JPH02137602A - 連続鋳造鋳片の直接圧延法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は連続鋳造による鋳片の直接圧延法に関する。

［従来の技術］ 連続鋳造鋳片の直接圧延（ＨＤＲ）は連鎖機で鋳造され
た鋳片を冷却することなく、そのまま保温設備による断
熱工程またはエツジヒータによる加熱工程を経て熱間圧
延機により圧延加工する方法である。このＨＤＲプロセ
スは工程の大幅な合理化が実現されるもので、今後さら
に開発が進められ、発展するものと期待されているもの
である。しかし、）（ＤＲで製造された鋳片は従来の方
法すなわち連続鋳造鋳片の冷却後、再加熱してから圧延
する方法（ＮＣＲ）に比して表面疵の発生が多く、歩留
まりの低下が懸念されている。

一般に連続鋳造鋳片に発生する表面疵は縦割れ、横割れ
または表層工介在物に起因する割れがよく知られている
。縦割れについては、モールド内で割れの起点が形成さ
れ、その後の冷却過程で割れが進展することが明らかに
なっている。この防止対策としては、モールドパウダー
の選択、モールドテーパの適正化、湯面変動のコントロ
ル精度向上、または２次冷却帯での均一冷却などが重要
な対策として実施されている。

また、表層下の介在物に起因する割れは、モルト内で初
期介在物が補足されるかどうかに関係があり、この対策
として溶鋼の清浄化をはかり、溶鋼中のＡ　Ｉ　２０．
を少なくすること及びモールド内湯面活動を小さくして
パウダーの巻き込みを防ぐことが行われている。

横割れは凝固冷却中の不純物元素の析出によって鋳片の
高温脆化によるものと考えられている。

横割れ防止の基本対策は連鋳機内での曲げ変形（矯正）
を加えるとき、鋳片の表面温度を高温脆化温度範囲を回
避して矯正することである。さらに、析出物の主因であ
るＳ、Ｐ、Ｎなどの不純物元素の低減を図り、高温脆化
を極力少なくすることもその対策の１つとなっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなが゛ら、従来の表面疵低減対策を実施してもな
お、ＨＤＲプロセスによる鋳片は従来のＨＣＲプロセス
による鋳片に比して表面疵、特に横割れが多いという問
題は解消されない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ＨＤＲプ
ロセスによる鋳片特有の表面疵発生の原因を解明し、こ
れを低減する方法を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明の連
続鋳造鋳片の直接圧延法は、連続鋳造鋳片の凝固完了の
直前または直後に、前記鋳片を歪速度をＩ　Ｘ　１０−
’／ｓｅｃ以下、圧下率を２％以上として圧延して予備
加工を加えた後、γ単相域の温度に保持し、次いで圧延
加工を行うことを特徴とする。

鋳片を冷却、凝固させると、γ相中のＳはγ粒界に偏析
する。圧下を加えない場合は冷却、凝固するとＳとＭｎ
との温度によって定まる溶解積によってＭｎＳが析出す
るが、圧下を加えたときは圧下しない場合より析出開始
温度が上昇するとともに前記析出量は増大する。このと
きのＭｎＳの析出形態はγ粒界に微細に析出しており、
これをγ単相域の温度に保持すると微細ＭｎＳは粗大化
する。ＭｎＳが粗大化すると高温延性は回復されて圧延
時の割れを低減することができる。

［実施例］ 添付の図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。第４図は連続鋳造鋳片の熱延板に見られる表面疵
の中で、疵に介在物が検出されなかった疵、すなわちＳ
に起因する熱間脆性にもとづくと考えられる疵の個数と
鋼中のＭ　ｎ　／　Ｓ比との関係を示したもので、ＨＤ
Ｈの場合は、ＨＣＲの場合と比較するとこの図に示され
ているように疵発生数が数倍も多い。このときの熱延板
の成分はｗｔ％で、次の通りである。

Ｃ＝　０．０１〜０．０５．　　　　Ｓ　ｉ　＝０．０
１〜０．０３゜Ｍｎ−０，２５〜０．３５．　　Ｐ＝０
．０１０〜０．０２５゜Ｓ　＝０．０１２〜０．０３０
．　　Ｓｏｌ、ＡＩ＝０．０：２−０．０３第４図に示
した疵とＭ　ｎ　／　Ｓ比との関係は高温脆性の低下に
よるもので、従来からよく知られていることで、鋼中の
Ｓを低減することが有効であることを示している。しか
し、同一のＳレベルにおいてＨＤＲとＨＣＲのプロセス
による差があるのは何に起因するのか、その原因につい
ては従来解明されていなかった。本発明者らはＨＤＲプ
ロセスの鋳片の疵の低減を目的として、その原因究明を
行った。

先ず、高温引張り試験機により、ＨＤＲおよびＨＣＲの
シュミュレーション試験を行った。すなわちＨＤＲに対
応して、前記試験機内で試験片の溶解、凝固、所定温度
まで所定時間で冷却した後、引張り試験を行い、ＯＣＲ
に対応して、前記試験機内で試験片の溶解、凝固、室温
まで所定時間で冷却、所定温度まで再加熱した後、引張
り試験を行った。この結果を第５図に示す。ここに示さ
れているように、ＨＤＲ対応の結果は高温延性の低下が
著しい。

ＨＤＲ対応とＨＣＲ対応の試験片の破断面を走査電子顕
微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果、前者の試験片ではＭｎ
Ｓは微細でその数が多く、後者のものは粗大化し、その
数は極めて少ないことが判明した。したがって、第５図
に示したようにＨＤＲによる熱延板の表面疵が多いのは
熱履歴の差によるものと考えられる。

さらに、ＨＤＲ対応の試験について、種々の試験を重ね
た結果、本発明者らが注目したことは、鋳片を加工しな
がら冷却、凝固させると、加工しない場合よりもＭｎＳ
の析出温度が高く、析出量も多くなり、析出されたＭｎ
Ｓは粒界に微細に析出されるが、これをγ単相域に保持
するとＭｎＳは粗大化されることである。

そこで、鋳片の表面疵低減に有効な前述の、凝固、冷却
時に行う予備加工に関してその歪速度、歪量、加工時の
温度、またはγ単相域の保持時間について詳細な検討を
行った。これについて次に説明する。

試験片を引張り試験機内で溶融、凝固後、第１表に示す
予備加工条件を与えて、引張り試験を行って高温延性を
測定した。予備加工の条件をパラメータとして、測定し
た結果を第６図乃至第９図に示す。これに対応した予備
加工の条件を第１表に示しである。パラメータとした予
備加工条件は表中に、その変化させた範囲を示し、その
結果のグラフ図の図面番号を左端の図番に示しである。

延性を測定したときの引張り試験の条件は、温度は１１
００℃、歪速度は１５ｅｃ−’で、第６図乃至第９図に
ついて同一としである。このときの試験片は、いずれも
低炭素アルミキルト鋼で成分はｗｔ％で、次の通りであ
る。

Ｃ＝０．０３〜０．０５．　　Ｓ　ｉ　＝０．０１〜０
．０３Ｍｎ＝０．２〜０．３．　　Ｐ＝０．０１０〜０
．０２５゜Ｓ＝０．０１〜０．０３．　　Ｓｏｌ、ＡＩ
＝０．０２〜０．０３第６図は、予備加工歪として５％
まで引張りした後、延性と予備加工時の歪速度との関係
を示したものである。予備加工時の歪速度が１ｘｌＯ−
’ｓｅｅ以下になると、延性は著しく回復している。第
７図に予備加工の歪と延性との関係を示す。歪みが２％
以上になると延性が６０％以上となり、良好な熱間加工
性を示す。予備加工時の温度と延性との関係を第８図に
示した。これによると、予備加工時の温度が低い程、回
復される延性は大きくなる。γ単相域の保持時間と延性
との関係を第９図に示す。この保持時間は１分以上であ
れば延性の値は飽和することを示している。

以上の知見にもとづいて、実際の製造設備について行っ
た２つの試験について説明する。第１図は試験を行った
連続鋳造設備である。図中、１１はタンデイツシュ（図
示せず）からの溶鋼１３を水冷されているモールド１０
に注入する浸漬ノズルで、注入された溶鋼１３は前記モ
ールド１０または冷却水で冷却されて、表面に凝固シェ
ル１２が形成される。鋳片１７は図示しない冷却水ノズ
ルからの注水をうけながら、前記シェルの中に溶鋼１３
を保持したままガイドロール１４により案内されて引抜
かれ、引抜きとともにシェル１２の厚さは増大し、遂に
は中心まで凝固して完全凝固にいたる。完全凝固近くの
鋳片１７の中心部においては、固相と液相がまざりあい
所謂マッシゾーンといわれている部分がある。完全凝固
付近には１対の圧延ロール１５が設けられている。鋳片
１７の厚さ、鋳造速度等の鋳造条件によって、前記圧延
ロール１５を複数対設けることは当然考えられる　こと
である。完全凝固した鋳片はカッタ１８で適長に切断さ
れ、次の工程である断熱または加熱の工程に入る。前記
断熱、加熱の工程は保温および加熱の設備が設けられた
保温加熱設備１６で行われる。

第１の試験では連続鋳造鋳片を完全凝固後に、１対の圧
延ロール１５で前述の予備加工である予備圧下を行った
。このとき引抜き速度は２．５ｍ／ｌ１ｌｉｎで、前記
圧延ロール１５による圧下率は５％とし、鋼種は低炭素
アルミキルド鋼で、その成分はｗｔ％で、次の通りであ
る。

Ｃ＝０．０３〜０．０５．　　　　Ｓ　ｉ　＝０．０１
〜０．０３゜Ｍｎ−０，２〜０．３．　　　Ｐ＝０．０
１０〜０．０２５゜Ｓ　＝０．０１〜０．０３．　　Ｓ
ｏｌ、ＡＩ＝０．０２〜０．０３鋳片は予備圧下後、保
温加熱設備１６に５分間保持した後、搬送テーブルで熱
間圧延機に送られ圧延しな。圧延された熱延板（厚み３
〜５ｍｍ）の表面疵を調査した結果を第２図に示す。Ｈ
ＤＨの本実施例と、比較のためＨＤＲの従来例とＨＣＲ
の従来例についても示しである。

第２の試験では圧延ロール１５として３対のロールを使
用し、圧下の位置は鋳片の軸心の固相率が７０％以上の
位置とし、１対当たりの圧下率を２％とした。引抜き速
度、鋼種は第１の試験と同様である。前記固相率が０．
７未満では固液共存相の液相のみが絞りだされて、中心
偏析が悪化する。予備圧下後の鋳片は保温加熱設備１６
に５分間保持後、熱間圧延を行った。第３図に、このと
きの熱延板に見られた表面疵の個数を示す。第２図と同
様に比較のためＨＤＨの従来例とＨＣＨの従来例につい
ても示しである。

第２図、第３図の結果から明らかなように、本実施例の
疵抑制の効果は顕著である。

［発明の効果］ 本発明によれば、連続鋳造鋳片を凝固するときに圧下を
加えた後、所定の温度で所定の温度で所定時間保持し、
次いで熱間圧延機による圧延加工を行うので、ＭｎＳが
粗大化されてその数が少なくなり、表面疵が低減される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する連続鋳造設備の縦断面
図、第２図および第３図は本発明法による予備加工の加
え方が異なる熱延板表面疵指数とＭ　ｎ　／　Ｓとの関
係を示すグラフ図、第４図は従来方式のＨＤＲとＨＣＲ
に関する熱延板表面疵指数とＭ　ｎ　／　Ｓとの関係を
示すグラフ図、第５図は従来方式のＨＤＲとＨＣＲに関
する温度と延性との関係を示グラフ図、第６図は延性と
予備加工時の歪速度との関係を示すグラフ図、第７図は
延性と予備加工時の歪みとの関係を示ずグラフ図、第８
図は延性と予備加工時の温度との関係を示すグラフ図、
第９図は延性と予備加工時の温度保持時間との関係を示
すグラフ図である。 １１・・・浸漬ノズル、１２・・・シェル、１３・・・
溶鋼、１４・・・ガイドロール、１５・・・加工ロール
、１６・・・保温加熱設備、１７・・・鋳片。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造鋳片の凝固完了の直前または直後に、前
   記鋳片を歪速度を１×１０＾−＾１／ｓｅｃ以下、圧下
   率を２％以上として圧延して予備加工を加えた後、γ単
   相域の温度に保持し、次いで圧延加工を行うことを特徴
   とする連続鋳造鋳片の直接圧延法。
2. （２）予備加工は鋳片中心部の固相率が０．７以上のと
   ころで行うことを特徴とする請求項１記載の連続鋳造鋳
   片の直接圧延法。