JPH0422550A - 連続鋳造法 - 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］ 本発明は連続鋳造の厚み中心部に見られる不純物元素、
即ち鋼鋳片の場合には硫黄、燐、マンガン等の偏析を防
止し、均質な金属を得ることのできる連続鋳造法に関す
るものである。

［従来の技術Ｊ 近年、海洋構造物、貯槽、石油およびガス運搬用鋼管、
高張力線材などの材質特性に対する要求は厳しさをまし
ており、均質な鋼材を提供することが重要課題となって
いる。元来鋼材は断面内において均質であるべきもので
あるが、鋼は一般に硫黄、燐、マンガン等の不純物元素
を含有しており、これらが鋳造過程において偏析し部分
的に濃化するため鋼が脆弱となる。特に近年、生産性や
歩留向上および省エネルギー等の目的のために連続鋳造
法が一般に普及しているが、連続鋳造により得られる鋳
片の厚み中心部には通常顕著な成分偏析が観察される。

上記した成分偏析は最終成品の均質性を著しく損ない、
製品の使用過程や線材の線引き工程等で鋼に作用する応
力により亀裂が発生するなど重大欠陥の原因になるため
、その低減が切望されている。かかる成分偏析は凝固末
期に残溶鋼が凝固収縮力等により流動し、固液界面近傍
の濃化溶鋼を洗いだし、残溶鋼が累進的に濃化していく
ことによって生じる。従って、成分偏析を防止するには
残溶鋼の流動原因を取り除くことが肝要である。

このような流動原因としては、凝固収縮のほかロール間
の鋳片バルジングやロールアライメント不整等があるが
、これらのうち最も重大な原因は凝固収縮であり、偏析
を防止するにはこれを補償する量だけ鋳片を圧下するこ
とが必要である。

鋳片を圧下することにより偏析を改善する試みは従来よ
り行われており、連続鋳造工程において鋳片中心部温度
が液相線温度から固相線温度に至るまでの間鋳片の凝固
収縮を補償する量以上の一定割合で圧下する方法が知ら
れている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の連続鋳造方法は、条件によっては
偏析改善効果が殆ど認められなかったり、場合によって
は偏析がかえって悪化する等の問題があり、成分偏析を
充分に改善することは困難であった。

本発明者等はかかる従来法の問題の発生原因について種
々調査した結果、偏析改善効果が認められなかったりあ
るいは偏析がかえって悪化するのは、基本的に圧下すべ
き凝固時期とその範囲が不適正なためであることを突き
止めた。

すでに、特開昭６２−２７５５５６号公報において、鋳
片の中心部が固相率０．１ないし０，３に相当する温度
となる時点から流動限界固相率に相当する温度となる時
点までの領域を単位時間当り　０．５ｍｍ／分以上２．
５ｍｍ／分未満の割合で連続的に圧下し、鋳片中心部が
流動限界固相率に相当する温度となる時点から固相線温
度となるまでの領域は実質的に圧下を加えないようにし
た連続鋳造方法が開示されている。

さらに本発明者は数多くの実験を推進した結果、軽圧下
による偏析改善効果を確実にするためにはロール毎の圧
下時期と圧下量を定量化し制御することが不可欠である
ことを認識した。

［課題を解決するための手段］ 本発明の要旨は、凝固末期に少な（とも１対のロールに
より鋳片を圧下しつつ引き抜（溶融金属の連続鋳造法に
おいて、圧下時期が異なるロール、好ましくは隣接した
２本以上のロールを１組として２組、好ましくは３組以
上のロールの組を作り、各組の全圧下量を用いてロール
毎の圧下量算出式を導出し、ロール毎の圧下量が適正に
なるようにロール間隔の制限および圧下刃の調整により
制御することを特徴とする連続鋳造法、ならびに、圧下
時期が異なるロール、好ましくは隣接した２本以上のロ
ールを１組として２組、好ましくは３組以上のロールの
組を作り、各組の全圧下量を用いて（１１式におけるＡ
が最小になるようにａ、ｍを決定し、（４）式または（
４）式および（５）式に基づきロール毎の圧下量が適正
になるように制御する連続鋳造法である。

Ａ＝　（Ｋ’　　・Ｂ’　−Ｋ　−Ｂ１２ｆｉｌＫ−Ｂ
は（２）式により測定算出し、Ｋ′　・Ｂ′は（３）式
を用いる。

ｐ＝に、−Ｂｒ肩、ａ　Ｈ（２） Ｋ′・Ｂ′＝５石刀コア曹可τ　　　（３）△ｈ　ｉ　
＝　（Ｐｉ”／Ｒｉｌ・（１／Ｋｉ・Ｂｉ）　”　　　
　　ｆ４１Ｋｉ−Ｂｉ＝ａ−ｔｉ”　　　　　　　　　
（５）Ｐ：ロール反力ｆｋｇ）　（圧下刃）、に：変形
抵抗（ｋｇ／ｍｍ２）　、　Ｂ　：短辺凝固幅（ｍｍ）
２　Ｘ　Ｄ、　Ｄ　：短辺凝固厚ｆｍｍ）、Ｒ：ロール
半径ｆｍｍ）、△ｈ：１０−ル当たりの圧下量ｆｍｍ）
　、添字１：各ロールＮｏ、、ｔ＋モールドメニスカス
の経過時間、Ｋ−Ｂ圧下帯ロールの平均値 ［作　用］ 本発明者は、３００Ｘ　５００ｍｍ鋳片の場合について
、多本数ロールの全圧下量とロール反力との間に（２）
式の関係が成立することを知見した。この結果はバルジ
ング等の影響を省略した形になっており、バルジング等
が無視できる場合（２）式が適用できることを意味する
。この結果に基づくと本鋳片サイズの場合、ロール毎の
圧下量は（４）式となる。（４）式におけるｉロール位
置の短辺凝固幅Ｂｉはメニスカスからの経過時間の関数
であり、Ｂｉ＝Ａ−ｔｉ’と近似できる。そこで、各ロ
ール位置のＫ１−Ｂ１と凝固時間（ｔｉ）との関係な（
５）式の如く近似し、多本数ロールの各ロールの圧下刃
およびロール半径を一定となるようにすれば、（２）式
で示した多本数ロールの場合のＫ・Ｂはｔｉを用いて（
３）式で示すことができる。

方、多本数ロールにおける実測に−Ｂは測定した各ロー
ルの組の全圧下量から（２）式により逆算できるので、
　（３）、（５）式の定数ａおよびｍは測定圧下量から
（２）式で算出したに−Ｂと（４）式で表わされるに′
　・Ｂ′の差の二乗の和が最小になるようにすることで
決定できる。

Ｂ、ｍの値が明らかになれば、圧下する鋳片のモールド
メニスカスから当該ロールまで移動するに要した時間ｔ
ｉを用いて、圧下帯に位置するロール毎の圧下量の計算
が可能になる。

本発明により軽圧下における圧下ロール毎の圧下量を定
量的に把握することが可能になり、ａ、ｍと（４）式に
より圧下刃、ロール径を制御することと、また圧下量が
多すぎる場合はロール間隔の軸受間にスペサーを装入し
、圧下量を制限することで、ロール毎の圧下量を適正化
にし、内部割れも偏析もない均質な鋼材を安定して得る
ことが可能となる。

［実施例］ 実施例１ 試験を実施した連鋳機の概略を第１図に示し、鋳造した
溶鋼組成の代表例を表１に示す。試験連鋳機はセグメン
ト圧下方式である。多本数ロールの圧下量は連続する３
セグメント（１１，，１２，１３）について第２図に示
すようにフレーム３の変位をダイヤルゲージ５により測
定し、各セグメントの全圧下量を測定した。本誌により
解析し、得られたに−Ｂはモールドからの経過時間ｔの
関数として（６）式に示す。各セグメントの全圧下量の
実測値とｆ４）　、　　（６）式を用いて計算した計算
値を比較し、第３図に示す。

第４図に示すように、本方法により算出した冷片厚は実
測厚と良く一致しており、ロール毎の圧下量は本方法に
より定量化できることが証明された。

Ｂ＝２７．５ｔ’ 表 （％） 実施例２ 試験を実施した連鋳機の概略を第５図に示す。

本連鋳機はセグメント圧下方式ではなくＥ下ロールが独
立している。鋳造した溶鋼組成は表１と同じである。本
試験の場合、全圧下量は圧下帯金ロールの積算圧下量で
ある。圧下時期の変更は鋳造速度の水準をいくつか採用
することにより実現した。圧下帯ロールの全圧下量は、
圧下帯に入る直前の鋳片厚と圧下終了後の鋳片厚の差で
あるが、本試験において圧下直前の鋳片厚は、圧下開始
ロールより一つ前のロール間隔を別途測定した平均熱膨
張係数を用いて冷片厚に換算して採用し、また圧下終了
後の鋳片厚は鋳片が冷却した後に冷片厚を測定し、採用
した。得られたＫ・Ｂはモールドからの経過時間の関数
として（７）式に示し、圧下帯における全圧下量の実測
値と（４）式と（７）を用いて計算した計算全圧下量を
比較し第６図に示す６本方法により算出した計算圧下量
は実測圧下量と良く一致しており、ロール毎の圧下量が
水洗により定量化できることが証明された。

以上のごとく測定算出したａ、ｍを用い、モールドから
の経過時間（ｔｉ）を（８）式（鋳造速度−定、定常状
態）のごとく与えれば、ｆ４）　、　　ｆ５）式により
圧下帯のロール毎圧下量を定量的に把握することができ
る。

Ｋ　−Ｂ　＝９．０６ｔ　””　　　　　　　　　（７
）ｔｉ＝Ｌｉ／Ｖ　　　　　　　　　　ｆ８）ｔｉ：モ
ールドメニスカスからＬｉの距離まで移動するに要した
時間（分） Ｌｉ：モールドメニスカスからｉロールまでの距１１１
　（ｍ） ■＝鋳造速度（ｍ／ｍ１ｎ） ［発明の効果］ 本発明の方法によりあらかじめａ、ｍを決定しておくか
、あるいは鋳造中にａ、ｍを決定すれば、ｆ４）　、　
　（５）式により適正な凝固時期に適正な圧下量となる
ように圧下刃および圧下可能なロール間隔をロール軸受
は間に装入するスベサー厚を変えることにより制御する
ことが可能になり、軽圧下の偏析改善効果を安定して達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はセグメント方式連鋳機の概略を示す図、 第２図はセグメント方式の測定方法の概略を示す図、 第３図はセグメント全圧下量により算出した計算全圧下
量と実測全圧下量との比較を示す図、第４図は本発明法
で測定算出した冷片厚と実測冷片厚との比較を示す図、 第５図は単ロール方式連鋳機の概略を示す図、第６図は
鋳造速度変更試験で算出した計算圧下量と実測圧下量と
の比較を示す図である。 １・・・モールド、 ２・・・セグメント、 ３・・・フレー ム。 ４・・・支柱、 ５・・・ダイヤルゲージ、 ６・・・変位計 設置位置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝固末期に少なくとも１対のロールにより鋳片を
   圧下しつつ引き抜く溶融金属の連続鋳造法において、圧
   下時期が異なるロールを１組として２組以上のロールの
   組を作り、各組の全圧下量を用いてロール毎の圧下量算
   出式を導出し、ロール毎の圧下量が適正になるようにロ
   ール間隔の制限および圧下刃の調整により制御すること
   を特徴とする連続鋳造法。
2. （２）圧下時期が異なるロールを１組として２組以上の
   ロールの組を作り、各組の全圧下量を用いて（１）式に
   おけるＡが最小になるようにａ、ｍを決定し、（４）式
   に基づきロール毎の圧下量が適正になるように制御する
   連続鋳造法。 Ａ＝（Ｋ′・Ｂ′−Ｋ・Ｂ）＾２（１） Ｋ・Ｂは（２）式により測定算出し、Ｋ′・Ｂ′は（３
   ）式を用いる。 Ｐ＝Ｋ・Ｂ√（Ｒ・△Ｈ）（２） Ｋ′・Ｂ′＝√（１／Σ（１／ａ・ｔ＾ｍ）＾２）（３
   ）△ｈｉ＝（Ｐｉ＾２／Ｒｉ）・（１／Ｋｉ・Ｂｉ）＾
   ２（４）Ｐ：ロール反力（ｋｇ）（圧下刃）、Ｋ：変形
   抵抗（ｋｇ／ｍｍ＾２）、Ｂ：短辺凝固幅（ｍｍ）２×
   Ｄ、Ｄ：短辺凝固厚（ｍｍ）、Ｒ：ロール半径（ｍｍ）
   、△ｈ：１ロール当たりの圧下量（ｍｍ）、添字ｉ：各
   ロールＮｏ．、ｔ：モールドメニスカスからの経過時間
   、Ｋ・Ｂ：圧下帯ロールの平均値
3. （３）決定したａ、ｍを用いて請求項２記載の（４）式
   、および（５）式により適正圧下量となるようにロール
   間隔の制限および圧下刃の調整により制御する請求項２
   記載の連続鋳造法。 Ｋｉ・Ｂｉ＝ａ・ｔｉ＾ｍ（５）