JPS58196153A - 連続鋳造方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は表面品質、内部品質共に曖れ丸鋳片を経済的
に製造する連続鋳造方法に関するもので連続鋳造方法は
よく知られているように初期の垂直型から垂直彎曲型及
び彎曲型へと移行して来た。

これは、初期においてはインゴット法に優る連続鋳造法
の実用化の早期確立が望まれたため、比較的に安全であ
る低引抜速度でかつ重量物の移動方向としては最も無理
がなく、しかも容易な垂直方向を選んだからである。そ
の後確立した連鋳法の実用性を高めるために鋳片の引抜
速度を引き上げて生産性を高かめる方向に向い、ここで
増速した引抜速度は、従来の冷却法で得られていた鋳片
凝固速度の上限を超えることとなり、−片の凝固完了ま
での長さが増大し、機長の延長を招い友。

その結果、有利でめった筈の垂直方向への引抜は、背の
高い機械と、これを覆う建物と、これを支える強固な基
礎が必要となり工業的メリットは大きく低減することが
予想され、これに対応した解決手段として提案され九の
が垂直彎曲型であり、彎曲型であって両者共垂直方向を
最少必要＾さの範囲にとどめることを試みたもので、曲
者は少くとも鋳型は垂直とし友もの、後者は鋳型から彎
曲せしめたものである。

しかるに連続鋳造方法は、この変換で新な間眺に直面し
、今日までの連続鋳造の歩みは将にこの新な問題の解決
の丸めの歩みとも云えるが、それ等は未だ解決をみるに
至っていない。

その一つは彎曲、矯正によって鋳片に与える応力が原因
となって鋳片の表面に発生する割れであり、次の一つは
高速化による機長延長によってロール間パルノングの絶
対量と回数（鋳片が通過する約挟持ロール・９ス数）が
増加して増大した内部割れでちゃ、更に次の一つは、垂
直型では鋳片の四周が同等の注水接触状況で均一冷却さ
れるのに対し、彎曲過程から水平方向へかけての鋳片は
、上下面のそれぞれの注水接触状況及び注水の１？６留
、流下状況に差が生ずることから発生する不均一冷却と
、これによって発生する鋳片内部の成分偏析帯の位置と
分布が鋳片厚み方向で必ずしも対称で　　・ないことで
あり、更に次の一つは幽直型では比軟的に直上浮上によ
って減少し易かった混入介在物が堆り込まれ、封じ込ま
れやすいことから増加すること等がある。

これ等の問題は彎曲搬送案内であるが丸めに、鋳片に種
々の外的作用が働き、それ等が複雑に関係しあって発生
したものと考えられるが、本発明者が実験、検討、した
結果から解析したところでは次の３点が上記問題の主要
原因と考えられるに至った。

■　鋳片を垂直・水平・彎曲側れの方向に導くにしても
少くとも鋳片の両長辺を均等かつ急速な冷却から緩かな
冷却までの広い範囲で冷却しつつ搬送案内する手段がな
い。

■　鋳片の冷却１凝固の進行に応じて中成される偏析、
組礁介在物閉じ込め等の制御は、―片全体を急冷するか
、緩徐冷するかの倒れかで行われており、それぞれの劃
一時期ｉその経済性に応じて最も望ましい厚み方向の冷
却速度制御を実視する急冷１緩徐冷・保熱的な操作が自
在な鋳片搬送案内手段がない。

■　鋳片の凝固に伴なう収縮に追従して釣片を鋳造開始
から凝固完了まで挾持し続けつつ搬送案内する手段がな
い。

本発明者は上記の知艷をもとに更に実験、検討を重ね、
次に示す条件が整えば上記間聴の要因が全て抜本的解消
し、優れた鋳片の製造が可能になって連鋳法の経済性が
飛躍的に向上することを確蛯した。即ち、 ■　鋳片を、鋳型を出て凝固完了するまで、凝固、収縮
皺に対応して鋳片表面に接触はするが押し込まない間隔
に設定したウオーキングバーで挾持することによって、
バルジングが皆無となる。（接触しないときも、押し込
みとなるときも共にバルジングが発生する）。

■　鋳片表面に非鉄金属が付着するのを避けるため、鋳
片と接触する面は鉄鋼材料で構成し九りオーキングパー
とし、９オーキングパーによる鋳片の冷却は全て間接冷
却で鋳片の少くとも二面を均等冷却を可能とし、偏析の
予防、ＩＩＩＩ！園組織の＃Ｉ４贅等の制御を開始する
まで′は、前記鉄−材料よ多温度伝導度の大きい綱又は
アルミニウム或いは黄銅、ニッケル等で形成した冷却媒
体通路を前記鉄鋼材料の内面に密に接着して内装した急
冷用ウオーキングパーを用い、前記制御を開始する鋳片
内部の未凝固層厚さに達した以降、凝固完了までは制御
に必要な冷却能に対応して鉄鋼材料、そのまま又はそれ
より温度伝導度の小さいクロム又はニッケル・クロム合
金等の冷却媒体流路を内装したウオーキングパーを用い
るか、前記急冷用ウオーキングパーを用いて冷媒を水か
ら空気、窒素等の何れかに変えるか、これ等を随時選択
して単独又は組合せて用い、鋳片を挟持搬送案内してミ
クロ偏析、ミクロ偏析の予防と拡散消滅と組織の調整を
行う。

Ｏ鋳片搬送案内手段を上記各種のウオーキングパーの単
独を上下及び左右（巾方向）韮びに前後（長さ方向）に
必要な赦セ纏果構成して、鋳片の温度分布の均等化、鋳
片組織、結６の均等化、谷橿餉析の予防と無害化を単独
又は組合せて制御する。

■　少くとも鋳型内溶鋼に磁力線を透過せしめると共に
その量を制御して溶鋼比重を制御し、混入介在物を浮上
せしめて湯面保温剤に吸収除去せしめる。

これ等の基本となるウオーキングパーについては既に多
くの提案があるが、本発明で用いるウオーキングパーと
、これ等のウオーキングパーを鋳片の凝固過程に必要な
冷却能との組合せによって用いる方法、即ち、本発明方
法と装置を示すものはない。

既に提案された公知のウオーキングパーとその使用例を
示すと先づ米国特許４２８９５１９０明細書をはじめと
して、特公昭４４−３１３２１号、特公昭４５−３５４
２７号、実公１１８５１−１２８９号を実公昭５２−１
９号、実公昭５４−２４１０６号２％開昭５２−７１３
４０号、特開昭５４−１２４０号９％開昭５６−１３４
０５５号公報等に記載された生簀な提案のみを見ても多
数に及ぶ。

これ等を冷却手段で大別すると、 ■　パー内部に冷却媒体通路を有し鋳片を間接冷却する
もの、　　　　　　　　　　　　　　　　（■　パー内
部に設は九冷却媒体通路からパー表面に貫通孔を設け、
間接冷却媒体を直接冷却　　−にも用いるもの、 ■　パー内部に２系統の冷却媒体通路を設けて　　・そ
の一つを間接冷却用とし、他の一つはパー表面への貫通
孔を設けて直接冷却用とじ九４の、 に区分出来、これ等を鋳片の搬送案内方法から大　　１
別すると ■　直線搬送案内路に設けるもの ■　彎曲搬送案内路に設けるもの に区分出来、更にこれ等を設置構造から大別すると、 ■　彎曲した搬送案内路の大半に固定的に設け　　　ま
たもの の　搬送路の一部に着脱可能に構成したスタン　　ｊド
に内装したもの に大別出来る。

しかしながらこれ等は、冷却能力を冷媒の量以りで調整
する思想がなく、あくまでも鋳片を而によって支持して
搬送案内するにとどまっておシ、１発明の思想を実現す
る前記■〜Ｏの機能と作用Ｅ総合的に発揮する方法と、
その手段に係るもので蝶ない。

本発明は上記の知見をもとになされたもので、【の特徴
とするところは、下記のとおりである。

（１）　　鋳型に次いで設けたウオーキングパーの温虻
伝導度を被搬送案内鋳片に対して 上面側〉下面側又は下面側く下面側 或いは儒縁部く中心部更には上流側〉下流側上単独又は
組合せて鋳片を搬送案内しつつ凝固せしめること′ｆｒ
４Ｉ黴とする連続鋳造方法。

（２）　　ウオーキングパーが鋳片と接触する表層部（
鉄鋼材料を用い、該表層部の内面に該鉄鋼材料より温度
伝導度が大きいか若しくは小さい材料で形成した冷却媒
体通路を装着したことを特徴とする連続鋳造鋳片を搬送
案内する装置。

以下本発明の実施例をもとに説明する。

図はすべて本発明の実施例を示し、第１図は鋳片の搬送
案内方向が水平の場合の鋳片とウオーキングパーの関係
を示す図で（イ）は側面図、（ロ）は（へ）ＯＡ−Ａ線
断面図である。

第２図（イ）〜（へ）は本発明で用いるウオーキングパ
ーの冷却板断面構造を中心に示し九要部拡大断面図であ
る。

第３図（イ）、（ロ）は本発明を実施する連続鋳造装置
の一例を示し、（イ）は要部側面図、（ロ）は要部断面
図、第４図（イ）、（ロ）は本発明を実施する他の連続
鋳造装置の一例を示し、（イ）は要部側面図、（ロ）は
要部断面図である。

第１図（イ）、（ロ）において１はウオーキングパーで
１−１は上面、１−２は下面用で１−１−Ａは上面用の
Ａ組、１−１−Ｂは上面用のＢ組、１−２−Ａは下面用
のＡ組、１−２−Ｂは下面用のＢ組である。２は鋳片で
、該鋳片２はウオーキングパー１−１−Ａと１−２−Ａ
からなるＡ組による挟持搬送案内と、この間に鋳片を解
放しかつ上ｔｌＬｌｉｉｌへ移動するウオーキングパー
１−１−８（！：ｌ−２−ＢからなるＢ組の交互作用に
よって１１次搬送案各ウオーキングパー１は間接冷却媒
体３の通路４を有する冷却１ｉ５を各々のパー１の鋳片
支持面側に着脱可能にＩ−ルト（図示せず）等で固設し
ている。

本発明に用いるこれ等ウオーキングパー１は、鋳片２を
挟持搬送案内するにあたって、鋳片２の表面に非鉄金属
が密着して製品となっ九とき、該製品のメツ午又は塗装
等の表面処理時、又はルス等による成型加工時に支障を
生ずるので、鋳片と同等の鉄鋼材料を少くとも鋳片２を
挾持する冷却ｆｉ５の表面に用い、これによって限定さ
れる冷却能力を、冷却板５内を流れる冷却媒体３の流量
、又は媒質或いは両者を戦時に調整選択すると共に＃Ｉ
２図（イ）〜（へ）に示すように冷却板５の鉄鋼材料部
内から冷却媒体３の通路４に及ぶように設けた温度伝導
度の調整部材６によって広い範囲に調整料＃をム■能と
している。

本発明を実現するウオーキングパー１の冷却板５の構造
及びその製造方法は例えば第２図（イ）・（ロ）に示す
ように断面が角型か丸型の筒状体に形成した調整部材６
を溶融鉄鋼材料７で鋳ぐるんで形成してもよく、又同図
（ハ）に示すように帯状に形成した調整部材６を並列配
設して溶融鉄鋼材料７で鋳ぐるんで形成してもよく、更
にはに）に示すように板状の鉄鋼材料８に調整部材６を
仮止めして稜、溶融鉄鋼材料７で鋳ぐるんで形成しても
よく更に他の方法としては（ホ）、（へ）に示すように
板状鉄鋼材料８で口型又はｍ型に形成稜、各内面に調整
部材６を低温溶接又は溶射等によって密着接着し、しか
る後に背面部材９を溶接等によって前記成型体に固着し
て構成してもよい。

本発明で用いる調整部材６には特に限定はないが、熱伝
導率、温度伝導度共に鉄銅材料より嵩いものとしては、
両者共約６倍の銅、前者が約３倍、後者が約２倍のアル
ミニウム、前者が約２５倍、後者が約２倍の黄銅、両者
共約１．２倍のニッケル等があり、鉄鋼材料よシ低いも
のとしては両者共０．８〜０．９倍のクロム及び略これ
と同等の二、クル・クロム合金等が入手の容易さと使用
のしやすさから好ましい。

これ等の調整部材６による作用、効果は１ｆＡ整部材６
と母材である鉄鋼材料との厚さ比率（鋳片との接触面か
ら冷媒との接触面間の距離における各々の構成比率）及
び両者の接触面積並びに冷媒との接触面積、Ｖには媒質
を基本として接触鋳片温度、冷媒の温度、圧力、量によ
って実働中は若干変動するが、上記した関係の高低が逆
転することはない。

次に上記した各ウオーキングパーを用いて第３図ヒ）、
（に）、第４図（イ）、（Ｃ４で示す実験装置によって
行った本発明の詳細な説明する。

第３図Ｋ）、（Ｃ４、第４図←）、（に）は本実施例で
用い九装置の概要を示し、第３図は水平鋳造型を、第４
図ｔｉ傾斜鋳造型を示したもので、本発明の蛾も効果を
発揮する連続鋳造型式である。

図中１１は取鍋、１２は中間鍋、１３はモールド、１４
は上記した急速冷却用ウオーキング・９−１１５は上記
し九低速冷却用ウオーキングパー、１６は完全凝固鋳片
搬送用テーブルローラーで第３因。

第４図の何れの装置による場合も取鍋１１から中　　の
間鍋１２に溶鋼を注入して所定湯面まで達すると　　　
るモールド１３内にへ、ドをシールセットしたダＺ　　
　所−パー（図示せず）をウオー午ングパーで引き抜　
　いき始め所定位置に到達すると、通常の方法で回収　
　冷して鋳片のみを搬送案内しつつ凝固せしめる。と　
　所の時センター４０シテイの防止のために鋳片の凝　
　施固収縮量に対応して上下ウオーキングパーの間隔　
　上を順次設定する。この設定は特に重要で、との過　
　セ不足は単にセンターポロシティの問題のみでなく、
　　介それが一種の、パルノング作用となって、マタロ
偏　　質析発生の原因ともなるので、収縮徽に追従して
常　　得に鋳片に密着接触していると共にこの接触が鋳
片　　対への押し込み的な作用を伴わないことが必要で
ある。このようにして未凝固溶鋼が鋳片内で移動し　　
とうる最低の条件、つまり未凝固部厚さｉｏｍまで（１
０１１１未満になると溶鋼の移動は現実に期待できない
）又は止むなく発生したイクロ伽析を拡散的に消滅させ
るのに必要な温度と時“間’ｔｈ熱的に得るために望ま
しい鋳片の未凝固厚さ３０■から緩徐冷（２０■からの
緩徐冷では効果が低減す）に対処した未凝固厚さ３０闘
“までの何れかの定厚さまでは急速冷却用ウオーキング
パーを用、それ以降は調整部材と冷媒媒質を選んで緩徐
を行い凝固完了後はテーブルローラーで搬送し、定長さ
寸法に切断後その１１又は巾寸法加工をして後、次の圧
延工程に直送して熱延成品に仕げた０本例で得九鋳片は
表面割れ、内部割れ、フタ−４０シテイ、マクロ偏析、
イクロ（ＩＦ’ｉ、覆物異常、側縁部異常等の有害欠陥
がなく、集的には無欠陥健全鋳片であった。この鋳片か
らた熱延製品及び冷延製品は材質、形状共に優れ、溶鋼
製品歩留は格段に向上した。

次表に実施例に用い九ウオーキングパーの構成使用冷媒
について示す。

以上説明した本発明は、鋳型で凝固開始した鋳片をミク
ロ偏析の拡散可能限界、或いは溶鋼が流動しうる限界に
至る迄ＩＩｉ面支持による間接急速冷却を継続し、それ
以後は面支持のもとに緩徐冷を行うて凝固せしめるので
、従来の一般的な機長の短縮が可能となり、彎−ライン
を用いることなく直線ラインで充分に凝固を完了するこ
とが可能である。これによって彎曲、矯正操作がなくな
９、鋳片表面割れの原因が消滅し、父上記した間接急速
冷却は、従来のウオーキングパーの最高約６倍に及ぶ冷
却能で鋳片を凝固せしめるので、全ラインにわたってバ
ルジングの発生が実質的になくなシ、内部割れ及びマク
ロ偏析の原因も消滅する。

その上ウオーキングパーの冷却能力がパーを構成する部
材の材質と冷媒媒質の選択によって、熱伝導率及び温度
伝導度を広い範囲で調整して制御出来るので悪性なミク
ロ偏析の発生期及びミクロ偏析の拡散消戚期、並びに鋳
片巾方向の放熱、冷却条件の差から発生するエッソ部の
疵等に応じて鋳片の冷却、凝固速度を位置と時間別に最
適＆囲に調整することが可能となってそれ等の発生を夷
債的に無害な範囲に抑制することが可能になる等、健全
な品質、形状の鋳片が水平鋳造によって高温で得られる
ので、連続鋳造工程から圧延工程ヘメられる鋳片の直結
、直送加工率が飛躍的に向上し基本的な鋳片製造費及び
製品製造費の低減に加オて全歩留の向上、多大の省エネ
ルギー等の効果も享受出来る等工業的にもたらす効果は
大きい・

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、（Ｃ４は鋳片搬送方向が水平の場合の一
片とウオーキングパーの関係を示す図でピ）は側面図、
←）は（イ）図のＡ−ＡＷｆｒ面図、第２図ピ）〜（へ
）は４発明実施例等で用い九ウオーキングパーの冷却番
断面構造を示し九要部拡大断面図、第３図←）、（鴫は
本発＃４を実施する水平連続鋳造装置を示し、（へ）は
費部肯向図、（ロ）はげ）図のＢ−８断面図、第４図（
イ）、（Ｃ４は本発明を実施する傾斜連続鋳造装置を示
しくイ）は要部１Ｉｌｔ１１ｉ図、（ロ）はピ）図のｃ
−ｃ断圓図でｌる。 ｌ：ウオーキングパー、２：鋳片、３：冷却媒体、４：
冷却媒体通路、５：冷却板、６：＠整部材、７：溶融状
鉄鋼材料、８：板状鉄鋼材料、９：背面部材（板状鉄鋼
材料ＩＩ）、１１：取鍋、１２：中間調、１３：モール
ド、１４：急速冷却用ウオーキングパー、１５：緩徐冷
（低速冷却）用ウオーキングパー、１６：テーブルロー
ラー。 ＊ｔＳ出願人　新日本−鐵株式會社 ｉ　ｌ　図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　鋳型に次いで設けたウオーキングパーの温度
   伝導度を被搬送案内鋳片に対して 上面側ン下面側又は上面側≦下面側 酸いは側縁部く中心部、−には上流側〉上流側を単独又
   は組合せて鋳片を搬送案内しつつ凝固せしめることを特
   徴とする連続鋳造方法。
2. （２）鋳型に次いで少くとも垂直方向を除い九方向へ直
   線的にウオーキングパーを設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）鋳片内部の未凝固部厚みが多くとも３０簡となる
   までは、鉄鋼材料よシ温度伝導度が大きい材料で形成し
   た冷却媒体通路を内装したウオーキングパーを用い、３
   ０蘭未満となる部分には鉄鋼材料と同等又はそれ以下の
   温度伝導度の冷却媒体通路を内装し九ウオーキングパー
   を用いるか、又を温度伝導度の低い媒質としたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項記載の方法。
4. （４）　　少くとも鋳型の溶鋼に磁力線を透過すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項及び第３項
   記載の方法。
5. （５）　　ウオーキングパーが鋳片と接触する表層部に
   鉄鋼材料を用い、該表層部の内面に該鉄鋼材料よシ温度
   伝導度が大きいか、若しくは小さい材料で形成した冷却
   媒体通路を装着したことを特徴とする連続鋳造鋳片を搬
   送案内する装置。
6. （６）　　冷却媒体通路を鋼又はアルミニウム或いは黄
   銅で形成したことを特徴とする特許請求の範囲第５項記
   載の装置。
7. （７）冷却媒体通路をクロム又はニッケル・クロム合金
   で形成したことを特徴とする請求囲第５項記載の装置。