JPH1043848A - 連続鋳造における鋳片内部割れ防止方法 - Google Patents
連続鋳造における鋳片内部割れ防止方法Info
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- JPH1043848A JPH1043848A JP20198596A JP20198596A JPH1043848A JP H1043848 A JPH1043848 A JP H1043848A JP 20198596 A JP20198596 A JP 20198596A JP 20198596 A JP20198596 A JP 20198596A JP H1043848 A JPH1043848 A JP H1043848A
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- continuous casting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続鋳造において、鋳片温度を過度に冷却す
ることなしに内部割れを防止し得る手法を与えることに
よって、特に2.0 ｍ／min 以上の高速鋳造時の内部割れ
の抑制並びに高温度に保持された鋳片が要求される連続
鋳造−圧延直送化プロセスを実現する。 【解決手段】 鋼の連続鋳造において、溶鋼をモールド
内に注湯する際、浸漬ノズルからCaまたはCa含有合金を
モールド内の溶鋼中に添加することにより、鋳片厚み中
心近傍のCa濃度を高位に安定させ、Caにより溶存Ｓを硫
化物として固定し低減する。
ることなしに内部割れを防止し得る手法を与えることに
よって、特に2.0 ｍ／min 以上の高速鋳造時の内部割れ
の抑制並びに高温度に保持された鋳片が要求される連続
鋳造−圧延直送化プロセスを実現する。 【解決手段】 鋼の連続鋳造において、溶鋼をモールド
内に注湯する際、浸漬ノズルからCaまたはCa含有合金を
モールド内の溶鋼中に添加することにより、鋳片厚み中
心近傍のCa濃度を高位に安定させ、Caにより溶存Ｓを硫
化物として固定し低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造における
鋳片内部割れ防止方法に関するものである。
鋳片内部割れ防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼の連続鋳造は、図１に示すように、取
鍋１内の溶鋼２をロングノズル３からタンディッシュ４
内に一旦注入し、次いで溶鋼２を浸漬ノズル５からモー
ルド６内に連続的に注入して行う。そして、モールド６
内に注入された溶鋼２は、ここで急冷されることによ
り、凝固シェル７がモールド６内壁に形成され、凝固シ
ェル７はガイドロール８に支持されながら、ここで供給
される二次冷却水により冷却されて完全に凝固を完了
し、鋳片９としてピンチロール１０により連続的に引き
抜かれる。なお、符号１１は、モールドパウダーであ
る。
鍋１内の溶鋼２をロングノズル３からタンディッシュ４
内に一旦注入し、次いで溶鋼２を浸漬ノズル５からモー
ルド６内に連続的に注入して行う。そして、モールド６
内に注入された溶鋼２は、ここで急冷されることによ
り、凝固シェル７がモールド６内壁に形成され、凝固シ
ェル７はガイドロール８に支持されながら、ここで供給
される二次冷却水により冷却されて完全に凝固を完了
し、鋳片９としてピンチロール１０により連続的に引き
抜かれる。なお、符号１１は、モールドパウダーであ
る。
【０００３】ところで、近年、生産性の向上を目的に、
高温鋳片の製造と直送圧延プロセスの安定化を達成する
ため、連続鋳造の高速化が進められている。この高速鋳
造技術を確立するに当たり、品質上の問題の１つに鋳片
内部における割れ（以下、「内部割れ」と略記）があ
る。この内部割れの発生は、凝固界面における歪み増大
に伴い発生するものである。そして凝固界面に作用する
歪みには、バルジング歪み、曲げ歪み、矯正歪み、ロー
ルミスアライメント歪み、熱応力による歪みなどが挙げ
られるが、中でもバルジング歪みが主であるとされてい
る。従って、凝固界面に作用する歪みを低減するには、
冷却強化によるバルジングの低減が有効であり、例えば
特開昭57−187150号公報では、内部割れ発生の防止を目
的に、二次冷却水による冷却の強化を図ることが、提案
されている。
高温鋳片の製造と直送圧延プロセスの安定化を達成する
ため、連続鋳造の高速化が進められている。この高速鋳
造技術を確立するに当たり、品質上の問題の１つに鋳片
内部における割れ（以下、「内部割れ」と略記）があ
る。この内部割れの発生は、凝固界面における歪み増大
に伴い発生するものである。そして凝固界面に作用する
歪みには、バルジング歪み、曲げ歪み、矯正歪み、ロー
ルミスアライメント歪み、熱応力による歪みなどが挙げ
られるが、中でもバルジング歪みが主であるとされてい
る。従って、凝固界面に作用する歪みを低減するには、
冷却強化によるバルジングの低減が有効であり、例えば
特開昭57−187150号公報では、内部割れ発生の防止を目
的に、二次冷却水による冷却の強化を図ることが、提案
されている。
【０００４】しかしながら、二次冷却を強化すると、鋳
片温度が低下するため、表面割れの発生を引き起こす
上、連続鋳造−圧延工程の直送化に要求される、鋳片の
高温保持が困難になることから、二次冷却を強化する場
合は、鋳造速度を2.0 ｍ／min以下程度に制限する必要
がある。
片温度が低下するため、表面割れの発生を引き起こす
上、連続鋳造−圧延工程の直送化に要求される、鋳片の
高温保持が困難になることから、二次冷却を強化する場
合は、鋳造速度を2.0 ｍ／min以下程度に制限する必要
がある。
【０００５】一方、内部割れの感受性は、Ｓ濃度に大き
く影響されることが知られており、内部割れ防止のため
に、Ｓの低減が有効であることが、数多く報告されてい
る。また、このＳ低減に関連して、特開昭56−144051号
および特公昭56−51859 号公報には、溶鋼中にCa合金お
よび REM合金を添加することにより、内部割れの発生が
抑制できることが報告されているが、特に高速鋳造にお
ける有効性に乏しいところに問題が残る。
く影響されることが知られており、内部割れ防止のため
に、Ｓの低減が有効であることが、数多く報告されてい
る。また、このＳ低減に関連して、特開昭56−144051号
および特公昭56−51859 号公報には、溶鋼中にCa合金お
よび REM合金を添加することにより、内部割れの発生が
抑制できることが報告されているが、特に高速鋳造にお
ける有効性に乏しいところに問題が残る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、連
続鋳造において、鋳片温度を過度に冷却することなしに
内部割れを防止し得る手法を与えることによって、特に
2.0 ｍ／min 以上の高速鋳造時の内部割れの抑制ならび
に高温度に保持された鋳片が要求される連続鋳造−圧延
直送化プロセスを実現しようとするものである。
続鋳造において、鋳片温度を過度に冷却することなしに
内部割れを防止し得る手法を与えることによって、特に
2.0 ｍ／min 以上の高速鋳造時の内部割れの抑制ならび
に高温度に保持された鋳片が要求される連続鋳造−圧延
直送化プロセスを実現しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼の連続鋳造
において、溶鋼をモールド内に注湯する際、浸漬ノズル
からCaまたはCa含有合金をモールド内の溶鋼中に添加す
ることにより、鋳片厚み中心近傍のCa濃度を高位に安定
させ、Caにより溶存Ｓを硫化物として固定し低減するこ
とを特徴とする連続鋳造における鋳片内部割れ防止方法
である。
において、溶鋼をモールド内に注湯する際、浸漬ノズル
からCaまたはCa含有合金をモールド内の溶鋼中に添加す
ることにより、鋳片厚み中心近傍のCa濃度を高位に安定
させ、Caにより溶存Ｓを硫化物として固定し低減するこ
とを特徴とする連続鋳造における鋳片内部割れ防止方法
である。
【０００８】ここで、CaまたはCa含有合金を、モールド
内溶鋼サンプル分析値が下式 0.008 ≧［％Ｓ］−［％Ca］／1.25 を満足するように添加することが好ましい。また、Ca含
有合金としては、Ca−Si合金、Ca−Al合金、Ca−Si−RE
M 合金などが適合する。
内溶鋼サンプル分析値が下式 0.008 ≧［％Ｓ］−［％Ca］／1.25 を満足するように添加することが好ましい。また、Ca含
有合金としては、Ca−Si合金、Ca−Al合金、Ca−Si−RE
M 合金などが適合する。
【０００９】
【発明の実施の形態】前述したように、連続鋳造におけ
る内部割れの発生は、二次冷却水の強化ならびに成分中
のＳ値を低減することにより防止できる。しかしなが
ら、冷却水量を増強するには設備上の限界があり、しか
も連続鋳造−圧延工程の直送化を推進するには、高温度
の鋳片が要求されるため、二次冷却水の増大に対する制
約を避けることは難しい。さらに、Ｓを低減するには、
一般に脱硫プロセスが必要となるため、製鋼コストの増
大につながるばかりでなく、製造プロセスに要する時間
が延長されるため、生産性の観点からも、その実現が困
難である。
る内部割れの発生は、二次冷却水の強化ならびに成分中
のＳ値を低減することにより防止できる。しかしなが
ら、冷却水量を増強するには設備上の限界があり、しか
も連続鋳造−圧延工程の直送化を推進するには、高温度
の鋳片が要求されるため、二次冷却水の増大に対する制
約を避けることは難しい。さらに、Ｓを低減するには、
一般に脱硫プロセスが必要となるため、製鋼コストの増
大につながるばかりでなく、製造プロセスに要する時間
が延長されるため、生産性の観点からも、その実現が困
難である。
【００１０】なお、Ｓは界面張力が小さいため、内部割
れ発生起点に濃化しやすいだけでなく、高温延性が零の
領域である脆化域を増大させることも報告されており、
Ｓ値を鋳造速度、二次冷却水量に応じた内部割れ発生限
界以内に収めることも必要である。
れ発生起点に濃化しやすいだけでなく、高温延性が零の
領域である脆化域を増大させることも報告されており、
Ｓ値を鋳造速度、二次冷却水量に応じた内部割れ発生限
界以内に収めることも必要である。
【００１１】また、現状の主流の方式となっている、垂
直曲げ型の連続鋳造機における内部割れの発生は、バル
ジング歪みならびに脆化域幅が大きくなる凝固末期に顕
著となる。従って、鋳片厚みの１／４〜１／２深さ（片
側での深さ、両側では１／４〜３／４深さに相当）位置
における内部割れの防止が特に重要となる。
直曲げ型の連続鋳造機における内部割れの発生は、バル
ジング歪みならびに脆化域幅が大きくなる凝固末期に顕
著となる。従って、鋳片厚みの１／４〜１／２深さ（片
側での深さ、両側では１／４〜３／４深さに相当）位置
における内部割れの防止が特に重要となる。
【００１２】以上の技術的背景に対して、従来のCa合金
やＲＥＭ合金添加による内部割れ低減の手法では、Caや
ＲＥＭの濃度が鋳片厚み方向にほぼ均一となるため、高
速鋳造時の内部割れ防止に要求される低水準のＳ量とな
るまで、ＳをＣａにより固定することは困難であったの
である。
やＲＥＭ合金添加による内部割れ低減の手法では、Caや
ＲＥＭの濃度が鋳片厚み方向にほぼ均一となるため、高
速鋳造時の内部割れ防止に要求される低水準のＳ量とな
るまで、ＳをＣａにより固定することは困難であったの
である。
【００１３】しかるに、本発明では、モールド内の溶鋼
中に浸漬ノズルから、Ｃａ又はＣａ含有合金を、好まし
くは微粒状で、吹き込むことにより、鋳片厚み方向の中
心近傍のＣａ濃度を局所的に高濃度にすることが可能と
なり、内部割れの発生に必要なＳ量を高速鋳造において
も達成可能とした。
中に浸漬ノズルから、Ｃａ又はＣａ含有合金を、好まし
くは微粒状で、吹き込むことにより、鋳片厚み方向の中
心近傍のＣａ濃度を局所的に高濃度にすることが可能と
なり、内部割れの発生に必要なＳ量を高速鋳造において
も達成可能とした。
【００１４】すなわち、図２および図３に示すように、
モールド６内に溶鋼２を注入する浸漬ノズル３に、その
上部側壁に設けた導入孔３ａから側壁内側で延びる供給
路３ｂを介してノズル先端面に開口する供給口３ｃを一
連に形成し、この供給口３ｃからＣａまたはＣａ合金12
をモールド６内の溶鋼２中に供給することによって、鋳
片厚み中心近傍のＣａ濃度を局所的に高くすることがで
きる。
モールド６内に溶鋼２を注入する浸漬ノズル３に、その
上部側壁に設けた導入孔３ａから側壁内側で延びる供給
路３ｂを介してノズル先端面に開口する供給口３ｃを一
連に形成し、この供給口３ｃからＣａまたはＣａ合金12
をモールド６内の溶鋼２中に供給することによって、鋳
片厚み中心近傍のＣａ濃度を局所的に高くすることがで
きる。
【００１５】ここで、ＣａまたはＣａ合金をモールド６
内の溶鋼２中に添加する際の量は、モールド内溶鋼サン
プル分析値が下式； 0.008 ≧［％Ｓ］−［％Ca］／1.25 を満足するように供給することが好ましい。なぜなら、
上述したＣａ量を溶鋼中に存在させることで、内部割れ
発生防止に必要となる溶存Ｓ量Ｓr が鋳片１／４〜１／
２深さ位置で達成可能となるからである。
内の溶鋼２中に添加する際の量は、モールド内溶鋼サン
プル分析値が下式； 0.008 ≧［％Ｓ］−［％Ca］／1.25 を満足するように供給することが好ましい。なぜなら、
上述したＣａ量を溶鋼中に存在させることで、内部割れ
発生防止に必要となる溶存Ｓ量Ｓr が鋳片１／４〜１／
２深さ位置で達成可能となるからである。
【００１６】また、浸漬ノズルの浸漬深さは、２５０mm
以上とするのが好ましい。さらに、ＣａまたはＣａ合金
の添加条件としては、例えば、高歩留りを達成するため
に、１mm以下の粒状で７０％Ｃａ−３０％Ｓｉからなる
Ｃａ−Ｓｉ合金を、搬送ガスとして５．０リットル／mi
n のＡｒを用い、速度０．８kg／min で供給する条件が
挙げられる。
以上とするのが好ましい。さらに、ＣａまたはＣａ合金
の添加条件としては、例えば、高歩留りを達成するため
に、１mm以下の粒状で７０％Ｃａ−３０％Ｓｉからなる
Ｃａ−Ｓｉ合金を、搬送ガスとして５．０リットル／mi
n のＡｒを用い、速度０．８kg／min で供給する条件が
挙げられる。
【００１７】
【実施例】２２０mm厚の鋳片を製造する実機連続鋳造設
備において、Ｃ：０．１６wt％，Ｐ：０．０２wt％およ
びＳ：０．０１０wt％の組成の溶鋼による連続鋳造を、
鋳造速度：２．０ｍ／min および比水量：２．０リットル／
kgで行うに当たり、７０％Ｃａ−３０％ＳｉからなるＣ
ａ−Ｓｉ合金（粒径１mm以下の粒状）を、搬送Ａｒガス
量５．０リットル／min により、０．８kg／min の速度
で、浸漬ノズルを介して図２に示した要領で添加した。
また、比較のために、Ｃａ合金を添加しない場合（比較
例Ａ）およびＣａ合金をレードルからＣａ：２５ppm 相
当添加する場合（比較例Ｂ）についても、同様に連続鋳
造を行った。
備において、Ｃ：０．１６wt％，Ｐ：０．０２wt％およ
びＳ：０．０１０wt％の組成の溶鋼による連続鋳造を、
鋳造速度：２．０ｍ／min および比水量：２．０リットル／
kgで行うに当たり、７０％Ｃａ−３０％ＳｉからなるＣ
ａ−Ｓｉ合金（粒径１mm以下の粒状）を、搬送Ａｒガス
量５．０リットル／min により、０．８kg／min の速度
で、浸漬ノズルを介して図２に示した要領で添加した。
また、比較のために、Ｃａ合金を添加しない場合（比較
例Ａ）およびＣａ合金をレードルからＣａ：２５ppm 相
当添加する場合（比較例Ｂ）についても、同様に連続鋳
造を行った。
【００１８】以上の方法で連続鋳造した鋳片について、
厚み方向のＳを分析し溶存Ｓ量を求めるとともに、内部
割れ発生の程度を調査した。まず、図４に、鋳片厚み方
向における溶存Ｓ量の分布を示す。なお、溶存Ｓ量Ｓr
は、以下の式にて定義した。 但し、ＭＳ：Ｓ含有量 ＭＣａ：Ｃａ原子量
厚み方向のＳを分析し溶存Ｓ量を求めるとともに、内部
割れ発生の程度を調査した。まず、図４に、鋳片厚み方
向における溶存Ｓ量の分布を示す。なお、溶存Ｓ量Ｓr
は、以下の式にて定義した。 但し、ＭＳ：Ｓ含有量 ＭＣａ：Ｃａ原子量
【００１９】図４より、本発明法では、鋳片厚1/4 〜1/
2 （中心）位置のＣａ濃度が高い値となり、Ｓr 値が低
位になることがわかる。図中には、参考として、歪み解
析から推定した内部割れ発生限界のＳr 値を二点鎖線で
示しているが、本発明法を採用することにより、ほぼ近
い分布を達成できていることがわかる。
2 （中心）位置のＣａ濃度が高い値となり、Ｓr 値が低
位になることがわかる。図中には、参考として、歪み解
析から推定した内部割れ発生限界のＳr 値を二点鎖線で
示しているが、本発明法を採用することにより、ほぼ近
い分布を達成できていることがわかる。
【００２０】また、表１に、内部割れ発生量の比較を示
す。ここで、内部割れ発生量は、鋳片断面Ｓプリントを
用いて評価し、評価方法は図５に示す方法に従った。す
なわち、鋳片幅中央位置において鋳造方向に採取したサ
ンプルにおいて、内部割れ長さをａi （mm）としたとき
の、内部割れ指数ＩＣＲは、次式のとおりである。 ＩＣＲ＝｛Σａi 2 ／（Ｌ×Ｔ）｝×10000 但し、Ｌ：サンプル長（mm） Ｔ：サンプル厚（mm）
す。ここで、内部割れ発生量は、鋳片断面Ｓプリントを
用いて評価し、評価方法は図５に示す方法に従った。す
なわち、鋳片幅中央位置において鋳造方向に採取したサ
ンプルにおいて、内部割れ長さをａi （mm）としたとき
の、内部割れ指数ＩＣＲは、次式のとおりである。 ＩＣＲ＝｛Σａi 2 ／（Ｌ×Ｔ）｝×10000 但し、Ｌ：サンプル長（mm） Ｔ：サンプル厚（mm）
【００２１】
【表１】
【００２２】表１に示すように、本発明法の採用によ
り、内部割れ発生はほぼ皆無となり、無欠陥鋳片の製造
が可能となった。なお、本発明法による鋳片は表面割れ
の発生も皆無であり、また本発明法では浸漬ノズルを介
してＣａ合金を添加しているため、添加時のモールド湯
面の乱れに起因するパウダー巻き込み性の欠陥ならびに
ブローホール欠陥の発生も皆無であった。
り、内部割れ発生はほぼ皆無となり、無欠陥鋳片の製造
が可能となった。なお、本発明法による鋳片は表面割れ
の発生も皆無であり、また本発明法では浸漬ノズルを介
してＣａ合金を添加しているため、添加時のモールド湯
面の乱れに起因するパウダー巻き込み性の欠陥ならびに
ブローホール欠陥の発生も皆無であった。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、２次冷却能力を増強す
ることなしに、高速鋳造における内部割れの発生を抑制
することが可能となる。従って、従来は鋳造が困難であ
った２．０ｍ／min 以上の高速鋳造が安定して可能とな
るため、生産性が飛躍的に向上することになる。また、
高温度に保持された鋳片を得ることが可能となり、連続
鋳造−圧延直送化プロセスの実現に大きく寄与する。
ることなしに、高速鋳造における内部割れの発生を抑制
することが可能となる。従って、従来は鋳造が困難であ
った２．０ｍ／min 以上の高速鋳造が安定して可能とな
るため、生産性が飛躍的に向上することになる。また、
高温度に保持された鋳片を得ることが可能となり、連続
鋳造−圧延直送化プロセスの実現に大きく寄与する。
【図１】連続鋳造の工程を示す模式図である。
【図２】本発明のＣａ添加要領を示す模式図である。
【図３】浸漬ノズルの断面を示す模式図である。
【図４】鋳片厚み方向の溶存Ｓ濃度の分布を示す図であ
る。
る。
【図５】内部割れ指数の定義を説明する図である。
１ 取鍋 ２ 溶鋼 ３ ロングノズル ４ タンディッシュ ５ 浸漬ノズル ６ モールド ７ 凝固シェル ８ ガイドロール ９ 鋳片 10 ピンチロール 11 モールドパウダー 12 Ｃａ
フロントページの続き (72)発明者 戸澤 宏一 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 反町 健一 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼の連続鋳造において、溶鋼をモールド
内に注湯する際、浸漬ノズルからCaまたはCa含有合金を
モールド内の溶鋼中に添加することにより、鋳片厚み中
心近傍のCa濃度を高位に安定させ、Caにより溶存Ｓを硫
化物として固定し低減することを特徴とする連続鋳造に
おける鋳片内部割れ防止方法。 - 【請求項２】 CaまたはCa含有合金を、モールド内溶鋼
サンプル分析値が下式： 0.008 ≧［％Ｓ］−［％Ca］／1.25 を満足するように添加する、請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20198596A JPH1043848A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 連続鋳造における鋳片内部割れ防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20198596A JPH1043848A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 連続鋳造における鋳片内部割れ防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1043848A true JPH1043848A (ja) | 1998-02-17 |
Family
ID=16450035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20198596A Pending JPH1043848A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 連続鋳造における鋳片内部割れ防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1043848A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006116591A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Jfe Steel Kk | 鋼の鋳造方法 |
| JP2007216247A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Jfe Steel Kk | 連続鋳造スラブの製造方法並びに高張力熱延鋼板、高張力冷延鋼板及び高張力亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
| JP2011098388A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼の連続鋳造方法および極厚鋼板 |
| CN114774761A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-07-22 | 福建三宝钢铁有限公司 | 一种用于提高q355b板坯表面及内部质量的制备工艺 |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP20198596A patent/JPH1043848A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006116591A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Jfe Steel Kk | 鋼の鋳造方法 |
| JP2007216247A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Jfe Steel Kk | 連続鋳造スラブの製造方法並びに高張力熱延鋼板、高張力冷延鋼板及び高張力亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
| JP2011098388A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼の連続鋳造方法および極厚鋼板 |
| CN114774761A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-07-22 | 福建三宝钢铁有限公司 | 一种用于提高q355b板坯表面及内部质量的制备工艺 |
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