JPS63242452A - 軽圧下鋳造方法 - Google Patents
軽圧下鋳造方法Info
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- JPS63242452A JPS63242452A JP7670087A JP7670087A JPS63242452A JP S63242452 A JPS63242452 A JP S63242452A JP 7670087 A JP7670087 A JP 7670087A JP 7670087 A JP7670087 A JP 7670087A JP S63242452 A JPS63242452 A JP S63242452A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
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。
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]
この発明は、連続鋳造において鋳片の中心偏析を防止す
る軽圧下鋳造方法に関する。
る軽圧下鋳造方法に関する。
[従来の技術]
通常、連続鋳造においては、溶鋼が水冷鋳型により冷却
されると、鋳片外周部に相当する部分に薄い凝固殻が形
成され、鋳型を通過した鋳片はその内部に未凝固溶鋼を
保持した状態で一群のサポートガイドロールにより案内
されつつ、ピンチロールにより引抜かれる。鋳片引抜き
過程においては、鋳片にスプレィ水を噴射して鋳片内部
の凝固促進を図り、凝固殻の厚さが変形に耐え得る厚さ
以上に成長すると、鋳片を所定の曲率で略90゜曲げつ
つ軽圧下装置により凝固途中の鋳片に軽圧下刃を加える
。この軽圧下帯において鋳片を完全凝固させ、次いで、
軽圧下帯の終了位置(矯正点)で矯正装置のロール群に
より鋳片の曲がりを矯正し、直線状になった鋳片を切断
機で所定長に切断する。
されると、鋳片外周部に相当する部分に薄い凝固殻が形
成され、鋳型を通過した鋳片はその内部に未凝固溶鋼を
保持した状態で一群のサポートガイドロールにより案内
されつつ、ピンチロールにより引抜かれる。鋳片引抜き
過程においては、鋳片にスプレィ水を噴射して鋳片内部
の凝固促進を図り、凝固殻の厚さが変形に耐え得る厚さ
以上に成長すると、鋳片を所定の曲率で略90゜曲げつ
つ軽圧下装置により凝固途中の鋳片に軽圧下刃を加える
。この軽圧下帯において鋳片を完全凝固させ、次いで、
軽圧下帯の終了位置(矯正点)で矯正装置のロール群に
より鋳片の曲がりを矯正し、直線状になった鋳片を切断
機で所定長に切断する。
鋳片最終凝固部(クレータエンド)では、炭素(C)、
硫黄(S)、マンガン(M n )並びに燐(P)等の
成分元素が未凝固溶鋼中に濃縮される。
硫黄(S)、マンガン(M n )並びに燐(P)等の
成分元素が未凝固溶鋼中に濃縮される。
この濃化溶鋼は低融点であるので、溶鋼が凝固殻中で静
止した状態にある場合は析出しないが、濃化溶鋼が凝固
殻中で流動するとこれが析出して所謂中心偏析となる。
止した状態にある場合は析出しないが、濃化溶鋼が凝固
殻中で流動するとこれが析出して所謂中心偏析となる。
通常、溶鋼の凝固収縮により鋳片ボトム方向(鋳片引抜
方向)へ溶鋼が吸引されて流動するので、凝固収縮量に
見合った軽圧下刃を未凝固鋳片に加えて中心偏析を防止
している。
方向)へ溶鋼が吸引されて流動するので、凝固収縮量に
見合った軽圧下刃を未凝固鋳片に加えて中心偏析を防止
している。
一方、鋳造速度が比較的速くなる場合は、溶鋼静圧が高
まり、圧下量が不足する箇所の凝固殻が部分的に膨張す
る所謂バルジングが発生する。バルジングが発生すると
、膨張した凝固殻がロール圧下により圧縮されて鋳片ト
ップ方向(鋳片引抜方向の逆方向)への溶鋼の流動が起
こり、クレータエンドに濃化溶鋼が析出して幅広の中心
偏析が発生する。特に、ロールのピッチ間隔が大きい場
合及び圧下ロールにたわみ又は摩耗が存在する場合に、
バルジングが発生しやすい。このため、通常、軽圧下帯
に一層の小径ロールを配列し、ロール相互間のピッチを
小さくし、バルジングの発生を阻止して中心偏析を低減
するようにしている。
まり、圧下量が不足する箇所の凝固殻が部分的に膨張す
る所謂バルジングが発生する。バルジングが発生すると
、膨張した凝固殻がロール圧下により圧縮されて鋳片ト
ップ方向(鋳片引抜方向の逆方向)への溶鋼の流動が起
こり、クレータエンドに濃化溶鋼が析出して幅広の中心
偏析が発生する。特に、ロールのピッチ間隔が大きい場
合及び圧下ロールにたわみ又は摩耗が存在する場合に、
バルジングが発生しやすい。このため、通常、軽圧下帯
に一層の小径ロールを配列し、ロール相互間のピッチを
小さくし、バルジングの発生を阻止して中心偏析を低減
するようにしている。
従来の軽圧下鋳造技術においては、軽圧下装置による圧
下のみでは鋳片の中心偏析を十分に低減することができ
ない。このため、電磁攪拌装置(EMS)によりクレー
タエンドに回転磁界又は移動磁界を印加し、クレータエ
ンドの濃化溶鋼を電磁誘導により攪拌して中心偏析の発
生を防止している。
下のみでは鋳片の中心偏析を十分に低減することができ
ない。このため、電磁攪拌装置(EMS)によりクレー
タエンドに回転磁界又は移動磁界を印加し、クレータエ
ンドの濃化溶鋼を電磁誘導により攪拌して中心偏析の発
生を防止している。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、従来の軽圧下鋳造技術においては、クレ
ータエンドにて濃縮された[C]、[P]等の濃化成分
を電磁攪拌により一定領域内で単に拡散させているにす
ぎないので、偏析成分濃度のピーク値を下げることはで
きるが、偏析そのものを無くしてしまうことができない
。このため、鋳片中心部の一定領域内に濃度レベルが平
均化された偏析帯が生じる。この偏析帯には小型の島状
偏析(セミマクロ偏析)が存在しており、下記に示すよ
うな種々の間居点を生じる。
ータエンドにて濃縮された[C]、[P]等の濃化成分
を電磁攪拌により一定領域内で単に拡散させているにす
ぎないので、偏析成分濃度のピーク値を下げることはで
きるが、偏析そのものを無くしてしまうことができない
。このため、鋳片中心部の一定領域内に濃度レベルが平
均化された偏析帯が生じる。この偏析帯には小型の島状
偏析(セミマクロ偏析)が存在しており、下記に示すよ
うな種々の間居点を生じる。
近時、鋼材の品質に対する需要家からの要求が高度化及
び多様化してきており、製品化された鋼材中に不可避的
に存在する不純物元素の偏析及び非金属介在物等の一層
の低減化が望まれている。
び多様化してきており、製品化された鋼材中に不可避的
に存在する不純物元素の偏析及び非金属介在物等の一層
の低減化が望まれている。
すなわち、石油及び天然ガス輸送用のバイブ材料におい
ては、硫化水素を含むサワーガスの作用により中心偏析
帯に沿って水素誘起割れ(HI C)が発生するので、
材料の改善によりI(ICを防止することが強く要望さ
れている。HICは中心偏析帯のP濃度が高い部分で発
生しやすいことが知られており、一般に、Pのピーク濃
度が約0.04%以上になると、HICによる割れ発生
率が高くなる。従来の軽圧下鋳造技術では、鋳片中心部
にP濃度が健全部のそれの約10倍にも達する所謂マク
ロ偏析が発生するため、耐HICgil材を製造する場
合には、取鍋溶鋼のP濃度を50ppm以下のレベルに
低減すると共に、凝固後のスラブを約1300℃に均熱
することにより偏析Pを拡散し、P濃度の最大値を低下
させるようにしている。
ては、硫化水素を含むサワーガスの作用により中心偏析
帯に沿って水素誘起割れ(HI C)が発生するので、
材料の改善によりI(ICを防止することが強く要望さ
れている。HICは中心偏析帯のP濃度が高い部分で発
生しやすいことが知られており、一般に、Pのピーク濃
度が約0.04%以上になると、HICによる割れ発生
率が高くなる。従来の軽圧下鋳造技術では、鋳片中心部
にP濃度が健全部のそれの約10倍にも達する所謂マク
ロ偏析が発生するため、耐HICgil材を製造する場
合には、取鍋溶鋼のP濃度を50ppm以下のレベルに
低減すると共に、凝固後のスラブを約1300℃に均熱
することにより偏析Pを拡散し、P濃度の最大値を低下
させるようにしている。
第9図は、横軸に中心偏析粒子の粒径をとり、縦軸に鋳
片長さloom+a当りに存在する偏析粒子の個数をと
って、中心偏析帯を有する種々の鋼材についてセミマク
ロ偏析粒子がHICに及ぼす影☆について調査したグラ
フ図である。図中、黒丸はHICにより割れが生じたも
のを示し、白丸は割れが生じなかったものを示す。この
図に示すように、HIC発生について、粒径が約0.5
mm以上の大型の偏析粒子(セミマクロ偏析)が特に
有害であり、このセミマクロ偏析の低減化がHIC発生
防止に有効なことが知られている。すなわち、鋼材の耐
HIC特性を改善するためには、前述のマクロ偏析及び
セミマクロ偏析を共に低減する必要がある。
片長さloom+a当りに存在する偏析粒子の個数をと
って、中心偏析帯を有する種々の鋼材についてセミマク
ロ偏析粒子がHICに及ぼす影☆について調査したグラ
フ図である。図中、黒丸はHICにより割れが生じたも
のを示し、白丸は割れが生じなかったものを示す。この
図に示すように、HIC発生について、粒径が約0.5
mm以上の大型の偏析粒子(セミマクロ偏析)が特に
有害であり、このセミマクロ偏析の低減化がHIC発生
防止に有効なことが知られている。すなわち、鋼材の耐
HIC特性を改善するためには、前述のマクロ偏析及び
セミマクロ偏析を共に低減する必要がある。
一方、海洋構造物用の鋼板材料に対しては、主として鋼
材の溶接特性を改善することが需要家から要望されてい
る。すなわち、鋼材に中心偏析帯が存在する場合には、
溶接割れ防止のために溶接時に鋼材を予熱する必要があ
り、溶接後においては溶接熱影響部(HAZ)の靭性が
劣化すると共に、溶接継手部にラメラティア(鋼板のラ
ミネーションに沿って発生する階段状の割れ)が発生す
る。従って、構造物の信頼性向上を図るという観点から
鋼材の中心偏析帯の低減化が強く望まれている。
材の溶接特性を改善することが需要家から要望されてい
る。すなわち、鋼材に中心偏析帯が存在する場合には、
溶接割れ防止のために溶接時に鋼材を予熱する必要があ
り、溶接後においては溶接熱影響部(HAZ)の靭性が
劣化すると共に、溶接継手部にラメラティア(鋼板のラ
ミネーションに沿って発生する階段状の割れ)が発生す
る。従って、構造物の信頼性向上を図るという観点から
鋼材の中心偏析帯の低減化が強く望まれている。
更に、ビール缶のような深絞り鋼においては、その加工
性に偏析が重大な影響を及ぼすので、無偏折材料の開発
が強く望まれている。
性に偏析が重大な影響を及ぼすので、無偏折材料の開発
が強く望まれている。
ところで、操業中の軽圧下ロール及びセグメントの変動
量を0.10mm程度以下に押えであるが、長期間の操
業により装置各部の機械的精度が低下して軽圧下量がば
らつき、所定の軽圧下刃を鋳片に加えることが困難にな
り、中心偏析が発生しやすくなるという問題点がある。
量を0.10mm程度以下に押えであるが、長期間の操
業により装置各部の機械的精度が低下して軽圧下量がば
らつき、所定の軽圧下刃を鋳片に加えることが困難にな
り、中心偏析が発生しやすくなるという問題点がある。
この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
軽圧下量のばらつきに起因する未凝固鋳片の溶湯の流動
を抑制して鋳片中心部に偏析する不純物等の絶対量を低
減することができる軽圧下鋳造方法を提供することを目
的とする。
軽圧下量のばらつきに起因する未凝固鋳片の溶湯の流動
を抑制して鋳片中心部に偏析する不純物等の絶対量を低
減することができる軽圧下鋳造方法を提供することを目
的とする。
[問題点を解決するための手段〕
この発明に係る軽圧下鋳造方法は、連続鋳造された未凝
固の鋳片を多数対のロールにより軽圧下しつつ完全凝固
させる軽圧下鋳造方法において、鋳造条件から鋳片内部
溶湯の流動が最小になるような適正歪み速度を把握する
一方、前記多数対のロールが鋳片から受けるロール反力
を夫々測定して各ロール反力に対応する鋳片の歪み速度
を夫々把握し、これらの歪み速度に応じて夫々のロール
圧下量を調節し、鋳片各部の歪み速度を適正歪み速度に
合致させることを特徴とする。この場合に、ロール圧下
量を夫々に調節すると共に、鋳造速度及び鋳片冷却速度
を調節して鋳片各部の歪み速度を適正歪み速度に合致さ
せることが好ましい。
固の鋳片を多数対のロールにより軽圧下しつつ完全凝固
させる軽圧下鋳造方法において、鋳造条件から鋳片内部
溶湯の流動が最小になるような適正歪み速度を把握する
一方、前記多数対のロールが鋳片から受けるロール反力
を夫々測定して各ロール反力に対応する鋳片の歪み速度
を夫々把握し、これらの歪み速度に応じて夫々のロール
圧下量を調節し、鋳片各部の歪み速度を適正歪み速度に
合致させることを特徴とする。この場合に、ロール圧下
量を夫々に調節すると共に、鋳造速度及び鋳片冷却速度
を調節して鋳片各部の歪み速度を適正歪み速度に合致さ
せることが好ましい。
[作用]
この発明に係る軽圧下鋳造方法においては、鋳造条件か
ら鋳片内部溶湯の流動が最小になるような適正歪み速度
を把握する。一方、凝固途中にある鋳片各部からロール
が受けるロール反力を測定し、各ロール反力に対応する
鋳片の実際の歪み速度を把握する。そして、これらの歪
み速度に応じてロール圧下量を調節する。バルジングに
よりロール反力に対応する鋳片の歪み速度が適正歪み速
度よりも大きくなる場合には、ロール圧下量を減少し、
過剰な絞り込みを抑制して溶湯の流動を阻止する。また
、前者が後者より小さくなる場合には、ロール圧下量を
増加し、凝固収縮により吸引される溶湯を押し戻す力を
溶湯に作用させ、鋳片内部の溶湯の流動を阻止する。
ら鋳片内部溶湯の流動が最小になるような適正歪み速度
を把握する。一方、凝固途中にある鋳片各部からロール
が受けるロール反力を測定し、各ロール反力に対応する
鋳片の実際の歪み速度を把握する。そして、これらの歪
み速度に応じてロール圧下量を調節する。バルジングに
よりロール反力に対応する鋳片の歪み速度が適正歪み速
度よりも大きくなる場合には、ロール圧下量を減少し、
過剰な絞り込みを抑制して溶湯の流動を阻止する。また
、前者が後者より小さくなる場合には、ロール圧下量を
増加し、凝固収縮により吸引される溶湯を押し戻す力を
溶湯に作用させ、鋳片内部の溶湯の流動を阻止する。
また、ロール圧下量を調節すると共に、鋳造速度及び鋳
片冷却速度を調節すると、凝固速度等の条件が一層迅速
に安定化するので、鋳片各部の歪み速度を適正歪み速度
に合致させることが容易になる。
片冷却速度を調節すると、凝固速度等の条件が一層迅速
に安定化するので、鋳片各部の歪み速度を適正歪み速度
に合致させることが容易になる。
[実施例コ
以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。
具体的に説明する。
先ず、中心偏析低減の基本的考え方について説明する。
第4図は、凝固末期における中心偏析の生成機構を示す
模式図である。図中、斜線領域は固相、斜線領域を除く
領域は液相を夫々示す。また、図中の記号gは残留溶鋼
が流動しうる限界の固相率、記号LDは固液共存領域の
厚さ、記号LLは液相領域(100%液相領域)の厚さ
を夫々示す。図中、固相率が零の厚さ位置から固相率が
glになる厚さ位置までの領域に存在する濃化溶鋼が流
動して混合されることにより中心偏析が形成されると仮
定すると、凝固末期溶鋼の成分濃化率CL/C,は下記
(1)式により計算される。
模式図である。図中、斜線領域は固相、斜線領域を除く
領域は液相を夫々示す。また、図中の記号gは残留溶鋼
が流動しうる限界の固相率、記号LDは固液共存領域の
厚さ、記号LLは液相領域(100%液相領域)の厚さ
を夫々示す。図中、固相率が零の厚さ位置から固相率が
glになる厚さ位置までの領域に存在する濃化溶鋼が流
動して混合されることにより中心偏析が形成されると仮
定すると、凝固末期溶鋼の成分濃化率CL/C,は下記
(1)式により計算される。
・・・(1)
但し、上記(1)式中の各記号は下記による。
α−LL/LD(凝固末期の固液共存領域に対する液相
領域の割合) LL、LD;凝固末期の液相領域の厚さ、固液共存領域
の厚さ g;残留溶鋼が流動しうる限界の固相率Ko ;
[C] 、[P]等の各成分における平衡分配係数 第5図は、上記(1)式により求めた[C]の成分濃化
率CL/Coを縦軸にとり、凝固末期の固液共存領域に
対する液相領域の割合いαを横軸にとって、凝固末期に
おける溶鋼流動と偏析度との関係について検討したもの
である。図中、各曲線に記入した数値は夫々の固相率g
を示す。なお、平衡分配係数KOを0.141として成
分濃化率CL/Coを算出した。この図から明らかなよ
うに、濃化溶鋼の流動限界固相率gが大になるに従って
成分濃化率CL/C0が高くなり、また完全液相領゛域
の割合αが小さくなるほど、成分濃化率に与える影響が
大きくなる。すなわち、濃化溶鋼の流動が活発になると
成分濃化率が高まり、偏析度が高くなる。従って、中心
偏析を低減するためには、濃化溶鋼の流動を抑制する必
要がある。
領域の割合) LL、LD;凝固末期の液相領域の厚さ、固液共存領域
の厚さ g;残留溶鋼が流動しうる限界の固相率Ko ;
[C] 、[P]等の各成分における平衡分配係数 第5図は、上記(1)式により求めた[C]の成分濃化
率CL/Coを縦軸にとり、凝固末期の固液共存領域に
対する液相領域の割合いαを横軸にとって、凝固末期に
おける溶鋼流動と偏析度との関係について検討したもの
である。図中、各曲線に記入した数値は夫々の固相率g
を示す。なお、平衡分配係数KOを0.141として成
分濃化率CL/Coを算出した。この図から明らかなよ
うに、濃化溶鋼の流動限界固相率gが大になるに従って
成分濃化率CL/C0が高くなり、また完全液相領゛域
の割合αが小さくなるほど、成分濃化率に与える影響が
大きくなる。すなわち、濃化溶鋼の流動が活発になると
成分濃化率が高まり、偏析度が高くなる。従って、中心
偏析を低減するためには、濃化溶鋼の流動を抑制する必
要がある。
この濃化溶鋼の流動を抑制する手段として、第1に鋳片
のロール間バルジングの発生を抑制するためにロール相
互間のピッチを狭くすること、第2に凝固収縮により濃
化溶鋼がボトム側(鋳片引抜き下流側)へ吸引されるこ
とを阻止するために凝固収縮量に相当する適正量の軽圧
下刃を鋳片に印加することが挙げられる。また、種々の
条件下で実際に鋳造した試験結果によれば、軽圧下帯の
開始位置から約3/4のところにクレータエンドを位置
させた場合に、軽圧下帯のロール圧下の効果が最大にな
ることが判明した。
のロール間バルジングの発生を抑制するためにロール相
互間のピッチを狭くすること、第2に凝固収縮により濃
化溶鋼がボトム側(鋳片引抜き下流側)へ吸引されるこ
とを阻止するために凝固収縮量に相当する適正量の軽圧
下刃を鋳片に印加することが挙げられる。また、種々の
条件下で実際に鋳造した試験結果によれば、軽圧下帯の
開始位置から約3/4のところにクレータエンドを位置
させた場合に、軽圧下帯のロール圧下の効果が最大にな
ることが判明した。
ところで、発明者らは、未凝固領域の厚さが約30mm
の凝固途中の鋳片にトレーサー(F e S)が封入さ
れた鋲を打込み、軽圧下量を種々変更して凝固末期の濃
化溶鋼の流動状況を調査した結果、以下の知見を得るこ
とができた。
の凝固途中の鋳片にトレーサー(F e S)が封入さ
れた鋲を打込み、軽圧下量を種々変更して凝固末期の濃
化溶鋼の流動状況を調査した結果、以下の知見を得るこ
とができた。
第6図は、横軸に軽圧下量(鋳片引抜長さ1m当りのロ
ール間隔絞り込み量)をとり、縦軸に溶鋼の流動長さを
とって、前記調査結果に基づき軽圧下量と溶鋼流動長さ
との関係を示すグラフ図である。この図から明らかなよ
うに、軽圧下量が増加するに従って溶鋼の流動長さが減
少し、約1.2mm/+の軽圧下量のときに溶鋼の流動
長さが最小になることが確認された。
ール間隔絞り込み量)をとり、縦軸に溶鋼の流動長さを
とって、前記調査結果に基づき軽圧下量と溶鋼流動長さ
との関係を示すグラフ図である。この図から明らかなよ
うに、軽圧下量が増加するに従って溶鋼の流動長さが減
少し、約1.2mm/+の軽圧下量のときに溶鋼の流動
長さが最小になることが確認された。
第1図はこの発明の実施例に係る軽圧下鋳造方法に使用
される軽圧下装置を側方から見た模式図、第2図は軽圧
下ロール群を示す斜視図、第3図は軽圧下装置の一部を
示す模式図である。CPU(中央演算処理装置)40が
垂直曲げ型連続鋳造機のコントロール室に設けられ、連
続鋳造操業が制御されるようになっている。CPU40
は、入力データをストアする記憶部、記憶部から随時デ
ータを呼出して計算する演算部、並びに演算部の計算結
果に基づいて各所の制御装置42,44゜46に指令信
号を発信する指令部を有している。
される軽圧下装置を側方から見た模式図、第2図は軽圧
下ロール群を示す斜視図、第3図は軽圧下装置の一部を
示す模式図である。CPU(中央演算処理装置)40が
垂直曲げ型連続鋳造機のコントロール室に設けられ、連
続鋳造操業が制御されるようになっている。CPU40
は、入力データをストアする記憶部、記憶部から随時デ
ータを呼出して計算する演算部、並びに演算部の計算結
果に基づいて各所の制御装置42,44゜46に指令信
号を発信する指令部を有している。
連続鋳造機の上部には鋳型(図示せず)が設けられ、所
定断面形状のスラブとなる未凝固鋳片30が鋳型からピ
ンチロール(図示せず)により引抜かれるようになって
いる。鋳型の下方には一部のサポートガイドロール(図
示せず)が鋳片を取囲むように配列され、これにより垂
直引抜き部が形成されている。垂直引抜き部の下方には
複数対の曲げロール24が設けられ、曲げロール24に
より凝固途中の鋳片30が曲げられて鋳片引抜き方向が
水平に変更されるようになっている。更に、曲げロール
24の下方には軽圧下装置10が設けられ、鋳片に所定
量の圧下を加えるようになっている。軽圧下装置10は
2基のセグメント12゜14を有して°おり、各セグメ
ント12.14は8対の軽圧下ロール16を夫々備えて
いる。なお、一群のスプレィノズル20が鋳片30の幅
に沿って配列されると共に、各列のスプレィノズルが軽
圧下ロール16の間に夫々配設されている。一群のスプ
レィノズルは水量調節機能を有する冷却水制御装置44
に接続され、各ゾーンのスプレィパターンが制御される
ようになっている。
定断面形状のスラブとなる未凝固鋳片30が鋳型からピ
ンチロール(図示せず)により引抜かれるようになって
いる。鋳型の下方には一部のサポートガイドロール(図
示せず)が鋳片を取囲むように配列され、これにより垂
直引抜き部が形成されている。垂直引抜き部の下方には
複数対の曲げロール24が設けられ、曲げロール24に
より凝固途中の鋳片30が曲げられて鋳片引抜き方向が
水平に変更されるようになっている。更に、曲げロール
24の下方には軽圧下装置10が設けられ、鋳片に所定
量の圧下を加えるようになっている。軽圧下装置10は
2基のセグメント12゜14を有して°おり、各セグメ
ント12.14は8対の軽圧下ロール16を夫々備えて
いる。なお、一群のスプレィノズル20が鋳片30の幅
に沿って配列されると共に、各列のスプレィノズルが軽
圧下ロール16の間に夫々配設されている。一群のスプ
レィノズルは水量調節機能を有する冷却水制御装置44
に接続され、各ゾーンのスプレィパターンが制御される
ようになっている。
第2図に示すように、軽圧下ロール16はその長さが3
分割又は6分割されている。軽圧下ロール16は、その
径が従来の約37511IIIlから約210+++m
に、ロール相互間のピッチが従来の約420+++nか
ら約235ma+に、各セグメント内のロール本数が従
来の5対から8対に夫々変更されている。また、この連
続鋳造機における垂直引抜き部の長さは約4m、鋳片曲
げ部の曲率半径は約8m、鋳型内湯面(メニスカス)か
ら軽圧下装置10までの高低差は約10.4乃至14.
1mである〇 第3図に示すように、これらの軽圧下ロール16はロー
ルチョック17に夫々保持されており、各ロールチョッ
ク17ごとに圧下シリンダ19のロッド18が連結され
、ロッド18でロールチョック17を押すとロール16
が鋳片30に押付けられるようになっている。各圧下シ
リンダ19には油圧制御装置42の出力側が油圧回路に
より接続されている。この油圧制御装置42は圧油供給
源(図示せず)を有している。更に、この油圧制御装置
42の各圧油供給口に備えられた電磁弁の作動回路がC
PU40の指令部に接続されており、CPU40の指令
信号に基づいて油圧制御装置42から所定圧の油が各圧
下シリンダ19に供給されるようになっている。一方、
ロードセルを備えたロール反力測定器39が各ロール1
6のベアリングに夫々設けられており、ロール16が鋳
片30から受ける反力を測定するようになっている。
分割又は6分割されている。軽圧下ロール16は、その
径が従来の約37511IIIlから約210+++m
に、ロール相互間のピッチが従来の約420+++nか
ら約235ma+に、各セグメント内のロール本数が従
来の5対から8対に夫々変更されている。また、この連
続鋳造機における垂直引抜き部の長さは約4m、鋳片曲
げ部の曲率半径は約8m、鋳型内湯面(メニスカス)か
ら軽圧下装置10までの高低差は約10.4乃至14.
1mである〇 第3図に示すように、これらの軽圧下ロール16はロー
ルチョック17に夫々保持されており、各ロールチョッ
ク17ごとに圧下シリンダ19のロッド18が連結され
、ロッド18でロールチョック17を押すとロール16
が鋳片30に押付けられるようになっている。各圧下シ
リンダ19には油圧制御装置42の出力側が油圧回路に
より接続されている。この油圧制御装置42は圧油供給
源(図示せず)を有している。更に、この油圧制御装置
42の各圧油供給口に備えられた電磁弁の作動回路がC
PU40の指令部に接続されており、CPU40の指令
信号に基づいて油圧制御装置42から所定圧の油が各圧
下シリンダ19に供給されるようになっている。一方、
ロードセルを備えたロール反力測定器39が各ロール1
6のベアリングに夫々設けられており、ロール16が鋳
片30から受ける反力を測定するようになっている。
各測定器39の送信側がCPU40の記憶部の入力側に
接続されており、各測定器39の検出反力が信号化され
てCPU40に送信されるようになっている。また、C
PU40の演算部では、鋳造条件に応じた各種入力デー
タ(例えば、タンディツシュ内溶湯の過熱度、鋳片冷却
速度、鋳片引抜き速度、鋳片サイズ等)に基づき凝固収
縮により溶鋼34に生じるボトム方向への流動力aを計
算し、鋳片30に印加すべき適正歪み速度(溶鋼の流動
力aを阻止する鋳片歪み速度)を把握することができる
ようになっている。一方、バルジングによりロール反力
(ロール16が鋳片30から受ける反力)c、dが生じ
た場合には、各ロール反力測定器39により測定された
反力c、dがCPU40に入力され、これに基づいて適
正歪み速度(溶鋼の流動力すを阻止する鋳片歪み速度)
が鋳片30に加えられるようにCPU40から油圧制御
装置42に指令信号が発信されるようになっている。
接続されており、各測定器39の検出反力が信号化され
てCPU40に送信されるようになっている。また、C
PU40の演算部では、鋳造条件に応じた各種入力デー
タ(例えば、タンディツシュ内溶湯の過熱度、鋳片冷却
速度、鋳片引抜き速度、鋳片サイズ等)に基づき凝固収
縮により溶鋼34に生じるボトム方向への流動力aを計
算し、鋳片30に印加すべき適正歪み速度(溶鋼の流動
力aを阻止する鋳片歪み速度)を把握することができる
ようになっている。一方、バルジングによりロール反力
(ロール16が鋳片30から受ける反力)c、dが生じ
た場合には、各ロール反力測定器39により測定された
反力c、dがCPU40に入力され、これに基づいて適
正歪み速度(溶鋼の流動力すを阻止する鋳片歪み速度)
が鋳片30に加えられるようにCPU40から油圧制御
装置42に指令信号が発信されるようになっている。
次に、この発明方法により鋳片を製造する場合について
第1図乃至第3図を参照して具体的に説明する。鋳造鋼
種はNb、V系うインパイプ用高張力m(API X
−65)であり、鋳片(スラブ)の幅は約1950+a
mである。RH脱ガス処理及び取鍋精錬処理により成分
調整された溶鋼をタンディツシュから鋳型内に鋳造する
。このとき、タンディツシュ内の溶鋼温度は約1552
℃であり、溶鋼は約33℃の過熱状態にある(この鋼種
の凝固温度は約1519℃)。溶鋼が鋳型内に注入され
ると、鋳型壁に接して凝固殻32が形成される。毎分約
0.75mの鋳造速度で未凝固状態の鋳片30を引抜き
、クレータエンド36をセグメント14の略中央に位置
させる。また、冷却水制御装置44により冷却水供給源
の流量調節弁を調節して各スプレィノズルに供給する冷
却水量を制御し、比水量0.54.f’ハg (鋳片1
kg当りのスプレィ水量)のスプレィパターンで各スプ
レィノズルを介して鋳片30に冷却水を噴射する。
第1図乃至第3図を参照して具体的に説明する。鋳造鋼
種はNb、V系うインパイプ用高張力m(API X
−65)であり、鋳片(スラブ)の幅は約1950+a
mである。RH脱ガス処理及び取鍋精錬処理により成分
調整された溶鋼をタンディツシュから鋳型内に鋳造する
。このとき、タンディツシュ内の溶鋼温度は約1552
℃であり、溶鋼は約33℃の過熱状態にある(この鋼種
の凝固温度は約1519℃)。溶鋼が鋳型内に注入され
ると、鋳型壁に接して凝固殻32が形成される。毎分約
0.75mの鋳造速度で未凝固状態の鋳片30を引抜き
、クレータエンド36をセグメント14の略中央に位置
させる。また、冷却水制御装置44により冷却水供給源
の流量調節弁を調節して各スプレィノズルに供給する冷
却水量を制御し、比水量0.54.f’ハg (鋳片1
kg当りのスプレィ水量)のスプレィパターンで各スプ
レィノズルを介して鋳片30に冷却水を噴射する。
一方、CPU40に連続鋳造機の各所のセンサで検出さ
れたデータ(鋳片各部の表面温度、タンディツシュ内の
溶鋼の過熱度等)を人力し、この入力データと鋳造条件
(鋳片の厚さ、鋳片の幅、鋳片引抜き速度、冷却速度、
ロールピッチ等)とで構成された多変数系の数式モデル
を用いてCPU40の演算部で凝固収縮により生じる溶
鋼の流動力aを求める。次いで、凝固末期溶鋼34の流
動力aを打消すために必要なトップ方向の力すをロール
圧下により生じさせるために、凝固殻32の適正歪み速
度ε0を計算により求める。
れたデータ(鋳片各部の表面温度、タンディツシュ内の
溶鋼の過熱度等)を人力し、この入力データと鋳造条件
(鋳片の厚さ、鋳片の幅、鋳片引抜き速度、冷却速度、
ロールピッチ等)とで構成された多変数系の数式モデル
を用いてCPU40の演算部で凝固収縮により生じる溶
鋼の流動力aを求める。次いで、凝固末期溶鋼34の流
動力aを打消すために必要なトップ方向の力すをロール
圧下により生じさせるために、凝固殻32の適正歪み速
度ε0を計算により求める。
第7図は横軸に鋳片の歪み速度をとり、縦軸にロールが
鋳片から受けるロール反力をとって、歪み速度とロール
反力との関係を示すグラフ図である。この図から明らか
なように、歪み速度とロール反力とは相互に比例関係に
あり、ロール反力が判明すればこれに対応する歪み速度
を知ることができる。例えば、ロール反力測定器39で
検出されたロール反力値が1Oton−fのときの歪み
速度は0.9o+a/分である。
鋳片から受けるロール反力をとって、歪み速度とロール
反力との関係を示すグラフ図である。この図から明らか
なように、歪み速度とロール反力とは相互に比例関係に
あり、ロール反力が判明すればこれに対応する歪み速度
を知ることができる。例えば、ロール反力測定器39で
検出されたロール反力値が1Oton−fのときの歪み
速度は0.9o+a/分である。
例えば、バルジングが発生して各ロール16にロール反
力c、dが作用したとすると、各測定器39により測定
された反力c、dを信号化してCPU40に送信する。
力c、dが作用したとすると、各測定器39により測定
された反力c、dを信号化してCPU40に送信する。
CPU40では反力C1dに相当する歪み速度ε1.ε
2を夫々計算し、これらと適正歪み速度ε。との差を電
圧差の指令信号として油圧制御装置42に送る。これら
の信号が入力されると、各電磁弁の作動回路に電流が流
れ、電磁弁の開度が調節され、各圧油供給口を介して各
シリンダ19内に圧油が供給される。すると、各ロッド
18がシリンダ19内に退入してロール16の押付は力
が緩和される。CPU40から油圧制御装置42に入力
される電圧差信号が零になるまでロッド18が駆動し、
零になると停止する゛。これにより、鋳片の歪み速度が
適正歪み速度ε。となり、バルジングにより溶鋼34に
生じるトップ方向の流動力すが抑制される。
2を夫々計算し、これらと適正歪み速度ε。との差を電
圧差の指令信号として油圧制御装置42に送る。これら
の信号が入力されると、各電磁弁の作動回路に電流が流
れ、電磁弁の開度が調節され、各圧油供給口を介して各
シリンダ19内に圧油が供給される。すると、各ロッド
18がシリンダ19内に退入してロール16の押付は力
が緩和される。CPU40から油圧制御装置42に入力
される電圧差信号が零になるまでロッド18が駆動し、
零になると停止する゛。これにより、鋳片の歪み速度が
適正歪み速度ε。となり、バルジングにより溶鋼34に
生じるトップ方向の流動力すが抑制される。
また、CPU40からは冷却水制御装置44及び引抜制
御装置46にも前述の電圧差信号が送られており、これ
らの信号に基づいてノズル20の冷却水量及びピンチロ
ールの駆動速度を夫々調節し、鋳片冷却速度及び引抜速
度を制御する。これにより、鋳片30の凝固速度が修正
され、適正歪み速度ε0の軽圧下鋳造を実現しやすくな
る。
御装置46にも前述の電圧差信号が送られており、これ
らの信号に基づいてノズル20の冷却水量及びピンチロ
ールの駆動速度を夫々調節し、鋳片冷却速度及び引抜速
度を制御する。これにより、鋳片30の凝固速度が修正
され、適正歪み速度ε0の軽圧下鋳造を実現しやすくな
る。
第7図は、横軸に偏析帯に存在する偏析粒子の粒径をと
り、縦軸に鋳片引抜長さ100mm当りの偏析粒子の個
数をとって、セミマクロ偏析粒子の粒径分布について調
査したグラフ図である。図中、黒丸はこの発明の実施例
により製造された鋳片の中心偏析帯に存在するセミマク
ロ偏析粒子、白丸は従来の方法により製造された鋳片の
中心偏析帯に存在するセミマクロ偏析粒子を夫々示す。
り、縦軸に鋳片引抜長さ100mm当りの偏析粒子の個
数をとって、セミマクロ偏析粒子の粒径分布について調
査したグラフ図である。図中、黒丸はこの発明の実施例
により製造された鋳片の中心偏析帯に存在するセミマク
ロ偏析粒子、白丸は従来の方法により製造された鋳片の
中心偏析帯に存在するセミマクロ偏析粒子を夫々示す。
この図から明らかなように、この発明の実施例によれば
、HIC割れに有害となる粒径0.51以上のセミマク
ロ偏析粒子の数を従来よりも大幅に減少させることがで
き、中心偏析低減の効果をあげることができた。
、HIC割れに有害となる粒径0.51以上のセミマク
ロ偏析粒子の数を従来よりも大幅に減少させることがで
き、中心偏析低減の効果をあげることができた。
上記実施例により製造されたスラブ(均熱処理無し)か
ら試料を採取し、硫化水素雰囲気中で行なう腐蝕試験(
NACE試験)により24個の断面についてHIC発生
率を調査した結果、長さが0.01mm以上の割れは全
く認められなかった。
ら試料を採取し、硫化水素雰囲気中で行なう腐蝕試験(
NACE試験)により24個の断面についてHIC発生
率を調査した結果、長さが0.01mm以上の割れは全
く認められなかった。
なお、上記実施例では軽圧下ロール16の径及びロール
間のピッチを従来よりも小さくしているので、バルジン
グの発生を有効に防止することができる。
間のピッチを従来よりも小さくしているので、バルジン
グの発生を有効に防止することができる。
更に、軽圧下ロール16の長さを3分割又は6分割して
いるので、ロールがたわむことなく油圧装置の駆動力が
各分割ロールに確実に伝達され、ロール圧下制御を一層
精密にすることができ、溶鋼の流動限界固相率gを従来
の0.70から0.15まで低減することができた。
いるので、ロールがたわむことなく油圧装置の駆動力が
各分割ロールに確実に伝達され、ロール圧下制御を一層
精密にすることができ、溶鋼の流動限界固相率gを従来
の0.70から0.15まで低減することができた。
また、上記実施例ではNb、V系高張力鋼を製造する場
合について示したが、これに限らず約800℃以下の温
度域で熱間加工脆性を示す他の金属材料を製造する場合
についてもこの発明方法を使用することができる。
合について示したが、これに限らず約800℃以下の温
度域で熱間加工脆性を示す他の金属材料を製造する場合
についてもこの発明方法を使用することができる。
また、上記実施例ではスラブを製造する場合について示
したが、これに限らずブルーム又は丸ビレット等を製造
する場合にもこの発明方法を使用することができる。
したが、これに限らずブルーム又は丸ビレット等を製造
する場合にもこの発明方法を使用することができる。
[発明の効果]
この発明によれば、圧下による未凝固鋳片の歪み速度を
制御することができるので、定常部の鋳片の中心偏析を
低減することができると共に、鋳造開始部又は終了部及
び連々鋳継目部等の非定常部の中心偏析をも低減するこ
とができる。このため、鋳片全体の品質を大幅に向上さ
せることができる。
制御することができるので、定常部の鋳片の中心偏析を
低減することができると共に、鋳造開始部又は終了部及
び連々鋳継目部等の非定常部の中心偏析をも低減するこ
とができる。このため、鋳片全体の品質を大幅に向上さ
せることができる。
第1図はこの発明の実施例に係る軽圧下鋳造方法が使用
された軽圧下装置を側方から見た模式図、第2図は軽圧
下ロール群を示す斜視図、第3図は軽圧下装置の一部を
示す模式図、第4図は濃化溶鋼の凝固機構を示す模式図
、第5図は溶鋼の流動と偏析度との関係を示す模式図、
第6図は軽圧下量と溶鋼の流動長さとの関係を示すグラ
フ図、第7図はロール反力と歪み速度との関係を示すグ
ラフ図、第8図はこの発明の効果を示すグラフ図、第9
図は水素誘起割れ(HI C)に及ぼすセミマクロ偏析
の影響を示すグラフ図である。 10;軽圧下装置、16;軽圧下ロール、19;圧下シ
リンダ、30;鋳片、32;凝固殻、34;溶鋼、36
;クレータエンド、39;ロール反力測定器、40 ;
CPU、42 ;油圧制御装置、44;冷却水制御装置
、46;引抜制御装置出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 24図 又 第5図 @圧下量(m堅) 6136図 工述度 C57図 、: 8 図 第9図
された軽圧下装置を側方から見た模式図、第2図は軽圧
下ロール群を示す斜視図、第3図は軽圧下装置の一部を
示す模式図、第4図は濃化溶鋼の凝固機構を示す模式図
、第5図は溶鋼の流動と偏析度との関係を示す模式図、
第6図は軽圧下量と溶鋼の流動長さとの関係を示すグラ
フ図、第7図はロール反力と歪み速度との関係を示すグ
ラフ図、第8図はこの発明の効果を示すグラフ図、第9
図は水素誘起割れ(HI C)に及ぼすセミマクロ偏析
の影響を示すグラフ図である。 10;軽圧下装置、16;軽圧下ロール、19;圧下シ
リンダ、30;鋳片、32;凝固殻、34;溶鋼、36
;クレータエンド、39;ロール反力測定器、40 ;
CPU、42 ;油圧制御装置、44;冷却水制御装置
、46;引抜制御装置出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 24図 又 第5図 @圧下量(m堅) 6136図 工述度 C57図 、: 8 図 第9図
Claims (2)
- (1)連続鋳造された未凝固の鋳片を多数対のロールに
より軽圧下しつつ完全凝固させる軽圧下鋳造方法におい
て、鋳造条件から鋳片内部溶湯の流動が最小になるよう
な適正歪み速度を把握する一方、前記多数対のロールが
鋳片から受けるロール反力を夫々測定して各ロール反力
に対応する鋳片の歪み速度を夫々把握し、これらの歪み
速度に応じて夫々のロール圧下量を調節し、鋳片各部の
歪み速度を適正歪み速度に合致させることを特徴とする
軽圧下鋳造方法。 - (2)前記ロール圧下量を夫々に調節すると共に、鋳造
速度及び鋳片冷却速度を調節して鋳片各部の歪み速度を
適正歪み速度に合致させることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の軽圧下鋳造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7670087A JPS63242452A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 軽圧下鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7670087A JPS63242452A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 軽圧下鋳造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63242452A true JPS63242452A (ja) | 1988-10-07 |
Family
ID=13612780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7670087A Pending JPS63242452A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 軽圧下鋳造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63242452A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1987
- 1987-03-30 JP JP7670087A patent/JPS63242452A/ja active Pending
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