JPH06285596A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

鋼の連続鋳造方法

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JPH06285596A
JPH06285596A JP9652693A JP9652693A JPH06285596A JP H06285596 A JPH06285596 A JP H06285596A JP 9652693 A JP9652693 A JP 9652693A JP 9652693 A JP9652693 A JP 9652693A JP H06285596 A JPH06285596 A JP H06285596A
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JP
Japan
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steel
molten steel
casting
mold
cast
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JP9652693A
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English (en)
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Akifumi Seze
昌文 瀬々
Eiichi Takeuchi
栄一 竹内
Takanori Ishii
孝宣 石井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶鋼成分が互いに異なる複数の鋼種を連続的
に鋳造する際、成分が異なる鋼種の間の鋳片内成分混合
領域を最小限に抑える。 【構成】 鋳型4内の対向する広面またはその後方に一
対の磁石8を配設し、鋳片の厚みを横切る方向に直流磁
束を広面全幅に亙って付与して、鋳型内鋳造方向に直流
磁束による静磁場帯を形成する。その上側鋳造空間に溶
鋼を注入して溶鋼密度の大きい鋼種から小さい鋼種へと
順に鋳造する。鋳型内での鋼種変更以前に鋳造した鋼の
ストランド内未凝固部を厚み方向に圧下する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼成分が互いに異な
る複数の鋼種を連続的に鋳造する際に、成分が異なる鋼
種の間の鋳片内成分混合領域を最小限に抑える鋼の連続
鋳造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造にあたり、生産性を向上さ
せ、かつ製造コストの低減を図るために、複数の溶鋼鍋
(溶製単位)の溶鋼を1つの鋳型内で連続的に鋳造する
いわゆる連々鋳が広く行われている。また、これをさら
に拡張して、溶鋼成分が互いに異なる複数の鋼種の連々
鋳、いわゆる異鋼種連々鋳が実施されている。
【0003】異鋼種連々鋳を実施する際には、溶鋼鍋を
交換する時に鋳造した継目部で成分混合が生じ、その結
果、成分的に製造目的に合わない鋳片ができるため、継
目部の鋳片を格落ち処理やスクラップ処理し、あるい
は、継目部の前後鋳片を成分判定結果がでるまでの間圧
延を保留することが異鋼種連々鋳の大きな問題となって
いた。
【0004】そこで、異鋼種連々鋳を行う際に発生する
継目部の成分混合を低減する方法として、特開昭61−
1459号公報には、タンディッシュにおける前鍋の残
湯量をできるだけ少なくしたのちに後鍋の溶鋼を注入す
ることによってタンディッシュでの成分混合を防止する
方法、後鍋の溶鋼の鋳造を開始するときの鋳造速度を一
時的に低下させ、注湯ノズルからの吐出流が鋳型内溶鋼
中に浸入する深さを浅くして鋳型内での混合を防止する
方法、継目部で一旦鋳造を中止し、鋳型内に鉄板を遮蔽
板として挿入して鋳型内での混合を防止する方法、静磁
場を鋳型直下に形成し継目部で循環流を抑制しながら鋳
造する方法が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の技術では、継目部毎に鋳造速度を低下させ
るため、連続鋳造自体の生産性を損ねるばかりか、これ
により鋳片の温度が部分的に低くなるため、鋳片の曲げ
・矯正等での連鋳機への機械的負荷が大きくなって設備
寿命が短くなること、熱間直送圧延のスケジュールに障
害を与えること、鉄板を鋳型内に挿入するために極めて
危険な作業を伴うこと等の問題があった。
【0006】さらに、異鋼種連々鋳時の継目部における
成分混合領域を必ずしも満足のいく程度にまで減少させ
ているとはいえず、得られた鋳片中の格落ち部分の長さ
あるいは屑化長さの判定が困難であり、これを補うため
継目部前後の鋳片に対して成分分析による確認を余儀な
くされていた。したがって、圧延のスケジュールを乱す
のみならず、一時的な在庫量の拡大を招く等の問題もあ
った。
【0007】
【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。
【0008】 溶鋼成分が互いに異なる鋼を連続的に
鋳造するにあたり、鋳型内で鋼種変更が行われる以前に
鋳造した鋼のストランド内未凝固部を厚み方向に圧下し
ながら鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【0009】 溶鋼成分が互いに異なる鋼を連続的に
鋳造するにあたり、溶鋼密度の大きい鋼種から小さい鋼
種へと順に鋳造し、鋳型内で鋼種変更が行われる以前に
鋳造した溶鋼密度の大きい鋼のストランド内未凝固部を
厚み方向に圧下しながら鋳造することを特徴とする鋼の
連続鋳造方法。
【0010】 溶鋼成分が互いに異なる鋼を連続的に
鋳造するにあたり、鋳型内の対向する広面またはその後
方に一対の磁石を配設し、鋳片の厚みを横切る方向に直
流磁束を広面全幅に亙って付与して鋳型内鋳造方向に該
直流磁束による静磁場帯を形成し、その上側鋳造空間に
溶鋼を注入して溶鋼密度の大きい鋼種から小さい鋼種へ
と順に鋳造し、鋳型内で鋼種変更が行われる以前に鋳造
した溶鋼密度の大きい鋼のストランド内未凝固部を厚み
方向に圧下しながら鋳造することを特徴とする鋼の連続
鋳造方法。
【0011】
【作用】以下、本発明の作用を詳細に説明する。
【0012】従来の技術における前記問題を解決するた
めには、異鋼種連々鋳の際の成分混合に及ぼす要因のう
ち、主に以下の3つの要因を制御することが重要であ
る。
【0013】まず、異鋼種連々鋳時の鋳型内での成分混
合に最も大きな影響を及ぼす要因は、浸漬ノズルからの
吐出溶鋼のストランドプール内下方への浸入とこれにと
もなうマクロ的な対流混合であると考えられる。このマ
クロ的対流混合を防止する手段として、従来は鋳造を一
旦停止し、鋳型内に鉄板を遮蔽板として挿入すること
で、鋳型内での鋼種変更後(後鍋)の溶鋼のストランド
プール下方への浸入を防止し、鋼種変更前(前鍋)の溶
鋼との混合を最小化していたが、前記のように鉄板挿入
作業にともなう問題が付随的に生じる。
【0014】そこで、この問題を解決するため、図1,
2に示すように鋳型4内の対向する広面またはその後方
に一対の磁石8を配設し、鋳片の厚みを横切る方向に直
流磁束を広面全幅に亙って付与することで、鋳型内鋳造
方向に直流磁束による静磁場帯2を形成し、その上側鋳
造空間に溶鋼を注入することとした。表1に、この方法
で静磁場を付与した場合の浸漬ノズルからの吐出溶鋼の
ストランドプール内下方への浸入深さの低減効果を示す
が、静磁場の付与により浸入深さは大幅に短縮されるこ
とがわかる。最も効率的に作用した場合は、浸入深さは
静磁場帯の位置にほぼ対応する深さまで短くなる。これ
は、静磁場によりノズルからの吐出溶鋼流にローレンツ
力によるブレーキ効果が働くためで、静磁場が従来の鉄
板による遮蔽効果と同等の効果をもたらすことを意味す
る。また、この方法では鋼種変更時の鋳造速度の低減は
不要であり、従来の鉄板挿入法での問題は解消される。
【0015】
【表1】
【0016】つぎに、ストランドプール内での溶鋼の密
度差による対流混合の影響について、表2に静磁場によ
る成分混合域の短縮効果を調査した結果の継目部の前鍋
側の混合域長さを示した。前鍋の溶鋼密度が後鍋の溶鋼
密度よりも大きな(c)では、静磁場を付与しなかった
(a)と比較して成分混合域の大幅な低減効果が認めら
れるが、逆に小さな(b)では成分混合域はそれほど短
縮されず、前記静磁場の効果が十分に維持されないこと
がわかる。これは、鋼種変更位置が静磁場帯を通過した
後、すなわち鋳型下方のストランドプール内で密度差対
流による溶鋼の混合が生じ、静磁場の効果が十分に活か
されないためである。つまり、異鋼種連々鋳を実施する
場合には、溶鋼の物性とくに密度を考慮した鋳造順とす
ることが重要である。
【0017】
【表2】
【0018】さらに、密度差を考慮した鋳造順とし、継
目部で静磁場を付与し前記ストランドプール内での対流
混合を最小化した条件で鋳片の厚み方向および幅方向の
成分濃度分布を詳細に調査した結果を図3に模式的にま
とめた。鋳片の厚み方向および幅方向とも後鍋溶鋼が鋳
造方向に凹型に前鍋溶鋼側に浸入している。この凹部は
通常最終鋳造部に見られる収縮孔(引け巣)の体積とほ
ぼ同等であり、鋳型内での鋼種変更時に既に連鋳機内に
あるストランドプール内の未凝固溶鋼すなわち前鍋溶鋼
の凝固収縮の影響により、後鍋溶鋼が下方に引き込まれ
て形成されたものと推定される。
【0019】鋼の場合、凝固収縮率(固相から液相に変
態するさいの体積変化率)は約4%であるので、ストラ
ンドプールの長さをLとすれば、前記凹部の深さΔLは
数1で表される。
【0020】
【数1】ΔL=0.04L ・・・[1]
【0021】また、鋼の凝固厚みd(mm)は、一般に
凝固係数K(mm/min-0.5)と凝固開始からの時間
t(min)を用いて数2のように表される。
【0022】
【数2】d=K√t ・・・[2]
【0023】したがって、鋳片厚みをD(mm)、鋳造
速度をVc(m/min)とすれば、数3が成り立つこ
とになる。
【0024】
【数3】1/2D=K√(L/Vc) ・・・[3]
【0025】これより、数4となる。
【0026】
【数4】L=Vc・(D/2K)2 ・・・[4]
【0027】すなわち、凝固係数Kは連鋳機に固有の値
をとり、K=25mm/min-0.5程度であるから、ス
トランドプール長さLは鋳片厚みDと鋳造速度Vcで一
義的に決まる。例えば、245mm厚のスラブを鋳造速
度1m/minで鋳造する場合、ストランドプール長さ
は[4]式よりL=24mと見積もられ、収縮長さは
[1]式よりΔL=0.96mと推定される。
【0028】この凝固収縮による溶鋼の移動を防止する
方法としては、未凝固鋳片に対する厚み方向への軽圧下
が有効なことが知られており、軽圧下量としては鋳片の
凝固収縮に対応した量が最も望ましく、極端な過不足が
生じた場合には効果が十分に及ばない。図4は、異鋼種
連々鋳時に、前鍋側に相当する鋳片の凝固部を厚み方向
に圧下しながら鋳造したときの鋳片の成分分布を模式的
に示した図である。未凝固圧下により鋳片厚み方向およ
び幅方向の凹型の濃度分布が改善され、実質的な混合域
が短くなる。
【0029】以上をまとめると、異鋼種連々鋳にあたり
成分混合域を低減するためには、ストランドプール内で
の対流混合の抑制と凝固収縮による溶鋼の移動を防止す
ることが重要である。
【0030】
【実施例】図1,2に示すように対向する広面の後方に
一対の磁石8を配設した鋳型4を有する連続鋳造装置を
用い、異鋼種連々鋳を実施した。
【0031】鋳型形状は245mm(厚)×1500m
m(幅)、鋳造速度は1.0m/minとした。静磁場
帯2の位置は鋳型4内メニスカスより450〜700m
mの範囲とし、直流磁束の強度は最大0.35テスラと
した。溶鋼はこの静磁場帯2の上側鋳造空間に注入し
た。
【0032】凝固収縮の補償として、図5に示すように
連続鋳造装置の鋳型4下に圧下ロール6による圧下機構
を付与し、鋳片を厚み方向に1mm/mで圧下しながら
鋳造した。
【0033】鋳造後、得られたスラブ内の溶質濃度分布
を調査し、成分混合領域の長さを求めた。表3に鋳造条
件と成分混合領域の長さの関係を示す。本発明例では、
比較例に比べて成分混合領域の大幅な低減効果が得られ
た。
【0034】
【表3】 注1)溶鋼密度差=前鍋溶鋼密度−後鍋溶鋼密度 注2)成分混合長さ:継目部の前鍋側の混合域長さ
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、異鋼種連々鋳の際の継
目部の成分混合領域を生産性を損なわずに低減すること
ができ、製造コストの低減など効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋳型内鋳造方向に静磁場帯を付与する連続鋳造
装置の見取図である。
【図2】鋳型内鋳造方向に静磁場帯を付与する連続鋳造
装置の鋳片幅方向の断面図である。
【図3】異鋼種連々鋳時の前鍋溶鋼の凝固収縮による成
分混合を模式的に示す図である。なお、後鍋成分濃度>
前鍋成分濃度のときは実線が後鍋の下限保証濃度であ
り、破線が前鍋の上限保証濃度である。また、後鍋成分
濃度<前鍋成分濃度のときは実線が後鍋の上限保証濃度
であり、破線が前鍋の下限保証濃度である。
【図4】異鋼種連々鋳時の前鍋溶鋼の凝固収縮を補償し
た場合の成分混合の低減を模式的に示す図である。な
お、後鍋成分濃度>前鍋成分濃度のときは実線が後鍋の
下限保証濃度であり、破線が前鍋の上限保証濃度であ
る。また、後鍋成分濃度<前鍋成分濃度のときは実線が
後鍋の上限保証濃度であり、破線が前鍋の下限保証濃度
である。
【図5】実施例で使用した連続鋳造装置を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 浸漬ノズル 2 静磁場帯 3 鋳型長辺 4 鋳型 5 整流化 6 圧下ロール 7 未凝固部 8 磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B22D 27/09 A 7011−4E

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶鋼成分が互いに異なる鋼を連続的に鋳
    造するにあたり、鋳型内で鋼種変更が行われる以前に鋳
    造した鋼のストランド内未凝固部を厚み方向に圧下しな
    がら鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
  2. 【請求項2】 溶鋼成分が互いに異なる鋼を連続的に鋳
    造するにあたり、溶鋼密度の大きい鋼種から小さい鋼種
    へと順に鋳造し、鋳型内で鋼種変更が行われる以前に鋳
    造した溶鋼密度の大きい鋼のストランド内未凝固部を厚
    み方向に圧下しながら鋳造することを特徴とする鋼の連
    続鋳造方法。
  3. 【請求項3】 溶鋼成分が互いに異なる鋼を連続的に鋳
    造するにあたり、鋳型内の対向する広面またはその後方
    に一対の磁石を配設し、鋳片の厚みを横切る方向に直流
    磁束を広面全幅に亙って付与して鋳型内鋳造方向に該直
    流磁束による静磁場帯を形成し、その上側鋳造空間に溶
    鋼を注入して溶鋼密度の大きい鋼種から小さい鋼種へと
    順に鋳造し、鋳型内で鋼種変更が行われる以前に鋳造し
    た溶鋼密度の大きい鋼のストランド内未凝固部を厚み方
    向に圧下しながら鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳
    造方法。
JP9652693A 1993-04-01 1993-04-01 鋼の連続鋳造方法 Pending JPH06285596A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010247160A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼の連続鋳造方法およびこの方法で製造された鋳片

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010247160A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼の連続鋳造方法およびこの方法で製造された鋳片

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