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JP2024142642A - Continuous casting method for steel - Google Patents

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JP2024142642A
JP2024142642A JP2023054876A JP2023054876A JP2024142642A JP 2024142642 A JP2024142642 A JP 2024142642A JP 2023054876 A JP2023054876 A JP 2023054876A JP 2023054876 A JP2023054876 A JP 2023054876A JP 2024142642 A JP2024142642 A JP 2024142642A
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slab
reduction
continuous casting
soft
roll
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JP2023054876A
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Japanese (ja)
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真二 永井
誠 石井
大貴 石戸
耀大 矢野
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

【課題】中心偏析及びポロシティを低減しつつ、鋳片の内部割れを抑制することのできる鋼の連続鋳造方法を提供する。【解決手段】連続鋳造方法では、連続鋳造機(1)を用いる。連続鋳造機(1)は、鋳造方向に配列された複数の軽圧下ロール対(6)を備える。軽圧下ロール対(6)のうち少なくとも一方の軽圧下ロールは、幅方向中央部の直径が両端部の直径より大きく、幅方向中央部の幅をWr(mm)、鋳片の幅をWs(mm)、鋳片の厚みをD(mm)としたとき、下記の式(1)を満たす。連続鋳造方法は、圧下工程(#10)を備える。圧下工程(#10)では、鋳片(10)の中心固相率が0.3に達してから中心固相率が1.0に達するまで、複数の軽圧下ロール対(6)を用いて、0.5mm/min以上且つ1.3mm/min以下の圧下速度で鋳片(10)を厚み方向に軽圧下する。Ws-1.15×D≦Wr≦Ws-1.15×D+250 (1)【選択図】図1[Problem] To provide a method for continuous casting of steel, capable of suppressing internal cracks of a slab while reducing center segregation and porosity. [Solution] The continuous casting method uses a continuous casting machine (1). The continuous casting machine (1) includes a plurality of soft reduction roll pairs (6) arranged in the casting direction. At least one of the soft reduction roll pairs (6) has a diameter at a widthwise center portion larger than the diameter at both ends, and satisfies the following formula (1), where the width of the widthwise center portion is Wr (mm), the width of the slab is Ws (mm), and the thickness of the slab is D (mm). The continuous casting method includes a reduction step (#10). In the reduction step (#10), the slab (10) is soft reduced in the thickness direction at a reduction speed of 0.5 mm/min or more and 1.3 mm/min or less using the plurality of soft reduction roll pairs (6) from when the center solid fraction of the slab (10) reaches 0.3 until the center solid fraction reaches 1.0. Ws-1.15 x D ≦ Wr ≦ Ws-1.15 x D + 250 (1) [Selection diagram] Figure 1

Description

本開示は、鋼の連続鋳造方法に関する。 This disclosure relates to a method for continuous casting of steel.

鋼の連続鋳造において、鋳片が凝固収縮することにより、鋳片に中心偏析及びポロシティといった欠陥が発生する。連続鋳造によって得られた鋳片は、圧延されて、製品となる。近年、製品の厚肉化及び高強度化が進み、これに伴い鋳片の内部品質に対する要求が一段と高まっている。このため、鋳片の厚み方向中心部での中心偏析及びポロシティをより低減することが求められる。これらの欠陥による内部品質を改善するため、通常、連続鋳造機内で鋳片を厚み方向に軽圧下することが行われる。軽圧下には、通常、鋳片の鋳造方向に配列された複数の圧下ロールが用いられる。 In the continuous casting of steel, defects such as center segregation and porosity occur in the slab due to solidification and shrinkage of the slab. The slab obtained by continuous casting is rolled into a product. In recent years, products have become thicker and stronger, and as a result, there are increasing demands for the internal quality of the slab. For this reason, there is a need to further reduce center segregation and porosity in the center of the slab in its thickness direction. To improve the internal quality caused by these defects, the slab is usually lightly reduced in the thickness direction in the continuous casting machine. For light reduction, multiple reduction rolls arranged in the casting direction of the slab are usually used.

例えば、特許文献1には、鋳片両端部のクレータエンド形状が上流側にシフトした場合でも中心偏析及びポロシティの悪化を防ぐため、軽圧下帯の上流側部分に幅方向中央部のロール径が両端部のロール径よりも大きい凸型ロールを配置する技術が開示されている。特許文献1に記載の連続鋳造方法では、鋳片が軽圧下帯に達する前に幅方向の温度分布を測定する。そして、鋳片の幅方向中央部の温度が両端部の温度より所定の温度低い場合には、凸型ロールを用いて鋳片の幅方向中央部を中心とした軽圧下を行う、と特許文献1には記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for arranging a convex roll in the upstream portion of the soft reduction zone, in which the roll diameter in the width direction central portion is larger than the roll diameter in the both ends, in order to prevent central segregation and deterioration of porosity even if the crater end shape in both ends of the slab shifts upstream. In the continuous casting method described in Patent Document 1, the temperature distribution in the width direction is measured before the slab reaches the soft reduction zone. Patent Document 1 also describes that if the temperature in the width direction central portion of the slab is a predetermined temperature lower than the temperatures in the both ends, a convex roll is used to perform soft reduction centered on the width direction central portion of the slab.

特許文献2には、軽圧下時の圧下荷重を低減させるために、鋳片をバルジングさせる技術が開示されている。特許文献2に記載の連続鋳造方法では、サポートロールの厚み方向の間隔を徐々に大きくすることにより鋳片を意図的にバルジングさせ、その後、鋳片を複数のガイドロールで圧下する。 Patent Document 2 discloses a technique for bulging the slab in order to reduce the rolling load during light reduction. In the continuous casting method described in Patent Document 2, the slab is intentionally bulged by gradually increasing the distance between the support rolls in the thickness direction, and then the slab is reduced with multiple guide rolls.

特許文献3には、スラブのセンターポロシティ(中心偏析)を改善するために、連続した2つ以上の圧下ロール対において、圧下ロール対の圧下ロールの一方又は両方を凸型ロールとする技術が開示されている。特許文献3に記載の連続鋳造方法では、鋳片の中心固相率が0.7以上の範囲において、凸型ロールを含む圧下ロール対を用いて鋳片を圧下する。 Patent Document 3 discloses a technique in which one or both of two or more consecutive reduction roll pairs are convex rolls in order to improve center porosity (center segregation) of a slab. In the continuous casting method described in Patent Document 3, the slab is reduced using a reduction roll pair including a convex roll when the central solid fraction of the slab is in the range of 0.7 or more.

特開2012-66302号公報JP 2012-66302 A 国際公開第2019/167855号International Publication No. 2019/167855 特開2016-78083号公報JP 2016-78083 A

近年、製品の厚肉化要求に伴い鋳片の厚肉化が進んでおり、鋳片の中心偏析やポロシティを十分低減するのに必要な圧下ロールの圧下力が増大している。圧下力を増加させるためには、油圧装置等の設備を大型化するのに加え、増大する圧下力に耐え得るように、圧下ロールの剛性及びセグメントフレームの剛性を大きくする必要がある。圧下ロールの剛性を高めるためには、例えば圧下ロールの直径を大きくすることが考えられる。しかしながら、圧下ロールの直径を大きくすると、鋳造方向において隣接する圧下ロール間の距離が必然的に増加する。すると、隣接する圧下ロール間で鋳片にバルジングが発生しやすくなり、逆に中心偏析が増加する可能性がある。また、圧下ロールの剛性を高めるために、圧下ロールを幅方向に複数に分割し、各圧下ロール間に軸受を設けることも考えられる。しかしながら、この場合、圧下ロール間の軸受部分では鋳片が圧下されないため、中心偏析やポロシティが悪化する可能性がある。 In recent years, the thickness of cast pieces has been increased in response to the demand for thicker products, and the reduction force of the reduction rolls required to sufficiently reduce the center segregation and porosity of the cast pieces has increased. In order to increase the reduction force, in addition to increasing the size of equipment such as hydraulic devices, it is necessary to increase the rigidity of the reduction rolls and the rigidity of the segment frames so that they can withstand the increased reduction force. In order to increase the rigidity of the reduction rolls, for example, it is possible to increase the diameter of the reduction rolls. However, if the diameter of the reduction rolls is increased, the distance between adjacent reduction rolls in the casting direction inevitably increases. This makes it easier for bulging to occur in the cast pieces between the adjacent reduction rolls, and conversely, there is a possibility that center segregation will increase. In addition, in order to increase the rigidity of the reduction rolls, it is also possible to divide the reduction rolls into multiple parts in the width direction and provide bearings between each reduction roll. However, in this case, the cast pieces are not reduced at the bearing parts between the reduction rolls, so center segregation and porosity may worsen.

特許文献1に記載された技術では、軽圧下帯の上流において凸型ロールで圧下が行われ、凸型ロールよりも下流側ではフラットロールで圧下が行われる。一般に、鋳造方向下流側では、上流側と比較して鋳片の温度が下がるため、必要な圧下ロールの圧下力は増加する。そのため、下流側においてフラットロールで鋳片を圧下したとしても、鋳片の幅方向中央部を十分に圧下できず、中心偏析やポロシティが悪化する場合がある。また、凸型ロールにより鋳片の幅方向中央部にへこみが転写される。フラットロールではこのへこみ部分を圧下できないため、条件によっては中心偏析やポロシティが悪化する恐れがある。さらに、特許文献1には、軽圧下を開始すべき具体的な中心固相率や軽圧下量が明記されていない。 In the technology described in Patent Document 1, reduction is performed with a convex roll upstream of the soft reduction zone, and reduction is performed with a flat roll downstream of the convex roll. In general, the temperature of the slab is lower downstream in the casting direction than the upstream side, so the reduction force required by the reduction roll increases. Therefore, even if the slab is reduced downstream with a flat roll, the widthwise center of the slab cannot be reduced sufficiently, and central segregation and porosity may worsen. In addition, a dent is transferred to the widthwise center of the slab by the convex roll. Since this dent cannot be reduced with a flat roll, central segregation and porosity may worsen depending on the conditions. Furthermore, Patent Document 1 does not specify the specific central solid fraction or amount of soft reduction at which to start soft reduction.

特許文献2の技術は、軽圧下前に鋳片を意図的にバルジングさせる。しかしながら、鋳片の鋼種やバルジング量によっては内部割れが発生する場合があり、製品品質に悪影響を与える恐れがある。特許文献3の技術は、鋳片の中心固相率が0.7以上の範囲において、圧下ロール対を用いて鋳片を圧下するが、この範囲よりも前に発生する中心偏析に対しては改善しきれない可能性がある。 The technology in Patent Document 2 intentionally bulges the slab before soft reduction. However, depending on the type of steel in the slab and the amount of bulging, internal cracks may occur, which may have a negative impact on product quality. The technology in Patent Document 3 reduces the slab using a pair of reduction rolls when the central solid fraction of the slab is in the range of 0.7 or more, but it may not be possible to fully improve central segregation that occurs before this range.

本開示の目的は、中心偏析及びポロシティを低減しつつ、鋳片の内部割れを抑制することのできる鋼の連続鋳造方法を提供することである。 The objective of this disclosure is to provide a method for continuous casting of steel that can suppress internal cracks in the slab while reducing center segregation and porosity.

本開示に係る連続鋳造方法は、連続鋳造機を用いた鋼の連続鋳造方法である。連続鋳造機は、鋳片の鋳造方向に配列された複数の軽圧下ロール対を備える。軽圧下ロール対のうち少なくとも一方の軽圧下ロールは、幅方向中央部の直径が両端部の直径より大きい。軽圧下ロール対のうち少なくとも一方の軽圧下ロールは、幅方向中央部の幅をWr(mm)、鋳片の幅をWs(mm)、鋳片の厚みをD(mm)としたとき、下記の式(1)を満たす。連続鋳造方法は、圧下工程を備える。圧下工程では、鋳片の中心固相率が0.3に達してから中心固相率が1.0に達するまで、複数の軽圧下ロール対を用いて、0.5mm/min以上且つ1.3mm/min以下の圧下速度で鋳片を厚み方向に軽圧下する。
Ws-1.15×D≦Wr≦Ws-1.15×D+250 (1)
The continuous casting method according to the present disclosure is a method for continuously casting steel using a continuous casting machine. The continuous casting machine includes a plurality of pairs of soft reduction rolls arranged in the casting direction of a slab. At least one of the pairs of soft reduction rolls has a diameter at a widthwise center portion larger than the diameter at both ends. At least one of the pairs of soft reduction rolls satisfies the following formula (1), where the width at the widthwise center portion is Wr (mm), the width of the slab is Ws (mm), and the thickness of the slab is D (mm). The continuous casting method includes a reduction step. In the reduction step, the slab is soft reduced in the thickness direction at a reduction speed of 0.5 mm/min or more and 1.3 mm/min or less using the plurality of pairs of soft reduction rolls from when the central solid fraction of the slab reaches 0.3 until the central solid fraction reaches 1.0.
Ws-1.15×D≦Wr≦Ws-1.15×D+250 (1)

本開示に係る鋼の連続鋳造方法によれば、中心偏析及びポロシティを低減しつつ、鋳片の内部割れを抑制することができる。 The continuous steel casting method disclosed herein can reduce center segregation and porosity while suppressing internal cracks in the slab.

図1は、実施形態に係る連続鋳造方法で用いられる連続鋳造機の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a continuous casting machine used in a continuous casting method according to an embodiment. 図2は、連続鋳造機を鋳造方向に垂直な面で切断したときの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the continuous casting machine taken along a plane perpendicular to the casting direction. 図3は、実施形態に係る鋼の連続鋳造方法を示すフロー図である。FIG. 3 is a flow diagram showing a method for continuously casting steel according to an embodiment.

実施形態に係る連続鋳造方法は、連続鋳造機を用いた鋼の連続鋳造方法である。連続鋳造機は、鋳片の鋳造方向に配列された複数の軽圧下ロール対を備える。軽圧下ロール対のうち少なくとも一方の軽圧下ロールは、幅方向中央部の直径が両端部の直径より大きい。軽圧下ロール対のうち少なくとも一方の軽圧下ロールは、幅方向中央部の幅をWr(mm)、鋳片の幅をWs(mm)、鋳片の厚みをD(mm)としたとき、下記の式(1)を満たす。連続鋳造方法は、圧下工程を備える。圧下工程では、鋳片の中心固相率が0.3に達してから中心固相率が1.0に達するまで、複数の軽圧下ロール対を用いて、0.5mm/min以上且つ1.3mm/min以下の圧下速度で鋳片を厚み方向に軽圧下する(第1の構成)。
Ws-1.15×D≦Wr≦Ws-1.15×D+250 (1)
The continuous casting method according to the embodiment is a method for continuously casting steel using a continuous casting machine. The continuous casting machine includes a plurality of pairs of soft reduction rolls arranged in the casting direction of a slab. At least one of the pairs of soft reduction rolls has a diameter at a widthwise center portion larger than the diameter at both ends. At least one of the pairs of soft reduction rolls satisfies the following formula (1), where the width at the widthwise center portion is Wr (mm), the width of the slab is Ws (mm), and the thickness of the slab is D (mm). The continuous casting method includes a reduction step. In the reduction step, the slab is soft reduced in the thickness direction at a reduction speed of 0.5 mm/min or more and 1.3 mm/min or less using the plurality of pairs of soft reduction rolls from when the central solid fraction of the slab reaches 0.3 until the central solid fraction reaches 1.0 (first configuration).
Ws-1.15×D≦Wr≦Ws-1.15×D+250 (1)

第1の構成の連続鋳造方法において、圧下工程では、複数の軽圧下ロール対を用いて鋳片を厚み方向に軽圧下する。これらの軽圧下ロール対のうち少なくとも一方の軽圧下ロールを、幅方向中央部の直径が両端部の直径より大きい凸型ロールとする。凸型ロールは、鋳片との関係で上記の式(1)を満たす形状を有する。要するに、凸型ロールのうち、直径が両端部よりも大きい部分(幅方向中央部)の幅が適切に設定されている。この凸型ロールを用いた軽圧下では、幅方向において鋳片が圧下される範囲が適正化され、比較的温度の低い鋳片の両端部はそれほど圧下されない。したがって、鋳片の圧下に必要な圧下力が抑えられるため、設備の大型化や軽圧下ロールの剛性の増大化を行うことなく、中心偏析及びポロシティを低減することができる。 In the first configuration of the continuous casting method, in the reduction step, a plurality of pairs of soft reduction rolls are used to softly reduce the slab in the thickness direction. At least one of these pairs of soft reduction rolls is a convex roll whose diameter at the widthwise center is larger than the diameter at both ends. The convex roll has a shape that satisfies the above formula (1) in relation to the slab. In short, the width of the part (widthwise center) of the convex roll whose diameter is larger than the diameter at both ends is appropriately set. In the soft reduction using this convex roll, the range in which the slab is reduced in the width direction is optimized, and both ends of the slab, which are relatively cold, are not reduced significantly. Therefore, the reduction force required for reducing the slab is reduced, and center segregation and porosity can be reduced without increasing the size of the equipment or the rigidity of the soft reduction roll.

また、第1の構成の連続鋳造方法では、意図的な鋳片のバルジングは行われない。さらに、軽圧下ロールの剛性を高める必要がないことから、軽圧下ロールの直径を大きくする必要もない。そのため、軽圧下ロール対間でバルジングが発生しにくくなる。以上より、第1の構成の連続鋳造方法によれば、鋳片の内部割れが抑制される。 In addition, in the continuous casting method of the first configuration, intentional bulging of the slab is not performed. Furthermore, since there is no need to increase the rigidity of the light reduction rolls, there is no need to increase the diameter of the light reduction rolls. Therefore, bulging is less likely to occur between the pair of light reduction rolls. As a result, the continuous casting method of the first configuration suppresses internal cracks in the slab.

第1の構成に係る連続鋳造方法は、好ましくは、下記の構成を有する。連続鋳造機は、電磁ブレーキを含む鋳型を備える。連続鋳造方法は、印加工程をさらに備える。印加工程では、電磁ブレーキにより鋳型内の溶鋼に磁束密度が1000Gauss以上の磁場を印加する(第2の構成)。 The continuous casting method according to the first configuration preferably has the following configuration. The continuous casting machine is equipped with a mold including an electromagnetic brake. The continuous casting method further includes an application step. In the application step, a magnetic field having a magnetic flux density of 1000 Gauss or more is applied to the molten steel in the mold by the electromagnetic brake (second configuration).

第2の構成に係る連続鋳造方法では、印加工程において、電磁ブレーキにより鋳型内の溶鋼に磁束密度が1000Gauss以上の磁場を印加する。これにより、鋳片の凝固シェルの厚みが幅方向において均一になる。この鋳片を、圧下工程で厚み方向に軽圧下することにより、中心偏析及びポロシティを低減することができる。 In the continuous casting method according to the second configuration, in the application step, a magnetic field with a magnetic flux density of 1000 Gauss or more is applied to the molten steel in the mold by an electromagnetic brake. This makes the thickness of the solidified shell of the slab uniform in the width direction. By lightly reducing the thickness of this slab in the reduction step, it is possible to reduce center segregation and porosity.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent components are given the same reference numerals, and the same description will not be repeated.

[連続鋳造機]
図1は、本実施形態に係る連続鋳造方法で用いられる連続鋳造機1の模式図である。連続鋳造機1では、鋳片10を製造する。本実施形態の例では、鋳片10はスラブである。本明細書において、スラブとは、厚みに対する幅の比が3以上の鋳片を意味する。連続鋳造機1は、タンディッシュ2と、鋳型4と、複数のサポートロール5と、複数の軽圧下ロール対6と、を備える。本実施形態の例では、連続鋳造機1は垂直曲げ型である。要するに、連続鋳造機1は、垂直帯と、湾曲部と、水平帯と、を含む。しかしながら、連続鋳造機1は、例えば垂直帯のみからなる垂直型であってもよいし、湾曲部及び水平帯からなる湾曲型であってもよい。
[Continuous casting machine]
FIG. 1 is a schematic diagram of a continuous casting machine 1 used in the continuous casting method according to the present embodiment. The continuous casting machine 1 produces a cast piece 10. In the example of the present embodiment, the cast piece 10 is a slab. In this specification, a slab means a cast piece having a width-to-thickness ratio of 3 or more. The continuous casting machine 1 includes a tundish 2, a mold 4, a plurality of support rolls 5, and a plurality of soft reduction roll pairs 6. In the example of the present embodiment, the continuous casting machine 1 is a vertical bending type. In short, the continuous casting machine 1 includes a vertical band, a curved portion, and a horizontal band. However, the continuous casting machine 1 may be, for example, a vertical type consisting of only a vertical band, or a curved type consisting of a curved portion and a horizontal band.

タンディッシュ2には、図示しない取鍋から溶鋼Mが供給される。タンディッシュ2内の溶鋼Mは、浸漬ノズル3を介して鋳型4に供給される。鋳型4内の溶鋼Mは、鋳型4により冷却される。鋳型4は、電磁ブレーキ4aを含む。電磁ブレーキ4aは、例えば電磁石である。例えば、鋳片10の厚み方向において鋳型4の両外側に電磁ブレーキ4aが配置される。 Molten steel M is supplied to the tundish 2 from a ladle (not shown). The molten steel M in the tundish 2 is supplied to the mold 4 through the submerged nozzle 3. The molten steel M in the mold 4 is cooled by the mold 4. The mold 4 includes an electromagnetic brake 4a. The electromagnetic brake 4a is, for example, an electromagnet. For example, the electromagnetic brake 4a is disposed on both outer sides of the mold 4 in the thickness direction of the slab 10.

鋳型4の鋳造方向下流側には、複数の二次冷却ノズル(図示略)と、複数のサポートロール5とが配置されている。溶鋼Mは、鋳型4内で冷却された後、二次冷却ノズルから二次冷却水を噴射されてさらに冷却される。これにより、凝固シェルSが形成される。ここでの凝固途中の鋳片10は、凝固シェルS(固相率が1.0)及び未凝固状態の溶鋼M(固相率が1.0未満)を含む。未凝固状態の溶鋼Mを含む凝固途中の鋳片10は、複数のサポートロール5によって鋳造方向下流に案内される。その過程で、未凝固状態の溶鋼Mが次第に減り、完全凝固状態の鋳片10が形成される。二次冷却ノズルは、例えば、鋳造方向において複数のサポートロール5と交互に配置される。 A plurality of secondary cooling nozzles (not shown) and a plurality of support rolls 5 are arranged downstream of the mold 4 in the casting direction. The molten steel M is cooled in the mold 4, and then further cooled by spraying secondary cooling water from the secondary cooling nozzle. This forms a solidified shell S. The slab 10 in the process of solidifying here includes the solidified shell S (solid fraction 1.0) and unsolidified molten steel M (solid fraction less than 1.0). The slab 10 in the process of solidifying, including the unsolidified molten steel M, is guided downstream in the casting direction by the plurality of support rolls 5. In the process, the unsolidified molten steel M gradually decreases, and a completely solidified slab 10 is formed. The secondary cooling nozzles are arranged, for example, alternately with the plurality of support rolls 5 in the casting direction.

未凝固状態の溶鋼Mを含む鋳片10は、複数のサポートロール5によって鋳造方向下流に案内される。その過程で、未凝固状態の溶鋼Mが次第に減り、完全凝固状態の鋳片10となる。このような連続鋳造において、鋳片10は、図示しないピンチロールにより鋳造方向に送られる。つまり、鋳片10の鋳造速度はピンチロールによって制御される。 The slab 10, which contains unsolidified molten steel M, is guided downstream in the casting direction by multiple support rolls 5. During this process, the unsolidified molten steel M gradually decreases, resulting in a slab 10 in a completely solidified state. In this type of continuous casting, the slab 10 is sent in the casting direction by pinch rolls (not shown). In other words, the casting speed of the slab 10 is controlled by the pinch rolls.

複数のサポートロール5の鋳造方向下流側には、複数の軽圧下ロール対6が配列されている。軽圧下ロール対6の各々は、2つの軽圧下ロール61,62を含み、鋳片10を軽圧下する。一連の軽圧下ロール対6によって軽圧下帯7が構成される。複数の軽圧下ロール対6は、軽圧下帯7の入口7iから出口7oまでの間に、概ね等間隔に配置される。ここで、軽圧下帯7において、入口7iの位置は、鋳造方向の最上流に配置された軽圧下ロール対6の位置と一致し、出口7oの位置は、鋳造方向の最下流に配置された軽圧下ロール対6の位置と一致する。 Downstream of the support rolls 5 in the casting direction, multiple soft reduction roll pairs 6 are arranged. Each of the soft reduction roll pairs 6 includes two soft reduction rolls 61, 62, and softly reduces the cast piece 10. A series of soft reduction roll pairs 6 form a soft reduction zone 7. The soft reduction roll pairs 6 are arranged at approximately equal intervals between the entrance 7i and the exit 7o of the soft reduction zone 7. Here, in the soft reduction zone 7, the position of the entrance 7i coincides with the position of the soft reduction roll pair 6 arranged at the most upstream position in the casting direction, and the position of the exit 7o coincides with the position of the soft reduction roll pair 6 arranged at the most downstream position in the casting direction.

軽圧下帯7は、複数のセグメントに分かれており、セグメント毎に図示しない圧下装置及び複数の軽圧下ロール対6が設けられる。各セグメントにおいて、圧下装置は、例えば油圧により鋳片10を圧下する。軽圧下ロール対6の圧下量は、セグメント(圧下装置)毎に制御される。ただし、圧下装置が鋳片10を圧下することのできる力の上限は装置毎に決まっている。鋳片10から受ける反力が圧下装置の圧下力の上限以上の場合、実績圧下速度は設定圧下速度よりも小さくなる。これは、鋳片10から受ける反力が圧下装置の圧下力の上限に達すると、その時点で鋳片10の圧下が進まなくなり、実際に圧下されたときの圧下勾配が設定された圧下勾配未満となるからである。ここで、設定圧下速度とは、連続鋳造機1において設定された鋳造速度(m/min)と設定された圧下勾配(mm/m)とを掛け合わせたものを意味する。また、実績圧下速度とは、実際に連続鋳造機1の圧下装置を用いて鋳片10を圧下したときの圧下速度(mm/min)を意味する。 The soft reduction zone 7 is divided into a number of segments, and each segment is provided with a reduction device (not shown) and a number of soft reduction roll pairs 6. In each segment, the reduction device reduces the slab 10, for example, by hydraulic pressure. The reduction amount of the soft reduction roll pair 6 is controlled for each segment (reduction device). However, the upper limit of the force with which the reduction device can reduce the slab 10 is determined for each device. When the reaction force received from the slab 10 is equal to or greater than the upper limit of the reduction force of the reduction device, the actual reduction speed is smaller than the set reduction speed. This is because when the reaction force received from the slab 10 reaches the upper limit of the reduction force of the reduction device, the reduction of the slab 10 stops at that point, and the reduction gradient when actually reduced is less than the set reduction gradient. Here, the set reduction speed means the casting speed (m/min) set in the continuous casting machine 1 multiplied by the set reduction gradient (mm/m). Additionally, the actual reduction speed refers to the reduction speed (mm/min) when the cast piece 10 is actually reduced using the reduction device of the continuous casting machine 1.

図2は、連続鋳造機1を鋳造方向に垂直な面で切断したときの断面図である。図2には、軽圧下ロール対6に圧下された鋳片10の様子が示される。図2を参照して、軽圧下ロール61は、軽圧下ロール62と上下方向に間隔を空けて配置される。上下方向とは、鋳片10の厚み方向に対応する。軽圧下ロール61は鋳片10の上方に配置され、軽圧下ロール62は鋳片10の下方に配置される。 Figure 2 is a cross-sectional view of the continuous casting machine 1 cut along a plane perpendicular to the casting direction. Figure 2 shows the appearance of the slab 10 being reduced by the pair of soft reduction rolls 6. Referring to Figure 2, the soft reduction roll 61 is arranged at a distance from the soft reduction roll 62 in the vertical direction. The vertical direction corresponds to the thickness direction of the slab 10. The soft reduction roll 61 is arranged above the slab 10, and the soft reduction roll 62 is arranged below the slab 10.

軽圧下ロール対6(軽圧下ロール61,62)のうち少なくとも一方の軽圧下ロールは、凸型ロールである。本実施形態の例では、軽圧下ロール61は凸型ロールであり、軽圧下ロール62はフラットロールである。ただし、軽圧下ロール対6の構成はこれに限定されない。軽圧下ロール61がフラットロールであり、軽圧下ロール62が凸型ロールであってもよい。また、軽圧下ロール61,62の両方が凸型ロールであってもよい。軽圧下ロール61,62の両方を凸型ロールとした場合、中心偏析及びポロシティの低減効果が顕著に発揮される。 At least one of the light reduction rolls of the light reduction roll pair 6 (light reduction rolls 61, 62) is a convex roll. In the example of this embodiment, the light reduction roll 61 is a convex roll, and the light reduction roll 62 is a flat roll. However, the configuration of the light reduction roll pair 6 is not limited to this. The light reduction roll 61 may be a flat roll, and the light reduction roll 62 may be a convex roll. In addition, both the light reduction rolls 61, 62 may be convex rolls. When both the light reduction rolls 61, 62 are convex rolls, the effect of reducing center segregation and porosity is significantly exhibited.

軽圧下ロール61は、幅方向中央に位置する大径部611と、幅方向両端に位置する2つの小径部612,612と、大径部611と小径部612,612の各々とを接続する2つのテーパ部613,613と、を含む。軽圧下ロール61は、典型的には大径部611の幅方向中心が鋳片10の幅方向中心と一致するように配置される。大径部611の直径は、小径部612,612の直径よりも大きい。軽圧下ロール対6を用いて鋳片10を圧下する際、大径部611は鋳片10と接触し、小径部612,612及びテーパ部613,613はそれぞれ鋳片10と接触しない。小径部612,612の各々は、幅方向外側に配置された軸受614,614によって回転可能に支持される。 The soft reduction roll 61 includes a large diameter portion 611 located in the center of the width direction, two small diameter portions 612, 612 located at both ends of the width direction, and two tapered portions 613, 613 connecting the large diameter portion 611 and each of the small diameter portions 612, 612. The soft reduction roll 61 is typically arranged so that the center of the large diameter portion 611 in the width direction coincides with the center of the slab 10 in the width direction. The diameter of the large diameter portion 611 is larger than the diameter of the small diameter portions 612, 612. When the slab 10 is reduced using the pair of soft reduction rolls 6, the large diameter portion 611 comes into contact with the slab 10, and the small diameter portions 612, 612 and the tapered portions 613, 613 do not come into contact with the slab 10. Each of the small diameter portions 612, 612 is rotatably supported by bearings 614, 614 arranged on the outside in the width direction.

軽圧下ロール61は、大径部611の幅をWr(mm)、鋳片10の幅をWs(mm)、鋳片10の厚みをD(mm)としたとき、上記の式(1)を満たす。要するに、大径部611の幅Wrは、(Ws-1.15×D)以上且つ(Ws-1.15×D+250)以下である。大径部611の幅Wrが(Ws-1.15×D)より小さいと、軽圧下時に鋳片10の両端部近傍での圧下が不足し、その当該部分において中心偏析及びポロシティを低減することができない。また、大径部611の幅Wrが(Ws-1.15×D+250)より大きいと、比較的温度の低い鋳片10の両端部を軽圧下ロール61でより広く圧下することになる。そのため、鋳片10から受ける反力が大きくなり、圧下装置の圧下力の上限を超える恐れがある。上述した通り、鋳片10から受ける反力が圧下力の上限を超えると、実績圧下速度が設定圧下速度よりも小さくなる。したがって、この場合、鋳片10の凝固収縮に対して軽圧下ロール対6での圧下量が不足し、中心偏析及びポロシティを低減することができない。以上より、本実施形態に係る連続鋳造方法で用いられる軽圧下ロール61の大径部611の幅Wrは、上記の式(1)を満たす。 The soft reduction roll 61 satisfies the above formula (1) when the width of the large diameter portion 611 is Wr (mm), the width of the slab 10 is Ws (mm), and the thickness of the slab 10 is D (mm). In short, the width Wr of the large diameter portion 611 is equal to or greater than (Ws-1.15 x D) and equal to or less than (Ws-1.15 x D + 250). If the width Wr of the large diameter portion 611 is smaller than (Ws-1.15 x D), the reduction near both ends of the slab 10 during soft reduction is insufficient, and central segregation and porosity cannot be reduced in that portion. Also, if the width Wr of the large diameter portion 611 is greater than (Ws-1.15 x D + 250), the both ends of the slab 10, which have a relatively low temperature, are reduced more widely by the soft reduction roll 61. Therefore, the reaction force received from the slab 10 becomes large, and there is a risk of exceeding the upper limit of the reduction force of the reduction device. As described above, when the reaction force from the slab 10 exceeds the upper limit of the reduction force, the actual reduction speed becomes smaller than the set reduction speed. Therefore, in this case, the reduction amount of the soft reduction roll pair 6 is insufficient for the solidification shrinkage of the slab 10, and center segregation and porosity cannot be reduced. For the above reasons, the width Wr of the large diameter portion 611 of the soft reduction roll 61 used in the continuous casting method according to this embodiment satisfies the above formula (1).

軽圧下ロール61(凸型ロール)の形状は、大径部611の幅Wrが上記の式(1)を満たす限り、特に限定されない。例えば、大径部611と小径部612,612の各々がテーパ部613,613を介さずに直接接続されてもよい。あるいは、大径部611が幅方向に複数に分割され、各大径部611間に軸受を設けてもよい。 The shape of the light reduction roll 61 (convex roll) is not particularly limited as long as the width Wr of the large diameter portion 611 satisfies the above formula (1). For example, the large diameter portion 611 and the small diameter portions 612, 612 may be directly connected to each other without the tapered portions 613, 613. Alternatively, the large diameter portion 611 may be divided into multiple portions in the width direction, and bearings may be provided between each large diameter portion 611.

軽圧下ロール61(凸型ロール)において、大径部611の直径と小径部612,612の直径との差は、好ましくは5mm以上且つ30mm以下である。大径部611の直径と小径部612,612の直径との差が5mm以上であれば、軽圧下ロール61が寿命末期であっても、中心偏析及びポロシティの低減効果が十分に発揮される。また、大径部611の直径と小径部612,612の直径との差が30mm以下であれば、小径部612,612の直径が極端に小さくなるのが抑制され、軽圧下ロール61の折損等のリスクを低減することができる。小径部612,612の直径に対する大径部611の直径の比は、好ましくは1.017以上且つ1.150以下である。 In the light reduction roll 61 (convex roll), the difference between the diameter of the large diameter portion 611 and the diameter of the small diameter portion 612, 612 is preferably 5 mm or more and 30 mm or less. If the difference between the diameter of the large diameter portion 611 and the diameter of the small diameter portion 612, 612 is 5 mm or more, the effect of reducing center segregation and porosity is sufficiently exhibited even when the light reduction roll 61 is at the end of its life. In addition, if the difference between the diameter of the large diameter portion 611 and the diameter of the small diameter portion 612, 612 is 30 mm or less, the diameter of the small diameter portion 612, 612 is prevented from becoming extremely small, and the risk of breakage of the light reduction roll 61 can be reduced. The ratio of the diameter of the large diameter portion 611 to the diameter of the small diameter portion 612, 612 is preferably 1.017 or more and 1.150 or less.

軽圧下ロール62は、幅方向において直径が一定の本体部621を含む。軽圧下ロール対6を用いて鋳片10を圧下する際、本体部621は鋳片10と接触する。本体部621は、幅方向外側に配置された軸受622,622によって回転可能に支持される。 The soft reduction roll 62 includes a main body 621 with a constant diameter in the width direction. When the soft reduction roll pair 6 is used to reduce the slab 10, the main body 621 comes into contact with the slab 10. The main body 621 is rotatably supported by bearings 622, 622 arranged on the outside in the width direction.

[連続鋳造方法]
図3は、本実施形態に係る鋼の連続鋳造方法を示すフロー図である。図3に示すように、本実施形態に係る鋼の連続鋳造方法は、印加工程(#5)と、圧下工程(#10)と、を備える。この連続鋳造方法で得られた鋳片10は、鋼板等の製品の素材となる。以下、図3に示す各工程を具体的に説明する。
[Continuous casting method]
Fig. 3 is a flow diagram showing the method for continuous casting of steel according to this embodiment. As shown in Fig. 3, the method for continuous casting of steel according to this embodiment includes an application step (#5) and a rolling down step (#10). A slab 10 obtained by this continuous casting method becomes a material for products such as steel plate. Each step shown in Fig. 3 will be specifically described below.

[印加工程(#5)]
印加工程(#5)では、電磁ブレーキ4aにより鋳型4内の溶鋼Mに磁場を印加する。これにより、鋳型4内で浸漬ノズル3の吐出孔から吐出された溶鋼Mは、磁場の作用により流動方向とは反対方向に制動力を受ける。そのため、吐出孔から凝固シェルSの幅方向端部に向かって吐出された溶鋼Mの流動が弱まる。また、電磁ブレーキ4aは、溶鋼M中の介在物等の浮上を促すことができ、溶鋼Mから介在物等を分離する役割も担う。
[Marking process (#5)]
In the application step (#5), a magnetic field is applied to the molten steel M in the mold 4 by the electromagnetic brake 4a. As a result, the molten steel M discharged from the discharge hole of the submerged nozzle 3 in the mold 4 flows due to the action of the magnetic field. Therefore, the flow of the molten steel M discharged from the discharge hole toward the width direction end of the solidified shell S is weakened. It can promote the floating of the particles, etc., and also plays a role in separating inclusions, etc. from the molten steel M.

印加工程(#5)で印加する磁場の磁束密度の大きさは、1000Gauss以上であることが好ましい。磁束密度が1000Gauss以上であれば、十分な制動力が溶鋼Mに作用する。換言すれば、溶鋼Mに1000Gaussより小さい磁場を印加した場合、溶鋼Mにはたらく制動力が不十分である。この場合、鋳片10の幅方向端部近傍が高温になり、凝固の完了が遅れやすいため、鋳片10の内部品質が悪化する。印加工程(#5)において1000Gauss以上の磁場を印加することにより、鋳片10の凝固シェルSの厚みが幅方向において均一になる。この鋳片10を、後述する圧下工程(#10)で厚み方向に軽圧下することにより、中心偏析及びポロシティを低減することができる。 The magnitude of the magnetic flux density of the magnetic field applied in the application step (#5) is preferably 1000 Gauss or more. If the magnetic flux density is 1000 Gauss or more, a sufficient braking force acts on the molten steel M. In other words, if a magnetic field of less than 1000 Gauss is applied to the molten steel M, the braking force acting on the molten steel M is insufficient. In this case, the temperature near the widthwise end of the slab 10 becomes high, and the completion of solidification is likely to be delayed, resulting in deterioration of the internal quality of the slab 10. By applying a magnetic field of 1000 Gauss or more in the application step (#5), the thickness of the solidified shell S of the slab 10 becomes uniform in the width direction. By lightly reducing the thickness of this slab 10 in the reduction step (#10) described later, it is possible to reduce center segregation and porosity.

磁場の磁束密度の大きさは、1000Gauss以上であれば、特に限定されない。ただし、磁束密度は3000Gauss以下であることが好ましい。溶鋼Mに3000Gaussより大きい磁場を印加すると、浸漬ノズル3近傍での溶鋼Mの温度が上昇し、鋳型4内での溶鋼Mの初期凝固が不均一となるからである。溶鋼Mの初期凝固が不均一になると、表面割れが発生しやすい鋼(例えば、亜包晶鋼)を連続鋳造する場合、鋳片10の表面に縦割れが発生する恐れがある。 The magnitude of the magnetic flux density of the magnetic field is not particularly limited as long as it is 1000 Gauss or more. However, it is preferable that the magnetic flux density is 3000 Gauss or less. If a magnetic field of more than 3000 Gauss is applied to the molten steel M, the temperature of the molten steel M in the vicinity of the submerged nozzle 3 will rise, and the initial solidification of the molten steel M in the mold 4 will become uneven. If the initial solidification of the molten steel M becomes uneven, there is a risk of vertical cracks occurring on the surface of the slab 10 when continuously casting steel that is prone to surface cracks (e.g., hypoperitectic steel).

[圧下工程(#10)]
圧下工程(#10)では、軽圧下帯7の複数の軽圧下ロール対6を用いて、鋳片10を厚み方向に軽圧下する。軽圧下は、鋳片10の中心固相率が0.3に達してから中心固相率が1.0に達するまで行われる。つまり、軽圧下帯7の入口7iにおいて、鋳片10の中心固相率が0.3であり、軽圧下帯7の出口7oにおいて、鋳片10の中心固相率が1.0である。鋳片10の中心固相率が0.3に達した以降で軽圧下を開始すると、中心偏析及びポロシティを十分に低減することができない。同様に、鋳片10の中心固相率が1.0に達する以前に軽圧下を終了すると、中心偏析及びポロシティを十分に低減することができない。また、鋳片10の中心固相率が1.0の領域、すなわち鋳片10の厚み中心が完全に凝固した領域に対して軽圧下をしても中心偏析及びポロシティを低減するのにほとんど影響を及ぼさないため、この領域を軽圧下する必要はない。
[Reduction process (#10)]
In the reduction step (#10), the slab 10 is soft reduced in the thickness direction using a plurality of soft reduction roll pairs 6 in a soft reduction zone 7. The soft reduction is performed until the central solid fraction of the slab 10 becomes 0. The central solid fraction of the slab 10 is 0.3 at the entrance 7i of the soft reduction zone 7 and is then 1.0 at the entrance 7i of the soft reduction zone 7. At the outlet 7o, the central solid fraction of the slab 10 is 1.0. If the soft reduction is started after the central solid fraction of the slab 10 reaches 0.3, the central segregation and porosity can be sufficiently reduced. Similarly, if the soft reduction is terminated before the center solid fraction of the slab 10 reaches 1.0, center segregation and porosity cannot be sufficiently reduced. In the region where the solid fraction is 1.0, i.e., the region where the center of the thickness of the cast 10 is completely solidified, soft reduction has little effect on reducing center segregation and porosity. There is no need to lightly depress the

鋳片10の中心固相率が0.3より小さい領域を軽圧下しても、凝固末期に形成される中心偏析及びポロシティを低減するのに影響を及ぼさないため、必ずしもこの領域を軽圧下する必要はない。しかしながら、鋳片10の中心固相率が0.3より小さい領域に対して軽圧下を行ってもよい。 It is not necessary to soft reduce the area of the slab 10 where the central solid fraction is less than 0.3, as this does not affect the reduction of central segregation and porosity formed at the end of solidification. However, soft reduction may be performed on the area of the slab 10 where the central solid fraction is less than 0.3.

圧下工程(#10)において、軽圧下帯7での実績圧下速度が0.5mm/minより小さいと、鋳片10の凝固収縮に対して圧下量が不足するため、中心偏析及びポロシティを低減することができない。また、圧下速度が1.3mm/minより大きいと鋳片10の凝固収縮に対して圧下量が過大となり、溶鋼Mが鋳造方向下流から上流に逆流し、これに伴う濃化溶鋼の流動により中心偏析が悪化する。そのため、圧下工程(#10)での鋳片10の実績圧下速度は、0.5mm/min以上且つ1.3mm/min以下である。 In the reduction process (#10), if the actual reduction speed in the light reduction zone 7 is less than 0.5 mm/min, the reduction amount is insufficient relative to the solidification shrinkage of the slab 10, and central segregation and porosity cannot be reduced. Furthermore, if the reduction speed is greater than 1.3 mm/min, the reduction amount becomes excessive relative to the solidification shrinkage of the slab 10, causing the molten steel M to flow back from downstream to upstream in the casting direction, and the resulting flow of concentrated molten steel worsens central segregation. Therefore, the actual reduction speed of the slab 10 in the reduction process (#10) is 0.5 mm/min or more and 1.3 mm/min or less.

本実施形態の連続鋳造方法では、圧下工程(#10)において、複数の軽圧下ロール対6が用いられる。この場合、1つの軽圧下ロール対6のみを用いて鋳片10を圧下する場合と比較して、鋳片10にテーパ状の勾配を付けることができるため、凝固収縮に対して鋳片10を徐々に絞り込むことができる。 In the continuous casting method of this embodiment, multiple pairs of soft reduction rolls 6 are used in the reduction step (#10). In this case, compared to when only one pair of soft reduction rolls 6 is used to reduce the slab 10, a tapered gradient can be given to the slab 10, so that the slab 10 can be gradually narrowed in response to solidification shrinkage.

[効果]
本実施形態の連続鋳造方法において、圧下工程(#10)では、複数の軽圧下ロール対6を用いて鋳片10を厚み方向に軽圧下する。本実施形態の例では、軽圧下ロール対6のうち軽圧下ロール61は幅方向中央部の直径が両端部の直径より大きい凸型ロールである。軽圧下ロール61は、鋳片10との関係で上記の式(1)を満たす形状を有する。要するに、軽圧下ロール61の大径部611の幅が適切に設定されている。この軽圧下ロール61(凸型ロール)を用いた軽圧下では、幅方向において鋳片10が圧下される範囲が適正化され、比較的温度の低い鋳片10の両端部はそれほど圧下されない。したがって、鋳片10の圧下に必要な圧下力が抑えられるため、設備の大型化や軽圧下ロールの剛性の増大化を行うことなく、中心偏析及びポロシティを低減することができる。
[effect]
In the continuous casting method of this embodiment, in the reduction step (#10), the slab 10 is soft reduced in the thickness direction using a plurality of soft reduction roll pairs 6. In the example of this embodiment, the soft reduction roll 61 of the soft reduction roll pair 6 is a convex roll whose diameter at the center in the width direction is larger than the diameter at both ends. The soft reduction roll 61 has a shape that satisfies the above formula (1) in relation to the slab 10. In short, the width of the large diameter portion 611 of the soft reduction roll 61 is appropriately set. In the soft reduction using this soft reduction roll 61 (convex roll), the range in which the slab 10 is reduced in the width direction is optimized, and both ends of the slab 10, which have a relatively low temperature, are not reduced much. Therefore, the reduction force required for reducing the slab 10 is suppressed, and center segregation and porosity can be reduced without increasing the size of the equipment or the rigidity of the soft reduction roll.

また、本実施形態の連続鋳造方法では、意図的な鋳片10のバルジングは行われない。さらに、軽圧下ロール61,62の剛性を高める必要がないことから、軽圧下ロール61,62の直径を大きくする必要もない。そのため、軽圧下ロール対6間でバルジングが発生しにくくなる。以上より、本実施形態の連続鋳造方法によれば、鋳片10の内部割れが抑制される。 In addition, in the continuous casting method of this embodiment, intentional bulging of the slab 10 is not performed. Furthermore, since there is no need to increase the rigidity of the light reduction rolls 61, 62, there is no need to increase the diameter of the light reduction rolls 61, 62. Therefore, bulging is less likely to occur between the pair of light reduction rolls 6. As a result, the continuous casting method of this embodiment suppresses internal cracks in the slab 10.

実施形態に係る連続鋳造方法の効果を確認するため、以下に示す試験を実施して、その結果を評価した。具体的には、連続鋳造により得られた鋳片のMn偏析度及びポロシティ体積を評価した。Mn偏析度及びポロシティ体積に関する説明は後述する。 To confirm the effects of the continuous casting method according to the embodiment, the following tests were carried out and the results were evaluated. Specifically, the Mn segregation degree and porosity volume of the cast pieces obtained by continuous casting were evaluated. The Mn segregation degree and porosity volume will be explained later.

本試験では、図1に示す連続鋳造機を用いて鋳片を製造した。鋳型は銅製水冷式の鋳型であった。鋳型の長さは800mmであった。鋳型の断面は矩形であった。軽圧下帯は、メニスカス(鋳型内の湯面)から16mの位置以降に設けた。鋳片の中心固相率が0.3に達してから中心固相率が1.0に達するまで、軽圧下ロール対により鋳片を0.8mm/minの設定圧下速度で厚み方向に軽圧下した。鋳片の中心固相率が1.0に達した以降の領域では、軽圧下を行わなかった。 In this test, a cast piece was produced using the continuous casting machine shown in Figure 1. The mold was a copper water-cooled mold. The length of the mold was 800 mm. The cross section of the mold was rectangular. The soft reduction zone was provided 16 m or more from the meniscus (the molten metal surface in the mold). The cast piece was soft reduced in the thickness direction at a set reduction speed of 0.8 mm/min by a pair of soft reduction rolls from when the central solid fraction of the cast piece reached 0.3 until the central solid fraction reached 1.0. No soft reduction was performed in the region after the central solid fraction of the cast piece reached 1.0.

軽圧下帯における軽圧下ロール対は、上側の軽圧下ロールのみが凸型ロールであった。凸型ロールの大径部の直径は、小径部の直径よりも15mm大きかった。二次冷却用のノズルから噴射される冷却水の比水量は、鋳片の厚みや鋳造速度に応じて0.7~1.5L/kg-steelとした。 In the pair of light reduction rolls in the light reduction zone, only the upper light reduction roll was a convex roll. The diameter of the large diameter part of the convex roll was 15 mm larger than the diameter of the small diameter part. The specific water volume of the cooling water sprayed from the nozzle for secondary cooling was 0.7 to 1.5 L/kg-steel depending on the thickness of the cast piece and the casting speed.

本試験で用いた鋳片の主な化学組成は、C:0.15%、Si:0.19%、Mn:0.90%、P:0.011%、及びS:0.003%であった。 The main chemical composition of the cast pieces used in this test was C: 0.15%, Si: 0.19%, Mn: 0.90%, P: 0.011%, and S: 0.003%.

鋳片の中心温度及び固相率は、鋳片の厚み方向及び幅方向の二次元の凝固解析により算出した。ただし、軽圧下時の実績圧下速度は、圧下装置の能力と鋳片から受ける反力に応じて変化する可能性がある。そのため、圧下装置の鋳片の厚み方向における位置を記録し、これに基づき実績圧下速度を算出した。なお、圧下装置の圧下力の上限は、セグメント及びロールの剛性を勘案して600トンであった。 The central temperature and solid fraction of the slab were calculated by two-dimensional solidification analysis in the thickness and width directions of the slab. However, the actual reduction speed during soft reduction may vary depending on the capacity of the reduction device and the reaction force from the slab. For this reason, the position of the reduction device in the thickness direction of the slab was recorded, and the actual reduction speed was calculated based on this. The upper limit of the reduction force of the reduction device was set to 600 tons, taking into account the rigidity of the segments and rolls.

鋳片のMn偏析度は、以下の手順で調査した。鋳造された鋳片を幅方向中央部で切断し、切断面の厚み方向中央部から鋳造方向に40mm及び厚み方向に40mmの領域を含むようにサンプルを採取した。このサンプルに対し、EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)によりMn濃度の面分析を行った。最もMn濃度が高い位置を中心に鋳造方向に沿って2mm幅のMn濃度を積算し、平均した値を最大Mn濃度(Cmax)とした。最大Mn濃度(Cmax)を鋳片のバルク組成のMn濃度(C0)で除した値(Cmax/C0)をMn偏析度とした。バルク組成のMn濃度(C0)は、鋳片から分析用サンプルを採取し、化学分析により求めた。 The degree of Mn segregation in the slab was investigated using the following procedure. The cast slab was cut at the center in the width direction, and a sample was taken from the center in the thickness direction of the cut surface, including an area of 40 mm in the casting direction and 40 mm in the thickness direction. A surface analysis of the Mn concentration was performed on this sample using an EPMA (Electron Probe Micro Analyzer). The Mn concentration was integrated over a 2 mm width along the casting direction, centered on the position with the highest Mn concentration, and the average value was taken as the maximum Mn concentration (Cmax). The value (Cmax/C0) obtained by dividing the maximum Mn concentration (Cmax) by the Mn concentration (C0) in the bulk composition of the slab was taken as the degree of Mn segregation. The Mn concentration (C0) in the bulk composition was determined by chemical analysis of an analytical sample taken from the slab.

鋳片のポロシティ体積は、以下の手順で調査した。鋳片の厚み方向中央部から鋳造方向に50mm、幅方向に100mm及び厚み方向に7mmのサンプルを採取した。サンプルは、鋳片の幅方向に沿って16か所から採取した。各サンプルについて、JIS Z 8807に規定される固体の密度及び比重測定法により密度ρを測定した。また、鋳片の1/4厚み部分から上記と同様にサンプルを採取し、密度ρと同様の方法で密度ρを測定した。そして、下記の式(2)にて単位重量当たりのポロシティ体積V(cm/g)を求めた。各サンプルに対してポロシティ体積Vを測定した中で最大のポロシティ体積Vの値を、その鋳片のポロシティ体積Vとした。 The porosity volume of the slab was investigated by the following procedure. Samples were taken from the center of the slab in the thickness direction, measuring 50 mm in the casting direction, 100 mm in the width direction, and 7 mm in the thickness direction. The samples were taken from 16 locations along the width direction of the slab. The density ρ of each sample was measured by the method for measuring density and specific gravity of solids specified in JIS Z 8807. Samples were also taken from the 1/4 thickness portion of the slab in the same manner as above, and the density ρ 0 was measured in the same manner as the density ρ. The porosity volume V (cm 3 /g) per unit weight was then calculated by the following formula (2). The maximum porosity volume V value among the porosity volumes V measured for each sample was taken as the porosity volume V of the slab.

Figure 2024142642000002
Figure 2024142642000002

本実施例の試験条件及び試験結果が表1に示される。表1において、試験条件には、連続鋳造でできた鋳片の厚み、鋳片の幅、軽圧下ロールの大径部の幅、電磁ブレーキの磁場の磁束密度、実績圧下速度、及び軽圧下帯入口の中心固相率に関する条件が示される。磁束密度は、電磁ブレーキで鋳型内の溶鋼に印加する磁場の磁束密度である。表1では、下記の条件1を満たす試験条件で製造された鋳片は発明例と表され、条件1を満たさない試験条件で製造された鋳片は比較例と表される。表1に示す比較例1~4において、条件1を満たしていない試験条件には印「*」が付されている。また、表1に示す発明例1~7及び比較例1~4の中で下記の条件2を満たしていないものについて、表面温度に印「#」が付されている。
条件1:軽圧下ロール(凸型ロール)の大径部の幅が上記の式(1)を満たし、且つ、実績圧下速度が0.5mm/min以上且つ1.3mm/min以下であり、且つ、軽圧下帯入口の鋳片の中心固相率が0.3以下である。
条件2:磁束密度が1000Gauss以上である。
The test conditions and test results of this embodiment are shown in Table 1. In Table 1, the test conditions include the thickness of the slab produced by continuous casting, the width of the slab, the width of the large diameter part of the soft reduction roll, the magnetic flux density of the magnetic field of the electromagnetic brake, the actual reduction speed, and the central solid fraction at the entrance of the soft reduction zone. The magnetic flux density is the magnetic flux density of the magnetic field applied to the molten steel in the mold by the electromagnetic brake. In Table 1, the slab produced under the test conditions that satisfy the following condition 1 is represented as an invention example, and the slab produced under the test conditions that do not satisfy condition 1 is represented as a comparative example. In Comparative Examples 1 to 4 shown in Table 1, the test conditions that do not satisfy condition 1 are marked with a "*". In addition, the surface temperatures of the invention examples 1 to 7 and comparative examples 1 to 4 shown in Table 1 that do not satisfy the following condition 2 are marked with a "#".
Condition 1: The width of the large diameter portion of the soft reduction roll (convex roll) satisfies the above formula (1), the actual reduction rate is 0.5 mm/min or more and 1.3 mm/min or less, and the central solid fraction of the slab at the entrance of the soft reduction zone is 0.3 or less.
Condition 2: The magnetic flux density is 1000 Gauss or more.

Figure 2024142642000003
Figure 2024142642000003

得られた鋳片のMn偏析度が1.4以下であれば鋳片を圧延した後の製品(鋼板)において靭性が確保できることが分かっている。そのため、表1において、試験結果には、Mn偏析度が1.4以下であれば「優」、そうでなければ「不可」を示した。また、ポロシティ体積が4.0cm/g以下であれば、鋳片を圧延した後の製品(鋼板)において欠陥が無害化されることが分かっているため、ポロシティ体積が4.0cm/g以下であれば「優」、そうでなければ「不可」を示した。 It is known that if the Mn segregation degree of the obtained cast slab is 1.4 or less, toughness can be ensured in the product (steel plate) after rolling the cast slab. Therefore, in Table 1, the test results are shown as "Excellent" if the Mn segregation degree is 1.4 or less, and "Fail" if it is not. In addition, it is known that if the porosity volume is 4.0 cm 3 /g or less, defects are rendered harmless in the product (steel plate) after rolling the cast slab, so "Excellent" is shown if the porosity volume is 4.0 cm 3 /g or less, and "Fail" is shown if it is not.

表1に示すように、発明例1~6は、いずれも条件1及び条件2を満たしていた。このため、発明例1~6では、Mn偏析度及びポロシティ体積が良好なスラブ鋳片を得られた。つまり、中心偏析及びポロシティを低減できた。 As shown in Table 1, all of Examples 1 to 6 of the invention satisfied Condition 1 and Condition 2. Therefore, Examples 1 to 6 of the invention produced slab cast pieces with good Mn segregation and porosity volume. In other words, center segregation and porosity were reduced.

発明例7は、条件1を満たしているものの、磁束密度が1000Gauss未満であり条件2を満たしていなかった。発明例7では、磁束密度以外の試験条件が同じ発明例1と比較して、Mn偏析度及びポロシティ体積が多少高いものの閾値未満であり、良好な鋳片が得られた。つまり、発明例7でも、中心偏析及びポロシティを低減することができた。 Although Example 7 of the invention satisfied condition 1, the magnetic flux density was less than 1000 Gauss, and condition 2 was not satisfied. In Example 7 of the invention, the Mn segregation degree and porosity volume were somewhat higher than those of Example 1, which had the same test conditions except for the magnetic flux density, but were below the threshold value, and a good cast piece was obtained. In other words, center segregation and porosity were reduced in Example 7 of the invention.

比較例1では、大径部の幅が上記の式(1)を満たしていなかった。そのため、比較例1は条件1を満たしていなかった。この場合、Mn偏析度が閾値より大きく、評価は「不可」であった。 In Comparative Example 1, the width of the large diameter portion did not satisfy the above formula (1). Therefore, Comparative Example 1 did not satisfy Condition 1. In this case, the Mn segregation degree was greater than the threshold value, and the evaluation was "unacceptable."

比較例2では、大径部の幅が上記の式(1)を満たしておらず、実績圧下速度が0.5mm/min未満であった。そのため、比較例2は条件1を満たしていなかった。この場合、Mn偏析度及びポロシティ体積がいずれも閾値より大きく、評価は「不可」であった。 In Comparative Example 2, the width of the large diameter portion did not satisfy the above formula (1), and the actual rolling reduction rate was less than 0.5 mm/min. Therefore, Comparative Example 2 did not satisfy Condition 1. In this case, both the Mn segregation degree and the porosity volume were larger than the threshold value, and the evaluation was "unacceptable."

比較例3では、比較例2と同様に大径部の幅が上記の式(1)を満たしておらず、実績圧下速度が0.5mm/min未満であった。そのため、比較例3は条件1を満たしていなかった。比較例3では、さらに、鋳型内の溶鋼に磁場を印加しなかった。そのため、比較例3は条件2も満たしていなかった。この場合、比較例2の結果と比較して、Mn偏析度及びポロシティ体積がいずれも悪化し、評価は「不可」であった。 In Comparative Example 3, like Comparative Example 2, the width of the large diameter portion did not satisfy the above formula (1), and the actual reduction rate was less than 0.5 mm/min. Therefore, Comparative Example 3 did not satisfy Condition 1. Furthermore, in Comparative Example 3, a magnetic field was not applied to the molten steel in the mold. Therefore, Comparative Example 3 did not satisfy Condition 2 either. In this case, compared to the results of Comparative Example 2, both the Mn segregation degree and the porosity volume were worse, and the evaluation was "unacceptable."

比較例4では、軽圧下帯入口の鋳片の中心固相率が0.3より大きく、条件1を満たしていなかった。この場合、比較例4では、Mn偏析度が閾値より大きく、評価は「不可」であった。 In Comparative Example 4, the central solid fraction of the slab at the entrance to the soft reduction zone was greater than 0.3, and condition 1 was not satisfied. In this case, in Comparative Example 4, the Mn segregation degree was greater than the threshold value, and the evaluation was "unacceptable."

以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。 The above describes the embodiments of the present disclosure. However, the above-described embodiments are merely examples for implementing the present disclosure. Therefore, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by modifying the above-described embodiments as appropriate within the scope of the spirit of the present disclosure.

1:連続鋳造機
4:鋳型
4a:電磁ブレーキ
6:軽圧下ロール対
61,62:軽圧下ロール
10:鋳片
1: Continuous casting machine 4: Mold 4a: Electromagnetic brake 6: Pair of soft reduction rolls 61, 62: Soft reduction rolls 10: Cast strip

Claims (2)

鋳片の鋳造方向に配列された複数の軽圧下ロール対を備える連続鋳造機を用いた鋼の連続鋳造方法であって、
前記軽圧下ロール対のうち少なくとも一方の軽圧下ロールは、幅方向中央部の直径が両端部の直径より大きく、前記幅方向中央部の幅をWr(mm)、前記鋳片の幅をWs(mm)、前記鋳片の厚みをD(mm)としたとき、下記の式(1)を満たし、
前記連続鋳造方法は、
前記鋳片の中心固相率が0.3に達してから前記中心固相率が1.0に達するまで、前記複数の軽圧下ロール対を用いて、0.5mm/min以上且つ1.3mm/min以下の圧下速度で前記鋳片を厚み方向に軽圧下する圧下工程を備える、連続鋳造方法。
Ws-1.15×D≦Wr≦Ws-1.15×D+250 (1)
A method for continuously casting steel using a continuous casting machine having a plurality of pairs of soft reduction rolls arranged in a casting direction of a slab, comprising the steps of:
At least one of the soft reduction rolls in the pair of soft reduction rolls has a diameter at a widthwise center portion larger than the diameters at both ends, and satisfies the following formula (1), where the width of the widthwise center portion is Wr (mm), the width of the slab is Ws (mm), and the thickness of the slab is D (mm):
The continuous casting method includes:
The continuous casting method includes a reduction step of softly reducing the slab in a thickness direction at a reduction speed of 0.5 mm/min or more and 1.3 mm/min or less using the plurality of pairs of soft reduction rolls from when the central solid fraction of the slab reaches 0.3 until the central solid fraction reaches 1.0.
Ws-1.15×D≦Wr≦Ws-1.15×D+250 (1)
請求項1に記載の連続鋳造方法であって、
前記連続鋳造機は、電磁ブレーキを含む鋳型を備え、
前記連続鋳造方法は、前記電磁ブレーキにより前記鋳型内の溶鋼に磁束密度が1000Gauss以上の磁場を印加する印加工程をさらに備える、連続鋳造方法。
The continuous casting method according to claim 1,
The continuous casting machine includes a mold including an electromagnetic brake;
The continuous casting method further includes an application step of applying a magnetic field having a magnetic flux density of 1000 Gauss or more to the molten steel in the mold by the electromagnetic brake.
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