JP7188187B2 - 鋳片の冷却方法 - Google Patents
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Description
このような表面疵を防止するため、例えば、特許文献1では、鋳造後の鋳片を1050~950℃の高温度域に維持し、意図的にγ粒界の粗大化を図り、γ粒界における析出物の析出間距離を大きくすることで割れを防止する方法が開示されている。
また、特許文献2では、鋳造後の鋳片を強制的に冷却(水冷)し、鋳片表面組織をγ相からα相へ変態させることで、旧γ粒界に析出した析出物による粒界脆化を抑制する方法が開示されている。なお、以下では、水冷設備による鋳片の強制的な水冷を、強制冷却ともいう。
また、高い冷却速度で割れが発生しやすい、冷却時の割れ感受性の高い鋼種に関しては、特許文献2に記載の鋳片を強制冷却する方法を用いることは困難となる。
<鋳片の冷却方法>
図1~図4を参照して、本発明の一実施形態に係る鋳片Bの冷却方法について説明する。本実施形態に係る鋳片Bの冷却方法は、連続鋳造機(CC)2で鋳造された鋳片Bを再加熱する、再加熱ライン1における、鋳片Bの冷却方法となる。再加熱ライン1は、図1に示すように、第1搬送テーブル11と、第2搬送テーブル12と、測定装置13と、第1徐冷設備14と、水冷設備15と、第2徐冷設備16と、加熱炉17と、制御部18とを備える。連続鋳造機2は、鋳片Bとして、長手方向に対して直交する断面形状が略正方形のブルームを連続鋳造する設備である。連続鋳造機2は、鋳片Bの鋳造ラインの数であるストランド数が4つのものである。このような連続鋳造機2では、各ストランドにて、連続鋳造された後、所定の長さに切断された鋳片Bが、第1搬送テーブル11へと送られる。また、本実施形態に係る再加熱ライン1は、連続鋳造機2で鋳造された鋳片Bを第1搬送テーブル11及び第2搬送テーブル12を用いて、600℃以上の高温の状態で加熱炉17に装入し、その後圧延を行う、ホットチャージ圧延が可能な設備である。
第2搬送テーブル12は、第1搬送テーブル11から送られる鋳片Bを、第1徐冷設備14、水冷設備15、第2徐冷設備16または加熱炉17へと搬送する搬送装置であり、鋳片Bを搬送させる複数の駆動式のローラ等からなる。第2搬送テーブル12は、後述する制御部18での判断結果に応じて、鋳片Bを第1徐冷設備14、水冷設備15、第2徐冷設備16または加熱炉17のいずれかの設備へと搬送する。
第2徐冷設備16は、第2搬送テーブル12から搬送される鋳片Bを徐冷する設備であり、図2に示すように、徐冷カバー3と、複数の支持部材4とを有する。
制御部18は、再加熱ライン1での鋳片Bの搬送及び冷却、並びに加熱炉17での鋳片Bの再加熱を制御する制御装置である。制御部18は、後述する方法に従い、鋳片Bの鋼種と測定装置13の表面温度との測定結果に基づいて、冷却方法の選択を含めた鋳片Bの加熱炉8に装入するまでの経路を判断する。
(A)下記(1)式で算出されるカーボン当量Ceqが0.80mass%以上の鋼種。
Ceq=[C]+1/2[Si]+1/5[Mn]+1/7[Cu]+1/22[Ni]+1/9[Cr]+1/2[Mo]+1/2[V] ・・・(1)
なお、(1)式において[A]は鋼中の成分Aの濃度(mass%)を示す。
(B)鋼中のC濃度が0.45mass%以上の鋼種。
(C)鋼中のC濃度が0.45mass%以上かつ、Mn濃度が1.00mass%以上の鋼種
(D)V添加鋼
本実施形態では、以上の処理ステップを行うことによって、連続鋳造機から搬出される鋳片Bを加熱炉8へと搬送して再加熱する。そして、その工程の中で、徐冷や強制冷却といった方法で鋳片Bの冷却が行われる。なお、本実施形態における、ステップS100~ステップS114で説明した鋳片Bの搬送及び処理は、制御部18によって自動的に行われることが好ましい。
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。
また、上記実施形態では、複数の鋳片Bを床面上に並べて、略直方体状の形状の徐冷カバー3で複数の鋳片Bを覆うとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、鋳片Bの床面への置き方は、図5(A),(B)に示すように、2段や4段に積み上げた状態で置くようにしてもよい。また、徐冷カバー3は、複数の鋳片Bを覆うことができるならば、他の形状であってもよい。
さらに、上記実施形態では、支持部材4として、鋳片を用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。支持部材4は、鋳片Bの重量及び温度に耐え得るものであればよく、例えば耐火物製の万棒等が支持部材4として用いられてもよい。
(1)本発明の一態様に係る鋳片Bの徐冷カバー3は、連続鋳造機2で連続鋳造される鋳片を、連続鋳造機2のストランド数分の本数、収容可能であり、床面上に配されるストランド数分の本数の鋳片Bの側面の全周を覆うことが可能な側壁部31と、床面上に配されるストランド数分の本数の鋳片Bの上面を覆うことが可能な天板部32と、を備え、側壁部31及び天板部32の内壁面には断熱材が設けられる。
上記(2)の構成によれば、上記(1)の構成と同様な効果に加え、少量のみ発生するような表面温度が低い鋳片について、発生の度に徐冷を施すことができる。
上記(4)の構成によれば、表面温度が低く、強制冷却を施すと冷却割れが発生しやすいトップ鋳片について、割れの発生を防止することができる。
(A)第2徐冷設備16で徐冷した後に、加熱炉17で再加熱(実施例)。
(B)第2搬送テーブル12から直接、加熱炉17に装入し、再加熱(比較例1)。
(C)空冷による冷却の後に、加熱炉17で再加熱(比較例2)。
表2に、実施例の結果を示す。表2に示すように、比較例1の条件(B)の場合には、ビレットに粒界割れが発生し、屑化率が3.05%と多かった。また、比較例3の条件C)の場合には、空冷によって冷却する際に大きな縦割れが発生した。この縦割れは、ビレットの表面を研削しても除去しきれないものがあり、屑化率が3.95%と最も多くなった。一方、実施例の条件(A)の場合には、冷却時に小さな縦割れが発生したものの、ビレットを研削することで除去でき、屑化率0.00%となった。
11 第1搬送テーブル
12 第2搬送テーブル
13 測定装置
14 第1徐冷設備
15 水冷設備
16 第2徐冷設備
17 加熱炉
2 連続鋳造機
3 徐冷カバー
31 側壁部
32 天板部
33 保持部
4 支持部材
B 鋳片
Claims (1)
- 連続鋳造機で鋳造される鋳片の温度を測定する測定工程と、
前記測定工程の結果から、前記鋳片の表面温度が、第1閾値以下であるかを判断する温度判断工程と、
前記温度判断工程の後、前記表面温度が前記第1閾値以下となる前記鋳片が、冷却割れ感受性に応じて設定される特定の鋼種であるかを判断する鋼種判断工程と、
前記鋼種判断工程の後、前記鋼種判断工程にて前記特定の鋼種であると判断された前記鋳片を、徐冷カバーで覆って冷却する徐冷工程と、
前記鋼種判断工程の後、前記鋼種判断工程にて前記特定の鋼種でないと判断された鋳片を、水冷設備にて冷却する強制冷却工程と、
を備え、
前記第1閾値は、冷却なしで前記鋳片を加熱炉に装入する際における前記鋳片の表面温度がAr3変態点以上となる温度、又は前記鋳片の表面での割れの発生率が問題となる程度に多くなり始める温度であり、
前記徐冷カバーは、連続鋳造機で連続鋳造される鋳片を、前記連続鋳造機のストランド数分の本数収容可能であり、床面上に配される前記ストランド数分の本数の鋳片の側面の全周を覆うことが可能な側壁部と、床面上に配される前記ストランド数分の本数の上面を覆うことが可能な天板部と、を備え、前記側壁部及び前記天板部の内壁面には断熱材が設けられ、
前記徐冷工程では、前記鋼種判断工程にて前記特定の鋼種であると判断された鋳片を徐冷し、
前記特定の鋼種は、下記(A)~(D)のいずれの鋼種である、鋳片の冷却方法。
(A)下記(1)式で算出されるカーボン当量Ceqが0.80mass%以上の鋼種
Ceq=[C]+1/2[Si]+1/5[Mn]+1/7[Cu]+1/22[Ni]+1/9[Cr]+1/2[Mo]+1/2[V] ・・・(1)
なお、(1)式において[A]は鋼中の成分Aの濃度(mass%)を示す
(B)鋼中のC濃度が0.45mass%以上の鋼種
(C)鋼中のC濃度が0.45mass%以上かつ、Mn濃度が1.00mass%以上の鋼種
(D)V添加鋼
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