JPH01299748A - 鋳片表面性状のすぐれた連続鋳造方法 - 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 本発明は鋼などの連続鋳造方法に関するものである（以
下連続鋳造をＣＣと略称する）。

従来の技術 従来の鋼の水平ＣＣでは、第４図の■に示すように水冷
銅鋳型Ｉの先端にセラミクス製のブレークリングＢを断
合し、第６図に示すような鋳型静止−鋳片間欠引抜によ
り鋳片を引き抜いている。

第６図において、■は引抜終了点１、■はブツシュパッ
ク中間点、■は引抜開始点、■は引抜中間点を示す、こ
の場合、第４図の■に示すように、銅鋳型■に接する凝
固初期の鋳片表面にはブレークリング面への凝固による
コールドシャット（Ｃ）、および初期凝固シェル（Ｘ）
と引抜シェル（Ｙ）の接合跡のホラトスボッｈ　（Ｈ）
とが生じる。そしてシェル生長過程は第４図の■〜■の
順に進行するので、前記コールドシャットおよびホット
スポットはほとんどの場合われを伴ない鋳片の表面欠陥
として残存し問題になる。

これに対し、第５図の■に示すような黒鉛、セラミクス
、サーメットなどの非金属からなり内面が連続した同一
横断面寸法で構成された導管−鋳型■を用いると、シェ
ル生長過程は第５図の■〜■の順に進行するので、ホッ
トスポットは残るがコールドシャフトはなくなる。しか
しホットスポットはわれを伴ない時として０．２ｍｔａ
以上の深さになることがあり、鋳片の表面欠陥として問
題になる。

前記第５図に示した導管−鋳型として、黒鉛製の導管−
鋳型を用いた鋳鉄の水平ＣＣがあり、特開昭５８−１５
１９３９号公報において耐熱・潤滑・耐食性サーメット
製導管−鋳型により鋼の製造が可能であることが開示さ
れている。しかしいずれの場合もホットスポットは残存
している。

また三菱製鋼技報Ｖｏ１．１９．　Ｎｏ、１．２　（１
９８５）第２８頁には、ＢＮモールドで間欠引抜を行な
った場合、コールドシャットわれやホットテア−（ホッ
トスポットに引張りわれを伴ったもの）などの発生がな
いことが記載されており、さらに第３０頁にはＢＮモー
ルドでコールドシャットとよばれる引抜マークが観察さ
れるが、ホットテア−模様は見られないことが記載され
ている。ここでコールドシャットとよばれる引抜マーク
は新旧凝固シェルの境界面に生成するとされているので
、本発明の第４図に示したホットスポット（Ｈ）である
。

以上述べたように、第５図に示した非金属からなる連続
した同一横断面寸法の導管−鋳型を用いても、ホットス
ポットの生成は不可避である。

発明が解決しようとする課題 本発明は、鋳片表面に周期的に発生する非平滑性欠陥で
あるオシレーションマーク、コールドシャフト、ホット
スポットなどの表面マークを解消せしめて表面性状のす
ぐれた鋳片を得ることのできる連続鋳造法を提供するも
のである。

課題を解決するための手段 本発明は、非金属からなる連続した導管−鋳型を用いて
溶鋼の連続鋳造を行なう際に、導管−鋳型の伝熱抵抗Ｒ
（ｃｒｒｒ’・Ｓ・’Ｑ／ｃａｌ）に対し鋳片間欠引抜
サイクルあるいは鋳型オシレーションサイクルｆ　（１
／ｗｉｎ）が、　１．５２−０．２５ｌｏｇＲ≦ｌｏｇ
　ｆ≦２．７３−０．３２ｌｏｇＲであるようにｆをａ
ｌｌ！ｌて操業することを特徴とする鋳片表面性状のす
ぐれた連続鋳造方法である。

作用 非金属からなる連続した導管−鋳型を用いても、前述し
たように通常の場合第５図に示したホットスポットが生
じる。しかし種々の非金属導管−鋳型を用いて、また種
々の鋳造条件で鋳造した結果、ホットスポットが消失あ
るいは軽微となる上記の条件が存在することを見出した
。

一般に鋳型の伝熱抵抗Ｒは、導管−鋳型材の厚みをｔ　
（ａｍ）、熱伝導率をｋ　（ｃａｌ／ｃｒｎ”　ｅ　ｓ
　会”０）とするとｔ／にで表される。熱伝導率には鋳
造時の鋳型の平均温度における値を採用すべきであるが
、本発明では簡明を期して５００℃での値を使用した。

Ｒが小さいと鋳型抜熱量が大きくなるため鋳型表面温度
が低下しやすく、低温の鋳型表面で溶鋼が凝固する場合
、第５図における初期凝固シェルと引抜シェルの融合が
十分進行しないうちに凝固が進んでしまうために接合跡
のホットスポットが表面に残存すると考えられる。一方
Ｒが大きいと鋳型抜熱量が小さく鋳型表面温度が高く保
たれ、初期凝固シェルと引抜シェルの融合が進行した後
に凝固するため接合跡は平滑となり、ホットスポットは
消失あるいは軽微になると推定される。

鋳型表面温度は鋳片間欠引抜の１サイクル毎に低下−復
帰をくり返しており、その低下度は鋳型の伝熱抵抗Ｒと
ともに１サイクルの時間すなわちサイクル数ｆにも依存
している。したがって鋳型表面温度の低下を防ぐには、
Ｒが小さいときにはｆを大きく、Ｒが大きいときにはｆ
を小さく調節することが必要となる。このための条件が
第１図に示す １．５２−０．２５ｌｏｇＲ≦ｌｏｇｆ≦２．７３−０
．３２ｌｏｇＲであり、この範囲の条件で鋳造した場合
得られる鋳片の表面マークは消失あるいは０．１■層未
満深さの軽微なものとなる。

鋳造条件が、　　ｌｏｇｆ　＜１．５２−０．２５１ａ
ｇＲノ場合には表面マークが０．１■−以上深く顕著な
ものとなり、またｌｏｇｆ　＞２．７３−０．３２ｌｏ
ｇＲ（７）場合には引抜１サイクル間での凝固の進行が
不十分でブレークアウトの頻度が高くなる。

以上第６図の鋳型静止−鋳造間欠引抜方式の場合につい
て第５図で説明したが、第７図の鋳型オシレーション−
鋳型引抜方式も鋳型と鋳片の相対運動の面からみれば鋳
型静止−鋳片間欠引抜方式と同じであり、さらに操作に
滑らかさを加えたものとみなせる、すなわち第７図にお
いて、■〜■の各点は第６図の■〜■の各点に対応し、
凝固過程は第５図と同じになる０本発明の方法はこのよ
うな方式についても適用できる。またタンデイツシュ−
導管−鋳型を水平に配置した第２図の水平ＣＣに対して
、これらを垂直に配置した第３図の垂直ＣＣにも適用で
きることはいうまでもない。

本発明の導管−鋳型に用いる非金属としては。

例えばＢＮ、　Ｓｉ３Ｎ４などのような窒化物１例えば
ａｔ２ｏｓ、ＺｒＯ２などのような酸化物、あるいはこ
れらの複合体が適しているが、その他融点１８００℃以
上の物質１例えばＺｒＢ２なども単体あるいは前記窒化
物、酸化物との複合体として適している。

実施例 実施例１ まず第２図により本発明の実施例１を詳細に説明する。

取鍋ｌより流量調節装置（スライディングノズル）２を
経て浸漬ノズル３から加熱コイル４をそなえたタンデイ
ツシュ５に注入された溶鋼２１は、タンデイツシュ５の
下部側壁から水平方向に設置された耐火物製導管６を通
って非金属製の導管−鋳型７に流入する。導管−鋳型７
は水冷ジャケット８によりその後半部（鋳型）を冷却さ
れており、この部分で溶鋼は凝固しシェル２２を形成す
る。シェル２２はピンチロール１２によって第６図のよ
うに間欠的に引抜かれ、導管−鋳型７に連接した後続鋳
型（黒鉛製）９を出た後、ロール群１０で支持されつつ
水スプレー群ｌ！で冷却されて完全凝固し、カッター１
３で必要な長さの鋳片２３に切断される。

このような水平ＣＣでステンレス鋼ＳＵＳ　３０４を鋳
造した。導管−鋳型６として窒化硼素（以下ＢＮと記す
）、窒化珪素（以下Ｓｉ３Ｎ４と記す）およびジルコニ
ア（以下ＺｒＯ２と記す）管を用いた。管は内径２０層
鳳、長さ　１００■鵬であり、肉厚Ｅを１〜３厘層と変
化させ、熱伝導率ｋに５００℃の値を用いて伝熱抵抗Ｒ
を設定した。引抜操作はｌサイクル間の引抜ストローク
を１０〜５０薦騰とし、引抜サイクル数ｆをｌθ〜５０
０ｃｐｍの範囲で変化させた。鋳造温度は１４７０℃で
、鋳造量は３００ｋｇである。

実施例２ 次に第３図により本発明の実施例２を詳細に説明する。

取鍋ｌより流量調節装置（スライディングノズル）２を
経て浸漬ノズル３から加熱コイル４をそなえたタンデイ
ツシュ５に注入された溶鋼２１は。

タンデイツシュ５の底部から垂直方向に設置された耐火
物製導管６を通って非金属製の導管−鋳型７に流入する
。導管−鋳型７の下半部および後続鋳型（黒鉛製）９は
水冷ジャケット８により冷却されている。

タンデイツシュ５から後続鋳型９までは一体の架［１４
にのせられていて、この架橋１４はオシレーション装置
１５によって垂直方向に第７図のような波形で一定のサ
イクル数でオシレーションしている。オシレーション下
の鋳型部で溶鋼２１は凝固してシェル２２を形成し、こ
れがピンチロール１２によって連続的に引抜かれ、後続
鋳型９を出た後、ロール群１０で支持されつつ水スプレ
ー群１１で冷却されて完全凝固し、カッター１３で必要
な長さの鋳片２３に切断される。

このような垂直ＣＣでステンレス鋼ＳＵＳ　３Ｑ４を鋳
造した。導管−鋳型７としてＢＮ、　Ｓｉ３Ｎ４および
これらの複合体５ｔ３Ｎ４・ＢＮ管を用いた。管（よ内
径１００ｍｍ、長さ　１５０ｍｍであり、肉厚ｔを３〜
１０ｍｍと変化させ、熱伝導率ｋに５００℃の値を用い
て伝熱抵抗Ｒを設定した。引抜速度は１〜３■／ｗｉｎ
とし、オシレーションサイクル数ｆを１０〜５００ｃｐ
■の範囲で変化させた。鋳造温度は１４７０℃で、鋳造
量は１０ｔである。

実施例１．２の鋳造条件とその結果をまとめて第１表に
示す、比較例のＮ００８．１０．１２．２０．２２．２
４では鋳造開始後数分でブレークアウトしたが他は順調
に鋳造できた。得られた鋳片は本発明試験のものは表面
マークが消失あるいは軽微（深さＱ、１ｍｍ未満）で表
面手入の必要がなく、比較例試験のものはホットスポッ
トが顕著（深さ０．１ｍｍ以上）で表面手入が必要であ
った。

なお第１表の鋳造状況においてＯは完鋳、Ｘはブレーク
アウトを示す、又鋳片表面においてＯは表面マーク消失
あるいは軽微、×は表面マーク顕著２−は測定せずを示
す。

（以下余白） 第１表　鋳造試験条件および結果 発明の効果 以」−のように非金属からなる導管−鋳型を用いて連続
鋳造を行なう際に、導管−鋳型の伝熱抵抗値に対して、
引抜サイクルあるいはオシレーションサイクルを特定の
関係のもとで調節することにより、鋳片の表面マークを
消失あるいは軽微にすることができ、これによって鋳片
表面手入作業が不要になるとともに製品の歩留が向上し
、鋳片製造コストの低減をはかることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は導管−鋳型の伝熱抵抗Ｒ１引抜あるいはオシレ
ーションサイクルｆと鋳片表面マークの関係を示す図、
第２図は本発明を適用した水平ＣＣの実施例装置の説明
図、第３図は本発明を適用した垂直ＣＣの実施例装置の
説明図、第４図は従来のプレークリング−銅鋳型方式の
水平ＣＣにおける凝固過程とこれにもとづく表面マーク
の生成機構の説明図、第５図は非金属製の導管−鋳型方
式の水平ＣＣにおける凝固過程とこれにもとづく表面マ
ークの生成機構の説明図、第６図は鋳型静止−鋳片間欠
引抜方式における鋳片の引抜速度の変化を示す図、第７
図は鋳型オシレーション−鋳片連続引抜方式における鋳
片の引抜速度の変化を示す図である。 １−・暢取鍋、２φ・・スライディングノズル、３−・
・浸漬ノズル、４０拳−加熱コイル。 ５−１１・タンデイツシュ、６・・・耐大物製導管、７
争・−非金属製導管−鋳型、８争・―水冷ジャケット、
９−９黒鉛製後続鋳型、１０・・・ロール群、１１・・
・水スプレー群、１２◆・φピンチロール、１３・拳・
カッター、１４φ−−架構、１５・１１１１オシレーシ
ヨン装置、２１拳＠Φ溶鋼、２２・−・シェル、２３１
１・−鋳片、Ｂ−・・ブレークリング、Ｗ・・拳冷却水
、工・・―銅鋳型、■・拳・非金属製導管−鋳型、■・
・曇銅製水冷ジャケット、Ｌ・・Φ鋳型センターライン
、Ｘ・・拳初期凝固シェル、Ｙ・・・引抜シェル、Ｈ・
・拳ホットスポット、Ｃ＠・・コールドシャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非金属からなる連続した導管−鋳型を用いて溶鋼の連続
   鋳造を行なう際に、前記導管−鋳型の伝熱抵抗Ｒ（ｃｍ
   ＾２・ｓ・℃／ｃａｌ）に対し、鋳片間欠引抜サイクル
   あるいは鋳型オシレーションサイクルｆ（ｌ／ｍｉｎ）
   が、１．５２−０．２５ｌｏｇＲ≦ｌｏｇｆ≦２．７３
   −０．３２ｌｏｇＲであるようにｆを調節して操業する
   ことを特徴とする鋳片表面性状のすぐれた連続鋳造方法
   。