JPH035004A - 未凝固鋳片の圧下方法 - 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、ツイン・ベルトキャスタ等の薄鋳片連続鋳造
機で鋳造された薄鋳片および通常固定モールド型連続鋳
造鋳片をその鋳片内部が未凝固状態のまま厚み圧下を行
う未凝固鋳片圧下方法に関し、さらに詳しく言えば、鋳
片の表面割れを防止し、内部割れの増加を抑えて、高圧
下率未凝固鋳片圧下を実現する方法に関するものである
。

（従来の技術） 通常、厚み１．５〜５ｍｍの熱延鋼帯を製造する場合、
まず、連続鋳造設備で厚み２００〜３００　ｍｍ、幅１
０００〜２ＱＯＯｍｍ程度の鋳片を製造し、この鋳片を
連続鋳造ライン内で長さ１０ｍ程度に切断する。切断さ
れた鋳片は、熱延工程まで搬送され、加熱炉で所定の温
度（１０５０〜１２００’Ｃ）にまで加熱された後、数
台の粗圧延機で連続圧延またはレバース圧延を施すこと
により、厚み３０〜５０ｍｍ程度に圧延され、さらに６
〜７スタンドの連続仕上圧延機で厚み１゜５〜５ｍｍの
熱延鋼帯に仕上げられている。

また近年、通常の連続鋳造とは異なるツイン・ベルトキ
ャスタ等の薄鋳片の連続鋳造技術の開発により、従来の
数分の１の厚み（４０〜８０ｍｍ）の薄鋳片が製造され
るようになった。その結果、上記熱延鋼帯を製造する場
合、従来の熱延粗圧延工程は必要なくなり、薄鋳片を直
接に熱延仕」二圧延工程に供給することができ、設備費
の低減に大きな効果をもたらした。

さらに、仕上圧延工程を簡略化するためには、さらに薄
い鋳片を製造する必要がある。しかし、上記の薄鋳片連
続鋳造技術では、幅変更の必要性から給湯方法が制限さ
れ、さらに薄い鋳片を連続鋳造した場合には、この給湯
方法との関係で鋳片表面品質が劣化するという問題があ
った。

そこで、薄鋳片連続鋳造では、通常の連続鋳片番こくら
べて高速で連続鋳造が可能であるという利点を生かして
、左右エツジの板厚差（ウェツジ量）を低減し、より薄
い熱延鋼帯用素材を製造する方法が考えられている。

例えば、第３図に示すように、ツインベルト式連続鋳造
機（ツイン・ヘルドキャスタ）３にあっては、取鍋１か
らの溶湯７はタンデイツシュ２を経て注入され、次いで
該ツイン・ヘルドキャスタ３の下流側にサポートロール
列４を経て水平ロールを配列した圧下ロール列５＾とガ
イドロール列５Ｂとから成る圧下装置５を設置し、内部
に未凝固部を有する薄鋳片８を連続的に圧下することに
より、薄い熱延用鋼帯としている。この熱延用鋼帯はピ
ンチロール６を経て装置より取り出される。

この方法は、第４図（ａ）に示すように、内部に未凝固
部７を有する薄鋳片８を、圧下装置５の圧下ロール列５
Ａに配した圧下ロール１０で圧下した後でも未凝固部７
が残存するように、未凝固鋳片圧下（以下、単に「未凝
固圧下」ともいう）を行う方法である。したがって、実
際に圧下ロール１０で圧下される部分は第４図（ｂ）に
示すように、幅端部のシェル９Ａのみで、鋳片上下面の
シェル９Ｂの大部分は第４図（Ｃ）に示すように曲げ変
形を受けるだけであり、従来の熱間圧延に比べて、未凝
固圧下時の圧下荷重およびトルクは非常に小さくなる。

したがって、凝固完了後に圧延を行う熱延設備にくらべ
て、未凝固圧下設備は所要動力が非常に小さく、小型の
設備となり、非常に安価な厚み圧下設備である。例えば
、第３図に示すローラ・チーフル用の数本のロールとそ
のロールの上下ロール開度（ロール・ギャップ）を調整
する装置を用いて、圧下装置５の下流側に設置したピン
チロール６で軽圧下を行いながら鋳片を引抜くことによ
って、未凝固鋳片圧下を実施できる。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかしながら、第３図に示すような水平ロールを配列し
た圧下装置５を用いて高圧下率の未凝固鋳片圧下を実施
した場合、鋳片の上下面のシェル９Ｂ　（第４図（ａ）
）に割れが発生し、鋳片品質の劣化またはシェル９Ｂが
破れて内部の溶鋼が流れ出すブレイクアウトが生じる。

そのため、事実上、未凝固圧下は圧下率１０％程度に限
定される。

ここで、未凝固鋳片圧下における鋳片の変形挙動を第４
図（ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。

まず、第４図（ａ）に示すように、未凝固鋳片の内部に
は、未凝固部７が存在するために、この鋳片を圧下ロー
ル１０で厚み圧下した場合、幅端部のシェル９Ａのみが
圧縮変形され、鋳片長さ方向に伸びることになる（第４
図（ｂ））。

これに対し、鋳片上下面の大部分のシェル９Ｂは第４図
（Ｃ）に示すように、圧下ロール１０による圧縮変形は
受けず、曲げられるだけであり、鋳片長さ方向への伸び
変形は幅端部のシェル９＾の伸びによりシェル９Ｂに生
じる鋳片長さ方向の引張応力により引き起される。この
ため、未凝固鋳片圧下での圧下率を大きくとると、鋳片
上下面のシェル９Ｂに生じる引張応力が増大し、幅中央
部のシェル９Ｂに幅方向の割れが発生する。

したがって、第３図に示すような水平ロールを配列した
圧下装置５では、鋳片上下面のシェル９Ｂの割れ発生に
より、それほど大きな圧下率が取れないので、所望の薄
鋳片が得られず熱延仕上圧延設備の簡略化に大きな効果
をもたらすには至らなかった。

よって、本発明の目的は、特に薄鋳片連続鋳造機により
鋳造された薄鋳片を鋳片内部が未凝固状態で厚み圧下を
行う未凝固圧下において、鋳片表面の割れ発生を起こさ
ずに鋳片内部割れの増加を防止し、高圧下率で未凝固鋳
片圧下を実施する方法を提供することにあり、これによ
り熱延仕上圧延設備の簡素化を図り、安価な熱延鋼帯の
製造を実現する方法を提供することである。

（課題を解決するだめの手段） ここに、本発明は、例えば薄鋳片連続鋳造機により鋳造
された薄鋳片に、鋳片内部が凝固完了をする前に厚み圧
下を行い、がっ圧下完了後も鋳片内部に未凝固層を残存
させる未凝固鋳片圧下において、少なくとも最上流側の
圧下ロールを含む圧下ロールにクロスロールを用いるこ
とを特徴とする未凝固鋳片の圧下方法である。

本発明の好適態様によれば、上記の未凝固圧下後の鋳片
幅端部を厚み圧下ロールに対して垂直に配置された孔型
エツジヤロールで幅圧下を行うようにしてもよい。

また、別の面からは、本発明は、上述の未凝固鋳片圧下
方法を採用する薄鋳片がらの熱延用綱帯の製造方法であ
る。

（作用） 本発明にかかる未凝固鋳片圧下方法ではクロスロールを
用いて未凝固鋳片の菱形変形を与えるごとにより幅端部
のシェルの曲げ変形を容易にし、厚み圧下時の幅端部の
シェルの鋳片長さ方向伸びを低減させ、第４図に示すよ
うな鋳片の上下面シェル９Ｂに生じる鋳片長さ方向引張
応力を低減し、上下面シェル９Ｂに生じる割れを防止し
、高圧下未凝固圧下を可能としている。

さらに鋳片の断面形状を矩形化する必要があるときには
、厚み圧下後に孔型ロールエツジヤで鋳片幅端部を圧下
成形する。

ここで、「クロスロール」と称しているのは通常の２段
水平圧延機の一種で上下ロールを水平面内で互いに０〜
４°程度クロス（スキュー）させたものである。このク
ロスロールは最近熱間圧延機仕上スタンドへ板クラウン
制御用に適用されており、この場合４段圧延機のバック
アップロールとワークロールをペアとして上下各ペアを
互いにクロスさせるいわゆるペアクロス圧延機が知られ
ている。日本塑性加工学会誌「塑性と加工」第２８巻第
３２１号１０６７〜１０７４頁参照。

このクロス圧延の特徴の一つとして圧延材上下面で板幅
方向への剪断力が上下面で互いに逆方向に働き圧下材断
面が菱形変形する。通常、この菱形変形は圧延材として
好ましくないので例えば熱延仕上スタンド列ではクロス
方向を各スタンドで順次逆方向とすることにより、この
菱形変形を防ぐことができる。

このクロスロールばロール軸を駆動することが望ましい
が、非駆動でもその菱形変形発生の効果は得られる。

またクロス角度（上下ロールの交叉角度）を大きくする
ほど菱形変形発生効果は大きくなるが、この場合上下ロ
ールギャッププロフィルがロールバレル中心でギャップ
が狭く、その両側で広くなる。いわゆる凸クラウンロー
ルとなりこれが大きすぎると圧下鋳片の断面が幅方向に
中門（マイナスクラウン）となる。この対策としてはロ
ールに初期クラウンとして凹形となるようにロールを研
削しておけばよい。

このクロスロールの適用位置については少なくとも最上
流側の厚み圧下ロールに適用することが必要である。な
ぜなら、最上流側はどシェル厚が薄く鋳片厚が厚いため
、クロスロールによる鋳片断面の菱形変形発生効果が大
きいこと、またこの最上流側の厚み圧下ロールに通常の
平行ロールを用いるとシェルに割れの発生する危険が大
きいことになる。

さらに下流側の圧下ロールについてはクロスロール適用
が望ましいが、仮に通常の平行ロールであってもその前
の段階である程度の菱形断面となっていれば、菱形変形
が助長されるという効果があり必ずしもクロスロールで
ある必要はない。

なお、鋳片そのものの形状をはじめから菱形形状で鋳込
むという方法も考えられるが、この場合鋳造機の構造が
複雑になること、また鋳片の均一な冷却が困難となり局
部的な冷却ムラが生じ割れが発生する等の問題が生ずる
。

幅端部の成形には孔型エツジヤロール１１を使用しても
よく、それによれば鋳片断面を矩形に成形加工すること
ができる。

実施例 第１図および第２図を参照して、本発明の未凝固鋳片圧
下方法の実施例について説明する。

第１図は本発明の方法を実施する設備の概略説明図であ
る。第１図において、第３図と同一の参照番号は同一の
装置、機器を表す。

本実施例においては、ツイン・ベルトキャスタ３の下流
側に鋳片サポート・ロール列４、厚み圧下ロール列５八
、孔型エツジヤ・ロール１１、ガイド・ローラ列５Ｂ、
ピンチロール６を順次設置して成る連続鋳造ラインを使
用して熱延用鋼帯の製造を行う。

まず、ツイン・ベルトキャスタ３により連続鋳造され、
内部に未凝固層を残す薄鋳片８は、ピンチロール６で引
き抜かれ同一方向ヘクロスさせた厚み圧下ロール列５Ａ
で圧下された後、孔型エツジヤロール１１で鋳片断面を
矩形に成形加工し、ガイド・ローラ列５Ｂを経てピンチ
ロール６により引き出される。

圧下ロール列５Ａでの薄鋳片８の変形の様子を第２図（
ａ）および（ｂ）に略式で示す。

図中、クロスロール圧下により発生する剪断力１ は、黒矢印で示すように上下面のシェル９Ｂ−１，９Ｂ
２で反対方向となり、薄鋳片８は全体として菱形変形す
る。このような変形は、前述のようにクロスロールの方
向を順に反対方向に配置することにより、あるいは孔型
エツジヤロールを配置して成形加工することにより矩形
化してもよい。

次に、第１図に示す上述のような装置を使用して、第１
表に示すような鋳造条件で、圧下率４０％の未凝固圧延
を行った場合における本発明の詳細な説明する。

第１表 ２ 本実施例では厚み圧下ロールは直径３００　ｍｍのロー
ルをクロス角　（交叉角）２°で３列（３スタンド）配
置した。各ロールはイニシャルロールクラウンとして直
径あたり−０，３ｍｍ（中門プロフィル）の放物線状に
研削し非駆動とした。厚み圧下量は初期鋳片厚５０ｍｍ
から出側鋳片厚３０ｍｍまでの２０ｍｍであり、第１ス
タンドで５ｍｍ、第２、第３スタンド各７．５　ｍｍの
圧下を行った。

さらに、未凝固圧延終了時、すなわち圧下ロール列５＾
の出側での鋳片上下面のシェル９Ｂの目標シェル厚みｈ
ｓ　＝　１３〜１４ｍｍとなるように鋳片の冷却を制御
した。

未凝固鋳片圧下後の鋳片幅中央部の圧延方向伸び、すな
わち、鋳片上下面のシェル９Ｂの伸びを測定したところ
、未凝固圧延前の鋳片長さに対して、０．８％の伸び歪
が生じていた。また、鋳片の上下面には、特に問題とな
るような表面割れは観察されなかった。

一方、上記未凝固圧延と同一条件で、厚み圧下ロールの
クロス角を００とした通常圧下ロールの場合では、鋳片
上下面のシェル９Ｂの伸び歪は、２゜６％となり鋳片の
上下表面には最大深さ５’ｍｍ、長さ約５０ｍｍの割れ
が観察され、本発明による表面割れ防止効果が確認でき
た。

上述した本発明による表面割れ防止効果について第２図
を参照して説明する。前述したように、未凝固鋳片圧下
時の鋳片上下面の割れは、幅端部のシェル９への圧下に
よる鋳片長さ方向伸びにより上下面のシェル９Ｂに引張
応力が働くことにより生じる。したがって、圧下による
シェル９＾の伸びを低減すれば、シェル９Ｂに作用する
引張応力を減少させ、割れ発生を防止できる。本発明で
は、第２図（ａ）、（ｂ）に示すように、クロスロール
圧下により表裏面に互いに逆向きの幅方向剪断力が作用
するため圧下後の断面が菱形変形しシェル９Ａは単に曲
げられるだけで長さ方向の伸びはほとんど生じない。特
にこの効果はシェル厚が薄いほど顕著となる。

したがって、従来の未凝固鋳片圧下方法にくらべると、
厚み圧下によるシェル９への鋳片長さ方向伸びは小さく
なり、割れ発生が防止できる。

例えば、厚み圧下が、シェル９Ａの曲げ変形のみで進行
した場合、シェル箱の伸びはＯとなり、シェル９Ｂの割
れは防止できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明にかかる未凝固鋳片圧下方
法は、シェルの圧下による伸びを低減することが可能で
ある。したがって、従来の未凝固鋳片圧下方法にくらべ
て高圧下率の未凝固圧下を実現できる。

本発明の未凝固鋳片圧下方法は、従来の固定モールド型
連続鋳造機で鋳造される比較的厚い鋳片の未凝固圧延に
も適用が可能である。

本発明の未凝固鋳片圧下方法によれば、高圧下率の圧下
が可能であるため、熱間圧延工程を簡略化でき、安価な
熱延綱帯の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる未凝固鋳片圧下方法を実施例
する設備の概略説明図： 第２図（ａ）、（ｂ）は、本発明の未凝固鋳片圧下方法
の説明図： 第３図は、従来の未凝固鋳片圧下方法を実施する設備の
概略説明図；および 第４図（ａ）、［有］）、（Ｃ）は、それぞれ未凝固圧
下時の割れ発生原因の説明図である。 １：取鍋　　　　　　２：クンディッシュ３：ツイン・
ベルトキャスタ ４：鋳片サポート・ロール列 ５：未凝固圧下装置 ５Ａ：厚み圧下ロール列　５Ｂニガイド・ローラ列６：
ピンチローラ　　　　７：溶湯

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造機により鋳造された鋳片に鋳片内部が凝
   固完了する前に厚み圧下を行い、かつ圧下完了後も鋳片
   内部に未凝固層を残存させる未凝固鋳片圧下方法におい
   て、少なくとも最上流側の圧下ロールを含む圧下ロール
   にクロスロールを用いることを特徴とする未凝固鋳片圧
   下方法。
2. （２）クロスロールを用いた未凝固鋳片圧下後の鋳片幅
   端部の厚み圧下ロールに対して垂直に配置された孔型ロ
   ールエッジャで幅圧下を行うことを特徴とする請求項１
   記載の未凝固鋳片圧下方法。