JPH0422551A - 連続鋳造法 - Google Patents

連続鋳造法

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JPH0422551A
JPH0422551A JP12309390A JP12309390A JPH0422551A JP H0422551 A JPH0422551 A JP H0422551A JP 12309390 A JP12309390 A JP 12309390A JP 12309390 A JP12309390 A JP 12309390A JP H0422551 A JPH0422551 A JP H0422551A
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Mitsuo Uchimura
光雄 内村
Shigeaki Ogibayashi
荻林 成章
Yasuo Maruki
保雄 丸木
Hideaki Gotoda
英昭 後藤田
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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] 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] 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0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(
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丼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で知ら
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.
smm/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、圧下時期と圧下量が適正に
なるように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、凝固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
毎の圧下凝固時期を定量化し、圧下ロールを変更するこ
とを特徴とする連続鋳造法である。この場合、(1)式
におけるAが最小になるようにa、mを決定し、(4)
式から計算したロール毎の短辺凝固幅B1の値によりロ
ール毎の圧下凝固時期を定量化し、適正な圧下時期にな
るように圧下ロールを変更することは好ましい。
A= (K′ ・B′−K −B12(11に−Bは(
2)式により、K′ ・B′は(3)式により与える。
P=K・Br肩−H(2) K′ ・B′=5石刀]7−可可   (3)K i 
 ・B i = a  ・t  i ff1(4)P:
ロール反力(kgL K :変形抵抗(kg/+nn+
21B、短辺凝固幅 (闘+2XD、D:短辺凝固厚(
mml、 ロール半径(mm)、△H110−ルの圧下量あるいは
各組の全圧下量fmm) 、添字1・各ロールNo、、
t:モールドメニスカスからの経過時間(分)、 K−B:多本数ロールの平均値 [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。この結果に基づ
くと、バルジング等が無視できる場合、ロール毎の圧下
量は(5)式となる。(2)式における10一ル位置の
短辺凝固幅Bitよ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。
△h i = (Pi”/Ri)・(1/KiBi) 
2(5)△H=Σ△hi P・ロール反力fkgl、 K 、変形抵抗fkg/m
m”)B:短辺凝固幅 (mm) 2XD、 D :短
辺凝固厚f+nml、 R:ロール半径fmm)、△h:lロール当たりの圧下
量(mm) 、添字1;各ロールNo。
K:圧下帯の平均変形抵抗(kg/mm”)そこで各ロ
ール位置のK1−B1と凝固時間(tilとの関係を(
4)式の如く近似し、多本数ロールの各ロールの圧下刃
(ロール反力)およびロール半径を一定とすれば、(1
)式で示した多本数ロールの場合のに−Bはtiを用い
て(3)式で示すことができる。一方、多本数ロールに
おける実測に、 −Bは測定した各セグメン寵下量から
(1)式により逆算できるので、f21 、  f31
式の定数aおよびmは実測に−Bと(3)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。a、mの値が明らかになれば、各ロ
ール位置のK1−B1は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tiを用いて(4
)式により決定できる。(4)式において、にiの値は
伝熱計算により算出したBiと本手法で算出した(4)
式により予め決定しておけば、a、m、Kiを用いてB
iが算出できる。このように測定算出した短辺凝固幅B
iは、あらかしめ伝熱計算により算出したBiと鋳片の
厚み中心固相率fsの関係から鋳片の厚み中心固相率f
sに換算することができる1本発明により、軽圧下にお
ける圧下ロール毎の圧下時期を定量的に把握することが
可能になり、この各ロールの圧下凝固時期の値を用いる
ことにより、鋳造速度や冷却条件が鋳造中に変動しても
、圧下時期が適正になるよう圧下ロールを変更すること
により偏析の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により測定した。得られたに−E
はモールドからの経過時間tの関数として(6)式に示
す。短辺凝固幅B1は(6)式と予め測定したKとtの
関係(7)式を用いて算出しておく。B1は (6)、
(7)式を用いて計算することができ、Biは第3図に
示す伝熱計算により算出したBiと厚み中心固相率の関
係から、鋳片の厚み中心固相率に換算できる。
K  −B =27.2t ’  62(61に=11
.3・ to、 +s           (71以
上のごと(測定した鋳片の厚み中心固相率と各圧下ロー
ル位置との関係を第4図に示す。
表  1 (%) 実施例2 試験を実施した連鋳機および溶鋼組成の概略は実施例1
と同じである。本試験では電磁撹拌により凝固組織を改
善し、上面等軸晶率5%以上を確保している0本法で測
定した圧下帯入ロロールの鋳片厚み中心固相率が0.1
より小さくならないように圧下セグメントを圧下セグメ
ントの圧下油圧を変えることにより変更した。このよう
に鋳造した鋳片の鋳造方向7mピッチでカットサンプル
を採取し、鋳片の偏析レベルを本誌と従来法と比べ第5
図に示す。本誌は従来法と比べ偏析が悪い鋳片部分がな
(なり、偏析のない均質な鋳片が安定して得られること
が分る。
実施例3 試験を実施した連鋳機および?@鋼組成の概略は実施例
1と同じである。本試験では高温鋳造により等軸品はな
く、上面等軸晶率ゼロ%である。本誌で測定した圧下帯
入ロロールの鋳片厚み中心固相率が0.25より小さく
ならないように、圧下ロルのロール間隔にスペーサーを
出し入れすることにより圧下ロールを変更した。本誌に
より得られた鋳片の偏析レベルを従来法と比べ第6図に
示す6本法は従来法に比べ鋳片鋳造方向の偏析のバラツ
キが小さく、偏析の悪い鋳片部位がなくなり、偏析のな
い均質な鋳片が安定して得られることが分る。
[発明の効果] 以上のごとく、本誌により圧下ロール毎の圧下凝固時期
を判定し、圧下時期が適正になるよう圧下ロール位置を
変更することにより偏析の悪い鋳片部位がなくなり、偏
析のない均質な鋳片が安定して得られる。
図、 第2図は測定方法の概略を示す図、 第3図は短辺凝固幅と鋳片の厚み中心固相率の関係を示
す図、 第4図は測定した各ロール位置の鋳片厚みの中心固相率
を示す図、 第5図および第6図は従来法と本誌の偏析レベルの比較
を示す図である。
l・・・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。
第1図 7′1′2図 7F3図 第4図 メニスカス力゛らの距離(m)

Claims (2)

    【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、凝
    固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凝固
    時期を定量化し、圧力ロールを変更することを特徴とす
    る連続鋳造法。
  2. (2)凝固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)式か
    ら計算したロール毎の短辺凝固幅Biの値によりロール
    毎の圧下凝固時期を定量化し、適正な圧下時期になるよ
    うに圧下ロールを変更する請求項1項記載の連続鋳造法
    。 A=(K′・B′−K・B)^2(1) K・Bは(2)式により、K′・B′は(3)式により
    与える。 P=K・B√(R・ΔH)(2) K′・B′=√(1/Σ(1/a・t^m)^2)(3
    )Ki・Bi=a・ti^m(4) P:ロール反力(kg)、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ロールの圧下量ある
    いは各組の全圧下量(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(分)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013111624A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Jfe Steel Corp 連続鋳造鋳片の品質判定方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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