JPH0833963A - 薄スラブ鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳型内に下向のスリットを有する通常径の扁
平ノズル２本を最適配置して、鋳型内に溶鋼を注入する
ことにより、縦割れ発生のない３０〜１００mm厚の薄ス
ラブ鋳片が得られる薄スラブ鋳片の連続鋳造方法を提供
する。 【構成】 鋳型への溶鋼注入ノズルとして下向きのスリ
ットを有する２本の扁平ノズルを用いる薄スラブ鋳片の
連続鋳造方法において、溶鋼注入時に生ずる４つの反転
流の渦の大きさを均等にし、反転流を扁平ノズルの中心
で合流させることにより、凝固を均一化し、薄スラブ鋳
片の縦割れを防止することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼の分野で薄スラブ
鋳片の製造に用いられている固定鋳型式連続鋳造方法、
双ベルト式連続鋳造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば鉄鋼の分野においては、熱原単位
の切り下げ、工程省略、生産性の向上等の観点から連続
鋳造インライン熱間仕上げ圧延プロセスの実用化が試み
られており、そのために厚みが３０〜１００mmレベルの
薄スラブ鋳片を連続鋳造する要請が高まってきている。
近年では、このような要請に応えるものとして、周知の
固定鋳型式連続鋳造方法の他に、例えば特開平１−２５
４３５４号公報に開示されるような、双ベルト式連続鋳
造方法も提案されている。

【０００３】一般論として、このような連続鋳造方法に
より、薄スラブ鋳片を連続鋳造する場合、ノズルと鋳型
間の隙間が狭くなるために、溶鋼の流動によって、凝固
シェルがアタックされ、その結果、著しい凝固遅れが生
じ、鋳造して得られた薄スラブ鋳片に縦割れを発生しや
すいことが知られている。このような薄スラブ鋳片の連
続鋳造に際しては、鋳型内に溶鋼を均一に注入する観点
から、注入ノズルとして扁平ノズルが用いられ、スリッ
ト長が長くなると構造上耐用性、寸法精度を十分に確保
することができなくなることから、幅１００〜８００mm
の扁平ノズル２本を鋳型幅方向に縦列配置する場合があ
る。

【０００４】しかし、従来、このように２本の扁平ノズ
ルを用いる場合のノズルの最適配置ついて具体的に開示
されたものは見当たらない。したがって、従来、連続鋳
造して得られる薄スラブ鋳片の縦割れ発生を防止できる
決定的な方法はなく、縦割れ発生による薄スラブ鋳片の
品質の低下は避けられないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋳型内に下
向のスリットを有する幅１００〜８００mmの扁平ノズル
２本を最適配置して、鋳型内に溶鋼を注入することによ
り、縦割れ発生のない３０〜１００mm厚の薄スラブ鋳片
が得られる薄スラブ鋳片の連続鋳造方法を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
鋳型への溶鋼注入ノズルとして下向きのスリットを有す
る２本の扁平ノズルを用いる薄スラブ鋳片の連続鋳造方
法において、溶鋼注入時に生ずる４つの反転流の渦の大
きさを均等にし、反転流を扁平ノズルの中心で合流させ
ることにより、凝固を均一化し、薄スラブ鋳片の縦割れ
を防止することを特徴とする薄スラブ鋳片の連続鋳造方
法であり、また、第二の発明は、第一の発明を実現させ
るための具体的手段例として位置ずけられるものであ
り、鋳型への溶鋼注入ノズルとして下向きのスリットを
有する２本の扁平ノズルを用いる薄スラブ鋳片の連続鋳
造方法において、この扁平ノズルを、その厚み中心が鋳
型厚み中心に一致するようにして鋳型短辺に向かって２
本縦列配置し、それぞれの扁平ノズルを、その幅中心位
置を鋳型短辺から鋳型幅Ｗの１／４±５０mmの位置に
し、３０mm〜扁平ノズル幅の×２／３mm以下の深さに浸
漬することにより、溶鋼注入時に生ずる４つの反転流を
生じさせ、その渦の大きさを均等にし、反転流を扁平ノ
ズルの中心で合流させることを特徴とする薄スラブ鋳片
の連続鋳造方法である。

【０００７】

【作用】本発明においては、鋳型内に溶鋼を注入するノ
ズルとして、下向きのスリットを有する扁平ノズルを２
本用いこれを最適配置して、溶鋼注入時に生ずる４つの
反転流の渦の大きさを均等にし、反転流を扁平ノズルの
中心で合流させることにより、凝固を均一化することが
でき、これにより縦割れのない品質の良好な薄スラブ鋳
片を安定的に連続鋳造することができる。本発明は、特
に厚み３０〜１００mmの薄肉鋳片鋳片の連続鋳造に適用
して、より適性の高いものである。

【０００８】以下に本発明について説明する。本発明者
等は、例えば薄スラブ鋳片の高速連続鋳造方法として注
目されている、双ベルト式連続鋳造方法、あるいは固定
型連続鋳造方法において、得られた厚み７５mm以下の薄
スラブ鋳片に縦割れの発生が見られることから、その発
生のメカニズムを知るために、２本の扁平ノズルを用い
た場合について、種々実験、解析を重ねた。

【０００９】なお、この実験では溶鋼反転流の渦の発生
形態（渦数、渦径）は、鋳造して得られた鋳片の凝固組
織におけるデンドライトの傾きから溶鋼の流動の方向、
流速を推定して得られたものである。この実験、解析の
結果、薄スラブ鋳片の縦割れは、溶鋼を鋳型に注入した
ときに生ずる溶鋼反転流の渦の形態及び扁平ノズルの浸
漬深さに関係して発生することを確認した。

【００１０】図１（ａ）は、扁平ノズルの幅中心位置と
薄スラブ鋳片の縦割れ発生率との関係を示したものであ
る。この図から、 （１）扁平ノズル幅中心が鋳型短辺に寄っていると
（ｂ）図のように、４つの渦中内側の２つの渦の径が大
きくなり、扁平ノズルのエッジ側で薄スラブ鋳片に縦割
れが発生する。 （２）扁平ノズル幅中心が鋳型幅の１／４近傍にあると
きは、（ｃ）図に示すように、４つの渦の径は同じにな
り、薄スラブ鋳片に縦割れが発生しない。 （３）扁平ノズル幅中心が鋳型幅中心に寄っていると
（ｄ）図に示すように、４つの渦中外側の２つの渦の径
が大きくなり、扁平ノズルのエッジ側で縦割れが発生す
る。

【００１１】図２（ａ）は、扁平ノズルの浸漬深さと縦
割れ発生率との関係を示したものである。この図から、 （４）扁平ノズルの浸漬深さが、扁平ノズル幅×２／３
mm以上であると（ｂ）図に示すように、渦の径は均等で
あるが渦は２つしか発生せず、薄スラブ鋳片に縦割れが
発生する。 （５）扁平ノズルの浸漬深さが、扁平ノズル幅×２／３
mm以上であると（ｃ）図に示すように、薄スラブ鋳片に
縦割れは発生しない。

【００１２】本発明は、このような知見に基づいて、着
想、完成したものであり、鋳型に溶鋼を注入時に生ずる
溶鋼反転流の影響を受け、凝固不均一を生じやすい、厚
み３０〜１００mmの薄スラブ鋳片の連続鋳造に際して、
鋳型内に下向きのスリットを有する２本の扁平ノズルを
配置する場合、例えば、図４に示すように、この２本の
扁平ノズルの幅中心位置と鋳型短辺間の距離ｘおよび浸
漬深さｙを特定することによって、溶鋼注入時に鋳型内
に生ずる４つの反転流の渦Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの径２Ｒの大
きさを均等にし、かつこの反転流を扁平ノズルの中心で
合流させることにより薄スラブ鋳片の縦割れ発生を防止
することを特徴とする。厚み１００mm以上のスラブ鋳片
の連続鋳造に際しては、ノズル／鋳型間隔が十分に広
く、溶鋼流によって生ずる凝固不均一、縦割れは大きな
問題にならない。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を図１に基づいて鋳型の構造例
とともに説明する。この実施例は、双ベルト式連続鋳造
機により、薄のスラブ鋳片を鋳造する場合に適用した場
合のものである。この双ベルト式連続鋳造機において
は、例えば図３に示すように、鋳型１は２つのプーリー
２ａ，２ｂと張力制御装置３で位置制御される張力調整
プーリー２ｃ間に巻かれ無端状に回転移動する冷却構造
４ｗを有する一対のベルト４ａ，４ｂと、この一対のベ
ルトの両側端部間で無端状に移動する多数の銅ブロック
からなる一対の移動短辺ブロック５ａ（５ｂ）で形成さ
れており、タンディッシュ６の溶鋼７をタンディッシュ
に設置したスライディングノズル８ａ，８ｂを操作し、
溶鋼を２本の扁平ノズル９ａ，９ｂを介して、鋳型１に
注入する。

【００１４】鋳型１を形成しているベルト４ａ，４ｂお
よび移動短辺ブロック５ａ，５ｂは冷却されており、溶
鋼７は、ここで冷却されて凝固し、鋳型１の下方に配設
した支持ロール１０によって垂直−湾曲−水平支持され
・引き抜かれて薄スラブ鋳片１１として後工程に搬出さ
れるようになっている。２本の扁平ノズル９ａ，９ｂ
は、下向きのスリットを有するものであり、鋳型１の幅
方向に縦列配置されている。

【００１５】このように構成された双ベルト式連続鋳造
機において、本発明による連続鋳造操業と本発明の範囲
外の連続鋳造操業を実施した。この連続鋳造によって得
られた鋳片の縦割れ発生状況を表２に示す。 鋳造操業条件 鋳造鋼種：低炭素鋼｛成分組成（重量％）は表１に示
す｝ 鋳造速度：５〜１０ｍ/min 鋳型 サイズ：厚み７５mm，幅１３００mm，垂直長さ３０００
mm ノズル：扁平ノズル２本 サイズ：厚み３０（スリット厚み１０）mm 配置：扁平ノズル厚み中心線を鋳型厚み中心線に一致

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】表２において、（１）〜（５）は２本の扁
平ノズルの中心位置を変更した結果である。扁平ノズル
幅中心位置と鋳型短辺間の距離ｘが鋳型幅Ｗの１／４±
５０mmの範囲にある本発明の実施例（１）〜（３）で
は、縦割れは発生していない。

【００１９】それに対して、距離ｘが鋳型幅Ｗの１／４
±５０mmの範囲の外にある比較例（４）〜（５）では縦
割れが発生している。（６）〜（９）は、２本の扁平ノ
ズル幅中心一と鋳型短辺間距離ｘが適正である３２５mm
の場合につき、扁平ノズルの浸漬深さｙを変更した結果
である。浸漬深さｙが３０〜２００mm（扁平ノズル幅×
２／３以下）の範囲にある本発明の実施例（６）〜
（７）では縦割れは発生していない。これに対して、浸
漬深さｙが２０mmの比較例（８）では、浸漬深さが浅い
ため、メニスカスでの溶鋼流動が不安定であり、縦割れ
が発生している。また、浸漬深さが３００mm（扁平ノズ
ル幅×２／３以上）である比較例では、溶鋼の反転流の
渦が図２（ｂ）に示したように、２つの大きな渦とな
り、縦割れが発生している。

【００２０】（１０）〜（１１）は幅２５０mmの扁平ノ
ズルを用いて、浸漬深さｙを変更した結果である。浸漬
深さｙが１５０mm（扁平ノズル幅×２／３以下）である
本発明の実施例（１０）では、縦割れは発生していな
い。これに対して、浸漬深さｙが２００mm（扁平ノズル
幅×２／３以上）である比較例（１１）では、縦割れが
発生している。

【００２１】なお、本実施例は、本発明を双ベルト式連
続鋳造方法において適用しているが、鋳型部内面が垂直
面になっている他の鋳型を用いる連続鋳造方法において
も、本発明を適用して同様の効果が得られる。

【００２２】

【発明の効果】本発明においては、鋳型内に溶鋼を注入
するノズルとして、下向きのスリットを有する扁平ノズ
ルを２本用いこれを最適配置して、溶鋼注入時に生ずる
反転流の渦の大きさを均等にし、反転流を扁平ノズルの
中心で合流させることにより、凝固を均一化することが
でき、これにより縦割れのない品質の良好な薄スラブ鋳
片を安定的に連続鋳造することができる。本発明は、特
に厚み３０〜１００mmの薄肉鋳片の連続鋳造に適用し
て、より適性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）図は、薄スラブ鋳片の連続鋳造方法にお
いて扁平ノズルを２本配置した場合の扁平ノズル幅中心
位置と縦割れ発生率の関係を示す説明図。（ｂ）〜
（ｄ）図は、鋳型に注入された溶鋼の反転流の渦の形態
例を示す説明図。

【図２】（ａ）図は、薄スラブ鋳片の連続鋳造方法にお
いて扁平ノズルを２本配置した場合の扁平ノズルの浸漬
深さと縦割れ発生率の関係を示す説明図。（ｂ），
（ｃ）図は、鋳型に注入された溶鋼の反転流の渦の形態
例を示す説明図。

【図３】（ａ）図は、本発明の実施例における双ベルト
式連続鋳造機の構造を示す側断面概要説明図。（ｂ）図
は、（ａ）のＡａ−Ａｂ矢視断面概要説明図。

【図４】本発明における２本の扁平ノズルの配置概要説
明図。

【符号の説明】

１ 鋳型 ２ａ，２ｂ プーリ ３ 張力調整装置 ４ａ，４ｂ ベルト ５ａ，５ｂ 移動短辺ブロック ６ タンディッシュ ７ 溶鋼 ８ａ，８ｂ スライディングノズル ９ａ，９ｂ 扁平ノズル １０ 支持ロール １１ 薄スラブ鋳片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 州児 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型への溶鋼注入ノズルとして下向きの
   スリットを有する２本の扁平ノズルを用いる薄スラブ鋳
   片の連続鋳造方法において、溶鋼注入時に生ずる４つの
   反転流の渦の大きさを均等にし、反転流を扁平ノズルの
   中心で合流させることにより、凝固を均一化し、薄スラ
   ブ鋳片の縦割れを防止することを特徴とする薄スラブ鋳
   片の連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 鋳型への溶鋼注入ノズルとして下向きの
   スリットを有する２本の扁平ノズルを用いる薄スラブ鋳
   片の連続鋳造方法において、この扁平ノズルを、その厚
   み中心が鋳型厚み中心に一致するようにして鋳型短辺に
   向かって２本縦列配置し、それぞれのノズルを、その幅
   中心位置を鋳型短辺から鋳型幅Ｗの１／４±５０mmの位
   置にし、３０mm〜扁平ノズル幅の２／３mm以下の深さに
   浸漬することにより、溶鋼注入時に生ずる４つの反転流
   を生じさせ、その渦の大きさを均等にし、反転流を扁平
   ノズルの中心で合流させることを特徴とする薄スラブ鋳
   片の連続鋳造方法。