JPS606257A - 連鋳鋳片の曲げ矯正方法 - 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、連鋳４片内に未凝固相を有する状態で曲げ
矯正を行う鋳片の曲げ矯正方法に関するものである。

鋼の連続鋳造法において、その鋳造能率を高めるために
鋳造速度を速くし、かつ連続鋳造法の利点を伸ばすこと
を目的として高温かつ無欠陥の鋳片を得る努力がなされ
ている。このため鋳造設備の機長が長くなり、垂直型の
連鋳機では幾多の弊害があり、第１図（ａ）、（ｂ）ｌ
こ示すような垂直曲げ型や曲げ型の連続鋳造設備が開発
されている。

第１図（ａ）は鋳型１から出た鋳片２をロール３により
曲げ、曲げられた鋳片２を次イこロール４により真っ直
ぐに矯正するものであり、第１図（ｂ）はロール５によ
り曲がった鋳片を真っ直ぐに矯正することにより鋳片を
鋳造するものである。

高生産性を指向する結果、かかる曲げ矯正を鋳片中心部
に未凝固相を有した状態で行うことになり、曲げ矯正に
伴い凝固界面部分に引張歪が生ずることになる。この引
張歪の大きさがある一定値以上になると、凝固界面に割
れを発生することになる。この割れは一般に内部割れお
呼ばれ、成品特性に悪影響を及ぼすことから、これを防
止する必要があり、凝固殻厚みを確保して引張歪を小さ
くおさえる必要上、高速鋳造が妨げられている。

従来、矯正時の長辺上面凝固殻（シェル〕の温度を、長
辺下面凝固殻（シェル）の温度よりも下げることにより
、長辺上面シェル強度を増大させ。

力学的中立軸を移動させ長辺上面シェルの引張歪量を低
減し、曲げ矯正に基づく内部割れの防止を図ることが知
られているが、本発明は、未凝固相を有する連鋳鋳片の
曲げ矯正過程において、上記鋳片の短辺シェルの温度を
長辺シェルの温度よりも高温に維持し、短辺シェルの鋳
造方向の剪断変形を促進し、長辺上面シェルの引張歪量
を低減して内部割れの防止を図るものである。

以下本発明の連鋳鋳片の曲げ矯正方法について詳細に説
明する。第２図に示す如く未凝固相６を有し矢印１０の
方向へ鋳造される際に曲げ矯正を受ける場合、長辺上面
シェルの引張歪は、曲げの中立軸７に対して長さの短い
長辺上面シェル８が、長さの長い長辺下面シェル９の圧
縮変形に伴って生ずるものであり５　この応力を伝達し
て力のつり合いをとっているのが短辺である。従来この
短辺の挙動については全く考慮がはられれていなかった
が、この短辺の変形をコントロールすることζこより５
　シェル８側の引張歪を小さくすることが可能となる。

すなわち５この曲げ矯正を従来は一次元的くことらまえ
ているが、第３図に示すごとく曲げ矯正を三次元的にみ
ると、この場合矢印１１の方向に鋳造され、この時点で
矯正を受けると上面シェル１２！こは１５．１５’で示
される引張応力が作用し、下面１３に１６．１６’で示
される圧縮応力が作用するわけであるが、この際上面シ
ェルには１７．１７’で示される上面シェル１２の幅を
狭めようとする変形と下面シェル１３の幅を拡げようと
する１８．１８’で示される変形が生ずることになる。

この場合、この変形を阻害する可能性があるのが短辺で
ある。すなわち短辺には、この結果として第４図に示す
とと（、１９，１，９’で示される鋳造方向の剪断変形
と２０．２０’で示される巾方向の剪断変形が生ずるこ
とになるが、短辺シェルの温度が上面シェルや下面シェ
ル、即ち長辺シェルに比べて低い場合は、シェル剛性が
大きくなり、この変形を起こしにくくする。その結果と
して第３図の１５．１５’及び１６．１６’で示される
引張。

圧縮の応力が大きくなり、上面側の引張応力に基づく引
張歪により、割れが発生することになるわけである。

本発明においては、このような現象に留意し、短辺シェ
ルの温度を上げてやり、第４図の１９．１９’　３− および２０．２０’で示される剪断変形をより小さな応
力で生じさせることにより、第３図の１５．１５’の引
張応力も小さくなり、その結果引張歪量も小さくなるわ
けである。

一般に短辺部及び短辺シェルの温度は、その形状、冷却
条件から他の上、下面シェルに比較して低くなり剛性が
犬きぐなっており、剪断変形が生じにくくなっている。

本発明では、例えば短辺近傍を冷却する水を極力少なく
することにより、短辺シェルの温度を長辺シェルの温度
よりも高くし、相対的に短辺シェルの剛性を小さくし、
長辺シェルの剛性を大きくすることにより、長辺上面シ
ェルの引張歪量を小さく抑え割れの発生を防止しようと
するものである。なおさらに長辺シェルの内の下面シェ
ルの温度を上面シェルの温度よりも上げ、第３図の］６
．１６’で示す圧縮応力が小さくても大きな圧縮変形が
起こるようにすれば、１．５．１５’による引張歪量を
更ｌこ少くすることができる。

短辺温度アップの方法としては、種々のものが考えられ
る。たとえば、鋳片幅よりも若干狭い幅　４− に水切り板を設けたり、エアーカーテンを実施したり、
幅方向に複数個のノズルが設置されている場合は、鋳片
幅に応じて鋳片端部のノズルの冷却水を切る方法さらに
は短辺を加熱する方法などが挙げられる。また短辺シェ
ルの温度のみならず、当然のことなから短辺シェル厚も
影響し５より薄い方が水切り板などにより冷却水を切っ
た場合に直ちに温度が上昇することから温度の面のみで
とらまえると、シェル厚の薄い段階から始める方が有利
であるが、あ葦り【こも薄いと短辺シェル部がバルジン
グ（サイドバルジングと呼ぶ）を生ずるとともにこれに
伴ない鋳片長辺部の端部近傍に凹みが生じ、鋳片形状を
悪くするばかりでなく、極端な場合はシェルの一部にネ
ッキングが生じブレークアウトの原因にもなる。我々は
多くの鋳造テストからサイドバルジング量を約１５ｗｎ
以下にすれば、はぼ問題のないことを見い出した。従っ
て鋳造速度、短辺部の冷却条件により決まるこのサイド
バルジング量を目安に「水切り」などの短辺保温対策の
開始位置を決める必要がある。また「水切り」などの短
辺保湿のｌ’ｌ］であるが、鋳片の厚みや、曲げ矯正時
のシェル厚によっても変わるが、鋳片厚みの％程度で十
分であり、これ以上の巾をやると既述のごとくやはり鋳
片形状が悪化することになる。

なお、鋳型に近い位置から曲げ矯正を行う機高の低い曲
げ型連鋳機においては、短辺シェル流度の昇温にも有利
であるばかりでなく、低機高化に伴う矯正歪の増大があ
り、本発明の矯正方法の効果がより顕著１こなる。

本発明を実施例ｆこより、より具体的に述べる。

基本円弧が３ｍでメニスカス下３ｍ以降７ｍの４ｍの区
間で１５点多点矯正している連鋳機において、第５図に
示すようなノズル２３からの水を遮断する水切り板２１
をロール２２の間に設置する長さおよび設置位置を、メ
ニスカス下１．５ｍ〜７ｍの５．５ｍの範囲で変化させ
ることにより５表１に示すような条件にて短辺部の温度
のみを変化させて鋳造を行い、短辺のずれと内部割れの
関係並びに短辺と長辺との温度差と短辺のずれ量の関係
を調べたところ、第６図並びに第８図のような結果が得
られた。短辺ずれとは、第７図に示すごとく完全凝固後
の鋳片で短辺２５のオシレーションマーク２６が上面側
が鋳造方向別に長さＸだけずれている。

このＸの長さを短辺ずれ量として測定し１こ。オシレー
ションマークは、メニスカスで生ずるものであり、この
時点では直線であったわけであり、それが矯正変形にも
とづいて生じた短辺の剪断変形の結果である。なお第６
，８図に示す、長辺上面及び長辺下面及び短辺表面温度
は多点矯正ゾーン入口で測定したものであり、矯正ゾー
ン内での長辺と短辺表面温度との相対的な関係並びに上
、下面温度の関係はゾーン入口と同じ関係にある。

表　１ 第６，８図から多点矯正ゾーン入口で短辺と長　７− 辺表面温度差が２００℃を超えると、内部割れ発生が防
止されていることがわかる。なお、第８図に示すごとく
、長辺側の冷却を一定にして、短辺側の冷却のみを変え
ただけで短辺と長辺との温度差にほぼ比例して短辺のず
れ量が変わり、かつ第６図に示す如く短辺のずれ量によ
り内部割れの発生度合に差の生ずることは、短辺の剪断
変形が曲げ矯正歪を緩和していることを示しているとと
もに、短辺の剪断変形に見合う分だけ、上面シェルが上
下面の円弧比率で決壕る供給速度よりも大きな速度でメ
ニスカス部から供給されていることを示すものである。

すなわち か成立する。

ここで　ｖＬ：上面側のシェル供給速度■Ｆ：下面側の
シェル供給速度 ＲＯ二二面面側鋳型曲率半径 Ｄ：鋳片厚 更になお、内部割れをなくするために短辺ずれ量　８− 並びに短辺と長辺表面温度差をどの程度にする必要があ
るかは、連鋳機のプロフィル、鋳片厚、鋳造速度、上下
面シェルの温度差の有無、鋼種などにより、第６，８図
の関係が異なるので予備的な検討を行なって適切な条件
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳造中の連続鋳片のプロフィールの説明図であ
り、（ａ）は垂直曲げ型連鋳機の場合であり、（ｂ）は
曲げ型の場合である。第２図は矯正によって上面シェル
に引張歪が生ずる原理的な説明図、第３図はこの曲げ矯
正を三次元的に見た場合の主要応力および主要型の説明
図、第４図は短辺シェルに生ずる剪断応力成分の説明図
、第５図は短辺シェル温度を上昇させるために設置した
水切板の設置状況説明図、第６図は短辺ずれ量と内部割
れ発生程度の関係の説明図、第７図は鋳造完了鋳片にお
ける短辺部のオシレーションマータ形状の説明図、第８
図は短辺と長辺との温度差と短辺ずれ量との関係の説明
図である。 ■・・・鋳型、２・・・鋳片、３，４．５・・・ロール
、６・・・未凝固相、７・・・曲げの中立軸、８．］２
・・・上面シェル、９，１３・・・下面シェル、　１０
．１．１・・・鋳造方向（矢印）、］４・・・短辺（シ
ェル）、１５．１５’・・・引張応力、１６、１６’・
・・圧縮応力、１．７．１７’・・・上面シェルの幅を
狭めようとする変形、１８．１８’・・・下面シェルの
幅を拡げようａする変形、１９．１９’・・・鋳造方向
の剪断変形、２０、２０’・・・巾方向の剪断変形、２
１・・・水切板、２２・・・ロール、η・・・ノズル５
２４・・・鋳造方向、Ｚ５・・・短辺、２６・・・オシ
レーションマーク。 特許出願人　代理人 弁理士　矢　葺　知　之 （ほか１名） 　１１− ＠団 （ａ） ゝＮ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 未凝固相を有する連鋳鋳片の曲げ矯正過程において、上
   記鋳片の短辺シェルの温度を、長辺シェルの温度よりも
   高温に維持し、短辺シェルの剪断変形を促進することを
   特徴とする連鋳鋳片の曲げ矯正方法。