JPH05220558A - 連続鋳造法 - Google Patents

連続鋳造法

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JPH05220558A
JPH05220558A JP5720792A JP5720792A JPH05220558A JP H05220558 A JPH05220558 A JP H05220558A JP 5720792 A JP5720792 A JP 5720792A JP 5720792 A JP5720792 A JP 5720792A JP H05220558 A JPH05220558 A JP H05220558A
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光雄 内村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽圧下連鋳法によるさらなる偏析改善と、軽
圧下による偏析改善効果の安定化を実現する。 【構成】 軽圧下連続鋳造法において、鋳造速度の減速
に起因した偏析悪化鋳片の減速時の凝固時期を定量化
し、この定量化凝固時期の流動を防止するようそれより
下流を圧下し、かつそれより上流の圧下勾配を適正にす
る。 【効果】 さらなる偏析改善と、軽圧下による偏析改善
効果の安定化が実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造鋳片の厚み中
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。
【0002】
【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、ならびに抗張力線材などの材質特性に対
する要求は厳しさを増しており、均質な鋼材を提供する
ことが重要課題になっている。元来鋼材は断面内におい
て均質であるべきであるが、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脆弱となる。特
に近年、生産性や歩留り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的に普及しているが、連続
鋳造により得られる鋳片の厚み中心近傍には、通常顕著
な成分偏析が観察される。この成分偏析は最終成品の均
質性を著しく損ない、成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
欠陥の原因となるため、その低減が切望されている。
【0003】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
い出し、残溶鋼が累進的に濃化していくため発生すると
考えられている。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。
【0004】このような流動原因としては、凝固収縮に
起因する流動のほか、ロール間の鋳片バルジングやロー
ルアライメント不整に起因する流動等があるが、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
るため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。
【0005】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いたるまで
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。しかしながら従来の連続鋳
造法は、条件によっては偏析改善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。
【0006】また、これらの偏析悪化理由を研究し、鋳
片の中心部が固相率0.1〜0.3に相当する温度にな
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する特願
昭62−27556号に係る方法が良く知られている。
【0007】さらに、本発明者等が先に特願平1−12
0295号において提示したごとく、濃化溶鋼が激しく
鋳片の中心部に集積する凝固時期が存在し、この濃化溶
鋼の集積時期の流動を防止することが偏析改善にとって
最も効果的であり、また濃化溶鋼の集積量が特に多い凝
固時期は凝固組織によって異なる。この結果に基づき偏
析をさらに改善する軽圧下法について研究した結果、凝
固末期に少なくとも一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、上面等軸晶
率0〜5%の場合、鋳片中心部の温度が固相率0.2
5、好ましくは0.35に相当する位置から流動限界固
相率に相当する位置までの凝固時期範囲の任意の位置、
好ましくは該凝固時期範囲内の上流側に少なくとも一対
のロールを設置して、該凝固時期範囲内の全凝固収縮量
を補償する量を圧下し、また上面等軸晶率が5%以上の
場合、鋳片中心部の温度が固相率0.1、好ましくは
0.15に相当する位置から流動限界固相率に相当する
位置までの凝固時期範囲の任意の位置、好ましくは該凝
固時期範囲内の上流側に少なくとも一対のロールを設置
して該凝固時期範囲内の全凝固収縮量を補償する量を圧
下する圧下範囲を小さくすることが可能な簡便で効率的
な軽圧下を提案した。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軽圧下
により流動を防止すべき凝固時期範囲をさらに研究した
結果、偏析改善に最も効果的な流動を防止すべき凝固時
期範囲は凝固組織、鋼種、鋳片形状等により異なること
を知見するに至った。これらの知見に基づくと、凝固組
織、鋼種、鋳片形状により最適圧下時期は異なると考え
られ、軽圧下による偏析改善効果の安定化とさらなる偏
析改善を実現するためには、凝固組織、鋼種、鋳片形状
別の最適圧下時期を定量化することが重要課題である。
一方、連続鋳造作業において完全な一定速鋳造の実現は
困難であり、鋳造速度の減速の結果発生した偏析悪化鋳
片を選択するための指標の開発が重要課題である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の通
りである。
【0010】 1対以上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、鋳造速度
を変動させることにより偏析に及ぼす流動の影響が最も
大きい凝固時期範囲A〜Bを定量化し、適正圧下条件お
よび減速に伴う偏析悪化鋳片を決定することを特徴とす
る連続鋳造法。
【0011】 1対以上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、鋳造速度
を一定時間減速することと減速に伴う偏析悪化鋳片の減
速時の凝固時期により偏析に及ぼす流動の影響が最も大
きい凝固時期範囲A〜Bを定量化し、適正圧下条件およ
び減速に伴う偏析悪化鋳片を決定することを特徴とする
連続鋳造法。
【0012】 定量化した偏析に及ぼす流動の影響が
最も大きい凝固時期範囲A〜BのAから流動限界固相率
の範囲の全圧下量が4〜20mmとなるよう圧下して、
中心部に固相が出始める時期からAまでの範囲の圧下勾
配を0.2〜3mm/mにする前記またはの連続鋳
造法。
【0013】
【作用】以下、本発明を細述する。
【0014】軽圧下は偏析改善対策として非常に有効で
ある。しかし、軽圧下において圧下時期が不適正な場
合、軽圧下による偏析改善効果は小さい。軽圧下による
偏析改善効果を最大限実現し、偏析改善効果を安定化さ
せるためには、偏析に及ぼす溶鋼流動の影響が最も大き
い凝固時期範囲の流動を防止できるよう、適正な圧下時
期での圧下が不可欠となる。これを実現するためには、
偏析改善に及ぼす軽圧下による流動低減効果が最も大き
い凝固時期範囲の定量化が必要になる。一方、鋳造速度
を突然減速した場合、凝固中の全鋳片の凝固収縮流動が
増大するにも関わらず、偏析が悪化した鋳片(図1の偏
析悪化部)が存在し、それらの鋳片の圧下履歴を解析
した結果、図2、図3に示すように、鋳造速度減速によ
り偏析が悪化するのは鋳造速度減速時に特定な凝固時期
範囲にあった鋳片のみである。このことは、鋳造速度減
速により偏析が悪化した鋳片の減速時の凝固時期範囲
が、偏析改善に最も効果的な流動を防止すべき凝固時期
範囲であることを意味すると考えられ、本発明を成し遂
げた。
【0015】偏析に及ぼす流動の影響が最も大きい凝固
時期範囲の定量化は、それより下流側に圧下ロールを設
置するなど、偏析改善に最も効果的な圧下範囲および圧
下方法を決定するための重要な知見となる。本法によれ
ば、凝固組織、鋼種、鋳片形状等が異なる場合において
も、適正圧下時期、圧下方法を決定することが可能にな
り、さらなる偏析改善と偏析改善効果のバラツキが小さ
な連続鋳造法が提供される。また、鋳造速度の減速に伴
い発生する偏析悪化鋳片の凝固時期は軽圧下における偏
析悪化鋳片の選択指標となり、この指標を用いることに
より鋳造速度の減速に伴う偏析悪化鋳片を精度良く分離
することができ、偏析悪化鋳片と偏析良好鋳片の分塊加
熱条件を適正化することにより線材偏析の安定化を実現
する連続鋳造法が提供される。なお、鋳片の凝固時期は
当該鋳片の凝固時間を鋳造速度の経時変化データに基づ
き計算する。また、中心固相率は凝固時間のデータを用
いて特願平1−121487号に示した方法等により計
算し、冷却条件等を変更する場合の指標として使うこと
ができる。
【0016】次に、本発明を実施例により説明する。
【0017】
【実施例1】試験を実施した連鋳機の概略を図4に示
す。鋳造した溶鋼組成の代表例を表1に示す。図5に示
す鋳造速度パターンで鋳造速度の減速を図り、鋳造速度
減速の偏析に及ぼす影響を調査した。凝固組織は上面等
軸晶率が30%であった。偏析が悪化している鋳片は、
鋳造速度減速中の凝固時期が図3に示すように凝固時間
が26〜30分の鋳片で、これを中心固相率に換算する
と図2に示すように中心固相率が0.18〜0.32の
範囲の鋳片である。この結果に基づき図6に示すように
中心固相率が0.18から0.5(強圧下帯)までの範
囲に位置する圧下ロールの全圧下量が12mmになるよ
う設定し、中心部に固相が発生し始める位置から中心固
相率が0.18までの範囲の圧下勾配を0.5mm/m
となるよう設定(絞り込み帯)することにより、図7に
示すように軽圧下による偏析のさらなる改善と安定化を
実現できた。また、上記定量化の結果を用い、減速に伴
う偏析悪化鋳片を精度良く分離することが可能になっ
た。
【0018】
【表1】
【0019】
【実施例2】種々の凝固組織、鋼種、鋳片形状につい
て、実施例1と同様に鋳造速度減速試験を行った。表2
に示すように、鋳造速度減速に伴い偏析が悪化するのは
実施例1と同じ様に鋳造速度減速中に特定な凝固時期に
あった鋳片で、偏析に及ぼす流動の影響が最も大きい凝
固時期範囲が定量化できた。この凝固時期範囲の流動を
防止できるよう圧下範囲を決定することにより、軽圧下
による偏析のさらなる改善と、安定化を実現した。ま
た、上記定量化の結果を用い、減速に伴う偏析悪化鋳片
を精度良く分離することが可能になった。
【0020】
【表2】
【0021】
【発明の効果】本発明により、凝固組織、鋼種、鋳片形
状が異なる場合においても、偏析改善効果が優れた圧下
範囲など圧下条件の定量化が可能になり、さらなる偏析
の改善と偏析改善効果の安定化が実現できる。また、本
発明の定量化結果により鋳造速度の減速に伴う偏析悪化
鋳片を精度良く分離することが可能になり、製品品質の
安定化を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋳造速度の減速に伴う偏析悪化鋳片を示す図で
ある。
【図2】特に偏析が悪化した鋳片(偏析悪化部)の減
速時の中心固相率を示す図である。
【図3】特に偏析が悪化した鋳片(偏析悪化部)の減
速時の凝固時間を示す図である。
【図4】試験を実施した連鋳機の概略を示す図である。
【図5】試験を実施した鋳造速度パターンを示す図であ
る。
【図6】さらなる偏析改善と軽圧下の偏析改善効果の安
定化が実現できる圧下法を示す図である。
【図7】本法の偏析改善効果を示す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1対以上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、鋳造速度を
    変動させることにより偏析に及ぼす流動の影響が最も大
    きい凝固時期範囲A〜Bを定量化し、適正圧下条件およ
    び減速に伴う偏析悪化鋳片を決定することを特徴とする
    連続鋳造法。
  2. 【請求項2】 1対以上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、鋳造速度を
    一定時間減速することと減速に伴う偏析悪化鋳片の減速
    時の凝固時期により偏析に及ぼす流動の影響が最も大き
    い凝固時期範囲A〜Bを定量化し、適正圧下条件および
    減速に伴う偏析悪化鋳片を決定することを特徴とする連
    続鋳造法。
  3. 【請求項3】 定量化した偏析に及ぼす流動の影響が最
    も大きい凝固時期範囲A〜BのAから流動限界固相率の
    範囲の全圧下量が4〜20mmとなるよう圧下して、中
    心部に固相が出始める時期からAまでの範囲の圧下勾配
    を0.2〜3mm/mにする請求項1または2記載の連
    続鋳造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108160964A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 首钢集团有限公司 一种含磷钢板坯连铸的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62158555A (ja) * 1985-12-30 1987-07-14 Nippon Steel Corp 連続鋳造方法

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