JPH0890166A

JPH0890166A - 連続鋳造装置及びその連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH0890166A
Application number: JP25427494A
Authority: JP
Inventors: Sadamichi Kaseda; 定道加世田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】中心偏析や内部割れのない内質に優れた高品
質の薄鋳片を得るための連続鋳造装置および連続鋳造方
法を提供する。【構成】鋳型と、案内ロールと、圧下ロールとを備え
た連続鋳造装置において、長辺内面の左右コーナー近傍
に鋳造方向の凸条を設けた鋳型により鋳造された未凝固
層を有する鋳片を、未凝固相が鋳片厚さの５０〜８０％
において、３組以上の圧下ロールにより鋳片厚さの２０
〜４５％を圧下し薄鋳片を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、薄鋳片の連続鋳造方
法に関するもので、詳しくは中心偏析や内部割れのない
内質に優れた高品質の薄鋳片を得るための連続鋳造装置
および連続鋳造方法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】薄板の製造プロセスは、連続鋳造機によ
り鋳造された鋳片を、次の圧延工程に供給して加工する
ことが基本となっている。しかし、この方法では、一旦
冷却した鋳片を、圧延過程で圧延温度まで再加熱する必
要があるため、エネルギー消費の上で不利である。

【０００３】近年、連続鋳造機から出た鋳片を、そのま
ま圧延機に供給する熱延直結プロセスの開発が進められ
ており、連続鋳造方法としては圧延機に供給する薄鋳片
の製造技術の開発が行なわれている。これは、圧延工程
の一部省略が可能になるため、製鉄プロセス全体の省エ
ネルギーや工程省略の点で有利である。

【０００４】薄鋳片の製造方法としては、長方形断面形
状の鋳型により鋳造した中心部に未凝固相を有する鋳片
を、複数組のロール対でロール圧力を検知しながら圧下
する方法（特開平２−５２１５９号公報）、あるいは鋳
型またはツインベルト式連続鋳造機のダムブロックの短
辺形状を凸形とし、短辺形状が凸形の鋳片を鋳造し、中
心部に未凝固相が存在する時期にロールにより圧下する
方法（特開昭６３−１１２０４８号公報）が開発されて
いる。このように中心部に未凝固相が存在する時期に圧
下する方法を用いれば、鋳片中心部に存在する溶質濃度
の高い溶鋼が上部に押し出されるため、中心偏析がほと
んどない鋳片を鋳造することが可能となる。また、圧下
量を変更することにより、鋳片の厚みを変更することも
容易である。

【０００５】しかし、長方形断面形状の鋳型を用いて鋳
造された鋳片は、圧下により生じた引っ張り歪により鋳
片内部に割れが生じることがあり、これを防止しうる圧
下量、圧下タイミングで圧下するのは容易ではなく、歩
留の悪化を引き起こす。また、短辺形状を凸形にした鋳
型を用いた場合は、引っ張り歪は長方形断面形状の鋳型
を用いた場合よりも小さくなるが、内部割れの点からは
十分ではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のごとく、従来の
中心部に未凝固相が存在する時期に圧下する連続鋳造方
法には、内部割れの発生が見られ、優れた内質を得る点
から見て十分とはいえなかった。

【０００７】この発明は、従来の連続鋳造方法に見られ
る欠点を除き、内部欠陥を低減し、製造歩留の向上を図
った薄鋳片を得るための連続鋳造装置及び連続鋳造方法
を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成するため鋭意研究の結果、連続鋳造により鋳造され
る鋳片の内部コーナー近傍に発生する内部割れは、鋳型
の長辺内面の左右コーナー近傍に凸条を設けた鋳型を使
用することにより防止し得ること、またこの鋳型により
鋳造された内部欠陥のない鋳片は、鋳造後直ちに特定の
圧下を加えることにより薄板用の薄鋳片に仕上げられる
ことを知り得た。この発明は、これらの知見に基づいて
次のように完成したものである。

【０００９】すなわち、この発明の連続鋳造装置は、鋳
型と、案内ロールと、圧下ロールとを備えた連続鋳造装
置において、前記鋳型の長辺内面の左右コーナー近傍に
鋳造方向の凸条を設けたことを特徴とする。

【００１０】また、この発明の連続鋳造方法は、鋳型
と、案内ロールと、圧下ロールとを備えた連続鋳造装置
において、長辺内面の左右コーナー近傍に鋳造方向の凸
条を設けた鋳型により鋳造された未凝固層を有する鋳片
を、未凝固相が鋳片厚さの５０〜８０％において、３組
以上の圧下ロールにより鋳片厚さの２０〜４５％を圧下
し薄鋳片とすることを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明の連続鋳造装置は、薄鋳片の製造を目
的とするため、厚みが７０〜１２０ｍｍの長方形断面の
鋳型を使用する。この鋳型１は、図３に示すように、長
辺内面の左右コーナー近傍に鋳造方向の凸条２を設けた
長方形断面形状からなる。この鋳型１を用いて鋳造する
と、図４に示すように、凝固シェル４の長辺の左右コー
ナー近傍に凹条６を有する鋳片３が形成される。したが
って、内部の溶融金属５に接する凝固界面には、前記凹
条６に対向して凸条６’が形成される。この凹条６の存
在により、次の未凝固圧下過程での内部割れの発生が阻
止される。

【００１２】鋳型に設けた凸条の高さｈは、鋳片の寸法
に関係なく、表１に示す実験の結果より３〜６ｍｍが好
ましい。これは高さｈが３ｍｍ未満では凝固過程で凝固
プロフィールのくぼみ（凹条）が小さくなり、内部割れ
の防止に対し十分な効果が得られず、また高さｈが６ｍ
ｍを超えると、凝固過程での凝固収縮により鋳型内で拘
束性のブレークアウトが生じる可能性があるためであ
る。なお、凸条２の幅ｗは１５〜３０ｍｍ程度とする。

【００１３】また、凸条は、凝固計算で求めた圧下ゾー
ン入側での短辺側凝固シェル厚をｄとすると、表２に示
す実験の結果より鋳片コーナーからの距離ｌは、ｄ＋３
０ｍｍからｄ＋９０ｍｍの範囲とすることが望ましい。
これは、ｄｍｍ以下では圧下ゾーンに到達したときに
は、凹条部分が既に凝固してしまい効果が全くないこ
と、またｄ＋３０ｍｍ未満では凝固の進展により凹条が
小さくなり、内部割れ発生の防止効果が小さくなってし
まうこと、そしてｄ＋９０ｍｍを超えるとコーナー部で
の凝固シェルの形状が通常の矩形鋳型によるものとほぼ
同等となり、内部割れが発生する危険があるためであ
る。

【００１４】この発明において使用する連続鋳造機の一
例を図１に示す。鋳型１を出てきた鋳片３は、複数組の
ロール８により案内されながら二次冷却される。この冷
却において、鋳片の長辺と短辺の冷却機能は、独立して
長辺、短辺それぞれが一様に冷却される。図中の７はタ
ンディッシュ、９は圧下ロール、１０はロール、１１は
圧下により厚さを減じた薄鋳片である。

【００１５】鋳造された鋳片は、厚さが７０〜１２０ｍ
ｍであるため、工程省略や熱延直結の観点からは十分に
薄いとはいえない。そのため、中心部に未凝固相が存在
する時期に圧下を施す、いわゆる未凝固圧下により鋳片
の厚みを減じ薄鋳片に仕上げる。この際の未凝固圧下
は、鋳片内の未凝固相が鋳片厚さの５０〜８０％におい
て該鋳片厚さの２０〜４５％を圧下する。その圧下量
は、鋳込み時の鋳片サイズ、目的の鋳片サイズに加えて
鋳片の残存未凝固相の厚み、及び連続鋳造機内で完全凝
固するための量により決定される。ここで、連続鋳造機
内で完全凝固するための圧下量は、図５に示すように、
凝固解析により求めた未凝固圧下を実施しない場合の連
続鋳造機機端での未凝固相の厚みである。なお、未凝固
相が鋳片厚さの５０％未満または８０％を超えた状態で
圧下を行なうと内部割れ防止の効果があがらないか、ま
たは凝固シェルが破損する恐れがあるため、前記範囲内
で圧下することが望ましい。未凝固相厚が、鋳片厚みの
５０％未満の場合には、凸条が小さくなる、あるいは消
失する恐れがあり、矩形形状の場合と同様、内部割れ発
生の危険がある。未凝固相厚が、鋳片厚みの８０％を越
える場合には、圧下時に凝固シェルが破損する危険があ
る事と、凝固シェルが小さい時には、凝固シェルに大き
な歪が生じ割れが生じる事がある。

【００１６】この際の圧下は、３組以上のロールにより
行ない、圧下勾配は圧下ゾーン内で一定テーパ圧下によ
り行なう。また、未凝固圧下により鋳片中心部に残存し
ている溶質の濃度の高い溶融金属が、上部に押し出され
るため、中心偏析のない良質の鋳片が鋳造できる。

【００１７】しかし、未凝固圧下の過程で、従来の矩形
形状の鋳片の場合、コーナー近傍の凝固界面で引っ張り
歪が最大となり、これが鋳片内部の割れの原因となって
いる。これを防ぐには、コーナー近傍の凝固界面での引
っ張り歪を低減する必要がある。

【００１８】一方、この発明の実施による長辺内面の左
右コーナー近傍に鋳造方向の凸条を設けた鋳型を用いて
鋳造したくぼみ（凹条）を有する鋳片では、コーナー近
傍の凝固界面には、引っ張り歪ではなく圧縮歪が生じ
る。このように引っ張り歪が生じないため、コーナー近
傍の内部割れは発生しない。その結果、この発明の実施
により、内部割れや中心偏析のない高品質の薄鋳片を製
造できる。

【００１９】

【実施例】

実施例１垂直方向の鋳型長さ９００ｍｍの長辺内面の左右コーナ
ー部に鋳造方向の凸条（位置ｌ＝７０ｍｍ、高さｈ＝５
ｍｍ）を設けた鋳型（図３に示す鋳型と同形）を用い、
更にメニスカスから３．２ｍから５．８ｍの位置に、１
５組の圧下ロール９を設けた機長１２．６ｍの湾曲型連
続鋳造機により、０．１１％Ｃ鋼（Ｐ＝０．０２％、Ｓ
＝０．００８％）を鋳造速度４．０ｍ／ｍｉｎで鋳造
し、幅１０００ｍｍ、厚さ１００ｍｍの鋳片に成形した
後、３０ｍｍの未凝固圧下を加えて厚さ７０ｍｍの薄鋳
片を製造した。圧下は圧下ゾーン内で勾配一定で行なっ
た。なお、比較のため鋳型コーナー近傍の凸条を除い
て、他は前記実施例と同じ条件の従来装置により鋳造し
た。その結果、この発明の実施による鋳片は、内部割れ
及び中心偏析は全く発生していなかったが、比較例によ
る薄鋳片１１’は、中心偏析は認められないものの、図
２に示すように左右コーナー近傍に多くの内部割れ１２
が見られた。

【００２０】実施例２幅１０００ｍｍ、厚さ９０ｍｍの長方形断面形状で、長
辺内面の左右コーナー近傍に凸条（位置ｌ＝７０ｍｍ、
高さｈ＝４．５ｍｍ）を設けた鋳型を用い、実施例１と
同じ圧下ロールにより４０ｍｍの未凝固圧下を施し、厚
さ５０ｍｍの薄鋳片を鋳造速度を４．０、４．２、４．
４、４．６、４．８、５．０ｍ／ｍｉｎと変化して鋳造
した。この場合も薄鋳片には内部割れ及び中心偏析は全
く見られなかった。この結果より、鋳片に発生する内部
割れは、鋳造速度には関係しないことがわかる。

【００２１】実施例３幅１０００ｍｍ、厚さ１００ｍｍの長方形断面形状で、
長辺内面の左右コーナー近傍に凸条を設けた鋳型を用
い、実施例１と同じ圧下ロールにより３０ｍｍの未凝固
圧下を施し、厚さ６０ｍｍの薄鋳片を鋳造速度５．０ｍ
／ｍｉｎで製造した。そして、凸条は位置ｌ＝７０ｍｍ
で、高さｈは２．０〜６．０ｍｍの範囲で変化させ、凸
条の高さと内部割れとの関係を調べた。なお、高さが
６．０ｍｍを超えると、拘束性ブレークアウトが発生す
る危険のあることがわかった。その結果を表１に示す。
該表から凸条の高さは３．０〜６．０ｍｍの範囲が望ま
しいことがわかる。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例４幅１０００ｍｍ、厚さ１００ｍｍの長方形断面形状で、
長辺内面の左右コーナー近傍に凸条を設けた鋳型を用
い、実施例１と同じ圧下ロールにより３０ｍｍの未凝固
圧下を施し、厚さ６０ｍｍの薄鋳片を鋳造速度５．０ｍ
／ｍｉｎで製造した。そして、凸条は高さｈ＝４．０ｍ
ｍで、位置ｌは（ｄ＋１０ｍｍ）〜（ｄ＋１００ｍｍ）
の範囲で変化させ、凸条の位置と内部割れとの関係を調
べた。その結果を表２に示す。該表から凸条の位置は
（ｄ＋３０ｍｍ）〜（ｄ＋９０ｍｍ）の範囲が望ましい
ことがわかる。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】この発明の長辺内面の左右コーナー近傍
に凸条を設けた鋳型により連続鋳造すれば、中心偏析及
び内部割れのない高品質の薄鋳片を効率よく製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施による連続鋳造機の概略を示す
説明図である。

【図２】従来の鋳型を用いた連続鋳造により作られた薄
鋳片の横断面を示す説明図である。

【図３】この発明の実施による長辺内面の左右コーナー
近傍に凸条を有する鋳型の断面図である。

【図４】図３の鋳型により鋳造された鋳片で未凝固部を
有する状態における横断面図である。

【図５】鋳造速度と連続鋳造機機端で完全凝固するため
に必要な圧下量の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１鋳型２凸条３鋳片４凝固シェル５溶融金属６凹条６’ 凸条７タンディッシュ８ロール９圧下ロール１０ロール１１、１１’ 薄鋳片１２内部割れ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳型と、案内ロールと、圧下ロールとを
備えた連続鋳造装置において、前記鋳型の長辺内面の左
右コーナー近傍に鋳造方向の凸条を設けたことを特徴と
する連続鋳造装置。
【請求項２】鋳型と、案内ロールと、圧下ロールとを
備えた連続鋳造装置において、長辺内面の左右コーナー
近傍に鋳造方向の凸条を設けた鋳型により鋳造された未
凝固層を有する鋳片を、未凝固相が鋳片厚さの５０〜８
０％において、３組以上の圧下ロールにより鋳片厚さの
２０〜４５％を圧下し薄鋳片とすることを特徴とする連
続鋳造方法。