(57)【要約】【課題】本発明は、内部割れ欠陥が少なく、圧延しても製品鋼材に圧下痕を残さない連鋳片のトップ部となるばかりでなく、圧下手段にトラブルの発生しない連鋳片のトップ・クロップ短縮方法を提供することを目的としている。【解決手段】タンディッシュ、鋳型及び二次冷却帯を順次配し、その下流側の鋳片搬送経路に、通過する鋳片を上下に挟み、圧下する金型を備えた垂直曲げ型又は湾曲型連続鋳造機で溶融金属を鋳造するに際して、前記タンディッシュから鋳型への溶融金属の注入が終り、最後に鋳型内に存在することになった鋳片のトップ部を、前記搬送経路上で凝固完了させ、該トップ部の後端部を前記金型で片側１０〜３０ｍｍだけ圧下する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンディッシュ、鋳型及び二次冷却帯を順次配し、その下流側の鋳片搬送経路に、通過する鋳片を上下に挟み、圧下する金型を備えた垂直曲げ型又は湾曲型連続鋳造機で溶融金属を鋳造するに際して、
前記タンディッシュから鋳型への溶融金属の注入が終り、最後に鋳型内に存在することになった鋳片のトップ部を、前記搬送経路上で凝固完了させ、該トップ部の後端部を前記金型で片側１０〜３０ｍｍ圧下することを特徴とする連鋳片のトップ・クロップ短縮方法。
【請求項２】
前記トップ部の圧下範囲を該トップ部の後端部より５００〜３０００ｍｍとすることを特徴とする請求項１記載の連鋳片のトップ・クロップ短縮方法。
【請求項３】
前記鋳片の幅方向における圧下位置は、引け巣が形成され易い中央部分とすることを特徴とする請求項１又は２記載の連鋳片のトップ・クロップ短縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連鋳片のトップ・クロップ短縮方法に係わり、詳しくは、溶融金属を連続鋳造する際し、鋳型に注入された溶融金属の最終凝固で生じる鋳片後端部（以下、トップという）の切捨て部分（以下、クロップという）の長さをできるだけ短くし、溶融金属の歩留まり向上を図る技術である。
【０００２】
【従来の技術】
溶融金属、例えば溶鋼を連続鋳造して、効率良くその鋳片を製造するには、図３に示すように、１チャージ分の溶鋼１をタンディッシュ２と称する中間容器を介して鋳型３に連続的に注入し、鋳型３内の一次冷却で凝固殻４（シエルともいう）を形成させると同時に、内部に未凝固溶鋼５を包含した状態で鋳型３より引き抜きつつ図示していない水噴射ノズルを備えた二次冷却帯６で水冷して完全に凝固させ、しかる後にトーチカッタ（図示せず）で所定長さ毎に切断する。
【０００３】
ところが、このようにして鋳造されるタンディッシュ２内の溶鋼１のすべてが鋳片として有効なものになるとは限らず、ダミーバーを取り付けて最初に鋳型２から引き抜かれる部分（鋳片の最下端に相当するので、ボトムとも言われる）は、品質が悪く、切断して製品から除去される。また、タンディッシュ２から鋳型３への溶鋼１の注入が終り、最後に鋳型３内に存在することになった前記トップには、凝固に伴う体積収縮で所謂「引け巣」と称する空隙が生じるので、該「引け巣」を包含する部分もクロップとして切断除去しなければならない。
【０００４】
そのため、このトップ・クロップの長さをできるだけ短縮する研究は、以前より行われており、例えば、『連続鋳造過程の中断にあたって鋳型内への溶鋼供給を停止した後に、トップの終端浴面を皮張り状態とし、通常鋳込み中の速度以上にて未凝固溶鋼を閉じ込めたまま鋳型より引き抜き、下方の２次冷却帯に配置した圧下ロール又はピンチロールで、閉じ込めた未凝固溶鋼が凝固する際の体積収縮に相当する量以上の圧下を加え、「引け巣」が形成される部分の長さを短縮する』技術が提案されている（特許公報１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６０−１５０５８号公報（２頁、右下欄の下から４行目〜３頁、左上欄の１６行）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように未凝固部分を圧下すると、凝固部分との界面に引張り応力が加わり、そこに内部割れ欠陥が発生し易いという問題がある。また、この圧下を施す部分は、鋳片の後端部で連続鋳造における所謂「非定常部」であり、それより先に鋳込む定常部より圧下力をかなり大きくする必要がある。従って、前記従来技術を採用すると、圧下に用いるロールの軸部への負荷が大きくなり、該軸部を支えるベアリングの破損トラブル等を誘発する。また、鋳片を長さ方向に沿って部分的に圧下するため、圧下量の大きさによっては、得られた鋳片を次工程でビレット等の鋼材に圧延しても、その圧下痕が製品鋼材に残ることが多い。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑み、内部割れ欠陥が少なく、圧延しても製品鋼材に圧下痕を残さない連鋳片のトップ部となるばかりでなく、圧下手段にトラブルの発生しない連鋳片のトップ・クロップ短縮方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【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を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【０００９】
すなわち、本発明は、タンディッシュ、鋳型及び二次冷却帯を順次配し、その下流側の鋳片搬送経路に、通過する鋳片を上下に挟み、圧下する金型を備えた垂直曲げ型又は湾曲型連続鋳造機で溶融金属を鋳造するに際して、前記タンディッシュから鋳型への溶融金属の注入が終り、最後に鋳型内に存在することになった鋳片のトップ部を、前記搬送経路上で凝固完了させ、該トップ部の後端部を前記金型で片側１０〜３０ｍｍだけ圧下することを特徴とする連鋳片のトップ・クロップ短縮方法である。
【００１０】
この場合、前記トップ部の圧下範囲を該トップ部の後端部より５００〜３０００ｍｍとしたり、あるいは前記鋳片の幅方向における圧下位置は、引け巣が形成され易い中央部分であることが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、連鋳片のトップ部を凝固してから「引け巣」を圧下するようにしたので、内部割れ欠陥が少なく、また、圧下量を適切にしたので、その後に圧延しても製品鋼材に圧下痕を残さない連鋳片となる部分が増加する。また、圧下をロールに代えて、金型で行うようにしたので、以前のような圧下手段のトラブル発生が低減する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
トップ・クロップ（切捨てる部分）の長さを従来より短縮するには、「引け巣」の長さを短くする必要がある。そこで、発明者は、前記タンディッシュから鋳型への溶融金属の注入が終り、最後に鋳型内に存在することになった鋳片のトップ部の凝固が完了し、「引け巣」が形成された後にトップ部だけの圧下を行って、該「引け巣」の長さが短縮できれば、前記した凝固界面に発生する引張り応力による内部割れ欠陥の問題は解消できると考えた。
【００１４】
そして、この場合の圧下量と、得られた鋳片のトップ部を圧延して製造した金属板への「引け巣」について、溶融金属に溶鋼を採用して実際の操業で確認する試験を行った。
【００１５】
その試験は、図３に示した垂直曲げ型連続鋳造機において、鋳型３内の溶鋼表面（メニスカス）より２４ｍ隔てた鋳片搬送経路上で、完全凝固した鋳片トップ部の後端より２５００ｍｍまでの部分を、片側の圧下量を種々変更して圧下を加えるものである。試験結果は、圧下後のトップ部を長手方向に縦切断し、その断面より「引け巣」の位置及び長さを測定すると共に、同じ圧下を加えた別のトップ部のうちで予め「引け巣」が生じていないと予想できる部分を切り出し、２００ｍｍφの丸ビレットに圧延し、圧下した際の痕が残留しているかどうかを肉眼で調査することで評価した。
【００１６】
まず、図１（ａ）及び（ｂ）に、トップ部の圧下有無による「引け巣」７の変化状況を模式的に示す。これらの図１（ａ）及び（ｂ）より、トップ部の凝固後圧下で、未圧下時には１８００ｍｍあった「引け巣」７の一部が圧着され、「引け巣」７の長さが１／３程度まで短縮されることが明らかである。この「引け巣」７の長さを縦軸に、その時の圧下量を横軸にして整理すると、図２の関係が得られた。図２より、トップ部の「引け巣」の長さは、片側で１０ｍｍ以上の圧下をすれば、圧下を施さない場合の１／３以下となり、それ以上に圧下量を増加させても「引け巣」７の長さは低減しないことがわかった。
【００１７】
また、前記圧下痕の調査については、表１の結果が得られた。表１より、トップ部を片側圧下量が３０ｍｍ以上で圧下すると、該トップ部を圧延して別形状やサイズの鋼材にした際にその圧下痕が残ることもわかった。
【００１８】
【表１】
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そこで、これら知見を要件に、本発明を完成させたのである。
【００１９】
すなわち、本発明では、図３に示したようなタンディッシュ２、鋳型３及び二次冷却帯６を順次配し、その下流側の鋳片搬送経路に、通過する鋳片８を上下に挟み、圧下する金型９を備えた垂直曲げ型又は湾曲型連続鋳造機で溶融金属を鋳造するに際して、前記タンディッシュ２から鋳型３への溶融金属１の注入が終り、最後に鋳型３内に存在することになった鋳片８のトップ部１０を、搬送経路上で凝固完了させ、該トップ部１０の後端より５００〜３０００ｍｍまでを前記金型９で片側１０〜３０ｍｍだけ圧下し、その後、後端より５００ｍｍまでを切断除去するのである。ここで、圧下する位置をトップ部１０の後端より５００〜３０００ｍｍまでとしたのは、３０００ｍｍ超えの位置には通常「引け巣」７が生じないし、５００ｍｍ未満では圧下しても必ず「引け巣」７が残るからである。
【００２０】
また、金型９での圧下量を片側で１０〜３０ｍｍとしたのは、１０ｍｍ未満では、「引け巣」７の完全な圧着ができないからであり、３０ｍｍ超えでは、前記したように、所謂「クロップ」を除いたトップ部１０を圧延して別形状やサイズの鋼材にした際にその圧下痕が残るからである。
【００２１】
さらに、本発明では、前記鋳片トップ部を圧下するに際して、最も効率良く圧下することについても追求した。その結果、サイズに制限のある金型９で圧下する場合、鋳片トップ部１０の幅方向中央部において金型９と接触させるのが良いことが分かった。その位置に通常「引け巣」７が形成され易いからである。
【００２２】
なお、本発明を具体的に実施するには、鋼種やサイズ毎にトップ部の凝固完了点（「引け巣」の存在位置）及び圧下開始位置を決定する必要があるが、それらは、表面温度計や操業実績データからの計算等で容易に予測できる。
【００２３】
【実施例】
炭素（記号Ｃ）：０．１０〜１．００質量％含有する溶鋼１を、図３に示した垂直曲げ型連続鋳造機の鋳型３に注入し、断面が３００×４００ｍｍの鋼鋳片（ブルームという）９を２００チャージ鋳造した。そして、２００本の各トップ部１０に対して本発明に係る連鋳片のトップ・クロップ短縮方法を適用した。
【００２４】
つまり、鋳型３内の溶鋼１のメニスカスから下方に２４ｍ離れた位置に、片側で１０〜１００ｍｍまで圧下が可能な金型９を設置し、トップ部１０の後端から５００〜３０００ｍｍまでを長手方向に１０ｍｍのピッチにて片側圧下量２０ｍｍで圧下した。圧下に用いた金型９は、圧下力低減のために、鋳片幅方向中央部と１００ｍｍにわたって接触するようにした。なお、圧下する鋳片トップ部１０の後端から３０００ｍｍまでの位置は、凝固計算、鋲打ちテストで確認したところ、前記メニスカスから下方に２４ｍ離れたところでは既に完全に凝固している。また、この場合の鋳込速度は９ｍ／ｍｉｎとした。
【００２５】
その結果、トップ・クロップの平均長さは、従来の２０００ｍｍから５００ｍｍまでに短縮され、１５００ｍｍ分は鋼鋳片として後工程の熱間圧延に送られた。圧延後に得られた丸形状のビレットをＵＴ検査で調査したところ、その内部に欠陥は皆無であった。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、内部割れ欠陥が少なく、圧延しても製品鋼材に圧下痕を残さない連鋳片トップ部が、圧下手段のトラブルなく安定して得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳片トップ部に生じる「引け巣」の長さを比較した図であり、（）は従来通りの状況であり、（）は本発明の適用で短縮された状況である。
【図２】トップ部に対する圧下量と「引け巣」長さとの関係を示す図である。
【図３】一般的な垂直曲げ型連続鋳造機を示す図である。
【符号の説明】
１　　溶鋼
２　　タンディッシュ
３　　鋳型
４　　凝固殻（シェル）
５　　未凝固溶鋼
６　　二次冷却帯
７　　引け巣
８　　鋳片
９　　金型
１０　鋳片のトップ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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