連続鋳造

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#鋳造
連続鋳造（れんぞくちゅうぞう、Continuous casting）とは、製鉄所での主要な工程の1つで、溶けた鉄が固まる過程で一定の形の鋼片を作ることである。
短く連鋳（れんちゅう）やCC（Continuous caster）とも呼ばれる。
鉄鋼用の連続鋳造機では、ほぼすべてが下方向に溶けた鉄を引き出す方式であるが、鋳鉄用では水平方向に引き出すものもある。
なお連続鋳造機は、その立面形状により、垂直型、湾曲型、垂直曲げ型、水平型に大別される。
連続鋳造機の概略図。
1: 取鍋。
最上部にある取鍋に溶鋼を注入する。
取鍋では溶鋼中にある介在物が浮かぶので、それを除去する。
2: タンディッシュ タンディッシュでも介在物を浮かせて除去する。
3: 鋳型 鋳型は水冷されているため、鋳型に接した溶鋼は急怜されて凝固し始める。
4: ガス切断機 固体となった鋼片はガス切断機で適度な長さに切断される。
連続鋳造は狭い成分系での溶鋼の管理技術が必要であり、鉄鋼メーカーは生産性と品質レベルの向上にしのぎを削っているが基本的にはコマーシャルベースでの廉価性に特化した技術である。
なお、連続鋳造ができない特殊な鋼については、昔ながらの鋳型（インゴットケース）を用いた鋳造が健在であるのは、連続鋳造機が成分の制約を大きく受け、固液共存温度幅が小さく、デルタフェライトが出ない、熱間脆化元素を含まないといった狭い条件で運用されていることの好例である。
共晶成分の代表である中小の鋳鉄製造メーカの応用が盛んなのもそれが原因である。
合金設計を駆使したものは、インゴットからさらに別ケースで進化したESRやVARなどの多重溶解法へ進化しており、さまざまな先端技術を担っている。
精錬工程にて成分調整を終えた溶鋼は、連続鋳造工程へ運ばれる。
連続鋳造工程では、溶鋼を連続的に凝固させて一定の形（矩形、丸形）の半製品である鋼片を作る。
本工程にて鋼自体の品質が決定されるため、表面割れ内部割れの抑制、介在物の除去、凝固に伴う偏析低減、ポロシティ低減など種々の品質確保のための技術が導入されている。
鉄鋼業界において、日本と中国など新興国と差の大きい分野のひとつである。
鋼片はその後、圧延工程に運ばれて様々な形に加工される。
予め最終製品に近い形状で鋳造を行うことをニアネットシェイプといい、H型鋼を一回り大きくした形状の鋳型を用いた鋳造も行われている。
連続鋳造の主な役割は2つある。
1つは、次の圧延工程で加工しやすいように一定の形の半製品を作ることである。
半製品は大きく3つに分類でき、巨大なかまぼこ板のような形状のものは「スラブ」、断面がほぼ正方形で160mm角以上のものを「ブルーム」、それ以下は「ビレット」とそれぞれ呼ばれている。
断面が円状の「ラウンドビレット」という特殊な半製品もある。
もう1つは、鋼中の介在物をさらに除去することである。
酸化物などの固体の介在物があると、鋼鉄の強度・加工性・耐疲労性の低下などの原因となる。
そのため、連続鋳造工程で溶鋼が凝固するまでに、溶鋼中の介在物を浮かせて除去するようにしている。
連続鋳造機の構造概略 1.取鍋 2.タンデッシュ 3.鋳型 4.プラズマトーチ 5.ストッパー 6.垂直部分2m以上 7.ロール 8.メニスカス 9.鋳造パウダー 溶鋼の流れ 1.取鍋 2.タンデッシュ 3.鋳型 4.プラズマトーチ 5.ストッパー 6.垂直部分2m以上 連続鋳造は連続鋳造機によってなされる。
連続鋳造機は溶鋼を鋳型に流し込んで連続的に鋼片を作る作業を行なう、5–7階建のビルと同じくらいの高さを持つ巨大な装置である。
以下に連続鋳造機の構造と各部分の役割を述べる。
取鍋 - 高炉で作られた溶鋼は二次精錬を経て取鍋に入れられ、連続鋳造機の最上部に運ばれる。
取鍋では溶鋼中の介在物の一部浮上分離除去される。
タンディッシュ - 溶鋼は取鍋の底部から下のタンディッシュへ注がれる。
タンディッシュでも介在物の一部浮上分離除去される。
鋳型 - 溶鋼はタンディッシュの底部から鋳型へと注がれる。
鋳型は銅で出来ており、常に水冷されている。
鋳型に接触した溶鋼は精密に調整されながら冷やされる。
溶鋼は鋳型の中で外側から微細な結晶からなる薄い凝固殻を作りはじめ、微細な結晶はつながりあって大きな樹枝状晶へと成長する。
連続鋳造機での工程を終え、まだ鋳片の欠陥がほとんどない場合は熱い鋳片は冷えないうちに熱間圧延工程に送られる場合もある。
また、厳しい用途に使用...