JPS61266152A - 極厚スラブの二方向凝固鋳造法 - 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
ラブの底面と上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
から行なわ几ている鋳塊を得た後に圧延する造塊法ど製
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
造法が広く用いら几ていることはよ〈知ら几ている。

しかし、こｎ５等の＠造法は、例えば造塊法で扛崎塊頭
部に著るしい成分偏析部と収縮孔が形成さｎ、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７′する。

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全件う欠点を
持っている。従って、従来よジこ１１等造塊法、あるい
は連続鋳造法の問題点全解決して極厚スラブを＠接に＠
造する方法が提案さ７１．ている。

例えば、特公昭５３−１９２９０号公報の如く、鋳型の
上面及び側面全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、％開昭５９−１７８１
５２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几ており、かなりの効果が得ら２
″１ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、こ几等の新らしい鋳造法（′−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ｎ、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２品質ともに十
分とは言い難い。

この一方向凝固法の問題全解決する手段として二方向凝
固法が提案さｎ、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全おさえる事により上面凝固
シェルの成長が遅几上面シェル強度が相対的に低くなり
、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仕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６ま
た。保温剤を添加することにより該鋳片表層に、例えば
３００ｍ厚さのスラブの場会で約２０割もの浸炭層が形
成さｎ１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Ｆｌ′Ｊ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ｎ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′ｆ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、鋳型上に載置した冷媒を
用いる抜熱蓋により該溶鋼表面を急冷し表層に凝固殻を
形成せしめた後、該抜熱蓋の冷媒を調整することによっ
て該凝固殻の暖冷を行うことを特徴とした極厚スラブの
二方向凝固鋳造法である。

以下、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極的な抜熱による冷却のい
ずｎ、かによって凝固させつつ、該鋳型上面（：設置し
た抜熱蓋により該溶鋼の表面を冷却して早期に上面凝固
殻を形成する。この場会該鋳型空隙部に例えばＡｒ、　
Ｎ、等のガス流体を封入すると非酸化性状態で輻射と該
ガスの対流伝熱により抜熱が進行する。この上面凝固殻
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
、上面からも適宜厚み凝固させて後に、前記の抜熱蓋内
に供給する水、気体等の冷媒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。この極厚スラブ形
状鋳塊の初期に形成さ几る上面の凝固殻に加えて進行凝
固した上面凝固殻を復熱することによって、内部に形成
さｒｌ、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５０〜２００ｍと
することが必要である。

上面の凝固厚が５０慎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ｒｔに伴う内部の成分偏析も増加
する。捷た。凝固厚が２００窮より大きいと上面の凝固
殻が厚くなって内部熱等により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が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」二面の
凝固殻の厚みは、熱漬対等の埋込み測定結果によると破
厚スラブ形状鋳塊の厚み、長さＸ巾等によって若干異な
るが、３調〜５０■が好捷しい。こ几は前述した上面の
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２図に示す如く、該鋳込溶鋼
の上面からの抜熱は封入Ａｒの対流伝熱と輻射熱全抜熱
蓋１０によジ１．０Ｘ１０’ｌ仏！／ｒｒ？ｈ　ｒ〜８
゜ＯＸ　１０’　Ｋ７／ｌｒ？　ｈｒが必要である。な
お、このときの上面凝固率（匍の例も第２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、１は例えば鋳鉄、鋳儒、鋼等からなる定盤
であり、単なる放熱か、あるいは必要に応じて該定盤１
の底部にｎ（図示せず）を介して空気、Ｎ２等の玲気ガ
ス、水等の冷媒全通人するか。

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ｎており、該鋳型２の内面には保温枠
３が例えば吊り止め、釘止め等の手段で設けである。こ
の鋳型２の上部には鋳込溶鋼４１化防止用（対流伝熱用
魯υえばＡｒ、Ｎ２等のガス流体の圧力源（図示せず）
に連通した供給管５と封入孔６が設けである。

さらに該鋳型２の上面には、内部にジャケット７又は冷
却管（図示せず）等全弁して例えば水。

油等の液体、もしくは空気、　Ｎ２．　Ａｒ、　００２
等のガス流体等の冷媒の供給管８と排出管９を連設した
伝熱性の良好な例えば鉄、鋼、銅板等からなる抜熱蓋１
０が設けである。この抜熱蓋１０は冷媒の供給により前
記の抜熱速度が得らｎ、るものであｎ。

ば特に制約はない。

このように構成して後に、注湯口１１から鋳型２に溶鋼
４ｆ鋳込みＡｒガス（常温）を封入するとともに、抜熱
蓋１０の供給管８から冷媒として水を通人して抜熱を行
ない該溶鋼表面を冷却して上面の凝固殻１２を底面の凝
固１３と合せ形成する。

この後抜熱蓋１０に通人する冷媒を減少するか。

あるいは中断して暖冷化し前記の上面凝固殻１２を復熱
する。この暖冷によって溶鋼４は初期の底面の凝固殻１
３と上面の凝固殻１２の凝固がさらに進行し上下方向か
らの凝固１４を形成するがこの凝固１４は溶鋼４の収縮
を伴なう。しかし、前記の上面凝固殻１２の復熱（昇温
）化によｐ、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を防止できる。

（実施例） 長さ３．７ｍＸ幅１．２　ｍ　、厚み０．４　ｍの極厚
スラブを鋳造した例について以下述べる。

鋳型２に１５７０℃の溶鋼を鋳込んだ。抜熱蓋１０は、
鋳鉄製で厚みが２００ｍのもので内部に５０期ψの水冷
溝を上面と底面側に穿設し底面から上面に各々循環する
ように設けｋものと、全く同じ構造で空気？２梅／ｃｒ
Ａで圧入した場合で実施した。

他どの条件は表１に示す。

このようにして得ら′ｎ、　ｆ（極厚スラブを従来法上
比較して表２に示すが明らかに浸炭７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ｎ、ており、また長片歩留も極めて高い。また
、冷媒として空気を圧入した場合も実施したが結果はほ
とんど同等のものが得ら１、た。特に本法は、Ａｒ、　
Ｎ２等の封入ガスの節減と溶鋼表面の酸化防止を容易に
図１１る等多くの利点がある。

表　　２ （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く
、シかも鋳込から見金凝固までの時間が短縮さ几、凝固
速度の同上による粒子間、および厚み方向の偏析帯の改
善が図ｎ、る。

また、上面の凝固殻の形成が容易に図１．ることがら、
表面形状が良好でこｎ−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り極厚スラブを、高歩留で、
且つ安定に得ることが出来る等本発明による鋳造法は極
めて優ｎている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による極厚スラブの鋳造法を示す図面
でその断面図を示し、 第２図は、鋳込完了後の上面からの凝固率と抜熱量７示
す。第２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（間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・・・ジ
ャケット、８・・・冷媒のイ１ξ給管、９・・・排出管
、１０・・・抜熱蓋、１１・・・注湯口、１２・・上面
６Ｉ固殻（初期）、１３・・・底面の褐ｆ内殻 代ｌ甲人　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、鋳型上
   に載置した冷媒を用いる抜熱蓋により該溶鋼表面を急冷
   し表層に凝固殻を形成せしめた後、該抜熱蓋の冷媒を調
   整することによつて該凝固殻の緩冷を行うことを特徴と
   した極厚スラブの二方向凝固鋳造法。