(57)【要約】【課題】鋳片の内部欠陥の発生を有効に抑制し得る連続鋳造方法を提供する。【解決手段】可動型と可動型又は固定型で構成される無底状の鋳型２に溶鋼を鋳込み、冷却により表面部のみが凝固した状態の鋳片７をその鋳型の底部より下方に引き抜くとともに２次冷却帯１０にて該鋳片の側面に水スプレーをする連続鋳造方法であって、鋳込中に鋳型の少なくとも一対の相対する内側面を少しずつ離間することにより両側面が上方に向かい漸次拡開するテーパー状の鋳片が鋳造されるようにし、かつ、鋳込中の鋳片の下降速度、即ち、鋳造速度を高速化することで該鋳片の表面と中心部との温度差が３５０℃以下に抑えられるように該鋳片が前記２次冷却帯を通過する時間を速める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動型と可動型又は固定型で構成される無底状の鋳型に溶鋼を鋳込み、冷却により表面部のみが凝固した状態の鋳片をその鋳型の底部より下方に引き抜くとともに２次冷却帯にて該鋳片の側面に水スプレーをする連続鋳造方法であって、鋳込中に鋳型の少なくとも一対の相対する内側面を少しずつ離間することにより両側面が上方に向かい漸次拡開するテーパー状の鋳片が鋳造されるようにし、かつ、鋳込中の鋳片の下降速度、即ち、鋳造速度を高速化することで該鋳片の表面と中心部との温度差が３５０℃以下に抑えられるように該鋳片が前記２次冷却帯を通過する時間を速めることを特徴とした連続鋳造方法。
【請求項２】
鋳片のテーパー角度を０．５度〜３．０度の範囲内に設定した請求項１に記載の連続鋳造方法。
【請求項３】
鋳片が２次冷却帯を通過する時間が３０分以下となるように鋳造速度を設定した請求項１または２に記載の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無底状の鋳型に溶鋼を鋳込み、冷却により表面部のみが凝固した状態の鋳片をその鋳型の底部より垂直に降下させる連続鋳造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２０００−２８８７０５号公報
【０００３】
周知のように連続鋳造によって得られる鋼の鋳片の厚み中心部には不純物が凝縮し、ザク，ポロシティ等と呼ばれる内部欠陥が発生するおそれがあることから、その解消のために従来から、例えば特許文献１等に示されたように、圧下ロールにより鋳片を軽圧下，強圧下し、またはアンビルにより連続鍛圧する技術が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの従来方法では、設備が大規模で高コストになり易いとともに、圧下量，圧下時期等の条件設定が常に適正でないと、圧痕疵または内部割れを誘発するおそれがあり、さらには、設備能力によっては材料強度の高い工具鋼等への適用が困難であるなどの問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は鋳片に圧下等を加えるまでもなく、内部欠陥の発生を抑制し得る連続鋳造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明に係る連続鋳造方法は、可動型と可動型又は固定型で構成される無底状の鋳型に溶鋼を鋳込み、冷却により表面部のみが凝固した状態の鋳片をその鋳型の底部より下方に引き抜くとともに２次冷却帯にて該鋳片の側面に水スプレーをする連続鋳造方法であって、鋳込中に鋳型の少なくとも一対の相対する内側面を少しずつ離間することにより両側面が上方に向かい漸次拡開するテーパー状の鋳片が鋳造されるようにし、かつ、鋳込中の鋳片の下降速度、即ち、鋳造速度を高速化することで該鋳片の表面と中心部との温度差が３５０℃以下に抑えられるように該鋳片が前記２次冷却帯を通過する時間を速めることを特徴とする。
また、本発明は上記連続鋳造方法において、鋳片のテーパー角度を１．０度〜１．８度の範囲内に設定したことを特徴とする。
また、本発明は上記連続鋳造方法において、鋳片が２次冷却帯を通過する時間が３０分以下となるように鋳造速度を設定したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に従い説明する。図１は連続鋳造装置の要部の縦断面図で、１は構造用鋼，工具鋼等の溶鋼が容れられたタンディッシュ、２は無底状の鋳型、３は該タンディッシュの底部に設けられ該タンディッシュ内の溶鋼を該鋳型に鋳込む浸漬ノズルである。鋳型２は図２に水平断面図を示したように相対する一対の固定型４，４と可動型５，５からなり、この４個の型により囲まれた空間に溶鋼が鋳込まれる。６，６は該可動型５，５にロッドを接続した流体圧シリンダで、該流体圧シリンダ６，６が作動することにより該可動型５，５は水平方向に移動し、両型間が相互に接近・離間し得るように構成される。そして、鋳込まれた溶鋼は該鋳型２内にて一次冷却され、表面部のみが凝固して外郭（シェル）が形成された状態で、鋳片７が底部より垂直に降下する。
【０００８】
８，８，…は該鋳型２の直下に設けられ、垂直に降下する鋳片７を周囲より支持することでバルジングを防止するガイドロールである。また、１０は該鋳片７の周囲に相対するように複数本のノズル９，９，…が設けられ、該各ノズルから冷却水が該鋳片７に直接スプレーされるようにした２次冷却帯である。
【０００９】
また、１１は鋳片７の下端を支持する昇降台、１２は該昇降台を水平に支持しているワイヤ、１３は該ワイヤの一端に設けられた可変速なるウインチ、１４，１５は該ワイヤが巻き掛けられたプーリで、該ウインチの作動により昇降台１１が垂直に昇降動し得るように構成される。このため、ウインチ１３がワイヤ１２を繰り出すことにより昇降台１１は下降し、該昇降台に支持された鋳片７を所定速度で下降させることができる。従って、該ウインチ１３のワイヤ繰り出し速度を制御することにより所望の下降速度、即ち、鋳造速度を設定することができる。
【００１０】
しかして上記鋳込中は、図３に拡大にて示したように、上記流体圧シリンダ６，６を作動させ可動型５，５を相互に離間させることにより該鋳型の相対する内側面を少しずつ離間させ、両側面が上方に向かい漸次拡開するテーパー状の鋳片７が鋳造されるようにする。なお、該鋳片７のテーパー角度αが、０．５度〜３．０度の範囲内となるように、該可動型５，５の移動速度と該鋳片７の下降速度（以下、鋳造速度という）とを関連させる。
なお、なおこの実施形態では鋳型２は一対の可動型と一対の固定型で構成する説明をしたが、図９に示したように、二対の可動型５ａ〜５ｃで構成し、夫々が流体圧シリンダ６ａ〜６ｃの作動により可動するようにしてもよい。
【００１１】
また、鋳片７の鋳造速度は、該鋳片が鋳型２より抽出されて上記２次冷却帯を通過するまで時間が３０分以下となるように設定する。この速度は従来超低速（従来は０．１ｍ／ｍｉｎ以下）であった鋳造速度を大幅に高速化するものである。
また、図４に鋳片の凝固プロフィールを示したように、液相線と固相線との境界高さＨと幅Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）は、ザク発生の目安となるところから、図７に示したように、横軸に鋳片のテーパー角度、縦軸にこの比をグラフにして表すとテーパー角度が大きいほどザク発生のおそれが小さくできることが分かる。
【００１２】
このように本発明では鋳造速度を高速化することで該鋳片の表面と中心部との温度差が３５０℃以下に抑えられるようにする。そして、鋳造速度を上げ鋳片の表面と中心部との温度差を少なくすることにより、鋳片中心部の熱歪最大値を下げることができる。図５のグラフは、鋼種をＳ４８Ｃとし、鋳造速度を３つを例として、横軸に温度差、縦軸に熱歪最大値を表すものである。また、図６のグラフは、同じく横軸に２次冷却帯通過時間、縦軸に熱歪最大値を表すものである。このように鋳造速度を高速化することで鋳片の温度差，熱歪が抑えられる傾向にあり、ザク欠陥を起点とした熱歪による内部欠陥の進展を抑えることができる。殊に２次冷却帯通過時間は環境温度が常温のときで３０分以下であることが望ましい。
【００１３】
さらに、図８は横軸に鋳片の鋳造速度とテーパー角度の積、縦軸に鋳片の端面からの酸化長さ（内部欠陥の深さ）を表したものであり、これにより、テーパー角度および鋳造速度を上記のように夫々適切な値に設定することが内部欠陥の発生防止に有効であることが分かる。
【００１４】
【発明の効果】
このように本発明に係る連続鋳造方法は、鋳込中に鋳型の相対する内側面を少しずつ離間することにより両側面が上方に向かい漸次拡開するテーパー状の鋳片が鋳造されるようにし、かつ、鋳込中の鋳片の下降速度、即ち、鋳造速度を高速化することで該鋳片の表面と中心部との温度差が３５０℃以下に抑えられるように該鋳片が前記２次冷却帯を通過する時間を速めることにより、内部欠陥の発生を軽減、乃至は防止できる有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示した連続鋳造装置の要部の縦断面図。
【図２】図１の要部の水平断面図。
【図３】図１の要部の拡大図。
【図４】鋳片の凝固プロフィールを表した説明図。
【図５】鋳片の熱歪最大値を示すグラフ。
【図６】鋳片の熱歪最大値を示すグラフ。
【図７】鋳片のザク発生の目安を示すグラフ。
【図８】鋳片の端面からの酸化長を表すグラフ。
【図９】鋳型の他の実施形態を示した水平断面図。
【符号の説明】
２      鋳型
５      可動型
６      流体圧シリンダ
７      鋳片
８      ガイドロール
９      ノズル
１０    ２次冷却帯
１１    昇降台
１３    ウインチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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