薄铸片的连续铸造方法技术

薄铸片的连续铸造方法，是制造薄铸片、连续地进行未凝固压下的连续铸造方法，其特征在于，通过控制铸片的凸型形状的短边侧的冷却，等形成了在铸片上不产生纵裂纹及角部裂纹的凝固壳厚度以后，进行未凝固压下。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无中心偏析及内部裂纹的优质。具有代表性的薄板制造方法，是把从连续铸造法得到的铸片暂时冷却后，再用轧制工序轧制的方法。该方法中，铸造后被空冷了的铸片在热轧制时，必须再加热，因此消耗能量多。近年来，着眼于大幅度地减少能耗，开发出热轧直连工序，即，把从连续铸造机中出来的铸片不经冷却地供给轧制机。如果采用薄铸片，在热轧制直连工序中可省略掉粗轧工序，所以，当前的课题是进一步开发薄铸片的连续铸造技术。采用该薄铸片的热轧直连工序，由于可省略掉粗轧等工序，所以，能更有效地实现整个制铁工序的节能化、作业的合理化。在日本专利公报特开平2-52159号中揭示了一种薄铸片的制造方法，该方法是对采用矩形铸模铸造出的铸片、在其中心部尚残存着未凝固相期间，用若干对辊，一边检测辊压力、控制压下量，一边压下的方法。在中心部有未凝固相的期间压下铸片的方法称为未凝固压下法。如果采用该方法，由于存在于铸片中心部的溶质浓度高的浓化钢水被挤出到上部，所以，不会因浓化钢水最终地存在于中心部并凝固而造成中心偏析，可制造出无中心偏析的铸片。另外，通过调节未凝固压下量，从铸入铸模内的一定厚度的铸片可制成各种厚度的薄铸片。但是，上述特开平2-52159号公报所揭示的方法中，在采用矩形铸模铸造的铸片内部，沿长度方向断面内，因未凝固压下在凝固界面产生拉伸变形，该拉伸变形有时使得铸片内部的凝固界面上产生裂纹。目前的趋向是进行高速铸造，而且压下量比较大，如果铸片内部裂纹多，则不能经后面的加工轧制而形成产品。为此，进行高速铸造时，不能加大未凝固压下量，从而不能最大限度地发挥未凝固压下法的优点。另一方面，随着铸造速度的增加，从浸没喷咀供给铸模内的钢水的排出流量及排出速度也增加，因此，钢水在铸模内的停留时间内，杂物不能充分地浮上，导致铸片内杂物量增多。即使用未凝固压下法将中心部的偏析挤出，但如果铸造速度加大，还是不能防止杂物的增多，得不到内部质量优良的清洁钢。不能发挥未凝固压下法原有的效果。因此，为了适应近年来日益发展的高速铸造化，必须要防止铸片内部裂纹和中心偏析以及提高铸片的清洁性。本专利技术的目的是提供一种能减少内部裂纹、提高成品率的薄铸片连续铸造方法。本专利技术的另一目的是提供一种在近年来实施的2～8m/min高速铸造法中，通过实现5～50％的未凝固压下，制造内部无裂纹的30～150mm厚度薄铸片的、成品率高的方法。本专利技术的再一目的是提供一种能防止铸片内部裂纹及中心偏析、且减少铸片内部杂物而提高铸片清洁性的铸片连续铸造方法。铸片的内部裂纹大致可分为短边附近的纵断面内部裂纹(以下称为纵裂纹)和横断面角落部的裂纹(以下称为角部裂纹)。附图说明图1(a)～(c)是说明这些内部裂纹的发生部位及形状的图。图1(a)是铸片14的概略立体图。图1(b)是沿图1(a)中I-I线剖切的短边侧纵断面图，纵裂纹9连续地产生在长度方向。图1(c)是沿图1(a)中II-II线剖切的横断面，角部裂纹8产生在四角。从这些图中可见，纵裂纹9和角部裂纹8的开裂方向不同，产生部位也不同。图2是表示在图1(c)的横断面中，从铸片中心到两边缘部裂纹产生频度的曲线图，两端的峰部表示角部裂纹8的产生，到中央平坦部之间的区域表示纵裂纹9的产生。该曲线图表示相对值，用于说明一般的倾向。本专利技术者探究了产生这些内部裂纹的原因，查明铸片的纵裂纹9是由于在未凝固压下时，在短边凝固部的长度方向断面上作用了拉伸应力所致。并验证了如果在未凝固压下时，把铸片的短边做成为凸型，则对于防止内部裂纹是有利的。还进一步研究了防止横断面上角部裂纹8的办法，验证了在未凝固压下时，使角部的凝固壳足够厚，就可以解决上述问题。由此，做出了本专利技术。本专利技术的连续铸造方法是，使用备有铸模、导引辊、压下辊的连续铸造机制造薄铸片，连续地进行未凝固压下，其特征在于，通过控制铸片的凸型形状的短边侧的冷却，待形成了在铸片上不产生角部裂纹的凝固壳厚度后，进行未凝固压下。这里所述的“不产生角部裂纹的凝固壳厚度”是指这样的凝固壳厚度，即，在未凝固压下时，短边侧的弯曲变形量为角部附近的变形产生内部裂纹的界限变形量以下的凝固壳厚度。当然，在未凝固压下时，凝固壳厚度必须具有不断裂的程度。具体地说，这时最适当的凝固壳厚度因未凝固压下时的压下量及铸片短边面形状而异，所以，分别预先求出铸片的短边面形状与压下变形之间的关系，以及凝固壳厚度与压下变形之间的关系，将它们作为数据库存起来，边随时更新边采用其中最适合的数值。更具体地说，当铸片厚度为50～200mm时，使短边侧的凝固壳厚度为铸片厚度的20～50％，可有效地防止角部裂纹。这样地决定了目标值凝固壳厚度后，再决定为实现该凝固壳厚度的铸模冷却条件和水冷装置的冷却条件。为此，先要分别求出短边面凝固壳厚度与铸模内热传递率之间的关系以及短边面凝固壳厚度增加量与水冷装置中冷却时热传递率之间的关系，在未凝固压下开始时，分别决定为实现上述目标值凝固壳厚度的铸模冷却条件和水冷条件。本专利技术较好的实施例中，采用的连续铸造机具有两短边面为凸型的铸模和接在该铸模下面的导引辊、压下辊，控制铸模的两短边面的冷却以及控制从铸模的正下到设有压下辊的压下区域正上方区间中的薄铸片的两短边面的冷却，形成不产生内部裂纹的凝固壳厚度。这时，未凝固相的厚度在铸片厚度的10～90％范围内，可将该铸片厚度的5～50％压下。根据本专利技术，通过采用短边凸型铸模，可防止短边侧的长度方向纵断面中的纵裂纹；但是，先采用矩形铸模铸造矩形铸片，然后在未凝固压下之前，把铸片的短边形成为凸型，也可以得到同样的效果。因此，本专利技术的另一实施例中，是用矩形铸模铸造后，控制铸片的短边侧的冷却，使铸片的短边侧中央部分比端部突出，做成为短边凸型铸片。因此，在这种情况下，利用从出了铸模到压下辊之前阶段的短边面的胀起作用，预先求出从铸模出来时的短边面凝固壳厚度与短边面胀起量之间的关系，根据该关系再决定短边面冷却条件。例如，通过控制从矩形铸模出来后的短边面的冷却，做成为由短边面的隆起作用而突出5～10mm的铸片后，在铸片内部的未凝固相的短边侧厚度为铸片厚度的50～80％期间，压下铸片厚度的10～45％。在这种未凝固压下法中，在向铸模内注入钢水时，采用电磁制动器(EMBr)也是有效的，这时，根据铸片的未凝固压下量(通过量的变化)控制EMBr的磁埸强度，恰当地控制铸模内的钢水排出流速，能更加改善未凝固压下铸片的清洁性。因此，本专利技术中，还可采用EMBr，从浸没喷咀排到铸模内的钢水流中，在与其流向相反方向上形成磁埸，一边制动流速一边铸造并进行未凝固压下，根据铸片厚度由未凝固压下而减少后的钢水的通过量与压下前的钢水的通过量之比，控制由EMBr产生的对于钢水排出流的制动用磁埸强度。上述方法中，最好根据压下量ΔL(＝L0-L1)用下式(1)控制制动用磁埸强度F。F1＝〔(L0-ΔL)·W1/(L0·W0)〕·F0…(1)式中，F磁埸强度(高斯)L铸片厚度(m)W铸片宽(m)下标0未凝固压下前1未凝固压下后上述(1)式是设铸造速度为Vc(m/min)、钢水密度为ρ(7ton/m3)时，未凝固压下后的通过量〔(L1·W1·Vc)×ρ〕(ton/min)与不实施未凝固压下时、即未凝固压下前的通过量〔(L0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：加世田定道，冈村一男，平城正，金泽敬，熊仓诚治，山中章裕，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：