JPH0729192B2

JPH0729192B2 - 連続鋳造の注入方法

Info

Publication number: JPH0729192B2
Application number: JP1252070A
Authority: JP
Inventors: 昌紀皆川; 秀幸三隅; 孝文松崎
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPH03114638A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は連続鋳造方法に係わり、特に高速連続鋳造の注
入方法であって、溶鋼温度、ノズル形状および鋳造速度
を特定条件下に適性化する方法に関するものである。

［従来の技術］近年4m/min以上の速度で鋳造し、鋳造凝固過程の抜熱量
が２×10⁶kcal/hr・m²程度のスラブの高速連続鋳造方法
が試みられ、あらためて鋳型で発生する縦割れが生産
性、生産費に多大の影響があることが重視され、その防
止方法の検討が重ねられている。

上記高速鋳造においては、モールドへ注入する溶鋼の吐
き出し流によりシェル洗いが発生し、これによりシェル
厚みが不均一が生じて縦割れが発生する。

この縦割れは鋳片の表面疵として以後の加工工程を経て
も残留し、製品疵として歩留を低下するばかりでなく、
連続鋳造時にブレークアウトを惹起することから、この
縦割れの防止技術の確率が強く望まれている。

通常行われているスラブの連続鋳造は、良く知られてい
る様に、水冷銅鋳型を使用し、フラックスを潤滑剤とし
て厚み200〜300mm前後、幅1000〜2000mm前後の鋳を１〜
2m/minの速度で鋳造し、鋳造凝固過程の抜熱量は７×10
⁵kcal/hr・m²程度の連続鋳造方法を用いている。

この連続鋳造方法においては、縦割れは代表的な表面疵
として認識されており、無欠陥鋳片を製造するに当たっ
て、その生成過程を解明し、縦割れの発生を防止するこ
とが試みられている。

一般に縦割れの成因としては、鋳型幅方向の不均一シェル厚みの発生。

鋳造凝固過程に生ずる応力。にあることが知られて
いる。

本発明は、上記した成因の鋳型幅方向の不均一シェル
厚みの発生による縦割れを対象として、その改善を行う
ものである。

鋳型幅方向の不均一シェル厚みによる縦割れについて
は、種々の報告、提案がある。

例えば、鉄と鋼Vol.68,No.13の1773頁〜1781頁に、鋳片
の縦割れにおよぼす局部的凝固おくれの影響について次
の記載がある。

メニスカス近傍で発生した、鋳型幅方向の温度偏差
による不均一シェル厚みは、鋳片の移動によっても解消
せず、縦割れの原因となること。

凝固シェル厚みの不均一度が中炭素鋼で10％を超え
ると縦割れが発生すること。

含有炭素が0.12％〜0.16％の鋳片は、縦割れの発生
が顕著であること。

等が記載されている。

続いて、縦割れが発生を見ない時は、鋳型幅方向の温度
差は殆どなく、鋳型縦方向にも安定した温度分布が見ら
れること。これに反し、縦割れの発生を見ているとき
は、鋳型疵部の温度が低く、鋳型下端に向けられて、こ
の傾向は次第に強くなり、縦割れ部の鋳片表面温度は、
健全部より高いことを述べている。

しかし、4m/min以上の鋳造速度でスラブを高速鋳造する
方法においては、鋳型は、エンドレス鋼帯ベルトで構成
し、注入溶鋼の凝固、引抜き経過に同期して移動する長
辺と、エンドレスに連結されたブロックで構成され、前
記長辺にメニスカス上で挟持されて該長辺と一体的に移
動する短辺から構成される連続鋳造機を用いて鋳造する
方法があり、上記した従来の連続鋳造で認められる縦割
れ発生の成因の存在は考えられるが、その成因の発生メ
カニズムは大きく異なるものと思われる。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、連続鋳造速度が4m/minを超える高速連続鋳造
における縦割れの発生要因を解明し、連続鋳造速度が4m
/minを超える高速連続鋳造において縦割れを実質的に発
生せしめない高速連続鋳造の注入方法、具体的には溶鋼
温度、ノズル形状および鋳造速度を特定条件下に適正化
する方法を確立することを課題とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は上記課題を達成するため、後記するシェル洗い率φが0.1以下になるように鋳造速
度Ｖと、モールド断面積と注入ノズルの吐出口面積との
比率Ｓの少なくとも何れか一方を調整して溶鋼を鋳型に
注入することを手段とするものである。

シェル洗い率φ＝（δ_max−δ_min）／δ_max φ＝ｆ（ΔT,V,S）あるいは φ＝Ａ・ΔＴ・V^0.473・S^0.8但し、 δ_max：同一幅断面内での最大シェル厚み δ_min：同一幅断面内での最小シェル厚み A:5.6×10^-4（定数） V:鋳造速度（m/hr） S:ノズルの吐出口に対するモールドの断面積比 ΔT:溶鋼の加熱温度（deg）［作用］本発明者等は、上記課題を達成するため種々の実験、検
討を重ね、鋳造速度が4m/min以上の高速連続鋳造方法に
おいては、鋳造速度が大きくなると、浸漬ノズルからの
溶鋼の吐出流速が大きくなり、この大きくなった吐出流
速でシェルが洗われ、これによってシエル厚みの不均一
が助長されて縦割れが発生することを突き止めた。

この時前記した従来の連続鋳造方法で確認されていた知
見の「凝固シェル厚みの不均一度が中炭素鋼で10％を
超えると縦割れが発生する。」を参考に検討を重ねたと
ころ、4m/min以上の鋳造速度で行う連続鋳造も同様に凝
固シエル厚みの不均一度が中炭素鋼で10％を超えると縦
割れが発生することを見出した。

従来の知見は鋳型に人口疵を設けた実験による知見であ
る。鋳型の人口疵部の温度が低くなり、そこに対応する
鋳片の部分は逆に温度が高くなって、それによって生じ
たシェルの厚み不均一度である。

一方本発明が対象とする高速連続鋳造の実験による知見
は、浸漬ノズルからの溶鋼吐出流により生じたシェル洗
いが生成したシェルの厚み不均一度を対象としたもので
ある。

なお、シェル洗いによるシェル厚みの不均一度（シェル
洗い率）は、δ_max，δ_minによって決定されるが、その
δ_max，δ_minは鋳造中に硫黄などのトレーサーを溶鋼と
ともに注入し、鋳造後の鋳片のある断面におけるトレー
サーの濃度分布を測定することによってその断面のシェ
ル厚を測定することで求められる。

しかるに両者は共に、凝固シェル厚みの不均一度が10％
を超えると縦割れが発生することは、発生のメカニズム
が異なっていても、結局は縦割れを形成する本質的な要
因がシェルの厚み不均一度であり、両者は同じ現象によ
ることを見出した。

そこで本発明者等は、高速連続鋳造において、シェル厚
み不均一の発生原因である溶鋼吐出流によるシエル洗い
を防止するため、更に実験、検討を続け、その結果を集
約して次の式を得た。

シェル洗い率φ＝（δ_max−δ_min）／δ_max φ＝Ａ・ΔＴ・V^0.473・S^0.8 δ_max：同一幅断面内での最大シェル厚み δ_min：同一幅断面内での最小シェル厚み A:5.6×10^-4（定数） V:鋳造速度（m/hr） S:ノズルの吐出口に対するモールドの断面積比 ΔT:溶鋼の過熱温度（deg）この式はシェル洗い率が、ΔＴとＶとＳの関数であるこ
とを表わしている。この式による計算値と実測値を第１
図に示しており、両者がよく一致していることを示して
いる。

本発明は上記知見を基になされたものである。

すなわち、連続鋳造に先立ち、使用予定のノズルの吐出
口面積よりS₁を計算し、狙いとする溶鋼の過熱温度ΔT₁
および鋳造速度V₁を求め、それらより、シェル洗い率φ
_１を計算し、そのφ_１が適性領域つまり0.1以下なら
ば、その条件を適性とする。もしφ_１が0.1より大きけ
れば、ノズル形状を変更してS₁を修正するかおよび／ま
たは鋳造速度を修正して、φ_１が0.1以下の値とし、そ
の修正条件に変更して連続鋳造の注入作業を開始するよ
うにする。

加えて、連続鋳造を開始した後は、ノズルの吐出口面積
S₁は一定であるがΔT₁は実測できるので、その実測ΔT₁
ではφ_１が0.1より大きくなる場合には、鋳造速度Ｖを
φ_１が適性領域、即ち0.1以下になるように調整して、
φ_１が連続鋳造中、常に適性領域に確保できるようにす
るのが望ましい。一般に、ΔT₁は連続鋳造時間がたつ程
低下してゆくので、鋳造速度Ｖは増加してゆくことがで
きる。

［実施例］（１）連続条件鋳型断面寸法（mm×mm）:600×50,1200×50の２種ノズル吐出口寸法（mm×mm）:200×10,300×10,400×
10の３種鋳造速度（m/min）:10,20の２種シェル洗い率：第２図に示す。

（２）調整方法前記、、、およびは、シェル洗い率が0.1に
達しない場合であったので、調整を必要としないもので
ある。一方、Ａ、Ａ、Ａ、ＡおよびＡは、そ
れぞれシェル洗い率が0.1以上になった場合であるの
で、それぞれ次のような調整を行った後をＢ、Ｂ、
Ｂ、ＢおよびＢに示す。具体的な調整方法は、
の場合はＡのノズルをＢでは２本並列使用し、の場
合、ノズルの吐出口幅をＡの300mmから600mmに変更し、
、の場合も同様にノズルの吐出口幅を２倍に拡大し
たものに置換し、の場合、溶鋼の過熱度を10℃と予想
したのにＡの場合20℃と大きかったのでφ＞0.1とな
り、Ｂでは、鋳造速度を8.5m/minまで大きく下げて対応
した例である。

尚、の場合、Ａでもφ≦0.1を達成していたが、Ｂで
溶鋼の過熱度が８℃まで下がったのでその分を鋳造速度
を高速化した例である。

［発明の効果］本発明は、鋳造速度と、モールドのノズルの単面積比の
少なくとも何れか一方を特性式に基づいて調整し、高速
連続鋳造において縦割れの原因となっているシェル洗い
率の縦割れが発生しない0.1以下に制御するので、高速
連続鋳造における縦割れの発生が極めて容易に防止で
き、縦割れに起因するブレークアウトを皆無にできるの
で、当業分野にもたらす生産性の向上、生産費の低減効
果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の計算値と実測値の関係を示す図であ
る。第２図は本発明の実施例における調整状況を示す図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】後記するシェル洗い率φが0.1以下になる
ように鋳造速度Ｖと、モールド断面積と注入ノズルの吐
出口面積との比率Ｓの少なくとも何れか一方を調整して
溶鋼を鋳型に注入することを特徴とする連続鋳造の注入
方法。 φ＝ｆ（ΔT,V,S）但し、シェル洗い率φ＝（δ_max−δ_min）／δ_max δ_max：同一幅断面内での最大シェル厚み δ_min：同一幅断面内での最小シェル厚み V:鋳造速度（m/hr） S:ノズルの吐出口に対するモールドの断面積比 ΔT:溶鋼の過熱温度（deg）
【請求項２】前記シェル洗い率φが次式であることを特
徴とする請求項１に記載の連続鋳造の注入方法。 φ＝Ａ・ΔＴ・V^0.473・S^0.8 但し、 A:定数項