JPH03114635A - メタラジー特性を利用した鋳片の案内方法 - 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］ 本発明は連続鋳造の鋳型幅寸法をメタラジ−特性を利用
して決定し、その鋳型を使って鋳片を案内する方法に関
するものである。

［従来の技術］ 通常行なわれているスラブの連続鋳造は、水冷銅鋳型を
使用し、フラックスを潤滑剤として厚み２００〜３００
　ｍｍ前後、幅１０００〜２０００ｍｍ前後の鋳片を、
１〜２　ｍ／ｍｉｎの速度で鋳造しており、鋳造過程の
抜熱量は７　Ｘ　１０５ｋｃａｌ／ｈ−ｍ２程度である
ので鋳型内シェルは全域でγ（オーステナイト）組織で
凝固を完了する。

このような連続鋳造方法において、コーナー縦割れはブ
レイクアウトの原因の一つであり、コーナー縦割れを防
止するため、その要因であるコーナ一部のホットスポッ
トの発生を抑制するため、鋳型短辺にテーパーをつりて
鋳片を案内する方法が実施されている。

例えば、鉄と鋼Ｖｏ１．６７、Ｎｏ、８．１２０３頁に
、鋳造速度１．６ｍ／ｍｉｎの連続鋳造において鋳型短
辺にＱ、９ｍｍ／ｍの一定勾配のテーパーをつけて、コ
ーナー縦割れ発生率を１３．：１９６から５．２木に改
善した報告がある。

これを参考に、本発明者らは、連続鋳造効率を増大させ
る目的で、前記０．９ｍｍ／ｍの一定勾配のテーパーを
つけた短辺を使用して、厚み５０ｍｍ、幅１．２ｍの鋳
片を抜熱量２　Ｘ　ｌ０６ｋｃａｌ／ｈ−ｍ２程度て連
続鋳造したところ、鋳片短辺の凝固効率が悪く充分に凝
固せず、鋳片の凝固シェルの厚さは、第２図の従来例に
示すごとくになった。その結果、冷却所要時間、冷却所
要距離が長くなって連続鋳造効率が低下すると共にバル
ジングは大きくなりブレイクアウトの発生も見られた。

［発明が解決しようとする・課題］ 本発明は、鋳造過程の鋳型内の抜熱量を高くした場合に
おける連続鋳造効率を増大させかつコーナー縦割れ、短
辺バルジングまたはブレイクアウトの発生のない鋳型を
開発し、それを用いて鋳片を案内する方法を確立するこ
とを課題とするものである。一般に、鋳型内の抜熱量を
高くしてゆくと、鋳型内での鋳片表面温度低下が著しく
鋳型内で発生する凝固シェルの組織はδ単相からδ＋γ
２相→γ単相→γ＋α２相→α単相に変化してゆくこと
になる。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、鋳型内での抜熱量を高めた場合における前記
課題を、鋳型内で発生する凝固シェルの組織に注目し、
その組織が持つ特性つまり熱収縮や変態膨張量に基づい
て鋳型の短辺間隔を決定し、その鋳型で鋳片を案内する
新規な鋳片の案内力法を提供することを目的とする。

本発明はその目的を達成するために下記の手段を採用す
るものである。

１、溶鋼を鋳型に注入して冷却しつつ引き抜いて鋳片を
連続鋳造するに際して、事前に想定した鋳片シェル部表
層の鋳造方向で変態する組織の熱収縮・変態膨張量に基
づいて、前記鋳型の短辺間隔を決定し、その鋳型で鋳片
を案内することを特徴とするメタラジ−特性を利用した
鋳片の案内方法。

２、重量＊で炭素量が０．７６５！６以下の溶鋼を、鋳
型に注入して冷却しつつ引き抜いて鋳片を連続鋳造する
に際して、事前に想定した鋳片シェル部表層の鋳造方向
で変態するγ（オーステナイト）→γ＋α（フェライト
）→α組織の変態膨張量に基づいて、前記鋳型の短辺間
隔を決定し、その鋳型で鋳片を案内することを特徴とす
るメタラジ−特性を利用した鋳片の案内方法。

３、＃ｒ記γ＋α組織の範囲で、前記鋳型の短辺間隔が
広がることを特徴とする航記２記載のメタラジ−特性を
利用した鋳片の案内方法。

［作用］ 本発明者らは、上記手段を確立するため、一定テーバー
鋳型による連続鋳造の問題点を解明する実験、検討を重
ねた。

このとき用いた供試鋼は特に割れ感受性の強い０．１５
９６Ｃ−０，２５４ｋｓｉ　−０，７４ｊｉＭｎ　−０
，０１％；　Ｐ　−０，００５！ｈＳ−０，０２零八旦
の中炭へ文−に＃ｌである。一方、鋳型内の抜熱量を高
める手段として、鋳造速度４ｍ／ｍｉｎ　、鋳型短辺は
第１図に点線で示すごとく、定勾配テーパーで鋳片と同
期して移動する非水冷ブロック、鋳型長辺は３５ｍ３７
ｍ１ｎの水冷機能を有する厚さ１．２　ｍｍの鋼板ベル
トからなる連続鋳造機を使用した。

本発明者らは実験を解析した結果、第１図に示すごとく
、鋳型短辺と鋳片短辺との間に大きなキャップが形成さ
れており、そのため鋳片短辺は第２図に点線で示すとと
メニスカスから０．２５ｍまでは凝固シェルが成長する
が、０．２５ｍから０．７５ｍまでは大きなギャップの
形成の影響で凝固が停滞し、Ｏ’、７５ｍを過ぎて再び
凝固が進行し、全体を通じて凝固効率が大幅に低下し、
バルジングの発生が避けられず、ブレイクアウトの危険
性もあることを知見した。

そこで該鋳片の凝固過程を詳細に調査したところ、この
連続鋳造の鋳型的冷却過程においては凝固鋳片の組織は
第４図に示すごとく、メニスカス直下からδ（フェライ
ト）、δ＋γ、γ、γ＋α、αと変態しており、その変
態体積変化と熱収縮との関係から第１図の鋳片短辺に示
す形状になっていることが判明した。ただし、δ→γ変
態は時間的に急激に生じ、また凝固シェルの剛性が小さ
いため殆ど無視できるので実用的にはγ、γ＋α、αの
変態として扱ってもよいことを確認した。また」１記の
現象は第５図に示ずＦｅ　−Ｃ系状態図より、重量＊で
炭素量が０．７６５％以下の鋼について起こり得ること
が推定できる。

本発明者らは、この事実を基に検討・工夫したものであ
り、具体的には、連続鋳造効率を増大させかつコーナー
縦割れ、短辺バルジングまたはブレイクアウトの発生の
ない鋳型を開発し、それを用いて鋳片を案内する方法を
確立するという課題は、鋳型内で、鋳片の表面と鋳型内
面との間隔を鋳型内の鋳造方向でほぼ一定の狭い範囲に
確保する（特に高温域程）ことであるとの考えに基づい
て検討した。

鋳型の長辺面は鋳型ベルトの裏側より水圧で支えている
ので、鋳片の鋳型の間隔に配慮する必要はなく、鋳型の
短辺面つまり左右の鋳型短辺の間隔のみが対象となる。

鋳片シェル部がγ組織率体部分では、鋳片の温度降下量
が大きいので主に熱収縮により鋳片幅Ｂはメニスカスか
らの鋳造方向の距離Ｘの２乗の関数まで考慮する必要が
ある。

つまり次の（１）式のようにＸが大きくなる程Ｂは狭く
なる。

Ｂ　＝　ａ　ｘ　２＋ｂ　ｘ　＋　ｃ　　　　　　　　
（１）ただし、ａ＜Ｏ，ｃ＞０ 次に鋳片シェル部がγ＋α組織部分では、Ｘにつれてα
組織の比率が増大するにつれて変態膨張量による変化が
主体となり、さらに熱収縮を組み合わせることにより、
Ｘにつれて鋳片幅Ｂが大きくなる次の（２）式のように
なる。

Ｂ　＝　ｄ　ｘ　＋　ｅ　　　　　　　　　　　　（２
）ただし、ｄ＞０ 更に、鋳片シェル部がα組織単相部分ては、鋳片幅Ｂは
熱収縮により狭くなるが、γ組織単相のときと比較する
と温度降下が非常にゆるやかなので、次の（３）式のよ
うに鋳片幅ＢはＸの一次関数で狭くなると近似できる。

Ｂ　＝ｆｘ＋ｇ　　　　　　　　　　　　（３）ただし
、ｆ≦０ 以−１二のことより、具体的には左右の鋳片短辺間隔を
、Ｘにつれて、前記の（１）式、（２）式および（３）
式をつなぎ合わせたように実現すればよい。

ただし実用的には（３）式の領域が存在しなかったり、
存在しても狭いので、無視しても影響はほとんどない。

更に、具体的には、鋼種に合わせて鋳型内での抜熱量お
よび鋳造速度等を調整してγ組織単相部分の長さをほぼ
一定になるようにすることにより、鋳型形状を単純な形
状でかつ特定化させることができる。

モし一〇設備的には、第１図に示すように鋳片と直接接
触する短辺ブロック群（あるいはそのガイド）の案内軌
道を前記の（１）式、（２）式をつなぎ合わせるように
実現すればよい。尚、（１）式と（２）式のつなぎは＠
後２０〜３０ｍｍをスムーズになるようにする方が望ま
しい。このようにして実現した鋳片短辺を従来のテーパ
ータイプと対比したのが第２図であり、本発明例が冷却
がスムーズで連続鋳造効率が良いのが明らかである。

更に、短辺ブロックに温度計をつけて実験したところ、
第３図のように本発明例の方が、第２図と同様に冷却が
鋳型内てスムーズでかつ連続鋳造効率が向上しているの
が確認された。これにより本発明は連続鋳造効率が向上
したばかりでなくコーナー縦割れ、短辺パルジンクおよ
びブレイクアウトの発生がほぼ皆無となった。

［実施例］ （１）供試鋼 ０．１５９６Ｃ−０，２５＊５ｉ−０，７＊Ｍｎ　−ｏ
、ｏ１％；　Ｐ　−０，００５！６Ｓ　−０，０２９６
八交の中炭へ立−に鋼（２）連続鋳造条件 鋳造速度：４ｍ／ｍｉｎ 鋳型短辺：エンドレスに構成した非水冷銅ブロック 鋳型長辺：　３５ｍ３／ｍｉｎの水冷機能を有する１、
２　ｍｍ厚みの鋼板ベルト 　０ 鋳片寸法：厚み　！’ｉ　０ｍｍ、幅　６００　ｍｍ（
３）短辺ブロック案内軌道 第４図に示すような形状に決定した。

・γ組ＭＩｉ単相部分 ｙ　（ｍｍ）　＝　Ｉｌｘ　２（ｍ） メニスカスからの距離ｘ＝Ｏ〜６００ ・γ＋α組織部分 ｙ（ｍｍ）＝用、７　（ｍｍ／ｍ）　＋　ｈｘ　＝　　
６００〜１１００ｍｍ ・α組織部分 （５）式の延長とする ｘ　　＝　１１００〜１２００ｍｍ ・鋳型の長さ　１２００ｍｍ （４）鋳造結果 （本発明）　　　（従来例） バルジング　　　　片側０．４　ｍｖｎ　　　片側１．
８　＋ｎｎ＋ブレイクアウト　　０回／２５ｃｈ　　　
２回／１９ｃｈ［発明の効果］ 本発明は、以上に述べたごとく、連続鋳造中に鋳片表面
に現れる組織変態体積変化、熱収縮に応１ じて鋳型短辺を案内して鋳片短辺な冷却するので、冷却
効率が高く、バルジングが皆無となり、ブレイクアウト
の発生の危険性がなくなり、生産性の向上、生産費の低
減等当業分野にもたらす効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳片短辺の本発明例と従来例の対比図、第２図
は本発明例と従来例における鋳型内の鋳造方向での短辺
シェル厚の生成状況の対比図、第３図は本発明例と従来
例における鋳型内の鋳造方向での短辺ブロック温度の対
比図、第４図は本発明の一実施例における鋳造短辺の形
状図、第５図はＦｅ−Ｃ系状態図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶鋼を鋳型に注入して冷却しつつ引き抜いて鋳片を
   連続鋳造するに際して、事前に想定した鋳片シェル部表
   層の鋳造方向で変態する組織の熱収縮・変態膨張量に基
   づいて、前記鋳型の短辺間隔を決定し、その鋳型で鋳片
   を案内することを特徴とするメタラジー特性を利用した
   鋳片の案内方法。 ２、重量％で炭素量が０．７６５％以下の溶鋼を、鋳型
   に注入して冷却しつつ引き抜いて鋳片を連続鋳造するに
   際して、事前に想定した鋳片シェル部表層の鋳造方向で
   変態するγ（オーステナイト）→γ＋α（フェライト）
   →α組織の変態膨張量に基づいて、前記鋳型の短辺間隔
   を決定し、その鋳型で鋳片を案内することを特徴とする
   メタラジー特性を利用した鋳片の案内方法。 ３、前記γ＋α組織の範囲で、前記鋳型の短辺間隔が広
   がることを特徴とする請求項２記載のメタラジー特性を
   利用した鋳片の案内方法。