JP4258067B2

JP4258067B2 - Cooling method for continuous cast slab

Info

Publication number: JP4258067B2
Application number: JP19122099A
Authority: JP
Inventors: 健二大島; 俊史安部
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: JP2001018039A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造鋳片の冷却方法に係わり、特に、溶鋼の連続鋳造機において、鋳型から抜け出た表面が凝固し、内部がまだ溶融状態にある鋼鋳片を円滑、且つ良好に２次冷却するための技術である。
【０００２】
【従来の技術】
鋼鋳片（スラブ、ブルーム等）を製造する連続鋳造方法は、図１及び２に示すように、溶鋼１を取鍋２、タンディッシュ３を介して水冷鋳型４に注入し、表面は凝固しているが、内部はまだ溶融状態にある半凝固体５を、その後複数のサポートロール６で支えて後流側へ搬送する途上で水７をかけて冷却（二次冷却といい）し、全体を完全に凝固させ、さらに凝固後に鋳片９の形状を矯正機８で矯正するものである。なお、かかる連続鋳造を行なう鋳造機１０には、鋳型４から抜けた鋳片９を垂直に移動させる垂直型、湾曲させつつ移動する湾曲型（図１参照）、垂直に移動させた後、途中から方向を曲げる垂直曲げ型（図２参照）等が存在する。また、この二次冷却に使用する装置は、図３に示すように、鋳片９に水を直接スプレーするノズルと、鋳片９を支えるサポートロール６の表面に水をスプレーするノズルとで構成され、このようなノズルを複数組で１つゾーンとし、いくつかのゾーン（図２では、Ｎｏ．１及びＮｏ．２ゾーン）を鋳片幅方向の両端側に、且つ走行方向に沿って設けたものである。
【０００３】
この水スプレーによる二次冷却は、鋳片９の凝固組織のコントロールや割れ防止の観点から極めて重要であり、ハード及びソフトの両面で従来より種々の技術が研究、開発されている。
【０００４】
ところで、現在の二次冷却方法は、鋳造する鋳片の鋼種やサイズに対応して、予め各ゾーンでそれぞれスプレーする一定の冷却水量を定め、水量に関するパターンを数種類準備し、鋳造時に該当鋳片に適切なパターンを選択することで行なわれている。この方法は、比較的簡単な操作で冷却を実施できるという利点がある。しかしながら、昨今の厳しい鋳片品質の要求には対応できない場合も生じている。つまり、鋳片の冷却をもっと厳密に行ないたくとも、設置しているノズルの能力（水量、スプレーパターン等）が限られているので、冷却を緩くしたり、あるいは強くしたりを希望通りにできない場合が生じている。特に、新開発の鋼種を鋳造する場合には、近似する鋼種のパターンを採用し、試行錯誤で適切な二次冷却を模索するが、満足できる結果を得るにはかなりの時間を要している。さらに、二次冷却が適切に行なわれず、鋳片が部分的に過冷却になった部分を生じると、後流側で該鋳片９の形状を矯正する際に、鋳片９の表面割れが生じるという問題も依然として残っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、連続鋳造鋳片の二次冷却を水スプレーで行なうに際して、各ゾーンでの冷却水量を、既設ノズルを変更せずに、従来より広い範囲で調整可能な連続鋳造鋳片の冷却方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化した。
【０００７】
すなわち、本発明は、連続鋳造機の水冷鋳型から抜け出た鋳片を、サポートロールで支えて複数のゾーンに分けたノズル群からなる二次冷却帯を通過させ、冷却水を吹き付けて冷却するに際して、前記冷却水の吹き付け及び吹き付け停止を１〜１０秒間毎に繰り返すことを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方法である。
【０００８】
また、本発明は、前記繰り返しを、前記各ゾーンで個別に行なうことを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方法である。
【０００９】
さらに、本発明は、前記連続鋳造機を湾曲型あるいは垂直曲げ型とし、アール内側でのみ前記繰り返しを行なうことを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方法でもある。
【００１０】
本発明によれば、鋳片にかける冷却水量（冷却停止時間）を広い範囲で調整できるようになるので、ノズルの能力（仕様）を変更せずに、鋳片の位置によって緩冷却あるいは強冷却が自在になる。その結果、鋳片の品質（偏析、表面割れ等）が従来より安定するようになる。また、連続鋳造機のアール内側のみで、本発明を実施すれば、鋳片の形状矯正時の表面割れが防止できるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
まず、本発明は、図１及び２に示したように、鋳片９の幅方向に沿って多数配置されたノズル１１からの冷却水７を、鋳片へ一定時間の間隔で吹き付けたり、あるいは吹き付けを停止するようにしたものである。つまり、冷却水７の吹付けをＯｎ、停止をＯｆｆとし、Ｏｎ−Ｏｆｆするのである（図４（ａ）参照）。これにより、鋳片９にかかる水量が減るので、一定時間の間隔を種々の値とすれば、鋳片９へスプレーかける水量を幅広く変更できるようになる。その際に重要なことは、鋳片を支えるサポートロール６が破損しない程度に一定時間の間隔を設定することである。この一定時間は、鋳片９のサイズ、鋼種、走行速度等、影響因子が多く、鋳造機１０によって一概に定め難い。そのため、発明者は、この一定時間を種々変更した試験を行ない、１〜１０秒の範囲で行なうのが好ましいことを見出した。１０秒を超えると、ロールの冷却が不十分となり、破損の恐れが生じた。１秒未満では、冷却の停止効果が小さく、また冷却水切替えバルブの破損を生じるからである。
【００１３】
また、この冷却水量のＯｎ−Ｏｆｆは、例えば、図４の（ｂ）に示すように、二次冷却帯の各ゾーン毎に行なうのが好ましい。その方が冷却パターンの種類が増え、冷却する鋳片の鋼種やサイズの変更に適切な処置がとれるからである。
【００１４】
さらに、本発明では、連続鋳造機が図１及び図２のような湾曲型あるいは垂直曲げ型の場合、Ｏｎ−Ｏｆｆを行なうノズル群を、該連続鋳造機のアール内側に配置されたものに限定するのが良い。それによって、鋳片９のアール側に生じる過冷却部分が減り、亀裂の発生が抑えられて、形状矯正時の表面割れを防止できるようになるからである。
【００１５】
【実施例】
鋳型断面のサイズが４００×５６０ｍｍの湾曲型連続鋳造機（図１参照）を用いて、溶鋼１を鋳造し、連続的に鋼鋳片９を製造した。その際、溶鋼の鋳込み速度は、０．５ｍ／ｍｉｎとした。鋳造する溶鋼１には、鋼材となると表面感受性が高い種類で、Ｃを０．１０重量％，Ａｌを０．０２５重量％，Ｎｂを０．０３０重量％含むものを選んだ。冷却水をスプレーするノズル１１は、鋳片９の走行ラインの両側にそれぞれ１０本を１ゾーンとして、２ゾーンに配置した。また該ノズルは、それぞれが鋳片９の厚み方向に水７を均一にスプレーいできる多孔のものである。鋳片９に吹き付る水の量は、通常、鋳片９の両側に配置したノズル１１の１本あたり、Ｎｏ．１ゾーンが５リットル／分、Ｎｏ．２ゾーンが５リットル／分とした。
【００１６】
このような冷却状況で得た結果を表１に示す。なお、表１には、本発明の効果を確認するため、比較例として従来の冷却方法（Ｏｎ−Ｏｆｆを行なわない）での結果も示してある。表１より、本発明の実施では、鋳片の表面割れがまったく発生しないことが明らかである。また、鋳片の断面を調査したところ、従来のものに比べて、偏析が著しく低減していた。なお、偏析は、予め種々の偏析状態を呈する標準試料のマクロ断面の写真で５段階の判定基準（偏析大を４、偏析なしを０として）を作成し、本発明の実施で得た鋳片のマクロ断面をその写真に対比して評価した。さらに、鋳造機１０のアール側でのみＯｎ−Ｏｆｆをした場合には、鋳片９のアール側温度が反対側より高く維持された。その結果、鋳片の形状矯正時に生じる割れが、まったく発生しなかった。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、鋳片にかける冷却水量（冷却停止時間）を広い範囲で調整できるようになり、既設ノズルの能力（仕様）を変更せずに、鋳片の位置によって緩冷却あるいは強冷却が自在になった。その結果、鋳片の品質（偏析、表面割れ等）が従来より安定するようになる。また、連続鋳造機のアール内側のみで、本発明を実施した場合には、鋳片の形状矯正時の表面割れが完全に防止できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な湾曲型連続鋳造機を示す側面図である。
【図２】一般的な垂直曲げ型連続鋳造機を示す側面図である。
【図３】連続鋳造機のノズル配置を説明する図である。
【図４】冷却水のＯｎ−Ｏｆｆ状況を説明する図であり、（ａ）はＮｏ．１及びＮｏ．２ゾーンで一定時間の値が同じ、（ｂ）は互いに異なる場合の例である。
【符号の説明】
１溶鋼
２取鍋
３タンティッシュ
４水冷鋳型（鋳型）
５半凝固体
６サポートロール（ロール）
７冷却水（水）
８矯正機
９鋳片
１０連続鋳造機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for cooling a continuous cast slab, and in particular, in a continuous caster for molten steel, a steel slab whose surface that has come out of the mold is solidified and the inside is still in a molten state is smoothly and satisfactorily secondary. It is a technology for cooling.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 1 and 2, the continuous casting method for producing steel slabs (slabs, blooms, etc.) is as follows. Molten steel 1 is poured into water-cooled mold 4 via ladle 2 and tundish 3, and the surface is solidified. However, the semi-solid body 5 that is still in the melted state is cooled with water 7 while being supported by a plurality of support rolls 6 and transported to the downstream side (referred to as secondary cooling). Is completely solidified and, after solidification, the shape of the slab 9 is straightened by the straightening machine 8. The casting machine 10 that performs such continuous casting includes a vertical mold that moves the slab 9 that has slipped out of the mold 4 vertically, a curved mold that moves while curving (see FIG. 1), and a halfway after moving vertically. There is a vertical bending mold (see FIG. 2) that bends the direction from the vertical direction. Moreover, the apparatus used for this secondary cooling is comprised with the nozzle which sprays water directly on the slab 9, and the nozzle which sprays water on the surface of the support roll 6 which supports the slab 9, as shown in FIG. A plurality of such nozzles are used as one zone, and several zones (No. 1 and No. 2 in FIG. 2) are provided at both ends in the slab width direction and along the running direction. It is a thing.
[0003]
This secondary cooling by water spray is extremely important from the viewpoint of control of the solidification structure of the slab 9 and prevention of cracking, and various techniques have been researched and developed conventionally in both hardware and software.
[0004]
By the way, the current secondary cooling method determines a certain amount of cooling water to be sprayed in each zone in advance according to the steel type and size of the cast slab to be cast, prepares several types of patterns related to the water amount, and applies the corresponding slab at the time of casting. This is done by selecting the appropriate pattern. This method has an advantage that cooling can be performed with a relatively simple operation. However, there are cases where it is impossible to meet the recent demands for slab quality. In other words, even if you want to cool the slab more strictly, the ability of the installed nozzles (water volume, spray pattern, etc.) is limited, so you can not loosen or increase the cooling as desired. A case has arisen. In particular, when casting a newly developed steel grade, an approximate steel grade pattern is adopted and appropriate secondary cooling is sought through trial and error, but it takes a considerable amount of time to obtain satisfactory results. . Furthermore, when the secondary cooling is not performed properly and the slab is partially supercooled, when the shape of the slab 9 is corrected on the downstream side, the surface cracks of the slab 9 may occur. The problem that still arises remains.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In view of such circumstances, the present invention provides a continuous casting in which the amount of cooling water in each zone can be adjusted over a wider range without changing the existing nozzle when performing secondary cooling of the continuous cast slab by water spray. It aims at providing the cooling method of slab.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The inventor diligently studied to achieve the above object, and the results were embodied in the present invention.
[0007]
That is, according to the present invention, the slab that has come out of the water-cooled mold of the continuous casting machine is passed through a secondary cooling zone composed of nozzle groups that are supported by a support roll and divided into a plurality of zones, and cooled by spraying cooling water. a method of cooling a continuous casting slab, characterized in that repeated spraying and spraying stop of the cooling water between every 1-10 seconds.
[0008]
Further, the present invention is that the pre-listen Ri return, the a method of cooling a continuously cast slab which comprises carrying out separately in each zone.
[0009]
Furthermore, the present invention, the continuous casting machine and a curved type or vertical bending type, is also a method of cooling a continuously cast slab, characterized in that performing the return Ri only before hear in Earl inside.
[0010]
According to the present invention, the amount of cooling water (cooling stop time) applied to the slab can be adjusted in a wide range, so that the cooling capacity or the strong cooling is changed depending on the position of the slab without changing the nozzle performance (specification). Is free. As a result, the quality of the slab (segregation, surface cracks, etc.) becomes more stable than before. Moreover, if the present invention is carried out only inside the rounded side of the continuous casting machine, surface cracks during shape correction of the slab can be prevented.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0012]
First, as shown in FIGS. 1 and 2, the present invention sprays cooling water 7 from a plurality of nozzles 11 arranged along the width direction of the slab 9 to the slab at regular time intervals, or The spraying is stopped. That is, the cooling water 7 is sprayed On, the stop is Off, and is On-Off (see FIG. 4A). As a result, the amount of water applied to the slab 9 is reduced, so that the amount of water sprayed on the slab 9 can be widely changed if the interval of the predetermined time is set to various values. In that case, what is important is to set a certain time interval so that the support roll 6 supporting the slab is not damaged. This fixed time has many influential factors such as the size of the slab 9, the steel type, and the traveling speed, and is difficult to determine by the casting machine 10. For this reason, the inventor found that it is preferable to perform a test in which the predetermined time is variously changed, and to perform the test in the range of 1 to 10 seconds. When it exceeded 10 seconds, cooling of the roll became insufficient and there was a risk of breakage. If it is less than 1 second, the cooling stop effect is small, and the cooling water switching valve is damaged.
[0013]
Moreover, it is preferable to perform On-Off of this cooling water amount for every zone of a secondary cooling zone, as shown, for example in FIG.4 (b). This is because the number of types of cooling patterns increases, and appropriate measures can be taken to change the steel type and size of the slab to be cooled.
[0014]
Further, in the present invention, when the continuous casting machine is a curved type or a vertical bending type as shown in FIGS. 1 and 2, the nozzle group for performing on-off is limited to the nozzle group disposed on the inner side of the continuous casting machine. Good to do. This is because the supercooled portion generated on the rounded side of the slab 9 is reduced, the generation of cracks is suppressed, and surface cracks during shape correction can be prevented.
[0015]
【Example】
The molten steel 1 was cast using a curved continuous casting machine (see FIG. 1) having a mold cross-sectional size of 400 × 560 mm, and a steel slab 9 was continuously produced. At that time, the casting speed of the molten steel was set to 0.5 m / min. The molten steel 1 to be cast was selected to be a steel material having a high surface sensitivity and containing 0.10% by weight of C, 0.025% by weight of Al, and 0.030% by weight of Nb. Nozzles 11 for spraying the cooling water were arranged in 2 zones, with 10 on each side of the running line of the slab 9 as 1 zone. Each nozzle is a porous nozzle that can spray water 7 uniformly in the thickness direction of the slab 9. The amount of water sprayed on the slab 9 is usually No. 1 per nozzle 11 arranged on both sides of the slab 9. One zone is 5 liters / minute. Two zones were 5 liters / minute.
[0016]
Table 1 shows the results obtained under such cooling conditions. In Table 1, in order to confirm the effect of the present invention, a result of a conventional cooling method (without On-Off) is also shown as a comparative example. From Table 1, it is clear that the surface cracks of the slab do not occur at all in the practice of the present invention. Further, when the cross section of the slab was examined, segregation was significantly reduced as compared with the conventional one. For the segregation, a slab obtained by carrying out the present invention was prepared in advance by preparing a five-step judgment standard (segregation size is 4 and no segregation is 0) with macro sectional photographs of standard samples that exhibit various segregation states. The macro section of was evaluated against the photograph. Furthermore, when On-Off was performed only on the R side of the casting machine 10, the R side temperature of the slab 9 was maintained higher than the opposite side. As a result, no cracks occurred during shape correction of the slab.
[0017]
[Table 1]

[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the amount of cooling water (cooling stop time) applied to the slab can be adjusted in a wide range, and the capacity (specification) of the existing nozzle is not changed. Cooling or strong cooling became free. As a result, the quality of the slab (segregation, surface cracks, etc.) becomes more stable than before. In addition, when the present invention was carried out only on the inner side of the round of the continuous casting machine, surface cracks during slab shape correction could be completely prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a general curved continuous casting machine.
FIG. 2 is a side view showing a general vertical bending type continuous casting machine.
FIG. 3 is a diagram for explaining nozzle arrangement of a continuous casting machine.
4 is a diagram for explaining the On-Off status of cooling water. 1 and no. The value of a fixed time is the same in the two zones, and FIG.
[Explanation of symbols]
1 Molten steel 2 Ladle 3 Tantis 4 Water-cooled mold (mold)
5 Semi-solid body 6 Support roll (roll)
7 Cooling water (water)
8 Straightening machine 9 Cast slab 10 Continuous casting machine

Claims

When the slab that has slipped out of the water-cooled mold of the continuous casting machine is passed through a secondary cooling zone consisting of nozzle groups divided into a plurality of zones supported by a support roll, and cooled by spraying cooling water,
Cooling method of the continuous casting slab, characterized in that repeated spraying and spraying stop of the cooling water between every 1-10 seconds.

The return Ri previous chrysanthemums, cooling method according to claim 1 continuous casting slab of, wherein the performed separately in each zone.

Wherein the continuous casting machine and a curved type or vertical bending type, cooling method according to claim 1 or 2 continuous casting slab according and performing return Ri only before hear in Earl inside.