JP2000343182A - 薄帯鋳片の製造方法 - Google Patents

薄帯鋳片の製造方法

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JP2000343182A
JP2000343182A JP11156789A JP15678999A JP2000343182A JP 2000343182 A JP2000343182 A JP 2000343182A JP 11156789 A JP11156789 A JP 11156789A JP 15678999 A JP15678999 A JP 15678999A JP 2000343182 A JP2000343182 A JP 2000343182A
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plate thickness
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Hiroyuki Nakajima
啓之 中島
Takashi Oda
高士 小田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 双ドラム式連続鋳造機により薄帯鋳片を製造
する方法において、鋳片両端部の凝固・圧着状態を改善
することにより形状良好な鋳片を製造する。 【解決手段】 冷却ドラムの両端部に鋳造板厚(t)に
応じた高さ(h)及び幅(w)が下記(1)式を満足す
る段付き部を設け、且つ、ドラムキス点での凝固シェル
同士の圧着負荷を0.1kg/mm2 以上とすることに
より、ドラムキス点で鋳片両端部の凝固シェルを圧着さ
せて鋳片両端部からの半凝固溶鋼の洩れ出し及び鋳片両
端部のバルジングを防止する。 h≧0.17t−0.017w−0.34・・・(1)
式 但し、w;3mm以上 h;鋳造板厚の1/2以下

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、双ドラム式連続鋳
造機により薄帯鋳片を製造する方法において、鋳片両端
部における凝固シェルの圧着状態を改善することにより
形状良好な鋳片を製造する技術に関するものである。
【0002】双ドラム式連続鋳造機による薄帯鋳片の鋳
造における特徴は、ドラム周面で生成した凝固シェル
が、ドラムキス点(ドラム間の最小ギャップ)で圧着さ
れるときに発生する「ドラム反力」に基づいてシェルの
凝固状態を制御することにある。従って、安定鋳造の条
件としては、こうした「ドラム反力」がドラム幅方向に
均等に分布していることが必要となる。しかし、一般に
はドラム幅方向で生じる溶鋼温度のばらつきやサイド堰
からの入熱により、特にドラム両端部ではシェルの凝固
状態は幅方向で微妙に変化し、ドラムキス点でのシェル
の圧着状態は不安定になり易い。
【0003】ドラム両端部でのシェルの凝固状態が不安
定になる極端な例として、例えば特公昭59−1182
49号公報及び特公昭59−118250号公報には、
ドラムキス点において鋳片の板厚中央部に未凝固溶鋼を
内包した状態で行われる鋳造方法が記載されている。こ
の方法における問題点としてはシェルがドラムキス点を
通過した後に、未凝固溶鋼が鋳片端部から洩れ出ること
が記載されており、これを防止するために、ドラムキス
点において鋳片両端部のシェル同士を強制的に圧着させ
ることで、鋳片両端部を「袋とじ状に閉じる」方法が記
載されている。この方法の特徴は、鋳片両端部を「袋と
じ状に閉じる」ためにドラム両端部に段付き部を設け、
段付き部で発生する反力変化や、段付き部のドラム間ギ
ャップを一定に保とうとするものである。
【0004】しかしながら、前記のように未凝固溶鋼を
内包した状態での鋳造では、ドラム両端部でのシェル同
士の圧着状態をいくら良くしても、ドラムキス点を出た
所で溶鋼静圧やシェルがドラム周面に付着力した力によ
り、圧着したはずのシェル同士が剥がされて湯洩れや鋳
片が厚み方向に膨らむバルジングが発生する。従って、
一般にはこのような鋳造方法は避けるべきであるが、さ
らに、特公昭59−118249号公報に記載されてい
るように、ドラムキス点における段付き部のドラム間隙
が、常に凝固シェル厚よりもやや小さい値となるように
管理しながら鋳造したり、特公昭59−118250号
公報に記載されているように、ドラム全幅に対してシェ
ルの圧着によって発生する反力が、鋳造中のドラム反力
に変化を与える程度まで圧着させる鋳造を行った場合
は、ドラムキス点で強い圧延現象が生じて鋳片が破壊さ
れ、場合によっては鋳造中に鋳片両端部が欠損したり、
強く圧着された鋳片両端部がフープ状に千切れたりし
て、安定鋳造の阻害要因となることが分かっている。
【0005】一方、溶鋼洩れを防止するために、段付き
部の高さを大きくすると、鋳片両端部に大きな段付きが
形成され、鋳造に引き続いて圧下率が10%以上の熱間
圧延を行うと、圧延に伴って鋳片の段付き部に耳割れが
発生したり、段付き部が千切れる場合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】双ドラム式連続鋳造で
はドラムの両端面には溶鋼をシールする目的でサイド堰
が接しており、このサイド堰は通常ドラム表面温度より
高い温度に保持されており、また、冷却ドラムの両端部
は中央部と比べて抜熱量が小さいため、ドラム両端部は
中央部と比べて抜熱が緩慢になる。
【0007】そのため、ドラムから排出される鋳片は両
端部が凝固遅れの状態になり易く、ドラムキス点でシェ
ル同士が圧着される際に、半凝固状態の溶鋼が鋳片端部
へ向けて押し出されて洩れ出す。その結果、鋳片端部に
欠損や割れが発生したり、シェル圧着後に半凝固溶鋼の
静圧により鋳片端部にバルジングが発生する。
【0008】本発明は、双ドラム式連続鋳造機により薄
帯鋳片を製造する方法において、鋳片両端部における凝
固シェルの圧着状態を改善することにより、ドラムキス
点でシェル同士が圧着される際の、鋳片端部からの半凝
固溶鋼の洩れ出しによる鋳片端部の欠損や割れ及びバル
ジング等の端部不良の発生を防止することを課題とし、
さらには鋳造に引き続いて熱間圧延を行う場合におい
て、鋳片段付き部の圧延に伴う耳割れや千切れの発生を
防止することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の薄帯鋳片の製造方法は、互いに反対方向へ回転する
一対の冷却ドラムを有する双ドラム式連続鋳造機により
薄帯鋳片を製造する方法において、前記一対の冷却ドラ
ムの両端部に鋳造板厚(t)に応じた高さ(h)及び幅
(w)が下記(1)式を満足する段付き部を設け、前記
一対の冷却ドラムの周面に形成される凝固シェル同士を
ドラムキス点において0.1kg/mm 2 以上の圧着負
荷のもとで圧着することを特徴とする。 h≧0.17t−0.017w−0.34・・・(1)式 但し、w;3mm以上 h;鋳造板厚の1/2以下
【0010】また、別の方法は、互いに反対方向へ回転
する一対の冷却ドラムを有する双ドラム式連続鋳造機に
より薄帯鋳片を製造し、引き続いて該薄帯鋳片を圧下率
が10%以上の熱間圧延を行う方法において、前記一対
の冷却ドラムの両端部に鋳造板厚(t)に応じた高さ
(h)が下記(2)式を満足する幅(w)が3mm以上
の段付き部を設け、前記一対の冷却ドラムの周面に形成
される凝固シェル同士をドラムキス点において0.1k
g/mm2 以上の圧着負荷のもとで圧着することを特徴
とする。 h≦0.08t−0.02・・・・(2)式 但し、h;鋳造板厚の1/2以下
【0011】
【発明の実施の形態】図1及び図2は、双ドラム式連続
鋳造におけるドラムキス点でのシェル圧着状態を比較し
て示したものである。各図において、2はドラム周面の
シエルが凝固して柱状軸晶となった部分、3は半凝固状
態の溶鋼が凝固して等軸晶となった部分である。図1
は、冷却ドラム1,1の両端部に段付き部を設けない場
合であり、鋳片両端部に半凝固状態の溶鋼が凝固した等
軸晶3が鋳片端面にまで達している。等軸晶3はドラム
キス点においては半凝固状態の溶鋼であるため、鋳片端
面から半凝固状態の溶鋼が洩れ出して端部不良が発生す
る場合がある。
【0012】図2は、冷却ドラム1,1の両端部に段付
き部4を設けた場合であり、図3は図2の破線で囲んだ
部分Aを拡大して示している。図2及び図3では、段付
き部4により鋳片両端部5のシェル同士2,2を圧着さ
せることで半凝固状態の溶鋼3を袋とじ状に閉じるた
め、半凝固状態溶鋼の鋳片端面からの洩れ出しを防止で
きる。
【0013】図4は、双ドラム式連続鋳造機による薄帯
鋳片の製造において、冷却ドラムの両端部に段付き部4
を設け、ドラムキス点での凝固シェル同士の圧着負荷を
0.1kg/mm2 以上とした場合の、鋳片端部不良の
発生有無と鋳造板厚毎の段付き部の高さ(h)と幅
(w)の関係を示す。なお、ドラムには鋳片の幅方向板
厚偏差(=中央板厚−エッジ25mm点板厚)が100
±50μmの範囲となるようにドラムの端部と中央部の
熱膨張量差を考慮して、予めこの値より大きい凹型(鼓
状)のプロフィルを付与した。図4の段付き部の高さ
(h)と幅(w)は、図3に示すシェル2,2が圧着さ
れる際に、段付き部の最大固相率部6(図3の破線で囲
んだ領域)における板厚中心の固相率が0.6以上とな
る値を理論計算により求めたものであり、固相率が0.
6以上であれば湯洩れが発生しないことを確認してい
る。
【0014】図4において、鋳片端部不良が発生しない
領域は任意の段付き幅(w)に対して決まる線12〜1
4を下限とする領域である。したがって、図4より鋳片
端部不良が発生しない条件は、鋳造板厚(t)と段付き
部の高さ(h)及び幅(w)が下記(1)式を満足する
条件である。 h≧0.17t−0.017w−0.34・・・(1)式 但し、w;3mm以上 h;鋳造板厚の1/2以下
【0015】このとき、ドラムキス点での凝固シェル同
士の圧着負荷が0.1kg/mm2未満であると、ドラ
ムキス点を出た所で圧着不良により一対のシェルが板厚
中央部から引き剥がされて形状良好な鋳片を製造できな
い。シェルの剥がれ及び鋳片段付き部の割れを防止する
ためには、圧着負荷を0.1kg/mm2 以上とするこ
とが必要である。段付き部の幅wが3mmでは、湯洩れ
や鋳片端部に千切れが発生する場合がある。段付き部の
高さhは当然のことながら鋳造板厚の1/2以下であ
る。なお、前記ドラムに付与する凹型(鼓状)のプロフ
ィルは、段付き部の高さ(h)に貢献するため、鋳片の
幅方向板厚偏差が50μmより小さい場合は、その分を
段付き部の高さ(h)に加える必要がある。例えば、板
厚偏差が零の場合は、50μmの1/2の25μm
(0.025mm)を段付き部の高さ(h)に加える。
【0016】図4において、一種類のドラムでより広い
範囲の鋳造板厚の鋳片を製造するためには、段付き幅は
広くとった方が良いことがわかる。しかし、一方で段付
き部での凝固性が改善されても幅中央部との比較におい
て必ずしも鋳片の品質上同等の状態にならない場合があ
る。品質を確保するために鋳造後でエッジ部を切り捨て
る場合は歩留ロスとなるため、この場合は段付き幅は狭
くした方が有利である。
【0017】図5は、双ドラム式連続鋳造機による薄帯
鋳片の製造において、ドラムに前記凹型のプロフィルを
付与するとともに両端部に段付き部を設け、ドラムキス
点での凝固シェル同士の圧着負荷を0.1kg/mm2
として薄帯鋳片を鋳造し、鋳造に引き続いて圧下率10
〜30%の熱間圧延を行った場合の、熱間圧延における
鋳片端部の耳割れや引き千切れの発生有無と鋳造板厚毎
の段付き部の高さ(h)との関係を示す。なお、段付き
部の幅(w)は3〜15mmとし、段付き部の高さ
(h)は、段付き部の最大固相率部6(図3の破線で囲
んだ領域)における固相率が0.6以上となる値を理論
計算により求めたものである。
【0018】図5において、鋳片端部に耳割れや引き千
切れが発生しないためには、段付き部の形状は鋳造板厚
(t)と段付き部の高さ(h)が下記(1)式を満足
し、且つ段付き部の幅(w)を3mm以上とすることが
必要である。 h≦0.08t−0.02・・・・(2)式 但し、h;鋳造板厚の1/2以下 なお、段付き部の高さ(h)及び幅(w)の限定理由は
前記と同様である。また当然のことであるが、鋳造にお
いて発生する鋳片端部の欠損や割れ及びバルジング等の
端部不良と、鋳造に引き続いて行う熱間圧延において発
生する鋳片端部の耳割れや千切れの両方を防止するため
には、前記(1)式と(2)式の両方を満足することが
必要である。
【0019】
【実施例】表1は、双ドラム式連続鋳造機によりSUS
304ステンレス鋼を鋳造し、幅1000mmの薄帯鋳
片を製造した実施例を示す。No.8は、ドラム両端部
に段付き部を設けない従来例であり、図6に鋳片端部の
断面形状を示す。この場合は、鋳片端部から半凝固溶鋼
が洩れ出して端部に突出部7及び割れ8が生じ、その後
の搬送中や熱延中において、突出部(高温部)と鋳片中
央部(低温部)との境界部9で千切れが発生し、操業上
大きな支障となった。
【0020】No.5は、ドラム両端部に段付き部を設
けた比較例であり、図7に鋳片端部の断面形状を示す。
この場合は、段付き高さの不足により、鋳片端部にバル
ジングが発生すると共にバルジング部10に割れ8が発
生した。割れ部を取り除くために切り捨て幅は20mm
必要であった。なお、切り捨て幅が大きい場合は製品幅
不足によりスクラップとなる場合がある。
【0021】No.2は、ドラム両端部に段付き部を設
けた本発明例であり、図8に鋳片端部の断面形状を示
す。この場合は、鋳片端部にバルジング及び割れ等の欠
陥が発生しなかったので、端部切り捨ては不要であっ
た。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明は、双ドラム式連続鋳造機により
薄帯鋳片を製造する方法において、鋳片両端部の凝固・
圧着状態を改善することにより、ドラムキス点でシェル
同士が圧着される際の鋳片端部から半凝固溶鋼の洩れ出
し及び鋳片端部の欠損や割れ、さらには鋳片端部のバル
ジングの発生を防止すると共に鋳片端部の耳割れや引き
千切れを防止して形状良好な鋳片を安定して製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】段付き部を設けない場合の鋳片両端部の凝固状
態を示す断面図。
【図2】段付き部を設けた場合の鋳片両端部の凝固状態
を示す断面図。
【図3】図3の破線で囲った部分を拡大して示す断面
図。
【図4】鋳造における鋳片端部不良の発生有無と鋳造板
厚毎の段付き部の高さと幅の関係を示すグラフ。
【図5】鋳造に続く熱延における鋳片端部の耳割れや引
き千切れの発生有無と鋳造板厚毎の段付き部の高さの関
係を示すグラフ。
【図6】従来例による鋳片端部の断面形状を示す断面
図。
【図7】比較例による鋳片端部の断面形状を示す断面
図。
【図8】本発明例による鋳片端部の断面形状を示す断面
図。
【符号の説明】
1…冷却ドラム 2…ドラムキス点での凝固シェル・柱状晶 3…ドラムキス点での半凝固溶鋼・等軸晶 4…ドラム両端部の段付き部 5…鋳片両端部の段付き部 6…段付き領域での最大中心固相率部 7…鋳片端部の突出部 8…鋳片端部の割れ 9…境界部 10…鋳片端部のバルジング部 12〜14…鋳片端部不良が発生しない下限 w…段付き部の幅 h…段付き部の高さ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに反対方向へ回転する一対の冷却ド
    ラムを有する双ドラム式連続鋳造機により薄帯鋳片を製
    造する方法において、前記一対の冷却ドラムの両端部に
    鋳造板厚(t)に応じた高さ(h)及び幅(w)が下記
    (1)式を満足する段付き部を設け、前記一対の冷却ド
    ラムの周面に形成される凝固シェル同士をドラムキス点
    において0.1kg/mm2 以上の圧着負荷のもとで圧
    着することを特徴とする薄帯鋳片の製造方法。 h≧0.17t−0.017w−0.34・・・(1)式 但し、w;3mm以上 h;鋳造板厚の1/2以下
  2. 【請求項2】 互いに反対方向へ回転する一対の冷却ド
    ラムを有する双ドラム式連続鋳造機により薄帯鋳片を製
    造し、引き続いて該薄帯鋳片を圧下率が10%以上の熱
    間圧延を行う方法において、前記一対の冷却ドラムの両
    端部に鋳造板厚(t)に応じた高さ(h)が下記(2)
    式を満足し、且つ幅(w)が3mm以上の段付き部を設
    け、前記一対の冷却ドラムの周面に形成される凝固シェ
    ル同士をドラムキス点において0.1kg/mm2 以上
    の圧着負荷のもとで圧着することを特徴とする薄帯鋳片
    の製造方法。 h≦0.08t−0.02・・・・(2)式 但し、h;鋳造板厚の1/2以下
JP11156789A 1999-06-03 1999-06-03 薄帯鋳片の製造方法 Withdrawn JP2000343182A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009125755A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery Inc 双ドラム式連続鋳造設備及びスラブ鋳造方法
JP2009166085A (ja) * 2008-01-16 2009-07-30 Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery Inc 双ドラム式連続鋳造機及びスラブ鋳造方法
JP2009178765A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery Inc 連続鋳造鋳片の蛇行防止装置及び双ドラム式連続鋳造設備

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JP2009178765A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery Inc 連続鋳造鋳片の蛇行防止装置及び双ドラム式連続鋳造設備

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