JPS642464B2 - - Google Patents
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- JPS642464B2 JPS642464B2 JP10969385A JP10969385A JPS642464B2 JP S642464 B2 JPS642464 B2 JP S642464B2 JP 10969385 A JP10969385 A JP 10969385A JP 10969385 A JP10969385 A JP 10969385A JP S642464 B2 JPS642464 B2 JP S642464B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solidification
- molten steel
- solidified
- casting
- solidified shell
- Prior art date
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- Continuous Casting (AREA)
Description
（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、造塊法ほど極端では
ないが、同様に、鋳片の中芯部に濃厚成分偏析を
伴う欠点を持つている。従つて、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、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エルの成長が遅れ上面シエ
ル強度が相対的に低くなり、このため凝固収縮に
追従した上面シエ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300mm厚さのス
ラブの場合で約20mm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片層、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、し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つ
た。その結果、従来の常識とは全く逆の手段を用
いることによつ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
却のいずれかによつて凝固させつつ、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る。このガス流体の吹
付けによつ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、上面から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。 この極厚スラブ形状鋳塊の上面凝固殻を復熱す
ることによつて、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50〜200mmとすること
が必要である。 上面の凝固厚が50mm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200mmよ
り大きいと上面の凝固殻が厚くなつて内部熱等に
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、熱伝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
等によつて若干異なるが、３mm〜50mm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／sec〜
6m／secで50Nm3／hr〜3000Nm3／hrのガス吹付
により、1.0×104Kcal／m2hr〜8.0×104kcal／m2
hr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、１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１の底部に溝（図示せず）を介して
空気、N2等の冷気ガス、水等の冷媒を通入する
か、もしくは底面への単なる吹付け等の手段によ
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
手段で設けてある。この鋳型２の上部には鋳込み
溶鋼４の表面に吹付けるAr、N2等のガス流体の
圧力源（図示せず）に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を穿設した鉄鋼あるいは耐火物を施
工した上蓋８が設けてある。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3.7m×幅1.2m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に、1570℃の溶鋼４を鋳込みから５分以
内に吹付け用ガス流体としてArガス（常温30℃）
を第２図に示す如く初期400Nm3／hrで吹込みこ
れを30分間継続した。この間鋳型１内溶鋼４は底
面から凝固１０しつつ約30mmの上面凝固殻１１を
形成した。この後吹付けガス量を図中点線の如く
内部Ar雰囲気保持のみとなる量約20Nm3／hrに
減量した場合と約150Nm3／hrに減量緩冷化した
場合を行なつた。これによつて溶鋼の初期の上面
凝固殻がさらに増厚して約20Nm3／hrの場合で
100mm、約150Nm3／hr場合で140mm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）化により該収縮
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20Nm3の場合約150Nm3／hrに対して若干の差
が認められたが殆んど同等であつた。 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、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
が優れており、また良片歩留も極めて本法が優れ
ている。
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、造塊法ほど極端では
ないが、同様に、鋳片の中芯部に濃厚成分偏析を
伴う欠点を持つている。従つて、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、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エルの成長が遅れ上面シエ
ル強度が相対的に低くなり、このため凝固収縮に
追従した上面シエ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300mm厚さのス
ラブの場合で約20mm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片層、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、し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つ
た。その結果、従来の常識とは全く逆の手段を用
いることによつ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
却のいずれかによつて凝固させつつ、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る。このガス流体の吹
付けによつ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、上面から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。 この極厚スラブ形状鋳塊の上面凝固殻を復熱す
ることによつて、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50〜200mmとすること
が必要である。 上面の凝固厚が50mm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200mmよ
り大きいと上面の凝固殻が厚くなつて内部熱等に
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、熱伝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
等によつて若干異なるが、３mm〜50mm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／sec〜
6m／secで50Nm3／hr〜3000Nm3／hrのガス吹付
により、1.0×104Kcal／m2hr〜8.0×104kcal／m2
hr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、１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１の底部に溝（図示せず）を介して
空気、N2等の冷気ガス、水等の冷媒を通入する
か、もしくは底面への単なる吹付け等の手段によ
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
手段で設けてある。この鋳型２の上部には鋳込み
溶鋼４の表面に吹付けるAr、N2等のガス流体の
圧力源（図示せず）に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を穿設した鉄鋼あるいは耐火物を施
工した上蓋８が設けてある。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3.7m×幅1.2m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に、1570℃の溶鋼４を鋳込みから５分以
内に吹付け用ガス流体としてArガス（常温30℃）
を第２図に示す如く初期400Nm3／hrで吹込みこ
れを30分間継続した。この間鋳型１内溶鋼４は底
面から凝固１０しつつ約30mmの上面凝固殻１１を
形成した。この後吹付けガス量を図中点線の如く
内部Ar雰囲気保持のみとなる量約20Nm3／hrに
減量した場合と約150Nm3／hrに減量緩冷化した
場合を行なつた。これによつて溶鋼の初期の上面
凝固殻がさらに増厚して約20Nm3／hrの場合で
100mm、約150Nm3／hr場合で140mm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）化により該収縮
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20Nm3の場合約150Nm3／hrに対して若干の差
が認められたが殆んど同等であつた。 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、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
が優れており、また良片歩留も極めて本法が優れ
ている。
【表】
（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、し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。
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、し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。
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、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、１１…
上面凝固殻（初期）。
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、１１…
上面凝固殻（初期）。
Claims (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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10969385A JPS61266151A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 高品質極厚スラブの鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10969385A JPS61266151A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 高品質極厚スラブの鋳造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61266151A JPS61266151A (ja) | 1986-11-25 |
| JPS642464B2 true JPS642464B2 (ja) | 1989-01-17 |
Family
ID=14516801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10969385A Granted JPS61266151A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 高品質極厚スラブの鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61266151A (ja) |
-
1985
- 1985-05-22 JP JP10969385A patent/JPS61266151A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61266151A (ja) | 1986-11-25 |
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