JPH0218936B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、鋼の連続鋳造方法、特に、高温鋳
片を得ることができる鋼の連続鋳造方法に関する
ものである。

［従来の技術］ 湾曲型連続鋳造設備における鋳片の鋳造態様の
概要を第１図を参照しながら説明する。

取鍋１からタンデイツシユ２に注入された溶鋼
３は、タンデイツシユ２から鋳型４に注入され
る。鋳型４に注入された溶鋼３は、鋳型４の下部
から多数の鋳片案内ロール５によつて２次冷却帯
８を湾曲されつつ案内される。この後、鋳片６
は、次第に水平に矯正され、完全に凝固した鋳片
６は、切断装置７によつて所定長さに切断され、
次工程に搬送される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来切断機７によつて所定長さに切
断された鋳片は、一旦常温まで冷却された後疵取
り等が行われ、この後加熱炉によつて再加熱さ
れ、次工程の圧延ラインに搬送されるのが一般的
であつた。その際、熱延前の鋳片温度が900℃以
下になるとAlN（窒化アルミ）の析出がおこり、
良好な冷延板材質が得られなくなるため熱延前に
鋳片を再加熱して1050℃程度の温度に所定時間維
持してAlNの再固溶を行わしめる必要があつた。

第２図に従来の連続鋳造方法により鋳片を鋳造
した場合の鋳片の表面温度の変化を示す。

上記方法により鋳片を鋳造した場合には、切断
直後の900℃以上の高温鋳片を常温まで冷却する
ための冷却設備および疵取り等が行われた鋳片を
再加熱するための加熱炉が必要となるので、多額
の設備費を要するとともに多大のエネルギーロス
にもなつていた。

そこで、近年、鋳造方法の種々の改善により鋳
片の疵取りが不要となつたこと等の理由により、
上記設備費の削減および省エネルギー等を目的と
して、切断直後の高温鋳片を常温に冷却すること
なく、そのまゝ直接、圧延ラインに搬送する、所
謂、ホツトダイレクトローリング（HDR）が一
部試みられている。この一例が特公昭56−21330
号公報に開示されている。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記ホツトダイレクトローリング
を実施するために必要な高温鋳片を得ることがで
きる連続鋳造方法を提供するものであつて、鋳型
を用いて鋼を鋳造し、凝固シエルが形成された未
凝固鋳片を２次冷却帯にそつて湾曲させながら案
内し、次いで、前記湾曲未凝固鋳片を水平方向に
矯正しながらその凝固を完了させ、凝固が完了し
た鋳片を水平状態において所定長さに切断し搬送
する鋼の連続鋳造方法において、前記２次冷却帯
の上部において、前記未凝固鋳片を２〜10分間、
鋳片の表面温度が600〜850℃になるまで冷却し
て、凝固シエルの剛性を高め、この後、前記上部
２次冷却帯を通過した前記冷却完了後の未凝固鋳
片の表面温度を900℃以上に復熱させ、次いで、
復熱後の鋳片の表面温度を10分間以上継続して維
持し、これによつて、析出したAlNを再固溶さ
せることに特徴を有するものである。

本発明を更に説明すると以下のようになる。ホ
ツトダイレクトローリングを実施して良好な品質
の冷延深絞り用鋼板を能率的に生産するには下記
の２条件を同時に満足させねばならない。

(A) 熱間圧延直前の鋳片内では冷延深絞り性を保
証し得る程度のAlNの固溶量を確保すること、 (B) 連続鋳造及び熱間圧延を操業及び品質面で支
障なく実施し得る鋳片温度条件を確保するこ
と。

上記(A)の条件についての対応策としては次の２
点が考えられる。

(i) 連続鋳造のモールドから熱間圧延開始までの
間で900℃を切る領域を鋳片内に作らないこと、 (ii) 連続鋳造工程で900℃を切る領域が鋳片内に
存在する場合には、当領域を鋳片自身が保有す
る潜熱及び顕熱により900℃以上に復熱させ、
かつ、これを10分間以上保持することにより一
旦析出したAlNの再固溶を実用上支障ないレ
ベルまで促進させること。

上記(B)の条件に関しては、先づ熱間圧延を操
業・品質面で、支障なく実施するためには熱間圧
延開始直前の鋳片保有熱を最大確保する事が重要
である。このためには連続鋳造機長を最大限に利
用した高速鋳造を実施し、連続鋳造機出口での鋳
片温度を十分高めておくと同時に切断および搬送
時間を極力短時間に保持し、かつ全工程を通じて
の断熱強化をはかることが必要である。

この際上記(A)−(i)の条件を満足させるには、連
続鋳造機内の２次冷却は必然的に弱冷却を指向す
ることとなり、凝固時間が長くなる結果、連続鋳
造機の機長を長くせねばならない。その状況を第
３図ａと第４図ａに示す。

ここで第３図ａは厚み220mmの鋳片を2.2ｍ／
minの速さで且つ鋳片表面温度が900℃以下にな
らないように引抜いた場合の鋳片温度変化を示し
たものである。ここで、鋳片の表面温度とは、鋳
片の幅方向中央部の表面温度である（以下同様）。
この結果クレータエンド（凝固完了点）はメニス
カスより50ｍのところである。一方、第４図ａは
同じく厚み220mmの鋳片を同じ2.2ｍ／minの速さ
で初期強冷却し鋳片表面を一旦700℃程度まで下
げた例であるが、この場合のクレーターエンドの
位置はメニスカスより42ｍであり、第３図ａの弱
冷却の場合と比べて８ｍも短くなつている。即
ち、鋳片の表面温度を一度も900℃を切らないよ
うにするには連続鋳造機の機長を長くする必要が
あり、このことは、設備費の高騰を招くことにな
る。

また、機長を延長させずに表面温度を900℃以
上に保つための他の方法としては、鋳造速度を
1.8ｍ／min程度に下げれば良いが、その結果、
生産能力が約20％低下し、かつホツト・ダイレク
ト・ローリングの場合は、熱間圧延機の生産能力
低下をもたらすことになる。

更に連続鋳造の操業・品質面を考慮すると、第
３図ａの場合、高速弱冷鋳造時に致命的な問題が
生じる。即ち、第３図ｂに示したように、鋳片の
表面温度がモールド直下から連鋳機出口まで900
℃以上を維持しているため、凝固中の鋳片は溶鋼
静圧によりふくれやすくなつている。これをバル
ジング現象と称している。特に、シエル厚みが比
較的薄い２次冷却帯では、ロール間バルジングに
伴なう凝固界面歪が発生し、とりわけ曲げ及び矯
正域では界面歪が急増し、当該鋼種のシエルの臨
界割れ発生歪レベルを確実に超え、この結果、鋳
片断面に多数の内部割れを発生させることとな
り、ひいては、特にシエル厚みの薄い上部２次冷
却帯での鋳片の縦割れは、場合により、ブレーク
アウト事故等の操業上致命的なトラブルを発生さ
せる。

本発明は(A)−(i)の対応策を満足させる連鋳操業
及び設備条件が極めて厳しいことを勘案してなさ
れたものであり、その骨子は、(A)−(ii)の対応策を
実現することにより、比較的容易に操業・品質上
問題ない高速鋳造を可能ならしめ、且つ、連鋳機
の後半部に鋳片を囲む様にロール間に配置した断
熱体により、比較的凝固が進んだ鋳片軸芯部溶鋼
の有する潜熱及び顕熱を最大限利用して、鋳片表
層域の急速な復熱を計り、これによつて、連鋳機
前半の強冷却で鋳片表層域所定範囲に析出した
AlNを実用上支障のない程度まで再固溶させる
ことにある。

即ち第４図ａに示したように、モールド直下の
上部２次冷却帯で鋳片の表面温度を速やかに850
℃以下600℃以上の範囲に降下させ、それを２〜
10分間継続維持させ、シエルの剛性を十分確保さ
せつつ凝固を促進させ、然る後、連鋳機後半部の
保熱帯で鋳片表層部を復熱させ、鋳片の表面温度
を900℃以上で10分間以上保持させることにより、
当初850℃以下に降下した鋳片断面の表層を含む
過冷域に析出したAlNを再固溶させる。前記思
想下で鋳造された鋳片の凝固界面歪プロフイルを
第４図ｂに示したが、初期強冷却のためシエルの
剛性及び厚みが増加し、その両者の相乗効果によ
り歪レベルは、第３図ｂに示した弱冷高速鋳造の
場合と比較して50〜70％迄低減され、内部割れ等
の鋳造欠陥や操業トラブルを発生させる虞れはな
くなつた。なお、上部２次冷却帯の鋳片の表面温
度の下限値を600℃と限定したのは、これ以下、
の温度では、鋳片コーナー部で曲げや矯正による
表面割れが発生し、高速鋳造を実施する際に鋳片
の無疵化を保証できなくなるからである。

一方、上限値を850℃と限定したのは、モール
ド直下の２次冷却帯域の歪レベルを安定してその
臨界値以下に保持するために必須の条件であるか
らである。

また、600〜850℃で２〜10分間の保持時間を限
定した理由は、以下の通りである。即ち、モール
ド直下２次冷却帯域において600〜850℃内の保持
時間が２分未満であると、凝固シエルの剛性が不
十分であり、内部ワレが発生する危険が増す。一
方、10分を超える保持時間では凝固が進行し過ぎ
るため、後続帯（断熱帯）における十分かつ長時
間の復熱を確保できなくなるからである。

［実施例］ 次にこの発明の実施例について説明する。長辺
寸法1250mm、短辺寸法220mmの水冷鋳型を有する
湾曲形連続鋳造設備によつて、鋳造速度2.2ｍ／
minで軟鋼鋳片を鋳造した。使用した連続鋳造設
備は、機長40ｍで鋳型直下より10ｍの範囲に冷却
能力がきわめて優れたミスト冷却ノズルからなる
２次冷却帯が設けられ、残り30ｍには断熱装置が
設置されているものである。

上記２次冷却帯を約５分間で通過した未凝固鋳
片の温度は800℃であつた。その後、約５分間で
未凝固鋳片の表面温度は、復熱により、約950℃
まで昇温した。この後、鋳片の表面温度は、断熱
装置によつて復熱後の温度に約10分間維持され、
凝固が完了した鋳片は連続鋳造設備を出た。次い
で、切断装置によつて鋳片を所定長さに切断し、
これをローラーテーブルによつて圧延設備まで搬
送した。鋳片切断時においても鋳片の温度低下を
防止するために断熱装置を鋳片周囲に施したとこ
ろ切断完了時においても鋳片温度は、復熱時の温
度にほぼ維持できた。ローラーテーブルによつて
切断後の鋳片を圧延設備するまで搬送する過程で
鋳片温度は若干低下したが、圧延開始直前の鋳片
の表面温度は、約900℃であつたので圧延に何ら
支障は来たさなかつた。なお、圧延開始直前の鋳
片温度が900℃未満となつても、この時間が１分
間以下ならば圧延に支障は来たさない。第３図
に、このときの鋳片表面温度変化を示す。

圧延開始直前の鋳片のAlNを調べたところ、
実用上支障ない程度にまで再固溶していることが
確認された。また、圧延後薄板に圧延し、焼鈍後
の組織を調べたところ、均一な展伸粒となつてい
ることが確認された。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、鋳片
を再加熱することなく、AlNの再固溶が図れ、
安定した鋳片品質及び操業条件を維持しつつ高能
率のホツトダイレクトローリングを実施すること
が可能となり、その消費熱エネルギーも従来
270000〜30000Kcal／Ｔであつたものがほとんど
いらなくなつたというきわめて有用な効果がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の連続鋳造方法を示す説明図、
第２図は、従来の連続鋳造方法により鋳造した鋳
片表面の温度変化を示す図、第３図は、厚み220
mmの鋳片を2.2ｍ／minの鋳造速度で引抜き、且
つ表面温度が900℃以下とならないように弱冷却
を行つた場合の鋳片表面の温度変化を示すグラフ
であり、第３ａ図は、メニスカスよりの距離と鋳
片温度及びクレーターエンド（凝固完了点）との
関係を示す図、第３ｂ図は、メニスカスからの距
離と凝固界面歪及び内部割れ発生の臨界歪との関
係を示す図、第４図は厚み220mmの鋳片を鋳造速
度2.2ｍ／minで２次冷却帯上部を強冷却した場
合の計算例を示す図で、第４ａ図は、メニスカス
からの距離と鋳片温度及びクレーターエンド（凝
固完了点）との関係を示す図、第４ｂ図は、メニ
スカスからの距離と凝固界面歪及び内部割れ発生
の臨界歪との関係を示す図である。図面におい
て、 １……取鍋、２……タンデイツシユ、３……溶
鋼、４……鋳型、５……鋳片案内ロール、６……
鋳片、７……切断装置、８……２次冷却帯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋳型を用いて鋼を鋳造し、凝固シエルが形成
   された未凝固鋳片を２次冷却帯にそつて湾曲させ
   ながら案内し、次いで、前記湾曲未凝固鋳片を水
   平方向に矯正しながらその凝固を完了させ、凝固
   が完了した鋳片を水平状態において所定長さに切
   断し搬送する鋼の連続鋳造方法において、前記２
   次冷却帯の上部において、前記未凝固鋳片を２〜
   10分間、鋳片の表面温度が600〜850℃になるまで
   冷却して、凝固シエルの剛性を高め、この後、前
   記上部２次冷却帯を通過した前記冷却完了後の未
   凝固鋳片の表面温度を900℃以上に復熱させ、次
   いで、復熱後の鋳片の表面温度を10分間以上継続
   して維持し、これによつて、析出したAlNを再
   固溶させることを特徴とする、鋼の連続鋳造方
   法。