(57)【要約】【課題】スラブの鋳造において、スラブの引き抜き不良などのトラブルの発生を確実に防止し、スラブの終端部からの湯漏れを防止でき、且つ、スラブの終端部の品質を向上させることができる。【解決手段】タンディッシュ３内の溶鋼を鋳型４に注湯してスラブ５を鋳造する鋳造方法において、スラブ５の終端部２５の凝固を促進すべく、タンディッシュ３内の溶鋼を鋳型４へ注湯する注湯終了までに鋳造速度を０．５ｍ／ｍｉｎ以上減速し、減速後に鋳造速度を定常速度の９０〜１１０％の範囲で増速し、スラブ５の終端部２５が矯正部１３を通過するまでは、当該スラブ５の終端部２５を冷却する水量密度を０．５ｍ3／ｍ2／ｈｒ以上としておき、当該スラブ５の終端部２５が水平部１４を通過する際は、スラブ５を支持するサポートロール６を１０ｍｍ以上退避させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に注湯してスラブを鋳造する鋳造方法において、
前記スラブの終端部の凝固を促進すべく、前記タンディッシュ内の溶鋼を鋳型へ注湯する注湯終了までに、鋳造速度を０．５ｍ／ｍｉｎ以上減速し、減速後に鋳造速度を定常速度の９０〜１１０％の範囲で増速し、
前記スラブの終端部が矯正部を通過するまでは、当該スラブの終端部を冷却する水量密度を０．５ｍ3／ｍ2／ｈｒ以上としておき、
前記スラブの終端部が水平部を通過する際は、スラブを支持するサポートロールを１０ｍｍ以上退避させることを特徴とするスラブの鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、連続鋳造機を用いてスラブを鋳造する鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に注湯して鋳片を鋳造する鋳造方法は数多く開発されている。その中で、鋳片の終端部（最トップ部）を引き抜く際の鋳造方法について着目したものとして、例えば、特許文献１〜特許文献３がある。
特許文献１の連続鋳造における鋳片ストランドの引抜き制御方法では、鍛圧加工機の前後に鋳片ストランドの引抜き移動を行う入側及び出側ピンチロールを配置して、鋳型より鋳片ストランドを引抜きつつ鍛圧加工を施すにあたり、上記鋳片ストランドの引抜き最終過程で、該ストランドの最トップ部を検知してこの最トップ部が入側ピンチロールに達する時点でピンチロールのロール開度を拡大するとともに、出側ピンチロールにおける鋳片ストランドの引抜き力及びロール回転速度を鍛圧加工動作に対応して制御している。
【０００３】
この特許文献１では、引抜き最終過程で、最トップ部が入側ピンチロールに達する時点でピンチロールのロール開度を拡大するとともに、出側ピンチロールにおける鋳片ストランドの引抜き力及びロール回転速度を鍛圧加工動作に対応して制御することによって、ストランドに反りが発生しても最トップ部に至るまでの領域に適切な鍛圧加工を施すことができるようにしている。
特許文献２の連続鋳造方法では、溶鋼の鋳造終了過程に生じる鋳片トップ部の上流側の少なくとも一部の冷却ゾーンを該鋳片トップ部に直接冷却水をかけない非水冷ゾーンとし、非水冷ゾーンを支持案内通路内で、鋳片トップ部に対応して移動させている。
【０００４】
特許文献３の鋼の湾曲型連続鋳造方法では、連続鋳造終了時に大幅な鋳造速度ダウンせずに、鋳造を終了し、その後、再引き抜き時に定常速度まで鋳造速度を戻している。
【特許文献１】特公平０７−１０８４４２号公報
【特許文献２】特許第３３７７３４０号公報
【特許文献３】特開昭５８−１８４０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、鋳片の終端部に反りが発生してもスムーズに鋳片を引き抜くことができるものの、鋳造する対象はブルームである。即ち、ブルームの鋳造技術はスラブを鋳造する技術とは異なる（例えば、冷却制御等）ことから特許文献１の技術を用いてスラブの終端部をスムーズに引き抜くことができないのが実情である。
特許文献２及び特許文献３は、鋳造末期における連続鋳造の技術であるが、これらの技術をスラブの鋳造に用いても、スラブの終端部をスムーズに引き抜くことを確実になし得ることができないのが実情である。
【０００６】
そこで、本発明では、スラブの鋳造において、スラブの終端部が起因して発生するトラブルの発生を確実に防止し、スラブの終端部からの湯漏れを確実に防止でき、且つ、スラブの終端部の品質を向上させることができるスラブの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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に注湯してスラブを鋳造する鋳造方法において、前記スラブの終端部の凝固を促進すべく、前記タンディッシュ内の溶鋼を鋳型へ注湯する注湯終了までに、鋳造速度を０．５ｍ／ｍｉｎ以上減速し、減速後に鋳造速度を定常速度の９０〜１１０％の範囲で増速し、前記スラブの終端部が矯正部を通過するまでは、当該スラブの終端部を冷却する水量密度を０．５ｍ3／ｍ2／ｈｒ以上としておき、前記スラブの終端部が水平部を通過する際は、スラブを支持するサポートロールを１０ｍｍ以上退避させる点にある。
【０００８】
発明者は、スラブの鋳造において、スムーズに鋳造を行うための条件を様々な点から検討を行った。スラブの鋳造においては、スラブの終端部が起因して発生するトラブルが多いことから、特に、スラブの終端部が起因して発生するトラブルの原因についてさらに検討を進め、上述したようなトラブルの解消の条件を実験等により見出した。
これによって、スラブの終端部が起因して発生するトラブルの発生を確実に防止し、スラブの終端部からの湯漏れを確実に防止でき、且つ、スラブの終端部の品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スラブの鋳造において、スラブの引き抜き不良などのトラブルの発生を確実に防止し、スラブの終端部からの湯漏れを防止でき、且つ、スラブの終端部の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、スラブを鋳造する連続鋳造機（スラブ連続鋳造機）を示していて、本発明のスラブの鋳造方法を行う装置である。なお、スラブ連続鋳造機は、次に示す装置に限定されない。
図１に示すように、連続鋳造機１は、溶鋼２を一時的に貯留するタンディッシュ３と、このタンディッシュ３からの溶鋼２を供給（注湯）する鋳型４と、鋳型４により鋳造されたスラブ５をサポートする複数のサポートロール６と、スラブ５を引き抜くための引き抜き力を付与する複数のピンチロール７と、スラブ５を冷却する冷却手段（冷却ノズル）８とを有している。
【００１１】
タンディッシュ３は、全体として有底箱形となっており、タンディッシュ３の底部に浸漬ノズル９が設けられている。浸漬ノズル９は、スライドバルブにより開閉可能となっており、スライドバルブの開閉により鋳型４への溶鋼２の注入が停止又は再開する構成となっている。
サポートロール６は、鋳型４の下方から順に下流側へ配置されている。ここで、サポートロール６に着目して連続鋳造機１のプロフィール（ロールプロフィール）を見ると、当該連続鋳造機１は、サポートロール６を鋳型４から下流側に向けて垂直方向に並べることにより構成された垂直部１０と、サポートロール６を垂直部１０の下流側の端部から続いて徐々に内側に曲げながら並べることにより構成した曲げ部１１と、サポートロール６を曲げ部１１の下流側の端部から続いて内側に円弧状（軌跡が円弧状）に並べることにより構成した円弧部１２と、サポートロール６を円弧部１２の下流側の端部から続いて次第に水平となるように並べることにより構成された矯正部１３と、サポートロール６を矯正部１３の下流側の端部から続いて水平状態で並べることにより構成された水平部１４とを備えいて垂直曲げ型の連続鋳造機である。少なくとも水平部１４にはピンチロール７が適宜設けられている。なお、ピンチロール７は、水平部１４の他に、垂直部１０、曲げ部１１、円弧部１２、矯正部１３に設けたものであってもよい。
【００１２】
詳しくは、図１に示すように、外側に配置されたサポートロール６及び外側に配置されたピンチロール７は、移動不能となっている固定フレーム２０ａに装着され、内側に配置されたサポートロール６及び内側に配置されたピンチロール７は、移動自在な移動フレーム２０ｂに装着されている。
したがって、固定フレーム２０ａに装着された複数のサポートロール６及びピンチロール７は移動不能となっていて、移動フレーム２０ｂに装着された複数のサポートロール６及びピンチロール７はスラブ５の厚み方向に移動することができるようになっている。
【００１３】
連続鋳造機１では、転炉や二次精錬設備等から出鋼された溶鋼２を取鍋によってタンディッシュ３まで搬送し、搬送された取鍋内の溶鋼２をタンディッシュ３へ注入後、浸漬ノズル９を開いて溶鋼２を鋳型４に供給（注湯）することによってスラブ５を鋳造する。鋳型４で鋳造されたスラブ５は、サポートロール６によって支持されながらピンチロール７の駆動力によって下流側に引き抜かれると共に、冷却ノズル８によって徐々にその表面及び内部が冷却される。
以下、本発明のスラブの鋳造方法について説明する。
【００１４】
図１〜図４に示すように、このスラブの鋳造方法は、特に、スラブ５の終端部（例えば、スラブ５の最端部から長手方向に約１．０ｍ以内の範囲）２５を鋳型４から引き抜き、矯正部１３で矯正して水平部１４で引き抜くまでの工程に着目したものである。
図２及び図３に示すように、タンディッシュ３から鋳型４への溶鋼２の注湯終了前であって、鋳造末期においては、定常状態で引き抜いているスラブ５の鋳造速度（引き抜き速度）を０．５ｍ／ｍｉｎ以上減速する（Ｓ１）。
このように、鋳造末期に、引き抜き速度を０．５ｍ／ｍｉｎ以上減速することによって、鋳型４内でスラブ５が凝固することを促進し、スラブ５の最終部端側を鋳型４から引き抜いた際に溶鋼２が鋳型４から溢れ出すことを防止している。
【００１５】
そして、タンディッシュ３から鋳型４への溶鋼２の注湯を終了した後（引き抜き速度を減速した後）に、減速した引き抜き速度を定常速度の９０〜１１０％の範囲で上昇させる（Ｓ２）。詳しくは、スライドバルブを閉鎖して浸漬ノズル９からの鋳型４への溶鋼の供給を停止した後、一旦、減速していた減速した引き抜き速度を、減速前の速度である定常速度の９０〜１１０％の範囲に増速する。ここで、定常速度の９０〜１１０％の範囲を言い換えれば、定常速度を基準とすると±１０％の範囲と言えるため、以降、定常速度の９０〜１１０％の範囲を定常速度の±１０％ということがある。
【００１６】
引き抜き速度を上げた際（増速時）に、その引き抜き速度が定常速度の−１０％に満たさず小さい場合は、スラブ５が過冷却となりスラブ５を矯正部１３等で真っ直ぐに矯正できない可能性がある。
一方で、引き抜き速度を上げた際に、その引き抜き速度が定常速度の＋１０％を超えて大きい場合は、スラブ５の冷却が十分でないため、スラブ５の最終部端側が十分に凝固せず湯漏れが発生する可能性がある。
したがって、減速していた引き抜き速度を増速する場合は、その速度を、定常速度の±１０％の範囲内（定常速度の９０〜１１０％の範囲）として遅過ぎず速過ぎない程度とする必要がある。
【００１７】
スラブ５の終端部２５が鋳型４から引き抜かれた後、当該終端部２５が矯正部１３を通過する間においては、この終端部２５を冷却する水量密度が０．５ｍ3／ｍ2／ｈｒ以上となるように、冷却ノズルの冷却水を制御する（Ｓ３）。即ち、スラブ５の終端部２５に対する冷却ノズルの水量密度を０．５ｍ3／ｍ2／ｈｒ以上となるように、冷却ノズルの水量を調整していている。
スラブ５の終端部２５に対する冷却ノズルの水量密度を０．５ｍ3／ｍ2／ｈｒ未満にした場合、スラブ５の品質（表面）が悪くなることが過去の操業から分かっているため、水量密度を０．５ｍ3／ｍ2／ｈｒ以上としている。なお、過冷却を防止するという観点から水量密度は４．７ｍ3／ｍ2／ｈｒ未満にすることが望ましい。
【００１８】
図５に示すように、スラブ５の終端部２５が水平部１４を通過する際は、スラブ５の終端部２５は厚み方向（移動フレーム２０ｂ側）に曲がった状態にある。言い換えれば、スラブ５の終端部２５側が上側に少し曲がった状態にある。
スラブ５の終端部２５が曲がった影響を考えると、図５（ａ）に示すように、スラブ５の終端部２５が水平部１４を通過する際、スラブ５の終端部２５において曲がった部分（変形部ということがある）２５ａがサポートロール６を上に押し上げることにより当該サポートロール６の表面が疵付き、場合によっては破損する恐れがある。
【００１９】
また、図５（ｂ）に示すように、スラブ５の終端部２５が水平部１４を通過する際、スラブ５の終端部２５の変形部２５ａが、サポートロール６に引っかかり、スラブ５が抜けなくなるという恐れがある。
そこで、図４に示すように、本発明では、スラブ５の終端部２５が水平部１４を通過する際は、スラブ５を支持するサポートロール６を１０ｍｍ以上退避させる（Ｓ４）。
以下、サポートロール６を１０ｍｍ以上退避させることについて、構造を含めて詳しく説明する。
【００２０】
図４に示すように、水平部１４においては、１つの固定フレーム２０ａに４つのサポートロール６が回転自在に装着され、１つの固定フレーム２０ａの中央部側であってサポートロール６の間にはピンチロール７が回転自在に装着されている。サポートロール６は固定フレーム２０ａに対して移動不能に取り付けられていて、ピンチロール７は固定フレーム２０ａに対してスラブ５の厚み方向に油圧式のシリンダ等によって移動可能に取り付けられている。
また、水平部１４においては、１つの移動フレーム２０ｂに４つのサポートロール６が回転自在に装着され、１つの移動フレーム２０ｂの中央部側であってサポートロール６の間にはピンチロール７が回転自在に装着されている。サポートロール６は移動フレーム２０ｂに対して移動不能に取り付けられていて、ピンチロール７は移動フレーム２０ｂに対してスラブ５の厚み方向に油圧式のシリンダ２２等によって移動可能に取り付けられている。
【００２１】
スラブ５の終端部２５が水平部１４を通過する際は、スラブ５の終端部２５とサポートロール６とが干渉しないように、終端部２５が通過する移動フレーム２０ｂを定常位置からスラブ５の厚み方向へ１０ｍｍ以上退避させている（サポートロール６をスラブ５の厚みによって設定された鋳造時の位置よりも１０ｍｍ以上退避させている）。
移動フレーム２０ｂの定常位置からの退避は、終端部２５が通過する直前、即ち、終端部２５が移動フレーム２０ｂに入る直前に行うことが好ましく、上流から順番に退避させるのが最も良い。このように、移動フレーム２０ｂを退避させることによって、サポートロール６とスラブ５との干渉を防止してサポートロール６の損傷を防止している。
【００２２】
移動フレーム２０ｂを退避させた場合、サポートロール６だけでなくピンチロール７もスラブ５から離れるように移動することになるが、本発明では、ピンチロール７を移動フレーム２０ｂに対して移動自在にしていてスラブ５の表面に接触するように、油圧シリンダ２２等によりスラブ５側へ移動する構造となっていて、移動フレーム２０ｂを退避させてもピンチロール７はスラブ５の表面に接触してスラブ５に引き抜き力を付与するものとなっている。
なお、移動フレーム２０ｂを退避させた状態で、曲がったスラブ５の終端部２５がピンチロール７に達しても、ピンチロール７は終端部２５を所定の力で厚み方向に押さえながらも、厚み方向に移動して逃げることができるものとなっている。即ち、ピンチロール７を移動させる油圧シリンダ２２のダンパ作用によって厚み方向（上方向）に逃げる構造となっている。
【００２３】
そして、スラブ５の終端部２５が水平部１４を通過して連続鋳造機の出側から抜けると鋳造を終了する（Ｓ５）。
表１は、スラブ連続鋳造機でスラブを鋳造した際の実施条件を示している。表２〜表３は、表１の実施条件に基づき、本発明のスラブの鋳造方法によって鋳造を行った結果と、本発明のスラブの鋳造方法によって鋳造を行わなかった結果とをまとめたものである。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１に示すように、連続鋳造機は垂直曲げ型の連続鋳造機であって、垂直部の長さは２．９ｍとした。円弧部の半径が１０．７〜５３．５ｍの鋳造機を用いた。鋳造したスラブ５は幅及び厚みが異なる３種類とした。水平部１４でサポートロール６（移動フレーム２２ｂ）を退避した距離、即ち、退避量（広げ量）は、０〜６５ｍｍとした。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
【表３】
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【００２８】
表２〜表３の実験結果において、トラブルが発生しなかった場合を良好「○」、湯漏れ発生が無かった場合を良好「○」、品質に問題がない場合を良好「○」とし、これらの中で何らかの問題が発生した場合を不良「×」とした。
実験番号１〜実験番号６、実験番号１０〜実験番号１８、実験番号２５〜実験番号３０及び実験番号３４〜実験番号５１では、定常時の鋳造速度と鋳造終了時の鋳造速度の差（速度ダウン量）が０．５ｍ／ｍｉｎ以上であって、その後の鋳造速度を定常時の鋳造速度を基準として±１０％範囲で増速し（増速度合いが±１０％以内）、スラブ５の終端部２５を冷却する水量密度（終端部にかかる水量密度）が０．５ｍ3／ｍ2／ｈｒ以上とし、サポートロール６の退避量（広げ量）を１０ｍｍ以上とした場合、全ての項目で実験結果が良好であった。
【００２９】
これらの実験では、スラブ５の終端部２５がサポートロール６に引っかかることでスラブ５が抜けなくなるという引き抜き不良や、スラブ５の終端部２５がサポートロール６に引っかかることでサポートロール６等を損傷する設備破壊が発生してしまうことは確実に防止することができた（トラブル、良好「○」）。
また、スラブ５がサポートロール６に引っかかった状態でサポートロール６が回転すると、サポートロール６の表面に疵（カキ疵）が入ることがあるが、このようなトラブルも防止することができた（トラブル、良好「○」）。
【００３０】
スラブ５の終端部２５の冷却が十分でない場合、スラブ５が水平部１４に達してスラブ５が縦向きから横向きになると、スラブ５内の未凝固の溶鋼が終端部２５側に流れて当該終端部２５を溶解し、未凝固の溶鋼が外部へ漏れだしてサポートロール６等の設備に付着するということがあるが、上述した本発明の方法では、このような湯漏れは発生することはなかった（湯漏れ、良好「○」）。
さらに、スラブ５の終端部２５において、当該終端部２５以外の定常部分と同等の品質を維持することができた（品質、良好「○」）。
【００３１】
実験番号７〜実験番号９では、定常時の鋳造速度と鋳造終了時の鋳造速度の差（速度ダウン量）が０．５ｍ／ｍｉｎ未満であったため、スラブ５の終端部２５が十分に冷却されない状態となり、未凝固の溶鋼が外部へ漏れ出した（湯漏れ、不良「×」）。
実験番号１９〜実験番号２１では、鋳造速度を定常時の鋳造速度を基準として増速する際に、定常時の鋳造速度の−２０％であり非常に遅いため、スラブ５の終端部２５が過冷却となって変形してサポートロール６に引っかかった（トラブル、不良「×」）。
実験番号２２〜実験番号２４では、鋳造速度を定常時の鋳造速度を基準として増速する際に、定常時の鋳造速度の＋２０％であり非常に速いため、スラブ５の終端部２５が十分に冷却されず、湯漏れが発生した（湯漏れ、不良「×」）。
【００３２】
実験番号３１〜実験番号３３では、スラブ５の終端部２５を冷却する水量密度が０．５ｍ3／ｍ2／ｈｒ未満であったため、スラブ５の終端部２５を所定の温度にまで低下させることができず、スラブ５を曲げの状態から矯正する際に表面に割れが発生し、定常部分と同等の品質を維持することができなかった（品質、不良「×」）。
実験番号５２〜実験番号６６では、サポートロール６の退避量（広げ量）が１０ｍｍ未満であったため、引き抜き不良や、設備破壊等のトラブルが発生した（トラブル、不良「×」）。
【００３３】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】連続鋳造機の概念図である。
【図２】スラブの鋳造方法の手順を示したフローチャートである。
【図３】引き抜き速度（鋳造速度）の変化を示した図である
【図４】サポートロールを１０ｍｍ以上退避させた図である。
【図５】（ａ）は、スラブ５の終端部の変形部がサポートロールに接触してサポートロールを破損する例を示し、（ｂ）は、スラブの終端部の変形部がサポートロールに引っかかってスラブが抜けなくなる例を示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    連続鋳造機
３    タンディッシュ
４    鋳型
５    スラブ
６    サポートロール
１３  矯正部
１４  水平部
２５  スラブの終端部
【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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