JPS61266151A - 高品質極厚スラブの鋳造法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、極厚スラブの鋳造に関し、詳しくは。

極厚スラブの上面および底面からの二方向凝固鋳造に関
する。

（従来の技術） 一般に、溶鋼を用いた極厚スラブの鋳造に際して、古く
から行なわれている鋳塊を得た後に圧延する造塊法と製
造コストが安くしかも生産性の高い等の理由から連続鋳
造法が広く用いられていることはよく知られている。

しかし、これ等の鋳造法は、例えば造塊法では鋳塊頭部
に著るしい成分偏析部と収縮孔を形成することと鋳塊内
部にも濃厚偏析帯が存在すること等から歩留の低下と品
質の高級化が阻害される。

一方連続鋳造法においては、造塊法はど極端ではないが
、同様に、鋳片の中芯部に濃厚成分偏析を伴う欠点を持
っている。従って、従来よりこれ等造塊法、あるいは連
続鋳造法の問題点を解決して極厚スラブを直接に鋳造す
る方法が提案されている。

例えば、特公昭５３−１９２９０号公報の如く。

鋳型の上面及び側面を保温して溶鋼を鋳型下面から凝固
させるいわゆる一方向凝固法、あるいは。

特開昭５９−１７８１５２号公報の如く鋳込溶鋼の下部
を凝固せしめつつ、該溶鋼表面を保温して後に上面から
も凝固するいわゆる二方向凝固法が提案されており、か
なりの効果が得られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これ等の新らしい鋳造法においても、例
えば一方向凝固法においては最終凝固部の上層に大きな
成分偏析層が形成されまた上層部になる程緩慢冷却に伴
う粒子間偏析が大きくなり。

歩留９品質ともに十分とは言い難い。

この一方向凝固法の問題を解決する手段として二方向凝
固法が提案されており、該二方向凝固法においては、鋳
込溶鋼の上面からの冷却をおさえる事により上面凝固シ
ェルの成長が遅れ上面シェル強度が相対的に低くなシ、
このため凝固収縮に追従した上面シェルの下降を生じ凝
固収縮孔の形成を抑止できる。しかし、溶鋼上面に保温
剤を添加して適宜時間溶融状態に保持できるような緩冷
却を行なうと散布の不均一化に合せ凝固過程で凝固潜熱
を発生するために上面全域にわたる均一な冷却が行なえ
ず部分的に一方向凝固を招き、凝固時間の延長と内部偏
析が増加し、凝固表層もザク状となる欠陥を生じる。ま
た、保温剤を添加することにより該鋳片表層に、例えば
３００＋ｗ厚さのスラブの場合で約２０■もの浸炭層が
形成され。

歩留の大巾低下と鋳片品質を阻害する等の欠点を有して
いる。

（発明の目的） 本発明は、前述した如き従来法の欠点を解消するもので
あり、溶鋼を鋳造した際の鋳片表面に形成される大きな
成分偏析層、あるいは二方向凝固の如き上面凝固殻の冷
却不均一による形状不良。

凝固時間の延長等がなく、シかも保温に伴う浸炭層の形
成、内部偏析の増加等による歩留および品質阻害のない
高品質極厚スラブの鋳造法を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の要旨は、鋳込溶鋼を
鋳型底面から凝固せしめつつ、該溶鋼の表面に気体の冷
媒を吹付けて急冷しＭ内殻を形成せしめ、その後に、冷
媒を調整することによって凝固殻を緩冷することを特徴
とした高品質極厚スラブの鋳造法である。

以下１本発明による高品質極厚スラブの鋳造法について
述べる。

本発明者等は、極厚スラブの鋳造に際して、成分の均一
な且つ無収縮孔スラブを得るには該鋳込溶鋼の表面を保
温凝固せしめる従来の方法では困難であるとの知見をも
とに各種の実験を行なった。

その結果、従来の常識とは全く逆の手段を用いることに
よって始めて成分が均一で無収縮孔の極厚スラブの鋳造
が可能であることを知見し得た。

即ち、本発明は、溶鋼を鋳型内に鋳込み、底面を該鋳型
底面（定盤）の放冷か、あるいは空気、ガス、水等の冷
媒を介して積ｉ的な抜熱による冷却のいずれかによって
凝固させつつ、該溶鋼表面もＡｒ、　Ｎ２等のガス流体
の吹付けにより冷却して早期に上面凝固殻を形成す粥の
ガス流体の吹付けによって形成される上面凝固殻・は、
凝固組成が表層各部位、および底面ともに均質なもので
あり、しかも表面形状も極めて平滑である。

、　　而して、本発明は鋳込溶鋼を底面から凝固せしめ
つつ、上面かｄも適宜厚み凝固させて後に、ガス流体の
吹付を減少又は中断して該上面の凝固殻を鋳塊の内部熱
を主体として復熱（昇温）しつつ底面と上面から完全に
凝固させる。

この−厚スラブ形状鋳塊の上面凝固殻を復熱することに
よって、内部に形成される溶鋼の収縮に応じて容易に該
上面凝固殻が追従下降するため、収縮孔が発生しない。

この目的と凝固組成の均一性から上方からの凝固厚は５
０〜２００ｍとすることが必要である。

上面の凝固厚が５０ｍより少ないと鋳塊上面の冷却不足
によるザク状欠陥が表層部に発生するとともに凝固が一
方向凝固に近似してこれに伴う内部の成分偏析も増加す
る。また、凝固厚が２００■より大きいと上面の凝固殻
が厚くなって内部熱等によ）復熱しても内部凝固に伴う
該上面凝固殻の追従下降が行なえず結果として収縮孔と
その周辺に成分偏析が発生する。

ここで上面の凝固厚は初期の上面凝固殻とこの後上方か
らの凝固量を含めたいわゆる上方からの全凝固量を示す
。

また、ガス流体の吹付けによる初期に形成する上面の凝
固殻の厚みは、熱漬対等の埋込み測定結果によると極厚
スラブ形状鋳塊の厚み、長さ×巾等によって若干異なる
が、３ｍｍ〜５０咽が好ましい。これは前述した上面の
全凝固量で述べた理由による。

而して、本発明の前述の極厚スラブ形状の鋳込溶鋼の凝
固形態を現出するには、第３図に示す如く、該鋳込溶鋼
の上面からの抜熱は１ｍ／ｓｅｅ〜６＠／ｓｅｃで５０
　Ｎ７７／／ｈｒ　〜３０００　Ｎｄ／ｈｒのガス吹付
により１．ＯＸ　Ｉ　Ｑ’　ｋｃａｌ　／ｉｈｒ　〜８
．Ｑ　Ｘ　ｌ　□’ｋｃａｌ　／ｇｌｈｒが必要である
。なお、このときの上面凝固率（％）の例も第３図に示
した。図示した如く保温型（従来法）、あるいは密閉蓋
（図示せず）では上面凝固殻の初期形成と復熱再凝固の
進行不良から初期の目的は達成できない。

次に本発明による極厚スラブの鋳造の詳細について述べ
る。

第１図は、本発明による極厚スラブの鋳造法を示す図面
でその断面図を示す。

図において、ｌは例えば鋳鉄、鋳鋼、銅等からなる定盤
であり、単なる放熱か、あるいは必要に応じて該定盤ｌ
の底部に溝（図示せず）を介して空気、　Ｎ２等の冷気
ガス、水等の冷媒を通人するかもしくは底面への単なる
吹付は等の手段により冷却する。

該定盤１上に同一素材からなる所望のスラブ形状を有す
る鋳型２が載置されておシ、該鋳型２の内面には保温枠
３が例えば吊シ止め、釘止め等の手段で設けである。こ
の鋳型２の上部には鋳込み溶鋼４０表面に吹付けるＡｒ
、Ｎ２等のガス流体の圧力源（図示せず）［連通した複
数の供給管５と吹込孔６が設けてあり、さらに該鋳型２
の上部にはガス抜孔７を穿設した鉄製あるいは耐火物を
施工した上蓋８が設けである。なお、吹込孔６および／
またはガス抜孔７は上蓋８および／または鋳型２の所望
の位置に設けることができる。９は注湯口である。

（実施例） 長さ３．７ｍＸ幅１．２１１１で厚み０．４ｍの極厚ス
ラブを鋳造する場合について以下述べる。

鋳型２　Ｋ、Ｈｌ　５７０℃の溶鋼４を鋳込みから５分
以内に吹付は用ガス流体としてＡｒガス（常温３０℃）
を第２図に示す如く初期４０ＯＮ靜／　ｈ　ｒで吹込み
これを３０分間継続した。この間鋳型ｌ内溶鋼４け底面
から凝固１０しつつ約３０陥の上面凝固殻１１を形成し
た。この後吹付はガス量を図中点線の如く内部Ａｒ雰囲
気保持のみとなる奮約２゜Ｎｔｒ？／ｈｒに減量した場
合と約１５ＯＮ靜／ｈｒ　　に減量緩除化した場合を行
なった。これによって溶鋼の初期の上面凝固殻がさらに
増厚して約２０ＮｔｐｌＡｒの場合で１００論、約１５
０　Ｎｍ”／ｈｒ場合で１４０間のものが得られ、この
ようにして溶鋼を底面からの凝固１０と上面からの凝固
による上下二方向から凝固させた。凝固は溶鋼４の収縮
を伴なう。

しかし、前記の上面凝固殻１１は復熱（昇温）化１、−
浜つ・該収縮に容易に追従下降して収縮孔（図示せず）
の発生とその周辺偏析の発生が防止できた。

この結果は約２０　Ｎｉの場合約１５０　Ｎｔｒｌ／ｈ
ｒに対して若干の差が認められたが殆んど同等であった
。

このようにして得られた極厚スラブを従来法と比較して
表１に示した。なお初期Ａｒ吹付のみでその後中止した
場合も同様に示した。表１から明らかなように浸炭９表
面形状に起因した湯じわ。

ザク状欠陥および収縮孔、成分偏析等の点で本法が優れ
ておシ、また長片歩留も極めて本法が優れている。

（発明の効果） 以上述べた如く、本発明による鋳造法を用いることによ
り、一方向凝固のような表層部の濃厚偏析帯がなく、又
二方向における保温に伴う浸炭層等の組成不良部がなり
、シかも鋳込から完全凝固までの時間が短縮され、凝固
速度の向上による粒子間、および厚み方向の偏析帯の改
善が図れる。

また、上面の凝固殻の形成が容易、に図れることから、
表面形状が良好でこれに伴う欠陥がなく、鋳造と凝固作
業が簡単で品質阻害のない極厚スラブを、高歩留で、且
つ安定して得ることが出来る等本発明による鋳造法は極
めて優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発による極厚スラブの鋳造法を示す図面で
その断面図を示し、 第２図は、ガス流体の吹付パターンの一例を示し。 第３図は、鋳込完了後の上面からのガス吹付量と上面全
体の凝固率および抜熱量を示す。第３図中、従来法は保
温強化した際の二方向凝固の抜熱を示し、また、上面凝
固率（％）は完全凝固時の上面からの凝固率を示す。 １・・・定盤、２・・・鋳型、３・・・保温枠、４・・
・溶鋼、５・・・供給管、６・・・吹込孔、７・・・ガ
ス抜孔、８・・・上蓋、９・・・注湯口、１０・・・底
面からの凝固、ｌｌ・・・上面凝固殻（初期） 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳込溶鋼を鋳型底面から凝固せしめつつ、該溶鋼
   の表面に気体の冷媒を吹付けて急冷し凝固殻を形成せし
   め、その後に、冷媒を調整することによつて凝固殻を緩
   冷することを特徴とした高品質極厚スラブの鋳造法。