JP7124353B2 - 連続鋳造方法、及び連続鋳造機 - Google Patents
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Description
先ず、連続鋳造機の構成について説明する。
タンディッシュ12は、溶鋼Wを一時的に貯留する容器とされている。このタンディッシュ12には、図示しない取鍋から溶鋼Wが注がれる。また、タンディッシュ12の底部には、溶鋼Wを排出する浸漬ノズル14が設けられている。このタンディッシュ12の下方には、鋳型16が配置されている。
鋳型16は、例えば、水冷式の銅製鋳型とされる。この鋳型16は、タンディッシュ12の浸漬ノズル14から注がれた溶鋼Wを冷却し、溶鋼Wの表層を凝固させる。これにより、所定形状の鋳片20を成形する。
搬送装置30は、鋳型16から排出された鋳片20を、冷却しながら所定方向(矢印H方向)へ搬送する。なお、以下では、矢印H方向を、搬送装置30の搬送方向(鋳造方向)とする。
圧下装置40は、略水平方向に延びる搬送路34の下流側に配置されている。また、圧下装置40は、鋳片20を厚み方向に圧縮することにより、鋳片20の未凝固部20B内のポロシティ等を低減する。この圧下装置40は、一対の上流側圧下ロール42と、一対の下流側圧下ロール44とを有している。
なお、中心固相率Rは、例えば、鋳片20を凝固解析することにより求められる。具体的には、川和の式(「鉄鋼の凝固:日本学術振興会製鋼第19委員会,2015,付-13」参照)という実験回帰式から固相線温度(固相率1.0)と液相線温度(固相率0)とを求めた。そして、固相線温度と液相線温度との間の固相率は線形と仮定し、鋳片の中心固相率Rを求めた。
ここで、圧下装置40によって鋳片20に発生する圧縮応力の解析について説明する。
鋳片20の解析モデル(以下、単に「鋳片20」という)の幅は、2300mmとした。また、鋳片20の厚みT(図2参照)は、300mmとした。さらに、鋳片20の中心固相率Rは、0.8とした。また、鋳片20の温度分布は、差分法伝熱計算プログラムによって計算した。
図3には、一対の上流側圧下ロール42及び一対の下流側圧下ロール44によって鋳片20を圧下した場合に、鋳片20に発生する平均圧縮応力の解析結果が示されている。
なお、解析結果について補足すると、図5には、一対の上流側圧下ロール42のみで鋳片20を圧下したときに、鋳片20に発生する平均圧縮応力の解析結果が示されている。
次に、本実施形態に係る連続鋳造方法(鋳片製造方法)を説明しつつ、本実施形態の作用について説明する。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
次に、連続鋳造試験について説明する。
溶鋼の組成は、質量%で、C:0.05~0.15%、Si:0.1~0.4%、Mn:0.8~1.5%、P:0.02%以下、S:0.008%以下、及び残部にFeと不純物からなる組成とした。
次に、鋳型16には、水冷式の銅製鋳型を用いた。また、鋳型16の各種寸法を下記表1に示す。
次に、搬送装置30による鋳片の鋳造速度は、0.7m/minとした。また、搬送装置30の冷却器(二次冷却器)の比水量は、0.5~0.7L/kg-steelとした。これにより、一対の上流側圧下ロール42及び一対の下流側圧下ロール44によって圧下される鋳片の中心固相率Rを0.8とした。
一対の上流側圧下ロール42は、鋳型16内のメニスカスMから、鋳片の搬送方向に沿って20m下流側に配置した。さらに、一対の上流側圧下ロール42に対する鋳片の搬送方向の下流側に、一対の下流側圧下ロール44を配置した。そして、鋳片の上側に配置された上流側圧下ロール42及び下流側圧下ロール44を図示しない油圧シリンダによって押圧することにより、これらの上流側圧下ロール42及び下流側圧下ロール44によって鋳片をそれぞれ圧下した。なお、上流側圧下ロール42及び下流側圧下ロール44の最大圧下力(最大出力)は、400tonF(3.92MN)である。
鋳片の評価では、実施例1~7及び比較例1~6に係る鋳片のポロシティ体積Vと、圧下装置40によって圧下されていない鋳片(基準鋳片)のポロシティ体積V0とからポロシティインデックス(=V/V0)を求めた。そして、ポロシティインデックスが0.4以下を合格(○)とし、0.4超を不合格(×)とした。ポロシティインデックスが0.4以下になると、連続鋳造工程の後の圧延工程において、鋳片(スラブ鋳片)内のポロシティが消滅するためである。
図6には、実施例1~7及び比較例1~6に係る鋳片の評価結果が示されている。なお、図6における圧下装置(上流側圧下ロール及び下流側圧下ロール)の圧下量S1,S2の実測値は、上流側圧下ロール42及び下流側圧下ロール44にそれぞれ設置した位置センサによって測定した。
実施例1~7では、ポロシティインデックスの評価が何れも合格(○)となった。その理由は、次のように考えられる。
比較例1,6では、内部割れ及び中心偏析は確認されなかった(〇)。しかしながら、比較例1,6では、ポロシティインデックスの評価が何れも不合格(×)となった。その理由は、比較例1,6では、一対の上流側圧下ロール42のみで鋳片を圧下したため、実施例1~7よりも鋳片に発生する圧縮応力が小さくなったためと考えられる。
以上の評価結果から、実施例1~7では、ポロシティ、中心偏析、及び内部割れが少ない高品質の鋳片が得られたことが分かる。
20 鋳片
30 搬送装置
42 上流側圧下ロール(圧下ロール)
44 下流側圧下ロール(圧下ロール)
H 鋳片の搬送方向
P ロールピッチ
S1 上流側圧下ロールの圧下量(圧下ロールの圧下量)
S2 下流側圧下ロールの圧下量(圧下ロールの圧下量)
Claims (4)
- 連続鋳造機によって搬送される鋳片を、該鋳片の搬送方向に隣り合う複数の圧下ロールによって圧下する連続鋳造方法であって、
複数の前記圧下ロールの直径が、80mm以上、かつ、380mm以下とされ、
隣り合う前記圧下ロールの圧下力によって前記鋳片に発生する平均圧縮応力が、隣り合う前記圧下ロールの間で最大値となるように、 隣り合う前記圧下ロールのロールピッチを100mm以上、かつ、400mm以下とし、該圧下ロールによって中心固相率が0.8以上の前記鋳片をそれぞれ2mm以上圧下するとともに、複数の前記圧下ロールによる前記鋳片の圧下量の総和を20mm以下とする、
連続鋳造方法。 - 隣り合う前記圧下ロールは、中心温度が1350℃以上の前記鋳片を圧下する、
請求項1に記載の連続鋳造方法。 - 隣り合う前記圧下ロールによって圧下される前記鋳片の中心温度が1350℃以上になるように、前記連続鋳造機による前記鋳片の搬送速度及び冷却速度の少なくとも一方を制御する、
請求項2に記載の連続鋳造方法。 - 鋳片を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置による前記鋳片の搬送方向に隣り合って配置され、中心固相率が0.8以上の前記鋳片をそれぞれ2mm以上圧下する複数の圧下ロールと、
を備え、
複数の前記圧下ロールの直径が、80mm以上、かつ、380mm以下とされ、
隣り合う前記圧下ロールの圧下力によって前記鋳片に発生する平均圧縮応力が、隣り合う前記圧下ロールの間で最大値となるように、 隣り合う前記圧下ロールのロールピッチが、100mm以上、かつ、400mm以下とされるとともに、複数の前記圧下ロールによる前記鋳片の圧下量の総和が20mm以下とされる、
連続鋳造機。
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WO2015174395A1 (ja) | 2014-05-14 | 2015-11-19 | 新日鐵住金株式会社 | 鋳片の連続鋳造方法 |
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