JPH09314298A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中心偏析を軽減するための連続鋳造方法を提供
する。 【解決手段】次の〜の手段を用いる鋼鋳片の連続鋳
造方法。 バルジングゾーン(BZ)内に配列されたガイドロールの
鋳片厚方向の間隔を段階的に増加させる。 上記で、液相線クレータエンドとBZ終端との間で、
又は凝固シェル厚が70mm以上の位置で鋳片にバルジング
を生じさせる。 上記で、鋳片最大厚を鋳型短辺長さの10〜50％分厚
くする。 BZ終端から凝固完了点までの間で、少なくとも１対の
圧下ロールで鋳片厚方向にその１対あたり、鋳型短辺長
さの10％以上の圧下を与えるか、又は60mm/min以上の圧
下速度で圧下を与える。 【効果】未凝固部に大圧下を効果的に作用させること
で、負偏析帯を生じさせることなく、中心偏析を軽減さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼鋳片の中心偏析
を軽減することができる連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造法で鋼鋳片を製造する場合に
は、しばしば中心偏析と呼ばれる内部欠陥が問題とな
る。この中心偏析は、鋳片の厚み方向中心部（最終凝固
部）でＣ、Ｓ、ＰおよびＭｎなどの溶鋼成分が正偏析す
る現象である。この現象は、厚板素材において特に深刻
な問題であり、偏析部分における靱性の低下や水素誘起
割れの原因となることが知られている。

【０００３】このような中心偏析の発生原因は、凝固末
期におけるデンドライト（樹枝状晶）間の残溶鋼が、溶
鋼の凝固収縮あるいは凝固シェルのバルジングなどの原
因により、最終凝固部の凝固完了点に向かってマクロ的
に移動すること、および濃化溶鋼が局部的に集積するこ
とにある。

【０００４】したがって、中心偏析防止対策としては、
凝固完了点近傍をロールまたは金型などを用いる何らか
の方法で圧下することにより、残溶鋼の移動や濃化溶鋼
の集積を阻止する方法があり、種々の思想に基づく方法
が提案されてきた。

【０００５】例えば、特開昭６３−２５２６５５号公報
には、次のような中心偏析防止方法が提案されている。
これは、鋳片表面に噴射される二次冷却水量を増量させ
て鋳片最終凝固部の表面温度を７００〜８００℃の範囲
とし、凝固シェル厚みを厚くすることでロール間で発生
するバルジングを抑制し、さらに軽圧下ロール群で毎分
０．２〜０．４％の歪み速度の圧下力を鋳片に加えるこ
とにより、濃化溶鋼の流動を阻止するものである。

【０００６】上記の圧下ロール群による軽圧下では、鋳
片の長手方向に対して点状にしか圧下できないので、凝
固収縮やバルジングを十分に防止することができない。
また、各圧下が集中荷重として働くので凝固界面に内部
割れが発生しやすく、圧下量を大きくとれないという欠
点がある。

【０００７】鋳片の凝固完了点近傍を平面状の金型で連
続的に鍛圧加工する方法では、設備コストが非常に高く
なるという欠点がある。これを解消するための連続鋳造
方法が特開昭６１−４２４６０号公報で提案されてい
る。

【０００８】上記特開昭６１−４２４６０号公報の方法
は、凝固完了点の上流側に設置した電磁攪拌装置あるい
は超音波印加装置を用い、溶鋼を流動させてデンドライ
トを切断し、凝固完了点近傍に等軸晶域が形成されるよ
うにした上で、凝固完了点直前に配置した圧下ロール対
により３ｍｍ以上の大圧下を与えて強制的に凝固完了点
を形成し、内部割れを発生させることなく中心偏析を解
消するようにしたものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特開昭６１−４２４６０号公報による方法においても、
大圧下するには相当の圧下力を必要とし、条件によって
は適用不可能な場合、あるいは十分な圧下が確保できな
い場合がある。すなわち、この方法では変形抵抗の大き
い鋳片両端部の凝固部を圧下により塑性変形させるた
め、変形抵抗の大きな鋼種や、凝固部温度が低温になり
変形抵抗が大きくなった場合などでは、圧下ロールの曲
がりおよび折損あるいはフレームの撓みなどにより、所
期の効果が得られない。

【００１０】この問題に対して特開昭６１−１３２２４
７号公報では、鋳片幅方向中央の未凝固部を、キャメル
・クラウン・ロールと呼ばれる、大径ロール部を中央に
突起状に設けた段付きロールで局部的に圧下する方法が
提案されている。しかしこの方法においても、段付きロ
ールで局部的に圧下するため鋳片表面に凹部が形成さ
れ、この凹部はその後の圧延工程において製品の表面疵
の原因となる。さらに、鋳片内未凝固部の流動や二次冷
却のバラつきにより、鋳片の凝固完了点の手前近傍で未
凝固部が必ずしも幅方向中央部になく、未凝固部の位置
と大径ロール部の位置とが一致せず、圧下位置を適正に
保てないという欠点がある。

【００１１】本発明の目的は、連続鋳造で得られた鋳片
を、鋳片の凝固完了点直前でロールにより大圧下する場
合に生じていた従来の問題を解消し、より少ない圧下力
によるロール圧下法で効果的に中心偏析を軽減する方法
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の
(1) および(2) の連続鋳造方法にある。

【００１３】(1)次の〜の手段を用いることを特徴
とする鋼鋳片の連続鋳造方法。以下、本発明の第１方法
という。

【００１４】バルジングゾーン内に鋳片の引き抜き方
向に配列されたガイドロールの鋳片厚み方向の間隔を、
段階的に増加させる。

【００１５】上記により、鋳片の液相線クレータエ
ンドとバルジングゾーン終端との間で、鋳片にバルジン
グを生ぜしめる。

【００１６】上記により、鋳片の最大厚みを、鋳型
の短辺長さの１０〜５０％分厚くする。

【００１７】次いで、バルジングゾーン終端から凝固
完了点までの間で、少なくとも１対の圧下ロールを用い
て鋳片の厚み方向にその１対あたり前記鋳型の短辺長さ
の１０％以上の圧下を与える。

【００１８】このときの１対の圧下ロールによる圧下量
の望ましい上限は、５０％程度である。最も望ましい圧
下量は、前記およびのバルジング量相当分である。

【００１９】さらに、この圧下は、凝固完了点近傍の未
凝固部を等軸晶化した後に行うのが望ましい。

【００２０】(2)次の1)〜4)の手段を用いることを特徴
とする鋼鋳片の連続鋳造方法。以下、本発明の第２方法
という。

【００２１】1)バルジングゾーン内に鋳片の引き抜き方
向に配列されたガイドロールの鋳片厚み方向の間隔を、
段階的に増加させる。

【００２２】2)上記1)により、鋳片の凝固シェル厚みが
７０ｍｍ以上の位置で鋳片にバルジングを生ぜしめる。

【００２３】このときの凝固シェル厚みの望ましい上限
は、鋳型の短辺長さの４５％程度である。

【００２４】3)上記2)により、鋳片の最大厚みを、鋳型
の短辺長さの１０〜５０％分厚くする。

【００２５】このとき、バルジングゾーン終端の凝固シ
ェル厚みの望ましい上限は、鋳型の短辺長さの４５％程
度である。

【００２６】4)次いで、バルジングゾーン終端から凝固
完了点までの間で、少なくとも１対の圧下ロールを用い
て鋳片の厚み方向に６０ｍｍ／ｍｉｎ以上の圧下速度で
圧下を与えることにより、上記3)のバルジング量相当分
を圧下する。

【００２７】このときの圧下速度の望ましい上限は１５
０ｍｍ／ｍｉｎ程度である。さらに、この圧下は凝固完
了点近傍の未凝固部を等軸晶化した後に行うのが望まし
い。

【００２８】本発明方法でいう「段階的」とは、通常、
複数のガイドロールからなる複数のセグメント対の構成
になっているガイドロール群において、(a) 連続状、
(b) １対のセグメント内では連続状、かつセグメント対
単位ではステップ状、(c) セグメント対単位にステップ
状、および(d) これらの組合せを意味する。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１〜図５に基づいて本発明の第
１方法を説明する。

【００３０】図１は、本発明の第１方法を実現するため
の連続鋳造機の構成例を示す側面方向縦断面の概略図で
ある。図１において、符号１は鋳型、２は鋳片、２ａは
凝固シェル、２ｂは未凝固部、３ａは液相線クレータエ
ンド９ａ以前のガイドロール群、３ｂは液相線クレータ
エンド９ａ〜バルジングゾーン終端の間のガイドロール
群、４は電磁攪拌手段、５は圧下ロール群、６はその圧
下手段群、７はピンチロール群、８は溶鋼、１０は浸漬
ノズルおよび１１は鋳込み方向を示す。圧下ロール５は
いわゆるフラットロールである。

【００３１】図１の場合は垂直型連続鋳造機であるが、
湾曲型連続鋳造機などでもよい。電磁攪拌手段４は、後
述するように未凝固部２ｂに攪拌を与えて等軸晶化させ
るためのものであり、必須の手段ではない。

【００３２】浸漬ノズル１０を経て鋳型１に注入された
溶鋼８は、水冷されている鋳型１およびその下方に配置
された図示しないスプレーノズル群から噴射されるスプ
レー水により冷却され、凝固シェル２ａが形成されて鋳
片２となり、その内部に未凝固部２ｂを保持したままガ
イドロール３ａ、３ｂ群および圧下ロール５群を経てピ
ンチロール７群により引き抜かれる。

【００３３】前記の液相線クレータエンド９ａは鋳片２
の厚み中心の固相率が０より大きくなった位置、および
凝固完了点９ｂは鋳片２の厚み中心の固相率が０．８以
上の位置である。これらは、鋳片２の厚み方向の一次元
非定常伝熱解析により計算で求めることができる。

【００３４】本発明の第１方法では上記のような構成の
連続鋳造機のバルジングゾーン内において、鋳片２の液
相線クレータエンド９ａとバルジングゾーン終端との間
のガイドロール３ｂ群は、その鋳片２の厚み方向の間隔
を鋳込み方向に段階的に増加させるように配置する。す
なわち、鋳型１の下端の短辺長さをγ、液相線クレータ
エンド９ａの位置の直下のガイドロール３ｂの鋳片２の
厚み方向の間隔をαとすると、図１中に示すバルジング
ゾーン内でガイドロール３ｂ群の間隔を鋳片２の引き抜
き方向に順次拡げて行き、バルジングゾーン終端におけ
るガイドロール３ｂの鋳片２の厚み方向の間隔βの範囲
を１．１０γ〜１．５０γとする。このβ＝１．１０γ
〜１．５０γが、後述するように圧下前の鋳片の目標最
大厚みである。

【００３５】液相線クレータエンド９ａ以前のガイドロ
ール３ａ群については、それらの鋳片２の厚み方向の間
隔は、鋳片２の収縮やバルジングに応じた通常の方法に
したがえばよく、限定しない。

【００３６】ガイドロール３ｂ群は通常、複数対のガイ
ドロールを１単位とする複数対のセグメント構成とされ
る。この場合の間隔αの段階的増加方法の例を図２によ
り説明する。

【００３７】図２は、セグメント構成の場合に、ガイド
ロール３ｂ群の鋳片厚み方向の間隔を、鋳片の引き抜き
方向に段階的に増加させる方法例について説明する概略
図である。図２において符号１２がセグメントである。

【００３８】図２(a) は連続状で、図２(b) は１対のセ
グメント内では連続状、かつセグメント対単位ではステ
ップ状で、図２(c) はセグメント対単位にステップ状
で、それぞれ段階的に行う場合である。これらの方法を
組み合わせて用いることも可能である。鋳造鋼種や連続
鋳造機などの条件によって上記の方法から選択すること
ができるが、通常は図１および図２(a) に示すように、
各段のガイドロール３ｂ群の間隔の拡がりが略々均等に
なるような完全連続状で段階的とするのがよい。

【００３９】さらに、上記間隔αの増加は、図１および
図２に示すように両側方向に均等とする方法または鋳片
厚み方向に片側のみとする方法のいずれでもよく、連続
鋳造機などの条件によって選択するのが望ましい。

【００４０】本発明の第１方法では、上記のようなガイ
ドロール３ｂ群の配列により、鋳片の液相線クレータエ
ンド９ａとバルジングゾーン終端との間で鋳片２にバル
ジングを生じさせる。そして、鋳片２の最大厚みを鋳型
１の下端の短辺長さγよりも１０〜５０％分厚くする。

【００４１】図３は、図１に示す線Ａ−Ａ′におけるバ
ルジングゾーン内の鋳片２の状態を示す横断面図であ
る。図３に示す鋳片２のバルジングは、溶鋼８の静圧が
働く鋳片２内に未凝固部２ｂが存在しているところでの
み起こる現象である。未凝固部２ｂが鋳片２の幅方向中
央部にない場合でも、未凝固部２ｂが存在するところで
バルジングするため、後の圧下ゾーンでキャメル・クラ
ウン・ロールと呼ばれるようなロールを用いず、フラッ
トロールを用いても未凝固部２ｂが存在する領域のみを
効果的に圧下することができる。

【００４２】前記βが１．１０γ（１０％）未満では、
圧下ロール５群で後述する必要な最低圧下量１０％を確
保することができない。一方、１．５０γ（５０％）を
超えると、バルジングゾーンでの内部割れ発生防止のた
めのガイドロール３ｂの間隔の設定が困難となる。

【００４３】バルジング位置を鋳片の液相線クレータエ
ンドとバルジングゾーン終端との間とした理由につい
て、図１および図４により説明する。

【００４４】液相線クレータエンド９ａ以前でバルジン
グさせると、鋳片２に内部割れが発生する。

【００４５】図４(a) は、液相線クレータエンド９ａ以
前でバルジングさせた場合に、内部割れが発生するとき
の鋳片の状態を示す部分横断面図である。図４(a) に示
すように、凝固シェル２ａの強度が小さいためバルジン
グによって短辺Ｓが凹み、短辺Ｓ側の凝固シェル２ａ′
の凝固界面側に大きな引張り応力Ｆが働き、内部割れが
発生する。

【００４６】一方、液相線クレータエンド９ａとバルジ
ングゾーン終端との間でバルジングさせると、鋳片２に
内部割れは発生しない。

【００４７】図４(b) は、液相線クレータエンド９ａと
バルジングゾーン終端との間でバルジングさせた場合
に、内部割れが発生しないときの鋳片の状態を示す部分
横断面図である。図４(b) に示すように、バルジングに
よる短辺Ｓの凹みも発生せず、長辺Ｌ側の凝固シェル２
ａがなだらかに変形することにより、凝固界面の特定の
位置に応力が集中することもなく、内部割れは発生しな
い。

【００４８】上記のようにバルジングさせる場合、連続
鋳造機のアラインメント管理や操業のしやすさという点
からも、バルジングゾーンの長さは短くし、その配置位
置は鋳型から遠い方がよい。なお、バルジングゾーン終
端の配置は、凝固シェルの厚みが鋳型の短辺長さの４５
％以下となる位置とするのが望ましい。これは、バルジ
ング位置の凝固シェル厚みが鋳型の短辺長さの４５％よ
り厚くなると、鋳片の未凝固部の厚みが小さすぎるた
め、凝固末期の濃化溶鋼を所定のバルジングによって吸
引し、後の圧下ゾーンで後述する所期の大圧下を加えて
も、その濃化溶鋼は排出されず、局所的に偏析またはポ
ロシティの悪化する場所が生ずるからである。

【００４９】上記のように鋳片の最大厚みを鋳型の短辺
長さの１０〜５０％分厚くし、次いで、バルジングゾー
ン終端から凝固完了点９ｂまでの間で、少なくとも１対
の圧下ロール５により、鋳片２の厚み方向にその１対あ
たり前記鋳型の下端の短辺長さの１０％以上の圧下を与
え、最も望ましくは上記のように厚くしたバルジング量
相当分を圧下し、図５に示すような状態に圧下する。

【００５０】図５は、図１に示す線Ｂ−Ｂ′における圧
下ゾーン内の鋳片２の状態の例を示す横断面図である。
図示するような圧下により、鋳片２の短辺Ｓ側の凝固シ
ェル２ａ′の凝固界面が圧縮応力場となるため、凝固界
面に割れが生じることなく、また中心部に悪性の負偏析
帯が生成することもなく、セミマクロ偏析も含めて中心
偏析が比較的簡単な圧下手段で有効に改善される。１対
の圧下ロールによる圧下量の望ましい上限は５０％程度
である。このような圧下は、いわゆる大圧下と呼ばれる
ものである。圧下ロール５の望ましい対数（段数）は１
〜１０程度である。

【００５１】従来のロール圧下法においては、凝固界面
に割れが発生することを恐れて圧下量は或る値以上をと
ることができないと考えられ、凝固完了点における凝固
収縮量を圧下によって補償する軽圧下に限られていた。

【００５２】しかし、その圧下量をさらに大きくして行
くと凝固界面は伸び状態となるが、応力的には鋳込方向
に拘束されているためむしろ圧縮となり、割れがほとん
ど発生しなくなる。このとき、圧下ロール１対あたりの
所要圧下量は鋳片の厚み方向に１０％以上であることが
実験的に明らかになった。また、ロールによる従来の大
圧下法では、凝固完了点を強制的に形成させることによ
り内部割れが防止できるとされているが、凝固完了点の
形成が内部割れ防止に影響を与えないことも実験的に明
らかになった。

【００５３】凝固完了点を強制的に形成させるところま
で圧下するには、相当の圧下力を必要とする。特にサイ
ズの大きな鋳片の場合には、そのための圧下手段も工業
的に実用化不可能なほど大きなものが必要となる。この
ため、本発明の第１方法における圧下では、圧下ロール
の小径化や圧下手段の小型化を達成するためにも、むし
ろ凝固完了点を強制的に形成させない程度に圧下するの
が望ましい。また、圧下は、変形抵抗の大きい鋳片両端
部の凝固部を圧下により塑性変形させない程度の、バル
ジングゾーン内におけるバルジング量相当分とするのが
望ましい。

【００５４】本発明の第１方法によれば、中心偏析防止
の観点から圧下すべき未凝固部の位置をバルジングによ
り現出させ、その部分を効果的に圧下することができ
る。

【００５５】鋳片中心部の凝固組織は通常、柱状晶組織
となるが、本発明の第１方法では図１に示すように、鋳
片の凝固完了点９ｂよりも手前に備えた電磁攪拌手段４
により未凝固部２ｂに攪拌を加えて、凝固完了点９ｂ近
傍の鋳片中心部の未凝固部２ｂに等軸晶を発生させ、そ
の後、前記の圧下を施すのが望ましい。

【００５６】柱状晶組織の場合、鋳片の幅方向のブリッ
ジングにより局所的に偏析改善効果が小さくなる場合が
ある。しかし等軸晶組織の場合、圧下により溶鋼流動が
起こりやすく、局所的な濃化溶鋼の集積が防止される。

【００５７】電磁攪拌手段４の望ましい位置は、バルジ
ングゾーン内であり、圧下ゾーンと重ならないようにす
るのがよい。電磁攪拌の際の周波数の望ましい範囲は
１．０〜３．０Ｈz 、電流値の望ましい範囲は６００〜
９００Ａである。

【００５８】等軸晶を発生させる方法としては、必ずし
も電磁攪拌によらなくてもよい。例えば、ガイドロール
３群または圧下ロール５群を介して鋳片２に超音波を印
加する方式でもよいし、そのほか、操業面からの簡便性
や効果を配慮した低温鋳造や鋳型内への鋼線添加などの
方法であってもよい。

【００５９】次に、図６に基づいて本発明の第２方法を
説明する。

【００６０】図６は、本発明の第２方法を実現するため
の連続鋳造機の構成例を示す側面方向縦断面の概略図で
ある。図６に示す構成は、図１に示す本発明の第１方法
のものと基本的に同じである。ただし、符号３′ａは鋳
片２の凝固シェル２ａの厚みδが７０ｍｍ未満の位置の
ガイドロール群、３′ｂは同じく凝固シェル２ａの厚み
δが７０ｍｍ以上の位置のガイドロール群である。

【００６１】図１中の符号α′は、鋳片２の凝固シェル
２ａの厚みδが７０ｍｍ以上の位置のガイドロール３′
ｂの鋳片２の厚み方向の間隔である。符号βは、バルジ
ングゾーン終端におけるガイドロール３′ｂの鋳片２の
厚み方向の間隔である。

【００６２】図６の場合も垂直型連続鋳造機であるが、
湾曲型連続鋳造機などでもよい。電磁攪拌手段４は、前
述のように未凝固部２ｂに攪拌を与えて等軸晶化させる
ための装置であり、必須のものではない。

【００６３】ガイドロール３′ａ群については、それら
の鋳片２の厚み方向の間隔は、通常の方法にしたがえば
よく、限定しない。

【００６４】本発明の第２方法では上記のような構成の
連続鋳造機において、鋳片２の凝固シェル２ａの厚みδ
が７０ｍｍ以上の位置に設けるガイドロール３′ｂ群
は、図２に示す本発明の第１方法の場合と同様にバルジ
ングゾーン内において、その鋳片厚み方向の間隔α′を
鋳片２の引き抜き方向に順次段階的に増加させるように
配置する。図６に示す前記βと鋳型１の短辺長さγとの
関係は、前述の本発明の第１方法の場合と同じである。

【００６５】本発明の第２方法では上記のような構成の
連続鋳造機を用い、バルジングゾーン内においてガイド
ロール３′ｂの鋳片厚み方向の間隔を段階的に増加させ
る。

【００６６】これにより、鋳片２の凝固シェル２ａの厚
みδが７０ｍｍ以上の位置で鋳片にバルジングを生じさ
せ、鋳片２の最大厚みを鋳型１の下端の短辺長さγの１
０〜５０％分厚くする。このときの凝固シェル厚みδの
望ましい上限は、上記短辺長さγの４５％程度である。
さらに、バルジングゾーン終端での凝固シェル厚みδの
望ましい上限は、上記短辺長さγの４５％程度である。

【００６７】バルジングを生じさせる位置を鋳片の凝固
シェル厚みδが７０ｍｍ以上とした理由は、次のとおり
である。

【００６８】すなわち、鋳片の凝固シェル厚みδが７０
ｍｍ未満でバルジングさせると、短辺側の凝固シェルの
凝固界面側にかかる熱応力が大きいのに加え、前述の図
４(a) において説明した理由で内部割れが発生する。一
方、鋳片の凝固シェル厚みδが７０ｍｍ以上の位置でバ
ルジングさせると、前述の図４(b) において説明した理
由で内部割れは発生しない。

【００６９】また、バルジングゾーン終端での凝固シェ
ル厚みが前記短辺長さγの４５％程度を超えると、鋳片
の未凝固厚みが小さすぎるため凝固末期の濃化溶鋼をバ
ルジングによって吸引し、後の圧下ゾーンで所期の大圧
下を施しても、その濃化溶鋼は排出されず、局所的に正
偏析またはポロシティの悪化する場所が生ずる。

【００７０】バルジングゾーンの長さおよびその配置位
置の望ましい条件は、本発明の第１方法の場合と同じで
ある。

【００７１】バルジングを生じさせた後の鋳片２の最大
厚みを、鋳型１の下端の短辺長さγの１０〜５０％分厚
くすると限定した理由は、次のとおりである。

【００７２】すなわち、１０％未満では、圧下ロール群
で後述する必要な最低圧下速度６０ｍｍ／ｍｉｎを確保
することができない。一方、５０％を超えると、バルジ
ングゾーンでの内部割れ発生防止のためのガイドロール
３′ｂ群の間隔の設定が困難となる。

【００７３】図６に示す線Ｃ−Ｃ′の位置における鋳片
の状態およびバルジングの意義は、前述の図３に示す本
発明の第１方法の線Ａ−Ａ′の位置の場合と同じとな
る。

【００７４】次いで、バルジングゾーン終端から凝固完
了点までの間で、少なくとも１対の圧下ロールを用い
て、鋳片の厚み方向に６０ｍｍ／ｍｉｎ以上の圧下速度
で圧下を与えることにより、前記のバルジング量相当分
を圧下する。このときの圧下速度の望ましい上限は１５
０ｍｍ／ｍｉｎ程度である。バルジング量相当分の圧下
とするのは、変形抵抗の大きい鋳片両端部の凝固部を圧
下により塑性変形させない程度にするためである。この
ような圧下は、同様に大圧下と呼ばれるものである。圧
下ロール５の望ましい対数（段数）は１〜１０程度であ
る。

【００７５】本発明の第２方法においても、圧下ロール
の小径化や圧下装置の小型化を目的として、むしろ図６
に示すに示す凝固完了点９ｂを強制的に形成させない程
度に圧下するのが望ましい。さらに、この圧下は、本発
明の第１方法の場合と同様の理由で、凝固完了点９ｂ近
傍の未凝固部を等軸晶化した後に行うのが望ましい。

【００７６】図６に示す圧下ゾーンの線Ｄ−Ｄ′の位置
における鋳片の状態は、前述の図５に示す本発明の第１
方法の線Ｂ−Ｂ′の位置の場合と同じとなる。

【００７７】このような本発明の第２方法によっても、
中心偏析軽減の観点から圧下すべき未凝固部の位置をバ
ルジングにより現出させ、その部分を効果的に圧下する
ことができる。

【００７８】前述のように従来のロール圧下法では、凝
固完了点における凝固収縮量を圧下によって補償する軽
圧下に限られていた。しかし、その圧下量をさらに大き
くして行くと凝固界面は伸び状態となるが、応力的には
鋳込方向に拘束されているためむしろ圧縮となり、割れ
がほとんど発生しなくなる。

【００７９】これを実現する方法のひとつが、本発明の
第２方法のような圧下速度を適切にするものである。こ
のとき、所要圧下速度は６０ｍｍ／ｍｉｎ以上であり、
必ずしも、凝固完了点を強制的に形成させる必要はない
ことが実験的に明らかになった。

【００８０】本発明の第２方法において、本発明の第１
方法の場合に用いる液層線クレータエンドを考慮しない
のは、次のような理由による。

【００８１】液層線クレータエンドは、溶鋼の過熱度に
よって変化する。操業中にこの過熱度が変化するような
場合、その予測が困難である。一方、本発明の第２方法
の場合に用いる凝固シェル厚みは、冷却条件などが決ま
れば比較的予測しやすい。

【００８２】このため、本発明の第１方法は、操業中に
溶鋼過熱度などの鋳造条件を一定に保つことができるよ
うな場合に、本発明の第２方法は、上記鋳造条件を一定
に保つことが困難であるような場合に、それぞれ適用す
るのが望ましい。

【００８３】本発明方法における鋳造速度の望ましい範
囲は０．３〜３ｍ／ｍｉｎ程度、鋳片サイスの望ましい
範囲は、幅８００〜２５００ｍｍ程度、厚み８０〜４０
０ｍｍ程度である。

【００８４】

【実施例】

（試験１）図１に示す構成の連続鋳造機を用いて、表１
に示すＡ、ＢおよびＣの３種類の条件で鋼鋳片を鋳造し
た。最終圧下ロールの位置は凝固完了点から１００ｍｍ
上方とした。

【００８５】

【表１】

【００８６】条件Ａはバルジングさせずに電磁攪拌によ
り鋳片中心部を等軸晶とした後に大圧下を行う比較例、
条件Ｂは１０％バルジングさせ電磁攪拌により鋳片中心
部を等軸晶とした後に１０％の大圧下を行う本発明例、
条件Ｃは電磁攪拌を用いずに５０％バルジングさせた後
に２０〜３０％の大圧下を行う本発明例である。

【００８７】評価は〔Ｐ〕の最大偏析度およびセミマク
ロの偏析粒数で行った。〔Ｐ〕の最大偏析度は、得られ
たスラブを鋳込方向に直角な断面で切断して厚み方向中
心部から試験片を採取し、このサンプルの表面を２００
μｍメッシュの粗さに分け、おのおののメッシュの中で
の〔Ｐ〕の平均濃度を調査し、この〔Ｐ〕と母溶鋼のＰ
濃度〔Ｐ₀ 〕との比Ｐ／Ｐ₀ とした。偏析粒数は、５０
ｍｍ×１０００ｍｍの範囲の粒状偏析の個数を５０倍で
顕鏡し、Ｐ／Ｐ₀ が３以上のものについて調査した。結
果を図７および図８に示す。

【００８８】図７は条件Ａ、ＢおよびＣにおける〔Ｐ〕
の最大偏析度を示す図、図８は偏析粒数とセミマクロ偏
析粒径との関係を示す図である。

【００８９】図７および図８から明らかなように、本発
明例ＢおよびＣでは、適正な位置で適正なバルジングを
施して未凝固部が存在する領域を現出させ、圧下を加え
ることにより、鋳片の未凝固部が存在する領域における
大圧下を効果的に行うことができ、比較例Ａと比べて中
心偏析が改善された。

【００９０】（試験２）図６に示す構成の連続鋳造機を
用いて、表２に示すＤ、ＥおよびＦの３種類の条件で鋼
鋳片を鋳造した。ただし、圧下ロールの対数は表２に示
すように変え、最終圧下ロールの位置は試験１と同様に
凝固完了点から１００ｍｍ上方とした。

【００９１】

【表２】

【００９２】条件Ｄはバルジングさせずに電磁攪拌によ
り鋳片中心部を等軸晶とした後に大圧下を行う比較例、
条件Ｅは１０％バルジングさせ電磁攪拌により鋳片中心
部を等軸晶とした後に大圧下を行う本発明例、条件Ｆは
電磁攪拌を用いずに５０％バルジングさせた後に大圧下
を行う本発明例である。

【００９３】評価は試験１の方法に準じた。ただし、偏
析粒数の顕鏡範囲は５０ｍｍ×５００ｍｍとし、Ｐ／Ｐ
₀ が２以上のものについて調査した。結果を図９および
図１０に示す。

【００９４】図９は条件Ｄ、ＥおよびＦにおける〔Ｐ〕
の最大偏析度を示す図、図１０は偏析粒数とセミマクロ
偏析粒径との関係を示す図である。

【００９５】図９および図１０から明らかなように、本
発明例ＥおよびＦでは、適正な位置で適正なバルジング
を施して未凝固部が存在する領域を現出させ、ロールに
より圧下を加えることにより、鋳片の未凝固部が存在す
る領域における大圧下を効果的に行うことができ、比較
例Ｄと比べて中心偏析が改善された。

【００９６】

【発明の効果】本発明方法によれば、比較的小さい圧下
荷重で未凝固部に大圧下を効果的に作用させることによ
り、負偏析帯を生ぜしめることなく、セミマクロ偏析を
も含んで中心偏析を軽減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１方法を実現するための連続鋳造機
の構成例を示す側面方向縦断面の概略図である。

【図２】ガイドロール群の鋳片厚み方向の間隔を鋳込み
方向に段階的に増加させる方法例について説明する概略
図である。(a) は連続状、(b) は１対のセグメント内で
は連続状、かつセグメント対単位ではステップ状、(c)
はセグメント対単位にステップ状の場合である。

【図３】図１に示す線Ａ−Ａ′における鋳片の横断面図
である。

【図４】バルジングさせる位置による鋳片の状態の差を
説明する鋳片の部分横断面図である。(a) は液相線クレ
ータエンド以前で内部割れが発生するとき、(b) は液相
線クレータエンドとバルジングゾーン終端との間で内部
割れが発生しないときである。

【図５】図１に示す線Ｂ−Ｂ′における鋳片の状態の例
を示す横断面図である。

【図６】本発明の第２方法を実現するための連続鋳造機
の構成例を示す側面方向縦断面の概略図である。

【図７】実施例の試験１における〔Ｐ〕の最大偏析度を
示す図である。

【図８】実施例の試験１における偏析粒数とセミマクロ
偏析粒径との関係を示す図である。

【図９】実施例の試験２における〔Ｐ〕の最大偏析度を
示す図である。

【図１０】実施例の試験２における偏析粒数とセミマク
ロ偏析粒径との関係を示す図である。

【符号の説明】

１：鋳型、 ２：鋳片、2a, 2a′：凝固
シェル、 2b：未凝固部、3a：液相線クレータエンド
以前のガイドロール、3 ′a ：凝固シェル厚みが７０ｍ
ｍ未満の位置のガイドロール、3b：液相線クレータエン
ド〜凝固完了点の間のガイドロール、3 ′b ：凝固シェ
ル厚みが７０ｍｍ以上の位置のガイドロール、４：電磁
攪拌手段、５：圧下ロール、 ６：圧下手段、
７：ピンチロール、 ８：溶鋼、9a：液相線クレ
ータエンド、9b：凝固完了点、10：浸漬ノズル、
11：鋳込み方向、12：セグメント、α：液相線クレ
ータエンドの位置の直下のガイドロールの鋳片厚み方向
の間隔、α′：凝固シェル厚みが７０ｍｍ以上の位置の
ガイドロールの鋳片厚み方向の間隔、β：バルジングゾ
ーン終端における鋳片厚み方向のガイドロール間隔、
γ：鋳型の短辺長さ、 δ：凝固シェル厚み、Ｓ：
鋳片の短辺、 Ｌ：鋳片の長辺、Ｆ：引張り応
力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 晃三 茨城県鹿嶋市大字光３番地住友金属工業株 式会社鹿島製鉄所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バルジングゾーン内に鋳片の引き抜き方向
   に配列されたガイドロールの鋳片厚み方向の間隔を段階
   的に増加させて、鋳片の液相線クレータエンドとバルジ
   ングゾーン終端との間で鋳片にバルジングを生ぜしめる
   ことにより、鋳片の最大厚みを鋳型の短辺長さの１０〜
   ５０％分厚くし、次いで、バルジングゾーン終端から凝
   固完了点までの間で、少なくとも１対の圧下ロールを用
   いて鋳片の厚み方向にその１対あたり前記鋳型の短辺長
   さの１０％以上の圧下を与えることを特徴とする鋼鋳片
   の連続鋳造方法。
2. 【請求項２】バルジングゾーン内に鋳片の引き抜き方向
   に配列されたガイドロールの鋳片厚み方向の間隔を段階
   的に増加させて、鋳片の凝固シェル厚みが７０ｍｍ以上
   の位置で鋳片にバルジングを生ぜしめることにより、鋳
   片の最大厚みを鋳型の短辺長さの１０〜５０％分厚く
   し、次いで、バルジングゾーン終端から凝固完了点まで
   の間で、少なくとも１対の圧下ロールを用いて鋳片の厚
   み方向に６０ｍｍ／ｍｉｎ以上の圧下速度で圧下を与え
   ることにより、前記バルジング量相当分を圧下すること
   を特徴とする鋼鋳片の連続鋳造方法。