JPS5855153A - Continuous casting method for steel - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of breakout in the stage of adding mold powder to a mold which is opened at both ends and casting steel continuously with said mold by applying ultrasonic oscillations to the mold and applying mechanical oscillations that satisfy specific conditions thereto. CONSTITUTION:The molten steel 4 in a tundish 2 is charged through an immersion nozzle 3 into a mold 1 which is open at both ends, and mold powder 7 is supplied onto the steel 4, then the ingot formed with a shell 5 is drawn gradually from the lower part of the mold 1. At this time oscillations are applied to the mold 1 by a mechanical oscillating means 6 and an ultrasonic oscillator 8. The means 6 applies such mechanical oscillations that the positive strip time tp satisfies the equation (f is frequency) to the mold 1. The ultrasonic oscillations are set at around 20kHz frequency and about 2-10mu amplitude. Thus the inflow rate of the powder 7 is assured above specified rate and the lubricating performance between the mold 1 and the shell 5 is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋼の連続鋳造方法に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a continuous casting method for steel.

従来、両端開放鋳型によシ鋼を連続鋳造するに際して、
鋳型に振動を付与して鋳型とシェルとの焼付きを防止し
、これらの間の潤滑を促進して鋳造を行う方法がとられ
ていた。すなわち、この方法は、第１図ζ二示されるよ
うに、タンディツシュ２内の溶鋼４を、浸漬ノズル３を
介して両端開放の鋳型ｌに注入し、モールドパウダー７
を溶鋼４上に供給し、鋳型１下部からシェル５が形成さ
れた鋳片を除々に引抜くに際して、鋳型ｌに機械的振動
手段６によって振動を付与し、これによって鋳型ｌとシ
ェル５との焼付きを防止し、潤滑を促進して鋳造を行う
ものである。Conventionally, when continuously casting steel in a mold with both ends open,
A method has been used in which casting is performed by applying vibration to the mold to prevent seizure between the mold and the shell and promoting lubrication between them. That is, in this method, as shown in FIG.
is supplied onto the molten steel 4, and when the slab with the shell 5 formed thereon is gradually pulled out from the lower part of the mold 1, vibration is applied to the mold l by the mechanical vibration means 6, thereby causing a vibration between the mold l and the shell 5. This prevents seizure and promotes lubrication during casting.

機械的振動手段６により鋳型ｌには、毎分数ｌＯ回〜百
数ｌＯ回、数器〜１０数龍の振巾の上下振動が付与され
る。この場合、凝固溶鋼に圧縮力を加え、シェル５の健
全な成長を促進し、連続引抜を可能にするために１次式
で表わされるネガティダストリップ率（Ｎ、Ｓ）を６０
〜８０％にするような振巾、振動数が選択される。The mechanical vibration means 6 applies vertical vibrations to the mold 1 at a vibration amplitude of several tens to ten tens of times per minute. In this case, in order to apply compressive force to the solidified molten steel, promote the healthy growth of the shell 5, and enable continuous drawing, the negative strip rate (N, S) expressed by the linear equation is set to 60
The amplitude and frequency are selected such that the amplitude is ~80%.

なお、ネガティブストリップ率とは、鋳型が鋳片引抜き
方向と同一方向に振動により下降する場合の下降速度が
鋳片の引抜速度よりも大きい時間割合を云い、ネガティ
ブストリップ時間とは、そのときの時間を云う。Note that the negative strip rate is the percentage of time when the descending speed of the mold is lowered by vibration in the same direction as the slab pulling direction, and the rate of descent is greater than the slab pulling speed, and the negative strip time is the time at that time. says.

但し、Ｖ：鋳造速度、 Ａ：振巾、 ｆ：振動数。However, V: casting speed, A: Width, f: frequency of vibration.

ところが近年、鋼の連続鋳造においては、生産能率を向
上させるために鋳造を高速化する必要性が高まっている
ところから、次のような問題が生じている。However, in recent years, in continuous steel casting, the following problems have arisen due to the increasing need to speed up casting in order to improve production efficiency.

すなわち、高速鋺造になると、鋳型内で凝固するシェル
の厚みが薄くなるため、鋳型壁との間で僅かな拘束が生
じてもシェルが破断される。この現象は、メニスカス付
近の併置シェルに特に起りやすく、鋳造の継続に従い、
鋳型下方に破断部が移動し、ブレークアウトの卵因とな
る。In other words, when high-speed molding is used, the thickness of the shell solidified within the mold becomes thinner, so that even if slight restraint occurs between the shell and the mold wall, the shell will break. This phenomenon is particularly likely to occur in juxtaposed shells near the meniscus, and as casting continues,
The broken part moves below the mold, causing a breakout.

上述した事故の防止対策としては、適性な溶融特性およ
び物性を示すモールドパウダーを選択して、鋳型と凝固
シェルとの間の潤滑性能を改善することが必要である。As a preventive measure for the above-mentioned accidents, it is necessary to select a molding powder that exhibits suitable melting characteristics and physical properties to improve the lubrication performance between the mold and the solidified shell.

しかし、鋳造鋼種に合わせて適正なモールドパウダーを
選択することは非常に面倒であり、しかも、鋳型と凝固
シェルとの間の潤滑性能は、流入したモールドパウダー
の量や分布によって大きく左右されるため、前述したパ
ウダーの物性のみならず、パウダーの流入機構をも制御
する必要がある。However, it is extremely troublesome to select the appropriate mold powder according to the casting steel type, and the lubrication performance between the mold and the solidified shell is greatly influenced by the amount and distribution of mold powder that flows in. It is necessary to control not only the physical properties of the powder described above but also the powder inflow mechanism.

従って、従来は高速鋳造下でブレークアウトが多発して
いた。Therefore, in the past, breakouts frequently occurred under high-speed casting.

本願発明者等は、上述のような観点から、鋳型と凝固シ
ェルとの間の潤滑に大きく寄与するモールドパウダーの
消費量は１次式によって示されるポジティブストリップ
時間（１ｐ）によって決まることに注目し、パウダーの
消費量と１ｐとの関係について調べた。From the above-mentioned viewpoint, the inventors of the present application have noted that the consumption amount of mold powder, which greatly contributes to lubrication between the mold and the solidified shell, is determined by the positive strip time (1p) shown by the linear equation. We investigated the relationship between powder consumption and 1p.

イロし、Ｖ：鋳造速度、 ｆ：周波数、 Ａ：振巾。Iroshi, V: casting speed, f: frequency, A: Shaking cloth.

なお、ポジティブストリップ時間とは、鋳型が鋳片引抜
き方向と同一方向に振動により下降する場合の下降速度
が鋳片の引抜速度より小さい時間を云う。Note that the positive strip time refers to the time during which the descending speed of the mold is lower than the withdrawal speed of the slab when the mold is lowered by vibration in the same direction as the slab withdrawal direction.

この結果、第２図に示されるように、１ｐを大きくする
とパウダーの消費を大きくすることができ、従って、ｔ
ｐを所定の大きさ以上に設定すれは、鋳型と凝固シェル
との潤滑性能が向上し、高速鋳造時に生じるブレークア
ウトの発生を防止することができるといった知見を得た
。As a result, as shown in FIG. 2, if 1p is increased, powder consumption can be increased, and therefore, t
It has been found that by setting p to a predetermined value or more, the lubrication performance between the mold and the solidified shell is improved, and breakouts that occur during high-speed casting can be prevented.

この発明＋ｄ　、上述の知見に基さなされたものであっ
て、 モールドパウダーを両端開放の鋳型に添加して、鋼を連
続鋳造する方法において、前記鋳型に超音波振動を付与
するとともに、前記鋳型にポジティブストリップ時間（
ｔｐ）が次式を満足する機械的振動を付与しながら鋳造
を行い、 但し、ｆ：振動数。This invention +d is based on the above-mentioned knowledge, and includes a method for continuously casting steel by adding mold powder to a mold with open ends, which includes applying ultrasonic vibration to the mold, and Positive strip time (
Casting is performed while applying mechanical vibration such that tp) satisfies the following formula, where f: frequency of vibration.

これによって、鋳型と凝固シェルとの潤滑性能を向上さ
せ、ブレークアウトの発生防止を図ったことに特徴を有
する。As a result, the lubrication performance between the mold and the solidified shell is improved, and breakout is prevented from occurring.

この発明の方法の一実施態様を図面を参照しながら説明
する。An embodiment of the method of the present invention will be described with reference to the drawings.

第３図は、この発明の方法を示す概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing the method of the present invention.

第３図において、第１図と四一番号は同一物を示し、８
は、鋳型ｌに取付けられた超音波振動子、９は、超音波
発生装置である。In Figure 3, the numbers 41 and 41 in Figure 1 indicate the same thing, and 8
is an ultrasonic vibrator attached to the mold l, and 9 is an ultrasonic generator.

この発明は、モールドパウダーの流入量を一定量以上１
面保し、鋳型と凝固シェルとの間の潤滑性能を向上させ
るために、鋳型に超音波振動を付与するとともに、次式
の条件を満足する機械的振動をＵ　ＩｒＪに付与するも
のである。In this invention, the amount of inflow of mold powder is increased by a certain amount or more.
In order to maintain the surface and improve the lubrication performance between the mold and the solidified shell, ultrasonic vibrations are applied to the mold, and mechanical vibrations satisfying the conditions of the following formula are applied to U IrJ.

但し、ｔｐ：　　ポジティブストリップ時間、 ｆ　：　振動数。However, tp: positive strip time, f: Frequency of vibration.

この発明において、鋳型１に超音波振動を付与したのは
、モールドパウダーの部分的な過剰流入を防止し、均一
なパウダーフィルムを得るためであり、これによって、
鋳型壁面への溶融パウダーの接触が良好になり、従来困
難とされていたネガティブストリップ率が６０％未満で
も鋳造が可能となった。超音波の振動条件としては、鋳
型壁の材質を考慮して２０　ＫＨｚ前後の周波数で、振
巾は２〜１０μｍ程度が良い。In this invention, the reason why the mold 1 is subjected to ultrasonic vibration is to prevent excessive inflow of mold powder locally and to obtain a uniform powder film.
The molten powder has improved contact with the mold wall surface, and casting is now possible even with a negative strip ratio of less than 60%, which was previously considered difficult. The vibration conditions for the ultrasonic waves are preferably a frequency of about 20 KHz and a width of about 2 to 10 μm, taking into consideration the material of the mold wall.

上記（３）式は、前述した（１）および（２）式と、機
械的振動と超音波振動との併用によって可能となったネ
ガティブストリップ率Ｎ、Ｓ＜６０％の条件との組合せ
によって導き出したものである。The above equation (3) is derived from the combination of the above-mentioned equations (1) and (2) and the condition of negative strip rate N, S < 60%, which is made possible by the combination of mechanical vibration and ultrasonic vibration. It is something that

第４図に鋳造速度Ｖ　＝　２　ｍ／ｍｉｎ、振巾Ａ−±
４龍とした場合の振動数ｆと、ネガティブス）　ＩＪツ
ブ率Ｎ、Ｓおよびポジティブストリップ時間ｔｐとの関
係を示す。Figure 4 shows casting speed V = 2 m/min, swing width A-±
The relationship between the frequency f in the case of four dragons, the negative IJ tube ratios N and S, and the positive strip time tp is shown.

第４図から明らかなように、従来はネガティブストリッ
プ率Ｎ、Ｓを６０％以上としなければ鋳造が不可能であ
ったものが、この発明の方法によれば、Ｎ、Ｓを６０％
以下としても鋳造が可能となり、従って、ポジティブス
トリップ時間１ｐを大きくすることができ、これによっ
てモールドパウダー量を増加させることができるので、
鋳型と凝固シェル間の潤滑が改善され、ブレークアウト
を生じることなく高速鋳造が行えることがわかる。As is clear from FIG. 4, conventionally it was impossible to cast the negative strip ratio N and S unless it was 60% or more, but according to the method of the present invention, the negative strip ratio N and S can be reduced to 60%.
It is possible to perform casting even if the amount is less than
It can be seen that the lubrication between the mold and the solidified shell is improved, allowing high-speed casting without breakout.

次に、この発明の実施例について説明する。Next, embodiments of the invention will be described.

短辺２００ｍｍ、長辺８００鰭、長さ７８０　ａｍの水
冷式銅製鋳型に、超音波振動子を２６個取付け、電力１
０　ＫＷ　で振動数２２　ＫＨｚの振動を鋳型に付　　
方与シ、これとともに、ポジティブストリップ時間　　
イ１ｐ　　が０．５秒になるような振動条件５例えば、
振　　フ動数ｆ　＝　１００　ｃｐｍ　、振巾Ａ＝±４
ｍ＋、Ｎ、５＝４１　　　と係の条件で鋳型に機械的振
動を付与した。26 ultrasonic transducers were attached to a water-cooled copper mold with a short side of 200 mm, a long side of 800 fins, and a length of 780 am.
A vibration of 0 KW and a frequency of 22 KHz is applied to the mold.
Along with this, positive strip time
Vibration conditions 5 such that i1p is 0.5 seconds, for example,
Vibration frequency f = 100 cpm, vibration width A = ±4
Mechanical vibration was applied to the mold under the following conditions: m+, N, 5 = 41.

この結果、モールドパウダーの不均一流入や、シェルの
不均一凝固に起因する縦割れ疵が減少し、ブレークアウ
トの発生率は、第５図に示されるように、機械的振動と
超音波振動とを併用することによって減少し、特に、高
速鋳造時にその効果が顕著に認められた。As a result, vertical cracks caused by non-uniform inflow of mold powder and non-uniform solidification of the shell are reduced, and as shown in Figure 5, the incidence of breakouts is reduced by mechanical vibration and ultrasonic vibration. The effect was particularly noticeable during high-speed casting.

以上説明したように、この発明によれば、高速鋳造を行
ってもブレークアウトａ故の発生が防止できるといった
きわめて有用な効果がもたらされる。As explained above, according to the present invention, the extremely useful effect of preventing breakout a from occurring even when high-speed casting is performed is brought about.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、従来の鋳造方法の概略説明図、第２図は、ポ
ジティブストリップ時間とモールトノくウダー量との関
係を示す図、第３図は、この発明の詳細な説明図、第４
図は、振動数と、ネガテプストリ・ツブ率Ｎ、Ｓおよび
ボジテイプストリツ′時間ｔｐとの関係を示す図、第５
図は、鋳造速度ブレークアウト度数との関係を示す図で
ある。 図面において、 ｌ・・鋳型　　　　　　　２・・・タンディツシュ３・
・・浸漬ノズル　　　　４・・・溶鋼５・・・シェル　
　　　　　６・・・機械的振動手段７・・・モールドパ
ウダー　８・・・超音波振動子９・・・超音波発生装置 出願人　　日本鋼管株式会社 代理人　　堤　　敬太部（池１名） 華１図 ４ 第２図 ｔｐ　　　　　（ｓｅｃ） 第３図 第４図 ｆ　　　　　（Ｃｐｍ） 第５図 葺延迷屓　（ｍ△ｉｎン 手続補正書（自発） 昭和５６年１１月９　口 特許庁長官　　島　１）春　樹　　殿 １、事件の表示 特願昭５６−１５２１５９　　号 ２、発明の名称 鋼の連続鋳造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都千代田区丸の内−丁目１番２号氏名侶称）
　　日本鋼管株式会社 代表者　金　尾　　　實 ４、代理人 自　　発 （１）　　明細書、第５頁、発明の詳細な説明の欄、１
０行目、 「を云う。」とあるを、 「と鋳型上昇時間との和を云う０」に訂正する。 以上FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the conventional casting method, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the positive strip time and the amount of moulding, and FIG. 3 is a detailed explanatory diagram of the present invention.
Figure 5 shows the relationship between vibration frequency, negative step rate N, S, and positive step time tp.
The figure is a diagram showing the relationship between casting speed and breakout frequency. In the drawing, l... Mold 2... Tandish 3.
... Immersion nozzle 4 ... Molten steel 5 ... Shell
6...Mechanical vibration means 7...Mold powder 8...Ultrasonic vibrator 9...Ultrasonic generator Applicant Nippon Koukan Co., Ltd. Agent Keitabe Tsutsumi (1 person Ike) Hana 1 Figure 4 Figure 2 tp (sec) Figure 3 Figure 4 f (Cpm) Figure 5 Fukien Maze (m△inn procedural amendment (voluntary) November 9, 1981 Director General of the Japan Patent Office Shima 1) Haruki 1. Indication of the case Patent application No. 56-152159 2. Name of the invention Continuous casting method for steel 3. Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant address 1-2 Marunouchi-chome, Chiyoda-ku, Tokyo Name: Mr. name)
Nippon Kokan Co., Ltd. Representative Minoru Kaneo 4, Agent voluntary (1) Specification, page 5, Detailed description of the invention column, 1
In the 0th line, "says." is corrected to "0, which means the sum of and mold rise time."that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】 モールドパウダーを両端開放の鋳型に添加して。 鋼を連続鋳造する方法において、前記鋳型に超音波振動
を付与するとともに、前記鋳型にポジティブストリップ
時間（ｔｐ）が次式を満足する機械的振動を付与しなが
ら鋳造を行い、 ０．７ １ｐ＞−（分） 但し、ｆ：振動数。 これによって、鋳型と凝固シェルとの潤滑性能を向上さ
せ、ブレークアウトの発生防止を図ったことを特徴とす
る鋼の連続鋳造方法。[Claims] By adding mold powder to a mold with both ends open. In a method of continuously casting steel, casting is performed while applying ultrasonic vibration to the mold and applying mechanical vibration to the mold such that a positive strip time (tp) satisfies the following formula: 0.7 1p> - (minutes) However, f: frequency of vibration. A continuous steel casting method characterized by improving the lubrication performance between the mold and the solidified shell and preventing the occurrence of breakouts.