JPS59113964A - 連続鋳造方法 - 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】 本発明は、鉄鋼製造プロセスにお〜・て熱間圧延機と連
続鋳造機を加熱工程を通すことなく直結するプロセスに
必要な高温無欠陥鋳片を鋳造する連続鋳造方法に関する
ものである。

近年、鉄鋼業において連続鋳造機（以下連鋳機と略す）
の発達は著しいが、その反面連鋳機への要求も極めて大
きい。その中でも近年のエネルギ価格の高騰から来る省
エネルギーへの要求【ま著しい。將に連鋳−圧延プロセ
スにお〜・てｉｔ、連鋳機と圧延設備との直結化による
省エネルギーニーズは特に大きい。

鉄鋼業において、従来の連鋳−圧延プロセスをま、大別
して第１３図（ａｌ　、　（ｂｌ　、　（Ｃ１に示す３
プロセスにわけられる。第１３図１ａ）に示すプロセス
は以前より広く鉄鋼業において実施されていた。また第
１３図（ｂｌ　５− に示すホットチャージプロセスは近年鉄鋼業界において
、その著しい省エネルギー性より、・次第に実用化され
つつある。しかし第１３図（Ｃ１に示す直接圧延プロセ
スについては、加熱工程が省略され、かつその際に必要
とされるエネルギーが皆無となるのみならず、加熱設備
を設置する必要がないことから、そのメリットは大きく
、その開発が切望されている。

第１３図（Ｃ１に示す直接圧延プロセスでは、連鋳機は
高生産性（高速鋳造）が要求されると共に連鋳機で鋳造
された鋳片は無欠陥であり、更に連鋳機機端で高温であ
ることが必須条件となる。

一方連続鋳造機は、大別して垂直型、湾曲型、垂直部を
有した湾曲型、水平型がある。現在主流をなす型式であ
り最も多く採用されているのが湾曲型連続鋳造機である
。

この湾曲型連続鋳造機は、第１図に示す如く湾曲鋳型１
から出た湾曲鋳片２をロール３により円弧状に導びき、
ロール４により真直に曲げ矯正し。

鋳造を行なうものである。

　６− この湾曲型連続鋳造機で生産性（鋳造能率）を高めるた
めには鋳造速度を速くする必要があり、鋳造速度が速く
なればなる程、曲げ矯正の際に連鋳鋳片内部に未凝固相
が存在することは避けられない。

また、高温鋳片を得るためには、鋳型直下から少なくと
も曲げ矯正点までの鋳片への注水による２次冷却条件を
緩冷にし、かつ曲げ矯正完了点の直後位置で注水を完了
し、未凝固復熱させる必要がある。

更に、湾曲型連続鋳造機の機高は、湾曲半径によって制
約される。機高が高いと溶鋼静圧が大きくなる。溶鋼静
圧が大きくなると、鋳片の内部割れ発生の原因となる鋳
片のバルジング量が大きくなる。

この湾曲型連続鋳造機における円弧半径Ｒは３〜１３ｍ
の範囲で種々のものがあるが、それぞれ一長一短がある
。即ち円弧半径Ｒを大きくすると、機高Ｈが高くなり、
高い溶鋼静圧のためにロール３．３間でのバルジング量
が大きくなり、このバルジングをロール３で矯正する際
に凝固界面に引張歪を生じることになり、内部割れが発
生する。

そのため二次冷却帯での冷却強度を強めるか、或は分割
ロールを使用し、ロールピッチを小さくする必要がある
。しかしながら、冷却強度を強めると内部割れは防止で
きるが未凝固曲げ矯正にならず、直送圧延プロセスを実
現する高温鋳片を得ることができない。一方、理論的に
は多分割ロールを使用し、ロールピッチを小さくすれば
内部割れのない高温鋳片を得ることができるが、実際に
は鋳片案内ロールのメインテナンスの問題があり、安定
的に高温無欠陥鋳片を得ることが不可能である。

例えば連続鋳造によって得られる鋳片に内部割れを生起
させないために採られている従来の技術手段としては、
バルジング歪、矯正歪を減少させるという観点から鋳型
以降における鋳片を支持し案内するロールピッチを稠密
にしてバルジング量を小さくし、以ってバルジング歪を
小ならしめるという手段が採られている。また２次冷却
帯部における冷却を強冷却（注水比１．　Ｏｌ／に９以
上）として凝固殻の熱間強度の向上を計っている。

現在、殆んどの湾曲型連続鋳造機による連続鋳造機にお
いては、未凝固曲げ矯正が行なわれており、例えば円弧
半径Ｒ；１０〜１３ｍ、鋳造速度；０．７〜２．ｃ）　
ｍ７ｍ＝　、稠密ロール配置、スプレー冷却といった諸
元で連続鋳造が行なわれている。この一般的な諸元をも
つ湾曲型連続鋳造機で溶鋼を鋳造すると、曲げ矯正点は
メニスカス位置から１５．７〜２０．４ｍの位置になる
。このときの曲げ矯正点における鋳片の表面温度は７０
０〜９００℃であり、凝固殻厚さは約８０〜１２０　ｍ
ｍ　（推定）である。ちなみに鋳片の断面寸法が２５０
龍、幅１８００　ｍｍである場合、鋳片厚さ方向に関し
て７０〜９０％が凝固殻で占められる。この状態で鋳片
の曲げ矯正を行なうと、現在の高度の技術レベル下でも
内部割れが発生してしまう。

一方、円弧半径Ｒを小さくすると、機高Ｈが低くなり、
溶鋼静圧が小さくなり、鋳片を支持するロールの負荷が
軽減され、ロール径が細くなり、　９− 円弧半径Ｒの大きな高槻高の連続鋳造機に比較し、より
ロールピッチを小さくすることが可能となり、ロール間
バルジング量を小さくできる。そのため高速、緩冷却、
未凝固矯正、復熱による高温鋳片を得るのに、鋳片支持
案内ロールのメインテナンス性、装置費等も加味して総
合的に判断して、より適しているわけである。

ところが未凝固鋳片をまっすぐに矯正する段階での円弧
内側のシェルの引張歪が増大することになる。即ち第２
図に示す如く未凝固相６を有し、矢印１０の方向へ鋳造
される際に曲げ矯正を受ける場合、曲げの中立軸７に対
して長さの短いシェル８が長さの長いシェル９の圧縮変
形に伴って生じるものであり、円弧半径が小さくなる程
、この曲げ矯正歪は大きくなるわけである。

この矯正歪を緩和する方法としては、■矯正点を多点に
して、矯正歪を分散させる方法、並びに■矯正点（多点
矯正の場合は矯正帯）以前の部分に駆動ロールを設置し
て凝固シェルを押し込み、矯正点（又は矯正帯）以降の
駆動ロール群により１０− 制動力を加えることにより、上面シェルに発生する引張
歪を相殺又は緩和する、いわゆる圧縮鋳造による方法が
ある。

ところが矯正点を多点にして矯正型を分散させる多点矯
正型の湾曲型連続鋳造機においては、多点矯正帯長に制
限があり、その結果として矯正点数にも制限が生じるこ
とになる。即ち、多点矯正の湾曲型連続鋳造機において
、ｎ番目の矯正に伴う矯正型εｎは次式で表わされる。

上記式に於て、Ｄ：鋳片厚、Ｓ；シェル厚、Ｒｎ−１ｐ
ｎ番目の矯正点の前までの円弧半径、Ｒｎ　；　ｎ番目
矯正点後の円弧半径である。

ここで説明の簡略化のため鋳型からの基準円弧Ｒｏから
１回の矯正を行うことを考える。第３図において、点Ａ
と点ＢでＲｏからＲ＋（＞Ｒｏ）に曲げ戻す場合を考え
ると、鋳型により近いＡ点の方が、即ち水平とのなす角
度θがより小さい時の方が、最終矯正後での機高ＨがΔ
Ｈだけ高くなる。

実際の場合は、２点以上の多点になるのであるが現象は
同じであり、鋳型に近い位置から矯正を開始すればする
程、機高が高くなり、バルジング量の緩和が困難となり
バルジング歪が大きくなり、また前記歪式からも明らか
な如くシェル厚Ｓの影響もあり、シェル厚Ｓが大きい程
、矯正型は小さくなる。従ってバルジング歪、矯正型の
減少による内部割れ防止の観点からは、出来る限り角度
θの大きな点から矯正を行なうことが望ましい。

一方、当然のことながら角度θは９ｏ０より小さく、従
って矯正帯長も、基準円弧Ｒ８、連続鋳造機の高さＨが
決まれば、はぼ決定され、静圧をささえるロール径が決
まれば、その矯正帯内へ組み込めるロール本数が決まり
、矯正点数も決定されることになる。即ち、湾曲型連続
鋳造機の円弧半径Ｒが小さくなればなる程、矯正型が増
大するにもかかわらず、矯正点数もそれ程多くとれず、
例えば機高が３．５ｍ程度の湾曲型連続鋳造機であれば
、高々１５点矯正ぐらいである。

ところがこのような矯正点数は、Ｑ、　ｌ　ｍｍ程度の
ロール位置管理により初めて得られるもので、設計図面
上でのみ考えられるものである。実際の場合には、ロー
ルアンイメントの基準位置からのずれがあり、最高の技
術を駆使し管理を厳格忙しても、Ｑ、　５　ａｍ以下の
ミスロールアライメント量は不可避である。従って、有
効な矯正点の数は著しく減少することになり、例えば後
述する如く基準円弧半径３ｍ、矯正点数１５点にしたに
もがかわらず、鋳片厚２５０朋、鋳造速度１．５ｍ／ｍ
、注水比０、５　ｌ　７ｋｇの鋳造条件では内部割れの
ない鋳片が得られなかった。なお、基準円弧半径をより
大きくした場合、機高を無視すれば矯正帯長並び矯正点
数は増すことができるが、前述した如く基準円弧半径の
小さい場合に比較し機高増大の程度が大きくなり、機高
が増大して低機高の湾曲型連続鋳造機になり得ない。

ところで本発明者等の後述する検討結果によれば、後述
するように直接圧延プロセス即ち直接圧延を可能とし、
かつ高生産性を前提とした場合、連続鋳造機の機端での
鋳片断面平均温度は、１１８０１３− ℃程度以上必要であり、現状でのロール支持機構から算
定すると連続鋳造機の基準円弧半径６ｍ以下、機高的６
．５ｍ以下が望ましいことがわかった。

一方機高の最小については、現状の湾曲型スラブ連続鋳
造機で、高品質のスラブを得るとすると、浸漬型のパウ
ダーキャスティングが前提となることから鋳型と浸漬ノ
ズルの取り合いの関係から、基準円弧半径ＲＯは２５０
　ｙｎｙｎ厚鋳片では３．０ｍ以上である必要があり、
従って機高Ｈ（≧ＲＯ）は、３．０ｍ以上となる。

また前述した圧縮鋳造についても、小円弧、多点矯正型
の低機高湾曲型連続鋳造機（以下、ローヘッド連鋳機と
略す）に適用する場合、次のような問題がある。

第４図は、ローヘッド連続鋳造機と大円弧一点矯正型の
高機高湾曲型連続鋳造機（以下ハイヘッド連鋳機と略す
）のプロフィルを併記したもので。

Ａは駆動ロール配設不能域、Ｂは押込駆動ロール配設可
能域、Ｃは水平ブレーキ帯、Ｄは多点矯正帯、Ｅは矯正
点を示す。即ちローヘッド連鋳機で１４− は、第４図に示す如く、矯正帯りに所要圧縮力を発生す
るための単一円弧部の駆動発生帯Ｂが十分にとれないし
、駆動力発生域Ｂでの静圧が、・・イヘッド連鋳機に比
べて小さいため、駆動力ロール１本当りの発生駆動力が
小さくなり、十分な矯正歪緩和効果が得られない。

事実基準円弧半径５ｍＲ，１５点矯正での圧縮鋳造（ｃ
ｐｃ有）により第５図に示す如く、矯正帯後段での歪の
軽減がはかれたが、矯正帯前段での歪の軽減はできず、
鋳片厚２５０闘、鋳造速度１、５７７１７ｍの条件で圧
縮鋳造を行なったが、内部割れを皆無にすることはでき
なかった。なお第５図の縦軸の総合歪は矯正歪、バルジ
ング歪、ミスロール歪を合計した総合歪である。

以上述べてきたように、ローヘッド連鋳機により連続鋳
造しても、更にローヘッド連鋳機で圧縮鋳造しても、直
接圧延プロセスを実現する内部割れがなくかつ高温の鋳
片を得ることができず、しかも元々ハイヘッド連続鋳造
機においては、前述した如くロール間バルジングによる
歪のために直接圧延プロセスを実現する内部割れがなく
、かつ高温の鋳片を得られないので、前記ローヘッド連
鋳機において、新たな技術手段による矯正歪の緩和をは
かる必要がある。

本発明は矯正時の鋳片上下面シェルならびに短辺シェル
の温度を適正にすることにより、上面シェルの引張歪の
緩和を促進し、内部割れのない鋳片を得るものである。

従来、矯正時に上面シェルの温度を下面シェルの温度よ
りも下げることによりシェル強度を増大させ、引張歪量
を小さくし、曲げ矯正に基づく内部割れの防止を図るこ
とは、特開昭５２−５２１２６号公報、特開昭５５−５
１１５号公報等に示されるが、これら公報の実施例に示
されている如く、円弧半径が１０．５ｍ、一点矯正型の
・・イヘッド連続鋳造機の場合であり、後述する如く基
準円弧半径３〜６ｍ、多点矯正型の機高６．５ｍ以下の
ローヘッド連続鋳造機で、円弧内側シェル表面温度を８
５０℃、円弧外側シェル表面温度を１０００１１１：に
しただけでは内部割れを防止することができなかつた。

即ちローヘッド連続鋳造機の場合、円弧内側と外側シェ
ルの温度差の条件のみでは内部割れが発生することが判
明した。

本発明は、上面シェルと下面シェルとを継ぎ、矯正に伴
なう応力の伝達を行なっている短辺の挙動について解析
し、短辺シェルの温度を上面シェルの温度よりも高くす
ることにより、短辺シェルの剪断変形を積極的に起させ
ることができ、上面シェルの引張歪を緩和するという新
知見にもとずきなされたものである。

本発明の要旨は次の通りである。

（１）低機高の多点矯正湾曲型連続鋳造機で未凝固相を
有する湾曲鋳片を曲げ矯正する連続鋳造方法において、
未凝固鋳片の曲げ矯正時に引張応力の生じる側のシェル
表面温度を、圧縮応力の生じる側のシェル表面温度より
も低くすると共に、短辺シェルの表面温度を、上記引張
応力の生じる側のシェル表面温度よりも高くして曲げ矯
正を開始し曲げ矯正を完了することを特徴とする連続鋳
造方法。

１７− （２）低機高の多点矯正湾曲型連続鋳造機で未凝固相を
有する湾曲鋳片を曲げ矯正する連続鋳造方法において、
未凝固鋳片の曲げ矯正時に引張応力の生じる側のシェル
表面温度を圧縮応力の生じる側のシェル表面温度よりも
低くすると共に短辺シェルの表面温度を上記引張応力の
生じる側のシェル表面温度よりも高くして曲げ矯正を開
始し曲げ矯正を完了し、かつ未凝固復熱することを特徴
とする連続鋳造方法。

（３）機高６．５ｍ以下の多点矯正湾曲型連続鋳造機で
１．５　ｍ／ｍｉｎ以上の高速鋳造速度下にて未凝固相
を有する湾曲鋳片を曲げ矯正する連続鋳造方法において
、未凝固相を有する鋳片の曲げ矯正時に引張応力の生じ
る側（内側）の（上面）シェルの表面温度ＴＬ、圧縮応
力の生じる側（外側）の（下面）シェルの表面温度ＴＦ
、短辺シェルの表面温度’ｒｓＯ間に下記（１）　、　
（２）　、　（３）　、　（４）式の関係を維持して曲
げ矯正を開始し、曲げ矯正を完了し、かつ矯正完了点で
の上記表面温度ＴＬ及びＴＦを８００℃以上とし未凝固
復熱するこ１８− とを特徴とする特許請求の範囲１項記載の連続鋳造方法
。

１０００℃≧ＴＬ≧７００℃　　　　・・・・・・（１
）Ｔｐ　（＝　Ｔｔ、＋ΔＴ）４１１００℃　　・・・
・・・（２）１１００℃−’ｐｔ　）ΔＴ≧６０℃＋、
（’ｒＬ−ｓｏｏ℃）　・・・・・・（３）１１００℃
＋−’（Ｔｔ−８００℃））Ｔｓ≧１０００℃＋Ｌ（Ｔ
Ｌ−８００℃）３ ・・・・・・（４） （４）機高６．５ｍ以下の多点矯正湾曲型連続鋳造機で
１．５ｍ／ｍ−以上の高速鋳造速度下にて未凝固相を有
する湾曲鋳片を曲げ矯正する連続鋳造方法において、未
凝固相を有する鋳片の曲げ矯正時に引張応力の生じる側
（内側）の（上面）シェルの表面温度ＴＬ、圧縮応力の
生じる側（外側）の（下面）シェルの表面温度ＴＦ、短
辺シェルの表面温度Ｔ２Ｏ間に下記（］）　、　（２）
　、　（３）　、　（４）式の関係を維持して曲げ矯正
を開始し曲げ矯正を完了し、かつ矯正完了点での表面温
度ＴＬ及びＴＦを８００℃以上とし、未凝固復熱するこ
とを特徴とする特許請求の範囲１項記載の連続鋳造方法
。

１０００℃≧ＴＬ≧７００℃　　　　　・・・・・・（
１）Ｔｐ　（＝　Ｔｔ、＋Δ’ｉ’）４１１００℃　　
　・・・・・・（２）２００℃＋±（’ｒＬ−ｓｏｏ℃
）≧ΔＴ）６０℃十−！−（ＴＬ−８００℃）５ ・・・・・・（３） １１００℃十−Ｍ（ＴＬ−８００℃）４ＴＳ≧１０００
℃＋−ｕ（ＴＬ−ｓｏｏ℃）３ ・・・・・・（４） （５）機高６．５ｍ以下の多点矯正湾曲型連続鋳造機で
ｌ、　５　ｙｌ　７ｍ１ｎ以上の高速鋳造速度下にて未
凝固相を有する湾曲鋳片を曲げ矯正する連続鋳造方法に
おいて、未凝固相を有する鋳片の曲げ矯正時に引張応力
の生じる側（内側）の（上面）シェルの表面温度ＴＬ、
圧縮応力の生じる側（外側）の（下面）シェルの表面温
度ＴＦ、短辺シェルの表面温度’ｒｓＯ間に下記（１）
　、（２）　、　（３）　、　（４）式の関係を維持し
て曲げ矯正を開始し、曲げ矯正を完了し、かつ矯正完了
点での表面温度ＴＬ及びＴＦを８００℃以上とし、未凝
固復熱することを特徴とする特許請求の範囲１項記載の
連続鋳造方法。

１０００℃≧ＴＬ≧８８０℃　　　　・・・・・・（１
）Ｔｐ　（＝　Ｔｔ＋ΔＴ）４１１００℃　　　・・・
・・・・（２）１１００℃背Ｌ）ΔＴ≧６０℃＋−！−
（ＴＬ−８００℃）　・・・・・・（３）１１００℃＋
−’（Ｔｔ−ｓｏｏ℃）≧’ｒ５≧１０００℃＋−’（
Ｔｔ、−８００℃）３ ・・・・・・（４） 以下本発明の連続鋳造方法について詳細に説明する。ま
ず短辺シェルの温度による上面シェルの引張歪緩和の原
理について説明する。

第６図に示す短辺１４は、上、下面の応力のつり合いを
保ってはいるが、単に応力を伝達するものとしてのみ従
来とらまえられており、曲げ矯正を一次元的に理解され
ていた。ところが第６図に示す如く曲げ矯正を３次元的
にみると矢印１１の方向に鋳造され、この時点で矯正を
受けると、上面シェル１２には１５．１５’で示される
引張応力が作用し、２１− 下面シェル１３に１６．１６’で示される圧縮応力が作
用するわけであるが、この際上面シェルには１７゜１７
′で示される上面シェル１２０幅を狭めようとする変形
と下面シェル１３の幅を拡げようとする１８゜１８′で
示される変形が生じることになる。この場合この変形を
阻害する可能性があるのが短辺である。即ち短辺には、
この結果として第７図に示す如く、１９．１９’で示さ
れる鋳造方向の剪断変形と２０．２０’で示される巾方
向の剪断変形が生じることになるが、短辺シェルの温度
が上面シェルや下面シェルに比べて低い場合は、シェル
剛性が大きくなりこの変形を起こしにくくする。その結
果として第６図の１５．１５’及び１．６　、１６”で
示される引張。

圧縮の応力が大きくなり、上面側の引張応力に基づく引
張歪により、割れが発生することになるわけである。

本発明においては、上記現象に留意し、上下面冷却差を
とるとともに、短辺シェルの温度を上面シェルのそれよ
りも上げてやり、第７図の１９　、１９　’及び２０．
２０’で示される剪断変形をより小さな応２２− 力で生じさせることにより、第６図の１５．１５’の引
張応力を小さくし、内部割れのない高温鋳片を得ること
を可能にしたものである。

一般に短辺部は、その形状から２方向（厚み方向及び幅
方向）より冷却されるため、他の上、下面シェルに比較
して、一般に短辺シェルの温度が低くなり、剛性が大き
くなっており、剪断変形が生じにくくなっている。

本発明では、短辺の温度を上げ、鋳片ム面に平行な面で
の剪断変形を促進しようとするものであり、短辺温度ア
ップの方法としては種々のものが考えられる。例えば鋳
片幅よりも若干狭い幅に水切板を設けたり、エアーカー
テンを実施したり、幅方向に複数のノズルが設置されて
いる場合は、鋳片幅に応じて鋳片端部のノズルの冷却水
を切る方法などが挙げられる。

本発明を実施例により、より具体的に説明する。

基本円弧が３ｍでメニスカス下３ｍから７ｍの区間（４
ｍ区間）で１５点連続多点矯正を行なう機高３．５ｍの
連続鋳造機において、メニスカス下２ｍから７ｍの区間
にわたって、第８図に示すような水切板２１をロール２
２の間の鋳片端面より１２５ｍｍ位置に設置し、ノズル
２３からの冷却水を遮断した場合と水切板２１を設置し
ない場合で、鋼種；中炭Ａｌ！−８ｔキルド鋼、鋳片サ
イズ、’２５０ｍｍ厚×１５００朋幅、鋳造速度；　１
．５　ｍ／ｍｉｎ、注水比；０．３〜０．５１３７に９
の条件にて鋳造を行ない内部割れの発生の有無を調査し
た。

第９図（ａｌ、（ｂｌは、その結果を矯正借入側の鋳片
の上面（内面、５面）表面温度と上、下面（内。

外面、Ｌ・　２面）表面温度差により整理し図示したも
のである。また第１０図はその時の矯正借入側における
鋳片の上面（内面、５面）表面温度と短辺表面温度の関
係を、水切板設置の有無をパラメーターとして図示した
ものである。

今矯正帯入側の鋳片の上面（内面、５面）表面温度をＴ
Ｌ、下面（外面、２面）表面温度をＴＦ、上、下（内、
外面、Ｌ、２面）表面温度差をΔＴ（−Ｔｐ　　Ｔｔ、
　）とすると、水切板を設置した場合、内部割れなしの
鋳片を得る矯正借入側の表面温度差条件は、第９図から
、７００℃Ｍ　Ｔｔ、　ｌ−１１００℃。

ＴＦ≦１１００℃の範囲においては、次の通りとなる。

７００℃４Ｔｔ、！ｘ１ｏｏ℃ ＴＦ≦１１００℃ ΔＴ　＝　ＴＦ　−’ｒＬ ΔＴ≧６０℃十丁（Ｔｔ　−ｓｏｏ℃）また、水切板を
設置しない場合は次の通りとなる。

７００℃≦ＴＬ４１１００℃ ＴＦ〈１１００℃ ΔＴ　＝　ＴＦ　−ＴＬ ΔＴ≧２００℃＋”　（Ｔｔ　−８００℃）なお矯正借
入側の表面温度ＴＦ、ＴＬの最大値は、ロール間バルジ
ングによる内部割れ発生防止の観点から決まり、矯正借
入側では約１１００℃以下にする必要がある。

また矯正借入側の表面温度Ｔｐ　＋　ＴＬの最小値は、
直接圧延プロセスにおける圧延プロセスで要求される鋳
片圧延温度、この圧延温度により決まる連２５− 鋳機機端での鋳片断面平均温度、この機端での断面平均
温度から決る矯正完了点（矯正帯出側）での鋳片表面温
度、矯正帯内での冷却条件（鋳片の復熱の有無、復熱量
の場合の復熱量、復熱無しの場合の冷却量）で決まり、
後述するように必要機端温度１１８０℃で、例えば矯正
帯復熱なしでは、矯正借入側で（８００℃十矯正帯矯正
温度℃）以上にする必要がある。

一方、第１０図に示す如く、水切板の設置の有無により
、矯正開始点（矯正借入側）の短辺表面温度Ｔｓは大き
く変化し、設置した場合、矯正により引張歪の生じる鋳
片上面（内面、５面）の表面温度ＴＬよりも、１００〜
３００℃高くなるのに対して、設置しない場合は、１０
０〜２５０℃程度低くなる。

詳しくは、矯正借入側の鋳片の上面（内側、Ｌ側）表面
温度をＴＬ、短辺表面温度をＴｓとすると、水切板を設
置した場合、表面温度ＴＬと表面温度ＴＳとの間には、
第１０図から、７００℃４ＴＬ≦１１００℃、ＴＦ≦１
１００℃の範囲において、次の関係が成立する。

２６− １０００℃＋ス（Ｔｔ、−８００℃）〈ＴＳ≦１１００
℃十丁（’ｒＬ−ｓｏｏ℃）３ ’ｒ３　ｍｉｎ　＝　１０００℃十−（Ｔｔ、　−８０
０℃）ＴＳ　ｍａｘ　＝１１００℃＋−（Ｔｔ、　−ｓ
ｏｏ℃）Ｔｓ　ｍｉｎ　’；；＝　’ｒ５　＝　ＴＳ　
ｍａｘまた水切板を設置しない場合は次の関係となる。

６００℃＋’−（Ｔｔ−８００℃）　４　’ｌ”ｓ≦７
００℃＋百（ＴＬ−８００℃）Ｔｓ　ｍｉｎ　＝　６０
０℃十暑（ＴＬ８００℃）Ｔｓ　ｍａｘ　＝　７００℃
＋−’（ＴＬ−８００℃）ＴＳｍｉｎ≦ＴＳ４　Ｔ　Ｓ
　ｍ　ａ　ｘ第９，１０図から、水切板を設置せず短辺
シェルを強冷して、矯正借入側で短辺シェル温度を、上
面（内面、Ｌ面）表面温度よりも下げてしまう。

いいかえると矯正借入側で短辺表面温度Ｔｓが上面（内
面、Ｌ面）表面温度Ｔｔ　（７００℃４ＴＬ≦１１００
℃）に対して６００℃千百（ＴＬ−８００℃）≦ＴＳ≦
７００℃十互（ＴＬ−８００℃）の関係になってしまう
と、内部割れのない無欠陥鋳片を得るための矯正借入側
における上、下面（内、外面、Ｌ、Ｆ面）温度差条件は
ΔＴ≧２００℃＋−７−（ＴＬ−８００℃）となり、一
方、上面（内面、Ｌ面）表面温度ＴＬは７００℃≦ＴＬ
≦１１００℃、下面（外面、Ｆ面）表面温度ＴＦは、Ｔ
Ｆ≦１１００℃で制約され、かつΔＴ−ＴＦ　　ＴＬで
あるから上記温度差条件を満足し、かつ上面・下面（内
、外面、Ｌ、Ｆ面）温度制約を満足する上面（内面、Ｌ
面）表面温度ＴＬは７００℃≦ＴＬ４８８０℃の範囲と
なる。

温度差条件並びに上面（内面、Ｌ面）温度条件は、１１
００℃−ＴＬ≧ΔＴ≧２００℃＋、（ＴＬ−８００℃）
。

７００℃≦ＴＬ≦８８０℃となり、第９図（ｂｌに示す
Ａ−Ｂ−Ｃ点で囲まれた狭い条件範囲に制限される。

一方、第９，１０図から水切板を設置して、短辺シェル
を緩冷して、矯正借入側で短辺シェル温度を上面（内面
、Ｌ面）シェル温度よりも上げる、いいかえると矯正借
入側で、短辺表面温度ＴＳを、上面（内面、Ｌ面）表面
温度ＴＬ（７００℃≦Ｔｔ、＜Ｔｓ！１１００℃＋ａ　
（Ｔｔ　　ｓｏｏ℃）の関係に維持すると、内部割れの
ない無欠陥鋳片を得るための矯正借入側における上、下
面（内、外面、Ｌ、Ｆ面）温度差条件は、ΔＴ≧６０℃
＋百（ＴＬ−８００℃）となり、一方上面（内面、Ｌ面
）表面温度ＴＬは７００℃４ＴＬ≦１１００℃、下面（
外面、Ｆ面）表面温度ＴＦはＴＦ≦１１００℃で制約さ
れ、かつΔＴ＝ＴＦ−ＴＬであるから、上記温度差条件
並びに上記各面温度条件を満足する上面（内面、Ｌ面）
表面温度ＴＬは、７００℃イＴＬ４１０００℃の範囲と
なる。

即ち、内部割れのない無欠陥鋳片を得るための矯正借入
側における上記温度差条件並びに上面温度条件は、１１
００℃−ＴＬ≧ΔＴ≧６０℃千百（Ｔｔ−ＳＯＯ℃）、
７００℃４　Ｔｔ　４１ｏｏｏ℃となり、第９図（ｂｌ
に示すＡ−Ｄ−Ｅ点で囲まれた広い条件範囲に拡大され
る。

更に第９，１０図より、水切板を設置し短辺シエ２９− ルを緩冷して短辺シェル温度を上面（内面、Ｌ面）表面
温度よりも上げる、いいかえると、矯正借入側で短辺表
面温度Ｔｓを上面（内面、Ｌ面）表面温度ＴＬ（７００
℃〈ＴＬ６１１００℃）に対して、１０００℃十’（Ｔ
ｌ−８００℃）４Ｔｓ！１１００℃十”（ＴＬ−８００
℃）３ の関係を維持することにより、水切板を設置せず、短辺
シェルを強冷して短辺シェル温度を上面（内面、Ｌ面）
表面温度よりも下げてしまう、換言すると矯正借入側で
短辺表面温度Ｔｓが上面（内面。

Ｌ面）表面温度ＴＬに対して、６００℃十百（Ｔｔ、−
８００℃）　４　’ｐ　ｓ　！　７　Ｑ　Ｑ℃十”（Ｔ
ｔ−８００℃）の関係となる場合に比較して、内部割れ
を防止するために最低必要な矯正借入側における上、下
面（内・外面、Ｌ、Ｆ面）温度差ΔＴ（二Ｔｐ　−Ｔｔ
　）を、　ＴＬ＝（’ｒＬ−ｓｏｏ℃）からΔＴ−６０
℃十”（Ｔｉ、−８００℃）に減少できる。

例えば、水切板を設置しなくても内部割れのない鋳片を
得ることができた実施条件における上面（内面、Ｌ面）
表面温度ＴＬの最小値７００℃では３０− ΔＴを１７５℃から４０℃に、最大値８８０℃では２２
０℃から７６℃に減少できる。また温度ＴＬ＝８００℃
では、ΔＴを２００℃から６０℃に減少できる。これは
矯正借入側で短辺シェル温度を上面シェル温度よりも高
く維持することにより、上面シェルに生じる引張歪が有
効に緩和されることを示している。

上記の如く水切板により短辺シェルを緩冷し、矯正借入
側で短辺シェル温度を上面シェル温度よりも高めること
により、上面（内面、Ｌ面）と下面（外面、２面）との
間につける温度差を減少することができ、操業上のバラ
ツキを吸収して安定的に無欠陥鋳片を確保できる。例え
ば水切板を設置しない場合、高温鋳片を得るべく取り得
る上面（内面、Ｌ面）表面温度の最大値８８０℃とする
と、下面温度Ｔｐ＝１１００℃、温度差ΔＴ＝２２０℃
を維持しなければ内部割れ発生を防止できず、例えば操
業上Ｔｐが１１００℃を超えたり、ＴＬが８８０℃を超
えて温度差ΔＴが２２０℃以下となると内部割れが発生
してしまう。

一方水切板を設置した場合には、ＴＬ−８８０℃一定な
らばＴＦが１１００〜９５６℃（ΔＴ＝２２０〜７６℃
）の範囲でバラツキを生じても内部割れのない、無欠陥
鋳片が得られる。また例えばＴＬが７００〜９００℃（
或は８００〜９００℃）の範囲でバラツキが生じ、かつ
ΔＴが８０〜１７５℃（或は６０〜２００℃）の範囲で
バラツキが生じても確実に無欠陥鋳片を得ることができ
る。

更に、上記の如く水切板により短辺シェルを緩冷し、矯
正借入側での短辺シェル温度を、上面シェル温度よりも
高めることにより、上面（内面、Ｌ面）と下面（外面、
２面）との間につける温度差を減少することができ、前
述の如く操業上のバラツキを吸収して安定的に無欠陥鋳
片を得ることができるのみならず、上面（内面、Ｌ面）
シェルの表面温度をより高くすることができ、この結果
としてより高温の無欠陥鋳片（スラブ）を得ることが可
能となり、直送圧延プロセスにおける圧延プロセス側の
圧延条件の緩和になる。

即ち、前述した如く矯正借入側の下面（外面、２面）表
面温度ＴＦは、ロール間バルジングによる内部割れ発生
防止の観点から約１１００℃以下にする必要があり、水
切板のない場合には、上面（内面、Ｌ面）表面温度ＴＬ
の最大値は約８８０℃であるが、水切板を設置した場合
には、約ｔｏｏ。

℃にすることができる。

詳しくは、水切板を設置した場合には、水切板のない場
合に、無欠陥鋳片を得ることが不可能であり、かつ高温
鋳片を得る上で好ましい高温度条件域即ち、第９図（ｂ
）に示す、Ｃ−Ｆ−Ｅ点で囲まれた温度条件範囲〔８８
０℃４Ｔｔ、≦１０００ｔｌ：、１１００ｔｌニーＴＬ
≧ΔＴ）６０℃＋ｓ　（Ｔｔ−８００℃）、ＴＦ（＝Ｔ
Ｌ＋ΔＴ）！１ｘｏｏ℃〕でもって無欠陥鋳片を得るこ
とができる。

以上は、基準円弧３ｍ、機高３．５ｍ、矯正帯長４ｍの
小円弧、多点矯正型の低機高、湾曲型連続鋳造機におけ
る鋳造結果を、矯正借入側の鋳片表面温度条件と内部割
れ発生の有無との関係を整理し、説明したものであるが
、矯正帯内の冷却条件によって、矯正借入側の鋳片の上
面、下面、短辺表面温度は、矯正帯内並びに矯正帯出側
で変化す３３− る。

例えば矯正帯内の冷却条件によって■矯正借入側の各面
温度を矯正帯内で維持して、矯正帯出側の各面温度を上
記借入側温度に維持したり、■矯正帯内で各面温度を漸
次低下させ、帯出側の各面温度を借入側各面温度より若
干低下させたり、■矯正帯内で復熱させて、帯出側各面
温度を借入側各面温度よりも高めたりすることができる
。

ただし矯正帯内で冷却条件を調整して、矯正帯内で復熱
せしめる場合、上面や下面が矯正帯内で、表面温度にお
いて、１００℃以上の復熱を行なうと、この復熱による
引張歪が付加されて、内部割れが発生してしまうことが
わかった。従って矯正帯内での復熱は、１００℃以下に
とどめる必要があり、直接圧延プロセス用に高温鋳片を
得るための復熱工程は矯正完了後の総合歪の低い時点で
行なうのが好ましい。

更に矯正帯内での冷却は、矯正借入側温度を維持するフ
ラット冷却パターンもしくは矯正帯内で漸次温度を低下
するスロープ冷却パターンを採用３４− するのが好ましい。

第９，１０図は、基準円弧３ｍの例であるが、基準円弧
６ｍの場合では、円弧半径増大による矯正歪の減少並び
に高シェル厚での矯正歪の減少のメリットはある反面、
静圧の増大によるロール径の増大があり、ロールピッチ
の増大に基づくバルジング歪の増加から、総合歪に占め
る矯正歪の許容量が少なくなる結果、矯正借入側での温
度条件は、第９，１０図とほとんど同じであり、鋳造速
度の増大した場合も同様な現象であり、はぼ同様な条件
を満している必要のあることもわかった。

次に、矯正帯出側（矯正完了点）で温度条件について述
べる。矯正完了時での下限温度条件は、直接圧延の温度
条件から決まる。第１１図は、直接圧延プロセスでの低
機高型連続鋳造機における冷却パターン例を示す。この
冷却パターン例では矯正帯内での冷却パターンは、前記
フラット冷却パターンを採用し、矯正完了以降の水平部
で未凝固復熱させている。

ここで問題になるのが、水平部での未凝固復熱による内
部割れの発生であり、この限界値を調べた結果、表面温
度での復熱量２６０℃以下では、内部割れの発生しない
ことがわかった。従って鋳造速度１．７ｒｒｙｍｉｎ、
水平部２６０℃以下の復熱条件での完全凝固時のスラブ
断面平均温度を、矯正完了点での表面温度および基準円
弧（ｎｏ　）毎に求めると第１２図のようになる。

鋼種および圧延ミル能力により若干の差はあるものの、
圧延温度から算定して要求される連鋳機機端でのスラブ
断面平均温度は１１８０℃であり、この第１２図から明
らかな様に表面温度８００℃以上で矯正を完了する必要
のあることがわかる。

従って直接圧延プロセス用の高温鋳片（連鋳機機端での
スラブ断面平均温度１１８０℃以上）を得るには、矯正
帯出側（矯正完了点）で鋳片上、下面の表面温度は、８
００℃以上でなければならな℃Ａ。

また、第１２図の関係は、鋳造速度１．７７７１／ｍｊ
Ｒの場合を示すが、スラブの連鋳機機端での温度は、復
熱プロセスを取る限り、完全凝固位置と機端との位置の
差が支配的であり、鋳造速度１，５＠／ｍｍ〜２．　Ｏ
ｍ／ｍｍの範囲であれば、はとんど鋳造速度に依存しな
いことがわかった。

以上詳述した本発明の要旨をまとめてみると次の通りで
ある。直接圧延を目的とした場合に、必要とされる高温
かつ内部割れのない良好な品質の鋳片を得るために、バ
ルジングの少ない低機高型連続鋳造機即ち低機高の多点
矯正湾曲型連続鋳造機での鋳造に際し、詳しくは未凝固
相を有する湾曲鋳片を曲げ矯正するに際し、矯正による
引張歪の緩和のために、矯正時に引張応力の生じる側の
シェル表面温度を圧縮応力の生じる側のシェル表面温度
よりも低くすると共に短辺シェルの表面温度を上記引張
応力の生じる側のシェル表面温度よりも高くして曲げ矯
正を開始し曲げ矯正を完了することにより、短辺での剪
断変形を優先して生じせしめ、かつ高温鋳片を得るため
に少なくとも矯正完了後は未凝固復熱せしめることを特
徴とする連続鋳造方法である。

なお本発明の連続鋳造方法は、垂直部を有した３７− 湾曲型連続鋳造機においても実施できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は湾曲型連続鋳造機で鋳造中の連鋳鋳片のプロフ
ィルの説明図、第２図は曲げ矯正によって上面シェルに
引張歪が生じる原理的な説明図、第３図は機高におよぼ
す矯正帯開始位置の影響を示す模式図、第４図は低機高
型連鋳機において圧縮鋳造を行なう際の問題点を示す説
明図、第５図は低機高型連鋳機で圧縮鋳造を行った場合
の歪の軽減程度を示す説明図、第６図は曲げ矯正を三次
元的に見た場合の主要応力および主要歪の説明図、第７
図は短辺シェルに生じる剪断応力成分の説明図、第８図
は短辺シェル温度を上昇させるために設置した水切板の
設置状況の説明図、第９図（ａｌ・（ｂ）は矯正帯での
上面および下面表面温度ならびに水切板設置の有無の内
部割れ発生におよぼす影響の説明図、第１Ｏ図は水切板
設置の有無における上面表面温度と短辺表面温度の関係
の説明図、第１１図は高温無欠陥鋳片製造の復熱型冷却
パターンの３８− 模式図、第１２図は矯正完了温度と機端スラブ断面平均
温度との関係の説明図、第１３図（ａｌ、　（ｂｌ、　
ｆｃｌは従来の連鋳〜圧延プロセスを示す図表である。 １・・・湾曲鋳型、　２・・・湾曲鋳片、　３，４・・
・ロール、　６・・・未凝固相、　　７・・・１１０デ
の中立軸、８・・・上面シェル、　　９・・・下面シェ
ル、１０・・・鋳造方向（矢印）、　１１・・・鋳造方
向（矢印）１２・・・上面シェル、１３・・・下面シェ
ル、１４・・・短辺（シェル）、　１５．１５’・・・
引張応力、　１６．１６　’・・・圧縮応力、１７．１
７’・・・上面シェルの幅を狭めようとする変形、１８
．１８’・・・下面シェルの幅を拡げようとする変形、
１９．１９’・・・鋳造方向の剪断変形、　２０　、２
０　’・・・巾方向の剪断変形、　２１・・・水切板、
２２・・・ロール、　２３・・・ノズル 特許出願人代理人 弁理士　矢　葺　知　之 （ほか１名） ３９− 第１図 第２図 ソ一一−１０ 第５図 ロールＮ。 常６ＷＪ ンη′ぷ１ く・ １・・　　・・必゛。 第７図 第８図 第１０図 １１１温度ＴｔＣ”Ｃ） 第１１Ｅ 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　低機高の多点矯正湾曲型連続鋳造機で未凝固相を
   有する湾曲鋳片を曲げ矯正する連続鋳造方法において、
   未凝固鋳片の曲げ矯正時に引張応力の生じる側のシェル
   表面温度を、圧縮応力の生じる側のシェル表面温度より
   も低くすると共に、短辺シェルの表面温度を、上記引張
   応力の生じる側のシェル表面温度よりも高くして曲げ矯
   正を開始し曲げ矯正を完了することを特徴とする連続鋳
   造方法。 ２、　低機高の多点矯正湾曲型連続鋳造機で未凝固相を
   有する湾曲鋳片を曲げ矯正する連続鋳造方法において、
   未凝固鋳片の曲げ矯正時に引張応力の生じる側のシェル
   表面温度を、圧縮応力の生じる側のシェル表面温度より
   も低くすると共に、短辺シェルの表面温度を、上記引張
   応力の生じる側のシェル表面温度よりも高くして曲げ矯
   正を開始し曲げ矯正を完了し、かつ未凝固復熱すること
   を特徴とする連続鋳造方法。 ３、　機高６．５ｍ以下の多点矯正湾曲型連続鋳造機で
   １．５　ｍ／Ｉｎ１ｎ以上の高速鋳造速度下にて未凝固
   相を有する湾曲鋳片を曲げ矯正する連続鋳造方法におい
   て、未凝固相を有する鋳片の曲げ矯正時に引張応力の生
   じる側（内側）の（上面）シェルの表面温度ＴＬ、圧縮
   応力の生じる側（外側）の（下面）シェルの表面温度Ｔ
   Ｆ、短辺シェルの表面温度’ｒｓの間に下記（１）　、
   （２）　、（３）　、　（４）式の関係を維持して曲げ
   矯正を開始し、曲げ矯正を完了し、かつ矯正完了点での
   上記表面温度ＴＬ及びＴＦを８００℃以上とし未凝固復
   熱することを特徴とする特許請求の範囲１項記載の連続
   鋳造法。 １０００℃≧ＴＬ≧７００℃　　・・・・・・（１）Ｔ
   Ｆ（＝ＴＬ＋ΔＴ）４１１００℃　・・・・・・（２）
   １１００℃づＬ≧ΔＴ≧６０℃刊ｓ　（Ｔｔ　８００℃
   ）・・・・・・（３） １１００℃＋−ｕ（ＴＬ−ｓｏｏ℃）≧ＴＳ≧１０００
   ℃十片（Ｔｒ−−ｓｏｏ℃）３ ・・・・・・（４） ４、　機高６．５ｍ以下の多点矯正湾曲型連続鋳造機で
   １．　ｓ　ｍ／ｍ１ｔｔ以上の高速鋳造速度下にて未凝
   固相を有する湾曲鋳片を曲げ矯正する連続鋳造方法にお
   いて、未凝固相を有する鋳片の曲げ矯正時に引張応力の
   生じる側（内側）の（上面）シェルの表面温度ＴＬ、圧
   縮応力の生じる側（外側）の（下面）シェルの表面温度
   ＴＦ、短辺シェルの表面温度１５０間に下記（１）　、
   （２）　、　（３）　、　（４）式の関係を維持して曲
   げ矯正を開始し、曲げ矯正を完了し、かつ矯正完了点で
   の表面温度ＴＬ及びＴｐを８００℃以上とし、未凝固復
   熱することを特徴とする特許請求の範囲１項記載の連続
   鋳造方法。 １０００℃≧ＴＬ≧７００℃　　　　・・・・・・（１
   ）Ｔｐ（＝Ｔｔ、＋ΔＴ）４１１００℃　　・・・・・
   ・（２）２００℃十−！−（ＴＬ−８００℃））ΔＴ≧
   ６０℃＋Ｌ（Ｔｔ　　８００℃）５ ・・・・・・（３） １１００℃＋ｚ（Ｔｌ−８００℃）　４　’ｒｓ　＝　
   １０００℃＋−ｆｌ（ＴＬ−ｓｏｏ℃）３ ・・・・・・（４） ５、　機高６．５ｍ以下の多点矯正湾曲型連続鋳造機で
   １．５　ｍ／Ｉｌｒｍ以上の高速鋳造速度下にて未凝固
   相を有する湾曲鋳片をｍ目デ矯正する連続鋳造方法にお
   いて、未凝固相を有する鋳片の曲げ矯正時に引張応力の
   生じる側（内側）の（上面）シェルの表面温度ＴＬ、圧
   縮応力の生じる側（外側）の（下面）シェルの表面温度
   ＴＦ、短辺シェルの表面温度ＴＳの間に下記（］）　、
   （２）　、（３）　、　（４）式の関係を維持して曲げ
   矯正を開始し、曲げ矯正を完了し、かつ矯正完了点での
   表面温度ＴＬ及びＴＦを８００℃以上とし未凝固復熱す
   ることを特徴とする特許請求の範囲１項記載の連続鋳造
   方法。 １０００℃≧ＴＬ）８８０℃　　　　・・・・・・（１
   ）ＴＦ　（＝　Ｔｔ、十ΔＴ）４１１００℃　　・・・
   ・・・（２）１１００℃−丁Ｌ≧ΔＴ）６０℃＋−（Ｔ
   ｔ、　−８００℃）　　・・・・・・（３）１１００℃
   ＋　（Ｔｔ　　８００℃）≧ＴＳ≧１０００℃十暑（Ｔ
   ｔ、−８００℃）　　− ・・・・・・（４）