極厚鋼板用鑄坯的連續(xù)鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄坯的連續(xù)鑄造方法，該鑄坯被用作用于制造橋梁、建筑構(gòu)件等所使 用的極厚鋼板的坯料。
【背景技術(shù)】
[0002] 在極厚鋼板的制造中，在將連續(xù)鑄造板坯作為坯料進(jìn)行乳制的情況下，無(wú)法得到 較大的乳制比（鑄造結(jié)束后鑄坯厚度/鋼板精乳厚度。以下，也稱作"壓下比"。）。因此，存 在這樣的問(wèn)題：在鑄坯的厚度中心附近，作為鑄造缺陷的較小的孔隙（以下，稱作"氣孔"。） 未被充分壓縮而殘留下來(lái)，成為產(chǎn)品缺陷。在為了得到較大的壓下比而設(shè)想連續(xù)鑄造大截 面的鑄坯的情況下，由于機(jī)身長(zhǎng)度界限而需要低速鑄造，效率變得非常差。另外，還考慮到 不是通過(guò)連續(xù)鑄造而是通過(guò)通常的鑄錠法來(lái)鑄造大徑的鑄錠的方法，但與連續(xù)鑄造法相比 效率更差。
[0003] 為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明人在專利文獻(xiàn)1中提出了如下極厚鋼板的制造法：將 通過(guò)利用一對(duì)壓下輥將鑄坯的厚度中心部的固相率為〇. 8以上且小于I. 0的范圍的、含有 未凝固部的鑄坯的寬度中央部壓下3_~15_而鑄造成的鑄坯作為坯料，在到精乳為止的 壓下比r為1. 5~4. 0的條件下進(jìn)行熱乳，減小了中心氣孔體積。通過(guò)應(yīng)用該方法，極厚鋼 板的氣孔被大幅度地降低為原來(lái)的將未進(jìn)行壓下而鑄造成的鑄坯用作坯料的情況下的氣 孔水平的1/4~1/3。
[0004] 然而，即使應(yīng)用所述專利文獻(xiàn)1所記載的方法，在極厚鋼板用鑄坯中也依然殘留 有相當(dāng)多的氣孔。因此，若考慮到預(yù)計(jì)今后對(duì)減少氣孔的要求越來(lái)越苛刻或者將以高速鑄 造并乳制薄壁的鑄坯時(shí)的壓下比進(jìn)一步抑制得較低、期望精加工成鋼板的傾向等，則不得 不說(shuō)所述專利文獻(xiàn)所記載的方法作為減少氣孔的對(duì)策來(lái)說(shuō)是不充分的。
[0005] 另一方面，在專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3中記載了一種配置有多個(gè)輥對(duì)的鋼的連續(xù) 鑄造設(shè)備，該多個(gè)輥對(duì)均以輥徑超過(guò)400mm的大徑沿軸線方向一體地形成。一般認(rèn)為像這 樣利用多個(gè)輥對(duì)壓下鑄坯對(duì)減少氣孔非常有效，但預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生以下的問(wèn)題。
[0006] S卩，若配置多對(duì)這樣的大徑的輥，則在中心部為未凝固狀態(tài)的板坯經(jīng)過(guò)該輥組時(shí)， 會(huì)發(fā)生多次輥間鼓肚，由此導(dǎo)致鑄坯的中心部的碳、硫、磷等成分的偏析（中心偏析）惡化、 凝固界面出現(xiàn)裂紋（內(nèi)部裂紋）等。另外，即使為了使完全凝固后的鑄坯通過(guò)該大徑的輥 間且壓縮凝固時(shí)產(chǎn)生的氣孔而試著利用多段大徑輥壓下，也存在由于在連續(xù)的輥間壓下而 發(fā)生加工硬化，無(wú)法壓下太多的問(wèn)題。
[0007] 現(xiàn)有摶術(shù)f獻(xiàn)
[0008] 專利f獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2007 - 196265號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009 - 255173號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2010 - 227941號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0013] 如所述那樣，在將連續(xù)鑄造成的鑄坯作為坯料制造極厚鋼板的情況下，無(wú)法取得 較大的乳制比，因此存在鑄坯的厚度中心附近殘留有氣孔而成為產(chǎn)品缺陷的問(wèn)題。
[0014] 本發(fā)明是鑒于所述問(wèn)題而做成的，其目的在于提供一種能夠在不會(huì)導(dǎo)致中心偏析 惡化、不會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)內(nèi)部裂紋并且不會(huì)因加工硬化而妨礙壓下的前提下制造被用作用于制 造極厚鋼板的坯料的、殘留在厚度中心附近的氣孔明顯減少了的鑄坯的極厚鋼板用鑄坯的 連續(xù)鑄造方法。
[0015]用于解決問(wèn)題的方案
[0016] 為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明人反復(fù)進(jìn)行了傳熱解析、各種試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以下的 方法對(duì)氣孔的減少有效，并且，不存在出現(xiàn)中心偏析惡化、內(nèi)部裂紋等其他缺陷的問(wèn)題。
[0017] (a)使用兩對(duì)壓下輥壓下鑄坯。期望輥徑為450mm以上。
[0018] (b)以隔開3m~7m的范圍內(nèi)的間隔的方式配置（離散配置）兩對(duì)壓下輯，在該兩 對(duì)壓下輥之間配置通常輥間隔（330_以下）的支承輥。壓下輥和與其相鄰的支承輥之間 的間隔也可以超過(guò)330_，但盡可能縮短。
[0019] (C)利用最初的（第一階段的）壓下輥壓下中心部的固相率為0. 8以上且小于1的 范圍的、含有未凝固部的鑄坯，直到作用于輥的反作用力（以下，也稱作"壓下反作用力"。） 最大為止。
[0020] (d)然后，利用第二階段的壓下輥壓下完全凝固后的鑄坯，直到壓下反作用力最大 為止。
[0021] 本發(fā)明是基于前述見解而做成的，其主旨在于下述的連續(xù)鑄造方法。
[0022] 即，一種極厚鋼板用鑄坯的連續(xù)鑄造方法，該極厚鋼板用鑄坯的連續(xù)鑄造方法用 于連續(xù)鑄造被用作用于通過(guò)熱乳制造極厚鋼板的坯料的鑄坯，該極厚鋼板用鑄坯的連續(xù)鑄 造方法的特征在于，使用兩對(duì)壓下輥，該兩對(duì)壓下輥以輥間隔為3m~7m的范圍離散配置， 且在該兩對(duì)壓下輥之間配置有支承輥，利用第一階段的壓下輥將厚度中心部的固相率為 0.8以上且小于1的范圍的、含有未凝固部的鑄坯壓下3mm~15mm，然后，利用第二階段的 壓下輥壓下完全凝固后的鑄坯。
[0023] 在本發(fā)明的連續(xù)鑄造方法中，期望的是，將所述兩對(duì)輥直徑設(shè)為450mm以上，從而 能夠提高向存在氣孔的鑄坯中心部壓下的壓下滲透性。
[0024] 另外，在本發(fā)明的連續(xù)鑄造方法中，優(yōu)選的是，在兩對(duì)壓下輥之間配置有多個(gè)支承 輥，將壓下輥和與其相鄰的支承輥之間的間隔設(shè)為330_以下。由此，容易抑制輥間鼓肚， 因此容易抑制出現(xiàn)內(nèi)部裂紋、容易抑制中心偏析惡化。
[0025] 在本發(fā)明中提到的"極厚鋼板"是指對(duì)利用連續(xù)鑄造方法鑄造成的鑄坯進(jìn)行乳制 而得到的板厚為80mm以上的鋼板。
[0026] 發(fā)明的效果
[0027] 采用本發(fā)明的連續(xù)鑄造方法，能夠在不會(huì)導(dǎo)致中心偏析惡化、不會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)內(nèi)部 裂紋等的前提下制造被用作用于通過(guò)熱乳制造極厚鋼板的坯料的、殘留在鑄坯的厚度中心 附近的氣孔明顯減少的鑄坯。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是表示用于連續(xù)鑄造試驗(yàn)的垂直彎曲型連續(xù)鑄造機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 如所述那樣，本發(fā)明是一種極厚鋼板用鑄坯的連續(xù)鑄造方法，該極厚鋼板用鑄坯 的連續(xù)鑄造方法用于連續(xù)鑄造被用作用于通過(guò)熱乳來(lái)制造極厚鋼板的坯料的鑄坯，該極厚 鋼板用鑄坯的連續(xù)鑄造方法的特征在于，使用兩對(duì)壓下輥，該兩對(duì)壓下輥以輥間隔為3m~ 7m的范圍離散配置且在該兩對(duì)壓下輥之間配置有支承輥，利用第一階段的壓下輥將鑄坯的 厚度中心部的固相率為0. 8以上且小于1的范圍的、含有未凝固部的鑄還壓下3mm~15mm， 然后，利用第二階段的壓下輥壓下完全凝固后的鑄坯。
[0030] 以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的連續(xù)鑄造方法。
[0031] 圖1是表示用于連續(xù)鑄造試驗(yàn)的垂直彎曲型連續(xù)鑄造機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的圖。自中間 包（未圖示）經(jīng)由浸入式管口1注入鑄模3的鋼水4利用鑄模3和由該鑄模3下方的二次 冷卻噴嘴組（未圖示）噴射出的噴水冷卻，而形成有凝固殼5,從而形成鑄坯8。鑄坯8以 其內(nèi)部保持有未凝固部的狀態(tài)經(jīng)由支承輥6組被夾送輥（未圖示）拉拔。
[0032] 不將被用作用于制造極厚鋼板的坯料的鑄坯作為連續(xù)鑄造的對(duì)象是因?yàn)?，如前?那樣，在對(duì)連續(xù)鑄造板坯進(jìn)行熱乳來(lái)制造極厚鋼板的情況下，無(wú)法得到較大的乳制比，因此 存在這樣的問(wèn)題：存在于鑄坯的厚度中心附近的氣孔即使在熱乳后也殘留下來(lái)，成為產(chǎn)品 缺陷。為了解決該問(wèn)題，在本發(fā)明中，制造在鑄坯的階段氣孔明顯減少了的極厚鋼板用板 坯，以使熱乳后的鋼板不殘留有氣孔。
[0033] 在本發(fā)明中，使用離散配置的（S卩，設(shè)有預(yù)定間隔地配置的）兩對(duì)壓下輥是為了如 以下所述那樣得到氣孔明顯減少了的鑄坯。
[0034] 使用以輥間隔為3m~7m的范圍離散配置了的兩對(duì)壓下輥的理由中的第1理由是 為了抑制發(fā)生輥間鼓肚。
[0035] 輥間隔通常會(huì)有少許的容許誤差，但是該誤差也是事先確定的，因此若壓下輥的 間隔小于3m，則在鑄造長(zhǎng)度方向上產(chǎn)生壓下輥與支承輥之間或者支承輥之間的輥間隔較大 的部分。另外，若使壓下輥的間隔進(jìn)一步減小，則在兩對(duì)壓下輥之間沒(méi)有用于配置支承輥的 空間，壓下輥?zhàn)陨磉B續(xù)地配置，同樣地產(chǎn)生輥間隔較大的部分。已知若輥間隔較大則輥間鼓 肚以輥間隔的乘方增大，由于在鑄造方向上的較短的范圍內(nèi)存在這樣的部位，而導(dǎo)致出現(xiàn) 內(nèi)部裂紋的危險(xiǎn)性增大并且中心偏析惡化。從這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是，離散配置了的兩 對(duì)壓下輥和與該兩對(duì)壓下輥相鄰的支承輥之間的間隔分別為330mm以下。
[0036] 使用所述離散配置了的兩對(duì)壓下輥的理由中的第2理由是，在將第一階段的壓下 輥和第二階段的壓下輥配置在較短的區(qū)間的情況下，由于第一階段的壓下所產(chǎn)生的鑄坯表 面的加工硬化，第二階段的壓下不會(huì)壓下太多。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在配置兩對(duì)壓下輥時(shí)至 少隔開3m的距離，從而在自第一階段的壓下到第二階段的壓下為止的期間應(yīng)力得到緩和， 與兩壓下輥之間的距離較短的情況相比，在第二階段的壓下時(shí)，能夠確保較大的壓下量。鑄 坯還處于高溫狀態(tài)，因此認(rèn)為這樣的應(yīng)力緩和能夠進(jìn)行。
[0037] 在兩對(duì)壓下輥之間配置支承輥是為了保持通過(guò)該兩對(duì)輥之間的鑄坯。另外，從容 易抑制輥間鼓肚而由此容易抑制出現(xiàn)內(nèi)部裂紋、容易抑制中心偏析惡化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選 的是，配置在兩對(duì)壓下輥之間的與該兩對(duì)壓下輥相鄰的支承輥和該兩對(duì)壓下輥之間的間隔 分別為330_以下。另外，支承輥之間的間隔的下限值并不特別限定，但若考慮到支承輥之 間的二次冷卻用噴射配管的設(shè)置，則期望至少寬于支承輥的直徑+30_。
[0038] 將第一階段的壓下輥與第二階段的壓下輥之間的間隔的最大限設(shè)為7m是因?yàn)椋?若兩對(duì)壓下輥之間的間隔大于7m，則鑄坯的溫度降低增大，鑄坯的變形阻力增大，利用第二 階段的壓下輥進(jìn)行的壓下不會(huì)壓下太多。并且，能夠推測(cè)到鑄坯的中心與表面之間的溫差 減小，鑄坯中心部的壓下滲透度降低。
[0039] 在本發(fā)明中，使用前述的兩對(duì)壓下輥，利用第一階段的壓下輥將鑄坯的厚度中心 部的固相率為0.8以上且小于1的范圍的、含有未凝固部的鑄坯壓下3mm~15mm，然后，利 用第二階段的壓下輥壓下完全凝固后的鑄坯。
[0040] 在鑄坯的厚度中心部的固相率為0. 8以上且小于1的范圍內(nèi)，在中心部殘留有極 少量的未凝固的鋼水，中心部的溫度仍然處于非常高溫的狀態(tài)，并且變形阻力也較小，能夠 謀求向中心部的較大的壓下滲透。并且，在該溫度區(qū)間（所述固相率為0.8以上且小于1 的溫度區(qū)間），氣孔的形成大致完成，因此利用第一階段的壓下輥壓下含有未凝固部的鑄坯 對(duì)氣孔的減少非常有效。
[0041] 減少氣孔所需要的壓下量為至少3mm，壓下量越大對(duì)氣孔的減少越有效。但是，在 該時(shí)點(diǎn)（即，所述固相率為〇. 8以上且小于1的時(shí)點(diǎn)）利用第一階段的輥壓下的壓下量即 便是最大也為15_左右。由此，為了確保較大的壓下量，需要過(guò)大的裝置結(jié)構(gòu)，壓下輥