JP5742550B2 - Method and apparatus for producing slab by continuous casting - Google Patents
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Description
本発明は、連続鋳造による鋳片の製造方法および製造装置に関し、具体的には、低炭素鋼から焼入れ性の高い鋼種までの幅広い鋼種からなる連続鋳造鋳片に対して適用可能であって、連続鋳造鋳片の冷却時における表面の割れ防止と曲がり防止とを図りながら、この連続鋳造鋳片を切断することにより得られるとともに熱間圧延時に表面割れを発生し難い鋳片を製造する方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for producing a slab by continuous casting, and is specifically applicable to continuous cast slabs made of a wide range of steel types from low carbon steel to highly hardenable steel types, A method for producing a slab that is obtained by cutting the continuous cast slab while preventing the surface from cracking and bending during cooling of the continuous cast slab and is less likely to cause a surface crack during hot rolling, and Relates to the device.
図４は、湾曲型連続鋳造機１により連続鋳造を行って鋳片２を製造する状況を模式的に示す説明図である。
同図に示すように、鋳片２は、図示しない取鍋からタンディッシュ３に注入された溶鋼４を水冷鋳型５に注入し、鋳型５内で凝固シェルを形成することにより内部に未凝固部を有する連続鋳造鋳片６とし、２次冷却スプレー帯７でさらに連続鋳造鋳片６を冷却し、複数組の上下一対のサポートロール９からなる矯正帯８により連続鋳造鋳片６の湾曲形状を矯正しながらこれらサポートロール９により案内してサポートロール９の下流側へ引き抜き、切断機１０により連続鋳造鋳片６を所定の長さに切断することによって、製造される。このようにして製造された鋳片２は、加熱炉に装入されて所定の温度に加熱された後に、圧延機で鋼片へと熱間圧延される。
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a state in which the continuous casting is performed by the curved
As shown in the figure, the
しかし、冷却時の連続鋳造鋳片６や熱間圧延時の鋳片２には表面割れが発生することがある。表面割れの発生状況は鋼種の影響も受けるため、低炭素鋼から焼入れ性の高い鋼種などの幅広い鋼種からなる鋳片の表面割れを大幅に低減できる製造方法が望まれている。
However, surface cracks may occur in the continuous cast slab 6 during cooling and the
鋳片を再加熱して熱間圧延した後に発生する表面割れを防止するための対策の一例として、３次冷却と称される手段が広く知られている。３次冷却は、連続鋳造により製造された連続鋳造鋳片６を切断して所定の長さを有する鋳片２とした後に、鋳片２を連続鋳造機１外において冷却することによって、鋳片２の表面温度をＡｒ３変態点より高い温度からＡｒ１変態点以下の温度まで低下させ、鋳片２の表面組織を変態・改善することによって、熱間圧延後の鋼片やこの鋼片を素材とする製品における表面割れの発生を防止する冷却方法である。
A means called tertiary cooling is widely known as an example of a measure for preventing surface cracks that occur after re-heating the slab and hot rolling. The tertiary cooling is performed by cutting the continuous cast slab 6 manufactured by continuous casting into a
特許文献１には、連続鋳造されたブルームを所定の長さに切断した後、連続鋳造機外に設置されたブルームクーラーを用いて、ブルームをＡｒ３変態点直上の温度域から３次冷却するに際し、ブルームの上面、側面および下面それぞれの水量密度比率を変更して冷却することによって、連続鋳造ブルームの冷却時に発生する割れを防止する発明が開示されている。
In
また、特許文献２には、連続鋳造により製造され所定の長さに切断された鋳片を３次冷却する際に、その表面温度がＡｒ３変態点より５０〜１５０℃高い温度まで冷却した段階で、内部が赤熱状態を維持しながら表面組織がベイナイト組織となるように、急速冷却し、その後炉内加熱して熱間成形することによって、窒素添加鋼や鉛添加鋼に対しても十分に鋳片の表面疵を低減する発明が開示されている。
Further, in
特許文献１、２により開示された発明では、いずれも、切断後の鋳片を３次冷却するため、３次却時に鋳片に曲がりが発生するおそれがある。この理由を説明する。
３次冷却は、切断した鋳片をＡｒ３変態点直上の温度域から冷却して、熱間圧延前に行う再加熱時の再変態を含めた組織微細化（γ粒微細化）を狙うものであり、通常、スプレー水噴射や水槽浸漬法により行われる。しかしながら、連続鋳造鋳片を所定の長さに切断した後に切断された鋳片を冷却することから、必然的に冷却時の鋳片は何ら拘束（サポート）されていないこととなる。一方、鋳片を均一に冷却することはかなり難しい。このため、鋳片に対する冷却が不均一な場合には、拘束されずに冷却された鋳片が長手方向へ曲がってしまう。
In the inventions disclosed in
Tertiary cooling, which aims the cut slab is cooled from the temperature range just above Ar 3 transformation point, hot texture refined including re transformation during reheating performed before rolling (gamma grain refinement) Usually, it is performed by spray water injection or water bath immersion. However, since the cut slab is cooled after the continuous cast slab is cut to a predetermined length, the slab at the time of cooling is inevitably not restrained (supported). On the other hand, it is quite difficult to cool the slab uniformly. For this reason, when the cooling with respect to a slab is uneven, the slab cooled without being restrained will bend in the longitudinal direction.
冷却時の鋳片が曲がると、その後の搬送に支障をきたす。例えば、ロールやチェーンコンベアーなどで搬送する時に下向きに曲がると、鋳片がロールやガイドに突き当たる。また、鋳片に曲がりが存在すると、加熱炉内でも鋳片がガイドに突き当たる。 If the slab at the time of cooling is bent, it will hinder subsequent conveyance. For example, when it is bent downward when transported by a roll or chain conveyor, the slab hits the roll or guide. Further, when the slab is bent, the slab hits the guide even in the heating furnace.
特許文献１、２により開示された発明では、冷却時の鋳片の曲がりの発生を防ぐ必要があることから、鋳片を強く冷却することができず、鋳片の表面割れの防止効果をある程度は得られるものの、鋳片の表面割れを十分に防止することができない。このように、３次冷却は、鋳片の表面割れの進展防止には確かに効果が認められるものの、表面割れの防止のための表層組織制御を実現できる程度に強冷却化すると鋳片に曲がりが誘発されるため、強冷却を行うことが難しい。このため、３次冷却では、鋳片の表面割れの進展防止、すなわち表面割れの程度の緩和を図ることはできても、表面割れの発生そのものを防止することはできないのが現状であった。
In the inventions disclosed in
また、特に、３次冷却は、鋳片に曲がりの発生が懸念されるために強冷却できないことから、一般的に、鋳片に対する冷却ゾーンを、鋳片の搬送ロールの間隔よりも広く設定して行われる。このため、搬送ロールにより支持されている鋳片の部位は、冷却スプレーによる冷却が十分に行われず、鋳片の表面が復熱する。そして、この部位が搬送ロールを通過すると、復熱した鋳片の表面は再び冷却スプレーにより冷却されることになる。このように、３次冷却では、鋳片には冷却および復熱が繰り返される。焼入れ性の高い鋼種からなる鋳片には、このような熱履歴により熱応力割れが発生し易くなる。このため、焼入れ性の高い鋼種からなる鋳片には、従来の３次冷却を適用することが困難であり、割れが発生し易い焼入れ性の高い鋼種を含む幅広い鋼種からなる鋳片の、熱間圧延時の表面割れを安定的に防止することは難しかった。 In particular, since the tertiary cooling cannot be strongly cooled due to concern about the bending of the slab, generally, the cooling zone for the slab is set wider than the interval between the slab transport rolls. Done. For this reason, the site | part of the slab currently supported by the conveyance roll is not sufficiently cooled by the cooling spray, and the surface of the slab is reheated. And when this part passes a conveyance roll, the surface of the reheated slab will be cooled again by a cooling spray. Thus, in the third cooling, the slab is repeatedly cooled and reheated. Due to such a thermal history, thermal stress cracking is likely to occur in a slab made of a steel type having high hardenability. For this reason, it is difficult to apply conventional tertiary cooling to a slab made of a steel with high hardenability, and the heat of a slab made of a wide range of steel including a steel with high hardenability that is likely to crack. It was difficult to stably prevent surface cracks during hot rolling.
このため、３次冷却以外の手段によって、低炭素鋼から焼入れ性の高い鋼種までの幅広い鋼種からなる鋳片の、冷却時における鋳片の表面割れの防止と鋳片の曲がり防止とを図りながら、鋳片を安定して製造できる技術が望まれていた。 Therefore, by means other than tertiary cooling, while preventing slab surface cracking and slab bending during cooling of slabs made of a wide range of steel grades from low carbon steel to highly hardened steel grades, Therefore, a technique capable of stably producing a slab has been desired.
特許文献１、２により開示された発明のように、連続鋳造後に所定の長さに切断された鋳片を拘束することなく３次冷却したのでは、鋳片の曲がりの発生を解消することができないとともに、鋳片を強冷却して表面割れの発生を防止できない。
As in the inventions disclosed in
そこで、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、図４に示す通常の連続鋳造機１に既設の複数組の上下一対のサポートロール９を用いて連続鋳造鋳片６を拘束しながら、連続鋳造機１内の連続鋳造鋳片６に対して３次冷却を行い、その後に冷却された連続鋳造鋳片６を切断して鋳片２を製造すること、具体的には、連続鋳造機１において矯正帯８から連続鋳造機１の機端（最下流の上下一対のサポートロール９の設置位置）までの区間において複数組の上下一対のサポートロール９により連続鋳造鋳片６が拘束される区間において連続鋳造鋳片６をスプレーにより均一に強冷却することによって連続鋳造鋳片６の曲がりの発生、および表面割れをいずれも防止し、その後に切断機１０により所定の長さに切断して鋳片２を製造するという製造工程を採用すれば、連続鋳造鋳片６を拘束しながら強冷却できるので、鋳片２に対して行われる３次冷却により発生していた鋳片２の曲がりを解消でき、従来の技術では困難とされていた焼入れ性の高い鋼種からなる鋳片の熱間圧延時の表面割れの発生を防止しながら、曲がりが生じない鋳片を製造できることを知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
Accordingly, as a result of intensive studies, the present inventors have continuously conducted the continuous cast slab 6 while restraining the continuous cast slab 6 by using a plurality of pairs of upper and lower support rolls 9 existing in the normal
本発明は、連続鋳造における完全凝固後の連続鋳造鋳片の矯正完了位置から連続鋳造機の機端位置までの領域であって、かつ鋳造方向へ隣り合う２組のサポートロール対の間の少なくとも１区間において、４本以上の冷却用ノズルにより構成される冷却用ノズル列から、前記連続鋳造鋳片の表面、望ましくは表面全周に冷却水を噴射して、連続鋳造鋳片を周方向へ望ましくは均一に冷却し、冷却された該連続鋳造鋳片を所定の長さに切断して鋳片を製造することを特徴とする連続鋳造による鋳片の製造方法である。 The present invention is an area from a position where a continuous cast slab is straightened after complete solidification in continuous casting to an end position of a continuous caster, and at least between two pairs of support rolls adjacent in the casting direction. In one section, cooling water is sprayed from the cooling nozzle array composed of four or more cooling nozzles to the surface of the continuous cast slab, preferably the entire circumference of the continuous cast slab in the circumferential direction. Desirably, it is a method for producing a slab by continuous casting, characterized in that it is uniformly cooled, and the cooled continuous cast slab is cut into a predetermined length to produce a slab.
別の観点からは、本発明は、連続鋳造における完全凝固後の連続鋳造鋳片の矯正完了位置から連続鋳造機の機端位置までの領域であって、かつ鋳造方向へ隣り合う２組のサポートロール対により区画される少なくとも１区間に配置されて、連続鋳造鋳片の表面、望ましくは表面全周に冷却水を噴射して連続鋳造鋳片を周方向へ望ましくは均一に冷却するための、４本以上の冷却用ノズルにより構成される冷却用ノズル列と、この冷却用ノズル列よりも鋳造方向の下流に配置されて、冷却用ノズル列により冷却された連続鋳造鋳片を所定の長さに切断して鋳片を製造する切断機とを備えることを特徴とする連続鋳造による鋳片の製造装置である。 From another point of view, the present invention provides two sets of supports that are in the region from the straightening completion position of the continuous cast slab after complete solidification in continuous casting to the end position of the continuous caster and adjacent in the casting direction. Disposed in at least one section defined by a roll pair, for cooling the continuous cast slab desirably in the circumferential direction by injecting cooling water onto the surface of the continuous cast slab, preferably the entire circumference of the surface, A cooling nozzle array composed of four or more cooling nozzles, and a continuous cast slab disposed downstream of the cooling nozzle array in the casting direction and cooled by the cooling nozzle array has a predetermined length. A slab manufacturing apparatus by continuous casting, comprising a cutting machine for manufacturing a slab by cutting into slabs.
これらの本発明では、１区間にはロールが配置されないことが好ましい。
これらの本発明では、冷却用ノズル列が鋳造方向へ３列以上配置されること、および／または、４本以上の冷却用ノズルが鋳造方向へ１００〜２００ｍｍのノズル間隔で配置されることが好ましい。
In these inventions, it is preferable that no roll is disposed in one section.
In these present inventions, it is preferable that three or more cooling nozzle rows are arranged in the casting direction, and / or that four or more cooling nozzles are arranged at a nozzle interval of 100 to 200 mm in the casting direction. .
これらの本発明では、連続鋳造鋳片が、横断面形状が矩形であるブルーム、または横断面形状が円形である丸ビレットであることが好ましい。
これらの本発明では、連続鋳造鋳片に対する冷却水の全周合計流量が２００〜１０００Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。
In these present inventions, the continuous cast slab is preferably a bloom having a rectangular cross-sectional shape or a round billet having a circular cross-sectional shape.
In these present inventions, it is preferable that the total flow rate of the cooling water with respect to the continuous cast slab is 200 to 1000 L / min.
本発明により、低炭素鋼から焼入れ性の高い鋼種までの幅広い鋼種からなる連続鋳造鋳片の冷却時における表面割れの防止と曲がり防止とを図りながら、熱間圧延時に表面割れを発生し難い鋳片を製造することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of surface cracking during hot rolling while preventing surface cracking and bending during continuous casting slab made of a wide range of steel types from low carbon steel to high hardenability steel type. It becomes possible to produce pieces.
以下、本発明に係る製造装置および製造方法を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る鋳片１３の製造装置１１の構成を概念的に示す説明図である。同図に示すように、本発明に係る製造装置１１は、冷却ノズル列１２と切断機１０とを備えるので、これらの構成要素を順次説明する。なお、以降の説明では、図４と同一の部分には同一の図中符号を付することにより、重複する説明を適宜省略する。
Hereinafter, a manufacturing apparatus and a manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing the configuration of a slab 13
［冷却ノズル列１２］
図１に示すように、製造装置１１により鋳片１３が製造される。鋳片１３は、図示しない取鍋からタンディッシュ３に注入された溶鋼４を水冷鋳型５に注入し、水冷鋳型５内で凝固シェルを形成することにより内部に未凝固部を有する連続鋳造鋳片６とし、２次冷却スプレー帯７でさらに連続鋳造鋳片６を冷却し、３組の上下一対のサポートロール（９−１、９−１）、（９−２、９−２）、（９−３、９−３）からなる矯正帯８により連続鋳造鋳片６の湾曲形状を矯正しながら、これらサポートロール（９−１、９−１）、（９−２、９−２）、（９−３、９−３）により案内して下流側へ引き抜き、切断機１０により連続鋳造鋳片６を所定の長さに切断することによって、製造される。このようにして製造された鋳片１３は、図示しない加熱炉に装入されて所定の温度に加熱された後に、同じく図示しない圧延機により鋼片へと熱間圧延される。
[Cooling nozzle row 12]
As shown in FIG. 1, a
冷却ノズル列１２は、連続鋳造における完全凝固後の連続鋳造鋳片６の矯正完了位置である、上下一対のサポートロール（９−１、９−１）の設置位置から連続鋳造機１の機端位置である、上下一対のサポートロール（９−３、９−３）の設置位置までの領域であって、かつ鋳造方向へ隣り合う２組のサポートロール対により区画される区間（９−１〜９−２、９−２〜９−３）のうちの少なくとも１区間（９−１〜９−２）に配置される。以降の説明では、冷却ノズル列１２が一の区間（９−１〜９−２）に配置される場合を例にとるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の一の区間（９−２、９−３）にも配置されていてもよい。
The cooling
冷却ノズル列１２は、湾曲形状から真直な形状に矯正された連続鋳造鋳片６に対して、切断機１０によるトーチ切断を行う前に３次冷却を行うために、配置される。製造装置１１では、冷却ノズル列１２による冷却を開始される前後の連続鋳造鋳片６の上面および下面を、上下一対のサポートロール（９−１、９−１、９−２、９−２）により押さえることによって連続鋳造鋳片６を拘束し、３次冷却時における連続鋳造鋳片６の曲がりの発生を防止する。
The cooling
なお、上述したように、連続鋳造鋳片６を切断機１０により切断した後の鋳片２に対して行われる従来の３次冷却では、鋳片２には冷却および復熱が繰り返されるため、焼入れ性の高い鋼種からなる鋳片２には、この熱履歴により熱応力割れが発生し易くなり、従来の３次冷却を適用することが事実上困難であった。
As described above, in the conventional tertiary cooling performed on the
しかし、冷却ノズル列１２による連続鋳造鋳片６の冷却は、３次冷却ゾーン１４の前後において連続鋳片鋳片６の上面および下面を上下一対のサポートロール（９−１、９−１、９−２、９−２）により押さえることによって連続鋳造鋳片６を拘束するとともに、３次冷却ゾーン１４内にはサポートロールが一切配置されない。
However, the cooling of the continuous cast slab 6 by the cooling
このため、製造装置１１は、連続鋳造鋳片６の矯正完了後から連続鋳造機１の機端位置である、上下一対のサポートロール（９−３、９−３）の設置位置までの区間に存在する連続鋳造鋳片６をサポートロールで拘束支持しながら、連続鋳造鋳片６の外面（連続鋳造鋳片６の横断面が矩形である場合には４面全て、横断面が円形である場合には全面）に冷却水を噴射することができ、冷却ノズル列１２による冷却時の連続鋳造鋳片６の曲がりを防止することができるとともに、冷却ノズル列１２による冷却中の連続鋳造鋳片６は上述した復熱を含む熱履歴を受けない。
For this reason, the
このため、製造装置１１は、焼入れ性の高い鋼種からなる連続鋳造鋳片６であっても、熱応力割れの発生を安定的に抑制することが可能になる。
３次冷却ゾーン１４内にサポートロールが配置されないようにするためには、冷却ノズル列１２の鋳込み方向へのノズル間隔を短く調整して、３次冷却ゾーン１４における隣接するサポートロール（９−１、９−１）および（９−２、９−２）のピッチが広くならないようにすることが好ましい。
For this reason, even if the
In order to prevent the support rolls from being arranged in the
また、冷却ノズル列１２による連続鋳造鋳片６の冷却は、連続鋳造鋳片の矯正完了位置から連続鋳造機の機端の範囲において行われるため、連続鋳造鋳片６を切断した後に連続鋳造機１外で行われる従来の３次冷却よりも、連続鋳造ラインの上流側で行われることになる。このため、冷却ノズル列１２による３次冷却の開始温度は、従来の３次冷却の開始温度よりも高くなり、鋳片の冷却に対して有利であるＡｒ３変態点以上からの冷却をより容易に実現することができる。さらに、３次冷却が連続鋳造鋳片６の切断の前に完了することから、連続鋳造鋳片６の切断後に鋳片を別途冷却するための工程（従来の３次冷却を実施するための工程）を設ける必要がなくなる。このため、連続鋳造工程全体のタクトタイム、および連続鋳造機１１の長さをいずれも短縮できる。
Further, since cooling of the continuous casting billet 6 by the cooling
図２は、本発明に係る製造装置１１の冷却ノズル列１２により連続鋳造鋳片６を冷却する状況を概念的に示す説明図であって、冷却中の連続鋳造鋳片６の進行方向に垂直な断面を示す。
FIG. 2 is an explanatory view conceptually showing a state in which the continuous cast slab 6 is cooled by the cooling
図２に示すように、冷却中の連続鋳造鋳片６に発生する曲がりを抑制するために、冷却ノズル列による３次冷却は、連続鋳造鋳片６の表面の全周をできるだけ均一に外部から冷却することが望ましい。連続鋳造鋳片６として、横断面形状が矩形であるブルーム、または横断面形状が円形である丸ビレットが多用されることから、冷却ノズル列１２は、４本以上の冷却用ノズル１５−１、１５−２、１５−３、１５−４から構成されることが望ましい。連続鋳造鋳片６の全周を冷却することにより組織の均一化を図ることができ、加熱時の熱応力むらを解消することができる。
As shown in FIG. 2, in order to suppress the bending which generate | occur | produces in the continuous cast slab 6 during cooling, the tertiary cooling by a cooling nozzle row | line | column is as uniform as possible from the exterior on the perimeter of the surface of the continuous cast slab 6 as much as possible. It is desirable to cool. As the continuous cast slab 6, a bloom having a rectangular cross-sectional shape or a round billet having a circular cross-sectional shape is frequently used. Therefore, the cooling
なお、図２に示すように、冷却用ノズル１５−１、１５−２は、連続鋳造鋳片６の幅方向に１個設けているが、連続鋳造鋳片６の幅方向の長さに応じて、この幅方向への冷却用ノズルの設置数を複数としてもよいことはいうまでもない。すなわち、本発明は、アスペクト比（長辺幅／短辺厚み）が１．６までの連続鋳造鋳片６に対して適用可能である。 As shown in FIG. 2, one cooling nozzle 15-1, 15-2 is provided in the width direction of the continuous cast slab 6, but depending on the length of the continuous cast slab 6 in the width direction. Needless to say, a plurality of cooling nozzles may be provided in the width direction. That is, the present invention is applicable to the continuous cast slab 6 having an aspect ratio (long side width / short side thickness) of up to 1.6.
４本以上の冷却用ノズル１５−１、１５−２、１５−３、１５−４から構成される冷却ノズル列１２を鋳造方向に複数列配置することによって、３次冷却ゾーン１４における隣接する２つのサポートロール対（９−１、９−１）および（９−２、９−２）により区画される一区間において、連続鋳造鋳片６に曲がりのようなマクロな変形が生じない程度まで、特に焼き入れ性の高い鋼種からなる連続鋳造鋳片６の場合には２つのサポートロール対（９−１、９−１）および（９−２、９−２）を通過して復熱したとしても熱応力割れを発生させるほどの強い熱歪みが蓄積されない程度まで、連続鋳造鋳片６を十分に強冷却することが可能になる。
By arranging a plurality of cooling
図３は、本発明に係る製造装置１１の冷却ノズル列１２を構成する冷却ノズル１５−１〜１５−４の配置の一例を概念的に示す斜視図である。なお、図３では、冷却ノズル１５−３は連続鋳造鋳片６の陰に隠れている。
FIG. 3 is a perspective view conceptually showing an example of the arrangement of the cooling nozzles 15-1 to 15-4 constituting the cooling
図３に例示するように、冷却ノズル列１２は、３次冷却の冷却水量を同一とした場合、連続鋳造鋳片６の外面（連続鋳造鋳片６の横断面が矩形である場合には４面全て、横断面が円形である場合には全面）に冷却水を噴射するノズル１５−１〜１５−４を、鋳造方向へ３列以上有するが望ましい。ノズル１５−１〜１５−４を鋳造方向へ３列以上と配置することにより、ノズル１５−１〜１５−４を鋳造方向へ１列または２列配置する場合よりも、冷却条件に広い幅を持たせることができ、幅広い鋼種からなる連続鋳造鋳片６への適用が可能になり、連続鋳造鋳片６の表面割れの発生をより安定的に抑制できるからである。
As illustrated in FIG. 3, the cooling
例えば、ノズル１５−１〜１５−４を鋳造方向へ１列または２列配置し、連続鋳造鋳片６を強冷却するために大流量のノズル１５−１〜１５−４を使用すると、弱冷却する場合の低流量（２００Ｌ／ｍｉｎを下回る冷却水量）では流量制御できなくなる恐れがある。 For example, if the nozzles 15-1 to 15-4 are arranged in one or two rows in the casting direction and the large-flow nozzles 15-1 to 15-4 are used to strongly cool the continuous cast slab 6, the cooling is weak. If the flow rate is low (the amount of cooling water is less than 200 L / min), the flow rate may not be controlled.
また、実施例（表２、３）を参照しながら後述するように、ノズル１５−１〜１５−４を鋳造方向へ複数列設置する際における、鋳造方向へのノズル間隔を１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることにより、連続鋳造鋳片６の熱応力割れの発生をさらに安定的に抑制できるために、望ましい。ノズル間隔が２００ｍｍを超えると、各列のノズル１５−１〜１５−４による冷却の間に連続鋳造鋳片６が復熱し、焼き入れ性の高い鋼種からなる連続鋳造鋳片６は、２つのサポートロール対（９−１、９−１）および（９−２、９−２）との接触による冷却と、２つのサポートロール対（９−１、９−１）および（９−２、９−２）間での復熱との繰り返しによって、熱応力割れを発生するおそれがあるからである。特に、設備的な取り合いが許容される場合には、ノズル１５−１〜１５−４を鋳造方向へ３列以上、５０ｍｍ以上１００ｍｍ未満のノズル間隔で配置することが望ましい。 In addition, as will be described later with reference to Examples (Tables 2 and 3), the nozzle spacing in the casting direction when the nozzles 15-1 to 15-4 are installed in a plurality of rows in the casting direction is 100 mm or more and 200 mm or less. By doing so, the occurrence of thermal stress cracking in the continuous cast slab 6 can be more stably suppressed, which is desirable. When the nozzle interval exceeds 200 mm, the continuous cast slab 6 is reheated during cooling by the nozzles 15-1 to 15-4 in each row, and the continuous cast slab 6 made of a steel type having high hardenability is Cooling by contact with the support roll pairs (9-1, 9-1) and (9-2, 9-2) and two support roll pairs (9-1, 9-1) and (9-2, 9 This is because thermal stress cracking may occur due to the repetition of recuperation between 2). In particular, when facility-like connection is allowed, it is desirable to arrange the nozzles 15-1 to 15-4 at a nozzle interval of 3 rows or more and 50 mm or more and less than 100 mm in the casting direction.
冷却ノズル列１２は、連続鋳造鋳片６の表面全周に、全周合計冷却水流量を２００〜１０００Ｌ／ｍｉｎ以上として冷却水を噴射して連続鋳造鋳片６を周方向へ均一に冷却することが望ましい。
The cooling
製造装置１１における冷却ノズル列１２は、以上のように構成される。
［切断機１０］
切断機１０は、冷却用ノズル列１２よりも鋳造方向の下流側であって連続鋳造機１１外に配置され、冷却用ノズル列１２により冷却された連続鋳造鋳片６を所定の長さに切断して鋳片２を製造する。
The cooling
[Cutting machine 10]
The cutting
切断機１０は、この種の切断機として慣用されるものでよく、このような切断機１０は当業者にとっては周知であるので、切断機１０に関するこれ以上の説明は省略する。
本発明に係る連続鋳造機１１は以上のように構成される。次に、本発明に係る製造方法を説明する。
The cutting
The
図１に示すように、製造装置１１により鋳片２が製造されている。鋳片２は、図示しない取鍋からタンディッシュ３に注入された溶鋼４を水冷鋳型５に注入し、鋳型５内で凝固シェルを形成することにより内部に未凝固部を有する連続鋳造鋳片６とし、２次冷却スプレー帯７でさらに連続鋳造鋳片６を冷却し、連続鋳造鋳片６を、複数組の上下一対のサポートロール８ａからなる矯正帯８で矯正しながらこれらサポートロール９により案内してサポートロール９の下流側へ引き抜く。
As shown in FIG. 1, the
連続鋳造における完全凝固後の連続鋳造鋳片６の矯正完了位置である、上下一対のサポートロール（９−１、９−１）の設置位置から連続鋳造機１の機端位置である、上下一対のサポートロール（９−３、９−３）の設置位置までの領域であって、かつ鋳造方向へ隣り合う２組のサポートロール対により区画される区間（９−１〜９−２、９−２〜９−３）のうちの少なくとも１区間（９−１〜９−２）において、４本以上の冷却用ノズル１５−１〜１５−４により構成される冷却用ノズル列１２から、連続鋳造鋳片６の表面全周に、全周合計冷却水流量を２００〜１０００Ｌ／ｍｉｎ以上として冷却水を噴射して連続鋳造鋳片を周方向へ均一に冷却する。
In the continuous casting, a pair of upper and lower pairs, which are the end positions of the
これにより、所定の長さに切断される前に連続鋳造鋳片６の曲がりおよび表面割れをいずれも防止しながら、連続鋳造機１１の機端までの任意のサポートロール間で鋳造方向に全周に渡って均一に冷却することが可能になり、これにより、従来の３次冷却では実現できないとされていた焼入れ性の高い鋼種からなる鋳片に対しても、４本以上の冷却用ノズル１５−１〜１５−４により構成される冷却用ノズル列１２により３次冷却を実施して、熱間圧延時の表面割れの発生を防止できる。
This prevents the bending and surface cracking of the continuous cast slab 6 before being cut into a predetermined length, and the entire circumference in the casting direction between any support rolls up to the end of the
そして、冷却された連続鋳造鋳片６を切断機１０により所定の長さに切断して鋳片２を製造する。このようにして製造された鋳片２は、加熱炉に装入されて所定の温度に加熱された後に、圧延機で鋼片へと熱間圧延される。
The cooled continuous cast slab 6 is cut into a predetermined length by the cutting
本発明は、連続鋳造鋳片の冷却時に、フェライト・パーライト変態、ベイナイト変態する全ての鋼種に対して適用される。
このようにして、製造装置１１によれば、低炭素鋼から焼入れ性の高い鋼種までの幅広い鋼種からなる連続鋳造鋳片６の冷却時における表面割れの防止と曲がり防止とを図りながら、熱間圧延時に表面割れを発生し難い鋳片１３を製造することが可能になる。
The present invention is applied to all steel types that undergo ferrite-pearlite transformation and bainite transformation during cooling of continuously cast slabs.
Thus, according to the
実施例として、図１に示す製造装置１１を用いて表１に示す鋼種Ａ〜Ｄからなる連続鋳造鋳片６に対して、冷却試験を行った。
As an Example, the cooling test was done with respect to the continuous cast slab 6 which consists of steel types AD shown in Table 1 using the
表１に示した鋼種Ａ〜Ｄを有する連続鋳造鋳片６（寸法３００ｍｍ×４００ｍｍ）を、矯正完了後であるサポートロール９−１の設置位置から、連続鋳造機１１の機端であるサポートロール９−３の設置位置までのピンチロール間に、表３に示すノズル間隔およびノズル配列を有する冷却ノズル列１２を配置し、この冷却ノズル列１２により連続鋳造鋳片６を冷却し、その後に切断機１０により、冷却ノズル列１２によって冷却された連続鋳造鋳片６を所定の長さに切断し、鋳片１３とした。なお、冷却ノズル列１２からの冷却水流量は４００Ｌ／ｍｉｎ以上（全周の合計）とした。
The support roll which is the end of the
冷却ノズル列１２による連続鋳造鋳片６の３次冷却を行わずに切断されて得られた鋳片２について、従来の３次冷却を施すことなく熱間圧延（加熱：１２５０℃、圧延回数：（分塊圧延７パス、連続圧延：３パス）、圧下比：４．７）し、得られた熱間圧延材の割れ発生個数（割れ個数）を測定した。測定結果を鋼種Ａ〜Ｄ毎に表２にまとめて示す。
The
表２に示すように、鋼種Ｃは最も表面割れの発生率が低いものであり、以下、鋼種Ｄ、Ｂ、Ａの順に割れ発生率が高くなり、特に鋼種Ｂ、Ａは、焼入れ性の高いものである。
表３には、冷却ノズル列１２による３次冷却を経た後に切断されて得られた鋳片１３について、上記の熱間圧延を行って得られた熱間圧延材の割れ発生個数の測定結果を示す。
As shown in Table 2, steel type C has the lowest surface cracking rate, and the cracking rate increases in the order of steel types D, B, and A. Especially, steel types B and A have high hardenability. Is.
Table 3 shows the measurement results of the number of cracks generated in the hot-rolled material obtained by performing the above hot rolling on the
ここで、割れ個数は、熱間圧延材の全長に渡って磁粉探傷装置により確認できる１０ｍｍ以上の大きさの表面割れの個数をカウントし、１ｍ２当たりの割れ個数で示した。評価は割れ発生個数が３個／ｍ２以下のものを「○」とし、３個／ｍ２超８個／ｍ２以下のものを「△」とし、８個／ｍ２超のものを「×」とした。 Here, the number of cracks was expressed as the number of cracks per 1 m 2 by counting the number of surface cracks having a size of 10 mm or more that can be confirmed by the magnetic particle flaw detector over the entire length of the hot rolled material. The evaluation is “◯” when the number of cracks generated is 3 / m 2 or less, “△” when 3 / m 2 is more than 8 / m 2 and “8” is more than 8 / m 2 × ”.
表２、３を対比することにより理解されるように、表１に示す鋼種Ａ〜Ｄにおいて、本発明による表面割れの防止効果が確認された。
また、本発明により製造された鋳片１３には曲がりが発生せず、従来、切断後の鋳片の３次冷却（水槽浸漬法）によって発生していた鋳片の曲がりも解消された。
As understood by comparing Tables 2 and 3, in steel types A to D shown in Table 1, the effect of preventing surface cracks according to the present invention was confirmed.
In addition, the
１ 湾曲型連続鋳造機
２ 鋳片
３ タンディッシュ
４ 溶鋼
５ 水冷鋳型
６ 連続鋳造鋳片
７ ２次冷却スプレー帯
８ 矯正帯
９、９−１、９−２、９−３ サポートロール
１０ 切断機
１１ 本発明に係る製造装置
１２ 冷却ノズル列
１３ 鋳片
１４ ３次冷却ゾーン
１５−１、１５−２、１５−３、１５−４ 冷却用ノズル
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該冷却用ノズル列よりも前記鋳造方向の下流に配置されて、前記冷却用ノズル列により冷却された連続鋳造鋳片を所定の長さに切断して鋳片を製造する切断機と
を備えることを特徴とする連続鋳造による鋳片の製造装置。 In at least one section defined by two pairs of support rolls that are adjacent to each other in the casting direction, from the straightening completion position of the continuous cast slab after complete solidification in continuous casting to the end position of the continuous casting machine A cooling nozzle array composed of four or more cooling nozzles arranged to cool the continuous casting slab in the circumferential direction by injecting cooling water onto the surface of the continuous casting slab;
A cutting machine that is disposed downstream of the cooling nozzle row in the casting direction and cuts the continuous cast slab cooled by the cooling nozzle row into a predetermined length to produce a slab. A slab manufacturing device by continuous casting.
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