontinuously or the flow resistance is remarkably high. Even if the light reduction is insufficient at the stage and the liquid phase is sucked, the flow of the liquid phase that causes macrosegregation is unlikely to occur. Therefore, in order to effectively suppress HIC, it is desirable to apply a light reduction over the entire solidification section where the solid phase ratio at the center of the thickness is f S = 0.4 to 0.7, and it is less than 0.4. And light reduction in the range of central solid phase ratio above 0.7 is not always necessary. However, as mentioned above, in order to be able to cope with fluctuations in the central solid phase ratio to some extent, the central solid phase ratio on the exit side of the lightly reduced segment fluctuates in the range of 0.7 to 0.9. It is desirable to allow this, in which case the light reduction segment may impart light reduction over the entire solidification interval with a central solid phase ratio of 0.4 to 0.9.
上記の中心部固相率の凝固区間に対応する鋳造方向長さは、連続鋳造する溶鋼の組成や、鋳片の引き抜き速度、二次冷却条件等により変化する。例えば、溶鋼の成分組成が、Ｃ：０．０２〜０．０６ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．８〜１．６ｍａｓｓ％、Ｓｉ：≦０．５ｍａｓｓ％、Ｃｕ：≦０．５ｍａｓｓ％、Ｎｉ：≦０．５ｍａｓｓ％、Ｃｒ：≦０．５ｍａｓｓ％、Ｍｏ：≦０．５ｍａｓｓ％、Ｖ：≦０．１ｍａｓｓ％、Ｔｉ：≦０．０２ｍａｓｓ％、Ｎｂ：≦０．０２ｍａｓｓ％、Ｃａ：≦０．００４ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０１〜０．１ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよびＰ≦０．０１ｍａｓｓ％、Ｓ≦０．００５ｍａｓｓ％、Ｎ≦０．００５ｍａｓｓ％などの不可避的不純物からなり、厚みが０．２〜０．３ｍの鋳片を、０．６〜１．４ｍ/ｍｉｎの速さで引き抜き、比水量１〜２Ｌ/ｋｇで二次冷却を行うような標準的な連続鋳造条件の場合では、中心固相率が０．４〜０．９となる凝固区間に対応する鋳造方向長さは１ｍ未満であり、凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下ロールセグメント１４Ｂにおけるロールピッチでは２つ分のロールピッチに収まる程度の鋳造方向長さになることが普通である。なお、各セグメントにおける鋳片支持ロールの通常のロールピッチは、普通の連続鋳造条件において、鋳片に問題となるようなバルジングが生じない程度の間隔に設定される。従って、一般的な連続鋳造機では、上記のような標準的な連続鋳造条件において、中心固相率が０．４〜０．９の凝固末期となる位置付近でのロールピッチは、０．３〜０．５ｍ程度である。
The casting direction length corresponding to the solidification section of the central solid phase ratio varies depending on the composition of the molten steel to be continuously cast, the slab drawing speed, the secondary cooling conditions, and the like. For example, the composition of molten steel is C: 0.02 to 0.06 mass%, Mn: 0.8 to 1.6 mass%, Si: ≤0.5 mass%, Cu: ≤0.5 mass%, Ni: ≤0. .5 mass%, Cr: ≤0.5 mass%, Mo: ≤0.5 mass%, V: ≤0.1 mass%, Ti: ≤0.02mass%, Nb: ≤0.02mass%, Ca: ≤0.004mass %, Al: 0.01 to 0.1 mass%, the balance is composed of Fe and unavoidable impurities such as P ≦ 0.01 mass%, S ≦ 0.005 mass%, N ≦ 0.005 mass%, and the thickness is high. In the case of standard continuous casting conditions such as drawing out a slab of 0.2 to 0.3 m at a speed of 0.6 to 1.4 m / min and performing secondary cooling at a specific water volume of 1 to 2 L / kg. Then, the length in the casting direction corresponding to the solidification section in which the central solid phase ratio is 0.4 to 0.9 is less than 1 m, and the roll pitch in the light
ただし、鋳片厚み方向で最も遅れて凝固が進行する鋳片厚み中心部の固相率が特定の値となる鋳片引き抜き方向の位置は、鋳片の幅方向位置によっては必ずしも一定でないが、軽圧下セグメント出側での中心固相率が最大で０．９となる場合、鋳片引き抜き方向の最も下流側に位置する鋳片厚み中心部の固相率が０．９となる位置が、鋳片引き抜き方向に軽圧下セグメントの出側から１つ目の鋳片支持ロールの中心位置にあることを意味する。この場合、鋳片の幅方向位置によっては、軽圧下セグメントの出側から１つ目の鋳片支持ロールの位置よりも少し上流側の鋳片引き抜き方向位置において、鋳片厚み中心部の固相率が０．９となることがある。そのため、このように上流側で鋳片厚み中心部の固相率が０．９となるような鋳片の幅方向位置については、厚み中心部の固相率ｆＳ＝０．４〜０．７となる軽圧下が必要な凝固区間も、鋳片引き抜き方向の上流側に変位することがある。したがって、前記軽圧下が必要な鋳造方向長さは、中心固相率が０．９となる鋳片引き抜き方向の位置から上流側に１ｍ程度以上、またはロールピッチで言うと２つ分程度以上の長さを確保することが望ましく、より望ましくは、この２倍程度以上（すなわち２ｍ以上、あるいはロールピッチ４つ分以上）の余裕を持った長さを確保することが好ましい。 However, the position in the slab withdrawal direction at which the solid phase ratio at the center of the slab thickness where solidification proceeds most lagging in the slab thickness direction becomes a specific value is not always constant depending on the position in the width direction of the slab. When the central solid phase ratio on the exit side of the light-pressed segment is 0.9 at the maximum, the position where the solid phase ratio at the center of the slab thickness located on the most downstream side in the slab drawing direction is 0.9 is determined. It means that it is located at the center position of the first slab support roll from the exit side of the light reduction segment in the slab drawing direction. In this case, depending on the width direction position of the slab, the solid phase at the center of the slab thickness at the slab pull-out direction position slightly upstream from the position of the first slab support roll from the exit side of the light reduction segment. The rate can be 0.9. Therefore, with respect to the position in the width direction of the slab such that the solid phase ratio at the center of the slab thickness is 0.9 on the upstream side, the solid phase ratio f S at the center of the thickness f S = 0.4 to 0. The solidification section that requires a light reduction of 7 may also be displaced to the upstream side in the slab drawing direction. Therefore, the length in the casting direction that requires light reduction is about 1 m or more upstream from the position in the slab drawing direction where the central solid phase ratio is 0.9, or about two or more in terms of roll pitch. It is desirable to secure the length, and more preferably, it is preferable to secure a length having a margin of about twice or more (that is, 2 m or more, or four roll pitches or more).
本発明では、図３に示すように、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの入側（セグメントに鋳片が入る側）から１本目の鋳片支持ロール対の開度を、その直前の鋳片支持ロール対の開度（１つ前のセグメントの出側から１つ目の鋳片支持ロール対の開度）よりも拡げることを提案している。つまり、前記セグメントの上フレーム側の鋳片支持ロール群を、所定の圧下勾配を保つようにしたまま、直前の鋳片支持ロールから連続するロールパスラインから上方向に平行に変位させた位置に設定することにより、鋳片と意図的に接触しなくなるロールを発生させるのである。軽圧下を付与する時点では、凝固シェル厚が十分にあるためバルジング量は大きくなく、鋳片表面が直ちにロールパスラインの凹部に追随することはない。また、鋳片支持ロール対の開度を拡げる際の隣り合う支持ロール対間での開度差（オフセット量）がある程度大きければ、当該セグメントの入側の上フレーム側の鋳片支持ロールは鋳片表面に接触させないようにすることが可能である。この場合、鋳片と接触しなくなるロールが発生するため、凝固末期の鋳片に付与される圧下勾配は同じであっても、セグメントの荷重は低減される。 In the present invention, as shown in FIG. 3, from the entry side of the light reduction segment (the side where the slab enters the segment) that reduces the slab at the end of solidification including the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.7. The opening degree of the first slab support roll pair is expanded beyond the opening degree of the slab support roll pair immediately before that (the opening degree of the first slab support roll pair from the exit side of the previous segment). I am proposing that. That is, the slab support roll group on the upper frame side of the segment is displaced upward in parallel from the roll path line continuous from the immediately preceding slab support roll while maintaining a predetermined reduction gradient. By setting, a roll that does not intentionally come into contact with the slab is generated. At the time of applying light reduction, the amount of bulging is not large because the solidified shell thickness is sufficient, and the surface of the slab does not immediately follow the recess of the roll path line. Further, if the difference in opening (offset amount) between adjacent support roll pairs when expanding the opening of the slab support roll pair is large to some extent, the slab support roll on the upper frame side on the entry side of the segment is cast. It is possible to prevent contact with one surface. In this case, since rolls that do not come into contact with the slab are generated, the load on the segment is reduced even if the reduction gradient applied to the slab at the end of solidification is the same.
別の見方をすれば、従来の軽圧下方法では、凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントが負担していた圧下負荷の一部を、前段のセグメントで負担させるように前段のセグメント出側の支持ロール対の開度をより小さく設定する方法とも言える。つまり、本発明では、凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメント１基あたりでの圧下量が減少するため、セグメント荷重が低減し、タイロッドの荷重が皿バネモジュールの設定荷重を超過しない軽圧下条件の範囲がそれだけ緩和される。 From another point of view, in the conventional light reduction method, a part of the reduction load that was borne by the light reduction segment that crushes the slab at the end of solidification is borne by the front segment so that the segment exit side of the previous stage. It can also be said that the opening degree of the support roll pair is set smaller. That is, in the present invention, since the amount of reduction per light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification is reduced, the segment load is reduced and the load of the tie rod does not exceed the set load of the disc spring module. The range of conditions is relaxed accordingly.
鋳片厚み中心部の固相率がｆＳ＝０．４以上となる凝固末期だけを軽圧下すれば中心偏析は十分改善されるため、中心固相率が０．９となる鋳造方向位置が当該セグメントの出側から１つ目の鋳片支持ロールから下流側に位置していて、かつ、当該セグメントが鋳片引き抜き方向にある程度の長さを有する場合は、セグメント入側から直ちに軽圧下を開始しなくても十分に間に合う。 Since the central segregation is sufficiently improved by lightly reducing only the solidification end stage when the solid phase ratio at the center of the slab thickness is f S = 0.4 or more, the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.9 is determined. If the segment is located downstream from the first slab support roll from the exit side of the segment and the segment has a certain length in the slab extraction direction, light reduction is immediately applied from the segment entry side. You don't have to start it in time.
次に、セグメントの入側から１つ目の上フレーム側の鋳片支持ロールを鋳片表面に接触させないようにするためのオフセット量Ｄ（ｍｍ）の条件について説明する。 Next, the condition of the offset amount D (mm) for preventing the slab support roll on the first upper frame side from the entry side of the segment from coming into contact with the slab surface will be described.
中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントのロールピッチ（鋳片進行方向の隣り合うロール中心間距離）をＬｎ（ｍｍ）、当該軽圧下セグメントの１本目のロールと直前のロールとの距離をＬｎ−１/ｎ（ｍｍ）とすると、当該軽圧下セグメントの２本目のロールと１本目のロールの直前のロールとの距離は“Ｌｎ−１/ｎ＋Ｌｎ”だけ離れている。下記数式２の左辺「Ｋ・Ｐ・（Ｌｎ−１/ｎ＋Ｌｎ）3.5/２２０/ｄ3」は距離が鋳造方向に“Ｌｎ−１/ｎ＋Ｌｎ”だけ離れたロール間でのバルジング量を示す。この数式２は、住友金属技報（Ｖｏｌ.３５(１９８３)，Ｎｏ.３，ｐ.１）に記載された凝固シェル厚みの比較的薄い高速鋳造条件での有限要素法の解析結果に基づいて導出されたバルジング量の算出式に基づき、鋳片温度分布や鋼種に依存する弾性係数及び塑性係数の影響を加味して、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロールとその直前の鋳片支持ロールの間での鋳片のバルジング量の実測値との乖離を補正するための補正係数Ｋを乗算したものである。 The roll pitch (distance between adjacent roll centers in the slab traveling direction) of the lightly reduced segment that reduces the slab at the end of solidification, including the position in the casting direction where the central solid phase ratio is 0.7, is L n (mm). Assuming that the distance between the first roll of the light reduction segment and the immediately preceding roll is L n-1 / n (mm), the distance between the second roll and the immediately preceding roll of the light reduction segment is They are separated by "L n-1 / n + L n ". The left side "K ・ P ・ (L n-1 / n + L n ) 3.5 / 220 / d 3 " of the following formula 2 is between rolls whose distance is "L n-1 / n + L n " in the casting direction. Indicates the amount of bulging. This formula 2 is based on the analysis result of the finite element method under the high-speed casting condition in which the solidification shell thickness is relatively thin described in Sumitomo Metals Technical Report (Vol.35 (1983), No.3, p.1). Based on the derived formula for calculating the amount of bulging, taking into account the effects of the slab temperature distribution and the elastic and plastic coefficients that depend on the steel type, the central solid phase ratio is 0.7 at the end of solidification including the casting direction position. Correction coefficient for correcting the deviation from the measured value of the bulging amount of the slab between the first slab support roll from the entry side of the light reduction segment that reduces the slab and the slab support roll immediately before it. It is multiplied by K.
ここで、Ｋは、鋼種や二次冷却水量密度分布等の連続鋳造条件に応じて変化する０．３〜０．８の定数であり、実際の連続鋳造機内において、鋳片のロール間バルジングを超音波距離計等で測定し、鋳片の長辺面幅中央部の凝固シェル厚とロール間の距離が及ぼすロール間バルジング量への影響を調査することで、定量化することができる。また、Ｐは中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの入側における未凝固溶鋼の静鉄圧（ｋｇｆ/ｍｍ２)を表す。 Here, K is a constant of 0.3 to 0.8 that changes depending on the continuous casting conditions such as the steel type and the secondary cooling water amount density distribution, and the bulging between rolls of the slab is performed in the actual continuous casting machine. It can be quantified by measuring with an ultrasonic range finder or the like and investigating the influence of the solidification shell thickness at the center of the long side surface width of the slab and the distance between rolls on the amount of bulging between rolls. Further, P represents the static iron pressure (kgf / mm 2 ) of the unsolidified molten steel on the entry side of the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification including the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.7.
上掲の数式２のように、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロールのロール開度の拡大量（オフセット量）Ｄ（ｍｍ）を、当該軽圧下セグメントの１本目のロールの上流側の直前のロールと当該軽圧下セグメントの２本目のロールとの間での鋳片のバルジング量よりも大きくなるように設定することにより、当該軽圧下セグメントの上フレーム側の１本目のロールは鋳片に接触させないようにすることができ、これにより当該軽圧下セグメントに働く荷重を低減できる。 As shown in Equation 2 above, the roll opening of the first slab support roll from the entry side of the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification including the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.7. The amount of expansion (offset) D (mm) of the degree is the amount of bulging of the slab between the roll immediately before the upstream side of the first roll of the light reduction segment and the second roll of the light reduction segment. By setting it to be larger than the above, the first roll on the upper frame side of the light reduction segment can be prevented from coming into contact with the slab, whereby the load acting on the light reduction segment can be reduced.
ただし、前記オフセット量Ｄを大きくし過ぎると、鋳片に対し圧下が付与されない鋳造方向の範囲が広くなるため注意が必要である。 However, care must be taken because if the offset amount D is made too large, the range in the casting direction in which reduction is not applied to the slab becomes wide.
また、前記軽圧下に当っては、中心偏析やＨＩＣを効果的に抑制するために、厚み方向中心部において最も遅れて進行する凝固部位の固相率ｆＳが０．４〜０．７にわたる凝固区間の範囲において、所定の圧下勾配で軽圧下を付与することが望ましい。そのために必要な軽圧下付与範囲の鋳造方向長さは、前述したように中心固相率が０．９となる鋳造方向位置から上流側に１ｍ程度以上、またはロールピッチでは２つ分程度以上の長さであり、より望ましくは、これらの２倍程度以上（すなわち２ｍ以上、あるいはロールピッチ４つ分以上）余裕のある鋳造方向長さを確保することが好適となる。 Further, said hitting the soft reduction, in order to effectively suppress center segregation and HIC, solid fraction f S of the coagulation site traveling slowest in a thickness direction central portion spans 0.4-0.7 In the range of the solidification section, it is desirable to apply light reduction with a predetermined reduction gradient. As described above, the length of the casting direction required for this purpose is about 1 m or more upstream from the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.9, or about two or more roll pitches. It is preferable to secure a length in the casting direction having a margin of about twice or more (that is, 2 m or more, or four roll pitches or more) of these, more preferably.
また、前述したように、中心固相率が０．９となる鋳造方向位置は、圧下抵抗の大きい、中心固相率の高い鋳片を不必要に圧下しないようにするために、通常は凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの出側から１つ目の鋳片支持ロールから下流側に位置するように調整することが望ましい。したがって、通常、ロールセグメントが少なくとも５対以上の鋳片支持ロールから構成されることからすると、上記のようにロールピッチで２つ分以上の鋳造方向長さの軽圧下付与範囲を確保するためには、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの入側から３本目以後の鋳片支持ロールにおいては軽圧下が付与されるようなロール開度に設定することが望ましい。これは、当該軽圧下セグメントの少なくとも３本目のロール対のロール間隔が、当該軽圧下セグメントの上流側の直前のロール対のロール間隔よりも狭い必要があることを意味している。この条件を幾何学的に満たすためには、オフセット量Ｄ（ｍｍ）、ロールピッチＬｎ（ｍｍ）及び圧下勾配Ｒ（ｍｍ/ｍ）が下記数式３の関係を満たす必要がある。
Further, as described above, the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.9 is usually solidified so as not to unnecessarily reduce the slab having a large reduction resistance and a high central solid phase ratio. It is desirable to adjust the position so that it is located downstream from the first slab support roll from the outlet side of the light reduction segment that reduces the final slab. Therefore, since the roll segment is usually composed of at least 5 pairs of slab support rolls, in order to secure a light reduction application range of two or more casting direction lengths at the roll pitch as described above. Is such that light reduction is given to the third and subsequent slab support rolls from the entry side of the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification including the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.7. It is desirable to set the roll opening. This means that the roll interval of at least the third roll pair of the light reduction segment must be narrower than the roll interval of the immediately preceding roll pair on the upstream side of the light reduction segment. In order to geometrically satisfy this condition, the offset amount D (mm), the roll pitch L n (mm), and the reduction gradient R (mm / m) must satisfy the relationship of the following
オフセット量Ｄが上記（３）式の範囲に設定された場合、少なくとも３本目以後の鋳片支持ロール６、６’において圧下が付与されるので、通常は５対以上の鋳片支持ロール６、６’から構成される軽圧下帯１４のロールセグメント１４Ａ、１４Ｂにおいては、ロールピッチ２つ分以上、あるいは、セグメントの有効長（セグメントの最上流のロール中心と最下流のロール中心の距離）の１／２以上の、鋳造方向長さの軽圧下付与の範囲が確保できる。また、軽圧下帯１４のセグメントを構成する鋳片支持ロール６、６’対がさらに多ければ、軽圧下を付与できる鋳造方向長さ範囲を広げることができるので、さらに軽圧下が必要な凝固区間に対応する鋳造方向区間が拡大するような連続鋳造条件に対応できる範囲が拡がったり、凝固が完了する鋳造方向位置が鋳片幅方向に変動したりするような製造条件のばらつきにも対応できる範囲が拡がることになり好ましい。例えば、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントとしては７対以上の鋳片支持ロール６、６’で構成することにより、ロールピッチ４つ分以上の余裕を持った鋳造方向長さの軽圧下付与範囲を確保することができるので好適である。
When the offset amount D is set in the range of the above equation (3), reduction is applied to at least the third and subsequent slab support rolls 6, 6', so that usually five or more pairs of slab support rolls 6, In the
また、軽圧下を付与する鋳造方向長さを十分に確保する観点から、上記と併せて中心固相率が０．７となる鋳造方向位置は少なくとも軽圧下セグメントの出側から１つ目のロールの位置から２つ目のロールよりも下流の範囲に位置させるようにすることが望ましい。 In addition, from the viewpoint of ensuring a sufficient length in the casting direction for applying light reduction, the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.7 is at least the first roll from the exit side of the light reduction segment. It is desirable to position it in a range downstream of the second roll from the position of.
以上の説明から明らかなように、結局、オフセット量Ｄ（ｍｍ）は下記（１）式の関係を満たすように設定することになる。 As is clear from the above description, the offset amount D (mm) is eventually set so as to satisfy the relationship of the following equation (1).
図４は、鋳片厚みが２５０ｍｍ、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントがある水平部の鋳片の未凝固部から鋳型内溶鋼面までの高さが約１４．２ｍ、当該軽圧下セグメントのロールピッチがＬｎ−１／ｎ＝Ｌｎ＝３００ｍｍ、当該軽圧下セグメントのロール対は８対、当該軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロール６、６’の位置での鋳片１０ａの長辺面幅中央部の凝固シェル厚ｄが１１５ｍｍの場合のオフセット量Ｄと圧下勾配Ｒの関係を示すものである。ここで、上記（１）式において、静鉄圧Ｐは、上記の溶鋼面の高さから、溶鋼の密度を７０００ｋｇ/ｍ３程度として、０．０９９４ｋｇｆ/ｍｍ２と算出される。また、Ｋは、バルジング量の実測値に基づいて０．５として算出した。図４より、ハッチング領域がセグメントにかかる軽圧下の負荷が軽減されて十分な偏析改善効果を得られる範囲であり、それ以外の領域ではセグメントへの荷重の低減効果が不十分だったり、十分な偏析改善効果を得ることができなかったりする場合である。
FIG. 4 shows the inside of the mold from the unsolidified portion of the slab in the horizontal portion where there is a light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification including the casting direction position where the slab thickness is 250 mm and the central solid phase ratio is 0.7. The height to the molten steel surface is about 14.2 m, the roll pitch of the light reduction segment is L n-1 / n = L n = 300 mm, the roll pair of the light reduction segment is 8 pairs, and the entry side of the light reduction segment. It shows the relationship between the offset amount D and the reduction gradient R when the solidification shell thickness d at the center of the long side surface width of the
実施例として、図１に示すような、強制バルジング帯と複数のセグメントからなる軽圧下帯とが配置された垂直曲げスラブ連続鋳造機を用いて、ラインパイプ材用低炭素アルミキルド鋼（Ｃ：０．０４０〜０．０４５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．２９〜０．３１ｍａｓｓ％、Ｍｎ：１．２８〜１．３２ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００３〜０．００４ｍａｓｓ％、Ｓ：０．０００４〜０．０００５ｍａｓｓ％）を連続鋳造し、鋳片厚みが２５０ｍｍ、鋳片幅が２１００ｍｍのサイズの鋳片を製造した。メニスカスから１９〜３２ｍに配置された複数のセグメントで軽圧下の付与が可能であり、メニスカスから約２０ｍの位置にある下部矯正位置の下流側が水平部となっている。また、水平部の鋳片の未凝固部から鋳型内溶鋼面までの高さは約１４．２ｍである。 As an embodiment, a low carbon aluminum killed steel for line pipe material (C: 0) is used by using a vertical bending slab continuous casting machine in which a forced bulging band and a light reduction band composed of a plurality of segments are arranged as shown in FIG. .040 to 0.045 mass%, Si: 0.29 to 0.31 mass%, Mn: 1.28 to 1.32 mass%, P: 0.003 to 0.004 mass%, S: 0.0004 to 0.0005 mass %) Was continuously cast to produce a slab having a slab thickness of 250 mm and a slab width of 2100 mm. It is possible to apply light pressure in a plurality of segments arranged 19 to 32 m from the meniscus, and the downstream side of the lower correction position located about 20 m from the meniscus is a horizontal portion. The height from the unsolidified portion of the slab in the horizontal portion to the molten steel surface in the mold is about 14.2 m.
予め、特開平４−２３１１５８号公報に開示されているような伝熱・凝固計算によって鋳片引き抜き方向の位置に伴う凝固の進行状況を算出し、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含むセグメントで軽圧下を付与するとともに、当該セグメントの出側から１つ目の鋳片支持ロールの中心位置における中心固相率の計算結果が約０．８となるように、二次冷却条件及び鋳片引き抜き速度を微調整し、鋳片引き抜き速度は１．０５〜１．１５ｍ/ｍｉｎの範囲内で微調整した。また、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロールの位置での鋳片の長辺面幅中央部の凝固シェル厚ｄ（ｍｍ）も同様に伝熱・凝固計算によって求めた。ここで、凝固シェル厚ｄは、鋳片の未凝固部の上側の当該位置での凝固シェル厚であり、いずれの本発明例及び比較例においても約１１５ｍｍであった。 The progress of solidification according to the position in the slab drawing direction is calculated in advance by heat transfer / solidification calculation as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-231158, and the casting direction at which the central solid phase ratio is 0.7. Secondary cooling is applied to the segment including the position, and the calculation result of the central solid phase ratio at the center position of the first slab support roll from the exit side of the segment is about 0.8. The conditions and the slab drawing speed were finely adjusted, and the slab drawing speed was finely adjusted within the range of 1.05 to 1.15 m / min. In addition, the long side surface of the slab at the position of the first slab support roll from the entry side of the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification, including the position in the casting direction where the central solid phase ratio is 0.7. The solidification shell thickness d (mm) at the center of the width was also obtained by heat transfer / solidification calculation. Here, the solidified shell thickness d is the solidified shell thickness at the position above the unsolidified portion of the slab, and was about 115 mm in both the examples of the present invention and the comparative examples.
軽圧下帯のセグメントにおける圧下勾配の調整は、図２に示したような構造の各セグメントの上フレーム１６と下フレーム１７とをセグメントの幅方向両端側及び鋳片引き抜き方向両端側で連結する合計４本のタイロッドの上下方向の位置を、下フレーム１７に固定されたウォームジャッキで調節して実施した。
The adjustment of the reduction gradient in the segment of the light reduction zone is the total of connecting the
各セグメントの上フレーム１６は、タイロッドに固定された座に対して、皿バネモジュールによって所定の荷重で下方向に付勢されており、上フレーム１６がその荷重を超える反力を受けると皿バネがさらに収縮して上フレーム１６が上方に変位することで過大な反力を受けることを防止する構造となっている。本発明例及び比較例で用いた凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントでは、４本の各タイロッドに設けた各皿バネモジュールの設定荷重をそれぞれ１５０トン重に調整した。
The
鋳片に設定どおりの圧下勾配で軽圧下が付与されたかどうかは、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの各皿バネモジュールの変位を非接触のセンサーによって測定し、その結果から、何れかのタイロッドに皿バネモジュールによる設定荷重を超える負荷が働いた場合を、セグメントへの負荷荷重が過大になっていると判定した。なお、皿バネモジュールに変位が生じた場合、実質的な圧下勾配は所定の値よりも小さくなる。 Whether or not light reduction is applied to the slab with the set reduction gradient of each disc spring module of the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification including the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.7. The displacement was measured by a non-contact sensor, and from the results, it was determined that the load on the segment was excessive when a load exceeding the set load by the disc spring module was applied to any of the tie rods. When the disc spring module is displaced, the substantial reduction gradient becomes smaller than a predetermined value.
圧下勾配Ｒ、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントにおける入側から1つ目の鋳片支持ロール対の間隔と直前の鋳片支持ロール対の間隔との差（オフセット量）Ｄ及び強制バルジングによる鋳片厚みの増加量（ＩＢ量）を種々変更して本発明例及び比較例の連続鋳造方法を実施し、製造したスラブ鋳片の中心偏析、内部割れ及びスラブ鋳片をさらに熱間圧延して得られた厚鋼板の水素誘起割れ（ＨＩＣ）について評価を行った。 The distance between the first slab support roll pair from the entry side in the light rolling segment that rolls the slab at the end of solidification, including the rolling direction position where the rolling gradient R and the central solid phase ratio are 0.7, and the immediately preceding slab. Slab casting manufactured by carrying out the continuous casting method of the examples of the present invention and the comparative example by variously changing the difference (offset amount) D from the interval between the support roll pairs and the increase amount (IB amount) of the slab thickness due to forced bulging. The central segregation of the pieces, internal cracks, and hydrogen-induced cracks (HIC) of the thick steel sheet obtained by further hot rolling the slab slabs were evaluated.
発明例及び比較例のいずれの例においても、軽圧下帯の凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントのロールピッチ及び当該セグメントの直前の鋳片支持ロールとのロールピッチの値は全て同じで、Ｌｎ−１／ｎ＝Ｌｎ＝３００ｍｍである。また、前記セグメントの両端の鋳片支持ロールの中心間の距離及び鋳片引き抜き方向のタイロッド間の距離は約３ｍである。当該セグメントは１１対の鋳片支持ロールを有している。 In both the invention example and the comparative example, the roll pitch of the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification of the light reduction zone and the roll pitch value of the slab support roll immediately before the segment are all the same. , L n-1 / n = L n = 300 mm. Further, the distance between the centers of the slab support rolls at both ends of the segment and the distance between the tie rods in the slab drawing direction are about 3 m. The segment has 11 pairs of slab support rolls.
オフセット量Ｄ及びＩＢ量以外は発明例及び比較例の各例とも同じ連続鋳造条件とし、同じ連続鋳造条件において、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロールと直前の鋳片支持ロールとの中間位置での鋳片の長辺面（上面）のバルジング量を実測した結果に基づいて、上記（１）式の補正係数Ｋは０．５とした。 Except for the offset amounts D and IB amounts, the same continuous casting conditions are used in each of the invention examples and the comparative examples, and under the same continuous casting conditions, the slabs at the end of solidification including the casting direction position where the central solid phase coefficient is 0.7 Based on the results of actual measurement of the bulging amount on the long side surface (upper surface) of the slab at the intermediate position between the first slab support roll from the entry side of the light reduction segment to be reduced and the immediately preceding slab support roll. The correction coefficient K of the above equation (1) was set to 0.5.
発明例１〜３については、ＩＢ量、圧下勾配Ｒ、オフセット量Ｄは本発明の条件を満たす範囲内に設定した。
比較例１については、ＩＢ量を本発明の範囲未満の１ｍｍに設定した。
比較例２については、ＩＢ量を本発明の範囲を超える１８ｍｍに設定した。
比較例３については、ＩＢ量を５ｍｍにし、設定の圧下勾配を本発明の範囲未満となる０．５ｍｍ/ｍにした。その際にオフセット量Ｄは０ｍｍとした。
比較例４については、ＩＢ量を１５ｍｍにし、設定の圧下勾配を本発明の範囲を超える４．５ｍｍ/ｍにした。その際にオフセット量Ｄは１．５ｍｍとした。
比較例５については、ＩＢ量を５ｍｍにし、設定の圧下勾配を２．０ｍｍ/ｍとした。オフセット量Ｄは本発明の範囲未満となる０．５ｍｍとした。
比較例６については、ＩＢ量を５ｍｍにし、設定の圧下勾配を２．０ｍｍ/ｍとした。オフセット量Ｄは本発明の範囲を超える２．０ｍｍとした。
For Examples 1 to 3, the IB amount, the reduction gradient R, and the offset amount D were set within the range satisfying the conditions of the present invention.
For Comparative Example 1, the IB amount was set to 1 mm, which is less than the range of the present invention.
For Comparative Example 2, the amount of IB was set to 18 mm, which exceeds the range of the present invention.
For Comparative Example 3, the IB amount was set to 5 mm, and the set reduction gradient was set to 0.5 mm / m, which is less than the range of the present invention. At that time, the offset amount D was set to 0 mm.
For Comparative Example 4, the IB amount was set to 15 mm, and the set reduction gradient was set to 4.5 mm / m, which exceeds the range of the present invention. At that time, the offset amount D was set to 1.5 mm.
For Comparative Example 5, the IB amount was set to 5 mm, and the set reduction gradient was set to 2.0 mm / m. The offset amount D was set to 0.5 mm, which is less than the range of the present invention.
For Comparative Example 6, the IB amount was set to 5 mm, and the set reduction gradient was set to 2.0 mm / m. The offset amount D was set to 2.0 mm, which exceeds the range of the present invention.
連続鋳造後、発明例及び比較例の鋳片からサンプルを切り出し、ＥＰＭＡによる偏析調査を実施した。また、鋳片鋳込み方向に垂直な全幅の鋳片断面を温塩酸で腐食して内部割れの有無を調査した。さらに、発明例及び比較例の連続鋳造チャージにおける定常鋳込み部の複数のスラブ鋳片を熱間圧延して製造した厚さ２０．６ｍｍの厚鋼板から採取した厚鋼板試料をＨＩＣ試験に供した。 After continuous casting, samples were cut out from the slabs of the invention example and the comparative example, and segregation investigation by EPMA was carried out. In addition, the cross section of the slab with the full width perpendicular to the slab casting direction was corroded with warm hydrochloric acid to investigate the presence or absence of internal cracks. Further, a thick steel plate sample collected from a thick steel plate having a thickness of 20.6 mm produced by hot rolling a plurality of slab slabs in the steady casting portion in the continuous casting charge of the invention example and the comparative example was subjected to the HIC test.
表１に、発明例と比較例のＩＢ量、設定の圧下勾配Ｒ、過荷重の有無、中心固相率が０．７となる鋳造方向位置を含む凝固末期の鋳片を圧下する軽圧下セグメントの最上流のロール対のロール開度を直前のロール対のロール開度に対して拡げた量であるＤ、Ｋ・Ｐ・（Ｌｎ−１/ｎ＋Ｌｎ）3.5/２２０/ｄ3の計算値、２・Ｌｎ・Ｒ/１０００の計算値、偏析スポット部の個数、ＨＩＣ試験結果（ＣＡＲ）、内部割れの有無を示した。 Table 1 shows the light reduction segment that reduces the slab at the end of solidification, including the IB amount of the invention example and the comparative example, the set reduction gradient R, the presence or absence of overload, and the casting direction position where the central solid phase ratio is 0.7. The roll opening of the most upstream roll pair of D, K ・ P ・ (L n-1 / n + L n ) 3.5 / 220 / d 3 which is the amount obtained by expanding the roll opening of the immediately preceding roll pair. The calculated values, the calculated values of 2 · L n · R / 1000, the number of segregated spots, the HIC test result (CAR), and the presence or absence of internal cracks are shown.
厚み中心部の偏析スポット部の個数は、鋳片断面サンプルの厚み中心部をＥＰＭＡによってマッピング分析し、Ｍｎの定量分析値から偏析度が１．３３以上の偏析部が幅方向に５００μｍ以上繋がっている箇所をカウントして算出した。具体的には、上記調査用スラブ鋳片の鋳込み方向に垂直な断面から、高さが２５ｍｍで中心部に中心偏析部を含み、幅が約９３０ｍｍ（幅中心から片側３重点（短辺側と両長辺側の凝固殻が成長して出会った点）までの長さ）の鋳片半幅分のサンプルを採取し、小分割した。その後、ＥＰＭＡを用いて電子ビーム径１００μｍでＭｎ濃度を全面に亘ってマッピング分析することによってＭｎ偏析度の分布を求め、そのＭｎ偏析度が１．３３以上のＭｎスポットが鋳片幅方向に５００μｍ以上に亘って繋がっている箇所（重偏析スポット）の数をカウントした。ここで、上記ＭｎスポットのＭｎ偏析度とは、厚み中心部から１０ｍｍ離れた位置におけるＭｎ濃度Ａに対するＭｎスポットのＭｎ濃度Ｂの比（Ｂ／Ａ）のことをいう。
The number of segregation spots in the center of thickness is obtained by mapping and analyzing the center of thickness of the slab cross-section sample by EPMA, and the segregation parts with a segregation degree of 1.33 or more are connected by 500 μm or more in the width direction from the quantitative analysis value of Mn. It was calculated by counting the locations where there are. Specifically, from the cross section perpendicular to the casting direction of the above-mentioned survey slab slab, the height is 25 mm, the central segregation portion is included in the central portion, and the width is about 930 mm (from the width center to the triple point on one side (short side side). A sample of half the width of the slab (the length up to the point where the solidified shells on both long sides grew and met) was taken and divided into small pieces. Then, the distribution of the Mn segregation degree was obtained by mapping and analyzing the Mn concentration over the entire surface with an electron beam diameter of 100 μm using EPMA, and the Mn spot having the Mn segregation degree of 1.33 or more was 500 μm in the slab width direction. The number of connected points (heavy segregation spots) was counted over the above. Here, the Mn segregation degree of the Mn spot refers to the ratio (B / A) of the Mn concentration B of the Mn spot to the Mn concentration A at a
次に、ＨＩＣ試験の結果は、割れが発生した面積割合（ＣＡＲ；Ｃｒａｃｋ Ａｒｅａ Ｒａｔｉｏ）が２％以上のサンプルの有無により評価した。ここで、このＨＩＣ試験用の試験片は、寸法が、鋳造方向長さＬ：１００ｍｍ×幅方向長さＷ：２０ｍｍ×板厚ｔ：２０．６ｍｍのもので、上記のようにして製造した発明例及び比較例の各複数の鋳片を熱間圧延して製造した複数の厚板から、無作為に３枚の厚板を抽出し、鋳片幅の１／４に相当する位置から採取した。また、このＨＩＣ試験は、ＮＡＣＥ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＴＭ−０２８４に準拠し、ｐＨ３．０（Ｈ２Ｓ飽和時）、温度２５℃のＮＡＣＥ試験溶液（５％ＮａＣｌ、０．５％ＣＨ３ＣＯＯＨ、Ｈ２Ｓ：２４８０ｐｐｍ（Ｈ２Ｓ飽和時））中に９６ｈｒ浸漬した後、超音波探傷でＣスキャンし、割れが発生した面積率（ＣＡＲ）を測定し、３枚の厚板より採取した試験片のうちの最も高い値のＣＡＲを、その鋳造条件の代表値とした。なお、３枚の試験片のうち１枚でもＣＡＲが２％以上であったときは、その試験片を採取したチャージから製造した厚板は全て不合格とした。 Next, the results of the HIC test were evaluated by the presence or absence of a sample having a cracked area ratio (CAR; Crack Area Ratio) of 2% or more. Here, the test piece for the HIC test has dimensions of a length L in the casting direction: 100 mm × a length in the width direction W: 20 mm × a plate thickness t: 20.6 mm, and is an invention manufactured as described above. Three planks were randomly extracted from a plurality of planks produced by hot rolling each of the plurality of slabs of Examples and Comparative Examples, and collected from positions corresponding to 1/4 of the width of the slabs. .. In addition, this HIC test conforms to NACE STANDARD TM-0284, and is a NACE test solution (5% NaCl, 0.5% CH 3 COOH, H 2 S) at pH 3.0 (when H 2 S is saturated) and a temperature of 25 ° C. : 2480ppm (H 2 S at saturation)) was 96hr immersed in, and C-scan ultrasonic flaw detection, measured area ratio crack occurs the (CAR), one of the test pieces taken from three planks The highest value of CAR was used as the representative value of the casting conditions. If even one of the three test pieces had a CAR of 2% or more, all the planks manufactured from the charge from which the test piece was collected were rejected.
その結果、発明例１〜３では、軽圧下セグメントでの過荷重はなく、設定値通りの軽圧下が鋳片に付与されていた。とくに、設定の圧下勾配が適切な値であるため、偏析とＨＩＣ結果は良好であった。また、内部割れも確認されなかった。
一方で、比較例１ではＩＢ量が少ないため、セグメントの荷重が過大になり、実際の圧下勾配は設定値と大幅に乖離し、偏析の改善は僅かであった。そしてＨＩＣ試験も不合格になった。
比較例２では、ＩＢ量が多すぎたために、偏析やＨＩＣ結果は良好であったが内部割れが発生してしまった。
比較例３では、設定の圧下勾配が低いために、偏析改善効果も小さく、ＨＩＣ試験も不合格となった。
比較例４では、設定の圧下勾配が大きすぎたために、濃化溶鋼の逆流が生じて偏析が大きくなった。ＨＩＣ試験も不合格となった。
比較例５では、オフセット量Ｄ＝０．５ｍｍでＫ・Ｐ・（Ｌｎ−１/ｎ＋Ｌｎ）3.5/２２０/ｄ3の計算値よりも小さい条件であるため、セグメント荷重は過大になって、設定通りの圧下を付与することができなかった。その結果、偏析改善効果が小さくなり、ＨＩＣ試験も不合格となった。
比較例６では、設定値に近い圧下を付与したが、オフセット量Ｄは２．０ｍｍで２・Ｌｎ・Ｒ/１０００の計算値よりも大きく、圧下付与のタイミングが遅れために、偏析改善効果は不十分となり、ＨＩＣ試験も不合格となった。
As a result, in Invention Examples 1 to 3, there was no overload in the light reduction segment, and the light reduction as set was applied to the slab. In particular, the segregation and HIC results were good because the set reduction gradient was an appropriate value. In addition, no internal cracks were confirmed.
On the other hand, in Comparative Example 1, since the amount of IB was small, the load on the segment became excessive, the actual reduction gradient deviated significantly from the set value, and the improvement in segregation was slight. And the HIC test also failed.
In Comparative Example 2, since the amount of IB was too large, segregation and HIC results were good, but internal cracks occurred.
In Comparative Example 3, since the set reduction gradient was low, the segregation improving effect was small, and the HIC test also failed.
In Comparative Example 4, since the set reduction gradient was too large, backflow of the concentrated molten steel occurred and segregation became large. The HIC test also failed.
In Comparative Example 5, since the offset amount D = 0.5 mm is smaller than the calculated value of K ・ P ・ (L n-1 / n + L n ) 3.5 / 220 / d 3 , the segment load becomes excessive. Therefore, it was not possible to apply the reduction as set. As a result, the segregation improving effect was reduced, and the HIC test was also rejected.
In Comparative Example 6, a reduction close to the set value was applied, but the offset amount D was 2.0 mm, which was larger than the calculated value of 2 ・ L n・ R / 1000, and the timing of the reduction was delayed, so that the segregation improvement effect was obtained. Was insufficient, and the HIC test also failed.
１ スラブ連続鋳造機
２ タンディッシュ
３ スライディングノズル
４ 浸漬ノズル
５ 鋳型
６、６’ 鋳片支持ロール
７ 搬送ロール
８ 鋳片切断機
９ 溶鋼
１０ 鋳片
１０ａ 切断鋳片
１１ 凝固シェル
１２ 未凝固部
１３ 凝固完了位置
１４ 軽圧下帯
１４Ａ ロールセグメント
１４Ｂ ロールセグメント
１５ 強制バルジング帯
１６ 上フレーム
１７ 下フレーム
１８ タイロッド
１９ 皿バネモジュール
２０ ウォームジャッキ
２１ 座
２２ ロールチョック
1 Slab continuous casting machine 2
Claims (3)
対となる鋳片支持ロールの間隔を鋳片の引き抜き方向に沿って順次に拡げることで前記スラブ鋳片の厚み方向にバルジングを起こさせ、その後、対となる鋳片支持ロールの間隔を鋳片の引き抜き方向に沿って順次に狭める軽圧下帯を設けて前記スラブ鋳片に対し軽圧下を施すに当たり、
前記バルジングを起こさせた鋳片の厚みの最大増加量を２〜１５ｍｍとし、
前記軽圧下帯は、鋳片を挟んで対向する複数の鋳片支持ロールがそれぞれ組み込まれたフレームと、そのフレームを複数のタイロッドにて鋳片厚み方向に連結してなるセグメントにて構成し、
この軽圧下帯の前記スラブ鋳片の横断面内の最低固相率が０．７となる鋳片引き抜き方向位置を含む軽圧下セグメントにおいて、前記スラブ鋳片に対して１．０〜４．０ｍｍ/ｍの圧下勾配Ｒとなる軽圧下を加えるとともに、下記数式１に示す関係を満たすように、前記軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロール対の間隔を、当該鋳片支持ロール対の直前の鋳片支持ロール対の間隔よりも拡げることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
記
Ｄ（ｍｍ）：鋳片の横断面内の最低固相率が０．７となる鋳片引き抜き方向位置を含む軽
圧下セグメントにおける入側から１つ目の鋳片支持ロール対の間隔と直前の鋳片支持
ロール対の間隔との差、
Ｋ（−）：０．３〜０．８の範囲の定数であって、前記軽圧下セグメントの手前の鋳片支
持ロール間での鋳片長辺面のバルジング量の計算値を補正する補正係数、
Ｐ（ｋｇｆ/ｍｍ２）：前記軽圧下セグメントの入側における未凝固溶鋼の静鉄圧、
Ｌｎ−１／ｎ（ｍｍ）：前記軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロールと直前
の鋳片支持ロールとの距離、
Ｌｎ（ｍｍ）：前記軽圧下セグメントの鋳片支持ロールのロールピッチ、
ｄ（ｍｍ）：前記軽圧下セグメントの入側から１つ目の鋳片支持ロール位置での鋳片の長
辺面幅中央部の凝固シェル厚、
Ｒ（ｍｍ/ｍ）：前記軽圧下セグメントでの鋳片の圧下勾配
である。 In a continuous steel casting method in which slab slabs drawn from a continuous casting mold are supported by a plurality of pairs of slab support rolls and secondary cooling is performed to solidify the molten steel inside the slabs.
By sequentially expanding the distance between the paired slab support rolls along the drawing direction of the slab, bulging occurs in the thickness direction of the slab slab, and then the distance between the paired slab support rolls is set to the slab. In applying light reduction to the slab slab by providing a light reduction band that is sequentially narrowed along the drawing direction of the slab.
The maximum amount of increase in the thickness of the bulging slab is 2 to 15 mm.
The light reduction band is composed of a frame in which a plurality of slab support rolls facing each other across the slab are incorporated, and a segment formed by connecting the frames with a plurality of tie rods in the slab thickness direction.
In the light reduction segment including the position in the slab drawing direction where the minimum solid phase ratio in the cross section of the slab slab in the light reduction band is 0.7, 1.0 to 4.0 mm with respect to the slab slab. A light reduction with a reduction gradient R of / m is applied, and the distance between the first slab support roll pair from the entry side of the light reduction segment is set to support the slab so as to satisfy the relationship shown in Equation 1 below. A method for continuous casting of steel, characterized in that the distance between the slab-supporting roll pairs immediately before the roll pairs is increased.
Record
D (mm): The distance between the first slab support roll pair from the entry side in the light reduction segment including the slab withdrawal direction position where the minimum solid phase ratio in the cross section of the slab is 0.7, and immediately before. Difference from slab support roll pair spacing,
K (-): A correction coefficient that is a constant in the range of 0.3 to 0.8 and corrects the calculated value of the bulging amount of the long side surface of the slab between the slab holding rolls in front of the lightly reduced segment. ,
P (kgf / mm 2 ): Static iron pressure of unsolidified molten steel on the entry side of the lightly reduced segment,
L n-1 / n (mm): Distance between the first slab support roll from the entry side of the light reduction segment and the immediately preceding slab support roll,
L n (mm): Roll pitch of the slab support roll of the light reduction segment,
d (mm): Solidification shell thickness at the center of the long side surface width of the slab at the position of the first slab support roll from the entry side of the light reduction segment.
R (mm / m): The reduction gradient of the slab in the light reduction segment.
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