JPS61189850A - 鋼のスラブ用連続鋳造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は鋼の連続鋳造、特にスラブ用の連続鋳造方法に
関するもので、連続鋳造機内を進行する鋳片に強制的に
クレータ−エンドを形成せしめることによって、その内
部品質を改善する方法を提供するものである。

従来の技術 近年、溶鋼より鋼片や鋼塊等を製造する方法として、造
塊法から連続鋳造法への転化は著しく。

現在では全体の８０％近くが連続鋳造法により製造され
るに至っている。

連続鋳造においては鋳型に溶鋼を注入して所定の断面形
状の鋳片とした後、前記鋳型に続いて配設されたピンチ
ロール及びガイドロール群で前記鋳片を連続的に引抜き
、その芯部まで完全に凝固した後に所定長さに切断して
鋼板用鋼片、つまりスラブや形鋼用鋼片が製造されてい
る。

ところが連続鋳造法、特にスラブ用連続鋳造法において
は、造塊法に比して圧減比（鋳造厚に対する製品厚の比
）を大きくとれないことから、前記鋳片の芯部に残留す
る未凝固状態の溶鋼が完全に凝固を完了する位置（該未
凝固状態の溶鋼が鋳片芯部まで完全に凝固を完了する位
置を本発明においては、クレータ−エンドと言う）近傍
で中心偏析が生じ易く、これによって鋳片の内部欠陥を
招くという問題があった。

即ち前記クレータ−エンドの近傍は、鋳片の上下に配列
されたガイドロールで支持されており、該ガイドロール
の上下方向の間隔は、鋳型内での鋳片厚から、クレータ
−エンドに達するまでの間に凝固収縮する厚み分を差し
引いた寸法に保たれている。

従来、前記ロール間隔は過去の平均的な凝固収縮量から
鋳造を開始する前に設定され、しかも複数のロール対（
鋳片を挟んで配設された上下のロールを一対と言う）を
一群として一定の間隔にすることが普通であった。

前記凝固収縮は鋳片の表面より凝固殻が順次生成される
ことによって生じるが、実際の操業における前記凝固殻
の生成状況は一様ではなく、寧ろ絶えず変化しており予
め設定された部位における凝固収縮量は大きく変動する
。このため前記従来の技術ではクレータ−エンド近傍に
おける鋳片の凝固収縮量に見合った適確な支持ができな
かった。

つまり予め想定した凝固収縮量に対して実際の凝固収縮
量が多かった場合、設定値に対してロール間隔が広くな
り、鋳片芯部の未凝固部分の体積が大きくなる。逆に実
際の凝固収縮量が少なかった場合、設定値に対してロー
ル間隔が狭くなり、鋳片芯部の未凝固部分の体積が小さ
くなる。従ってクレータ−エンド近傍における凝固殻内
部（未凝固部分）の体積が変化することになる。このよ
うな体積変化が生じると当該部分に溶鋼が吸引され、こ
れに伴いクレータ−エンド近傍で〔Ｓ〕、ＣＰ）等の有
害成分が濃化して固化するなどして中心偏析が発生して
いた。

前記問題を解決するために、従来においても例えば特公
昭５Ｂ−３８２９１３号公報に示すように、鋳片の凝固
のプロフィールを検出あるいは推定し、該プロフィール
に追従して鋳片に、その進行方向に対してなだらかに軽
圧下を加える技術が提案されている。

しかしながらクレータ−エンド近傍の凝固プロフィール
は操業条件によって複雑に変化するうえに幅方向にも不
均一であることから、それらを検出もしくは推定するこ
とは極めて困難であり、加えて前記動的な変動に追従し
て軽圧下を行うことも実買上大きな効果は期待できなか
った。

又、特公昭４１１ｉ−２９３８７号公報においては圧延
成形ロールを用い、該成形ロール前後での鋳片の移送速
度を検出して、成形ロールの回転速度を制御することに
よって、クレータ−エンド近傍における鋳片芯部に残留
する未凝固部の大きさ及び形状を一定にする技術が提案
されている。

しかしながらクレータ−エンドは成形ロールの回転速度
と成形前後の鋳片断面積のみの関係によって決定される
べきものではなく、前記関係は全て満足したとしても、
例えば冷却が遅れ凝固殻厚が薄くて成形後の鋳片芯部に
未凝固部を残した状態で成形ロールで圧下を継続すると
、クレータ−エンド近傍で溶鋼の流動を誘引する結果と
なり、鋳片の内部品質は著しく悪化してしまうことにな
る。

発明が解決しようとする問題点 本発明は前述したスラブ用連続鋳造方法における従来の
問題点を抜本的に解決するものであって、連続鋳造によ
り製造されるスラブの内部品質、特に中心偏析の著しい
改善を可能ならしめる方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するための本発明の特徴は、鋼のスラ
ブ用連続鋳造方法において、連続鋳造機内を進行する鋳
片の凝固殻厚が下記（１）式を満足する部位において鋳
片の厚み方向に圧下刃を加え、強制的にクレータ−エン
ドを形成せし、めることにある。

７０≦（２ｈ／Ｄ）Ｘ　１００≦９５　　・・φ　（１
）但し　ｈ：鋳片厚み方向の片側の凝固殻厚Ｄ：鋳片厚
み 作用 さて１本発明者等は前記従来の鋳片の凝固収縮量に見合
ったロール間隔設定による方法、或いは鋳片の進行方向
に対してなだらかに軽圧下す為方法における問題点が、
クレータ−エンドの位置、形状等の変化に起因している
ことに注目し、クレータ−エンド位置の正確な制御を行
う方法についてまず実験研究を行った。

而して前記クレータ−エンド位置を制御するには、例え
ば鋳造速度や冷却強度を調整することが考えられ、従来
においても一部試みられていた。

しかしながら、このようなマクロ的な操業変数を用いて
制御する場合、ある程度の範囲内にクレータ−エンドの
位置を収めることは可能であっても、前記中心偏析に最
も影響を与える未凝固部分の厚さが１ｍｍ前後となる範
囲では、微小な外乱によっても瞬時に完全凝固してしま
うため、実買上その制御は行えないことが判った。

従ってクレータ−エンドの位置を制御し、て、その位置
に追従するようにロール間隔を決定する方法では限界の
あることを知見した本発明者等は、更に実験研究を重ね
た結果、未凝固部分を有する鋳片に圧下刃を加えて１強
制的にクレータ−エンドを形成することによって前記問
題点の抜本的で、かつ効果的な解決が可能であると言う
薪知見を得た。

前記強制的にクレータ−エンドを形成させる場合、■圧
下に伴う未凝固の溶鋼の流動による偏析の悪化、■凝固
殻同志の圧着性、等が懸念された。しかしながらこれら
の懸念も鋳片に圧下刃を加える部位を以下に述べる範囲
内とすることにより解決することができた。

以下図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に基づいてクレータ−エンドを形成する
方法を説明するための説明図であり、クレータ−エンド
近傍の部分断面を示す図である。

図において、１は鋳片であり、矢印ａで示す方向に進行
する。２は前記鋳片ｌのガイドロールであり、３は鋳片
ｌの厚み方向に圧下刃を加える圧下用駆動ロール（以下
、単に駆動ロールと言う）、また４は前記駆動ロール３
のバックアップロールである。鋳片ｌはその表面部より
凝固殻１１が生成され、該凝固殻１１で包囲された状態
で溶鋼が残留し、未凝固部１２を形成している。

本発明者等はこのような装置において多くの実験を繰り
返した結果、連続鋳造機内を進行する鋳片１の凝固殻１
１が下記（１）式を満足する範囲の部位において前記駆
動ロール３により鋳片１をその厚み方向に圧下して、上
下の凝固殻１１を圧着することによってクレータ−エン
ド１３を形成すれば、前記■及び■の懸念が完全に解決
されることを確認した。

７０≦　（２ｈ／Ｄ）　　Ｘ　　１００　≦９５−−−
（１）但し　ｈ：鋳片厚み方向の片側の凝固殻厚Ｄ：鋳
片厚み つまり鋳片ｌの厚みＤに対する凝固殻１１の厚みｈの比
率（以下、この比率を凝固率と言う、）凝固率＝　（（
２ｈ／Ｄ）　Ｘ　１００）が７０〜９５％となる範囲内
において、未凝固部１２が無くなり、上下の凝固殻１１
が接合するように圧下刃を加えて、クレータ−エンド１
３を強制的に形成するものである。

前記凝固率が８５％以下であれば駆動ロールによる圧下
が溶鋼の流動を防止するダムの機能を果たし、溶鋼の流
動がダム以降の部分では堰き止められて偏析は生じない
、又鋳片ｌの芯部に適量の溶鋼が残留することから上下
の凝固殻１１も完全に密着し一体化する。

特に前記第１図に示すように凝固率が８５％以下であり
、而も圧下される前の鋳片厚Ｄ、圧下された後の鋳片厚
Ｄｏが下記（２）式を満足するように圧下刃を加えると
、溶鋼の流動を完全に防止し、欠陥の全くない状態で圧
着させることができる。

（Ｄ−Ｄｏ　）　／　２≧（（Ｄ−２ｈ）／２）＋１　
−−−　（２）但し　Ｄ　：圧下前の鋳片厚（■） Ｄｏ　：圧下後の鋳片厚（ｍ） ｈ　：鋳片厚み方向の片側の凝固殻厚（ａ）ところで鋳
片１の凝固状況をその幅方向の断面で見ると第２図のよ
うに、厚み方向及び幅方向の表面より凝固殻１１が生成
されている０例えば鋳片厚み方向の凝固率が前述したよ
うに７０〜９５％に達すると幅方向の凝固殻（以下該幅
方向の凝固殻を端部凝固殻と言い、厚み方向の凝固殻は
特記なき以外単に凝固殻と言う）１１ａも相当量厚くな
る。

従ってこのような凝固状況でクレータ−エンド１３を形
成するためには、第３図に示すように未凝固部１２に相
当する部分のみを圧下する突起付き駆動ロール３ａを用
いる方法、及び第４図に示すように鋳片ｌに全体的に圧
下刃を加える同一径の駆動ロール３ｂを用いる方法が考
えられる。しかしながらいずれの方法においても端部凝
固殻１１ａと凝固殻１１との接合部には未凝固部１２ａ
が残留し易く、その部分において前述したような溶鋼の
流動が発生し、著しい偏析を生じることがある。このよ
うな現象は凝固率が７０％に達しない状態で圧下刃を加
えクレータ−エンドを形成した場合に、その発生率が極
端に高くなるが、凝固率が７０％以上となるとそれらは
殆ど発生しないことが確認された。

また前記第４図のような場合、鋳片端部の中央（第４図
のＸ部）に非常に大きな歪を生じ、凝固率が７０％未満
の場合には鋳造方向に亀裂の入ることも確認された。本
発明°において凝固殻を７０〜９５％に限定したのは係
る理由からである。

尚、連続鋳造において製造されるスラブ用鋳片ｌはその
幅が種々変化し、その変化量も大きい場合がある。この
ように鋳片幅が頻繁に変化し、而もその変化量が大きい
場合には例えば第５図の斜視図に示すように鋳片１の進
行方向ａに対して２対の駆動ロール３１　ａ　、　３１
　ｂを横移動可能に設け、該２対の駆動ロール３１ａ、
３１ｂでクレータ−エンド１３ａを形成させればよい。

実施例 ３５０屯／Ｈｒの弯曲型連続鋳造機において、生変Ａｔ
−９ｉ−キルド鋼の製造中に本発明を実施した。

鋳造条件は、鋳片の幅が１３００ｍｍ、厚みが２５０）
、鋳造速度Ｖｃが１．８ｍ／ｓｉｎであり、凝固殻の凝
固常数には２７．０ｍｍ／ｍ１ｎ２であった。鋳片の凝
固殻厚は前記凝固常数Ｋが与えられるとメニスカスから
の距ｆｌＩ？（ｍ）と鋳造速度Ｖｃとから下記（３）式
のように求められる。

ｈ＝Ｋ・（Ｌ／ｖＣ）″　・・・（３）而して本発明に
基づいてクレータ−エンドを形成させる部位は、前記距
離りを基準とすると下記（４）式で求められる。

７０≦２Ｘ２７Ｘ　（Ｌ／Ｌ、６）”　Ｘ１００　／２
５０　≦９５−−−　（４）つまり、距離りは２１．９
ｍ≦Ｌ≦３０．９ｍとなり、その時の凝固殻厚りは９９
．９ｍ■≦ｈ≦１１８．７ｍｍとなる０本実施例におい
てはＬ　＝　２１．９ｍの部位を選択し、（その時の凝
固殻厚りは約１ｏｏｍｓ）又、前記（２）式に基づく下
記（５）式を満足する圧下量とするために圧下後の鋳片
厚Ｄ０を１８０ｍｍに設定した。

（２５０−Ｄｏ　）　／　２≧（（２５０−２００）　
／２）　＋１．０−−−　　（５）さて本実施例におい
ては前記圧下量を得るために前記第３図に示すような突
起付き駆動ロール３ａを用い、その突起部のロール径は
４５０■ｌとした。又鋳片の端面より７５ＩＩ１１中央
に入った点より鋳片幅方向に均等に圧下を加えた。この
時の圧下による反力は約２００屯であり、駆動ロールの
局部変形等の問題は全く発生しなかった。

第１表は本実施例によって製造されたスラブの中心偏析
をサルファープリントによる評点法で調査し、従来法と
比較して表したものである。従来法は前記距ｆｌｌＬが
１８ｍ〜３７ｍの部位におけるロール間隔を２５３ｍｍ
の一定に保ち、自然状態で凝固させたものである。

第　　１　　表 前記第１表より判るように本発明の実施により有害成分
の濃化及び連続の著しい前記サルファープリントのＢ評
点は皆無となり、製品に加工した場合問題とならない評
点範囲である評点Ｃ以下で全量製造することが可能とな
った。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば連続鋳造により製
造されるスラーブの中心偏析を著しく改善でき、その結
果品質の優れたスラブを製造することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくクレータ−エンドの形成法を説
明するための断面図、第２図は一般的な鋳片の凝固状態
を示す断面図、第３図は突起付き駆動ロールを用いた実
施例を示す断面図、第４図は同一径の駆動ロールを用い
た実施例を示す断面図、第５図は横移動可能な２対の駆
動ロールを用いた実施例を示す斜視図である。 ｌ・・Φ鋳片、２・・・ガイドロール、３＠・・駆動ロ
ール、４・・φバックアップロール、１１・・・鋳片１
の凝固殻、１２・・・鋳片１の未凝固部、１３−−・鋳
片ｌのクレータ−エンド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鋼のスラブ用連続鋳造方法において、連続鋳造機内を進
   行する鋳片の凝固殻厚が下記（１）式を満足する部位に
   おいて鋳片の厚み方向に圧下刃を加え、強制的にクレー
   ターエンドを形成せしめることを特徴とする鋼のスラブ
   用連続鋳造方法。 ７０≦（２・ｈ／Ｄ）×１００≦９５・・・（１） （但し、ｈは鋳片厚み方向の片側の凝固殻厚、Ｄは鋳片
   厚みを表わす。）