JPH02235552A - コア添加鋳込複合鋼材の連続鋳造方法 - Google Patents

コア添加鋳込複合鋼材の連続鋳造方法

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JPH02235552A
JPH02235552A JP5295889A JP5295889A JPH02235552A JP H02235552 A JPH02235552 A JP H02235552A JP 5295889 A JP5295889 A JP 5295889A JP 5295889 A JP5295889 A JP 5295889A JP H02235552 A JPH02235552 A JP H02235552A
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健 菅原
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靖 石橋
Mitsuru Nikaido
満 二階堂
Masaru Abe
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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1 本発明は、鋳型内へ鉄被覆合金ワイヤを添加し、鋳片表
層部がタンディッシュ内溶鋼と同一成分からなり、鋳片
コア部のみに合金成分を添加含有せしめた鋳込複合鋼材
を製造する方法に関する。
[従来の技術] 鋼材の表層部とコア部とで異なる鋼種の特性を持つ複合
鋼材は、付加価値の高い鋼材として使用されており、例
えば鋳ぐるみ法といわれる、鋳型内に芯材となる鋼塊を
設置し、その周囲に異なる溶鋼を注入凝固させて複層の
鋼塊を得る方法等がある。
また鋳片表層部がある組成の鋼からなり、コア部が異な
る組成の鋼からなる複合鋼材を得る他の方法としては、
鋳型内へ合金元素を添加するコア添加法が、例えば特公
昭55−14847号あるいは特開昭53−4:162
5号により知られている。また特開昭62− 1420
5:l号には、鉄被覆S充填ワイヤによりコア部にSを
添加する硫黄快削鋼の製造方法が述べられている。
[発明が解決しようとする:J題] コア添加法による鋳込複合鋼材の製造においては、タン
ディッシュ内溶鋼成分と同一成分からなる表層部厚みを
所定の範囲に調整すること、並びにコア部へ合成成分を
添加し所定の濃度範囲へ調整することが、鋼材特性上極
めて重要である。
表層部厚み並びにコア部合成成分濃度を、それぞれ所定
の範囲へ調整するに際しては、鋳型上方から鋳片内未凝
固溶鋼中へ連続的に供給する鉄被覆合金ワイヤの供給速
度の他に、鋳造速度が密接に関連している。特に、鋳造
速度は鋳造温度や連連鋳作業等の操業条件によ7て鋳造
中変動するので、鋳造速度変動に対しワイヤ供給速度を
制御する必要がある。
また、鋳型上方から連続的に鋳片内へ供給されたワイヤ
は、溶鋼からの熱伝達によって溶解するが、鋳型内へ供
給されたワイヤの外周には、ワイヤの顕熱により地金が
凝固付着し易い。この地金の付着厚みは、ワイヤの製缶
蹟度から外径や肉厚に多少のバラッキがあり、ワイヤの
長手方向に不均一となる傾向がある。′このため溶解過
程でワイヤが長平方向に短く溶断され、クレーター中を
沈降して鋳片内部に捕捉される場合があり、また合金成
分が十分に拡散しないで、鋳片内部に局部的に濃化する
場合もあり、これも解決すべき課題である。
[!題を解決するための千段] 本発明は、鉄被覆合金ワイヤの供給速度を制御すること
によって、航記課題を解決するものである。目標とする
凝固シエlレ厚みをD (tnm)とするとき、メニス
カスからのワイヤ溶解位置し(+a)は、凝固式から(
1)式で求めることができる。
L=  (D/k)2−  VC          
 −(1)ここで、kは凝固係数(+++n/+in−
”’)、Veは鋳造速度(III/ffiin)である
。一方,ワイヤ供給速度をV,(m/min)とすれば
、鋳型内へ供給したワイヤが溶解位置Lまで到達する時
間T (+nin) (以下溶解時間という)は、(2
》式で与えられる。
T=L/V,             ・・・(2)
《1》及び(2)式から、 V, = (D/k)2・Vc/T      −(3
)このように、凝固シェル厚みDを所定の範囲(調整す
るためには、ワイヤ供給速度vwを鋳造速度Vcやワイ
ヤ溶解時間Tによって制御する必要のあることが知られ
る。
発明者らの調査によると、溶鋼中における鉄被覆ワイヤ
の溶解時間Tは、溶鋼及びワイヤが同程度の融点を有す
る場合には、ワイヤ鉄被覆が厚い程長く、鉄被覆厚みを
適正に設定することにより、溶解時間Tを求めることが
できる。
ク3}式に溶解時間、凝固シェル厚み、凝固係数の各値
を代入して、表層部厚みを所定の範囲に調整するための
ワイヤ供給速度vwを、(4)式のように定める。ここ
で、a,bは定数である。
V, = a Vc+ b          ・・・
(4)次に、コア部の合金成分濃度を所定の範囲に調整
するための方法について述べる。ワイヤ溶解位置での鋳
片の凝固シェル内の未凝固部分横断面禎をS (m’)
,溶鋼の密度をρ,,コア部への合金成分の添加目標濃
度をΔC(t,),ワイヤ内径をR (m)、ワイヤ内
合金成分の充填密度をpc、合金成分の添加歩留をη(
!k)とすれば、(5》式の物質収支か成り立つ。
sxVcxp,xΔC == 7E R’ X pcx
 V,×η    −(5) 紡片サイズ、合金成分添加目!M濃度及びワイヤ条件等
を設定し,(5)式に代入すれば、コア部合金成分濃度
を所定の範囲に調整するためのワイヤ供給速度は、表層
部厚みの調整の場合と同じく《4》式で与えることがで
きる. V=  =aV  e  +b           
             =(4)次に、本発明で鋳
造速度がある限界値e以下でワイヤ供給速度を変更する
理由を,以下に説明する。゜鋳造速度が遅くなると、所
定の凝固シェルが得られるメニスカスからの距離が短く
なり、ワイヤ融解位置が浸漬ノズルからの吐出噴流循環
領域に入ることになる。この領域では、メニスカス方向
へ向かう溶鋼流動があるため、ワイヤの溶解により溶鋼
中へ添加された合金成分が、鋳片表層部にも添加されて
しまい、目標とする複合鋼材は得られない。
従って、本発明では第1図に示すように鋳造速度がこの
限界鋳造速度e以下の場合、(6)式及び(7)式に従
ったワイヤ供給速度制御を行うものである。即ち、 V,=cVc+d、但し、f<VC≦e・・・(6) V,=O  、  イtj  し、  0 ≦ v e
 ≦ f         −(7)ここで、c,dは
定数で0≦c<a,badの関係を満足し、e,fは鋳
造速度でO<f<eの関係を満足するものとする。この
ように、鋳造速度が限界値e以下の場合、ワイヤ供給速
度を(4)式で求まる速度よりも大きく制御することに
より、浸漬ノズルからの吐出噴流循環領域を回避した深
い位置へ変更させることができ、目標とする覆合鋼材を
製造することが可能となる。この場合、表層部厚み及び
コア部合金成分濃度を所定の範囲に調整するように、前
記定数c,dを適正に選択する必要がある。
鋳造速度が更に低下し0≦Vc≦fとなった場合には、
ワイヤを供給しない。即ち、異鋼種連連鋳等で鋳造速度
をある限界値f以下にする場合、湯混じり防止用鉄板の
鋳型内への挿入作業に支障を来さないようにするためで
ある。鋳造が停止または終了したときにも、Vc=0と
するものである。定数a,b,c,dは機種あるいは鋼
種等の操業条件により前記 (1)〜(5)式を用いて
求める。
尚、ワイヤ外周に凝固付着する地金の溶解を促進させる
と共に合会成分の均一分布を図るために、二次冷却帯に
設けた電磁攪拌装置で鋳片コア部溶鋼を攪拌することに
より、ワイヤへの溶鋼からの熱伝達係数を高め、かつ電
磁攪拌流動により添加合金成分の均一・分散を図る方法
が有効である。
[実施例] 以下に、コア部硫黄濃度の高い硫黄快削鋼の連続鋳造に
関する実施例について説明する。
280T転炉で0.IO%; C − 0.02% S
i − 0.3596Mn −0.030%P − 0
.015t,S − 0.0124Ii A交の成分系
の溶鋼を溶製し,曲率半径12mlの湾曲型連鋳機で、
横断面サイズが 162amx 162mmのビレット
を、鋳造速度Vc≦2.5mの範囲で鋳造した。鋳型F
部へワイヤ供給ガイドを設置し、ワイヤフィーダーを用
いて鋳型と浸漬ノズルとの間から鋳型内へ、粉末硫黄を
充填した外径6.5■φ、鉄被覆厚みf.2mmの軟′
Jl4製ワイヤを連続的に供給し、同時にメニスカスか
ら460−の位置に設置した電磁攪拌装置により、鋳片
内未撃固溶鋼に約20cm/secの水平回転攪拌流動
を与えながら鋳造した。
実施例においては、硫黄を添加しない鋳片表層部厚みの
目標値を10〜3 0ffimとし、コア部硫黄添加濃
度目標値を0.1〜0.5tとして、ワ、rヤ供給速度
を第2図に示す方法で制御しながら鋳造し、コア部硫黄
濃度の高い硫黄快削鋼を製造した。限界値eはI.On
+/min, fは0.5m/minとし、定数aは1
1.0, bはO,cは3.7 , dは7.3とした
V.=11.0Vc,但し、 1.0<VC −・・(
8)V,=3.7 V,+7J、 但し、 0.5<VC≦+.o     −(!l)V
,=O、但し、0≦Vc≦0.5    −・・(10
)即ち、鋳造速度がI .Om/min超の場合はワイ
ヤ供給速度V ,(n/min)を(8)式で制御し、
鋳造速度が1.0m/oIin以下0.5m/rBin
超の場合は、ワイヤ溶解位置が漫清ノズルからの吐出噴
流循環領域(メニスカスから700mm)に入らないよ
うに調整するために、ワイヤ供給速度式を(9)式へ変
更し、一方異鋼種連連鋳を行う鋳造速度0.5m/II
Iin以下で、ワイヤ供給を停止した。
第3図に、得られた快削鋼ビレットから採取した横断面
サンプルでの表層部厚みの測定結果及びコア部硫黄濃度
の分析結果を示した。本発明の通川により、ワイヤ付着
地金の残存や硫黄の局部的濃化などが認められず、均一
なコア部組織及び成分分布が得られた。また、表層部厚
みは異鋼種連連鋳のために鋳造速度を低下した部分を除
きどの鋳造速度でも、表層部厚みは目標の10〜301
以内に調整され、またコア部硫黄濃度についても0.1
〜0.5tの目標範囲に調整されており、硫黄快削鋼と
して十分満足している。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば鋳造速度が変動し
ても、鋳片の表層部厚み及びコア部合金成分の濃度を所
定の範囲に調整することが出来る。その結果、連続鋳造
における初期、末期,連連鋳維目部及びその他の要因で
鋳造速度が低下する非定常部においても、安定した複合
鋼材の連続鋳造が可能である。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明になる方法を示す図、i21Jは実施例
を示す図、第3図は実施例におけるビレットでの表層部
厚みの測定値とコア部硫黄濃度の分析値を示す図である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、鋳型上方から鋳片内未凝固溶鋼中へ連続的に鉄被覆
    合金ワイヤを供給し溶解せしめて鋳込複合鋼材を製造す
    る方法において、ワイヤ供給速度V_w(m/min)
    を鋳造される鋳片の鋳造速度V_c(m/min)との
    関係により、下記速度区分にもとづいて制御することを
    特徴とするコア添加鋳込複合鋼材の連続鋳造方法。 e<V_cである場合、V_w=aV_c+bf<V_
    c≦eである場合、V_w=cV_c+d0≦V_c≦
    fである場合、V_w=0 ただし、e:ワイヤ溶解位置が浸漬ノズルからの吐出噴
    流循環領域に入る限界鋳 造速度(m/min) f:eよりも更に低い限界鋳造速度 (m/min) a,b,c,dは定数で0≦c<a, b<dの関係を満足する。 2、二次冷却帯に設けた電磁攪拌装置で鋳片コア部溶鋼
    を攪拌することにより、ワイヤ外周に凝固付着する地金
    の溶解を促進させると共に合金成分の均一分布を図るこ
    とを特徴とする請求項1記載の方法。
JP5295889A 1989-03-07 1989-03-07 コア添加鋳込複合鋼材の連続鋳造方法 Granted JPH02235552A (ja)

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