JPH11197809A - 連続鋳造鋳片の表面割れ防止方法 - Google Patents
連続鋳造鋳片の表面割れ防止方法Info
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Abstract
止する鋳片の冷却方法を提供する。 【解決手段】 鋳片を鋳型から引き抜いた後、鋳片の表
面をA3 変態温度以下に一旦冷却をして、次いで水量密
度を0.003 〜0.015 リットル/cm2・min として0.5〜2.
0分間の緩冷却をおこないA3 変態温度を越えて復熱を
させ、引き続き、水量密度を0.003 リットル/cm2・min 以下
として更なる緩冷却をおこなう。
Description
おける連続鋳造鋳片の表面割れ防止方法に関する。
およびCuなど種々の合金元素を含有した低合金鋼の生産
量が増加している。しかしながら、これらの合金元素の
添加にともない連続鋳造の際、鋳片表面に横割れや横ひ
び割れと呼ばれる表面割れが発生する場合があり、製造
上の問題となっている。
粒界の初析フェライト部分に発生しており、その原因
は、2次冷却時に鋳片の表面温度が熱間延性の低下する
γ→α変態温度近傍(約600〜850℃)となり、こ
の時、鋳片の矯正がおこなわれるためと考えられてい
る。この対策として、鋳片矯正時の表面温度が熱間延性
の低下する上記の温度域(以下、脆化温度域という)を
低温側もしくは高温側に回避し、表面割れを抑制する方
法が採用されている。しかし、上記のように、鋳片矯正
時の表面温度を制御するのみでは表面割れの防止が不充
分であり、種々の方法が提案されている。
は、2次冷却帯の上部で強冷却して鋳片の表面温度を6
50〜700℃とし、それ以降緩やかに復熱させて矯正
点の位置で鋳片の表面温度を700〜800℃にして脆
下温度域を低温側に回避して横ひび割れを防止する方法
が開示されている。また特開平5−329505号公報
には、加熱炉装入前に鋳片表層部を350〜500℃の
温度に1分間以上冷却、保持する方法が開示されてい
る。これらの方法はいずれも一旦鋳片表面温度を低下さ
せることにより、鋳片の大部分もしくは全体の相変態を
生じさせ、割れ感受性を鈍くする方法であるが、鋳片表
面温度を一旦700℃以下にまで低下するとその後に復
熱をさせても脆化温度域を高温側に回避することは熱的
に困難である。また、合金量が多く割れ感受性の高い鋼
種では、スケールの不均一固着による温度むらが生じ易
く鋳片矯正時の脆化温度域を回避する事は困難という問
題がある。
ら、γ粒径に着目し、これを微細化させる提案が数多く
ある。例えば、本出願人は、特開昭63−63559号
公報でγ粒の成長を抑制するためにオーステナイト単相
化温度からの冷却速度を10℃/s以上とする方法、あ
るいは特開昭61−195742号公報で鋳型長さの関
係式を規定し早めに鋳片を引き出し直ちに2次冷却する
方法、等を提案した。しかし、通常、鋳型出口で鋳片表
面の温度はオーステナイト単相化温度より低くなるため
前記冷却速度の制御は困難であること、また鋳型長さを
極端に短くすることは操業上のトラブルを招きやすいこ
と、等の問題がありいずれも実用化は困難であった。
9−253814号公報で、鋳片を鋳型から引き抜いた
後、鋳片表面温度がA3 変態温度以下となるように一旦
冷却をして、その後A3変態温度を越えて復熱をさせる
連続鋳造において、前記冷却の水量密度を規定すること
により矯正時に発生する横ひび割れを防止する方法を提
案した。
却条件を誤ると横ひび割れが発生し、さらにオシレーシ
ョンマークに沿った鋳片コーナ割れや鋳片表皮下割れ
(以下、それぞれ「コーナ割れ」、「表皮下割れ」とい
う)といった別の表面割れも発生することが判った。
た後、鋳片表面温度がA3 変態温度以下となるように一
旦冷却をして、次いでA3 変態温度を越えて復熱をさせ
る連続鋳造において、連続鋳造鋳片の横ひび割れ、コー
ナ割れおよび表皮下割れ等の表面割れを防止する方法を
提供することにある。
から引き抜いた後、鋳片表面温度がA3 変態温度以下と
なるように一旦冷却をして、次いでA3 変態温度を越え
て復熱をさせる連続鋳造において、復熱過程での冷却に
注視した基礎試験をおこない、以下の知見を得た。
を0.003 〜0.015 リットル/cm2・min として0.5〜2.0
分間の緩冷却をおこないA3 変態温度を越えて復熱をさ
せることにより、復熱過程あるいは矯正時に発生する横
ひび割れ、コーナ割れおよび表皮下割れ等の表面割れを
抑制することができる。
003 リットル/cm2・min 以下として更に緩冷却をおこなうこ
とにより、上記の表面割れの抑制を一層効果的にするこ
とができる。
の要旨は以下の(1) と(2) のとおりである。 (1) 鋳片を鋳型から引き抜いた後、鋳片の表面をA3 変
態温度以下に一旦冷却をして、次いで水量密度を0.003
〜0.015 リットル/cm2・min として0.5〜2.0分間の緩
冷却をおこないA3 変態温度を越えて復熱をさせること
を特徴とする連続鋳造鋳片の表面割れ防止方法。
003 リットル/cm2・min 以下として更に緩冷却をおこなうこ
とを特徴とする上記(1) 項に記載の連続鋳造鋳片の表面
割れ防止方法。
載の水量密度と水冷時間を、上記連続鋳造の際の操業管
理指標とすることにより、鋳片の表面割れ防止の管理が
容易となる。
き抜いた後、鋳片の表面をA3 変態温度以下に一旦冷却
をして、次いでA3 変態温度を越えて復熱をさせる連続
鋳造に適用するものであり、前記冷却の後、水量密度を
0.003 〜0.015 リットル/cm2・min として0.5〜2.0分
間の緩冷却をおこないA3 変態温度を越えて復熱をさせ
ること、更に、前記緩冷却に引き続き、水量密度を0.00
3 リットル/cm2・min 以下として更に緩冷却をおこなうこ
と、を特徴とする。
び割れの防止を目的に、鋳片を鋳型から引き抜いた後、
鋳片表面温度を一旦A3 変態温度以下まで急速に冷却を
して、次いで冷却水量を低下してA3 変態温度を越えて
復熱をさせる連続鋳造の試験を実施し、横ひび割れ防止
の効果を確認した。しかし、A3 変態温度以下まで冷却
をおこなった後の復熱過程で極端に冷却水量を低下する
と、コーナ割れや表皮下割れが発生することが判明し
た。コーナ割れは、長さが10〜20mm、深さが5〜1
5mm程度で、オシレーションマークに沿い、また、表皮
下割れは、表皮下3〜5mm程度の位置でオーステナイト
粒界に沿って発生しており、いずれの割れも、鋳片内部
の未凝固溶鋼が持つ潜熱により鋳片表層が急激に復熱を
することにより生じる熱応力が原因であることが熱応力
解析から判った。
防止を目的に、復熱時の冷却水量の影響を調査するた
め、連続鋳造試験をおこなった。低炭素Nb鋼(C:0.10
〜0.15重量%、Nb:0.015 重量%)を用い、鋳片サイズ
が幅800mm ×厚150mm の垂直型連続鋳造機ならびに幅23
00mm×厚235mm の湾曲型連続鋳造機を使用し、連続鋳造
機の2次冷却帯を鋳造方向に向かって仮に急冷帯、復熱
帯および徐冷帯の順に3帯に分け、復熱帯あるいは徐冷
帯の冷却水量を変えて鋳造をおこない鋳片の表面状況を
調査した。
度と冷却時間の関係を整理したグラフである。同図にお
いて、急冷帯では、水量密度を0.04〜0.07リットル/cm2・mi
n として0.8〜1.8分間の冷却をおこない、急冷帯
の出側で表面温度を680〜760℃(A3 変態温度:
780〜820℃)とし、復熱帯で、A3 変態温度を越
えて復熱をさせた。ただし、復熱帯の水量密度が0.015
リットル/cm2・min を越える場合には、冷却が進み復熱帯で
の前記復熱は不可となった。なお、徐冷帯では、水量密
度を0.003 リットル/cm2・min として2.1分間の冷却をお
こなった。ここで、水量密度は単位時間の冷却水量を対
応する鋳片の表面積で除した値である。
003 〜0.015 リットル/cm2・min として0.5〜2.0分間
の冷却をおこないA3 変態温度を越えて復熱をさせた場
合には、コーナ割れや表皮下割れ等の表面割れの発生は
ない。水量密度が0.015 リットル/cm2・min を越えると、復
熱帯でさらに冷却が進行し、次の徐冷帯での水量密度の
大幅な低下により、急激な復熱が生じコーナ割れや表皮
下割れの発生を招く。水量密度が0.003 リットル/cm2・min
未満あるいは水量密度が0.003 リットル/cm2・min以上0.015
リットル/cm2・min 以下で冷却時間が0.5分未満の場合
には復熱帯あるいは徐冷帯での復熱が急速であるためコ
ーナ割れや表皮下割れが発生する。さらに、水量密度が
0.003 リットル/cm2・min 以上0.015 リットル/cm2・min 以下で
2分間を越えて冷却した場合には、鋳片コーナ部が過冷
却され、鋳片コーナ部近傍に横ひび割れが発生する。
A3 変態温度以下に冷却後、水量密度を0.003 リットル/cm2
・min 以上0.015 リットル/cm2・min 以下とし0.5分間以
上2.0分間以下の緩冷却をおこないA3 変態温度を越
えて復熱をさせる。好ましくは、水量密度が0.003 リットル
/cm2・min 以上0.010 リットル/cm2・min 以下である。
引き続き、水量密度を0.003 リットル/cm2・min 以下として
更に緩冷却をおこなうとした理由を説明する。急冷帯で
水量密度を0.04〜0.07リットル/cm2・min として0.8〜
1.8分間の冷却をおこない鋳片表面温度をA3 変態温
度以下とし、次いで復熱帯で水量密度を0.005 リットル/cm2
・min として1.0分間の緩冷却をおこないA3 変態温
度を越えて復熱をさせた後、徐冷帯の水量密度と冷却時
間を種々変えて連続鋳造をおこない鋳片の表面状況を調
査した。
度と冷却時間の関係を整理したグラフである。同図に示
すように、徐冷帯の水量密度が0.003 リットル/cm2・min 以
下では表面割れの発生はない。水量密度が0.003 リットル/c
m2・min を越えると鋳片表面温度が低下し、矯正時に脆
化温度域(700〜780℃)を回避できず横ひび割れ
が発生する。なお、直送圧延時の熱効率の観点から、矯
正点での鋳片温度は高い方が好ましく、徐冷帯における
水量密度はロールの変形、熱歪みを防止できるのであれ
ば少ない方が望ましい。好ましくは、0.002 リットル/cm2・
min 以下である。
の連続鋳造に適用されるスプレー冷却装置あるいはミス
ト冷却装置のいずれでもよい。なお、本発明の方法は、
横ひび割れやコーナ割れ等の割れ感受性の高いNbあるい
はVを含有する鋼種を連続鋳造する際に特に有効であ
る。
を使用し、表2に示す冷却条件で連続鋳造をおこない鋳
片の表面割れ発生状況を調査した。鋳造速度は0.75〜1.
1m/min、鋳片の寸法は幅2300mm、厚さ235mm とした。
量密度を0.042 リットル/cm2・min として1.1分間のミス
ト冷却をおこない、急冷帯の出側で鋳片の表面温度を約
750℃とし、次いで復熱帯では、水量密度を0.005 〜
0.014 リットル/cm2・min として1.0〜1.8分間の冷却
をおこない、鋳片表面温度を850〜1050℃の範囲
(A3 変態温度:815℃)に復熱をさせ、引き続き徐
冷帯では、水量密度を0 〜0.004 リットル/cm2・min として
0〜2.1分間の冷却をおこなった。
例と同じ条件で冷却し、復熱帯と徐冷帯では表2のよう
に冷却条件を変更した。なお、復熱帯等の各帯の冷却時
間は、鋳造速度あるいは各帯の長さを変更して調整し
た。
スカーフィングして表層の酸化物を取り除いた後、ダイ
チェックをおこない目視観察にて評価した。表3に、鋳
片の表面割れ状況を示す。
温度が760℃程度に低下してコーナ近傍の鋳片上面に
軽度の横ひび割れが発生したが、コーナ割れや表皮下割
れの発生はなく品質上の問題はなかった。本発明例2〜
6は、矯正点で鋳片表面温度が幅中央部で880〜92
0℃、コーナ部で790〜820℃となり、コーナ割れ
および表皮下割れは発生せず、また横ひび割れの発生も
なく表面性状は良好であった。
の出側で鋳片表面温度は約700℃まで低下しており、
徐冷帯で急速に復熱したため割れが発生したものと考え
られる。比較例2と3は、復熱帯での冷却が不十分で、
復熱帯あるいは徐冷帯で急速に復熱し、コーナ割れと表
皮下割れが発生した。比較例4は、矯正点での鋳片の表
面温度がコーナ部で約750℃となり、コーナ割れと表
皮下割れとともにコーナ近傍の鋳片上面に軽度の横ひび
割れが発生した。
表面に発生するコーナ割れや表皮下割れなどの表面割れ
を防止することが可能となる。
の関係を整理したグラフである。
の関係を整理したグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 鋳片を鋳型から引き抜いた後、鋳片表面
をA3 変態温度以下に一旦冷却をして、次いで水量密度
を0.003 〜0.015 リットル/cm2・min として0.5〜2.0
分間の緩冷却をおこないA3 変態温度を越えて復熱をさ
せることを特徴とする連続鋳造鋳片の表面割れ防止方
法。 - 【請求項2】 上記緩冷却に引き続き、水量密度を0.00
3 リットル/cm2・min 以下として更に緩冷却をおこなうこと
を特徴とする請求項1に記載の連続鋳造鋳片の表面割れ
防止方法。
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- 1998-01-09 JP JP00309198A patent/JP3463550B2/ja not_active Expired - Fee Related
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