JPH11170020A

JPH11170020A - 薄スラブ連続鋳造鋳片の表面清浄化方法

Info

Publication number: JPH11170020A
Application number: JP34173797A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tozawa; 宏一戸澤; Sumio Yamada; 純夫山田; San Nakato; 參中戸; Kenichi Tanmachi; 健一反町
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】特に厚み 100mm以下の薄スラブ連鋳鋳片の
表層部を安定して 0.5〜１mm程度、加熱・再溶融して欠
陥を除去する技術を提供する。【解決手段】薄スラブ連続鋳造鋳型５の下端より連続
的に引き抜かれる厚み 100mm以下の鋳片７の表層部を、
その冷却途中において、鋳片表面加熱装置８，８Ａにて
加熱し再溶融させる薄スラブ連続鋳造鋳片の表面清浄化
方法である。前記加熱を薄スラブ連続鋳造機15の機端16
または鋳片の完全凝固位置以降から、鋳片切断装置９ま
たは加熱炉10入側または加熱炉出側までの位置にて行う
ことが好ましい。また、前記鋳片表面加熱装置はプラズ
マまたはレーザを熱源とするものであることが好まし
く、また、鋳片の表面に沿って全幅を走査するものであ
ることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、薄スラブ連続鋳
造鋳片の表面清浄化方法に関し、とくに、表面割れやの
ろかみなどの表面欠陥のない鋳片を製造するのに有効な
薄スラブ連続鋳造鋳片の表面清浄化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造（以下随時「連鋳」と略記）に
より製造されるスラブやブルーム、ビレットなどの、連
鋳鋳片には、表面割れ（縦割れ、横割れ、コーナ割
れ）、のろかみあるいはオシレーションマークといった
表面欠陥が生じることが少なくない。これらの表面欠陥
のうち大きなものは、ガスバーナによる溶削やグライン
ダなどによる切削を行って手入れを行う必要がある。

【０００３】こうした鋳片の手入れは、作業負荷の増大
や製品歩留りの低下を招くだけでなく、鋳込後の高温鋳
片を表面手入れなしで加熱炉に装入する「無手入れ装
入」や、高温鋳片を再加熱せず直に圧延する「直接圧
延」ができなくなって生産性の低下を招くという問題が
ある。とくに、連鋳鋳片の表層部には、アルミナやモー
ルドパウダを主成分とする非金属介在物やガス気泡（Ar
ガス、N₂ガスなど）が集まり易く、これらは、加熱工程
や圧延工程のなかでは除去されないのが普通である。そ
のために、例えば、厚鋼板製品では表面凹凸キズとな
り、薄鋼板製品では筋状キズとなって、これら製品の歩
留り低下を招くという問題もある。

【０００４】このような問題に対して、特公昭49−2397
4 号公報には、鋳片を真空下でアーク溶解する表面改質
手入れ法が提案されている。しかし、この方法は、ア
ーク溶解であることから、溶融領域が広く、かつ溶融状
態に保持される時間が長い、大電流を必要とする、
減圧下で行う必要がある、という点において経済的でな
く、しかも、連鋳機から引き抜かれて冷却途中の鋳片を
対象にオンラインで実施するには多くの困難がある。

【０００５】現在一般的に行われている方法は、鋳片を
オフラインでその表面２〜３mm以上を酸素ガスを用いた
ホットスカーファにて溶削する鋳片表面手入れである。
また薄スラブ連鋳機を用いる製造プロセスでは一般に鋳
片を直接加熱炉に送り、オンラインで加熱または保熱す
るだけで圧延するので、ホットスカーファによる鋳片表
面手入れは実施されない。さらに薄スラブ連鋳鋳片は従
来連鋳鋳片に比べてその厚さが薄いため、ホットスカー
ファによる表面手入れ法は製品の歩留り低下という点に
おいて経済的ではない。

【０００６】その他、特開平３−42145 号公報では、薄
鋼板の表面を双ロールを用いて再溶融する方法を提案し
ているが、この方法は、表層部（数百ミクロン程度）を
固定式の加熱手段で溶融させると共に、続くローラ圧延
工程において微細割れと内部欠陥を除去する技術であ
る。この方法は、表層部のみ、あるいは局部を加熱・再
溶融するには有効であるが、例えば、スラブを全面にわ
たって深さ 0.5mm程度以上にまで再溶融させるような場
合には、極めて大容量のエネルギーを要するので実際的
でない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のホットスカーフ
ァによる表面手入れのような方法では、鋳片の表面を極
く薄く均一に溶削することが難しく、一般的には最低約
２mmは溶削せざるを得ないという問題があった。一方薄
スラブ鋳片の表面欠陥はその大多数が表面から約１mm以
内に集中しており、鋳片表面から 0.5mm〜１mm程度を安
定して均一に、かつ薄スラブ連鋳機から圧延機に至るオ
ンラインで溶削するという課題があった。

【０００８】この発明は、かかる従来技術の問題を解決
すべく、特に厚み 100mm以下の薄スラブ連鋳鋳片の表層
部を安定して 0.5〜１mm程度、加熱・再溶融して欠陥を
除去する技術を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、薄スラブ連
続鋳造鋳型の下端より連続的に引き抜かれる厚み 100mm
以下の鋳片の表層部を、その冷却途中において、鋳片表
面加熱装置にて加熱し再溶融させることを特徴とする薄
スラブ連続鋳造鋳片の表面清浄化方法である。この発明
では、前記加熱を薄スラブ連続鋳造機の機端または鋳片
の完全凝固位置以降から、鋳片切断装置または加熱炉入
側または加熱炉出側までの位置にて行うことが好まし
い。また、前記鋳片表面加熱装置はプラズマまたはレー
ザを熱源とするものであることが好ましく、また、鋳片
の表面に沿って全幅を走査するものであることが好まし
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の骨子は、薄スラブ連続
鋳造鋳片が高温状態にある冷却途中の段階で、その表層
部を加熱し再溶融させることにより清浄化を図ることに
ある。この加熱は、例えば、図１に示すような連続鋳造
機（薄スラブ連続鋳造機）15を用いた直接圧延設備にお
いて、薄スラブ連鋳機の機端16または鋳片７の完全凝固
位置以降から、鋳片切断装置９近傍または加熱炉10入側
または加熱炉10出側までの間の位置で行うことがより効
果的である。その理由は、鋳片が鋳込み速度と等しい速
度あるいは圧延機入側速度と等しい速度で引き抜かれて
いるため、加熱条件を一定にして加熱、再溶融できるこ
と、ならびに鋳片温度が 800℃程度以上と高いので表面
溶融に至るまでの加熱所要エネルギーが少なく熱経済の
観点からして極めて有利であることにある。

【００１１】発明者らの知見によれば、薄スラブ鋳片表
面を加熱して再溶融させる深さは、深いほどより清浄化
されるとの通念に反し、最大でも５mm程度までとするの
が良い。とくに、鋳片表面に生成した微細な割れの修
復、表面直下のブローホールやアルミナクラスタやモー
ルドパウダによる欠陥を圧延前にスケールオフ可能な状
態とするには、表面下 0.5〜１mm程度の範囲を加熱し再
溶融することが必要である。

【００１２】この点、従来のように酸素ガスを用いたホ
ットスカーファで表面を２mm程度以上、加熱、再溶融、
除去するのは、より多くの熱エネルギーの供給が必要と
なり、製品歩留りも低下するので経済的でない。これに
対しこの発明によれば、入射エネルギー密度の高いプラ
ズマ炎またはレーザ光で鋳片全幅を走査して表層部を加
熱・再溶融するので、鋳片表層部に適度にかつ有効にエ
ネルギーを集中させることができ、表面下 0.5〜１mm程
度の範囲をより経済的に加熱・再溶融することができ
る。

【００１３】かかる加熱装置としては、固定式でなく、
プラズマトーチやレーザトーチを鋳片の表面に沿う幅方
向に沿って移動できる移動式のものを採用するのがよ
い。このような加熱手段であれば、小型の加熱装置です
むし、溶融状態での保持時間も短くできるので、酸化の
危険性も低くなり、二次的な表面欠陥の発生も抑制でき
る。

【００１４】図１は、この発明の実施に好適な直接圧延
設備の一例を示す配置図である。同図において、１は取
鍋、２はロングノズル、３はタンディッシュ、４は浸漬
ノズル、５は薄スラブ連続鋳造鋳型、６は鋳片支持ロー
ル、７は鋳片（薄スラブ連続鋳造鋳片）、８，８Ａは鋳
片表面加熱装置、９，11は鋳片切断装置、10は加熱炉、
12はデスケーラ、13は仕上げ圧延機、14はダウンコイ
ラ、15は薄スラブ連続鋳造機、16は薄スラブ連続鋳造機
の機端である。

【００１５】

【実施例】（実施例１）図１の直接圧延設備を用い、厚
さ50mm、幅1200mmのアルミキルド極低炭素鋼薄スラブを
鋳造速度５m/min で鋳造するにあたり、鋳片冷却途中に
配置された鋳片切断装置９の入側直近位置に、鋳片表面
加熱装置８，８Ａとして、出力200kW 、プラズマフレー
ム直径50mm（鋳片表面鋳込方向長径）のプラズマトーチ
を、鋳片７の表面、裏面にそれぞれ１台づつ設置し、こ
れらプラズマトーチを鋳片幅方向（鋳造方向と垂直方
向）に１秒間１往復の速度で連続的に走査することによ
り、鋳片表面から深さ 0.6mmまでの範囲を再溶融させプ
ラズマ流により吹き飛ばした。このプロセスを実施例１
とする。

【００１６】その結果、オシレーションマークや窪み、
割れのない平滑な表面性状を有する鋳片が得られ、切断
後の鋳片（薄スラブ）は、冷却途中で加熱・再溶融しな
い従来鋳片に比して、格段に美麗な表面性状のものが得
られた。また、これらの薄スラブを加熱炉10で加熱し、
デスケーラ12でスケールを除去し、仕上げ圧延機13で熱
間圧延し、ダウンコイラ14で巻き取って熱延コイルと
し、これをさらに冷間圧延して得た冷延コイルについ
て、介在物気泡起因の表面欠陥発生率（発生コイル数／
調査コイル数×100 （％））を調査し、従来と比較した
ところ、従来が13％であったのに対し実施例１では 0.5
％であった。

【００１７】（実施例２）図１において、鋳片表面加熱
装置８，８Ａの位置を加熱炉10の出側とし、かつ鋳片表
面加熱装置８，８Ａとして、実施例１のプラズマトーチ
に代えて出力30kWのレーザ加熱装置とした連続鋳造・熱
間圧延設備を用い、厚さ60mm、幅1600mmのアルミキルド
低炭素鋼薄スラブ連鋳鋳片を鋳造速度4.0m/minで鋳造す
るにあたり、鋳片切断装置９で切断後の加熱高温鋳片表
面に、ビーム径５mmのレーザ光を１秒間に８回（４往
復）の速度で、実施例１と同じ走査要領で連続的に走査
することにより、鋳片表面を加熱し、表面から深さ 0.5
mmの範囲を再溶融させた。このプロセスを実施例２とす
る。

【００１８】その結果、レーザ光による走査を行わない
従来鋳片に見られたオシレーションマークは消失し、ま
た、オシレーション谷部に発生していた横割れも完全に
修復していた。さらに、実施例２による鋳片を熱間圧延
さらに冷間圧延して得られた最終製品としての冷延コイ
ルを観察したところ、ヘゲキズ、かみ込みキズは皆無で
あった。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
薄スラブ連続鋳造鋳片（連鋳薄スラブ）の表面欠陥を鋳
造のままで皆無にすることができ、直接圧延が可能にな
る。とくに、二次的な表面欠陥を発生させることなく連
鋳薄スラブの表面清浄化が確実に達成できる。しかも、
この発明によれば、連鋳薄スラブの冷却途中で処理する
ので、熱エネルギーの少ない方法で処理でき、さらに表
面下 0.5〜１mm程度の範囲のみを処理でき歩留り低下も
少なく、製品コストの低下、素材の安定供給による生産
性の向上に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施に好適な連続鋳造・熱間圧延設
備の一例を示す配置図である。

【符号の説明】

１取鍋２ロングノズル３タンディッシュ４浸漬ノズル５薄スラブ連続鋳造鋳型６鋳片支持ロール７鋳片（薄スラブ連続鋳造鋳片）８，８Ａ鋳片表面加熱装置９，11 鋳片切断装置 10 加熱炉 12 デスケーラ 13 仕上げ圧延機 14 ダウンコイラ 15 連続鋳造機（薄スラブ連続鋳造機） 16 機端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中戸參千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者反町健一千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄スラブ連続鋳造鋳型の下端より連続的
に引き抜かれる厚み100mm以下の鋳片の表層部を、その
冷却途中において、鋳片表面加熱装置にて加熱し再溶融
させることを特徴とする薄スラブ連続鋳造鋳片の表面清
浄化方法。
【請求項２】前記加熱を薄スラブ連続鋳造機の機端ま
たは鋳片の完全凝固位置以降から、鋳片切断装置または
加熱炉入側または加熱炉出側までの位置にて行うことを
特徴とする請求項１に記載の表面清浄化方法。
【請求項３】前記鋳片表面加熱装置はプラズマまたは
レーザを熱源とするものであることを特徴とする請求項
１または２に記載の表面清浄化方法。
【請求項４】前記鋳片表面加熱装置は鋳片の表面に沿
って全幅を走査するものであることを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の表面清浄化方法。