(57)【要約】【課題】  鋳片７に圧下力を加えるための複数対のロール４Ａ，４Ｂから構成される軽圧下帯１１を備えた連続鋳造機１を用いて溶鋼６を連続鋳造するに際し、ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界が軽圧下帯１１を通過する際の、ロール間隔の絞り込みによる引き抜き抵抗に起因した、鋳型３内の溶鋼湯面１０の変動と、同境界付近での鋳片７のバルジングと、をあわせて防止できる鋼の連続鋳造方法を提供する。【解決手段】  前記ロール４Ａ，４Ｂにより前記鋳片７に圧下力を加えるための油圧シリンダー１６からの作動油の流出がある一定以上となった場合に、前記ロール４Ａ，４Ｂにより前記鋳片７に圧下力を加えるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳片に圧下力を加えるための複数対のロールから構成される軽圧下帯を備えた連続鋳造機を用いて溶鋼を連続鋳造するに際し、前記ロールにより前記鋳片に圧下力を加えるための油圧シリンダーからの作動油の流出がある一定以上となった場合に、前記ロールにより前記鋳片に圧下力を加えるようにすることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【請求項２】
鋳片に圧下力を加えるための複数対のロールから構成される軽圧下帯を備えた連続鋳造機を用いて溶鋼を連続鋳造するに際し、少なくともダミーバーヘッドと最ボトム鋳片との境界部位が軽圧下帯の各ロールを通過するまでは、軽圧下帯の各ロールによる圧下力がダミーバーヘッド及び鋳片に実質的に付与されないようにしつつ、前記ロールにより前記鋳片に圧下力を加えるための油圧シリンダーからの作動油の流出がある一定以上となった場合に、前記ロールにより前記鋳片に圧下力を加えるようにすることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼の連続鋳造方法に関し、詳しくは、軽圧下帯を備えた連続鋳造機においてダミーバーヘッド及び最ボトム鋳片が軽圧下帯を通過する際の引き抜き抵抗によって発生する鋳型内の湯面変動を低減できる連続鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２に、連続鋳造機の概略側断面図を示す。連続鋳造機１には、溶鋼６を注入して凝固させるための鋳型３が設置され、そして、この鋳型３の下方には、鋳型３から引き抜かれる鋳片７を支持するための複数対の鋳片支持ロール４が設置されている。鋳造方向に隣り合う鋳片支持ロール４の間には、エアーミストスプレーノズルや水スプレーノズルなどの複数個のスプレーノズル（図示せず）が設置され、各スプレーノズルから鋳片７の表面に向けて冷却水或いは冷却水と空気とが混合されたエアーミストが噴霧され、引き抜かれる鋳片７の冷却が行われるようになっている。一方、鋳型３の上方所定位置には、取鍋（図示せず）から注入される溶鋼６を中継滞留するためのタンディッシュ２が設置されている。
【０００３】
鋼の凝固過程における最終凝固部では、炭素、燐、硫黄などの溶質元素が未凝固相に濃縮される。この濃縮された溶鋼が流動し、集積して凝固すると、初期濃度に比べて格段に高濃度となった成分偏析部が生ずる。鋼が凝固すると体積収縮が起こり、この体積収縮に伴って溶鋼は吸引され、連続鋳造の場合には、鋳片の引き抜き方向下流側へ吸引されて流動する。連続鋳造鋳片の凝固末期の未凝固相には十分な量の溶鋼が存在しないので、最終凝固部であるデンドライト樹間の濃化溶鋼が流動をおこし、それが鋳片中心部に集積して凝固し、所謂「中心偏析」が生ずる。
【０００４】
この中心偏析は鋼製品の品質を低下させる。例えば、石油輸送用や天然ガス輸送用のラインパイプ材においては、サワーガスの作用により中心偏析を起点として水素誘起割れ（「ＨＩＣ」とも云う）が生じ、また、飲料水用の缶製品に用いられる深絞り材においては、成分の偏析により加工性に異方性が生じる。そのため、鋳造から圧延に至るまでの各工程で、中心偏析を低減する方法が多数提案されている。
【０００５】
そのなかで、安価に且つ効果的に鋳片の中心偏析を低減する方法として、凝固末期に未凝固鋳片の凝固収縮量に見合った圧下量にて、徐々に鋳片を圧下する（以下、「軽圧下」と呼ぶ）方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この軽圧下方法は、鋳片の凝固完了位置に相当する範囲の鋳片支持ロール４について、鋳片７を挟んで対向するロールの間隔（「ロール間隔」という）を、鋳片７の鋳造方向下流側に向かうに従って徐々に狭くなるように設定し、引き抜かれる鋳片７に対して鋳片支持ロール４により圧下力が付与されるようにして実施している。
【０００７】
このロール間隔を、鋳片７の鋳造方向下流側に向かうに従って徐々に狭くなるように設定した範囲を「軽圧下帯」と称し（図２中１１で表示）、ロール間隔を徐々に狭くなるように設定することを「ロール間隔の絞り込み」と称す。
【０００８】
鋳片７は、連続鋳造機１内で引き抜かれるに従って温度降下により収縮するので、一般的に、鋳片支持ロール４のロール間隔はそれに見合うように徐々に狭められている。しかし、一般的に、温度収縮量に見合う程度に狭められているので、鋳片７に対して圧下力はほとんど付与されない。鋳片７の温度降下に伴う収縮分を超えてロール間隔の絞り込みの大きい範囲が軽圧下帯１１となる。
【０００９】
軽圧下帯１１によって凝固末期の鋳片７を圧下することにより、凝固収縮に基づく濃化溶鋼の流動を抑えて、中心偏析を低減することが可能となる。
【００１０】
ちなみに、図２中、３は鋳型、５は浸漬ノズル、６は溶鋼、８は凝固シェル、９は未凝固相、１０は溶鋼湯面、１２はスライディングノズル、１９は凝固完了位置である。
【００１１】
ところで、連続鋳造機１が空の状態から、溶鋼６を最初に鋳造開始するときは、鋳造方向に列設された鋳片支持ロール間に、ダミーバー（後出図３中１３）と呼ばれる連節式の入れ子を通しておいて、その後端に溶鋼６を接触させて固化し、以降、該ダミーバーを鋳造方向に徐々に引き抜くことによって、凝固シェル８を鋳片の長さ方向に形成していくようにする。
【００１２】
さて、そのような連続鋳造開始時の鋳片（「最ボトム鋳片」という）は、その後の定常鋳造域に比べて鋳片引き抜き速度の平均値が相対的に遅いこと、及び、ボトム鋳片の引き抜き方向先端部はダミーバーのダミーバーヘッドと接続していてダミーバーヘッドによっても冷却されることから、鋳片温度が低く、変形抵抗が大きくなる。
【００１３】
図３は、ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界部位が軽圧下帯１１の鋳片支持ロール４Ａ，４Ｂ間を通過する様子を示す概略図である。
【００１４】
ダミーバーヘッド１５は、鋳型３の内壁空間に挿入されて使用されるものであることから、鋳型３の内壁の間隔よりも若干薄いのに対し、鋳型３の内壁と接触して製造される鋳片７は、溶鋼６の静圧により膨らんで、鋳型３の内壁の間隔よりも若干厚い。従って、ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界部位には厚みの段差が発生する。
【００１５】
厚みに段差のあるダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界部位、並びに、温度の低い最ボトム鋳片７Ａが軽圧下帯１１を通過する際に、ロール間隔の絞り込みが引き抜き抵抗になり、このために鋳片７の引き抜き速度が変動して、鋳型３内の溶鋼湯面１０が変動することがあった。
【００１６】
鋳型３内における溶鋼湯面１０の変動は、鋳片７の表面割れやモールドパウダー巻き込みなどの欠陥を発生させ、鋳片７の品質の低下につながり、この部位の鋳片は、例えば、表面手入れを実施するなど、製造工程の変更を余儀なくされることがあった。
【００１７】
上記問題を解決するため、特許文献２では、軽圧下帯を備えた連続鋳造機で鋼を連続鋳造するに際し、ダミーバーヘッド及び最ボトム鋳片が軽圧下帯を通過する際に引き抜き抵抗によって発生する鋳型内の溶鋼湯面の変動を低く抑えることを目的として、少なくともダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界部位が軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂを通過するまでは、軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂによる圧下力がダミーバーヘッド１５及び鋳片７に実質的に付与されないようにすること、好ましくは、ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界部位が、軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂから下流側に１ｍ以上離れた位置まで引き抜かれるまでは、軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂによる圧下力がダミーバーヘッド１５及び鋳片７に実質的に付与されないようにすることを提案している。
【００１８】
ちなみに図３中、１４は共用体、１６は鋳片７に圧下力を付与するための油圧シリンダー、１７はピストン、１８は境界部位である。
【特許文献１】特開昭５９−７０４４４号公報
【特許文献２】特開２００６−１９２４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記特許文献２のようにしただけでは、未凝固部の先端すなわち凝固完了位置１９が軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂの間にまで達するような場合、溶鋼６の静圧によって鋳片７がバルジング（膨らむこと）してしまう問題が新たに生じることがわかった。ひとたびバルジングが発生すると、隣接する下流側のロールの引き抜き抵抗になって、最悪の場合、鋳造が継続できなくなる。そして、このような、未凝固部の先端が軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂの間にまで達することで鋳片７がバルジングしてしまう問題は、ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界付近でなくても、同様に起こり得る。
【００２０】
本発明は、軽圧下帯１１における鋳片７のバルジングを防止することを目的とし、また、ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界が軽圧下帯１１を通過する際の、ロール間隔の絞り込みによる引き抜き抵抗に起因した、鋳型３内の溶鋼湯面１０の変動と、同境界付近での鋳片７のバルジングと、をあわせて防止できる鋼の連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）鋳片に圧下力を加えるための複数対のロールから構成される軽圧下帯を備えた連続鋳造機を用いて溶鋼を連続鋳造するに際し、前記ロールにより前記鋳片に圧下力を加えるための油圧シリンダーからの作動油の流出がある一定以上となった場合に、前記ロールにより前記鋳片に圧下力を加えるようにすることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
（２）鋳片に圧下力を加えるための複数対のロールから構成される軽圧下帯を備えた連続鋳造機を用いて溶鋼を連続鋳造するに際し、少なくともダミーバーヘッドと最ボトム鋳片との境界部位が軽圧下帯の各ロールを通過するまでは、軽圧下帯の各ロールによる圧下力がダミーバーヘッド及び鋳片に実質的に付与されないようにしつつ、前記ロールにより前記鋳片に圧下力を加えるための油圧シリンダーからの作動油の流出がある一定以上となった場合に、前記ロールにより前記鋳片に圧下力を加えるようにすることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、軽圧下帯１１における鋳片７のバルジングを防止でき、また、ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界が軽圧下帯１１を通過する際の、ロール間隔の絞り込みによる引き抜き抵抗に起因した、鋳型３内の溶鋼湯面１０の変動と、同境界付近での鋳片７のバルジングと、をあわせて防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図１を参照して本発明を具体的に説明する。
２０は油圧を供給するための油圧ポンプ、２１Ａ、２１Ｂは電磁弁、２４は押付側供給配管、２５は開放側供給配管、２６は戻り油用のタンクである。そして、２７はパルスジェネレータ、２８は流量計、３０は制御装置である。
【００２４】
パルスジェネレータ２７から発せられるパルス信号を制御装置３０内でカウントすることにより、鋳片７の先端が連続鋳造機１の内部のどこにあるのかをトラッキングする。トラッキングとは、制御装置３０内での仮想認識により時々刻々に追跡することである。
【００２５】
このトラッキングを全面的に信用して本発明の制御を実施してもよいが、トラッキングには通常誤差を伴うので、その誤差を極小化できる好ましい方法について、以下に説明する。
【００２６】
すなわち、上ロール４Ａがダミーバーヘッド１５に乗っている破線の状態から、最ボトム鋳片７Ａとの境界部位１８にできた段差に乗り上げたことを検出し、境界部位１８が上ロール４Ａ、下ロール４Ｂの頂点位置にきたものと仮想認識するようにする。
【００２７】
上ロール４Ａがダミーバーヘッド１５に乗っている状態から、境界部位１８にできた段差に乗り上げると、油圧シリンダー１６からの作動油の流出がわずかに起こってすぐおさまる。鋳片７の先端はダミーバーヘッド１５により冷却されているため、この部分でバルジングが生じている懸念はない。（この段階での流出はまだ本発明にいう流出ではない）
従って、この作動油の流出がわずかに起こってすぐおさまった状態を起点として、本発明の方法を実施するようにすればよい。
【００２８】
上ロール４Ａが境界部位１８にできた段差に乗り上げたことを検出できる別な方法としては、油圧シリンダ１６にシルナックセンサあるいはマグネスケールのような位置センサを取り付けたものを使用して、乗り上げによる変異を検出する方法もある。
【００２９】
あるいは、上ロール４Ａがダミーバーヘッド１５に乗っている状態から、境界部位１８にできた段差に乗り上げると、押付側供給配管２４に設置された圧力計２９の検出する作動油の圧力がわずかに上昇してすぐおさまるため、この状態を起点として、本発明の方法を実施するようにしてもよい。
【００３０】
作動油の流出を検出する場合も、圧力の上昇を検出する場合も、微細な変動を制御装置側がそれぞれ流出、上昇と誤認してしまわないようにする目的で、適宜高周波フィルタを回路上介挿するなどの措置をとるのが好ましい。
【００３１】
上ロール４Ａがダミーバーヘッド１５に乗っている状態から、境界部位１８にできた段差に乗り上げるまでは、軽圧下よりもさらに弱い油圧を、油圧シリンダ１６のヘッド側に供給することで、ダミーバー１３を過度に締め付けないようにしておく。それには、油圧シリンダ１６のヘッド側に供給する作動油の圧力を、圧力計２９で検出し、制御装置３０に送って、軽圧下よりもさらに弱い油圧になるように、制御装置３０から、電磁弁２１Ａ、２１Ｂに出力してフィードバック制御する。
【００３２】
さて、ここからが、いよいよ本発明の方法についての説明であるが、説明の都合上、第二の本発明についての説明を先にすると、第二の本発明では、鋳片７に圧下力を加えるための複数対のロール４Ａ，４Ｂから構成される軽圧下帯１１を備えた連続鋳造機１を用いて溶鋼６を連続鋳造するに際し、少なくともダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界部位１８が軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂを通過するまでは、軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂによる圧下力がダミーバーヘッド１５及び鋳片７に実質的に付与されないようにしつつ、前記ロール４Ａ，４Ｂにより前記鋳片７に圧下力を加えるための油圧シリンダー１６からの作動油の流出がある一定以上となった場合に、前記ロール４Ａ，４Ｂにより前記鋳片７に圧下力を加えるようにする。この流出は、流量として捉えても、体積として捉えてもよい。
【００３３】
ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界部位１８が軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂを通過して以降は、軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂによる圧下力をダミーバーヘッド１５及び鋳片７に付与するようにしつつ、油圧シリンダー１６からの作動油の流出がある一定以上となった場合に、ロール４Ａ，４Ｂにより鋳片７に圧下力を加えるようにする。
【００３４】
作動油の流出は、流量計２８により検出する。鋳片７の厚さとして所望の値は決まっており、ロール４Ａの直径も固定されていることから、図１に示しているように、上ロール４Ａがダミーバーヘッド１５に乗っている状態から、境界部位１８にできた段差に乗り上げることで、このときの油圧シリンダ１６のピストン１７の高さ方向の位置が、以降、維持したいピストン１７の高さ方向の位置となる。
【００３５】
さて、上ロール４Ａがダミーバーヘッド１５に乗っている状態から、境界部位１８にできた段差に乗り上げたら、それ以降は、電磁弁２１Ａ，２１Ｂを比例電磁弁の態様で使用する。すなわち、油圧シリンダー１６からの作動油の流出がある一定以上となったら、それを流量計２８からの信号で制御装置３０が捉え、制御装置３０からの指令により、作動油の流出の量に比例して、ポンプ２０から油圧シリンダ１６のヘッド側に作動油を供給するようにして押し戻す。それにより、結果的に、ロール４Ａ，４Ｂにより鋳片７に圧下力を加えるようにする。
【００３６】
いずれにしても、このようにすることで、未凝固部の先端すなわち凝固完了位置１９が軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂの間にまで達することで鋳片７がバルジングしてしまうのを防止できる。
【００３７】
なお、このような、未凝固部の先端が軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂの間にまで達することで鋳片７がバルジングしてしまう問題は、ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界付近でなくても、同様に起こり得るため、本発明は、ダミーバーヘッド１５と最ボトム鋳片７Ａとの境界部位１８が軽圧下帯１１の各ロール４Ａ，４Ｂを通過した直後のみならず、鋳造が終了するまで、以降、ずっと継続するのが好ましい。
【００３８】
すなわち、境界部位１８の通過直後とそれ以降をあわせ、第一の本発明のように、鋳片に圧下力を加えるための油圧シリンダーからの作動油の流出がある一定以上となった場合に、前記ロールにより前記鋳片に圧下力を加えるようにすることができる。
【００３９】
以下、以上説明した本発明のさらに好ましい形態について説明する。
【００４０】
軽圧下帯１１におけるロール間隔の絞り込み量は、鋳片７の圧下速度が０．６ｍｍ／ｍｉｎ〜１．５ｍｍ／ｍｉｎの範囲になる程度に設定するのが好ましい。圧下速度が０．６ｍｍ／ｍｉｎ未満では、偏析を軽減する効果が少なく、一方、圧下速度が１．５ｍｍ／ｍｉｎを越えると、濃化溶鋼が鋳造方向とは逆方向に絞り出され、鋳片中心部には負偏析が生成される恐れがあるからである。
【００４１】
従って、鋳片７の引き抜き速度が速い場合にはロール間隔の絞りこみ量は小さくなり、一方、鋳片７の引き抜き速度が遅くなればロール間隔の絞りこみ量は大きくなる。また、軽圧下帯１１における総圧下量は２ｍｍ〜６ｍｍで十分である。
【００４２】
軽圧下帯１１が複数本のロールで構成されるセグメント構造の場合には、１本毎に上ロール４Ａの油圧調整ができない場合もあり、この場合には最も下流側の上ロール４Ａを境界部位１８が通過する時点を基準として、セグメント毎に上ロール４Ａの油圧を設定すればよい。
【００４３】
鋳片７の引き抜き速度は、凝固完了位置１９が軽圧下帯１１の範囲内になるように調整する。ダミーバーヘッド１５は、連続鋳造機１の機端を過ぎた位置で最ボトム鋳片７Ａと切り離され、鋳片７は連続鋳造機１の機端に設置されるガス切断機（図示せず）により切断され、次工程の熱間圧延工程に搬送される。
【００４４】
このようにして溶鋼６を連続鋳造することで、変形抵抗の大きい境界部位１８及び鋳片７の最ボトム部が軽圧下帯１１を通過するときには軽圧下用の上ロール４Ａによる圧下力が鋳片７にはかからないので、鋳片７の引き抜き抵抗が軽減されて、鋳片引き抜き速度の変動が抑制され、これによって鋳型内の溶鋼湯面１０の変動が軽減され、品質に優れた鋳片７を製造することが可能となる。
【００４５】
また、バルジングが発生して鋳造の継続が不可能になるような事態も防止できる。
【実施例】
【００４６】
上記本発明の実施により、溶鋼湯面１０の変動による品質不良が実施前の１．７２％（全鋳片本数に占める品質不良の鋳片本数の比）から、実施後の１．０３％まで減少し、バルジングによる設備停止も、実施前の２回／年から、実施後の０回／年まで減少した。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための線図
【図２】背景技術を説明するための線図
【図３】背景技術を説明するための線図
【符号の説明】
【００４８】
１  連続鋳造機
２  タンディッシュ
３  鋳型
４  鋳片支持ロール
４Ａ  上ロール
４Ｂ  下ロール
５  浸漬ノズル
６  溶鋼
７  鋳片
７Ａ  最ボトム鋳片
８  凝固シェル
９  未凝固相
１０  溶鋼湯面
１１  軽圧下帯
１２  スライディングノズル
１３  ダミーバー
１４  共用体
１５  ダミーバーヘッド
１６  油圧シリンダー
１７  ピストン
１７Ａ  ピストンロッド
１８  境界部位
１９  凝固完了位置
２０  油圧ポンプ
２１Ａ，２１Ｂ  電磁弁
２４  押付側供給配管
２５  開放側供給配管
２６  タンク
２７  パルスジェネレータ
２８  流量計
２９  圧力計
３０  制御装置
【図１】
2008290113.tif 000003
【図２】
2008290113.tif 000004
【図３】
2008290113.tif 000005