JP7410369B2 - 鋳片の内部欠陥低減方法及び鋳片製造設備 - Google Patents
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Description
本発明の各実施形態に係る鋳片の内部欠陥低減方法を説明するにあたり、まず、図1~図3に基づいて、当該鋳片の内部欠陥低減方法を実施するための設備構成について説明する。図1は、本実施形態に係る鋳片の内部欠陥低減方法を実施するための連続鋳造設備の一構成例を示す説明図である。図2は、図1の連続鋳造設備に設置される幅圧下装置130及び水平圧延装置140の一例を示す平面図である。図3は、本実施形態に係る鋳片の内部欠陥低減方法を実施するための連続鋳造設備の他の一構成例を示す説明図である。
[2-1.メカニズム]
まず、図4に基づいて、本発明の第1の実施形態に係る鋳片の内部欠陥低減方法により内部欠陥が低減されるメカニズムを説明する。図4は、連続鋳造後、幅圧下後、及び、水平圧延後の鋳片5の横断面形状を示す模式図である。
本実施形態に係る鋳片の内部欠陥低減方法において、幅圧下装置により鋳片を幅圧下する幅圧下量ΔEは5mm以上であればよい。幅圧下量ΔEが小さすぎると幅端部の増肉部分と幅中央部との板厚差は小さくなるため、幅圧下後に行う水平圧延で、空隙等の内部欠陥が発生しやすい領域5aに十分な静水圧応力、塑性変形を付与できず、鋳片内部に空隙が残存する。
また、本実施形態に係る鋳片の内部欠陥低減方法において、幅圧下装置により幅圧下された鋳片5を水平圧延で水平圧延するが、このとき、水平圧延後の鋳片5の板厚hは、少なくとも幅圧下前の鋳片5の板厚H以下となるようにするのがよい。水平圧延後の鋳片5の板厚hが幅圧下前の鋳片5の板厚Hよりも大きいと、鋳片内部の空隙等の内部欠陥を十分に低減させることができないためである。
本実施形態に係る鋳片の内部欠陥低減方法では、図1あるいは図3に示したように、連続鋳造後の鋳片5を幅圧下した後、水平圧延することで、空隙等の内部欠陥が発生しやすい領域に高い静水圧応力と大きな塑性変形と効果的に付与し、鋳片5の内部欠陥を低減させる。このとき、さらに鋳片5の幅方向中央付近における内質を改善させるため、幅圧下装置に対して圧延方向上流側、または、水平圧延装置に対して圧延方向下流側に、第2の水平圧延装置をさらに設けてもよい。
[3-1.概要]
上記第1の実施形態では、鋳片の圧下による内質改善に関し、鋳片の幅断面における凝固状態が完全凝固状態または未凝固状態であるときに、鋳片を幅圧下してドッグボーン形状に増肉させた上で水平圧延した。これは、内質欠陥が密集しやすい最終凝固点(クレータエンドとも呼ばれる)の幅方向位置が幅中央部よりも幅端部近傍に生じやすいことを踏まえたものである。
まず、図11A及び図11Bに基づき、鋳片の最終凝固点の幅方向位置を幅端部近傍に位置させる理由について、説明する。図11A及び図11Bは、鋳片の幅圧下後の水平圧延における内質改善効果の幅方向分布の一例を示すグラフである。図11Aでは幅端部からの幅方向位置を鋳片厚で無次元化して表した場合の結果を示し、図11Bでは幅端部からの幅方向位置を鋳片幅で無次元化して表した場合の結果を示している。図11A及び図11Bでは、鋳片の板厚Hが100mm、板幅Wが1200mmの場合(ケース1)、板厚Hが250mm、板幅Wが1200mmの場合(ケース2)、及び、板厚Hが250mm、板幅Wが2000mmの場合(ケース3)の例を示している。図11A及び図11Bの横軸は、左側の位置0が幅端部を示し、右側に向かうほど幅中央へ向かうことを示している。
まず、連続鋳造直後の鋳片に対して、幅圧下及び水平圧延を行うことによる効果を検証した。本検証では、板厚250mm、板幅1600mmに鋳造された一般低炭素鋼の鋳片に対し、実施例1として連続鋳造機(CC)出側にて30mmの幅圧下を行った後に、1パスの水平圧延により厚さ220mmまで圧延した上で熱間圧延を行い、板厚50mmの厚鋼板を製造した。
次に、鋳片の幅中央部付近の内質も向上させるために設置する第2の水平圧延装置による効果について検証した。
次に、鋳片の最終凝固点の幅方向位置を幅端部側に位置させる効果について検証した。
5a 内部欠陥が発生しやすい板幅端部の領域
7 鋳片(切断後)
111、211 取鍋
113、213 タンディッシュ
117 電磁攪拌装置
115、215 鋳型
120、217 二次冷却装置
121 支持ロール
125c、125e スプレーノズル
130、220 幅圧下装置
131 エッジャロール
140、230 水平圧延装置
150 鋳片切断機
160、310 第2の水平圧延装置
210 薄スラブ連続鋳造機
240 粗圧延機
250 仕上圧延機
260 冷却装置
270 巻取機
Claims (5)
- 連続鋳造機から連続して送り出される鋳片を連続鋳造直後に幅圧下した後、前記幅圧下された前記鋳片を水平圧延し、
前記連続鋳造機による鋳造速度、鋳型の冷却温度、電磁攪拌装置による鋳型内溶鋼の電磁攪拌条件、二次冷却装置による冷却条件のうち少なくとも1つを制御することにより、前記鋳片の幅方向における最終凝固点の幅方向位置を、前記鋳片の幅端部から0.5H~0.25Wの範囲、または、前記鋳片の幅端部から0.5H~2.0Hの範囲に位置させ、
横断面における前記鋳片の凝固状態が完全凝固状態となった後に、前記鋳片の幅圧下及び水平圧延を行い、
前記幅圧下された前記鋳片の横断面中心部の温度が前記鋳片の表面の温度よりも高い状態で、前記幅圧下された前記鋳片を水平圧延する、鋳片の内部欠陥低減方法。
なお、Hは前記鋳片の板厚とし、Wは前記鋳片の板幅とする。 - 前記幅圧下による前記鋳片の幅圧下量は、5mm以上とする、請求項1に記載の鋳片の内部欠陥低減方法。
- 前記水平圧延では、前記鋳片の厚さが少なくとも前記幅圧下する前の前記鋳片の厚さとなるように、前記鋳片を圧下する、請求項1または2に記載の鋳片の内部欠陥低減方法。
- 連続鋳造機と鋳片切断機との間、または、連続鋳造機と粗圧延機との間に、
前記連続鋳造機から連続して送り出される鋳片を幅圧下する幅圧下装置と、
前記幅圧下装置の圧延方向下流側に設けられ、前記鋳片を水平圧延する水平圧延装置と、
を備え、
前記連続鋳造機から連続して送り出される鋳片を連続鋳造直後に前記幅圧下装置により幅圧下した後、前記幅圧下された前記鋳片を前記水平圧延装置により水平圧延し、
前記連続鋳造機による鋳造速度、鋳型の冷却温度、電磁攪拌装置による鋳型内溶鋼の電磁攪拌条件、二次冷却装置による冷却条件のうち少なくとも1つを制御することにより、前記鋳片の幅方向における最終凝固点の幅方向位置を、前記鋳片の幅端部から0.5H~0.25Wの範囲、または、前記鋳片の幅端部から0.5H~2.0Hの範囲に位置させ、
横断面における前記鋳片の凝固状態が完全凝固状態となった後に、前記鋳片の幅圧下及び水平圧延を行い、
前記幅圧下された前記鋳片の横断面中心部の温度が前記鋳片の表面の温度よりも高い状態で、前記幅圧下された前記鋳片を水平圧延する、鋳片製造設備。
なお、Hは前記鋳片の板厚とし、Wは前記鋳片の板幅とする。 - 前記連続鋳造機と前記鋳片切断機との間、または、前記連続鋳造機と前記粗圧延機との間であって、かつ、前記幅圧下装置に対して圧延方向上流側、または、前記水平圧延装置に対して圧延方向下流側に、前記鋳片を水平圧延する第2の水平圧延装置を備える、請求項4に記載の鋳片製造設備。
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