JPH09509615A - 方形薄肉スラブの製造方法及び連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、例えば５０ｍｍの前もって与えられている凝固厚を有する、中でも鋼から成る薄肉スラブの製造のための方法及び連続鋳造装置に関し、その際下記の各要素、すなわち− 鋳造連続体案内部の領域（セグメント０）における鋳造圧延装置、− 液圧駆動される持上げテーブル、− 鋳造粉末及びその供給、− 特定の流れ断面積を有する浸漬出湯口を導入し組合せることにより、最適な鋳造連続体表面品質と鋳造連続体内部品質とが、最小かつ前もって与えられている凝固厚さ又は装置能力において、また従って最小の圧延コストで生ずる。前述の方法及び連続鋳造装置の各パラメータを品質的に適合させることにより、２００ｍｍの厚さの標準スラブに比して充分に良好な鋳造用スラグ供給と、鋳造液面における充分に良好な溶湯の運動とがもたらされる。これらの条件は溶湯部最下位置から鋳造液面の中まで直接に、鋳造連続体表面品質及び鋳造連続体内部品質と、鋳造の信頼性とに影響を与える。

Description

【発明の詳細な説明】 方形薄肉スラブの製造方法及び連続鋳造装置 本発明は連続鋳造装置及び薄肉スラブ製造のための方法に関する。 例えばドイツ特許出願公開第DE 37 09 188 A1 号公報に開示されているように 従来の技術から平たい浸漬出湯口を使用することは公知である。更に、液圧駆動 式持上げテーブルが通常的であり、これは、鋳造最中にさえ正弦振動から変位さ せることにより振動の行程高さ、周波数及び形を変化させ最適に選択することを 可能にする。凝固の間に鋳造厚が、鋳造連続体の改善された内部品質が得られる ように減少される鋳造圧延装置が、ドイツ特許出願公開第DE 38 18 077 A1 号公 報から公知である。 従来の技術を調べて分かった点は、薄肉連続鋳造スラブを製造する目的は、複 雑な問題の解決を必要とし、連続鋳造装置全体について見て制御可能な変数の全 体が非常に大きくて、従って平均的専門家の知識ではまったく充分でなく、多少 とも適用可能な多数の解決法のうちから可及的最小の労作で充分に良好な結果を 得る解決法を見つけることを平均的専門家に要求するのは無理である点である。 本発明の課題は、スラグの供給及び鋳造連続体厚の減少における最適な条件が 既に鋳造圧延装置において、及び冷却鋳型及び案内ロールスタンドにおいて得ら れることにより、薄肉スラブの前もって与えられている厚さを実現することを可 能にする方法及び連続鋳造装置を提供することにある。 上記課題は本発明により請求の範囲第１項及び第３項の特徴部分に記載された 特徴事項により解決される。有利な実施の形態は副次請求項に記載されている。 上記課題の解決法は、例えば垂直冷却鋳型、垂直湾曲式冷却鋳型又は円弧状の冷 却鋳型のタイプに依存しない。 図は、以下の本発明の例示的な説明の理解のために用いられる。 第１図は冷却鋳型の鋳造条件を示し、 第２図は２００ｍｍ厚さ×１０ｍｍ幅のスラブについて、同一の表面品質及び 鋳造性能についてのスラブ厚さに依存する技術的労作を示し、 第３．１図〜第３．３図は２００ｍｍ厚×１０００ｍｍ幅のスラブについて、 同一の表面品質及びスラブ厚さについての鋳造速度に依存する技術的労作を示し 、 第４図は２００ｍｍ厚×１０００ｍｍ幅のスラブについて、冷却鋳型の中の鋼 の、スラブ厚さに依存する液圧的挙動を示し、 第５図は連続鋳造装置を示す。 本発明を実現する範囲内で行われた試験により、鋳造連続体の表面品質は実質 的にスラグ供給に依存することが分かった。これには、メニスカス、すなわちス ラグ高さ（ｈ_Schlacke）と、冷却鋳型（例えば金型、黒鉛型等）をはね上げる際 に溶湯から出てくる鋳造連続体外殻高さ（ｈ_Strangschale）との共働作用が責を 負う（第１図）。 潤滑が最適であり表面欠陥（鋳造連続体表面の直下の、主に酸化物の形の鋳造 粉末粒子）が回避されるためには次式の基準が満足されなければならないことが 分かった。 （１） ｈ_Schlacke≧ｈ_Strangschale スラグ高さｈ_Schlackeは主に冷却鋳型入口横断面の厚さに依存し、鋳造連続体 外殻高さｈ_Strangschaleは主に、振動する冷却鋳型の引上げ高さに依存する。 ｈ_Schlackeの大きさと、このものの冷却鋳型入口横断面の厚さへの依存性とを 考えると、この系に持込まなければならない技術的煩労とも呼ぶことができる下 記式の関係は予期しないことに下にあげる結果を示す。 （２） ハンディキャップ＝製造された鋳造連続体表面積／溶湯表面積 （単位はｍ²／ｍｉｎ×１／ｍ²） 前もって与えている鋳造性能すなわち２．７３６ｔ／ｍｉｎにおいて、通常の ２００ｍｍスラブを５０ｍｍスラブと比較し、そしてこれを２００ｍｍスラブに ついて式（２）において１とすると、この値は第２図より見られるように５０ｍ ｍスラブについては１６．６２に上昇する。すなわち式（２）は、鋳造連続体厚 さの減少に逆比例して増加し、その際その依存性は指数曲線をたどる。 これに対して、７５／１００及び１２５ｍｍ冷却鋳型について第３図に示され ているように、鋳造厚さが定められている場合に式（２）が、鋳造速度を高める につれてどのように変化するかを考えるならばこれは、小さい勾配の直線でリニ アにのみ増加することが確認される。 式（１）に多大の影響を与えるのが、溶融金属が冷却鋳型の中に流入すること により発生する乱流であり、この乱流はしばしば、溶湯液面まで継続し、波動と なることがあり、その際、波の山はスラグ液面を越えて高まることがあり、これ により潤滑における中断が生じる。この乱流はとりわけ、生産量と、浸漬出湯口 横断面における冷却鋳型の厚さと幅とに依存する。乱流の尺度として、生産量と 厚さとの商としての液圧的挙動が定義され、そして次式により表される。 （３） 液圧挙動＝生産量（単位はｔ／ｍｉｎ）／厚さ（単位はｍｍ） ２００ｍｍの厚さのスラブについての液圧挙動の値が、例えば第４図から見る ことができる。冷却鋳型厚さが大きくなるにつれて液圧挙動が大幅に良好になる ことが分かる。 下記式の関係も乱流に関して重要である。 （４） Ｆ_ST／Ｆ_TA≦５０ ただし、 Ｆ_ST＝浸漬出湯口の横断面面積 Ｆ_TA＝完全凝固したスラブの鋳造連続体横断面面積 更に、冷却鋳型領域内での電磁的ブレーキが、鋳造液面領域における乱流を大 幅に低減できる。 以上に説明され測定により実証された各式から、冷却鋳型の中のスラブ厚さを 選択する際に例えば１００ｍｍから５０ｍｍに減少すると、式（１）の関係を守 る際の問題が大幅に大きくなる。すなわち、溶融金属を供給することが困難とな る外に、小さい冷却鋳型横断面積に充分な鋳造粉末を被着させて生じる鋳造連続 体の大表面を潤滑し、更に式（４）の関係を設定することが殆ど不可能になる。 これに対して、例えば冷却鋳型における、また従って鋳造液面における７５ｍｍ の鋳造連続体厚さにおける鋳造速度は、特別の付加労作無しに高めることができ る。これは、薄肉スラブ鋳造の領域内でスラブ厚さを冷却鋳型から凝固末端（溶 湯部最下位置）まで一定に保持することは有意義ではなくて、スラブ厚さを鋳造 圧延装置を用いて減少させて、圧延機に供給される際のスラブ厚さに到達する方 が技術的に大幅に簡単であると言う驚くべき解決手段に導くが、このためには例 えば挟みセグメントとして形成されたマルチロール型ロールスタンド（セグメン ト０）が有利であることが示されている。 第５図には例として、すべての本発明の特徴を有する連続鋳造装置が示されて いる。 参照数字リスト １ Ｑ（鋳造粉末） ２ 粉末Ｔ_li，粉末／スラグの相境界 ３ ｈ（鋳造連続体殻），鋳造連続体殻／溶湯面の高さ ４ ｈ_Schlacke，スラグ高さ ５ 粉末，粉末高さ ６ 浸漬出湯口 ７ 沈着物 ８ スラグ中への酸化物の流れ ９ Ｖ_g＝鋳造速度 １０ Ｑ_Schlacke＝スラグ消費量 １１ 空気 １２ 結晶化境界，鋼の固体／液体 １３ 鋳造連続体外殻 １４ 振動（行程高さ，周波数，形状） １５ 銅板 １６ 配分器（タンディッシュ） １７ 浸漬出湯口 外法 例えば２５０×４５ｍｍ 内法 例えば２２０×１５ｍｍ １８ 最適化された鋳造粉末 １９ ７５×８００〜１６００ｍｍ 鋳造液面（メニスカス）におけるスラブフォーマット ２０ １５×２２０ｍｍ，浸漬出湯口の流れの横断面 ２１ 液圧式冷却鋳型駆動装置 ２２ Ｆ_ST／Ｆ_TA≦５０（ただし、Ｆ_ST＝浸漬出湯口横断面、Ｆ_TA＝完全凝固 したスラブの鋳造連続体横断面）。 ２３ ７５×８００〜１６００ｍｍ 冷却鋳型出口におけるスラブフォーマット ２４ リンク部材又は液圧シリンダ等 ２５ セグメント０，例えば挟み部材として形成されている ２６ 液圧シリンダ等 ２７ ５０ｍｍ，鋳造圧延装置工程後のスラブ厚さ ２８ 液圧式調整装置等を有するセグメント１．．．ｎ ２９ Ｖ_gmax６ｍ／ｍｉｎ ３０ ５０ｍｍ，鋳造連続体案内部末端におけるスラブ厚さ

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１２月２０日 【補正内容】 請求の範囲（補正） １． 下記の各段階、すなわち − 浸漬出湯口及び冷却鋳型についてのＦ_ST／Ｆ_TA≦５０の条件の維持のも とに、振動する方形の冷却鋳型の中に浸漬出湯口により溶融金属を鋳込み（ただ しＦ_STは完全に凝固したスラブの鋳造連続体断面積である）、 − ｈ_Schlacke≧ｈ_Strangschaleの条件が冷却鋳型の運動の振動高さ、形及 び周期に依存して保たれるように鋳造粉末を供給（ただしｈ_Schlackeは鋳造連続 体外殻／溶湯液面の高さであり、ｈ_Strangschaleはスラグ高さである）、 − マルチロール型ロールスタンドの中で多段階で冷却鋳型の直接下方で鋳 造連続体断面積を減少し、これにより、鋳造連続体厚さを連続的に減少するのに 平行してまだ液状の鋳造連続体内部で強制対流を発生させ、その際、鋳造連続体 の最終厚さは、芯部がまだ液状の状態にあるマルチロール型ロールスタンドの末 端で到達され、 − マルチロール型ロールスタンドの出口において最終厚さに到達する際に 鋳造連続体内部でまだ２相領域が存在するように凝固を行う各段階を包含する、 薄肉スラブの製造方法。 ２． 鋳造の間でさえも冷却鋳型の運動のための周期、行程高さ及び振動形が 自由に選択可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の薄肉スラブの 製造方法。 ３． − 浸漬出湯口を具備し、前記浸漬出湯口の横断面面積（Ｆ_ST）は、完 全に凝固したスラブの横断面面積（Ｆ_TA）の１／５０以上であり、前記浸漬出湯 口は方形冷却鋳型の中に突出し、前記方形冷却鋳型は、周期、行程高さ及び形を 自由に選択できる振動装置に接続しており、 − 鋳造粉末供給装置を更に具備し、これは測定及び調整用装置を介して前 記振動装置に接続しており、またこれによって、スラグ高さ（ｈ_Schlacke）≧鋳 造連続体外殻／溶湯液面の高さ（ｈ_Strangschale）が維持されるように振動高さ 、振動形及び振動周期に依存して鋳造粉末が供給され、 − その方形冷却鋳型の引出し方向において後方に配置された、互いに向か いあった２つのロールの間隔を無段階で変化させることのできる液圧式装置（２ ４、２５）を有するマルチロール型ロールスタンド（２５）を更に具備する、 上にあげた各請求の範囲の１つに記載の方法を実施するための連続鋳造装置。 ４． 隣接する２つのロールの間隔が、予め与えられた鋳造連続体厚さの減少 に際して、そのなお液体状態の鋳造連続体内部において攪拌作用が得られるよう に選ばれていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の連続鋳造装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，Ｅ Ｅ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． − 浸漬出湯口により方形冷却鋳型の中に鋳込む段階と、 − 振動する冷却鋳型と、 − ｈ_Schlacke≧ｈ_Strangschaleの条件が冷却鋳型の運動の振動高さ、形及 び周期に依存して保たれるように鋳造粉末を供給する段階と、 − マルチロール型ロールスタンド（セグメント０）の中で多段階で冷却鋳 型の直下の鋳造連続体断面積を減少し、これにより、鋳造連続体厚さを連続的に 減少するのに平行して、まだ液状の鋳造連続体内部に電磁的攪拌の作用に相応す る強制的対流を発生させる段階と、 − マルチロール型ロールスタンド（セグメント０）の末端における鋳造連 続体の最終厚さに到達する段階と、 − マルチロール型ロールスタンドの出口において最終厚さに到達する際に 鋳造連続体内部にまだ２相領域（結晶／溶融物）が存在するように凝固を行う段 階と、 − Ｆ_ST／Ｆ_TA≦５０の条件を維持すること を包含することを特徴とする薄肉スラブの製造方法。 ２． 鋳造の間でさえも冷却鋳型の運動のための周期、行程高さ及び振動形が 自由に選択可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の薄肉スラブの 製造方法。 ３． 下記の各要素、すなわち − 浸漬出湯口、 − 振動の周波数、行程高さ及び形が鋳造の間でさえも自由に選択可能であ る振動する方形冷却鋳型、 − 振動高さ、振動形及び振動周期に依存して鋳造粉末を、ｈ_Schlacke≧ｈ_Strangschale の条件が維持されるように供給する鋳造粉末供給装置、 − 連続的に鋳造連続体厚さを減少するマルチロール型ロールスタンド（但 し鋳造連続体はマルチロール型ロールスタンドの出口においてまだ液状の芯部を 有する）、 − Ｆ_ST／Ｆ_TA≦５０の条件が満足されるように形成されている浸漬出湯口 及び凝固横断面 を含む請求の範囲第１項又は第２項に記載の薄肉スラブの製造方法を実施するた めの連続鋳造装置。 ４． マルチロール型ロールスタンドの中の各ロールが、鋳造連続体厚さを減 少することによりまだ液状の鋳造連続体内部に攪拌作用が得られ、そして同時に 内部亀裂の発生が防止されるように配置されていることを特徴とする請求の範囲 第３項に記載の連続鋳造装置。