JPH1080752A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents
連続鋳造用鋳型Info
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- JPH1080752A JPH1080752A JP23771296A JP23771296A JPH1080752A JP H1080752 A JPH1080752 A JP H1080752A JP 23771296 A JP23771296 A JP 23771296A JP 23771296 A JP23771296 A JP 23771296A JP H1080752 A JPH1080752 A JP H1080752A
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- Japan
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- continuous casting
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- casting mold
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 極低炭素鋼スラブの表面欠陥を低減できる連
続鋳造用鋳型を提供する。 【解決手段】 実質的に横断面が矩形のキャビティを有
する連続鋳造用鋳型であって、鋳型長辺の上部の少なく
とも中央部分は上方に向かって広がるようにそれぞれ傾
斜し、かつ、鋳型短辺は鋳型全長にわたって実質的に互
いに平行に設けられている
続鋳造用鋳型を提供する。 【解決手段】 実質的に横断面が矩形のキャビティを有
する連続鋳造用鋳型であって、鋳型長辺の上部の少なく
とも中央部分は上方に向かって広がるようにそれぞれ傾
斜し、かつ、鋳型短辺は鋳型全長にわたって実質的に互
いに平行に設けられている
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、熱間圧延や冷間
圧延で生じる表面欠陥を低減できる極低炭素鋼スラブの
製造に用いられる連続鋳造用鋳型に関する。
圧延で生じる表面欠陥を低減できる極低炭素鋼スラブの
製造に用いられる連続鋳造用鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術】製品炭素濃度が５０ｐｐｍより少ない極
低炭素鋼は帯鋼にする際に、圧延工程で表面欠陥を生じ
やすく、スラブ表面を溶削等する手入れ処理が必要にな
る。圧延時に発生する表面欠陥を調べてみると、非金属
介在物が欠陥の主原因になっていることが判明してい
る。一方、極低炭素鋼より炭素含有率の高い低炭素鋼の
場合は、圧延工程で表面欠陥が生じにくいので、溶削等
の手入れ処理は省略されている。
低炭素鋼は帯鋼にする際に、圧延工程で表面欠陥を生じ
やすく、スラブ表面を溶削等する手入れ処理が必要にな
る。圧延時に発生する表面欠陥を調べてみると、非金属
介在物が欠陥の主原因になっていることが判明してい
る。一方、極低炭素鋼より炭素含有率の高い低炭素鋼の
場合は、圧延工程で表面欠陥が生じにくいので、溶削等
の手入れ処理は省略されている。
【０００３】ところで、表面欠陥の発生の有無につき極
低炭素鋼と低炭素鋼との間でこのような相違が生じるの
は、極低炭素鋼の場合は連続鋳造工程で非金属介在物が
凝固シェルに捕捉されやすいと考えられるからである。
凝固シェルの成長に影響を及ぼす因子としてあげられる
ものは、溶鋼の流動状態や、溶鋼と鋳型内壁との接触状
態、あるいはモールドパウダーの状態などである。
低炭素鋼と低炭素鋼との間でこのような相違が生じるの
は、極低炭素鋼の場合は連続鋳造工程で非金属介在物が
凝固シェルに捕捉されやすいと考えられるからである。
凝固シェルの成長に影響を及ぼす因子としてあげられる
ものは、溶鋼の流動状態や、溶鋼と鋳型内壁との接触状
態、あるいはモールドパウダーの状態などである。
【０００４】ところで、従来の連続鋳造用鋳型に対する
一般的な考え方は、凝固シェルが所定形状に形成できれ
ばよいとする単純なものであった。これに対して、抜熱
速度を小さくして鋳片表面割れなどを低減し、高品質鋳
片を製造する方法が着目されている。例えば、特開昭５
５−１５６６４２号公報および特公昭６３−２７０１号
公報には、銅製鋳型の表面にサーメットを溶射した熱抵
抗層を設けることにより冷却速度を抑制する方法が提案
されている。
一般的な考え方は、凝固シェルが所定形状に形成できれ
ばよいとする単純なものであった。これに対して、抜熱
速度を小さくして鋳片表面割れなどを低減し、高品質鋳
片を製造する方法が着目されている。例えば、特開昭５
５−１５６６４２号公報および特公昭６３−２７０１号
公報には、銅製鋳型の表面にサーメットを溶射した熱抵
抗層を設けることにより冷却速度を抑制する方法が提案
されている。
【０００５】また、特開平７−１４４２５８号公報に
は、４５０℃におけるビッカース硬さが１０Ｈｖ以上
で、同温度での鉄原子の被覆層中の拡散係数が毎秒１．
２×１０-5ｍ2 以下である内面被覆層をもつ連続鋳造用
鋳型が提案されている。
は、４５０℃におけるビッカース硬さが１０Ｈｖ以上
で、同温度での鉄原子の被覆層中の拡散係数が毎秒１．
２×１０-5ｍ2 以下である内面被覆層をもつ連続鋳造用
鋳型が提案されている。
【０００６】これらの従来技術は、いずれも中炭素鋼の
連続鋳造に発生しやすい表面の縦割れが抜熱速度と強い
相関があり、抜熱速度の限界値が存在するという知見に
もとずいている。
連続鋳造に発生しやすい表面の縦割れが抜熱速度と強い
相関があり、抜熱速度の限界値が存在するという知見に
もとずいている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、極低炭
素鋼の欠陥は溶鋼中の非金属介在物に起因するため、こ
れら従来タイプの鋳型を用いたとしても表面欠陥の発生
を十分に抑制することはできない。
素鋼の欠陥は溶鋼中の非金属介在物に起因するため、こ
れら従来タイプの鋳型を用いたとしても表面欠陥の発生
を十分に抑制することはできない。
【０００８】一方、ドイツ国特許８４１１２８５０．７
号公報では薄板の連続鋳造に用いる鋳型として漏斗形状
のものが提案されている。この漏斗形状の鋳型は、スラ
ブを介することなく直接的に粗圧延後の粗バーに相当す
る鋳片を製造することを目的としており、鋳片厚みが鋳
造用の注入ノズルよりも小さく、漏斗形状とした目的も
注入ノズルの領域を形成することにある。そのため、注
入ノズルからの溶鋼吐出流が、短辺へ流れる途中に鋳型
長辺に衝突し溶鋼メニスカス部の湯面変動を生じる原因
となっている。このため、吐出口形状を小さくしたり、
電磁力を用いた溶鋼の流動制御を行ったりしているが、
通常のスラブ厚みを有する鋳片のような高品質鋳片を製
造することは困難となっている。
号公報では薄板の連続鋳造に用いる鋳型として漏斗形状
のものが提案されている。この漏斗形状の鋳型は、スラ
ブを介することなく直接的に粗圧延後の粗バーに相当す
る鋳片を製造することを目的としており、鋳片厚みが鋳
造用の注入ノズルよりも小さく、漏斗形状とした目的も
注入ノズルの領域を形成することにある。そのため、注
入ノズルからの溶鋼吐出流が、短辺へ流れる途中に鋳型
長辺に衝突し溶鋼メニスカス部の湯面変動を生じる原因
となっている。このため、吐出口形状を小さくしたり、
電磁力を用いた溶鋼の流動制御を行ったりしているが、
通常のスラブ厚みを有する鋳片のような高品質鋳片を製
造することは困難となっている。
【０００９】本発明の目的は、熱間圧延もしくは冷間圧
延に供する極低炭素鋼のスラブを製造するに際し、熱間
圧延時もしくは冷間圧延時に発生する表面欠陥を低減す
ることができる連続鋳造用鋳型を提供することにある。
延に供する極低炭素鋼のスラブを製造するに際し、熱間
圧延時もしくは冷間圧延時に発生する表面欠陥を低減す
ることができる連続鋳造用鋳型を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、極低炭素
鋼と低炭素鋼との間で表面欠陥発生率の相違の原因につ
き綿密に調査したところ図６に示す結果を得た。図６は
縦軸にスラブ表面から深さ３〜６mmの範囲に存在する非
金属介在物の個数Ｎ2 に対するスラブ表面から深さ３mm
未満の範囲に存在する非金属介在物の個数Ｎ1 の比率
（Ｎ1 ／Ｎ2 ）をとって、極低炭素鋼を低炭素鋼と比較
したグラフ図である。図から明らかなように、極低炭素
鋼は低炭素鋼に比べて比率（Ｎ1 ／Ｎ2 ）が大きく、ス
ラブ表層領域に非金属介在物が捕捉されやすいことがわ
かる。
鋼と低炭素鋼との間で表面欠陥発生率の相違の原因につ
き綿密に調査したところ図６に示す結果を得た。図６は
縦軸にスラブ表面から深さ３〜６mmの範囲に存在する非
金属介在物の個数Ｎ2 に対するスラブ表面から深さ３mm
未満の範囲に存在する非金属介在物の個数Ｎ1 の比率
（Ｎ1 ／Ｎ2 ）をとって、極低炭素鋼を低炭素鋼と比較
したグラフ図である。図から明らかなように、極低炭素
鋼は低炭素鋼に比べて比率（Ｎ1 ／Ｎ2 ）が大きく、ス
ラブ表層領域に非金属介在物が捕捉されやすいことがわ
かる。
【００１１】さらに、本発明者らは極低炭素鋼で非金属
介在物が捕捉されやすい原因を調査したところ、図７に
示すような特異な凝固組織が極低炭素鋼スラブの表層部
に高い頻度で生成されることが判明した。
介在物が捕捉されやすい原因を調査したところ、図７に
示すような特異な凝固組織が極低炭素鋼スラブの表層部
に高い頻度で生成されることが判明した。
【００１２】このような特異な凝固組織の生成メカニズ
ムは次のようであると考えられる。すなわち、スラブを
間欠引抜きするときに鋳型が振動し、この振動によって
凹状のオシレーションマーク（ＯＳＭ）が鋳型内壁に沿
って形成される。図４に示すように、メニスカスの変曲
部１５の曲率半径が大きいため、ＯＳＭのところで凝固
シェルの近傍に爪部１７が発生しやすい。爪部１７は鋳
型内壁１３のほうから鋳型中央へ向かって上向きに突出
するものである。また、ＯＳＭ部では凝固遅れが生じや
すく、このような爪部１７や凝固遅れ領域には多くの非
金属介在物が捕捉されやすい。
ムは次のようであると考えられる。すなわち、スラブを
間欠引抜きするときに鋳型が振動し、この振動によって
凹状のオシレーションマーク（ＯＳＭ）が鋳型内壁に沿
って形成される。図４に示すように、メニスカスの変曲
部１５の曲率半径が大きいため、ＯＳＭのところで凝固
シェルの近傍に爪部１７が発生しやすい。爪部１７は鋳
型内壁１３のほうから鋳型中央へ向かって上向きに突出
するものである。また、ＯＳＭ部では凝固遅れが生じや
すく、このような爪部１７や凝固遅れ領域には多くの非
金属介在物が捕捉されやすい。
【００１３】本発明に係る連続鋳造用鋳型は、実質的に
横断面が矩形のキャビティを有する連続鋳造用鋳型であ
って、鋳型長辺の上部の少なくとも中央部分は上方に向
かって広がるようにそれぞれ傾斜し、かつ、鋳型短辺は
鋳型全長にわたって実質的に互いに平行に設けられてい
ることを特徴とする。
横断面が矩形のキャビティを有する連続鋳造用鋳型であ
って、鋳型長辺の上部の少なくとも中央部分は上方に向
かって広がるようにそれぞれ傾斜し、かつ、鋳型短辺は
鋳型全長にわたって実質的に互いに平行に設けられてい
ることを特徴とする。
【００１４】この場合に、キャビティの上部は溶鋼の注
入に用いるノズル外径よりも大きく、かつ、鋳型長辺の
上部の少なくとも中央部分の垂直軸に対する最大傾斜角
度αが５°以上であることが望ましく、５°〜１０°で
あることが最も好ましい。
入に用いるノズル外径よりも大きく、かつ、鋳型長辺の
上部の少なくとも中央部分の垂直軸に対する最大傾斜角
度αが５°以上であることが望ましく、５°〜１０°で
あることが最も好ましい。
【００１５】本発明の鋳型を用いて極低炭素鋼を連続鋳
造すると、鋳型長辺の上部内壁１３Ａを傾斜させている
ので、図５に示すように、メニスカスの変曲部１５Ａの
曲率半径が小さくなり、また、オシレーションマーク
（ＯＳＭ）の爪部１７Ａの凝固組織が鋳型中央ではなく
鋳型内壁のほうに向くため、結果としてオシレーション
マーク（ＯＳＭ）の爪部１７Ａの凝固組織の傾きが浅く
なり、さらに爪部１７Ａの長さが短くなる。また、鋳型
長辺の上部内壁１３Ａを漏斗状の形状としているため、
鋳片と鋳型との接触面積が増大し、結果として鋳型の抜
熱速度が均一になり、凝固遅れが抑制されるようにな
る。
造すると、鋳型長辺の上部内壁１３Ａを傾斜させている
ので、図５に示すように、メニスカスの変曲部１５Ａの
曲率半径が小さくなり、また、オシレーションマーク
（ＯＳＭ）の爪部１７Ａの凝固組織が鋳型中央ではなく
鋳型内壁のほうに向くため、結果としてオシレーション
マーク（ＯＳＭ）の爪部１７Ａの凝固組織の傾きが浅く
なり、さらに爪部１７Ａの長さが短くなる。また、鋳型
長辺の上部内壁１３Ａを漏斗状の形状としているため、
鋳片と鋳型との接触面積が増大し、結果として鋳型の抜
熱速度が均一になり、凝固遅れが抑制されるようにな
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は
本発明に係る連続鋳造用鋳型を示す正面模式図、図２は
本発明に係る連続鋳造用鋳型を示す断面模式図、図３は
本発明に係る連続鋳造用鋳型を上方から見て示す平面模
式図である。
本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は
本発明に係る連続鋳造用鋳型を示す正面模式図、図２は
本発明に係る連続鋳造用鋳型を示す断面模式図、図３は
本発明に係る連続鋳造用鋳型を上方から見て示す平面模
式図である。
【００１７】溶鋼１１はタンディッシュ（図示せず）か
らノズル１を介して鋳型内のキャビティ５に連続注入さ
れるようになっている。鋳型のキャビティ５は１対の鋳
型短辺２，３と１対の鋳型長辺４，９とによって実質的
に横断面が矩形になるように形成されている。溶鋼１１
の湯面は溶融状態のモールドパウダー１２で覆われてい
る。鋳型内部には水冷通路７，８が形成され、内壁に接
触する溶鋼１１が強制冷却され、凝固シェルが内壁に沿
って成長するようになっている。
らノズル１を介して鋳型内のキャビティ５に連続注入さ
れるようになっている。鋳型のキャビティ５は１対の鋳
型短辺２，３と１対の鋳型長辺４，９とによって実質的
に横断面が矩形になるように形成されている。溶鋼１１
の湯面は溶融状態のモールドパウダー１２で覆われてい
る。鋳型内部には水冷通路７，８が形成され、内壁に接
触する溶鋼１１が強制冷却され、凝固シェルが内壁に沿
って成長するようになっている。
【００１８】図１及び図３に示すように、鋳型長辺の少
なくとも上部中央のＡＢＣＤ部においては上方のＡ部か
らＢ部までのほうが下方のＣ部からＤ部までよりも広く
なっている。すなわち図２に示すように、鋳型長辺４，
９の上部内壁１３Ａは垂直軸に対して緩やかな角度αで
三次元の曲面をもつように傾斜している。この傾斜角度
αは、Ａ−Ｂ間の中央で最大値５°±１°を示し、下方
のＣ部Ｄ部と両端部のＡ部Ｂ部とに向かって徐々に減少
してゼロになる。
なくとも上部中央のＡＢＣＤ部においては上方のＡ部か
らＢ部までのほうが下方のＣ部からＤ部までよりも広く
なっている。すなわち図２に示すように、鋳型長辺４，
９の上部内壁１３Ａは垂直軸に対して緩やかな角度αで
三次元の曲面をもつように傾斜している。この傾斜角度
αは、Ａ−Ｂ間の中央で最大値５°±１°を示し、下方
のＣ部Ｄ部と両端部のＡ部Ｂ部とに向かって徐々に減少
してゼロになる。
【００１９】これは鋳片に捕捉される非金属介在物がオ
シレーションマーク（ＯＳＭ）の爪部１７Ａの傾斜角が
大きくなると多くなる傾向があり、傾斜角度αの大きさ
を種々変更して調査したところ少なくとも中央部の最大
傾斜角度が５°よりも大きくならないと、表面欠陥が低
減しないことが見いだされたからである。
シレーションマーク（ＯＳＭ）の爪部１７Ａの傾斜角が
大きくなると多くなる傾向があり、傾斜角度αの大きさ
を種々変更して調査したところ少なくとも中央部の最大
傾斜角度が５°よりも大きくならないと、表面欠陥が低
減しないことが見いだされたからである。
【００２０】上述の鋳型を用いて極低炭素鋼を連続鋳造
し、得られたスラブの表層領域の非金属介在物個数分布
および該鋳片を冷間圧延して得られた鋼帯の圧延成績を
表１に示す。表１から明らかなように、非金属介在物の
個数比率（Ｎ1 ／Ｎ2 ）は従来の１．８から本発明の鋳
型では１．１にまで改善された。このため、表面欠陥指
数が大幅に低減し、冷間圧延時の不良率を従来の１．２
％から０．１％にまで低減することができた。
し、得られたスラブの表層領域の非金属介在物個数分布
および該鋳片を冷間圧延して得られた鋼帯の圧延成績を
表１に示す。表１から明らかなように、非金属介在物の
個数比率（Ｎ1 ／Ｎ2 ）は従来の１．８から本発明の鋳
型では１．１にまで改善された。このため、表面欠陥指
数が大幅に低減し、冷間圧延時の不良率を従来の１．２
％から０．１％にまで低減することができた。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、連続鋳造により鋳造された鋳片の表層下凝固組織を
改善できるので、オシレーションマーク部の爪状組織の
長さ及びその角度の抑制ができ、凝固遅れが抑制され、
表層下に捕捉される介在物量が低減されるため、熱間圧
延時もしくは冷間圧延時に発生する表面欠陥を抑制する
ことが可能となる。このため、スラブの表面手入れ処理
を省略することができ、極低炭素鋼の製造コストを大幅
に低減することができる。
ば、連続鋳造により鋳造された鋳片の表層下凝固組織を
改善できるので、オシレーションマーク部の爪状組織の
長さ及びその角度の抑制ができ、凝固遅れが抑制され、
表層下に捕捉される介在物量が低減されるため、熱間圧
延時もしくは冷間圧延時に発生する表面欠陥を抑制する
ことが可能となる。このため、スラブの表面手入れ処理
を省略することができ、極低炭素鋼の製造コストを大幅
に低減することができる。
【図１】本発明に係る連続鋳造用鋳型を示す正面模式
図。
図。
【図２】本発明に係る連続鋳造用鋳型を示す断面模式
図。
図。
【図３】本発明に係る連続鋳造用鋳型を上方から見て示
す平面模式図。
す平面模式図。
【図４】従来の鋳型におけるメニスカス部の形状変化を
説明する断面模式図。
説明する断面模式図。
【図５】本発明に係る連続鋳造用鋳型におけるメニスカ
ス部の形状変化を説明する断面模式図。
ス部の形状変化を説明する断面模式図。
【図６】表層部介在物分布につき極低炭素鋼と低炭素鋼
とを比較したグラフ図。
とを比較したグラフ図。
【図７】極低炭素鋼鋳片を鋳造方向に切断して表層下凝
固組織を模式的に示す断面図である。
固組織を模式的に示す断面図である。
１…ノズル、２，３…鋳型短辺、４，９…鋳型長辺、５
…キャビティ、６…鋳型下端、７，８…水冷通路、１１
…溶鋼、１２…溶融パウダー、１３，１３Ａ…内壁、１
５…メニスカスの変曲部、１７…爪部、ＯＳＭ…オシレ
ーションマーク。
…キャビティ、６…鋳型下端、７，８…水冷通路、１１
…溶鋼、１２…溶融パウダー、１３，１３Ａ…内壁、１
５…メニスカスの変曲部、１７…爪部、ＯＳＭ…オシレ
ーションマーク。
Claims (2)
- 【請求項１】 実質的に横断面が矩形のキャビティを有
する連続鋳造用鋳型であって、鋳型長辺の上部の少なく
とも中央部分は上方に向かって広がるようにそれぞれ傾
斜し、かつ、鋳型短辺は鋳型全長にわたって実質的に互
いに平行に設けられていることを特徴とする連続鋳造用
鋳型。 - 【請求項２】 キャビティの上部は溶鋼の注入に用いる
ノズル外径よりも大きく、かつ、鋳型長辺の上部の少な
くとも中央部分の垂直軸に対する最大傾斜角度αが５°
以上であることを特徴とする請求項１記載の連続鋳造用
鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23771296A JPH1080752A (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | 連続鋳造用鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23771296A JPH1080752A (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | 連続鋳造用鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080752A true JPH1080752A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17019388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23771296A Pending JPH1080752A (ja) | 1996-09-09 | 1996-09-09 | 連続鋳造用鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1080752A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11267794A (ja) * | 1998-01-27 | 1999-10-05 | Km Europ Metal Ag | 液体で冷却される鋳型 |
| WO2005007320A1 (ja) * | 2003-07-16 | 2005-01-27 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | マグネシウム合金の連続鋳造方法 |
| JP2008183597A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Jfe Steel Kk | 鋼の連続鋳造方法及び鋼板の製造方法 |
| JP2009241132A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造用鋳型及び鋼の連続鋳造方法 |
| JP2010515583A (ja) * | 2007-01-18 | 2010-05-13 | エス・エム・エス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト | コーティングを備えた金型 |
-
1996
- 1996-09-09 JP JP23771296A patent/JPH1080752A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11267794A (ja) * | 1998-01-27 | 1999-10-05 | Km Europ Metal Ag | 液体で冷却される鋳型 |
| WO2005007320A1 (ja) * | 2003-07-16 | 2005-01-27 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | マグネシウム合金の連続鋳造方法 |
| JP2010515583A (ja) * | 2007-01-18 | 2010-05-13 | エス・エム・エス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト | コーティングを備えた金型 |
| JP2008183597A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Jfe Steel Kk | 鋼の連続鋳造方法及び鋼板の製造方法 |
| JP2009241132A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造用鋳型及び鋼の連続鋳造方法 |
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