JPH0573503B2 - - Google Patents
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- JPH0573503B2 JPH0573503B2 JP5295889A JP5295889A JPH0573503B2 JP H0573503 B2 JPH0573503 B2 JP H0573503B2 JP 5295889 A JP5295889 A JP 5295889A JP 5295889 A JP5295889 A JP 5295889A JP H0573503 B2 JPH0573503 B2 JP H0573503B2
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- Japan
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- wire
- speed
- slab
- core
- casting
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、鋳型内へ鉄被覆合金ワイヤを添加
し、鋳片表層部がダンデイツシユ内溶鋼と同一成
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。
し、鋳片表層部がダンデイツシユ内溶鋼と同一成
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被層の鋼塊を得る方法等が
ある。
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被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53−43625号により知られている。また特開
昭62−142053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伸
べられている。
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53−43625号により知られている。また特開
昭62−142053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伸
べられている。
［発明が解決しようとする課題］
コア添加法による鋳込複合鋼材の製造において
は、タンデイツシユ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。
は、タンデイツシユ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つ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。
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つ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、鋳型上方からの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つて溶解す
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、ワイヤの製缶精度から外径や肉
厚に多少のバラツキがあり、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
イヤが長手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。
れたワイヤは、溶鋼からの熱伝達によつて溶解す
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、ワイヤの製缶精度から外径や肉
厚に多少のバラツキがあり、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
イヤが長手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。
［課題を解決するための手段］
本発明は、鉄被覆合金ワイヤの供給速度を制御
することによつて、前記課題を解決するものであ
る。目標とする凝固シエル厚みをＤ（mm）とする
とき、メニスカスからのワイヤ溶解位置Ｌ（ｍ）
は、凝固式から(1)式で求めることがあできる。
することによつて、前記課題を解決するものであ
る。目標とする凝固シエル厚みをＤ（mm）とする
とき、メニスカスからのワイヤ溶解位置Ｌ（ｍ）
は、凝固式から(1)式で求めることがあできる。
Ｌ＝（Ｄ／Ｋ）2・VC ……(1)
ここで、ｋは凝固係数（mm／min-1/2）、VCは鋳
造速度（ｍ／min）である。一方、ワイヤ供給速
度をVW（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（min）
（以下溶解時間という）は、(2)式で与えられる。
造速度（ｍ／min）である。一方、ワイヤ供給速
度をVW（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（min）
（以下溶解時間という）は、(2)式で与えられる。
Ｔ＝Ｌ／VW ……(2)
(1)及び(2)式から、
VW＝（Ｄ／Ｋ）2・VC／Ｔ ……(3)
このように、凝固シエル厚みＤを所定の範囲に
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によつて制御する必要
のあることが知られる。
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によつて制御する必要
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。
覆ワイヤの溶解時間Ｔは、溶鋼及びワイヤ同程度
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。
(3)式に溶解時間、凝固シエル厚み、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
決める。ここで、ａ、ｂは定数である。
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
決める。ここで、ａ、ｂは定数である。
VW＝aVC＋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エル内の未凝固部分横断面図
をＳ（m2）、溶鋼の密度をρS、コア部への合金成分
の添加目標濃度をΔC（％）、ワイヤ内径をＲ（ｍ）、
ワイヤ内合金成分の充填密度をρC、合金成分の添
加歩留η（％）とすれば、(5)式の物質収支が成り
立つ。
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エル内の未凝固部分横断面図
をＳ（m2）、溶鋼の密度をρS、コア部への合金成分
の添加目標濃度をΔC（％）、ワイヤ内径をＲ（ｍ）、
ワイヤ内合金成分の充填密度をρC、合金成分の添
加歩留η（％）とすれば、(5)式の物質収支が成り
立つ。
Ｓ＋VC×ρS×ΔC＝πR2×ρC×VW×η ……(5)
鋳片サイズ、合金成分添加目標濃度及びワイヤ
条件等を設定し、(5)式に代入すれば、コア部合金
成分農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。
条件等を設定し、(5)式に代入すれば、コア部合金
成分農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。
VW＝aVC＋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、所定の凝固シエルが
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。
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、所定の凝固シエルが
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。
従つて、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)
式に従つたワイヤ供給速度制御を行うものであ
る。即ち、 VW＝cVC＋ｄ、但し、ｆ＜VC≦ｅ ……(6) VW＝０、但し、０≦VC≦ｆ ……(7) ここで、ｃ、ｄは定数で０≦ｃ＜ａ、ｂ＜ｄの
関係を満足し、ｅ、ｆは鋳造速度で０＜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、目標とする複合
鋼造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。
度がこの限界鋳造速度ｅ以下の場合、(6)式及び(7)
式に従つたワイヤ供給速度制御を行うものであ
る。即ち、 VW＝cVC＋ｄ、但し、ｆ＜VC≦ｅ ……(6) VW＝０、但し、０≦VC≦ｆ ……(7) ここで、ｃ、ｄは定数で０≦ｃ＜ａ、ｂ＜ｄの
関係を満足し、ｅ、ｆは鋳造速度で０＜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、目標とする複合
鋼造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となつた場
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。
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
進させると共に合金成分の均一分布を図るため
に、二次冷却帯に設けた電磁撹拌装置で鋳片コア
部溶鋼を撹拌することにより、ワイヤへの溶鋼か
らの熱伝達係数を高め、かつ電磁撹拌流動により
添加合金成分の均一分散を図る方法が有効であ
る。
進させると共に合金成分の均一分布を図るため
に、二次冷却帯に設けた電磁撹拌装置で鋳片コア
部溶鋼を撹拌することにより、ワイヤへの溶鋼か
らの熱伝達係数を高め、かつ電磁撹拌流動により
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。
続鋳造に関する実施例について説明する。
280T転炉で0.10％Ｃ−0.02％Si−0.35％Mn−
0.030％Ｐ−0.015％Ｓ−0.012％Alの成分系の溶鋼
を溶製し、曲率半径12ｍＲの湾曲型連鋳機で、横
断面サイズが162mm×162mmのビレツトを、鋳造速
度VC≦2.5mmの範囲で鋳造した。鋳型上部へワイ
ヤ供給ガイドを設置し、ワイヤフイーダーを用い
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6.5mmφ、鉄被覆厚み1.2mmの難
鋼製ワイヤを連続的に供給し、同時にメニスカス
から4.0ｍの位置に設置した電磁撹拌装置により、
鋳片内未凝固溶鋼に約20cm／secの水平回転撹拌
流動を与えながら鋳造した。
0.030％Ｐ−0.015％Ｓ−0.012％Alの成分系の溶鋼
を溶製し、曲率半径12ｍＲの湾曲型連鋳機で、横
断面サイズが162mm×162mmのビレツトを、鋳造速
度VC≦2.5mmの範囲で鋳造した。鋳型上部へワイ
ヤ供給ガイドを設置し、ワイヤフイーダーを用い
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6.5mmφ、鉄被覆厚み1.2mmの難
鋼製ワイヤを連続的に供給し、同時にメニスカス
から4.0ｍの位置に設置した電磁撹拌装置により、
鋳片内未凝固溶鋼に約20cm／secの水平回転撹拌
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
部厚み目標値を10〜30mmとし、コア部硫黄添加濃
度目標値を0.1〜0.5％として、ワイヤ供給速度を
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
e1.0ｍ／min、ｆは0.5ｍ／minとし、定数ａは
11.0、ｂは０、ｃは3.7、ｄは7.3とした。
部厚み目標値を10〜30mmとし、コア部硫黄添加濃
度目標値を0.1〜0.5％として、ワイヤ供給速度を
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
e1.0ｍ／min、ｆは0.5ｍ／minとし、定数ａは
11.0、ｂは０、ｃは3.7、ｄは7.3とした。
VW＝11.0VC、但し、1.0＜VC ……(8)
VW＝3.7VC＋7.3、
但し、0.5＜VC≦1.0 ……(9)
VW＝０、但し、０≦VC≦0.5 ……(10)
即ち、鋳造速度が1.0ｍ／min超の場合はワイ
ヤ供給速度VW（ｍ／min）を(8)式で制御し、鋳造
速度が1.0ｍ／min以下0.5ｍ／min超の場合は、
ワイヤ溶解位置が浸漬ノズルからの噴出噴流循環
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鋼造速度0.5ｍ／
min以下で、ワイヤ供給を停止した。
ヤ供給速度VW（ｍ／min）を(8)式で制御し、鋳造
速度が1.0ｍ／min以下0.5ｍ／min超の場合は、
ワイヤ溶解位置が浸漬ノズルからの噴出噴流循環
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鋼造速度0.5ｍ／
min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ツトから採取し
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。本発明の適
用により、ワイヤ付着地金の残存や硫黄の局部的
濃度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10〜30mm以
内に調整され、またコア部硫黄濃度についても
0.1〜0.5％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。
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。本発明の適
用により、ワイヤ付着地金の残存や硫黄の局部的
濃度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10〜30mm以
内に調整され、またコア部硫黄濃度についても
0.1〜0.5％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
連鋳継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。
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
連鋳継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。
第１図は本発明になる方法を示す図、第２図は
実施例を示す図、第３図は実施例におけるビレツ
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。
実施例を示す図、第３図は実施例におけるビレツ
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)
- 【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
VW（ｍ／min）を鋳造される鋳片の鋳造速度VC
（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＜VCである場合、VW＝aVC＋ｂ ｆ＜VC≦ｅである場合、VW＝cVC＋ｄ ０≦VC≦ｆである場合、VW0 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撹拌装置で鋳片コア
部溶綱を撹拌することにより、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5295889A JPH02235552A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | コア添加鋳込複合鋼材の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5295889A JPH02235552A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | コア添加鋳込複合鋼材の連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02235552A JPH02235552A (ja) | 1990-09-18 |
| JPH0573503B2 true JPH0573503B2 (ja) | 1993-10-14 |
Family
ID=12929400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5295889A Granted JPH02235552A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | コア添加鋳込複合鋼材の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02235552A (ja) |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP5295889A patent/JPH02235552A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02235552A (ja) | 1990-09-18 |
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