本發(fā)明涉及一種鋼的連續(xù)鑄造方法，以連續(xù)鑄造機所鑄造的鑄坯內(nèi)的鋼液的凝固完成的凝固完成位置為規(guī)定的目標位置。

背景技術(shù)：

在鋼的連續(xù)鑄造中，在凝固的最終過程中，伴隨著凝固收縮，產(chǎn)生未凝固鋼液(也被稱為“未凝固層”)向鑄坯的拔出方向的吸引流動。在未凝固層，碳(c)、磷(p)、硫(s)、錳(mn)等溶質(zhì)元素濃縮，濃縮的鋼液(濃縮鋼液)向鑄坯中心部流動而凝固，產(chǎn)生所謂的中心偏析。

中心偏析使鋼制品、尤其是厚鋼板的品質(zhì)惡化。例如，在石油輸送用或天然氣輸送用管線的材料中，由于酸性氣體的作用以中心偏析為起點產(chǎn)生氫引發(fā)的開裂，并且，在海洋構(gòu)造物、貯槽、石油罐等中也會產(chǎn)生同樣的問題。近些年，要求在更低溫度下或更容易發(fā)生腐蝕的環(huán)境下等嚴酷的環(huán)境中使用鋼產(chǎn)品的情況變多，減少鑄坯的中心偏析是重要的。

提出了多種減少鑄坯的中心偏析的應(yīng)對措施。這些應(yīng)對措施中，公知在連續(xù)鑄造機內(nèi)下壓在內(nèi)部具有未凝固層的鑄坯的凝固末期輕下壓方法是有效的。凝固末期輕下壓方法是在鑄坯的凝固完成位置附近配置下壓輥，利用該下壓輥，以與凝固收縮量相當?shù)某潭鹊南聣毫恐饾u下壓鑄坯，抑制鑄坯中心部的空隙的形成和濃縮鋼液的流動而抑制鑄坯的中心偏析的方法。

在鋼的連續(xù)鑄造中，在更換配置在連續(xù)鑄造機的澆注盤的上方且收納鋼液的澆包時(所謂的連鑄時的澆包更換)、檢測鑄模內(nèi)的溫度異常時等，存在降低鑄坯的拔出速度的情況。在這種情況下，為了再次回到目標速度，需要提高拔出速度。在凝固末期輕下壓方法中，由于一直下壓連續(xù)鑄造中的鑄坯的凝固完成位置附近的特定的部位，因此希望在連續(xù)鑄造中凝固完成位置不發(fā)生變化。然而，如前所述，如果改變鑄坯的拔出速度，則存在凝固完成位置發(fā)生變化的可能。

于是，在專利文獻1中，提出了以下方法：在連續(xù)鑄造方法中，在改變鑄坯的拔出速度(鑄造速度)的情況下，以準確地控制凝固完成位置為目的，生成相對于鑄造速度及/或冷卻水量的改變表示鑄坯的凝固完成位置的移動響應(yīng)的關(guān)系的響應(yīng)模型，基于所生成的響應(yīng)模型，計算出鑄造速度及/或冷卻水量的操作量而對凝固完成位置進行控制。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：(日本)特開2007-268536號公報

專利文獻2：國際公開02/090971公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

如上所述，在改變鑄坯的拔出速度的情況下，根據(jù)專利文獻1所述的方法能夠?qū)⒛掏瓿晌恢每刂圃谙聣狠伕浇囊?guī)定的目標位置。其中，在專利文獻1的方法中，在生成響應(yīng)模型時，需要以超聲波傳感器等來測定改變鑄造速度及/或冷卻水時的鑄坯的凝固完成位置的經(jīng)時變化，在生成響應(yīng)模型時，存在花費工夫的問題。

本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，其目的在于提供一種鋼的連續(xù)鑄造方法，不需要花費工夫，即使在改變鑄坯的拔出速度的情況下，也能夠有效地防止凝固完成位置從規(guī)定的目標位置大幅波動。

用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

為了解決上述課題的本發(fā)明的主旨如下所述。

(1)一種鋼的連續(xù)鑄造方法，向冷卻的連續(xù)鑄造用鑄模注入鋼液，并且使所述鋼液凝固而形成鑄坯，將該鑄坯從所述鑄模拔出，向所述鑄坯吹附冷卻水，該鋼的連續(xù)鑄造方法的特征在于，預(yù)先求出使所述鑄坯的拔出速度v為速度v0(m/分)的條件下的、以所述鑄坯內(nèi)的鋼液的凝固完成的凝固完成位置為規(guī)定的目標位置的冷卻水吹附量w0(kg/噸－鑄坯)，并且預(yù)先求出使所述拔出速度v為與速度v0不同的速度v1(m/分)的條件下的、以所述凝固完成位置為所述目標位置的冷卻水吹附量w1(kg/噸－鑄坯)，以冷卻水吹附量w達到所述冷卻水吹附量w0的方式向鑄坯吹附冷卻水，并且以所述速度v0將所述鑄坯拔出，接著，將鑄坯的拔出速度v從所述速度v0改變?yōu)樗鏊俣葀1，以冷卻水吹附量w達到所述冷卻水吹附量w1的方式向鑄坯吹附冷卻水，并且以所述速度v1將所述鑄坯拔出，從所述拔出速度v的改變時刻tc開始，到經(jīng)過將從所述鑄模的出口到所述目標位置的沿著鑄造方向的鑄坯的目標長度lt除以所述拔出速度v0而得到的時間t(分)為止期間的、向所述鑄坯吹附的冷卻水吹附量w即冷卻水吹附量wt(kg/噸－鑄坯)滿足以下(1)式或以下(2)式，

在v1＜v0的條件下，wt＜w1(1)，

在v1＞v0的條件下，wt＞w1(2)。

(2)從所述改變時刻tc到經(jīng)過時間t為止期間，使冷卻水吹附量w從所述冷卻水吹附量wt起以后續(xù)n個階段(其中，n為自然數(shù)且在1以上)改變，從冷卻水吹附量wt的階段起第i－1個階段(其中，i為1至n的自然數(shù))的吹附量wt(i－1)和第i個階段的吹附量wt(i)滿足以下(3)式或以下(4)式，

在v1＜v0的條件下，wt≤wt(i－1)＜wt(i)＜w1(3)，

在v1＞v0的條件下，wt≥wt(i－1)＞wt(i)＞w1(4)，

在上述(3)及(4)式中，w(0)為wt。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，即使在改變鑄坯的拔出速度的情況下，也不需要花費工夫而能夠防止凝固完成位置從規(guī)定的目標位置大幅波動。由此，能夠有效地實施凝固末期輕下壓方法，抑制鑄坯中心部的空隙的形成和濃縮鋼液的流動，能夠有效地抑制鑄坯的中心偏析。

附圖說明

圖1是表示連續(xù)鑄造機的圖。

圖2是表示構(gòu)成圖1所示的連續(xù)鑄造機的輕下壓帶的輥組件的圖。

圖3是表示與圖2所示的輥組件的鑄造方向正交的剖面的圖。

圖4是表示鑄坯的拔出速度v(m/分)與冷卻水吹附量w(kg/噸－鑄坯)的關(guān)系的一個例子的曲線圖。

圖5是表示拔出速度v從速度v0下降到速度v1(＜v0)時適用現(xiàn)有的技術(shù)的情況下的v、w和從鑄模的出口到凝固完成位置的沿著鑄造方向的鑄坯的長度lf(m)的經(jīng)時變化的一個例子的曲線圖。

圖6是表示拔出速度v從v0下降到v1(＜v0)時適用本發(fā)明的情況下的v、w及l(fā)f的經(jīng)時變化的一個例子的曲線圖。

圖7是表示拔出速度v從v0上升到v1(＞v0)時適用現(xiàn)有的技術(shù)的情況下的v、w及l(fā)f的經(jīng)時變化的一個例子的曲線圖。

圖8是表示拔出速度v從v0上升到v1(＞v0)時適用本發(fā)明的情況下的v、w及l(fā)f的經(jīng)時變化的一個例子的曲線圖。

圖9是表示拔出速度v從v0下降到v1(＜v0)時適用本發(fā)明的變形例的情況下的v及w的經(jīng)時變化的一個例子的曲線圖。

具體實施方式

本發(fā)明在鋼的連續(xù)鑄造方法中改變鑄坯的拔出速度v時，對向鑄坯吹附的冷卻水的量(冷卻水吹附量)w進行調(diào)節(jié)。本發(fā)明尤其著眼于通過將從拔出速度v的改變時刻tc開始到經(jīng)過將從鑄模的出口到凝固完成位置的目標位置的鑄坯的目標長度lt除以拔出速度v的改變前的速度v0而得到的時間t期間的冷卻水吹附量w進行調(diào)節(jié)，來使從鑄模的出口到凝固完成位置的鑄坯的長度lf成為目標長度lt。

作為抑制鑄坯的中心偏析的方法，包括凝固末期輕下壓方法，在該方法中，以與凝固收縮量相當?shù)某潭鹊南聣毫恐饾u下壓凝固完成位置附近的鑄坯的特定部位，抑制鑄坯中心部的空隙的形成和濃縮鋼液的流動。在實施凝固末期輕下壓方法的情況下，優(yōu)選鑄坯的凝固完成位置一定，即使在改變拔出速度v的情況下，也能夠使所述長度lf為所述目標長度lt。首先，參照表示連續(xù)鑄造機的圖1對實施凝固末期輕下壓方法的鋼的連續(xù)鑄造工程進行說明。

板坯連續(xù)鑄造機1具有鑄模5、在該鑄模5的上方設(shè)置的澆注盤2、在所述鑄模5的下方排列配置為多個的鑄坯支撐輥6。雖然省略了圖示，但在澆注盤2的上方，設(shè)有收納鋼液的澆包，從該澆包的底部向澆注盤2注入鋼液9。在澆注盤2的底部設(shè)有安裝有滑動水口3的浸入式水口4，在澆注盤2內(nèi)滯留有規(guī)定量的鋼液9的狀態(tài)下鋼液9經(jīng)由浸入式水口4注入鑄模5。在鑄模5形成有冷卻水路，使冷卻水通過該冷卻水路。由此，鋼液9從鑄模5的內(nèi)表面吸熱而凝固，形成凝固殼11，拔出該凝固殼11，形成在內(nèi)部具有由鋼液9構(gòu)成的未凝固層12的鑄坯10。

在鑄造方向上相鄰的鑄坯支撐輥6的間隙，配置有噴霧嘴(未圖示)的二次冷卻帶30從鑄模5的正下方沿著鑄造方向設(shè)置有多個。鑄坯10一邊被拔出一邊被從二次冷卻帶30的噴霧嘴噴霧而出的冷卻水冷卻。鑄坯10被鑄坯支撐輥6輸送，在通過多個二次冷卻帶30期間，凝固殼11被適當?shù)乩鋮s，未凝固層12的凝固進行，鑄坯10的凝固完成。需要說明的是，在圖1中，從鑄模5的出口到鑄坯10的凝固完成的凝固完成位置13的沿著鑄造方向的鑄坯的長度以附圖標記lf表示。另外，在圖1中，設(shè)有三條二次冷卻帶30，但也可以在鑄造方向上比鑄模5的出口位于下游側(cè)的位置設(shè)置三條以上的二次冷卻帶30。

隔著鑄坯10的凝固完成位置13在鑄造方向的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)有由多對鑄坯支撐輥組構(gòu)成的輕下壓帶14，多對鑄坯支撐輥組設(shè)定為隔著鑄坯10相對的鑄坯支撐輥6的間隔(將該間隔稱為“輥開度”)朝向鑄造方向下游側(cè)逐漸變窄，即，設(shè)定有下壓斜率(以朝向鑄造方向下游逐漸變窄的方式設(shè)定輥開度的狀態(tài))。對于輕下壓帶14，能夠在其整個區(qū)域或一部分選擇的區(qū)域?qū)﹁T坯10進行輕下壓。在輕下壓帶14的各鑄坯支撐輥6之間配置有用于對鑄坯10進行冷卻的噴霧嘴。配置于輕下壓帶14的鑄坯支撐輥6也被稱為下壓輥。需要說明的是，在圖1所示的板坯連續(xù)鑄造機1中，輕下壓帶14構(gòu)成為以三對鑄坯支撐輥6為一組的輥組件在鑄造方向上配置有三組，但對于構(gòu)成輕下壓帶14的輥組件的組數(shù)沒有特別的限制。

在圖2和圖3表示的是構(gòu)成輕下壓帶14的輥組件。圖2和圖3表示在一個輥組件15中配置五對鑄坯支撐輥6作為下壓輥的例子，圖2是從連續(xù)鑄造機的側(cè)方觀察到的圖，圖3是表示與鑄造方向正交的剖面的圖。輥組件15由經(jīng)由輥軸承座21保持五對鑄坯支撐輥6的一對框架16和框架16’構(gòu)成，配置有貫穿框架16和框架16’的共計四根(上游側(cè)兩側(cè)和下游側(cè)兩側(cè))連結(jié)桿17。通過以馬達20驅(qū)動在該連結(jié)桿17上設(shè)置的螺旋千斤頂19，進行框架16與框架16’之間的間隔的調(diào)整，也就是說，進行輥組件15中的下壓斜率的調(diào)整。在這種情況下，一并地對在輥組件15中配置的五對鑄坯支撐輥6的輥開度進行調(diào)節(jié)。

在鑄造中，螺旋千斤頂19被具有未凝固層的鑄坯10的鋼液靜壓自鎖，并且克服鑄坯10的膨脹力，在不存在鑄坯10的條件下，也就是說，在設(shè)置于輥組件15的鑄坯支撐輥6上未作用有來自鑄坯10的負荷的條件下，進行下壓斜率的調(diào)節(jié)?；诼菪Ы镯?9的框架16’的移動量能夠通過螺旋千斤頂19的轉(zhuǎn)數(shù)測定、控制，由此可知輥組件15+的下壓斜率。

另外，在連結(jié)桿17，在框架16’與螺旋千斤頂19之間設(shè)有盤簧18。盤簧18并不是由一個盤簧構(gòu)成，而使由多個盤簧重疊構(gòu)成(重疊越多的盤簧剛性越高)。該盤簧18在盤簧18上沒有作用某一規(guī)定的荷重以上的負荷荷載的情況下不收縮而呈現(xiàn)一定的厚度，但在作用有某一規(guī)定的負荷荷載的情況下開始收縮，在超過某一規(guī)定的符合荷載載之后與負荷荷載成比例地收縮。

例如，在鑄坯10在輥組件15的范圍內(nèi)凝固完成的情況下，通過下壓凝固完成的鑄坯10而使輥組件15承受過大的荷載，在承受這樣過大的荷載的情況下，盤簧18收縮而使框架16’敞開，也就是說，輥開度擴大，在輥組件15上不再作用有過大的荷載。此外，下面?zhèn)鹊目蚣?6構(gòu)成為固定于連續(xù)鑄造機的底座而不在鑄造中移動。雖然沒有圖示，但在輕下壓帶14之外配置的鑄坯支撐輥6也成為輥組件構(gòu)造。

由于輕下壓帶14是這樣的輥組件構(gòu)造，因此一并對在各個輥組件上配置的多對鑄坯支撐輥6的輥開度進行調(diào)節(jié)。在這種情況下，基于螺旋千斤頂?shù)纳峡蚣?相當于框架16’)的移動量能夠通過螺旋千斤頂?shù)霓D(zhuǎn)數(shù)測定、控制，由此可知各個輥組件的下壓斜率。

在鑄造方向上的比輕下壓帶14位于下游的位置設(shè)置有用于輸送通過該輕下壓帶14之后的鑄坯10的多個輸送輥7。在該輸送輥7的上方，配置有用于切斷鑄坯10的鑄坯切斷機8。凝固完成后的鑄坯10被鑄坯切斷機8切斷為規(guī)定的長度的鑄坯10a。

在輕下壓帶14，希望至少在從溫度達到與鑄坯厚度中心部的固相率為0.1相當?shù)臏囟鹊臅r刻起到溫度達到與鑄坯厚度中心部的固相率為流動極限固相率相當?shù)臏囟鹊臅r刻為止對鑄坯10進行下壓。在流動極限固相率達到0.7至0.8，鑄坯厚度中心部的固相率達到0.7至0.8之前進行下壓。在鑄坯厚度中心部的固相率超過流動極限固相率之后，未凝固層12不移動，因此沒有進行輕下壓的意義。但是，雖然不能得到輕下壓的效果，但是在超過流動極限固相率之后仍然進行輕下壓也無妨。另外，在鑄坯厚度中心部的固相率超過0.1之后再開始進行輕下壓，存在在此之前產(chǎn)生濃縮鋼液流動的可能，由此產(chǎn)生中心偏析，不能充分地得到減輕中心偏析的效果。因此，在鑄坯厚度中心部的固相率達到0.1之前就開始進行輕下壓。

這樣，在凝固末期輕下壓方法中，在連續(xù)鑄造中需要一直對鑄坯的特定部位(至少從固相率為0.1的位置到固相率達到流動極限固相率的位置的部位)進行下壓。因此，希望在連續(xù)鑄造中凝固完成位置13不發(fā)生變化。然而，在實際的鋼的連續(xù)鑄造中，存在需要改變拔出速度v的情況，如果改變拔出速度v，則存在凝固完成位置13發(fā)生變動的可能。在更換配置在連續(xù)鑄造機的澆注盤的上方的澆包時(所謂的連鑄時的澆包更換)、檢測鑄模的溫度異常時等存在降低鑄坯的拔出速度v的情況，在更換作業(yè)結(jié)束或問題解決后，使拔出速度v再次上升為目標速度。

因此，首先，即使在上述操作條件改變的情況下，將能夠?qū)鋮s水吹附量進行調(diào)節(jié)以使得所述特定部位全部進入輕下壓帶14的凝固完成位置13確定為目標位置。接著，在使拔出速度v為初始的速度v0(m/分)的情況下，向鑄坯10吹附以凝固完成位置13為目標位置的冷卻水吹附量w0(kg/噸－鑄坯)的冷卻水，在將拔出速度v從速度v0改變?yōu)樗俣葀1(m/分)的情況下，向鑄坯10吹附以凝固完成位置13為所述目標位置的冷卻水吹附量w1(kg/噸－鑄坯)的冷卻水。由此，能夠使凝固完成位置13接近目標位置。在這里，冷卻水吹附量以將由kg/單位時間規(guī)定的向二次冷卻帶全體吹附的水量除以由噸－鑄坯/單位時間規(guī)定的拔出速度的值表示。

冷卻水吹附量w0和w1能夠基于此前的操作，根據(jù)拔出速度v(m/分)與冷卻水吹附量w(kg/噸－鑄坯)的關(guān)系而求得。表示所述關(guān)系的一個例子的曲線圖如圖4所示。在該曲線圖中表示的是表示拔出速度v與以凝固完成位置13為目標位置的冷卻水吹附量w的關(guān)系的標定曲線。根據(jù)此前的操作，能夠求出鑄造特定的鋼種和尺寸的鑄坯10的情況下的拔出速度v與冷卻水吹附量w的關(guān)系，能夠預(yù)先生成表示該關(guān)系的標定曲線。根據(jù)標定曲線能夠求出與速度v0對應(yīng)的冷卻水吹附量w0，求出與速度v1對應(yīng)的冷卻水吹附量w1。

如圖4所示，在拔出速度v大時，以凝固完成位置13為目標位置的冷卻水吹附量w處于變大的傾向。在鑄坯10的部位凝固之前存在吹附有冷卻水的可能性的范圍是鑄模5的出口到凝固完成位置13的目標位置，如果拔出速度v大，則從鑄模5拔出之后的鑄坯10的部位到達凝固完成位置13為止的時間變短。因此，如果增大拔出速度v，則為了在短時間內(nèi)對鑄坯10的部位進行冷卻，需要增大冷卻水吹附量w(強冷卻)。在圖4的情況下，速度v1小于速度v0，與速度v1對應(yīng)的冷卻水吹附量w1比冷卻水吹附量w0小。需要說明的是，在圖1所示的凝固完成位置13為目標位置的情況下，鑄坯的長度lf與鑄坯10的部位從鑄模5的出口到達所述目標位置位置的距離相當。

以達到冷卻水吹附量w0(kg/噸－鑄坯)的方式向鑄坯吹附冷卻水并且以速度v0將鑄坯拔出。接著，將鑄坯的拔出速度v從速度v0改變?yōu)樗俣葀1，以達到冷卻水吹附量w1(kg/噸－鑄坯)的方式向鑄坯吹附冷卻水并且以速度v1將鑄坯拔出。在速度v1比速度v0小的情況下的拔出速度v、冷卻水吹附量w及鑄坯的長度lf的經(jīng)時變化的一個例子如圖5所示。圖5(a)表示拔出速度v及冷卻水吹附量w的經(jīng)時變化，圖5(b)表示長度lf的經(jīng)時變化。圖5所示的冷卻水吹附量w及長度lf的經(jīng)時變化是適用現(xiàn)有技術(shù)的鋼的連續(xù)鑄造的情況。

如圖5(a)所示，在拔出速度v為速度v0的情況下，冷卻水吹附量w為吹附量w0，在拔出速度v為速度v1的情況下，冷卻水吹附量w為吹附量w1。通過改變鑄坯支撐輥6的旋轉(zhuǎn)速度，能夠使拔出速度v從速度v0減小到速度v1。然而，在拔出速度v的改變時刻tc瞬間，不能改變鑄坯支撐輥6的旋轉(zhuǎn)速度，從改變時刻tc開始經(jīng)過某一程度的時間，拔出速度v從速度v0達到速度v1。另外，在改變時刻tc瞬間也不能改變向鑄坯吹附冷卻水的噴霧嘴的開口量，從改變時刻tc開始經(jīng)過某一程度的時間，冷卻水吹附量w從吹附量w0達到吹附量w1。

在拔出速度v為速度v0的情況下，冷卻水吹附量w為吹附量w0，在拔出速度v為速度v1的情況下，冷卻水吹附量w為吹附量w1。由此，期待能夠使使鑄坯的長度lf為從鑄模的出口起到凝固完成位置13的目標位置位置的沿著鑄造方向的鑄坯的目標長度lt。該期待基于在使拔出速度v為速度v0(m/分)的情況下，向鑄坯10吹附冷卻水以使得達到以凝固完成位置13為目標位置的冷卻水吹附量w0(kg/噸－鑄坯)，在以拔出速度v為速度v1(m/分)的情況下，向鑄坯10吹附冷卻水以使得達到以凝固完成位置13為所述目標位置的冷卻水吹附量w1(kg/噸－鑄坯)。

如上述所期待的那樣，本發(fā)明發(fā)明人在實際的操作中通過專利文獻2所記載的使用電磁超聲波傳感器的方法等對凝固完成位置13進行測定，確認如圖5(b)所示，在從拔出速度v的改變時刻tc開始經(jīng)過片刻，產(chǎn)生在目標長度lt即長度lf急劇減小后再次回到目標長度lt的現(xiàn)象，即，長度lf存在振幅δl。本發(fā)明發(fā)明人對產(chǎn)生該現(xiàn)象的理由進行研究，發(fā)現(xiàn)以速度v0拔出的狀態(tài)的鑄坯10的鑄模5的出口附近的部位被吹附冷卻水，以使得冷卻水吹附量w達到吹附量w0(強冷卻)，然后即使再以達到吹附量w1的方式吹附冷卻水而對鑄坯10進行弱冷卻，由于該部位已經(jīng)被強冷卻，因此未凝固層12比想象中的要更早凝固。

于是，本發(fā)明的發(fā)明人認為從將拔出速度v從速度v0改變?yōu)樗俣葀1的改變時刻tc開始，已經(jīng)被強冷卻的鑄模5的出口附近的鑄坯10的部位以速度v0移動與目標長度lt相應(yīng)的量的時間t(＝目標長度lt/速度v0)期間，以冷卻水吹附量w為比吹附量w1更小的吹附量wt的方式對鑄坯10進行冷卻(極弱冷卻)，可以使從改變時刻tc開始的長度lf的縮小量更小，而得到本發(fā)明。

在使拔出速度v從速度v0下降到速度v1(＜v0)時應(yīng)用本發(fā)明的情況下的拔出速度v、冷卻水吹附量w及長度lf的經(jīng)時變化的一個例子如圖6所示。如前所述，圖6是從改變時刻tc起經(jīng)過時間t期間，使冷卻水吹附量w為比吹附量w1更小的吹附量wt的情況下的長度lf等的經(jīng)時變化的曲線圖。對于與圖5所示的曲線圖相同的內(nèi)容，標注相同的附圖標記而省略說明。如圖6(b)所示，與圖5(b)的情況相比，從改變時刻tc開始的長度lf的縮小量變得更小，即使在改變時刻tc附近，長度lf也成為接近目標長度lt的值。

對將拔出速度v從速度v0提高到速度v1(＞v0)的情況下的本發(fā)明中的冷卻水吹附量w和長度lf的經(jīng)時變化進行說明。首先，將拔出速度v改變?yōu)楸瘸跏嫉乃俣葀0大的速度v1，以速度v1將鑄坯拔出的情況下的拔出速度v、冷卻水吹附量w及鑄坯的長度lf的經(jīng)時變化的現(xiàn)有技術(shù)的一個例子如圖7所示。在圖7(a)中表示的是拔出速度v和冷卻水吹附量w的經(jīng)時變化，在圖7(b)中表示的是長度lf的經(jīng)時變化。使冷卻水吹附量w為吹附量w0，在改變時刻tc，改變?yōu)榕c速度v1對應(yīng)的吹附量w1(＞吹附量w0)，向鑄坯吹附冷卻水。吹附量w1例如能夠根據(jù)圖4所示的曲線圖，通過求出與速度v1對應(yīng)的冷卻水吹附量w而求出。

在將拔出速度v改變?yōu)樗俣葀1的情況下，如圖7(b)所示，從改變時刻tc開始經(jīng)過片刻，產(chǎn)生在目標長度lt即長度lf急劇變大后再次回到目標長度lt的現(xiàn)象。認為該現(xiàn)象是由于，在以速度v0拔出的鑄坯10的鑄模5的出口附近的部位以冷卻水吹附量w達到吹附量w0的方式被吹附冷卻水(弱冷卻)，然后再以達到吹附量w1的方式吹附冷卻水，雖然被強冷卻，但是該部位已經(jīng)被弱冷卻，因此未凝固層12的凝固比想象中的要慢。

于是，在本發(fā)明中，在從改變時刻tc經(jīng)過時間t期間，通過使冷卻水吹附量w成為比吹附量w1更大的吹附量wt，使長度lf成為接近目標長度lt的值。在適用本發(fā)明的情況下的鋼的連續(xù)鑄造方法中的、將拔出速度v從速度v0提高到速度v1(＞v0)時的拔出速度v、冷卻水吹附量w及長度lf的經(jīng)時變化的一個例子如圖8所示。在圖8中，對于與圖7所示的曲線圖相同的內(nèi)容，標注相同的附圖標記而省略說明。如圖8(b)所示，與圖7(b)的情況相比，從改變時刻tc開始的長度lf的延長量變得更小，即使在改變時刻tc附近，長度lf也成為接近目標長度lt的值。

即，在本發(fā)明中，從改變時刻tc開始到時間t期間，吹附到鑄坯10的冷卻水量即冷卻水吹附量wt(kg/噸－鑄坯)滿足以下(1)式或以下(2)式，

在v1＜v0的條件下，wt＜w1(1)，

在v1＞v0的條件下，wt＞w1(2)。

需要說明的是，吹附量wt的最佳值優(yōu)選預(yù)先通過實驗求出，以使從改變時刻tc開始波動的長度lf達到目標長度lt。在圖6的情況(v0＞v1)下，優(yōu)選吹附量wt的最佳值比吹附量w1小，吹附量wt在最佳值以上且在最佳值的1.2倍以下，在圖8的情況(v0＜v1)下，優(yōu)選吹附量wt的最佳值比吹附量w1大，吹附量wt在最佳值以下且在最佳值的0.8以上。

另外，在從將拔出速度v從速度v0改變?yōu)樗俣葀1的時刻(改變時刻tc)起經(jīng)過時間t期間，可以使冷卻水吹附量w從吹附量wt的階段以后續(xù)n個階段(其中，n為1以上的自然數(shù))改變。將從吹附量wt開始第i階段(其中，i為1至n的自然數(shù))的吹附量表示為wt(i)，將第i－1階段的吹附量表示為wt(i－1)，wt(i)及wt(i－1)滿足以下(3)式或以下(4)式。

在v1＜v0的條件下，wt≤wt(i－1)＜wt(i)＜w1(3)，

在v1＞v0的條件下，wt≥wt(i－1)＞wt(i)＞w1(4)，

通過使冷卻水吹附量w從吹附量wt逐漸上升或下降，能夠使長度lf接近目標長度lt，即，使長度lf的振幅δl更小。如前所述，如果滿足上述(1)及(2)式，則能夠使長度lf接近目標長度lt。然而，在從改變時刻tc開始至經(jīng)過時間t期間中的后半段，如果使冷卻水吹附量w為吹附量wt，則存在鑄坯10被過度地弱冷卻(圖6)或強冷卻(圖8)的可能，其結(jié)果是，在時間t期間，存在長度lf超出目標長度lt的隱患(參照圖6(b)和圖8(b))。于是，通過使冷卻水吹附量w從吹附量wt開始階段性地接近w1能夠抑制鑄坯被過度地弱冷卻或強冷卻的可能性，能夠防止長度lf的過沖或者即使過沖也能夠抑制該過沖量。由此，能夠進一步減小振幅δl。

例如，在使拔出速度v從v0下降到v1(＜v0)的情況下，使冷卻水吹附量w從吹附量wt的階段以后續(xù)兩個階段改變的情況下的拔出速度v及冷卻水吹附量w的經(jīng)時變化如圖9所示。在圖9(a)中，表示的是拔出速度v和冷卻水吹附量w的經(jīng)時變化，在圖9(b)中表示的是長度lf的經(jīng)時變化。使冷卻水吹附量w從吹附量wt上升到比吹附量wt大的wt(1)，接著上升到更大的wt(2)，來使冷卻水吹附量w從吹附量wt逐漸提高。由此，如圖9(b)所示，能夠防止長度lf的過沖。需要說明的是，在上述(3)和(4)式中，在i為1的情況下，即，在改變1個階段的情況下，i－1為0，改變前的吹附量w(0)為吹附量wt。

此外，在本實施方式中，作為指定目標長度lt的情況下的鋼的連續(xù)鑄造操作，記載了實施凝固末期輕下壓方法的操作，但在實施本發(fā)明時，不需要一定實施凝固末期輕下壓方法。在實施凝固末期輕下壓方法的操作中，將特定部位全部能夠進入輕下壓帶14的凝固完成位置確定為目標位置，但不限于凝固末期輕下壓方法的實施，目標位置可以根據(jù)連續(xù)鑄造機設(shè)備上的制約而確定。

在本發(fā)明中，提前求出成為目標長度lt的冷卻水吹附量wt，能夠防止凝固完成位置從規(guī)定的目標位置大幅波動。由此，能夠有效地實施凝固末期輕下壓方法，抑制鑄坯中心部的空隙的形成和濃縮鋼液的流動，有效地抑制鑄坯的中心偏析。

實施例

進行數(shù)次使用圖1所示的板坯連續(xù)鑄造機1來制造低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的鑄坯的連續(xù)鑄造。在所有的連續(xù)鑄造中，確定鑄模5的尺寸，以使鑄坯10的寬度為2100mm、厚度為250mm。為了從溫度達到與鑄坯厚度中心部的固相率為0.02相當?shù)臏囟鹊臅r刻到溫度達到與鑄坯厚度中心部的固相率為0.8相當?shù)臏囟鹊臅r刻對鑄坯10進行下壓，配置輕下壓帶14。將從鑄模5的出口到凝固完成位置13的沿著鑄造方向的鑄坯10的長度lf設(shè)定為28m(＝目標長度lt)。需要說明的是，固相率通過包括在實施例中使用的鋼的組成的合金狀態(tài)圖的液相線與固相線的杠桿定律求出。

在所有的連續(xù)鑄造中，將鑄坯的拔出速度v從速度v0改變?yōu)樗俣葀1，將冷卻水吹附量w從吹附量w0改變?yōu)榇蹈搅縲1，從改變時刻tc開始至經(jīng)過將鑄坯的目標長度lt除以拔出速度v0而得到的時間t期間，使冷卻水吹附量w為吹附量wt。該吹附量wt通過實驗預(yù)先求出，滿足前述(1)或(2)式(本發(fā)明例)。并且，在本發(fā)明例的幾個連續(xù)鑄造中，使冷卻水吹附量w從wt的階段以最大2個階段改變。

并且，將鑄坯的拔出速度v從速度v0改變?yōu)樗俣葀1，將冷卻水吹附量w從吹附量w0改變?yōu)榇蹈搅縲1，但從改變時刻tc開始經(jīng)過時間t期間，不適用吹附量wt，或者即使進行改變，也以不滿足前述(1)及(2)式的方式進行數(shù)次制造低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的鑄坯的連續(xù)鑄造(比較例)。

在本發(fā)明例及比較例中，測定從改變時刻tc開始經(jīng)過1/2×t的時間的時刻的凝固完成位置13的部位的中心偏析度和從改變時刻tc經(jīng)過時間t的長度lf。長度lf通過使用專利文獻2所記載的使用電磁超聲波傳感器的方法檢測凝固完成位置13而測定。長度lf在從改變時刻tc起經(jīng)過片刻的時間發(fā)生波動。計算出長度lf波動時的最大與最小長度lf的差作為長度lfの振幅δl。

通過以下工序測定中心偏析度。中心偏析度越接近1.0表示中心偏析越少的良好的鑄坯。

(1)切下從改變時刻tc開始經(jīng)過時間1/2×t的時刻的凝固完成位置13的部位的鑄坯。

(2)在該鑄坯的與拔出方向正交的截面，對沿著鑄坯的厚度方向按照每1mm厚度切片的試樣的碳濃度進行分析。

(3)以鑄坯的厚度方向上的碳濃度的最大值為cmax，以對鑄造中從澆注盤內(nèi)取樣的鋼液進行分析的碳濃度為c0，以cmax/c0為中心偏析度。

在本發(fā)明例和比較例中，速度v0和冷卻水吹附量w0(kg/噸－鑄坯)等操作條件、長度lfの振幅δl和中心偏析度如表1所示(no.1～18)。

表1

在表1的備注中記載了本發(fā)明例與比較例的區(qū)別。在比較例no.14和15中，不適用吹附量wt，“吹附量wt的改變階段數(shù)”“t”和“wt”為“－”。并且，在吹附量wt的改變階段數(shù)為0的情況下，不存在wt(n)的值。在不存在wt(n)的值的連續(xù)鑄造no.中“wt(1)”和“w(2)”為“－”。需要說明的是，在實施凝固末期輕下壓方法的情況下，在正常狀態(tài)的鑄坯的部位，cmax/c0為1.03左右。

在本發(fā)明例中，長度lf的振幅δl越小，長度lf越接近目標長度lt。通過利用輕下壓帶14來下壓鑄坯的特定部位，能夠有效地減輕中心偏析。由此，在本發(fā)明例中，與比較例相比能夠使中心偏析度接近1.0。另外，在時間t期間，在使吹附量w階段性地改變的no.5～13中，振幅δl處于被抑制得比no.1～4的情況下小的傾向。

根據(jù)本發(fā)明，即使在改變拔出速度v的情況下，也能夠使凝固完成位置一直處于規(guī)定的目標位置。并且，根據(jù)本發(fā)明，通過有效地實施凝固末期輕下壓方法，能夠抑制鑄坯中心部處的空隙的形成和濃縮鋼液的流動，有效地抑制鑄坯的中心偏析。

附圖標記說明

1板坯連續(xù)鑄造機；2澆注盤；3滑動水口；4浸入式水口；5鑄模；6鑄坯支撐輥；7輸送輥；8鑄坯切斷機；9鋼液；10鑄坯；10a鑄坯(切斷后)；11凝固殼；12未凝固層；13凝固完成位置；14輕下壓帶；15輥組件；16框架；16’框架；17連結(jié)桿；18盤簧；19螺旋千斤頂；20馬達；21輥軸承座；30二次冷卻帶。