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JP7560725B2 - Mold for continuous casting and method for continuous casting of steel - Google Patents

Mold for continuous casting and method for continuous casting of steel Download PDF

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JP7560725B2 JP2020174540A JP2020174540A JP7560725B2 JP 7560725 B2 JP7560725 B2 JP 7560725B2 JP 2020174540 A JP2020174540 A JP 2020174540A JP 2020174540 A JP2020174540 A JP 2020174540A JP 7560725 B2 JP7560725 B2 JP 7560725B2
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Description

本発明は、鋼を連続鋳造する連続鋳造設備において用いられる連続鋳造用鋳型、及び、これを用いた鋼の連続鋳造方法に関する。 The present invention relates to a continuous casting mold used in continuous casting equipment for continuously casting steel, and a method for continuously casting steel using the same.

溶鋼の連続鋳造では、鋳型内に溶鋼を注入すると、鋳型に接する溶鋼部分が凝固して凝固シェルが形成され、鋳型の下方に引き抜かれる。鋳型下方の二次冷却帯で溶鋼の凝固がさらに進行し、最終的に連続鋳造鋳片が形成される。鋳型は、溶鋼に接する側が水冷銅板で形成される。スラブを鋳造する連続鋳造装置の連続鋳造鋳型は、2枚の長辺銅板と、2枚の短辺銅板とを用いて形成され、2枚の長辺鋳型板で2枚の短辺銅板を挟むようにして組み立てられる。短辺銅板は、その幅が鋳造する鋳片の厚さにほぼ等しい。 In continuous casting of molten steel, when molten steel is poured into a mold, the portion of the molten steel in contact with the mold solidifies to form a solidified shell, which is then pulled out below the mold. The solidification of the molten steel progresses further in the secondary cooling zone below the mold, and finally a continuously cast slab is formed. The side of the mold that comes into contact with the molten steel is made of a water-cooled copper plate. The continuous casting mold of a continuous casting device that casts slabs is made using two long-side copper plates and two short-side copper plates, and is assembled so that the two short-side copper plates are sandwiched between the two long-side mold plates. The width of the short-side copper plates is approximately equal to the thickness of the slab to be cast.

鋳型内で凝固が進行しつつある凝固シェルが下方に移動する過程において、凝固シェルは、凝固が進行するとともに凝固収縮する。したがって、鋳型内の溶融金属のメニスカス位置で凝固を開始した凝固シェルは、鋳型の下端に到達したときには収縮しており、凝固中鋳片の幅及び厚さは、メニスカス位置に比較して小さくなっている。スラブの連続鋳造においては、スラブは厚さに比べて幅が広いので、鋳片幅方向の凝固収縮量が大きく、鋳型と凝固シェルとの間に空隙が生じやすい。凝固シェルの凝固収縮に伴い鋳型の下方において鋳型と凝固シェルとの間に空隙が生じると、凝固シェルから鋳型への抜熱が阻害され、十分な鋳型冷却ができなくなるとともに、鋳型による支持を失った凝固シェルが外方に膨れるバルジングを起こすこととなる。 As the solidifying shell moves downward in the mold, it shrinks as it solidifies. Therefore, the solidifying shell, which starts to solidify at the meniscus of the molten metal in the mold, shrinks when it reaches the bottom end of the mold, and the width and thickness of the solidifying slab are smaller than those at the meniscus. In continuous casting of slabs, the width of the slab is wider than the thickness, so the amount of solidification shrinkage in the width direction of the slab is large, and gaps are likely to form between the mold and the solidified shell. If a gap forms between the mold and the solidified shell below the mold as the solidification shell shrinks, heat transfer from the solidified shell to the mold is hindered, the mold cannot be sufficiently cooled, and the solidified shell, which loses support from the mold, will expand outward, causing bulging.

そこで、少なくとも鋳型短辺にテーパーを設けることが行われている。テーパーを設けるとは、対向する短辺間の間隔について、鋳型上方のメニスカス位置における間隔に対し、鋳型下端の間隔を狭めることをいう。 For this reason, at least the short sides of the mold are tapered. By tapering, we mean narrowing the distance between the opposing short sides at the bottom end of the mold compared to the distance at the meniscus position above the mold.

短辺テーパー量が小さすぎる場合には、凝固シェルと短辺鋳型板との接触が不均一になり、冷却のアンバランスが生じる。その結果、凝固シェル成長の不均一による内部割れや、長辺側凝固シェルコーナー近傍の凝固厚みが特に薄い部位に対応する鋳片表面に縦割れが発生しやすい。また、短辺テーパー量が大きすぎる場合には、凝固シェルと短辺銅板との接触が強くなり、凝固シェルに過大な応力が加わる。その結果、凝固シェルが破断し、シェル破断に伴うブレークアウトが発生する。また、凝固シェルと鋳型との摩擦力増大に伴う鋳型寿命低下を引き起こすこともある。 If the narrow side taper amount is too small, the contact between the solidified shell and the narrow side mold plate becomes uneven, causing imbalance in cooling. As a result, internal cracks due to uneven growth of the solidified shell and vertical cracks are likely to occur on the surface of the slab corresponding to the area where the solidified thickness is particularly thin near the corner of the long side solidified shell. Also, if the narrow side taper amount is too large, the contact between the solidified shell and the narrow side copper plate becomes strong, and excessive stress is applied to the solidified shell. As a result, the solidified shell breaks, and a breakout occurs due to the shell breakage. It can also cause a decrease in the mold life due to increased friction between the solidified shell and the mold.

従来の短辺銅板の凝固シェルと接する面は、上部から下部へ向かって平面に加工されている。いわゆるシングルテーパーである。しかし、凝固シェルの凝固収縮速度は、鋳型内の鋳造方向の各位置において一定ではなく、メニスカス近傍では速く、鋳型下端に近づくにつれ遅くなる。したがって、短辺銅板と接する凝固シェルの面は平面ではなく、鋳型の下方に行くにつれて凝固シェルのテーパー量が小さくなるような曲面が形成されていると考えられる。例えば、特許文献1、2には、短辺銅板が鋳造方向に2段階、あるいは3段階以上の多段テーパーを有する鋳型を用いて鋳造する方法が開示されている。 Conventionally, the surface of the narrow copper plate that comes into contact with the solidified shell is machined to be flat from top to bottom. This is what is known as a single taper. However, the solidification and shrinkage speed of the solidified shell is not constant at each position in the casting direction inside the mold, being fast near the meniscus and slowing down as it approaches the bottom end of the mold. Therefore, it is considered that the surface of the solidified shell that comes into contact with the narrow copper plate is not flat, but is curved such that the taper of the solidified shell decreases as it goes downward in the mold. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a method of casting using a mold in which the narrow copper plate has a multi-stage taper with two or more stages in the casting direction.

特開2008-49385号公報JP 2008-49385 A 特開2009-160645号公報JP 2009-160645 A 特許第5999294号公報Patent No. 5999294

ここで、凝固に際してδ-γ変態を伴う包晶鋼等の難鋳造性鋼種においては、凝固中の相変態により、凝固シェルの凝固収縮が大きい。このため、凝固収縮に追従するように、鋳型の多段のテーパー部のうち、最上段のテーパー部を強テーパー化することが求められている。しかしながら、短辺銅板が多段テーパー形成された鋳型の最上段のテーパー部をさらに強テーパー化して鋳造すると、鋳片のコーナー形状が先鋭化することが判明した。図6に、2種類の形状の鋳型を用いて鋳造された鋳片の断面形状例を示す。 Here, in difficult-to-cast steels such as peritectic steels that undergo δ-γ transformation during solidification, the solidification shrinkage of the solidified shell is large due to the phase transformation during solidification. For this reason, it is necessary to strongly taper the topmost taper of the multi-stage taper of the mold so that it can follow the solidification shrinkage. However, it has been found that if the topmost taper of the mold in which the short-side copper plate is formed with a multi-stage taper is further strongly tapered during casting, the corner shape of the cast piece becomes sharper. Figure 6 shows examples of the cross-sectional shapes of cast pieces cast using two types of mold shapes.

まず、鋳型コーナーが直角であり、短辺銅板のテーパー率が1.0%/m以下である鋳型を用いた一般的な連続鋳造では、長辺銅板と短辺銅板とのコーナー部近傍において、溶鋼が長辺側と短辺側それぞれから抜熱される。このため、コーナー部近傍では、長辺銅板及び短辺銅板の幅中心部と比べて凝固がより早く進み、コーナー部が凝固収縮する。一方で、幅中央部では溶鋼静圧によるバルジングが発生し、外側に膨らむように変形する。このため、鋳片は、図6の鋳片形状Aのように、幅中央外側に膨らみ、凝固収縮が大きいコーナー部はやや尖った形状となる。 First, in typical continuous casting using a mold with right-angled mold corners and a taper rate of the short-side copper plate of 1.0%/m or less, molten steel is extracted heat from both the long and short sides near the corners between the long and short-side copper plates. As a result, solidification proceeds faster near the corners than in the width centers of the long and short-side copper plates, and the corners solidify and shrink. Meanwhile, bulging occurs in the width center due to the static pressure of the molten steel, causing deformation that bulges outward. As a result, the cast slab bulges outward toward the width center, as shown in cast slab shape A in Figure 6, and the corners where solidification shrinkage is large become somewhat pointed.

また、鋳型コーナーが直角であり、多段テーパーを有する鋳型において、鋳片と鋳型との間のエアーギャップを減少させるために、最上段のテーパー部を、短辺銅板のテーパー率が1.1%/m以上の強テーパーにしたとする。そうすると、コーナー部近傍の鋳型及び鋳片の抜熱が促進され、鋳片のコーナー部は、図6の鋳片形状Bのように、鋳片形状Aよりも先鋭化が顕著になる。 In addition, in a mold with right-angled mold corners and multiple tapers, the topmost taper is strongly tapered with a taper rate of 1.1%/m or more for the short-side copper plate in order to reduce the air gap between the slab and the mold. This promotes heat removal from the mold and slab near the corners, and the corners of the slab become sharper than those of slab shape A, as in slab shape B in Figure 6.

このように、鋳片のコーナー部の形状が先鋭化すると、オフコーナー部の窪みにスケールが溜まりやすくなり、圧延時に傷が生じる可能性が高くなる。このため、最上段のテーパー部を強テーパー化しつつ、鋳片形状を改善させる技術が必要とされている。 When the corners of a slab become sharper in this way, scale tends to accumulate in the depressions of the off-corner parts, increasing the likelihood of scratches occurring during rolling. For this reason, there is a need for technology that can improve the shape of the slab while making the topmost tapered part more strongly tapered.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、最上段のテーパー部を強テーパー化しつつ、鋳片形状を改善することが可能な、連続鋳造用鋳型及び鋼の連続鋳造方法を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and the object of the present invention is to provide a continuous casting mold and a method for continuous casting of steel that can improve the shape of the cast piece while making the uppermost tapered section more strongly tapered.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、鋼を連続鋳造する連続鋳造設備において用いられる連続鋳造用鋳型であって、一対の長辺銅板と、一対の長辺銅板によって挟み込み、長辺銅板の長辺方向に沿って移動可能な一対の短辺銅板と、を備え、短辺銅板は、溶鋼が供給される鋳型の内面側に複数のテーパー部が形成されるように、鋳造方向に異なる2以上の勾配を有し、内面側の短辺方向の両端部分に、鋳造方向に延設された突出部を有しており、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率は、1.1%/m以上3.5%/m以下であり、突出部は、鋳型を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さが、鋳型の短辺方向長さ及び長辺方向長さの和よりも短く、かつ、その差が3mm以上となるように形成される、連続鋳造用鋳型が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a continuous casting mold for use in a continuous casting facility for continuously casting steel is provided, the mold comprising a pair of long-side copper plates and a pair of short-side copper plates that are sandwiched between the pair of long-side copper plates and can move along the long-side direction of the long-side copper plates, the short-side copper plates have two or more different gradients in the casting direction so that multiple taper sections are formed on the inner surface side of the mold to which molten steel is supplied, the short-side copper plates have protrusions extending in the casting direction at both ends of the short-side direction on the inner surface side, the taper rate of the taper section on the most upstream side in the casting direction is 1.1%/m or more and 3.5%/m or less, and the protrusions are formed so that the length of the contact section that comes into contact with the molten steel is shorter than the sum of the short-side length and long-side length of the mold when viewed from above, and the difference is 3 mm or more.

メニスカス位置の平均位置から短辺銅板の最初のテーパー変化点までの鋳造方向の距離は、50mm以上300mm以下としてもよい。 The distance in the casting direction from the average meniscus position to the first taper change point of the short side copper plate may be 50 mm or more and 300 mm or less.

また、鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率は、0.5%/m以上1.9%/m未満であり、かつ、上流側のテーパー部のテーパー率以下であってもよい。 The taper ratio of the tapered portion on the most downstream side in the casting direction may be 0.5%/m or more but less than 1.9%/m, and may be equal to or less than the taper ratio of the tapered portion on the upstream side.

鋳型は、2つのテーパー部を有するように形成されてもよい。 The mold may be formed to have two tapered portions.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、鋼の連続鋳造方法であって、一対の長辺銅板と、一対の長辺銅板によって挟み込み、長辺銅板の長辺方向に沿って移動可能な一対の短辺銅板と、を備え、短辺銅板は、溶鋼が供給される鋳型の内面側に複数のテーパー部が形成されるように、鋳造方向に異なる2以上の勾配を有し、内面側の短辺方向の両端部分に、鋳造方向に延設された突出部を有しており、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率は、1.1%/m以上3.5%/m以下であり、突出部は、鋳型を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さが、鋳型の短辺方向長さ及び長辺方向長さの和よりも短く、かつ、その差が3mm以上となるように形成されている、連続鋳造用鋳型を用いて、鋼を鋳造する、鋼の連続鋳造方法が提供される。 In addition, in order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, there is provided a method for continuously casting steel, which includes a pair of long-side copper plates and a pair of short-side copper plates that are sandwiched between the pair of long-side copper plates and can move along the long-side direction of the long-side copper plates, and the short-side copper plates have two or more different gradients in the casting direction so that multiple taper sections are formed on the inner surface side of the mold to which molten steel is supplied, and the short-side copper plates have protrusions extending in the casting direction at both ends of the short-side direction on the inner surface side, the taper rate of the taper section on the most upstream side in the casting direction is 1.1%/m or more and 3.5%/m or less, and the protrusions are formed so that the length of the contact section that comes into contact with the molten steel is shorter than the sum of the short-side length and long-side length of the mold when viewed from above, and the difference is 3 mm or more.

以上説明したように本発明によれば、最上段のテーパー部を強テーパー化しつつ、鋳片形状を改善することができる。 As explained above, the present invention makes it possible to improve the shape of the slab while making the uppermost tapered section more strongly tapered.

本発明の一実施形態に係る連続鋳造設備の概略構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a continuous casting facility according to an embodiment of the present invention. FIG. 同実施形態に係る鋳型の形状を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the shape of a mold according to the embodiment. 鋳型のコーナー部が直角コーナーであるときの形状を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the shape of a mold when the corner portion is a right-angle corner. 鋳型のコーナー部の一形状例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a shape of a corner portion of a mold. 鋳型のコーナー部の他の形状例を示す模式図である。10A to 10C are schematic diagrams showing other examples of shapes of the corner portion of the mold. 鋳型のコーナー部の他の形状例を示す模式図である。10A to 10C are schematic diagrams showing other examples of the shape of the corner portion of the mold. 鋳型のコーナー部の他の形状例を示す模式図である。10A to 10C are schematic diagrams showing other examples of the shape of the corner portion of the mold. 直角コーナーの鋳型(突出部なし)と、突出部が形成された鋳型とについて、各鋳型を用いて鋳造された鋳片の断面形状例を示す模式図である。1A to 1C are schematic diagrams showing examples of cross-sectional shapes of slabs cast using a mold with right-angled corners (without a protrusion) and a mold with a protrusion formed therein. 図2のI-I切断線における断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 2. 2種類の形状の鋳型を用いて鋳造された鋳片の断面形状例を示す模式図である。1A to 1C are schematic diagrams showing examples of cross-sectional shapes of cast pieces cast using molds of two different shapes.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 The preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the attached drawings. Note that in this specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals to avoid redundant description.

[1.連続鋳造設備の構成]
まず、図1及び図2を参照して、本発明の一実施形態に係る鋳型を備える連続鋳造設備の概略構成について説明する。図1は、本実施形態に係る連続鋳造設備1の概略構成を示す説明図である。図2は、本実施形態に係る鋳型10の形状を示す概略断面図である。なお、図2は、鋳型10を鋳造方向(鉛直方向)の任意の位置で切断した状態を示している。
[1. Configuration of continuous casting equipment]
First, a schematic configuration of a continuous casting facility equipped with a mold according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 and 2. Figure 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a continuous casting facility 1 according to this embodiment. Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing the shape of a mold 10 according to this embodiment. Note that Figure 2 shows a state in which the mold 10 is cut at an arbitrary position in the casting direction (vertical direction).

本実施形態に係る連続鋳造設備1は、連続鋳造用の鋳型10を用いて溶鋼2を連続鋳造し、鋳片3を製造するための装置である。図1に示す連続鋳造設備1は、垂直曲げ型の連続鋳造設備1であるが、本発明はかかる例に限定されず、湾曲型又は垂直型等、他の各種の連続鋳造設備に適用可能である。連続鋳造設備1は、鋳型10と、取鍋4と、タンディッシュ5と、浸漬ノズル6と、二次冷却装置7とを備える。 The continuous casting equipment 1 according to this embodiment is an apparatus for continuously casting molten steel 2 using a mold 10 for continuous casting to produce a cast piece 3. The continuous casting equipment 1 shown in FIG. 1 is a vertical bending type continuous casting equipment 1, but the present invention is not limited to this example and can be applied to various other types of continuous casting equipment, such as a curved type or vertical type. The continuous casting equipment 1 includes a mold 10, a ladle 4, a tundish 5, an immersion nozzle 6, and a secondary cooling device 7.

取鍋4は、溶鋼2を外部からタンディッシュ5まで搬送するための可動式の容器である。取鍋4は、タンディッシュ5の上方に配置され、取鍋4内の溶鋼2がタンディッシュ5に供給される。タンディッシュ5は、鋳型10の上方に配置され、溶鋼2を貯留して、当該溶鋼2中の介在物を除去する。浸漬ノズル6は、タンディッシュ5の下端から鋳型10に向けて下方に延び、その先端は鋳型10内の溶鋼2に浸漬されている。当該浸漬ノズル6は、タンディッシュ5にて介在物が除去された溶鋼2を鋳型10内に連続供給する。 The ladle 4 is a movable container for transporting the molten steel 2 from the outside to the tundish 5. The ladle 4 is disposed above the tundish 5, and the molten steel 2 in the ladle 4 is supplied to the tundish 5. The tundish 5 is disposed above the mold 10, and stores the molten steel 2 to remove inclusions in the molten steel 2. The submerged nozzle 6 extends downward from the lower end of the tundish 5 toward the mold 10, and its tip is immersed in the molten steel 2 in the mold 10. The submerged nozzle 6 continuously supplies the molten steel 2 from which inclusions have been removed in the tundish 5, into the mold 10.

鋳型10は、鋳片3の幅及び厚さに応じて形成された四角筒状の型である。本実施形態に係る鋳型10は、図2に示すように、一対の短辺銅板11と、一対の長辺銅板13とを用いて、一対の短辺銅板11を一対の長辺銅板13の内面13aによって短辺方向(X方向)に両側から挟むように組み立てられている。一対の短辺銅板11は、長辺銅板13の長辺方向(Y方向)に沿って移動可能に構成されている。すなわち、本実施形態に係る鋳型10は、幅可変の鋳型である。なお、鋳型10の形状の詳細な説明は後述する。 The mold 10 is a rectangular cylindrical mold formed according to the width and thickness of the cast piece 3. As shown in FIG. 2, the mold 10 according to this embodiment is assembled using a pair of short-side copper plates 11 and a pair of long-side copper plates 13, with the pair of short-side copper plates 11 sandwiched on both sides in the short-side direction (X direction) by the inner faces 13a of the pair of long-side copper plates 13. The pair of short-side copper plates 11 are configured to be movable along the long-side direction (Y direction) of the long-side copper plates 13. In other words, the mold 10 according to this embodiment is a mold with variable width. A detailed description of the shape of the mold 10 will be given later.

鋳型10を構成する銅板11、13は、例えば水冷銅板である。かかる銅板11、13の内面11a、13aと接触した溶鋼2は冷却されて、外殻の凝固シェル3aの内部に未凝固部3bを含む鋳片3が製造される。凝固シェル3aが鋳型10下方に向かって移動するにつれて、内部の未凝固部3bの凝固が進行し、外殻の凝固シェル3aの厚さは、徐々に厚くなる。かかる凝固シェル3aと未凝固部3bを含む鋳片3は、鋳型10の下端から引き抜かれる。 The copper plates 11, 13 that make up the mold 10 are, for example, water-cooled copper plates. The molten steel 2 that comes into contact with the inner surfaces 11a, 13a of the copper plates 11, 13 is cooled, and a slab 3 is produced that includes an unsolidified portion 3b inside the solidified shell 3a. As the solidified shell 3a moves downward in the mold 10, the solidification of the unsolidified portion 3b inside progresses, and the thickness of the solidified shell 3a gradually increases. The slab 3 that includes the solidified shell 3a and the unsolidified portion 3b is pulled out from the bottom end of the mold 10.

二次冷却装置7は、鋳型10の下方の二次冷却帯9に設けられ、鋳型10下端から引き抜かれた鋳片3を支持及び搬送しながら冷却する。二次冷却装置7は、鋳片3の厚さ方向両側に配置される複数対の支持ロール8と、鋳片3に対して冷却水を噴射する複数のスプレーノズル(図示せず。)とを有する。二次冷却装置7に設けられる支持ロール8は、鋳片3の厚さ方向両側に対となって配置され、鋳片3を支持しながら搬送する支持搬送手段として機能する。当該支持ロール8により鋳片3を厚さ方向両側から支持することで、二次冷却帯9において凝固途中の鋳片3のブレークアウトやバルジングを防止できる。 The secondary cooling device 7 is provided in the secondary cooling zone 9 below the mold 10, and cools the slab 3 pulled out from the lower end of the mold 10 while supporting and transporting it. The secondary cooling device 7 has multiple pairs of support rolls 8 arranged on both sides of the thickness of the slab 3, and multiple spray nozzles (not shown) that spray cooling water onto the slab 3. The support rolls 8 provided in the secondary cooling device 7 are arranged in pairs on both sides of the thickness of the slab 3, and function as a support transport means that supports and transports the slab 3. By supporting the slab 3 from both sides in the thickness direction with the support rolls 8, breakout and bulging of the slab 3 during solidification in the secondary cooling zone 9 can be prevented.

支持ロール8は、二次冷却帯9における鋳片3の搬送経路(パスライン)を形成する。このパスラインは、図1に示すように、鋳型10の直下では垂直であり(垂直帯9A)、次いで曲線状に湾曲して(湾曲帯9B)、最終的には水平になる(水平帯9C)。支持ロール8は、垂直帯9Aに設けられ、鋳型10から引き抜かれた直後の鋳片3を支持するサポートロール、鋳片3を鋳型10から引き抜く駆動式ロールであるピンチロール、湾曲帯9B及び水平帯9Cに設けられ、パスラインに沿って鋳片3を支持及び案内するセグメントロールからなる。 The support rolls 8 form a transport path (pass line) for the slab 3 in the secondary cooling zone 9. As shown in FIG. 1, this pass line is vertical just below the mold 10 (vertical zone 9A), then curves in a curved shape (curved zone 9B), and finally becomes horizontal (horizontal zone 9C). The support rolls 8 are provided in the vertical zone 9A and consist of a support roll that supports the slab 3 immediately after it is pulled out of the mold 10, a pinch roll that is a driven roll that pulls the slab 3 out of the mold 10, and segment rolls that are provided in the curved zone 9B and horizontal zone 9C and support and guide the slab 3 along the pass line.

二次冷却帯9を通過した鋳片3は、その後、水平帯9Cの後段に設置された鋳片切断機(図示せず。)によって所定の長さに切断される。切断された鋳片3は、テーブルロール上を移動して次工程の設備に搬送される。以上、連続鋳造設備1の全体構成について説明した。 The slab 3 that has passed through the secondary cooling zone 9 is then cut to a predetermined length by a slab cutter (not shown) installed downstream of the horizontal zone 9C. The cut slab 3 moves over a table roll and is transported to the equipment for the next process. The overall configuration of the continuous casting equipment 1 has been described above.

[2.鋳型形状]
[2-1.概要]
連続鋳造設備1の鋳型10について、本実施形態では、最上段のテーパー部を強テーパー化しつつ、鋳片形状を改善させるため、鋳型コーナーにおける短辺銅板11の内面11aに、鋳型内部の空間に向かって突出する突出部を形成する。突出部は、短辺銅板11を変形させ、鋳型10の直角コーナーを埋めた部分をいう。
2. Mold Shape
[2-1. Overview]
In the present embodiment, in the mold 10 of the continuous casting equipment 1, in order to improve the shape of the cast slab while making the uppermost taper portion strongly tapered, a protrusion protruding toward the space inside the mold is formed on the inner surface 11a of the short side copper plate 11 at the mold corner. The protrusion refers to a portion where the short side copper plate 11 is deformed to fill the right-angle corner of the mold 10.

ここで、図3Aに、鋳型10のコーナー部が直角コーナーであるときの形状を示す。また、図3B~図3Eに、本実施形態に係る鋳型10のコーナー部の形状例を示す。なお、図3A~図3Eは、鋳型10の4つのコーナー部のうち1つのコーナー部を示している。突出部12の形状は、4つのコーナー部全てで同じ形状でもよいし、後工程の要求に合わせて、4つのコーナー部において、異なる形状が含まれてもよい。 Here, FIG. 3A shows the shape of the corner portion of the mold 10 when it is a right-angle corner. Also, FIGS. 3B to 3E show examples of the shape of the corner portion of the mold 10 according to this embodiment. Note that FIGS. 3A to 3E show one of the four corner portions of the mold 10. The shape of the protrusion 12 may be the same for all four corner portions, or may include different shapes for the four corner portions in accordance with the requirements of subsequent processes.

例えば、突出部12は、図3Bに示すように、鋳型10を平面視して短辺銅板11と長辺銅板13とを結ぶ直線12aによって直角コーナーを埋めるように形成してもよい。図3Bに示すように三角形状に面取りされた形状は、チャンファー形状とも呼ばれる。あるいは、突出部12は、図3Cに示すように、鋳型10を平面視して短辺銅板11と長辺銅板13とを結ぶ円弧12bによって直角コーナーを埋めるように形成してもよい。すなわち、突出部12をR形状としてもよい。 For example, as shown in FIG. 3B, the protrusion 12 may be formed so that the right-angle corner is filled by a straight line 12a connecting the short-side copper plate 11 and the long-side copper plate 13 when the mold 10 is viewed from above. The triangular chamfered shape shown in FIG. 3B is also called a chamfer shape. Alternatively, as shown in FIG. 3C, the protrusion 12 may be formed so that the right-angle corner is filled by a circular arc 12b connecting the short-side copper plate 11 and the long-side copper plate 13 when the mold 10 is viewed from above. In other words, the protrusion 12 may be R-shaped.

さらに、突出部12は、図3Dに示すように、鋳型10を平面視して2つの円弧12c、12dによって直角コーナーを埋めるように形成してもよい。このとき、長辺銅板13に接する円弧12cは鋳型10の内部側に凸とし、長辺銅板13とはなるべく垂直に近い角度で接するように形成してもよい。また、短辺銅板11に接する円弧12dは鋳型10のコーナー側に向かって凸とし、短辺銅板11に対してなるべく小さい角度で接するようにしてもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 3D, the protrusion 12 may be formed so that the right-angle corner is filled by two circular arcs 12c and 12d when the mold 10 is viewed from above. In this case, the circular arc 12c that contacts the long-side copper plate 13 may be formed so as to be convex toward the inside of the mold 10 and contact the long-side copper plate 13 at an angle as close to perpendicular as possible. In addition, the circular arc 12d that contacts the short-side copper plate 11 may be formed so as to be convex toward the corner side of the mold 10 and contact the short-side copper plate 11 at an angle as small as possible.

また、突出部12は、図3Eに示すように、鋳型10を平面視して2つの円弧12e、12gと、2つの円弧12e、12gを接続する1つの直線12fとによって直角コーナーを埋めるように形成してもよい。このとき、図3Dと同様、長辺銅板13に接する円弧12eは鋳型10の内部側に凸とし、長辺銅板13とはなるべく垂直に近い角度で接するように形成してもよい。また、短辺銅板11に接する円弧12gは鋳型10のコーナー側に向かって凸とし、短辺銅板11に対してなるべく小さい角度で接するようにしてもよい。 As shown in Fig. 3E, the protrusion 12 may be formed so that the right-angle corner is filled by two arcs 12e, 12g and one straight line 12f connecting the two arcs 12e, 12g when the mold 10 is viewed from above. In this case, as in Fig. 3D, the arc 12e tangent to the long-side copper plate 13 may be formed so as to be convex toward the inside of the mold 10 and to be tangent to the long-side copper plate 13 at an angle as close to perpendicular as possible. Also, the arc 12g tangent to the short-side copper plate 11 may be formed so as to be convex toward the corner side of the mold 10 and to be tangent to the short-side copper plate 11 at an angle as small as possible.

図3D、図3Eのような鋳型10のコーナー部の形状は、加工が容易であり、コーナー部での変形を抑制できる。 The shape of the corners of the mold 10 as shown in Figures 3D and 3E is easy to process and can suppress deformation at the corners.

図3B~図3Eに示したような突出部を有する鋳型10を用いることで、面取りされた鋳片を連続鋳造することができる。図4に、図3Aに示した直角コーナーの鋳型(突出部なし)と、図3Cに示した円弧状の突出部が形成された鋳型とについて、各鋳型を用いて鋳造された鋳片の断面形状例を示す。図4に示すように、直角コーナーの鋳型を用いて鋳造された鋳片のコーナー部は先鋭化していた。一方、突出部を形成した鋳型を用いて鋳造された鋳片のコーナー部は、鋳型のコーナー形状が鋳片に転写され、面取りされた形状となっていた。これより、鋳型コーナーにおける短辺銅板11の内面11aに突出部12を形成することで、鋳片のコーナー部の先鋭化が解消することが確認された。 By using a mold 10 having a protrusion as shown in Figures 3B to 3E, it is possible to continuously cast a bevel with a chamfer. Figure 4 shows examples of the cross-sectional shapes of the slab cast using the mold with right-angle corners (without protrusions) shown in Figure 3A and the mold with an arc-shaped protrusion as shown in Figure 3C. As shown in Figure 4, the corners of the slab cast using the mold with right-angle corners were sharpened. On the other hand, the corners of the slab cast using the mold with protrusions were chamfered because the corner shape of the mold was transferred to the slab. This confirmed that by forming a protrusion 12 on the inner surface 11a of the short-side copper plate 11 at the mold corner, the sharpening of the corners of the slab was eliminated.

一方で、コーナー部が面取りされた鋳片を鋳造する場合、鋳型のコーナー部に突出部を設けることによって、直角コーナーであるときよりも溶鋼と銅板との接触長が減少し、鋳型コーナー部の抜熱量は低下する。したがって、鋳片のコーナー部の表面温度は上昇する。鋳型のコーナー部に突出部を設けると、抜熱量の低下により鋳型が直角コーナーである場合と比較して、シェル厚が低下する。 On the other hand, when casting a slab with chamfered corners, providing a protrusion at the corner of the mold reduces the contact length between the molten steel and the copper plate compared to when the corner is right-angled, and reduces the amount of heat dissipated from the mold corner. As a result, the surface temperature of the slab corner increases. Providing a protrusion at the corner of the mold reduces the amount of heat dissipation, resulting in a smaller shell thickness compared to when the mold has right-angle corners.

また、凝固初期において、鋳型が直角コーナーである場合は主にコーナー部の短辺側近傍に発生する隙間が、コーナー部に突出部を設けた場合には、突出部自体と、突出部と短辺銅板面とからなるコーナー部の短辺側近傍とに発生する。すなわち、鋳型のコーナー部に突出部を設けた場合には、隙間の発生する領域が、直角コーナーの場合と比較して拡大する。 In addition, in the early stages of solidification, when the mold has right-angle corners, gaps occur mainly near the short side of the corner, but when a protrusion is provided on the corner, gaps occur in the protrusion itself and near the short side of the corner consisting of the protrusion and the short side copper plate surface. In other words, when a protrusion is provided on the corner of the mold, the area where gaps occur is larger than in the case of right-angle corners.

このような理由から、凝固シェルから鋳型への抜熱が阻害され、十分に凝固シェルを冷却できなくなる。これは、コーナー部に三角形状の突出部を設ける場合に限定されず、例えば、鋳型が直角コーナーの場合よりも溶鋼と銅板との接触長が減少する、図3C~図3Eに示したような突出部が鋳型のコーナー部に設けられる場合も同様である。これについては、上述したように、短辺銅板のテーパー部を強テーパー化することで、コーナー部近傍の鋳型及び鋳片の抜熱を促進することができる。したがって、多段テーパーの鋳型に対し、最上段のテーパー部を強テーパー化することと、鋳型内部に突出部を設けることをともに施すことで、それぞれの形状による機能を発揮させることができる。 For these reasons, heat transfer from the solidified shell to the mold is hindered, and the solidified shell cannot be cooled sufficiently. This is not limited to cases where a triangular protrusion is provided at the corner, but also applies to cases where a protrusion is provided at the corner of the mold as shown in Figures 3C to 3E, in which the contact length between the molten steel and the copper plate is reduced compared to when the mold has right-angle corners. Regarding this, as described above, by making the tapered portion of the copper plate on the short side strongly tapered, it is possible to promote heat transfer from the mold and cast piece near the corner. Therefore, for a multi-stage tapered mold, by making the topmost tapered portion strongly tapered and providing a protrusion inside the mold, it is possible to utilize the functions of each shape.

さらに、鋳型内部に突出部を設けた鋳型を用いることで、かかる鋳型を用いて鋳造された鋳片のコーナー部は、直角コーナーの鋳型を用いて鋳造した場合と比べて、鋳片の表面温度が上昇し、鋳片の表面のコーナー割れを防ぐことができる。これは、以下のメカニズムによる。 Furthermore, by using a mold with protrusions inside the mold, the surface temperature of the slab cast using such a mold is higher at the corners than when a mold with right-angle corners is used for casting, and corner cracks on the surface of the slab can be prevented. This is due to the following mechanism.

鋳型に注入された溶鋼は、鋳型のコーナー部では長辺側と短辺側それぞれから抜熱される。このため、鋳型のコーナー部は、二面冷却の効果により、長辺銅板の幅中央部と比較して抜熱量が多くなり、表面温度が低下する。鋳型を出た後の二次冷却帯において、鋳片の長辺幅中心部の温度は900℃程度であるが、鋳片のコーナー部の温度は800℃以下となることもある。鋳片のコーナー部の温度が800℃以下となると、コーナー部に割れが発生する。これは、脆化域といわれる延性が失われる温度領域で鋳片が連続鋳造機機内において曲げられるため、引張応力が働くことによる。そこで、鋳型のコーナー部を直角とせず、突出部を設けることで、二面冷却の効果を抑制する(例えば、特許文献3)。これにより、二次冷却帯における鋳片のコーナー部の温度を、長辺幅中央部と同等の温度(すなわち、800℃以上)にすることができる。その結果、コーナー部が長辺幅中央部と比較して過冷却となることがなく、鋳片のコーナー割れを減少させることができる。 The molten steel poured into the mold is removed from both the long and short sides at the corners of the mold. As a result, the corners of the mold have a greater amount of heat removal than the center of the width of the long copper plate due to the effect of two-sided cooling, and the surface temperature drops. In the secondary cooling zone after leaving the mold, the temperature of the center of the long side width of the slab is about 900°C, but the temperature of the corners of the slab can be below 800°C. When the temperature of the corners of the slab falls below 800°C, cracks occur in the corners. This is because the slab is bent in the continuous casting machine in a temperature range where ductility is lost, called the embrittlement region, and tensile stress acts on it. Therefore, the effect of two-sided cooling is suppressed by providing protruding parts rather than making the corners of the mold at right angles (for example, Patent Document 3). This allows the temperature of the corners of the slab in the secondary cooling zone to be the same as that of the center of the long side width (i.e., 800°C or higher). As a result, the corners do not become overcooled compared to the center of the long side width, reducing corner cracks in the slab.

最上段のテーパー部が強テーパー化され、鋳型内部に突出部が設けられた鋳型を用いた連続鋳造は、凝固中の相変態により凝固シェルの凝固収縮が大きい包晶鋼等の難鋳造性鋼種に対しても有効である。このような形状の鋳型を用いることで、鋳片表面の縦割れやコーナー割れ、内部の割れの発生を予防し、かつ、鋳片の断面形状を改善して圧延時の傷を防止することができ、難鋳造性鋼種の連続鋳造時における鋳片品質を向上することができる。 Continuous casting using a mold with a strong taper at the top and a protrusion inside the mold is also effective for difficult-to-cast steels such as peritectic steels, which experience large solidification shrinkage of the solidified shell due to phase transformation during solidification. Using a mold with this shape prevents the occurrence of vertical cracks, corner cracks, and internal cracks on the surface of the slab, and improves the cross-sectional shape of the slab to prevent scratches during rolling, thereby improving the quality of the slab during continuous casting of difficult-to-cast steels.

[2-2.基本構成]
上記図2及び図5に基づいて、本実施形態に係る鋳型10の形状について説明する。図5は、図2のI-I切断線における断面図である。なお、図2及び図5では、鋳型10の構成を分かりやすく説明するために、形状を誇張して示している。
[2-2. Basic configuration]
The shape of the mold 10 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 2 and Fig. 5. Fig. 5 is a cross-sectional view taken along line II in Fig. 2. In Fig. 2 and Fig. 5, In order to more clearly explain the configuration of the mold 10, the shape is shown exaggerated.

本実施形態に係る鋳型10は、上述したように、一対の短辺銅板11と、一対の長辺銅板13とから構成される。鋳型10を高さ方向から平面視すると、図2に示すように、鋳型10には、一対の短辺銅板11と一対の長辺銅板13とによって、略矩形状の空間(本発明の「矩形空間」に相当する。)Vが形成されている。本実施形態に係る鋳型10の短辺銅板11の内面11aには、短辺方向の両端部分に、当該空間V内に向かって突出する突出部12が設けられている。突出部12は、鋳型10の高さ方向(Z方向、鋳造方向ともいう。)に沿って延設されている。 As described above, the mold 10 according to this embodiment is composed of a pair of short-side copper plates 11 and a pair of long-side copper plates 13. When the mold 10 is viewed from above in the height direction, as shown in FIG. 2, a substantially rectangular space (corresponding to the "rectangular space" of the present invention) V is formed in the mold 10 by the pair of short-side copper plates 11 and the pair of long-side copper plates 13. The inner surface 11a of the short-side copper plate 11 of the mold 10 according to this embodiment has protrusions 12 protruding into the space V at both ends in the short side direction. The protrusions 12 extend along the height direction of the mold 10 (also called the Z direction or casting direction).

ここで、短辺銅板11は、鋳型10が複数のテーパー部を有し、多段テーパーとなるように、鋳造方向に異なる2以上の勾配を有する。多段テーパーは、鋳造方向下流側に向かうほど、その勾配(すなわち、テーパー率)が小さくなるように形成される。鋳型10の上段(すなわち、鋳造方向上流側)の凝固初期段階では、凝固シェルの厚さが薄く、溶鋼からの抜熱が多いため、凝固シェルの凝固収縮が大きい。これより、テーパーの勾配を比較的大きくする必要がある。一方で、鋳型10の下端(すなわち、鋳造方向最下流)では、凝固シェルは成長しているため厚く、溶鋼からの抜熱が鋳型上段と比較すると少ない。このため、凝固シェルの凝固収縮が小さく、テーパーの勾配を比較的小さくする必要がある。このようなメカニズムより、鋳型10内の上段のテーパー部の勾配は大きくし、凝固が進む鋳造方向下流側に向かうにつれて、テーパー部の勾配を徐々に小さく設定する。 Here, the short-side copper plate 11 has two or more different gradients in the casting direction so that the mold 10 has multiple taper sections and is a multi-stage taper. The multi-stage taper is formed so that the gradient (i.e., taper rate) becomes smaller as it moves downstream in the casting direction. In the initial solidification stage of the upper stage of the mold 10 (i.e., the upstream side in the casting direction), the solidified shell is thin and there is a lot of heat removal from the molten steel, so the solidification shrinkage of the solidified shell is large. For this reason, it is necessary to make the gradient of the taper relatively large. On the other hand, at the lower end of the mold 10 (i.e., the most downstream side in the casting direction), the solidified shell is thick because it has grown, and there is less heat removal from the molten steel compared to the upper stage of the mold. For this reason, the solidification shrinkage of the solidified shell is small, and the gradient of the taper is relatively small. Due to this mechanism, the gradient of the taper portion in the upper stage of the mold 10 is made large, and the gradient of the taper portion is set to gradually decrease as it moves downstream in the casting direction where solidification progresses.

仮に、逆テーパーと呼ばれる、鋳型10の上段のテーパー部の勾配を小さくし、鋳造方向下流側に向かうにつれてテーパー部の勾配を徐々に大きくなるように設定した場合は、以下のような不具合が生じると考えられる。まず、鋳型10の上段では、凝固シェルの凝固収縮が大きいにもかかわらずテーパー部の勾配が小さいため、コーナーのエアーギャップを十分に減少させられない。このため、内部割れが発生し、鋳片の内部品質が低下する。一方で、鋳型10の下端では、凝固シェルの凝固収縮が小さいにもかかわらずテーパー部の勾配が大きいので、鋳片と鋳型とが強く接触し、大きな摩擦力が発生する。鋳型による拘束により、鋳型銅板の摩耗が進行して鋳型寿命が減少するため生産性が低下し、鋳片が破断するブレークアウトの発生も懸念される。したがって、多段テーパーは、鋳造方向下流側に向かうほど、その勾配が小さくなるように形成される。 If the gradient of the tapered portion of the upper stage of the mold 10, called a reverse taper, were to be small and the gradient of the tapered portion were to be gradually increased toward the downstream side in the casting direction, the following problems would likely occur. First, in the upper stage of the mold 10, the solidification shrinkage of the solidified shell is large, but the gradient of the tapered portion is small, so the air gap at the corners cannot be sufficiently reduced. This causes internal cracks and reduces the internal quality of the cast piece. On the other hand, in the lower end of the mold 10, the gradient of the tapered portion is large despite the small solidification shrinkage of the solidified shell, so the cast piece and the mold come into strong contact with each other, generating large frictional forces. The mold restraint causes wear of the mold copper plate, shortening the mold life, reducing productivity, and there is also concern about the occurrence of breakouts, in which the cast piece breaks. Therefore, the multi-stage taper is formed so that the gradient becomes smaller toward the downstream side in the casting direction.

例えば、図2及び図5に示す鋳型10は、短辺銅板11が異なる2つの勾配θ、θを有していることから、2段テーパーとなっている。図2及び図5において、鋳造方向最上流側(すなわち、上方)のテーパーを形成する短辺銅板11の内面11aを第1傾斜面11a1とし、鋳造方向最下流側(すなわち、下方)のテーパーを形成する短辺銅板11の内面11aを第2傾斜面11a2とする。また、鋳型10において、第1傾斜面11a1により形成されるテーパーを第1テーパー部T、第2傾斜面11a2により形成されるテーパーを第2テーパー部Tとする。 For example, the mold 10 shown in Figures 2 and 5 has a two-stage taper because the short-side copper plate 11 has two different gradients θ 1 and θ 2. In Figures 2 and 5, the inner surface 11a of the short-side copper plate 11 that forms the taper on the most upstream side (i.e., upward) in the casting direction is referred to as a first inclined surface 11a1, and the inner surface 11a of the short-side copper plate 11 that forms the taper on the most downstream side (i.e., downward) in the casting direction is referred to as a second inclined surface 11a2. In addition, in the mold 10, the taper formed by the first inclined surface 11a1 is referred to as a first taper portion T 1 , and the taper formed by the second inclined surface 11a2 is referred to as a second taper portion T 2 .

このとき、鋳造方向最上流側のテーパー部(すなわち、第1テーパー部T)のテーパー率Rは、1.1%/m以上3.5%/m以下とする。なお、テーパー率R[%/m]は、下記式(1)により表される。 In this case, the taper ratio R of the taper section on the most upstream side in the casting direction (i.e., the first taper section T1 ) is set to 1.1%/m or more and 3.5%/m or less. The taper ratio R [%/m] is expressed by the following formula (1).

R={(W-W)/W/ΔL}×100 ・・・(1) R={(W T −W B )/W V /ΔL}×100 (1)

上記式(1)において、W[m]は対向する短辺銅板11の上方位置での間隔、W[m]は対向する短辺銅板11の下方位置での間隔、W[m]は対向する短辺銅板11の任意の鋳造方向位置での間隔(以下、「基準間隔」ともいう。)、ΔL[m]は上方位置と下方位置との鋳造方向長さである。なお、上方位置での間隔W及び下方位置での間隔Wは、同一勾配を有するテーパー部において鋳造方向の上方位置及び下方位置での間隔であればよく、その鋳造方向位置は任意に選択してもよい。 In the above formula (1), W T [m] is the distance between the opposing copper plates 11 on the upper side, W B [m] is the distance between the opposing copper plates 11 on the lower side, W V [m] is the distance between the opposing copper plates 11 on the lower side at any position in the casting direction (hereinafter also referred to as the "reference distance"), and ΔL [m] is the length in the casting direction between the upper and lower positions. Note that the distance W T at the upper position and the distance W B at the lower position may be distances between the upper and lower positions in the casting direction in a tapered portion having the same gradient, and the casting direction positions may be selected arbitrarily.

例えば、第1テーパー部Tにおいて、上方位置での間隔Wを鋳型10の上端での間隔Wとし、下方位置での間隔Wを第1テーパー部Tの下端での間隔Wとしてもよい。このとき、ΔLは、第1テーパー部Tの鋳造方向長さXとなる。同様に、第2テーパー部Tにおいて、上方位置での間隔Wを第2テーパー部Tの上端での間隔Wとし、下方位置での間隔Wを鋳型10の下端での間隔Wとしてもよい。このとき、ΔLは、第2テーパー部Tの鋳造方向長さXとなる。ここでは、基準間隔Wは、メニスカス位置の平均位置での短辺銅板11の間隔Wとした。 For example, in the first taper portion T1 , the interval W T at the upper position may be the interval W 0 at the upper end of the mold 10, and the interval W B at the lower position may be the interval W 1 at the lower end of the first taper portion T1 . In this case, ΔL is the length X 1 in the casting direction of the first taper portion T1 . Similarly, in the second taper portion T2 , the interval W T at the upper position may be the interval W 1 at the upper end of the second taper portion T2 , and the interval W B at the lower position may be the interval W 2 at the lower end of the mold 10. In this case, ΔL is the length X 2 in the casting direction of the second taper portion T2 . Here, the reference interval W V is the interval W M of the short side copper plates 11 at the average position of the meniscus position.

第1テーパー部Tのテーパー率が1.1%/mよりも小さいと、鋳型10のコーナー部で、鋳型10と鋳片との間にギャップが発生し、凝固シェルの成長が阻害される。そうすると、鋳片のコーナー部付近で凝固シェルの厚みが薄くなり、鋳型10を出た後に、鋳片に溶鋼静圧によりバルジングが生じて引張応力が発生する。この際、凝固シェルが薄い部分は強度が低いため、内部割れを生じさせる可能性があり、製品品質に影響を及ぼすこともあり得る。そこで、第1テーパー部Tのテーパー率は1.1%/m以上とする。 If the taper rate of the first tapered portion T1 is less than 1.1%/m, a gap will be generated between the mold 10 and the slab at the corners of the mold 10, hindering the growth of the solidified shell. This will result in a thinner solidified shell near the corners of the slab, which will cause bulging due to the static pressure of the molten steel after it leaves the mold 10, resulting in tensile stress. At this time, the thin portion of the solidified shell has low strength, which may cause internal cracks and affect product quality. Therefore, the taper rate of the first tapered portion T1 is set to 1.1%/m or more.

一方、最上段のテーパーが3.5%/mよりも大きいと、鋳型10と鋳片とが強く接触する。そうすると、凝固シェルに大きな摩擦拘束力が働き、凝固シェルが破れる可能性がある、凝固シェルが破れると、未凝固の溶鋼が外部へ流れ出すブレークアウトが発生する。このため、第1テーパー部Tのテーパー率は3.5%/m以下とする。 On the other hand, if the taper of the top stage is larger than 3.5%/m, the mold 10 and the cast piece come into strong contact with each other. This causes a large frictional restraining force to act on the solidified shell, which may break. If the solidified shell breaks, breakout occurs, in which unsolidified molten steel flows out to the outside. For this reason, the taper rate of the first taper portion T1 is set to 3.5%/m or less.

ここで、表1に、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率と、鋳片の内部割れ及びブレークアウトの発生有無とを調べた結果を示す。表1では、図1、図2及び図5に示した連続鋳造設備を用いて、スラブ幅1250~2300mm、スラブ厚200~400mmのスラブを鋳造する際に、鋳造方向最上流側のテーパー部(すなわち、第1テーパー部T)のテーパー率を変化させ、そのときのスラブの内部割れ及びブレークアウトの発生有無を調べた結果を示している。鋳型10の突出部12の形状は、鋳型10を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さCが36mm、鋳型10の短辺方向長さCが30mm、鋳型10の長辺方向長さCの20mmの三角形状とした。 Table 1 shows the results of investigating the taper ratio of the taper portion on the most upstream side in the casting direction and the occurrence of internal cracks and breakouts in the slab. Table 1 shows the results of investigating the occurrence of internal cracks and breakouts in the slab when the taper ratio of the taper portion on the most upstream side in the casting direction (i.e., the first taper portion T 1 ) was changed when a slab with a slab width of 1250 to 2300 mm and a slab thickness of 200 to 400 mm was cast using the continuous casting equipment shown in Figures 1, 2, and 5. The shape of the protruding portion 12 of the mold 10 was a triangle with a length C of the contact portion in contact with the molten steel of 36 mm, a length C X of the mold 10 in the short side direction of 30 mm, and a length C Y of the mold 10 in the long side direction of 20 mm, when the mold 10 was viewed from above.

Figure 0007560725000001
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表1の結果からも、スラブの内部割れ及びブレークアウトが発生しないようにするには、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率を、1.1%/m以上3.5%/m以下とすればよいことがわかる。なお、表1のテーパー率は、上記式(1)を用いて算出した。このとき、基準間隔Wは、メニスカス位置の平均位置での短辺銅板11の間隔Wとした。 From the results in Table 1, it can be seen that in order to prevent internal cracks and breakouts from occurring in the slab, the taper ratio of the taper portion on the most upstream side in the casting direction should be 1.1%/m or more and 3.5%/m or less. The taper ratios in Table 1 were calculated using the above formula (1). At this time, the reference interval WV was set to the interval WM of the short side copper plates 11 at the average position of the meniscus position.

また、本実施形態に係る鋳型10には、突出部12が設けられている。突出部12を設けることで、鋳片のコーナー部が長辺幅中央部と比較して過冷却となる現象を防ぐことができる。突出部12の形状は、例えば図2及び図3Bに示すように、鋳型10を平面視して三角形状としてもよい。しかし、本発明はかかる例に限定されず、例えば図3C~図3Eに示すように、突出部12は他の形状であってもよい。突出部12は、それぞれ、鋳型10を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さCが、鋳型10の短辺方向長さC及び長辺方向長さCの和よりも短く、かつ、その差が3mm以上となるように形成されていればよい。すなわち、1つの突出部12の接触部の長さCは、下記式(2)を満たしている。 Moreover, the mold 10 according to the present embodiment is provided with a protruding portion 12. By providing the protruding portion 12, it is possible to prevent the phenomenon that the corner portion of the cast piece is supercooled compared to the central portion of the long side width. The shape of the protruding portion 12 may be triangular when the mold 10 is viewed from above, for example, as shown in FIG. 2 and FIG. 3B. However, the present invention is not limited to such an example, and the protruding portion 12 may have other shapes, for example, as shown in FIG. 3C to FIG. 3E. Each of the protruding portions 12 may be formed such that the length C of the contact portion in contact with the molten steel when the mold 10 is viewed from above is shorter than the sum of the length C X in the short side direction and the length C Y in the long side direction of the mold 10, and the difference is 3 mm or more. That is, the length C of the contact portion of one protruding portion 12 satisfies the following formula (2).

3[mm]≦{(C+C)-C} ・・・(2) 3 [mm]≦{(C X +C Y )-C} ...(2)

例えば、図3Bに示した突出部12の直線12aの長さC、及び、図3Cに示した突出部12の円弧12bの長さCは、溶鋼と接触する接触部の長さCそのものである(C=C)。また、図3Dに示した突出部12では、溶鋼と接触する接触部の長さCは、円弧12cの長さCと円弧12dの長さCとの和により表される(C=C+C)。さらに、図3Eに示した突出部12では、溶鋼と接触する接触部の長さCは、円弧12eの長さC、円弧12gの長さC及び直線12fのCの和により表される(C=C+C+C)。このように1つの突出部12の接触部の長さCを表したとき、鋳型10のコーナー部の4つの突出部12は、それぞれ、上記式(2)を満たすように形成される。 For example, the length C1 of the straight line 12a of the protrusion 12 shown in Fig. 3B and the length C1 of the arc 12b of the protrusion 12 shown in Fig. 3C are the length C of the contact portion in contact with the molten steel (C = C1 ). In addition, in the protrusion 12 shown in Fig. 3D, the length C of the contact portion in contact with the molten steel is expressed by the sum of the length C1 of the arc 12c and the length C2 of the arc 12d (C = C1 + C2 ). In addition, in the protrusion 12 shown in Fig. 3E, the length C of the contact portion in contact with the molten steel is expressed by the sum of the length C1 of the arc 12e , the length C2 of the arc 12g, and the length C3 of the straight line 12f (C = C1 + C2 + C3 ). When the length C of the contact portion of one protrusion 12 is expressed in this way, each of the four protrusions 12 at the corners of the mold 10 is formed so as to satisfy the above formula (2).

上記式(2)の関係は、溶鋼と接触する接触部の長さCと、鋳型10の短辺方向長さC及び長辺方向長さCの和とを変化させ、数値シミュレーションを用いた凝固解析を実施したときの結果に基づく。接触部の長さCが、鋳型10の短辺方向長さC及び長辺方向長さCの和よりも短く、その差ΔC(=(C+C)-C)が3mm未満の場合は、コーナー部表面温度が増加せず、突出部12の効果が発現しなかった。これより、溶鋼と接触する接触部の長さCを、鋳型10の短辺方向長さC及び長辺方向長さCの和よりも短くし、かつ、その差ΔCを3mm以上とする。 The relationship of the above formula (2) is based on the results of solidification analysis using a numerical simulation, in which the length C of the contact portion in contact with molten steel and the sum of the length C X of the mold 10 in the short side direction and the length C Y of the long side direction were changed. When the length C of the contact portion was shorter than the sum of the length C X of the mold 10 in the short side direction and the length C Y of the long side direction, and the difference ΔC (= (C X + C Y ) - C) was less than 3 mm, the surface temperature of the corner did not increase, and the effect of the protrusion 12 was not achieved. Therefore, the length C of the contact portion in contact with molten steel is set shorter than the sum of the length C X of the mold 10 in the short side direction and the length C Y of the long side direction, and the difference ΔC is set to 3 mm or more.

なお、差ΔCが3mm以上となると、コーナー部表面温度は徐々に増加したが、20mmを超えると、その差ΔCをさらに大きくしてもコーナー部表面温度の増加代は飽和した。一方で、鋳造断面が狭まると歩留まりが低下する(すなわち、生産性が悪化する)。したがって、差ΔC(=(C+C)-C)は、20mm以下としてもよい。 When the difference ΔC was 3 mm or more, the corner surface temperature gradually increased, but when the difference ΔC exceeded 20 mm, the increase in the corner surface temperature was saturated even if the difference ΔC was further increased. On the other hand, when the casting cross section is narrowed, the yield rate decreases (i.e., productivity deteriorates). Therefore, the difference ΔC (=(C X +C Y )-C) may be set to 20 mm or less.

ここで、表2に、溶鋼と接触する接触部の長さCと、鋳型10の短辺方向長さC及び長辺方向長さCの和との差ΔC(=(C+C)-C)を変化させたときの、スラブの品質について調べた結果を示す。表2では、図1、図2及び図5に示した連続鋳造設備を用いて、スラブ幅1250~2300mm、スラブ厚200~400mmのスラブを鋳造する際に用いる鋳型の突出部12の形状を変化させ、スラブの表面割れの発生有無を調べた結果を示している。なお、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率は2.0%/mとした。テーパー率は、上記式(1)を用いて算出した。このとき、基準間隔Wは、メニスカス位置の平均位置での短辺銅板11の間隔Wとした。 Table 2 shows the results of investigating the quality of the slab when the difference ΔC (=(C X +C Y )-C) between the length C of the contact part in contact with the molten steel and the sum of the short side length C X and the long side length C Y of the mold 10 is changed. Table 2 shows the results of investigating the occurrence of surface cracks in the slab when the shape of the protruding part 12 of the mold used for casting a slab with a width of 1250 to 2300 mm and a thickness of 200 to 400 mm is changed using the continuous casting equipment shown in Figures 1, 2 and 5. The taper rate of the taper part on the most upstream side in the casting direction was 2.0%/m. The taper rate was calculated using the above formula (1). In this case, the reference interval W V was set to the interval W M of the short side copper plates 11 at the average position of the meniscus position.

また、スラブの表面割れは、以下のように評価した。
A:表面割れ発生なし
B:ほぼ表面割れ発生なし
C:微小な表面割れが発生するが、除去可能で製品の品質に問題なし
D:表面割れが顕著に発生し、製品の品質に問題あり
The surface cracks of the slabs were evaluated as follows.
A: No surface cracks occurred. B: Almost no surface cracks occurred. C: Minor surface cracks occurred, but they were removable and did not affect the quality of the product. D: Significant surface cracks occurred, causing a problem in the quality of the product.

Figure 0007560725000002
Figure 0007560725000002

表2の結果からも、スラブの表面割れが発生しないようにするには、溶鋼と接触する接触部の長さCを、鋳型10の短辺方向長さC及び長辺方向長さCの和よりも短くし、かつ、その差ΔCを3mm以上とすればよいことがわかる。また、差ΔCが20mmを超えると、その差ΔCをさらに大きくしてもコーナー部表面温度の増加代は飽和した。これより、歩留り低下を抑制する観点から、差ΔCは20mm以下とすればよい。 From the results in Table 2, it can be seen that in order to prevent the occurrence of surface cracks in the slab, the length C of the contact portion in contact with the molten steel should be shorter than the sum of the short side length C X and the long side length C Y of the mold 10, and the difference ΔC should be 3 mm or more. Furthermore, when the difference ΔC exceeds 20 mm, the increase in the corner surface temperature is saturated even if the difference ΔC is further increased. Therefore, from the viewpoint of suppressing a decrease in yield, the difference ΔC should be 20 mm or less.

上記式(2)を満たしていれば、突出部12の接触部は、鋳型10を平面視して、例えば、1または複数の角部を有する形状であってもよく、図3Cまたは図3Dに示したように1または複数の円弧(曲線)にて規定される形状であってもよく、図3Eに示したように直線及び円弧(曲線)の組合せにて規定される形状であってもよい。 As long as the above formula (2) is satisfied, the contact portion of the protrusion 12 may have, for example, a shape having one or more corners when the mold 10 is viewed in a plan view, a shape defined by one or more arcs (curves) as shown in FIG. 3C or FIG. 3D, or a shape defined by a combination of straight lines and arcs (curves) as shown in FIG. 3E.

ここで、鋳型10のコーナー部に突出部12を設けると、コーナーが直角であるときよりも溶鋼と銅板との接触長が減少し、鋳型コーナー部の抜熱量が低下する。したがって、鋳片コーナー部の表面温度が上昇する。一方で、抜熱量の低下によりコーナーが直角である場合と比較して凝固シェルの厚みが低下する。また、凝固初期において鋳型と鋳片との間に生じる空隙は、鋳型のコーナー部に突出部を設けた場合には、直角コーナーの場合と比較して広い領域に発生する。このため、凝固シェルから鋳型への抜熱が阻害され、十分な鋳型冷却ができなくなり、凝固シェルは薄いままとなる。その結果、バルジングが発生して、長辺幅中央部等と比較して凝固シェルの厚みの薄い長辺銅板のコーナー部付近で鋳片の凝固シェルが割れ、内部割れと呼ばれる内部欠陥が生じる可能性がある。 Here, when a protrusion 12 is provided at the corner of the mold 10, the contact length between the molten steel and the copper plate is reduced compared to when the corner is a right angle, and the amount of heat removed from the mold corner is reduced. Therefore, the surface temperature of the slab corner rises. On the other hand, the thickness of the solidified shell is reduced compared to when the corner is a right angle due to the reduced amount of heat removed. In addition, when a protrusion is provided at the corner of the mold, the gap that occurs between the mold and the slab in the early stage of solidification occurs in a wider area compared to when the corner is a right angle. For this reason, heat removal from the solidified shell to the mold is hindered, the mold cannot be sufficiently cooled, and the solidified shell remains thin. As a result, bulging occurs, and the solidified shell of the slab cracks near the corner of the long side copper plate, where the solidified shell is thinner than the center of the long side width, and there is a possibility that an internal defect called an internal crack occurs.

内部欠陥の発生を防止するため、鋳型10の短辺銅板にはテーパーが設けられている。しかし、鋳型10に鋳造方向全体にわたって勾配の大きい強テーパーが設けられていると、鋳型10と鋳片との摩擦拘束力が増加し、ブレークアウトが発生する可能性がある。特に、鋳型10に突出部12を設けた場合には、突出部12を設ける短辺銅板11単体で考えた場合、溶鋼と接触する接触部の長さCが鋳型10の短辺方向長さCよりも大きい(すなわち、C>C)となる。このため、鋳型10と鋳片との接触範囲が増え、摩擦拘束力がより増加しやすい。 In order to prevent the occurrence of internal defects, the copper plate on the short side of the mold 10 is tapered. However, if the mold 10 is provided with a strong taper with a large gradient over the entire casting direction, the frictional constraint force between the mold 10 and the slab increases, and a breakout may occur. In particular, when the mold 10 is provided with a protrusion 12, when considering only the short-side copper plate 11 on which the protrusion 12 is provided, the length C of the contact portion in contact with the molten steel is greater than the length C X of the mold 10 in the short side direction (i.e., C>C X ). Therefore, the contact area between the mold 10 and the slab increases, and the frictional constraint force is more likely to increase.

しかし、本実施形態に係る鋳型10は、上述のように、鋳型10の内面側に複数のテーパー部が形成されるように、短辺銅板11に鋳造方向に異なる2以上の勾配が設けられている。これにより、突出部12が設けられていても、凝固収縮の大きな鋳型10の上部において、鋳片のコーナー部の凝固不均一を抑制でき、凝固収縮の小さな鋳型10の下部において、鋳片と鋳型10との強い接触を緩和することができる。 However, as described above, the mold 10 according to this embodiment has two or more different gradients in the casting direction on the short-side copper plate 11 so that multiple tapered portions are formed on the inner surface side of the mold 10. As a result, even if the protrusions 12 are provided, it is possible to suppress non-uniform solidification of the corners of the slab in the upper part of the mold 10, where solidification shrinkage is large, and to alleviate strong contact between the slab and the mold 10 in the lower part of the mold 10, where solidification shrinkage is small.

さらに、本実施形態に係る鋳型10は、短辺銅板11に、鋳造方向最上流側のテーパー部(すなわち、第1テーパー部T)のテーパー率Rが1.1%/m以上3.5%/m以下となるように、勾配が設けられている。これにより、短辺銅板11の勾配が小さすぎて、長辺銅板13のコーナー部付近にギャップが発生し、凝固シェルの成長が阻害されることを回避できる。また、短辺銅板11の勾配が大きすぎて、鋳型10と鋳片との間の摩擦力が増加し、凝固シェルの破断によるブレークアウトの発生を防ぐことができる。 Furthermore, in the mold 10 according to this embodiment, the narrow side copper plate 11 is provided with a gradient such that the taper rate R of the taper portion on the most upstream side in the casting direction (i.e., the first taper portion T1 ) is 1.1%/m or more and 3.5%/m or less. This makes it possible to avoid a situation in which the gradient of the narrow side copper plate 11 is too small, causing gaps to occur near the corners of the long side copper plate 13 and inhibiting the growth of the solidified shell. In addition, it is possible to prevent the occurrence of breakout due to rupture of the solidified shell caused by an increase in the frictional force between the mold 10 and the slab due to an excessively large gradient of the narrow side copper plate 11.

なお、本実施形態に係る鋳型10は、鋳型10の内面側に複数のテーパー部が形成されるように、短辺銅板11に鋳造方向に異なる2以上の勾配を設ける。複数のテーパー部は、鋳造方向下流側に向かうほど、その勾配(すなわち、テーパー率)が小さくなるように形成される。 The mold 10 according to this embodiment has two or more different gradients in the casting direction on the short-side copper plate 11 so that multiple tapered sections are formed on the inner surface side of the mold 10. The multiple tapered sections are formed so that the gradient (i.e., the taper rate) becomes smaller the further downstream in the casting direction they are.

鋳型10の短辺銅板11の内面に鋳造方向に複数の勾配を設ける方法として、例えば、内面を曲面にしたパラボリックテーパーを用いる方法もある。しかし、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率が3.5%/mを超える大きな値となってしまうため、凝固シェルに大きな摩擦拘束力が働き、凝固シェルが破れる可能性がある。凝固シェルが破れると、未凝固の溶鋼が外部へ流れ出すブレークアウト等の操業トラブルを発生させる可能性がある。また、パラボリックテーパーの鋳型ではメニスカス位置の変動によりテーパー率が大きく変動する。このため、浸漬ノズルの詰まり等に起因するメニスカス位置変動発生時にテーパー率の小さい部位が生じてしまい、鋳片に縦割れが発生する。 As a method of providing multiple gradients in the casting direction on the inner surface of the short-side copper plate 11 of the mold 10, for example, a method of using a parabolic taper with a curved inner surface is also available. However, because the taper ratio of the taper part on the most upstream side of the casting direction is a large value exceeding 3.5%/m, a large frictional restraint force acts on the solidified shell, which may cause the solidified shell to break. If the solidified shell breaks, it may cause operational problems such as breakouts, in which unsolidified molten steel flows out to the outside. Furthermore, in a parabolic taper mold, the taper ratio varies greatly due to fluctuations in the meniscus position. For this reason, when fluctuations in the meniscus position occur due to clogging of the submerged nozzle, etc., areas with a small taper ratio are created, and vertical cracks occur in the cast piece.

さらに、スラグによる浸漬ノズルの溶損を防ぐために連続して連続鋳造を行う場合、メニスカス位置を変更して鋳造が行われるが、パラボリックテーパーの鋳型では、テーパー率が適切となる範囲が狭いため、連続鋳造を連続して行うことができる回数が少なく、鋳造効率は低下する。このような理由からも、本実施形態に係る鋳型10では、鋳型10の内面側に複数のテーパー部が形成されるように、短辺銅板11に鋳造方向に異なる2以上の勾配を設けている。 Furthermore, when performing continuous casting in succession to prevent the immersion nozzle from melting due to slag, the meniscus position is changed during casting, but with a parabolic taper mold, the range in which the taper rate is appropriate is narrow, so the number of times continuous casting can be performed in succession is reduced, and casting efficiency is reduced. For this reason, in the mold 10 of this embodiment, the short-side copper plate 11 has two or more different gradients in the casting direction so that multiple tapered portions are formed on the inner surface side of the mold 10.

加えて、内面を曲面にしたパラボリックテーパーを用いる鋳型は、形状が複雑であり、加工が困難であるため、製作コストが増加する。一方、例えば図5に示すように、鋳型10の内面側に2つのテーパー部T、Tを形成することで、鋳型10の形状が複雑とならず、容易な加工で、安価に、短辺銅板11に適切な勾配を設定することができる。 In addition, a mold using a parabolic taper with a curved inner surface has a complex shape and is difficult to process, which increases the manufacturing cost. On the other hand, by forming two tapered portions T1 and T2 on the inner side of the mold 10 as shown in Figure 5, the shape of the mold 10 is not complicated, and it is possible to set an appropriate gradient on the short side copper plate 11 with easy processing and at low cost.

このような鋳型10を用いて鋼を連続鋳造することで、溶鋼の凝固の均一性を担保し、鋳片のコーナー割れを抑制することができる。 Continuous casting of steel using such a mold 10 ensures uniform solidification of the molten steel and suppresses corner cracks in the cast piece.

[2-3.追加構成]
上述の鋳型10の基本構成に対し、以下のような構成を追加することで、より溶鋼の凝固の均一性を担保し、鋳片のコーナー割れを抑制することができる。
[2-3. Additional configuration]
By adding the following configuration to the basic configuration of the mold 10 described above, it is possible to ensure more uniform solidification of the molten steel and suppress corner cracks in the cast slab.

(a)第1テーパー変化点の位置
例えば、メニスカス位置の平均位置Mから短辺銅板11の最初のテーパー変化点(以下、「第1テーパー変化点」ともいう。)Pまでの鋳造方向の距離X(以下、単に「距離X」ともいう。)は、50mm以上300mm以下としてもよい。メニスカス位置は鋳造中に変化することから、ここではメニスカス位置の平均位置Mを基準とする。距離Xを50mm以上とすることで、テーパー率の大きい範囲を長くとることができる。これにより、多段テーパーの最上段のテーパーを大きくすることにより鋳型と鋳片との間のギャップ生成を抑制することができ、凝固シェルの成長を促すという効果を、十分に得ることができる。すなわち、鋳片シェルの厚さが薄くなることを抑制し、内部割れの発生を抑制することができる。これにより、仮に第1テーパー部Tのテーパー率が1.1%/m以上の場合に微小な内部割れが発生したとしても、製品品質は問題とならない程度にその影響を抑えることができる。
(a) Position of the first taper change point For example, the distance XM (hereinafter also simply referred to as "distance XM") in the casting direction from the average position M of the meniscus position to the first taper change point P1 of the short side copper plate 11 (hereinafter also referred to as "first taper change point " ) may be 50 mm or more and 300 mm or less. Since the meniscus position changes during casting, the average position M of the meniscus position is used as the reference here. By setting the distance XM to 50 mm or more, the range with a large taper rate can be made long. As a result, the taper of the top stage of the multi-stage taper can be made large to suppress the generation of a gap between the mold and the slab, and the effect of promoting the growth of the solidified shell can be sufficiently obtained. In other words, the thickness of the slab shell can be suppressed from becoming thin, and the occurrence of internal cracks can be suppressed. As a result, even if a small internal crack occurs when the taper rate of the first taper portion T1 is 1.1%/m or more, the effect can be suppressed to a level that does not cause a problem in the product quality.

また、メニスカス位置の平均位置Mから第1テーパー変化点Pまでの鋳造方向の距離Xを300mm以下とすることで、テーパー率の大きい範囲が長くなりすぎて鋳型10と鋳片とが強く接触することを回避できる。これにより、凝固シェルに大きな摩擦拘束力が働き、凝固シェルが破れ、未凝固の溶鋼が流れ出すブレークアウトの発生を抑制することができる。 Furthermore, by setting the distance XM in the casting direction from the average meniscus position M to the first taper change point P1 to 300 mm or less, it is possible to prevent the range with a large taper rate from becoming too long and causing strong contact between the mold 10 and the slab. This makes it possible to suppress the occurrence of breakouts, in which a large frictional restraining force acts on the solidified shell and the solidified shell breaks, causing unsolidified molten steel to flow out.

ここで、表3に、メニスカス位置の平均位置Mから第1テーパー変化点Pまでの鋳造方向の距離Xと、鋳片の内部割れ及びブレークアウトの発生有無とを調べた結果を示す。表3では、図1、図2及び図5に示した連続鋳造設備を用いて、スラブ幅1250~2300mm、スラブ厚200~400mmのスラブを鋳造する際に、距離Xを変化させ、そのときのスラブの内部割れ及びブレークアウトの発生有無を調べた結果を示している。なお、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率は2.0%/mとした。テーパー率は、上記式(1)を用いて算出した。このとき、基準間隔Wは、メニスカス位置の平均位置での短辺銅板11の間隔Wとした。また、鋳型10の突出部12の形状は、鋳型10を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さCが36mm、鋳型10の短辺方向長さCが30mm、鋳型10の長辺方向長さCの20mmの三角形状とした。 Here, Table 3 shows the results of investigating the distance XM in the casting direction from the average meniscus position M to the first taper change point P1 and the occurrence of internal cracks and breakouts in the slab. Table 3 shows the results of investigating the occurrence of internal cracks and breakouts in the slab when the distance XM is changed when casting a slab with a slab width of 1250 to 2300 mm and a slab thickness of 200 to 400 mm using the continuous casting equipment shown in Figures 1, 2, and 5. The taper rate of the taper part on the most upstream side in the casting direction was 2.0%/m. The taper rate was calculated using the above formula (1). At this time, the reference interval WV was set to the interval WM of the short side copper plates 11 at the average meniscus position. The shape of the protruding portion 12 of the mold 10 was a triangle with a length C of the contact portion in contact with the molten steel of 36 mm, a length C X of the short side of the mold 10 of 30 mm, and a length C Y of the long side of the mold 10 of 20 mm, when viewed from above.

Figure 0007560725000003
Figure 0007560725000003

表3の結果からも、スラブの内部割れ及びブレークアウトが発生しないようにするには、メニスカス位置の平均位置Mから短辺銅板11の第1テーパー変化点Pまでの鋳造方向の距離Xは、50mm以上300mm以下とすればよいことがわかる。 From the results of Table 3, it can be seen that in order to prevent internal cracks and breakouts from occurring in the slab, the distance XM in the casting direction from the average position M of the meniscus positions to the first taper change point P1 of the short side copper plate 11 should be set to 50 mm or more and 300 mm or less.

なお、距離Xを100mmとした場合、第1テーパー部Tのテーパー率が2.3%/m以上であっても、スラブに内部割れは発生しなかった。さらに、距離Xを200mmとしたとき、第1テーパー部Tのテーパー率が1.9%/m以上であっても、スラブに内部割れは発生しなかった。加えて、距離Xを300mmとすることで、第1テーパー部Tのテーパー率が1.1%/m以上であっても、内部割れは発生しなかった。 When the distance XM was 100 mm, no internal cracks were generated in the slab even if the taper rate of the first taper portion T1 was 2.3%/m or more. Furthermore, when the distance XM was 200 mm, no internal cracks were generated in the slab even if the taper rate of the first taper portion T1 was 1.9%/m or more. In addition, when the distance XM was 300 mm, no internal cracks were generated even if the taper rate of the first taper portion T1 was 1.1%/m or more.

(b)鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率
また、鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率を、0.5%/m以上1.9%/m未満であり、かつ、上流側のテーパー部のテーパー率以下としてもよい。例えば、図5に示す鋳型10では、第2テーパー部Tが鋳造方向最下流側のテーパー部である。ここで、テーパー率は、上記式(1)を用いて算出したものである。基準間隔Wは、メニスカス位置の平均位置での短辺銅板11の間隔Wとした。
(b) Taper ratio of the taper portion on the most downstream side in the casting direction The taper ratio of the taper portion on the most downstream side in the casting direction may be 0.5%/m or more and less than 1.9%/m, and may be equal to or less than the taper ratio of the upstream taper portion. For example, in the mold 10 shown in FIG. 5, the second taper portion T2 is the taper portion on the most downstream side in the casting direction. Here, the taper ratio is calculated using the above formula (1). The reference interval WV is the interval WM of the short side copper plate 11 at the average position of the meniscus position.

鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率を0.5%/m以上とすれば、凝固収縮した凝固シェルと鋳型10との間にギャップが発生しにくくなる。その結果、鋳型10を出た後に鋳片をスプレー冷却する冷却水の飛沫、及び、水蒸気がギャップに侵入することがなくなり、鋳型10の銅板の腐食を抑制することができる。 If the taper rate of the tapered section on the most downstream side in the casting direction is 0.5%/m or more, a gap is less likely to occur between the solidified shell that has solidified and shrunk and the mold 10. As a result, splashes of cooling water used to spray-cool the slab after it leaves the mold 10 and water vapor will not penetrate into the gap, and corrosion of the copper plate of the mold 10 can be suppressed.

一方、鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率を1.9%/m未満とすれば、鋳片の凝固収縮に対してテーパー率が高くなり過ぎず、鋳型10と鋳片とが強く接触することを抑制できる。鋳型10の下部では凝固シェルは十分に成長しているため、凝固シェルが破れてブレークアウトが発生することはほとんどない。しかし、テーパー率が高くなり過ぎないようにすることで、成長した凝固シェルと鋳型10の銅板とが強く接触することがなくなり、鋳型10の銅板の表面の摩耗を抑制することができる。 On the other hand, if the taper rate of the tapered section on the most downstream side in the casting direction is less than 1.9%/m, the taper rate will not be too high relative to the solidification shrinkage of the slab, and strong contact between the mold 10 and the slab can be suppressed. Because the solidified shell has grown sufficiently in the lower part of the mold 10, the solidified shell rarely breaks and breaks out. However, by preventing the taper rate from becoming too high, the grown solidified shell will not come into strong contact with the copper plate of the mold 10, and wear on the surface of the copper plate of the mold 10 can be suppressed.

このように、鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率を、0.5%/m以上1.9%/m未満であり、かつ、上流側のテーパー部のテーパー率以下とすることで、鋳型10の銅板の寿命を長くすることができ、銅板の交換の頻度も低減させることができる。 In this way, by setting the taper rate of the tapered section on the most downstream side in the casting direction to 0.5%/m or more and less than 1.9%/m, and equal to or less than the taper rate of the tapered section on the upstream side, the life of the copper plate of the mold 10 can be extended and the frequency of replacement of the copper plate can be reduced.

ここで、表4に、鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率と、2000チャージ後の鋳型10の銅板の腐食及び摩耗の有無とを調べた結果を示す。表4では、図1、図2及び図5に示した連続鋳造設備を用いて、スラブ幅1250~2300mm、スラブ厚200~400mmのスラブを鋳造する際に、鋳造方向最下流側のテーパー部(すなわち、第2テーパー部T)のテーパー率を変化させ、2000チャージ後の鋳型10の銅板の腐食及び摩耗の有無を調べた結果を示している。なお、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率は2.0%/mとした。また、鋳型10の突出部12の形状は、鋳型10を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さCが36mm、鋳型10の短辺方向長さCが30mm、鋳型10の長辺方向長さCの20mmの三角形状とした。 Here, Table 4 shows the results of investigating the taper ratio of the taper part on the most downstream side in the casting direction and the presence or absence of corrosion and wear of the copper plate of the mold 10 after 2000 charges. Table 4 shows the results of investigating the presence or absence of corrosion and wear of the copper plate of the mold 10 after 2000 charges by changing the taper ratio of the taper part on the most downstream side in the casting direction (i.e., the second taper part T 2 ) when casting a slab with a slab width of 1250 to 2300 mm and a slab thickness of 200 to 400 mm using the continuous casting equipment shown in Figures 1, 2 and 5. The taper ratio of the taper part on the most upstream side in the casting direction was set to 2.0%/m. In addition, the shape of the protruding part 12 of the mold 10 was a triangle with a length C of the contact part in contact with the molten steel of 36 mm, a length C X of the short side direction of the mold 10 of 30 mm, and a length C Y of the long side direction of the mold 10 of 20 mm when viewed from above.

Figure 0007560725000004
Figure 0007560725000004

表4の結果からも、鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率を、0.5%/m以上1.9%/m未満であり、かつ、上流側のテーパー部のテーパー率以下とすることで、鋳型10の銅板の腐食及び摩耗の発生が抑制され、鋳型10の銅板の寿命を長くすることができることがわかる。 The results in Table 4 also show that by setting the taper rate of the tapered section on the most downstream side in the casting direction to 0.5%/m or more and less than 1.9%/m, and equal to or less than the taper rate of the upstream tapered section, the occurrence of corrosion and wear of the copper plate of the mold 10 can be suppressed, and the life of the copper plate of the mold 10 can be extended.

(c)鋳造方向最上流側のテーパー部と最下流側のテーパー部とのテーパー率の関係
また、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率は、鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率の1.1倍以上2.0倍以下としてもよい。例えば、図5に示す鋳型10では、第1テーパー部Tが鋳造方向最上流側のテーパー部であり、第2テーパー部Tが鋳造方向最下流側のテーパー部である。
(c) Relationship between the taper ratios of the most upstream taper section and the most downstream taper section in the casting direction The taper ratio of the most upstream taper section in the casting direction may be 1.1 to 2.0 times that of the most downstream taper section in the casting direction. For example, in the mold 10 shown in Fig. 5, the first taper section T1 is the most upstream taper section in the casting direction, and the second taper section T2 is the most downstream taper section in the casting direction.

ここで、表5に、鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率に対する鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率(以下、「テーパー比率」ともいう。)と、鋳片の内部割れ及びブレークアウトの発生有無とを調べた結果を示す。表5では、図1、図2及び図5に示した連続鋳造設備を用いて、スラブ幅1250~2300mm、スラブ厚200~400mmのスラブを鋳造する際に、テーパー比率を変化させ、そのときのスラブの内部割れ及びブレークアウトの発生有無を調べた結果を示している。なお、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率は2.0%/mとした。テーパー率は、上記式(1)を用いて算出した。このとき、基準間隔Wは、メニスカス位置の平均位置での短辺銅板11の間隔Wとした。また、鋳型10の突出部12の形状は、鋳型10を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さCが36mm、鋳型10の短辺方向長さCが30mm、鋳型10の長辺方向長さCの20mmの三角形状とした。 Table 5 shows the results of investigating the taper ratio of the taper part on the most upstream side in the casting direction relative to the taper ratio of the taper part on the most downstream side in the casting direction (hereinafter also referred to as the "taper ratio") and the occurrence of internal cracks and breakouts in the slab. Table 5 shows the results of investigating the occurrence of internal cracks and breakouts in the slab when the taper ratio was changed when casting a slab with a slab width of 1250 to 2300 mm and a slab thickness of 200 to 400 mm using the continuous casting equipment shown in Figures 1, 2, and 5. The taper ratio of the taper part on the most upstream side in the casting direction was set to 2.0%/m. The taper ratio was calculated using the above formula (1). At this time, the reference interval W V was set to the interval W M of the short side copper plates 11 at the average position of the meniscus position. The shape of the protruding portion 12 of the mold 10 was a triangle with a length C of the contact portion in contact with the molten steel of 36 mm, a length C X of the short side of the mold 10 of 30 mm, and a length C Y of the long side of the mold 10 of 20 mm, when viewed from above.

Figure 0007560725000005
Figure 0007560725000005

表5に示すように、テーパー比率を1.1以上とすることで、スラブの内部割れの発生を抑制することができる。また、テーパー比率を2.0以下とすれば、ブレークアウトの発生を抑制することができる。これより、テーパー比率を1.1以上2.0以下とする(すなわち、鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率を、鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率の1.1倍以上2.0倍以下とする)ことが望ましいことがわかる。 As shown in Table 5, by setting the taper ratio to 1.1 or more, the occurrence of internal cracks in the slab can be suppressed. Furthermore, by setting the taper ratio to 2.0 or less, the occurrence of breakouts can be suppressed. This shows that it is desirable to set the taper ratio to 1.1 or more and 2.0 or less (i.e., the taper ratio of the tapered portion on the most upstream side in the casting direction is 1.1 to 2.0 times the taper ratio of the tapered portion on the most downstream side in the casting direction).

図1、図2及び図5に示した連続鋳造設備を用いて、スラブ幅1250~2300mm、スラブ厚200~400mmのスラブを鋳造した。このとき、鋳造方向最上流側のテーパー部(第1テーパー部T)のテーパー率、鋳造方向最下流側のテーパー部(第2テーパー部T)のテーパー率、及び、第1テーパー変化点の位置を変化させ、製造されたスラブの品質、操業の安定性、及び、鋳型の銅板寿命について検証した。検証結果を下記表6に示す。なお、スラブの品質、操業の安定性、及び、鋳型の銅板寿命については、以下の評価基準に基づき評価した。テーパー率は、上記式(1)を用いて算出した。このとき、基準間隔Wは、メニスカス位置の平均位置での短辺銅板11の間隔Wとした。また、鋳型10の突出部12の形状は、鋳型10を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さCが36mm、鋳型10の短辺方向長さCが30mm、鋳型10の長辺方向長さCの20mmの三角形状とした。 Using the continuous casting equipment shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 5, a slab with a slab width of 1250 to 2300 mm and a slab thickness of 200 to 400 mm was cast. At this time, the taper ratio of the taper part (first taper part T 1 ) on the most upstream side in the casting direction, the taper ratio of the taper part (second taper part T 2 ) on the most downstream side in the casting direction, and the position of the first taper change point were changed, and the quality of the produced slab, the stability of operation, and the copper plate life of the mold were verified. The verification results are shown in Table 6 below. The quality of the slab, the stability of operation, and the copper plate life of the mold were evaluated based on the following evaluation criteria. The taper ratio was calculated using the above formula (1). At this time, the reference interval W V was set to the interval W M of the short side copper plate 11 at the average position of the meniscus position. The shape of the protruding portion 12 of the mold 10 was a triangle with a length C of the contact portion in contact with the molten steel of 36 mm, a length C X of the short side of the mold 10 of 30 mm, and a length C Y of the long side of the mold 10 of 20 mm, when viewed from above.

スラブの品質は、製造されたスラブの内部割れの有無により評価した。
A:内部割れ発生なし
B:ほぼ内部割れ発生なし
C:微小な内部割れが発生するが製品の品質に問題なし
D:内部割れが発生し、製品の品質に問題あり
The quality of the slabs was evaluated based on the presence or absence of internal cracks in the produced slabs.
A: No internal cracks occurred. B: Almost no internal cracks occurred. C: Small internal cracks occurred, but there was no problem with the quality of the product. D: Internal cracks occurred, and there was a problem with the quality of the product.

操業の安定性については、ブレークアウトの発生有無により評価した。
A:ブレークアウト発生なし、スラブ表面に凝固シェルが破れた小さな跡なし
B:ほぼブレークアウト発生なし、スラブ表面に凝固シェルが破れた小さな跡なし
C:ほぼブレークアウト発生なし、スラブ表面に凝固シェルが破れた小さな跡があったが、後工程で除去可能であり、製品の品質に問題なし
D:ブレークアウト発生
The stability of operation was evaluated based on the occurrence of breakouts.
A: No breakouts occurred, and there were no small marks on the slab surface where the solidified shell had broken. B: Almost no breakouts occurred, and there were no small marks on the slab surface where the solidified shell had broken. C: Almost no breakouts occurred, and there were small marks on the slab surface where the solidified shell had broken, but these could be removed in a later process, and there was no problem with the quality of the product. D: Breakouts occurred.

鋳型の銅板寿命については、銅板の腐食に起因するものと摩耗に起因するものとについて、それぞれ以下の基準で評価した。
A:2000チャージまで交換不要(生産性に優れる)
B:1500チャージまで交換不要
C:1000チャージまで交換不要(生産性がやや低い)
D:1000チャージ以下で交換が必要(著しく生産性が低い)
The lifespan of the copper plate of the mold was evaluated according to the following criteria for damage caused by corrosion of the copper plate and damage caused by wear.
A: No need to replace for up to 2000 charges (Excellent productivity)
B: No replacement required until 1500 charges C: No replacement required until 1000 charges (productivity is somewhat low)
D: Replacement required after 1000 charges or less (significantly low productivity)

Figure 0007560725000006
Figure 0007560725000006

表6に示すように、実施例1~14は、鋳造方向最上流側のテーパー部である第1テーパー部Tのテーパー率が1.1%/m以上3.5%/m以下であることから、スラブの品質も問題なく、かつ、安定して操業が行われた。一方、比較例1では、第1テーパー部Tのテーパー率が1.1%/mより小さかったため、ブレークアウトは発生しなかったものの、スラブに内部割れが発生した。また、比較例2では、第1テーパー部Tのテーパー率が3.5%/mより大かったため、スラブの内部割れの発生は比較例1よりも低減されたが、ブレークアウトが発生した。 As shown in Table 6, in Examples 1 to 14, the taper ratio of the first taper section T1, which is the taper section on the most upstream side in the casting direction, was 1.1%/m or more and 3.5%/m or less, so there was no problem with the quality of the slab and stable operation was performed. On the other hand, in Comparative Example 1, the taper ratio of the first taper section T1 was smaller than 1.1%/m, so no breakout occurred, but internal cracks occurred in the slab. In Comparative Example 2, the taper ratio of the first taper section T1 was greater than 3.5%/m, so the occurrence of internal cracks in the slab was reduced compared to Comparative Example 1, but breakouts occurred.

また、実施例4~6、8~14では、メニスカス位置の平均位置から第1テーパー変化点までの鋳造方向の距離(表6の「第1テーパー変化点位置」)は、50mm以上300mm以下であったことから、スラブの内部割れ及びブレークアウトの発生がより低減された結果となった。さらに、実施例8~13では、鋳造方向最下流側のテーパー部である第2テーパー部Tのテーパー率は0.5%/m以上1.9%/m未満であり、かつ、上流側のテーパー部のテーパー率以下であったことから、銅板寿命も長くなり、生産性を高めることができた。 In Examples 4 to 6 and 8 to 14, the distance in the casting direction from the average meniscus position to the first taper change point ("first taper change point position" in Table 6) was 50 mm or more and 300 mm or less, which resulted in a further reduction in the occurrence of internal cracks and breakouts in the slab. Furthermore, in Examples 8 to 13, the taper rate of the second taper section T2, which is the taper section on the most downstream side in the casting direction, was 0.5%/m or more and less than 1.9%/m, and was equal to or less than the taper rate of the upstream taper section, which extended the copper plate life and increased productivity.

なお、比較例3、4として、鋳型内部に形成されたテーパー部が1つの場合(すなわち、シングルテーパーの場合)についても同様の検証を実施した。その結果、比較例3のように、比較的勾配の大きい強テーパーが設けられていると、スラブに内部割れはほとんど発生しなかったが、鋳型と鋳片との摩擦拘束力が増加し、ブレークアウトが発生した。このように、シングルテーパーの場合には、ブレークアウトが発生しまうためテーパー部の勾配を大きく設定することが難しいが、実施例3、4、上記表1の結果より、鋳型内部に複数のテーパー部を設けることで、より大きな勾配のテーパー部を設けることができる。これにより、突出部が設けられていても、凝固収縮の大きな鋳型の上部において、鋳片のコーナー部の凝固不均一を抑制でき、凝固収縮の小さな鋳型の下部において、鋳片と鋳型10との強い接触を緩和することができる。なお、比較例4のように、比較例3よりも勾配を小さくすると、ブレークアウトは発生しなくなったが、スラブに内部割れが生じた。 In addition, as Comparative Examples 3 and 4, the same verification was also carried out for the case where there was only one taper portion formed inside the mold (i.e., the case of a single taper). As a result, when a strong taper with a relatively large gradient was provided as in Comparative Example 3, almost no internal cracks occurred in the slab, but the frictional restraint force between the mold and the cast piece increased, and breakouts occurred. In this way, in the case of a single taper, it is difficult to set the gradient of the taper portion large because breakouts occur, but from the results of Examples 3 and 4 and Table 1 above, it is possible to provide a taper portion with a larger gradient by providing multiple taper portions inside the mold. As a result, even if a protrusion is provided, it is possible to suppress non-uniform solidification of the corners of the cast piece in the upper part of the mold where solidification shrinkage is large, and it is possible to alleviate strong contact between the cast piece and the mold 10 in the lower part of the mold where solidification shrinkage is small. In addition, when the gradient was made smaller than that of Comparative Example 3 as in Comparative Example 4, breakouts did not occur, but internal cracks occurred in the slab.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The above describes in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the attached drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can conceive of various modified or revised examples within the scope of the technical ideas described in the claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.

10 鋳型
11 短辺銅板
11a 短辺銅板の内面
12 突出部
12a、12f 直線
12b、12c、12d、12e、12g 円弧
13 長辺銅板
13a 長辺銅板の内面
第1テーパー部
第2テーパー部
10 Mold 11 Short side copper plate 11a Inner surface of short side copper plate 12 Protrusion 12a, 12f Straight line 12b, 12c, 12d, 12e, 12g Circular arc 13 Long side copper plate 13a Inner surface of long side copper plate T1 First taper portion T2 Second taper portion

Claims (7)

鋼を連続鋳造する連続鋳造設備において用いられる連続鋳造用鋳型であって、
一対の長辺銅板と、
前記一対の長辺銅板によって挟み込み、前記長辺銅板の長辺方向に沿って移動可能な一対の短辺銅板と、
を備え、
前記短辺銅板は、
溶鋼が供給される鋳型の内面側に複数のテーパー部が形成されるように、鋳造方向に異なる2以上の勾配を有し、
前記内面側の短辺方向の両端部分に、前記鋳造方向に延設された突出部を有しており、
前記鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率は、1.1%/m以上3.5%/m以下であり、
前記複数のテーパー部のテーパー率は、前記鋳造方向上流側から下流側に向かって徐々に小さく設定され、
前記突出部は、前記鋳型を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さが、前記鋳型の短辺方向長さ及び長辺方向長さの和よりも短く、かつ、その差が3mm以上となるように形成される、連続鋳造用鋳型。
なお、テーパー率R[%/m]は、下記式(1)により表される。
R={(W -W )/W /ΔL}×100 ・・・(1)
ここで、W [m]は対向する短辺銅板の上方位置での間隔、W [m]は対向する短辺銅板の下方位置での間隔、W [m]は対向する短辺銅板の所定の鋳造方向位置での間隔(基準間隔)、ΔL[m]は上方位置と下方位置との鋳造方向長さである。なお、前記基準間隔において、前記鋳造方向位置は、前記鋳造方向において最上流にある前記短辺銅板のテーパー変化点から上方に50mm以上300mm以下の範囲内とする。
A continuous casting mold used in a continuous casting facility for continuously casting steel, comprising:
A pair of long-side copper plates,
A pair of short-side copper plates that are sandwiched between the pair of long-side copper plates and can move along the long-side direction of the long-side copper plates;
Equipped with
The short side copper plate is
The casting mold has two or more different gradients in the casting direction so that a plurality of tapered portions are formed on the inner surface side of the mold to which molten steel is supplied,
The inner surface has protrusions extending in the casting direction at both ends in the short side direction,
The taper ratio of the taper portion on the most upstream side in the casting direction is 1.1%/m or more and 3.5%/m or less,
The taper ratios of the plurality of tapered portions are set to gradually decrease from the upstream side to the downstream side in the casting direction,
The protrusion is formed so that, when the mold is viewed in a plane, the length of the contact portion that comes into contact with molten steel is shorter than the sum of the lengths of the mold in the short side and long side directions, and the difference is 3 mm or more.
The taper ratio R [%/m] is expressed by the following formula (1).
R={(W T −W B )/W V /ΔL}×100 (1)
Here, W T [m] is the distance between the opposing copper plates on the narrow side at their upper positions, W B [m] is the distance between the opposing copper plates on the narrow side at their lower positions, W V [m] is the distance between the opposing copper plates on the narrow side at a predetermined position in the casting direction (reference distance), and ΔL [m] is the length in the casting direction between the upper and lower positions. Note that, in the reference distance, the casting direction position is within a range of 50 mm to 300 mm above the taper change point of the copper plate on the narrow side that is furthest upstream in the casting direction.
前記鋳造方向最下流側のテーパー部のテーパー率は、0.5%/m以上1.9%/m未満であり、かつ、上流側のテーパー部のテーパー率以下である、請求項に記載の連続鋳造用鋳型。 2. The continuous casting mold according to claim 1 , wherein the taper rate of the tapered portion on the most downstream side in the casting direction is 0.5%/m or more and less than 1.9%/m and is equal to or less than the taper rate of the tapered portion on the upstream side. 前記鋳型は、2つの前記テーパー部を有する、請求項1または2に記載の連続鋳造用鋳型。 The continuous casting mold according to claim 1 or 2 , wherein the mold has two of the tapered portions. 前記突出部により前記鋳型の内部側に形成される、前記短辺銅板と前記長辺銅板とを結ぶ面は、前記鋳型を平面視して、
前記短辺銅板と前記長辺銅板とを結ぶ直線、
前記短辺銅板と前記長辺銅板とを結び、前記鋳型のコーナー側に向かって凸の円弧からなる線、
前記鋳型の内部側に凸であって一端が前記長辺銅板に接する円弧と、前記鋳型のコーナー側に向かって凸であって一端が前記短辺銅板に接する円弧とを連結した、前記短辺銅板と前記長辺銅板とを結ぶ線、
または、
前記鋳型の内部側に凸であって一端が前記長辺銅板に接する第1の円弧と、前記鋳型のコーナー側に向かって凸であって一端が前記短辺銅板に接する第2の円弧と、前記第1の円弧の他端と前記第2の円弧の他端とを直線とからなる、前記短辺銅板と前記長辺銅板とを結ぶ線、
のうち、いずれかの形状を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の連続鋳造用鋳型
The surface connecting the short side copper plate and the long side copper plate formed on the inside of the mold by the protrusion is, when the mold is viewed in plan,
A straight line connecting the short side copper plate and the long side copper plate;
A line connecting the short side copper plate and the long side copper plate and consisting of a convex arc toward the corner side of the mold;
A line connecting the short side copper plate and the long side copper plate, which connects a circular arc that is convex toward the inside of the mold and has one end in contact with the long side copper plate, and a circular arc that is convex toward the corner side of the mold and has one end in contact with the short side copper plate;
or
A line connecting the short side copper plate and the long side copper plate, the line consisting of a first arc convex toward the inside of the mold and one end of which is in contact with the long side copper plate, a second arc convex toward the corner side of the mold and one end of which is in contact with the short side copper plate, and a straight line connecting the other end of the first arc and the other end of the second arc;
The continuous casting mold according to any one of claims 1 to 3, having any one of the following shapes :
鋼の連続鋳造方法であって、
一対の長辺銅板と、
前記一対の長辺銅板によって挟み込み、前記長辺銅板の長辺方向に沿って移動可能な一対の短辺銅板と、
を備え、
前記短辺銅板は、
溶鋼が供給される鋳型の内面側に複数のテーパー部が形成されるように、鋳造方向に異なる2以上の勾配を有し、
前記内面側の短辺方向の両端部分に、前記鋳造方向に延設された突出部を有しており、
前記鋳造方向最上流側のテーパー部のテーパー率は、1.1%/m以上3.5%/m以下であり、
前記複数のテーパー部のテーパー率は、前記鋳造方向上流側から下流側に向かって徐々に小さく設定され、
前記突出部は、前記鋳型を平面視して、溶鋼と接触する接触部の長さが、前記鋳型の短辺方向長さ及び長辺方向長さの和よりも短く、かつ、その差が3mm以上となるように形成されている、連続鋳造用鋳型を用いて、鋼を鋳造する、鋼の連続鋳造方法。
なお、テーパー率R[%/m]は、下記式(1)により表される。
R={(W -W )/W /ΔL}×100 ・・・(1)
ここで、W [m]は対向する短辺銅板の上方位置での間隔、W [m]は対向する短辺銅板の下方位置での間隔、W [m]は対向する短辺銅板の所定の鋳造方向位置での間隔(基準間隔)、ΔL[m]は上方位置と下方位置との鋳造方向長さである。前記基準間隔は、鋳型内の溶融金属のメニスカス位置の平均位置での短辺銅板の間隔[m]とする。
A method for continuous casting of steel, comprising the steps of:
A pair of long-side copper plates,
A pair of short-side copper plates that are sandwiched between the pair of long-side copper plates and can move along the long-side direction of the long-side copper plates;
Equipped with
The short side copper plate is
The casting mold has two or more different gradients in the casting direction so that a plurality of tapered portions are formed on the inner surface side of the mold to which molten steel is supplied,
The inner surface has protrusions extending in the casting direction at both ends in the short side direction,
The taper ratio of the taper portion on the most upstream side in the casting direction is 1.1%/m or more and 3.5%/m or less,
The taper ratios of the plurality of tapered portions are set to gradually decrease from the upstream side to the downstream side in the casting direction,
The method for continuous casting of steel includes casting steel using a continuous casting mold, the protrusion being formed such that, in a plan view of the mold, the length of a contact portion that contacts molten steel is shorter than the sum of the lengths of the mold in the short side direction and the long side direction, and the difference is 3 mm or more.
The taper rate R [%/m] is expressed by the following formula (1).
R={(W T −W B )/W V /ΔL}×100 (1)
Here, W T [m] is the distance between the opposing copper plates on the narrow side at the upper position, W B [m] is the distance between the opposing copper plates on the narrow side at the lower position, W V [m] is the distance between the opposing copper plates on the narrow side at a predetermined position in the casting direction (reference distance), and ΔL [m] is the length in the casting direction between the upper and lower positions. The reference distance is the distance [m] between the copper plates on the narrow side at the average position of the meniscus of the molten metal in the mold.
前記メニスカス位置の平均位置から前記短辺銅板の最初のテーパー変化点までの前記鋳造方向の距離は、50mm以上300mm以下である、請求項に記載の鋼の連続鋳造方法 6. The method for continuous casting of steel according to claim 5 , wherein a distance in the casting direction from an average position of the meniscus position to a first taper change point of the copper plate on the narrow side is 50 mm or more and 300 mm or less. スラブ幅1250~2300mm、スラブ厚200~400mmのスラブを連続鋳造する、請求項5または6に記載の鋼の連続鋳造方法。The method for continuous casting steel according to claim 5 or 6, wherein a slab having a width of 1250 to 2300 mm and a thickness of 200 to 400 mm is continuously cast.
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