CN107107178B - 连续铸造铸坯和其制造方法及制造装置、厚钢板的制造方法及制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的主要目的在于提供一种将板坯形状的铸坯可靠地压扁而使中心疏松减少的连续铸造铸坯和其制造方法及制造装置。对于在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶的连续铸造铸坯(1)，在至少单侧的长边表面具备第1压下凹部(2)和第2压下凹部(3)，该第2压下凹部(3)是从该第1压下凹部(2)的底表面进一步凹陷而成的，宽度比第1压下凹部(2)的宽度窄，通过设为这样的形态，能够形成使偏析减少、同时铸坯的最大疏松体积是2.5×10‑4cm3/g以下的连续铸造铸坯(1)。
Description
技术领域
本发明涉及连续铸造铸坯和其制造方法及制造装置、以及厚钢板的制造方法及制造装置。详细而言，本发明涉及使在铸坯的中心部不可避免地产生的中心疏松和偏析减少的连续铸造铸坯和其制造方法及制造装置、以及使用该连续铸造铸坯制造的、用于核反应堆、锅炉、压力容器等的、超声波探伤缺陷较少的厚钢板的制造方法及制造装置。
背景技术
利用连续铸造设备铸造的铸坯从支承于支承辊的外表面开始凝固，因此，铸造厚度(铸坯的厚度方向)的中央部最后凝固。另外，钢液凝固之际，产生3％～4％的体积收缩。因此，在最后凝固的铸坯中央部不可避免地产生被称为中心疏松的微细的空腔部。该中心疏松在轧制后也残留，在厚钢板阶段，能够通过超声波探伤试验检测到。因该中心疏松产生的内部缺陷特别是对于核反应堆、锅炉、压力容器等用途来说是有害的缺陷。因此，一直以来都要进行使铸坯的中心疏松体积减少的处理。
另外，在最后凝固的铸坯中央部除了易于产生疏松之外，还易于产生偏析，尤其是对于在中央部具有粒状等轴晶的板状铸坯，难以使疏松体积、偏析同时减少。作为其理由，能够想到：(1)在粒状等轴晶的周围易于产生偏析；(2)若在凝固末期粒状等轴晶运动，则偏析部也与粒状等轴晶一起移动、偏析元素易于聚集于由聚集了的多个粒状等轴晶包围的部位，因此，偏析易于变大；(3)在由产生于粒状等轴晶周围的偏析包围的部位易于产生疏松等。因此，迄今为止进行了如下尝试：通过使与粒状等轴晶相比疏松和偏析易于同时减少的柱状晶易于成长，来改善疏松和偏析。
在通过在后续工序中强力地轧制铸坯、使中心疏松体积减少的情况下，以往，为了使厚度(铸造厚度)D是230mm～380mm的以往的铸坯的中心疏松减少到在厚钢板阶段的超声波探伤试验中合格的水平，需要在后续工序中进行形状比γ是0.7以上的强轧制。为了进行这样的轧制，需要将铸坯高温加热到1250℃以上，因此，需要很高成本。此外，形状比γ是用于表示轧制的程度的指标，是由形状比γ＝轧辊与钢板的接触弧长/平均板厚＝(R(h0-h1))0.5/(0.5(h0+h1))这一式子定义的值。在此，R是辊半径(mm)，h0是入侧板厚(mm)，h1是出侧板厚(mm)。
为了在铸造阶段中使中心疏松的产生量减少，在例如专利文献1公开了如下技术：在铸坯完全凝固之后且铸坯表面温度是700℃～1000℃时，利用在中央具有突出部的上下辊夹持铸坯并进行压下，将中心疏松压扁而使中心疏松减少。
另外，在专利文献2公开了如下技术：在使铸坯鼓胀了10mm以上之后，在凝固结束前对宽度中央部进行压下，接下来对两端部附近进行压下，从而使凝固界面压接。
另外，在专利文献3公开了如下技术：在铸坯的板厚中央部的温度是1400℃以上且凝固点以下的状态下，在连续铸造设备内对中央部进行压下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-279652号公报
专利文献2：日本特开2001-334353号公报
专利文献3：日本特开平7-227658号公报
发明内容
发明要解决的问题
由专利文献1公开的技术以铸造厚度(厚度)D与铸造宽度W之比(D/W)是0.7的被称为大钢坯的窄幅的铸坯为对象。若将该技术适用于铸造厚度D与铸造宽度W之比(D/W)是0.1～0.3的宽幅的板坯，则存在如下课题：上下辊的负载载荷变得非常大，因此，辊的耐久性不足，生产率降低。
由专利文献2公开的技术存在如下课题：在最终未凝固部形成于铸坯的宽度端部附近的情况下具有效果，但在最终未凝固部形成于铸坯的宽度中心部的情况下并不有效。
由专利文献3公开的技术存在如下问题：在最终未凝固部形成于铸坯的宽度端部附近的情况下并不有效。
这样，在连续铸造阶段使铸造厚度D较大的板状铸坯的中心疏松体积减少的技术并未得以确定，在连续铸造阶段使在中心疏松的周围产生的偏析减少的技术也并未得以确定。因此，对于中心疏松，实际情况是，通过在后续工序进行强轧制，使中心疏松减少到表3所示的JIS G 0801：2008所规定的、在厚钢板阶段进行的超声波探伤试验中合格的水平。然而，在后续工序的强轧制中，即使能够使中心疏松体积减少，也难以使偏析减少。
因此，本发明的课题在于，提供一种解决上述的以往的技术所具有的课题、将板坯形状的铸坯压扁而在铸造过程中使中心疏松可靠地减少并且使偏析也减少了的连续铸造铸坯和其制造方法及制造装置。另外，本发明的课题还在于，提供一种解决上述的以往的课题、在连续铸造阶段使中心疏松和偏析减少的基础上不进行形状比γ是0.7以上的强轧制而廉价地制造在超声波探伤试验中合格的厚钢板的方法。
用于解决问题的方案
本发明人等发现了如下见解：通过以铸坯的厚度中央为界而向铸坯的上表面侧和下表面侧对称(以下称为“上下对称”或“均匀”)地生成粒状等轴晶，能够在凝固末期抑制粒状等轴晶的移动，其结果，能够使中心疏松和偏析减少。在此，“上下对称”是指，以铸坯的厚度中央为界的铸坯上侧一半和铸坯下侧一半中的、等轴晶率之差在5％以内。另外，“等轴晶率”是指，在铸坯的厚度方向上侧一半生成有等轴晶的区域的厚度相对于铸坯1/2厚度的比例。而且，本发明人等发现了如下见解：通过在连续铸造阶段进行恰当的压下，能够比以往减少中心疏松。本发明是基于这些见解完成的。
对于为了解决上述课题而完成的本发明，以下进行说明。在以下的说明中，只要没有特别声明，固相率X1～X2是指固相率X1以上且小于X2。另外，只要没有特别声明，固相率以外(例如、比值D/W、铸造厚度、凹陷量、凹陷率、距离、最大形状比、钢板厚度、钢板厚度、比值d1/D、比值d2/D、铸造宽度、加热温度等)的Y1～Y2是指Y1以上且Y2以下。
本发明的第1形态是一种连续铸造铸坯，其是如下铸坯：铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶，其特征在于，在至少单侧的长边表面具有第1压下凹部和第2压下凹部，该第2压下凹部是从该第1压下凹部的底表面进一步凹陷而成的，宽度比第1压下凹部的宽度窄，第1压下凹部的从铸坯端部表面起的凹陷量d1是0.08mm～1.1mm，第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的凹陷量d2是1.2mm～12mm。
本发明的第2形态是一种连续铸造铸坯，其是如下铸坯：铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶，其特征在于，在至少单侧的长边表面具有第1压下凹部和第2压下凹部，该第2压下凹部是从该第1压下凹部的底表面进一步凹陷而成的，宽度比第1压下凹部的宽度窄，第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率是0.03％～0.36％，并且，第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率是0.6％～4％。
在本发明中，“凹陷率”是指各凹部的以凹部形成前的厚度为基准的压下率。即，“第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率”是指“第1压下凹部的凹陷量d1/铸造厚度D×100％”。另外，“第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率”是指“第2压下凹部的凹陷量d2/铸造厚度D×100％”。
在上述本发明的第1形态中，优选的是，第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率是0.03％～0.36％，并且，第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率是0.6％～4％。
另外，在上述本发明的第1形态和上述本发明的第2形态中，优选的是，第1压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离是0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D，第2压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离是0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D。
另外，在上述本发明的第1形态和上述本发明的第2形态中，优选的是，最大疏松体积是1.5×10-4cm3/g以下。
本发明的第3形态是一种连续铸造铸坯的制造方法，其特征在于，该连续铸造铸坯的制造方法具有如下工序：第1工序，在该第1工序中，通过使用第1压下辊对铸坯进行压下，在铸坯的至少单侧的长边表面形成第1压下凹部，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶；以及第2工序，在该第2工序中，使用宽度比第1压下辊的宽度窄的第2压下辊，对在第1工序形成的第1压下凹部的底表面进行进一步压下，从而形成宽度比第1压下凹部的宽度窄的第2压下凹部，在第1工序中，以第1压下凹部的从铸坯端部表面起的凹陷量d1成为0.08mm～1.1mm的方式对铸坯进行压下，在第2工序中，以第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的凹陷量d2成为1.2mm～12mm的方式对铸坯进行压下。
本发明的第4形态是一种连续铸造铸坯的制造方法，其特征在于，该连续铸造铸坯的制造方法具有如下工序：第1工序，在该第1工序中，通过使用第1压下辊对铸坯进行压下，在铸坯的至少单侧的长边表面形成第1压下凹部，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶；以及第2工序，在该第2工序中，通过使用宽度比第1压下辊的宽度窄的第2压下辊对在第1工序中形成的第1压下凹部的底表面进行进一步压下，从而形成宽度比第1压下凹部的宽度窄的第2压下凹部，在第1工序中，以第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式对铸坯进行压下，在第2工序中，以第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式对铸坯进行压下。
在上述本发明的第3形态中，优选的是，在第1工序中，以第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式对铸坯进行压下，在第2工序中，以第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式对铸坯进行压下。
另外，在上述本发明的第3形态和上述本发明的第4形态中，优选的是，将第1压下辊设置于固相率成为0.3～0.7的区域，将第2压下辊设置于第1压下辊的下游侧且是固相率成为0.7～1.0的区域。
在此，固相率能够通过例如传热计算、横波电磁超声波的透过率的变化等求出。
另外，在上述本发明的第3形态和上述本发明的第4形态中，优选的是，第1压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离成为0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D，第2压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离成为0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D。
另外，在上述本发明的第3形态和上述本发明的第4形态中，优选的是，经由第1工序和第2工序制造出的连续铸造铸坯的最大疏松体积是1.5×10-4cm3/g以下。
本发明的第5形态是一种连续铸造铸坯的制造装置，其特征在于，该连续铸造铸坯的制造装置具备：第1压下辊，其用于成形在铸坯的至少单侧的长边表面具有第1压下凹部的中间成形品，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶；以及第2压下辊，其具有宽度比该第1压下辊的宽度窄的形状，配置于比第1压下辊靠下游侧的位置，用于成形从上述中间成形品的第1压下凹部的底表面进一步凹陷而成的、宽度比第1压下凹部的宽度窄的第2压下凹部，将第1压下辊以第1压下凹部的从铸坯端部表面起的凹陷量d1成为0.08mm～1.1mm的方式设置，将第2压下辊以第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的凹陷量d2成为1.2mm～12mm的方式设置。
本发明的第6形态是一种连续铸造铸坯的制造装置，其特征在于，该连续铸造铸坯的制造装置具备：第1压下辊，其用于成形在铸坯的至少单侧的长边表面具有第1压下凹部的中间成形品，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶；以及第2压下辊，其具有宽度比该第1压下辊的宽度窄的形状，配置于比第1压下辊靠下游侧的位置，用于成形从上述中间成形品的第1压下凹部的底表面进一步凹陷而成的、宽度比第1压下凹部的宽度窄的第2压下凹部，将第1压下辊以第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式设置，将第2压下辊以第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式设置。
在上述本发明的第5形态中，优选的是，将第1压下辊以第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式设置，将第2压下辊以第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式设置。
另外，上述本发明的第5形态和上述本发明的第6形态中，优选的是，将第1压下辊设置于固相率成为0.3～0.7的区域，将第2压下辊设置于第1压下辊的下游侧且是固相率成为0.7～1.0的区域。
另外，在上述本发明的第5形态和上述本发明的第6形态中，优选的是，将第1压下辊以第1压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离成为0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D的方式设置，将第2压下辊以第2压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离成为0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D的方式设置。
另外，在上述本发明的第5形态和上述本发明的第6形态中，优选的是，连续铸造铸坯的最大疏松体积是1.5×10-4cm3/g以下。
本发明的第7形态是一种厚钢板的制造方法，其特征在于，该厚钢板的制造方法具备：铸坯制造工序，在该铸坯制造工序中，利用上述本发明的第3形态或上述本发明的第4形态的连续铸造铸坯的制造方法来制造铸坯；以及轧制工序，在该轧制工序中，对在该铸坯制造工序中制造出的、最大疏松体积是2.5×10-4cm3/g以下的铸坯在最大形状比是0.2～0.65的范围内进行轧制。
在此，“最大形状比”是指在利用多道次对厚钢板进行了热轧的情况下的平均每1道次的最大的形状比。
在上述本发明的第7形态中，优选的是，通过轧制工序，轧制工序结束后的钢板厚度相对于铸造厚度D成为50％～80％。
另外，在上述本发明的第7形态中，优选的是，通过轧制工序，轧制工序结束后的厚钢板的钢板厚度为150mm～300mm。
由上述本发明的第7形态的厚钢板的制造方法制造的钢板能够利用随后论述的本发明的厚钢板的制造装置制造。
本发明的第8形态是一种厚钢板的制造装置，其特征在于，该厚钢板的制造装置具备：上述本发明的第5形态或上述本发明的第6形态的连续铸造铸坯的制造装置；以及对由该制造装置制造出的铸坯进行轧制的轧机，该轧机是对最大疏松体积是2.5×10-4cm3/g以下的铸坯在最大形状比是0.2～0.65的范围内进行轧制的轧机。
上述本发明的第8形态中，优选的是，轧机使轧制后的钢板厚度相对于铸造厚度D成为50％～80％。
另外，在上述本发明的第8形态中，优选的是，轧机使轧制后的钢板厚度为150mm～300mm。
发明的效果
根据本发明的连续铸造铸坯和其制造方法及制造装置，能够提供即使是铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3、铸造厚度D是230mm～380mm这样的宽幅的板状铸坯也使板状铸坯的最大疏松体积和偏析降低到低水平的连续铸造铸坯。
另外，根据本发明的连续铸造铸坯的制造装置和制造方法，具有通过进行两个阶段的压下而不会对压下辊施加过度的负载这样的效果。
另外，根据本发明的厚钢板的制造方法及制造装置，能够获得利用铸坯制造工序使最大疏松体积(最大的中心疏松体积)减少了的连续铸造铸坯，因此，在后续进行的轧制工序中，即使在最大形状比是0.2～0.65的条件下，也能够制造使因中心疏松产生的内部缺陷减少到在超声波探伤试验中合格的水平的钢板。在该情况下，无需如以往那样对铸坯进行高温加热，因此，能够大幅度地降低厚钢板的制造成本。
附图说明
图1是表示本发明的连续铸造铸坯的截面形状的概念图。
图2是表示本发明的连续铸造铸坯的制造方法所包含的工序的一个例子的说明图。
图3是表示第1压下凹部的凹陷量和第2压下凹部的凹陷量对中心疏松体积带来的影响的图表。
图4是表示第1压下凹部的凹陷率与第2压下凹部的凹陷率对中心疏松体积带来的影响的图表。
图5是示意性地表示本发明的连续铸造铸坯的制造装置的局部的一个例子的说明图。
图6是表示本发明的厚钢板的制造装置0的结构的概要的说明图。
图7是说明铸坯横截面的示意图。
图8是表示粒状晶和最大偏析厚度的例子的图。
图9是表示分支树枝状晶和最大偏析厚度的例子的图。
图10是表示最大疏松体积、由轧辊进行的轧制的最大形状比、超声波探伤试验的合格与否之间的关系的图表。
具体实施方式
以下，适当参照附图说明本发明。此外，以下所示的形态是本发明的例子，本发明并不限定于以下所示的形态。
1.本发明的连续铸造铸坯1
图1是表示本发明的连续铸造铸坯的截面形状的概念图。此外，在图1中，夸张地表示了凹部(第1压下凹部2和第2压下凹部3)。
本发明的连续铸造铸坯1是如下铸坯：铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央，在以厚度方向为纵轴、以长边的宽度方向为横轴时，在从端部起的凝固没有影响的部分上下对称地具有粒状等轴晶。如图1所示，连续铸造铸坯1在至少单侧的表面具有第1压下凹部2和第2压下凹部3，该第2压下凹部3是从该第1压下凹部2的底表面进一步凹陷而成的，具有比第1压下凹部2的宽度窄的宽度。此外，上述从端部起的凝固没有影响的部分是除了从端部凝固的柱状晶的部分之外的区域，大致是长边的从长边的端部起减去铸造厚度D而剩余的部分。
将具有铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3、铸造厚度D是230mm～380mm的铸坯那样的截面形状的铸坯称为板坯。将比值D/W的下限值设为0.1的原因在于，在铸造厚度D为230mm～380mm时，铸造宽度W成为2500mm程度以上，因此，难以沿着宽度方向均匀地对宽幅的铸坯进行压下，将其上限值设为0.3的原因在于，从端部起的凝固的影响变大，因此，由于设备方面的制约，无法进行充分的压下。在本发明中，铸造宽度W的最大值没有特别限定。优选的是，铸造宽度W是1320mm～2360mm。
若铸造厚度D超过380mm，则对压下辊的反作用力增大，辊易于变形。因此，需要使压下辊和支承压下辊的扇形段(日文：セグメント)高刚度化，设备费用增加，因此，并不优选。另外，若将铸造厚度D设为小于230mm，则需要减慢铸造速度，生产率也降低，因此，并不优选。出于这样的观点考虑，将铸造厚度D设为230mm～380mm。
而且，连续铸造铸坯1在至少厚度方向中央、在以厚度方向为纵轴、以长边的宽度方向为横轴时、在从端部起的凝固没有影响的部分上下对称地具有粒状等轴晶。通过设为这样的形态，在为了形成第1压下凹部2、第2压下凹部3而进行压下之际，力能够从铸坯的上侧和下侧向铸坯的厚度方向中央部均等地传递。其结果，能够抑制产生可能成为使粒状等轴晶移动的驱动力的剪切力，因此，能够抑制粒状等轴晶的移动。通过抑制粒状等轴晶的移动，能够抑制偏析元素的移动，因此，能够抑制偏析。而且，通过抑制粒状等轴晶的移动，能够缩小被多个粒状等轴晶夹着的(包围的)区域的大小，因此，能够减少在该区域产生的疏松(中心疏松)的体积。
而且，通过缩小粒状等轴晶的直径，在剪切应力起作用时粒状等轴晶移动的阻力增大，并且能够使由粒状等轴晶包围的区域进一步缩小。作为粒状等轴晶的大小，以圆当量直径计是1.5mm以下，优选是1.3mm以下。
本发明如上所述，即使是宽幅铸坯，也能够成为在铸造过程中中心疏松体积被减少、且偏析受到了抑制的连续铸造铸坯。
本发明的连续铸造铸坯通过在连续铸造设备中形成宽幅的第1压下凹部2，进行与凝固收缩相抵的压下，防止钢液流动的产生。由此，能够缩小疏松的初始直径。接下来，对第1压下凹部2的底表面进行进一步压下，而形成宽度比第1压下凹部2的宽度窄的第2压下凹部3，从而能够利用压下将所产生的疏松压接。通过进行这样的两个阶段的压下，也不会对压下辊施加过度的负载，就能够将板状铸坯的最大疏松体积降低到低水平。
在连续铸造设备中，一般将支承辊配置成，以从铸模垂下的铸坯的一面为基准面，使另一个面与凝固收缩相对应地倾斜。图2中例示了本发明的连续铸造铸坯的制造方法所包含的工序的一实施方式。在本实施方式中，将第1压下辊4和第2压下辊5配置到基准面的相反侧，因此，在图1中，示出了仅在单面形成有宽幅的第1压下凹部2和窄幅的第2压下凹部3的连续铸造铸坯1。本发明并不限定于该形态，第1压下凹部2和比其窄幅的第2压下凹部3也可以形成于连续铸造铸坯的两面。
在本发明中，第1压下凹部2的从连续铸造铸坯1的端部表面起的凹陷量d1设为0.08mm～1.1mm。将凹陷量d1的下限值设为0.08mm的原因在于，使由体积收缩导致的疏松生成减少，将其上限值设为1.1mm的原因在于，减少由等轴晶的移动导致的中心偏析和疏松生成。另外，在本发明中，第2压下凹部3的从第1压下凹部2的底表面起的凹陷量d2设为1.2mm～12mm。将凹陷量d2的下限值设为1.2mm的原因在于，获得中心疏松的减少效果，将其上限值设为12mm的原因在于，抑制表面裂纹的产生。
另外，在本发明中，替代凹陷量，或者除了凹陷量之外，还能够规定凹陷率。作为凹陷率，将第1压下凹部2的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率设为0.03％～0.36％。即，第1压下凹部2的从铸坯端部表面起的凹陷量d1与铸造厚度D之比d1/D成为d1/D＝0.03％～0.36％。将该凹陷率的下限值设为0.03％的原因在于，减少由体积收缩导致的疏松生成，将其上限值设为0.36％的原因在于，减少由等轴晶的移动导致的中心偏析和疏松生成。另外，将第2压下凹部3的从第1压下凹部2的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率设为0.6％～4％。即，第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的凹陷量d2与铸造厚度D之比d2/D成为d2/D＝0.6％～4％。在第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率小于0.6％的情况下，中心疏松的减少效果变得不充分，因此，并不优选，在该凹陷率超过4％的情况下，表面裂纹的可能性升高，因此，并不优选。所以，第2压下凹部3的从第1压下凹部2的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率设为0.6％～4％。
通过将第1压下凹部的凹陷率、凹陷量、第2压下凹部的凹陷率、凹陷量确定为上述的范围，能够将板状铸坯的最大疏松体积降低到1.5×10-4cm3/g以下这样的低水平。
优选的是，第1压下凹部2存在于第1压下凹部2的两端与铸坯端面之间的距离a1成为0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D的位置。优选将距离a1的下限值设为0.37×铸造厚度D的原因在于，减小强度较大的铸坯端部的影响而获得较高的压下效率，优选将距离a1的上限值设为1.0×铸造厚度D的原因在于，缩小没有被辊压下的铸坯端部附近的长度。另外，优选的是，第2压下凹部3存在于第2压下凹部3的两端与铸坯端面之间的距离a2成为0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D的位置。优选将距离a2的下限值设为0.5×铸造厚度D的原因在于，减小强度较大的铸坯端部的影响而获得较高的压下效率，优选将距离a2的上限值设为1.2×铸造厚度D的原因在于，缩小没有被辊压下的铸坯端部附近的长度。
设想为，通过在从铸模出来的铸坯内钢液即将成为流动极限固相率之前的位置进行第1段的压下，能够缩小中心疏松的初始直径。在此，凝固收缩在除了铸造宽度的两端之外的大致整个区域产生。因此，在本发明中，需要第1压下凹部2是宽幅的。
另一方面，在形成了第1压下凹部2之后的阶段中，中心疏松产生区域缩小到了铸造宽度的中央附近。因此，优选的是，设为第2压下凹部3设为比第1压下凹部2窄的宽度，而可施加更集中的压下的形态。
如此排除铸造宽度W的两端的原因在于，凝固也从铸坯端部开始进行。在具有与铸造宽度W同等以上的长度的辊中，辊由于压下的反作用力而易于变形。因此，在本发明中，优选的是，压下辊是压下宽度比压下铸造宽度窄的辊。
本发明的连续铸造铸坯1的铸坯的最大疏松体积优选是1.5×10-4cm3/g以下。
此外，以往材料的中心疏松体积是6×10-4cm3/g～10×10-4cm3/g程度，若该程度的中心疏松残留于铸坯内部，则若不进行例如厚板轧制中的最大形状比0.7以上这样的高形状比下的轧制的话，将引起如下重大问题：使最终产品产生内部缺陷，而成为破坏的起点。本发明的连续铸造铸坯优选是板状铸坯的最大疏松体积1.5×10-4cm3/g以下这样的较低的中心疏松残留量。通过使中心疏松体积是1.5×10-4cm3/g以下，能够获得厚板轧制中的形状比降低、低形状比下的产品内部缺陷减少的效果。
对于中心疏松体积Pv，若将相同的铸坯的1/4厚度部的代表样品的密度设为ρ0，将中心部的样品的密度设为ρ，则能够作为Pv＝(1/ρ)-(1/ρ0)求出，单位为cm3/g。
对于代表样品的大小，优选的是长度50mm、宽度100mm、厚度7mm。作为所述样品的表面精加工精度，优选是平滑的精加工面，依据JIS B 0601：2013，优选的是，表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计是1.6μm以下，进一步优选是0.8μm以下。在表面较粗糙的情况下，在将样品浸水之际，存在气泡在表面上被捕集而Pv的精度不佳的情况，因此，并不优选。在本发明中，在除了距铸坯短边的距离为D/2以内之外的范围内，将铸坯宽度方向整体的铸坯厚度中心作为长度和宽度的表面切出该样品，将宽度方向上的疏松体积的最大值设为最大中心疏松体积。另外，将1/4厚度部的密度ρ0设为从宽度方向6处切取的样品的疏松体积的平均值即可。
此外，本发明的连续铸造铸坯1的高温的铸坯中心部优先变形，因此，在凝固时形成于铸坯表层部的枝晶组织是直线的，但在凝固结束后进行了压下的情况，表层部也变形，枝晶组织弯曲，因此，能够识别出在凝固结束后进行了压下的以往产品。
2.本发明的连续铸造铸坯1的制造装置
作为本发明的连续铸造铸坯1的制造装置的连续铸造设备具备第1压下辊4、宽度比第1压下辊4的宽度窄的压下辊5。
图5是示意性地表示本发明的连续铸造铸坯的制造装置的局部的一个例子的说明图。在图5中，示出了在连续铸造设备的铸模的下方配置有第1压下辊4和第2压下辊5、在凝固结束位置的附近对铸坯沿着厚度方向进行压下的形态。此外，在图5中，例示了具有设有背辊6的6段辊的第1压下辊4和具有3段辊的第2压下辊5，但本发明的连续铸造铸坯1的制造装置并不限定于该形态。
另外，图2是表示本发明的连续铸造铸坯的制造方法所包含的工序的一个例子的说明图。
如图2所示，第1压下凹部2是通过利用连续铸造设备所具备的第1压下辊4按压铸坯的表面来形成的。另外，第2压下凹部3是通过利用设置于第1压下辊4的下方(后段)的第2压下辊5按压第1压下凹部2的底表面来形成的。
(1)连续铸造设备
制造本发明的连续铸造铸坯1的连续铸造设备的种类并没有特别限定，也能够适用于垂直弯曲型、弯曲型、垂直型中的任一种。不过，出于设为易于制造在厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶的连续铸造铸坯1的形态的观点，优选的是垂直型。在垂直弯曲型、弯曲型的情况下，通过进行例如电磁搅拌等，能够制造上下对称地具有粒状等轴晶的连续铸造铸坯1。电磁搅拌也能够适用于垂直型，通过将电磁搅拌适用于垂直型，更加易于制造在厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶的连续铸造铸坯1。
而且，一边对钢液的过热度(铸造过程中的铸坯内的钢液温度与凝固开始温度之差)进行调整、一边在上下表面对电磁搅拌的强度进行调整、或多段地进行电磁搅拌而在上下表面对其搅拌强度进行调整等也对等轴晶厚度的调整是有效的。
(2)第1压下辊4
第1压下辊4通过对铸坯进行压下，在铸坯的至少单侧的长边表面成形第1压下凹部。
优选的是，第1压下辊4设置于从铸模出来的铸坯内钢液即将成为流动极限固相率之前的位置，通过进行与凝固收缩相抵的压下，即进行使铸坯的厚度减薄与成为疏松的产生原因的凝固收缩相应的量的压下(轻压下)，防止钢液流动的产生。具体而言，上述即将成为流动极限固相率之前的位置处的铸坯的固相率是0.3～0.7左右。若在铸坯的固相率小于0.3的位置进行第1压下辊4的压下，则，由于在固相率小于0.3时呈与完全的液体相同的性能，因此，仅仅是将液体向铸造方向的上游侧挤出，对中心偏析、疏松完全没有影响。另外，若在铸坯的固相率超过0.7的位置进行第1压下辊4的压下，则，由于变形阻力急剧地增加，在设备方面的制约下，难以进行压下。因此，为了避免这样的事态，优选的是，在铸坯的固相率是0.3～0.7的位置进行第1压下辊4的压下。设想为，通过在该位置进行第1段的压下，能够缩小中心疏松的初始直径。
凝固收缩是在除了铸造宽度的两端之外的大致整个区域产生。因此，需要使通过利用第1压下辊4进行压下而形成的第1压下凹部2是宽幅的，优选的是，第1压下凹部2的两端与铸坯端面之间的距离a1是0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D。在此排除铸造宽度W的两端的原因在于，凝固也从铸坯端部开始进行。此外，对于具有与铸造宽度W同等以上的长度的通常的辊中，辊由于压下的反作用力而易于变形。因此，需要将第1压下辊4预先设为具有比压下铸造宽度短的压下宽度的辊。
利用第1压下辊4对铸坯以第1压下凹部2的从铸坯端部表面起的凹陷量d1成为0.08mm～1.1mm的方式进行压下，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶。另外，以第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式进行压下。
(3)第2压下辊5
第2压下辊5具有宽度比第1压下辊4的宽度窄的形状，通过对中间成形品的第1压下凹部2的底表面进行进一步压下，成形出宽度比第1压下凹部2的宽度窄的第2压下凹部3。
优选的是，第2压下辊5配置于比第1压下辊4靠下游侧的位置且是从铸模出来的铸坯内钢液的流动极限固相率与完全凝固位置之间的位置。通过第2压下辊5的压下将铸坯内产生的疏松压接，使中心疏松减少。具体而言，从铸模出来的铸坯内钢液的流动极限固相率与完全凝固位置之间的铸坯的固相率是0.7～1.0左右。若在铸坯的固相率小于0.7的位置进行第2压下辊5的压下，则等轴晶的移动变大，因此，中心偏析和疏松恶化。因此，为了避免这样的事态，优选的是，在铸坯的固相率是0.7～1.0的位置进行第2压下辊5的压下。通过在该位置进行第2压下辊5的第2段的压下，能够将中心疏松压接而使中心疏松减少。
在铸坯的固相率是0.7～1.0的阶段，中心疏松产生区域缩小至铸造宽度的中央附近。因此，第2压下凹部3设为比第1压下凹部2的宽度窄的宽度，设为施加更集中的压下来进行成形。由此，能够使中心疏松强力地压接。优选的是，第2压下凹部3的两端(也就是说，第2压下辊5的两端)与铸坯端面之间的距离a2设为0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D。
利用第2压下辊5对铸坯以第2压下凹部3的从第1压下凹部2的底表面起的凹陷量d2成为1.2mm～12mm的方式进行压下，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶。另外，以第2压下凹部3的从第1压下凹部2的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式进行压下。
通过将第1压下凹部2的凹陷率、凹陷量、第2压下凹部3的凹陷率、凹陷量确定为上述的范围，能够将板状铸坯的最大疏松体积降低到1.5×10-4cm3/g以下这样的低水平。
此外，在连续铸造设备中，一般将支承辊配置成，以从铸模垂下的铸坯的单面为基准面，使另一个面与凝固收缩相对应地倾斜。在此，在图5所示的实施方式中，将第1压下辊4和第2压下辊5配置到基准面的相反侧。因此，在图1中，第1压下凹部2、以及宽度比该第1压下凹部2的宽度窄的第2压下凹部3仅形成于连续铸造铸坯1的单面。也就是说，在图示的形态中，成为第1压下辊4和第2压下辊5仅配置于单面的形态。本发明并不限定于该形态，也能够将第1压下辊4和第2压下辊5设置于连续铸造铸坯的两面。
另外，如图5所示，第1压下辊4和第2压下辊5分别能够使用多根。在该情况下，优选的是，相邻的压下辊的间距设为与连续铸造设备的支承辊的间距相同。
3.本发明的连续铸造铸坯1的制造方法
本发明的连续铸造铸坯1的制造方法具有在铸坯形成第1压下凹部2的第1工序和形成第2压下凹部3的第2工序。
通过进行这样的两个阶段的压下，不对压下辊施加过度的负载，就能够使板状铸坯的最大疏松体积降低到低水平。
(1)第1工序
在第1工序中，通过利用前述的第1压下辊4对铸坯进行压下，在铸坯的至少单侧的长边表面形成宽幅的第1压下凹部2。
优选的是，第1压下辊4设置于固相率成为0.3～0.7的区域。即，优选的是，第1工序在铸坯的固相率成为0.3～0.7的区域进行。
在第1工序中，利用第1压下辊4对铸坯以第1压下凹部2的从铸坯端部表面起的凹陷量d1成为0.08mm～1.1mm的方式进行压下，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶。另外，以第1压下凹部2的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式进行压下。
(2)第2工序
在第2工序中，通过利用前述的第2压下辊5对在第1工序中形成的第1压下凹部2的底表面进行进一步压下，形成窄幅的第2压下凹部3。
优选的是，第2压下辊5设置于第1压下辊4的下游侧且是固相率成为0.7～1.0的区域。即，优选的是，第2工序在第1工序的下游侧、且铸坯的固相率成为0.7～1.0的区域进行。
在第2工序中，利用第2压下辊5对铸坯以第2压下凹部3的从第1压下凹部2的底表面起的凹陷量d2成为1.2mm～12mm的方式进行压下，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶。另外，以第2压下凹部3的从第1压下凹部2的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式进行压下。
通过确定第1压下凹部2的凹陷率、凹陷量、第2压下凹部3的凹陷率、凹陷量，能够将板状铸坯的最大疏松体积降低到1.5×10-4cm3/g以下这样的低水平。
4.厚钢板的制造装置0
图6是表示本发明的厚钢板的制造装置0的结构的概要的说明图。另外，图5是说明厚钢板的制造装置0所具备的连续铸造铸坯的制造装置的图。在图6中，不将第1压下辊4、第2压下辊5与支承辊区别开，而示作辊65。对于辊的详细情况，记载于图5。在图5中，示出了在连续铸造设备的铸模69的下方配置有第1压下辊4和第2压下辊5、在凝固结束位置的附近对铸坯沿着厚度方向进行压下的形态。
如图5、6所示，本发明的厚钢板的制造装置0具备：轧机63；具备第1压下辊4、第2压下辊5的本发明的连续铸造铸坯的制造装置。
使用连续铸造设备所具备的第1压下辊4和第2压下辊5来制造最大疏松体积是2.5×10-4cm3/g以下、且偏析减少了的连续铸造铸坯61。并且，对于该连续铸造铸坯61，利用设置于比连续铸造设备靠下游侧的位置的轧机63以最大形状比是0.2～0.65的条件进行轧制。由此，制造在超声波探伤试验中合格的水平的厚钢板62。
如图6所示，在本发明的厚钢板的制造装置0中，将从未图示的浇包注入到中间包66的钢液69向(水冷)铸模67注入，在铸模67内形成凝固壳，从而形成在内部具有未凝固部的铸坯60。然后，一边对铸坯60进行冷却，一边利用多个辊65(详细而言是，支承辊、第1压下辊4、第2压下辊5)将铸坯60向下游侧拉拔，与此同时，对该铸坯60进行压下，从而制造连续铸造铸坯61。之后，在将由切断机68切断成预定的长度的铸坯61装入加热炉而加热到预定的温度之后，利用轧机63轧制成钢坯，制造钢板62。
对于第1压下辊4和第2压下辊5，如上所述那样，因此，在此，以下详细论述轧机63。
(1)轧机63
轧机63对铸坯在最大形状比是0.2～0.65的范围内进行轧制。优选的是，以轧制后的钢板厚度相对于铸造厚度D成为50％～80％的方式构成。
具体而言，优选的是，以对铸坯进行轧制之后得到的钢板厚度成为150mm～300mm的方式设置轧机3，在该铸坯中，铸造厚度D是230mm～380mm，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶。
作为轧制条件，优选能够适用1050℃～1240℃、进一步优选1050℃～1230℃的加热。以往需要进行形状比γ是0.7以上的强轧制，因此，需要将铸坯高温加热到1250℃以上。与此相对，根据本发明，即使是1240℃以下，也能够制造使因中心疏松产生的内部缺陷减少到在超声波探伤试验中合格的水平的厚钢板。另外，无需像以往那样将铸坯高温加热到1250℃以上，因此，能够大幅度地降低制造成本。
轧机63并没有特别限定，能够适用公知的轧机。对于本领域技术人员来说是公知的惯用手段，因此，与轧机63的规格有关的说明省略。
根据本发明，可获得利用第1压下辊4、第2压下辊5的压下使中心疏松和偏析减少了的连续铸造铸坯61，因此，无需利用轧机63进行强轧制。
5.厚钢板的制造方法
本发明的厚钢板的制造方法具备如下工序：铸坯制造工序，在该铸坯制造工序中，利用本发明的连续铸造铸坯的制造方法制造连续铸造铸坯61；轧制工序，在该轧制工序中，通过对所获得的连续铸造铸坯61进行轧制，制造钢板62。对于本发明的连续铸造铸坯的制造方法，如上述所述那样，因此，在此省略说明，以下说明轧制工序。
＜轧制工序>
在轧制工序中，利用前述的轧机63在最大形状比是0.2～0.65的范围内对中心疏松和偏析减少了的连续铸造铸坯61进行轧制，该连续铸造铸坯61是通过利用本发明的连续铸造铸坯的制造方法制造连续铸造铸坯61的铸坯制造工序获得的。
优选的是，通过轧制工序，轧制工序结束后的钢板厚度相对于铸造厚度D成为50％～80％。
另外，优选的是，通过轧制工序，以轧制工序结束后的钢板厚度成为150mm～300mm的方式进行轧制。
由以往的方法制造出的铸坯的最大疏松体积是6×10-4cm3/g程度以上。因此，以往如果没有在对铸坯进行高温加热的基础上进行最大形状比是0.7以上的强轧制，无法在超声波探伤试验中合格。与此相对，由本发明的连续铸造铸坯的制造方法制造出的铸坯的中心疏松体积被抑制在2.5×10-4cm3/g以下。因此，在轧制工序中，通过在最大形状比是0.2～0.65的范围内进行轧制，能够制造使中心疏松减少到在超声波探伤试验中合格的水平的厚钢板。在该情况下，将铸坯通常加热到1240℃以下即可，因此，能够降低制造成本。在此，最大形状比表示利用多道次对厚钢板进行了热轧的情况下的平均每1道次的最大的形状比。
由本发明制造出的厚钢板是使因中心疏松产生的内部缺陷减少到在超声波探伤试验中合格的水平的钢板，而且具有能够比以往廉价地制造的优点。
6.利用本发明制造的厚钢板
由本发明制造的厚钢板是板厚150mm以上的热轧钢板。由本发明制造的厚钢板是利用超声波探伤检查检测到的内部缺陷较少的厚钢板，因此，特别能够恰当地使用于核反应堆、锅炉、压力容器等。
实施例
以下，说明本发明的实施例，本发明并不限定于该实施例。
1)连续铸造铸坯的铸造试验
将铸造厚度D是300mm、铸造宽度W是2000mm、D/W值是0.15的铸坯一边在中心固相率fs＝0.05～0.2的状态下实施二冷区电磁搅拌，一边利用垂直型连续铸造设备进行铸造。
铸坯在铸坯的固相率成为0.3～0.7的区域中利用以恒定间距配置的6根宽幅的压下辊进行压下，而且，在其下游侧的、铸坯的固相率成为0.7～1.0的区域中，利用以恒定间距配置的3根窄幅的压下辊进行压下。
此外，固相率是通过基于一般的有限差分法的传热计算求出的。
在由垂直型连续铸造设备铸造出的铸坯(板坯)的表面形成有与铸坯端面之间的距离是200mm的宽幅的第1压下凹部以及与铸坯端面之间的距离是300mm的窄幅的第2压下凹部。第1压下凹部的从铸坯端部表面起的凹陷量是0.4mm，第2压下凹部的从第1压下凹部起的凹陷量是3.8mm。
第1压下凹部的从铸坯端部表面起的凹陷率是0.13％，第2压下凹部的从第1压下凹部起的凹陷率是1.27％。
从该板坯的1/4厚度部和中心部切出长度50mm、宽度100mm、厚度7mm的样品，利用前述的方法求出了中心疏松体积Pv，结果，其最大值是1.0×10-4cm3/g。该值是以往的板坯的1/6以下。
此外，对于铸造厚度D是230mm～380mm、铸造宽度W是1500～2400mm、D/W是0.1～0.3、且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶的铸坯，使各凹陷量进行各种变化而进行试验铸造，同样地求出了中心疏松体积。将结果表示在图3的图表中。图3的纵轴是第1压下凹部的凹陷量d1(mm)，图3的横轴是第2压下凹部的凹陷量d2(mm)。在该试验铸造中，用实线围着铸坯的最大中心疏松体积成为1.5×10-4cm3/g以下的范围。
另外，将以第1压下凹部的凹陷率表示纵轴、以第2压下凹部的凹陷率表示横轴而得到的结果表示在图4的图表中。在该试验铸造中，用实线围着铸坯的最大中心疏松体积成为1.5×10-4cm3/g以下的范围。此外，若设为铸坯厚度D(mm)、第1压下凹部的凹陷量d1、第2压下凹部的从第1压下凹部的底表面起的凹陷量d2，则第1压下凹部的凹陷率是d1/D，第2压下凹部的凹陷率是d2/D，但凹陷率的值都较小，因此，图4的纵轴、横轴放大100倍而换算成％来表示。
＜评价>
根据本发明，确认到了能够将板状铸坯的最大疏松体积降低到低水平。
尤其是，确认到了：通过确定第1压下凹部的凹陷率、凹陷量、第2压下凹部的凹陷率、凹陷量，能够将板状铸坯的最大疏松体积降低到1.5×10-4cm3/g以下这样的低水平。以往的板坯的中心疏松体积Pv是6×10-4cm3～10×10-4cm3，因此，根据此次的结果确认到了：能够提供使最大中心疏松体积减少到以往的几分之一以下的铸坯。
2)厚钢板的制造试验
利用垂直型连续铸造设备铸造了铸造厚度D、铸造宽度W、D/W是表1所示的条件、且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶的铸坯。铸坯利用配置到铸坯的固相率成为表1所示的值的区域的6根第1压下辊(直径250mm)进行压下，而且，利用配置于第1压下辊的下游且铸坯的固相率成为表1所示的值的区域的3根第2压下辊(直径500mm)进行压下。此外，第1压下辊的凹陷量、凹陷率和第2压下辊的凹陷量、凹陷率等条件如表1所示那样。第1压下辊是压下宽度比铸造宽度W窄的辊，使用了距铸坯端面的距离成为105mm～320mm的范围的辊。第2压下辊是压下宽度比第1压下辊的压下宽度窄的辊，使用了距铸坯端面的距离成为155mm～370mm的范围的辊。此外，使用直径比第1压下辊的直径大的第2压下辊的原因在于，在对温度比第1压下辊处的温度降低了的铸坯进行压下之际易于压下到铸坯的厚度方向中心。
从制作出的铸坯(板坯)的1/4厚度部和中心部切出长度50mm、宽度100mm、厚度7mm的样品，利用前述的方法求出了中心疏松体积。求出来的中心疏松体积如表2所示那样。
接下来，对这些铸坯(板坯)进行加热，并使用直径600mm的辊以表1所示那样的各种形状比进行轧制，从而制造了厚钢板。加热条件如表2所示那样。
对所获得的厚度150mm～300mm的厚钢板进行了超声波探伤试验。超声波探伤试验方法由JIS G 0801：2008“压力容器用钢板的超声波探伤方法”规定。在本试验中，如表3所示，使用作为更严格的基准的“基准A”以及“基准B”进行了合格判定。
若对“基准A”和“基准B”进行比较，则“基准B”是更严格的基准。在本实施例中，明确记载为“基准B合格”的铸坯，是“基准A”也合格的铸坯。
[表1]
在表1中，“钢液过热度(℃)”是在液相线温度上另加的温度，液相线温度是在中间包中由钢的成分决定的。另外，实施例1～实施例15、比较例a～比较例i、比较例m、比较例n都使用了表面呈凸状的辊作为第1压下辊和第2压下辊。与此相对，在比较例j中，使用表面是平滑面的辊作为第1压下辊，未使用第2压下辊。另外，比较例k～比较例l都使用了表面是平滑面的辊作为第1压下辊和第2压下辊。
另外，在所有实施例和比较例中，凹陷量设为表1所记载的值乘以“10-4”而得到的值。
[表2]
在表2中，“厚度中心部的凝固形态”是指如下结果：从铸坯制造工序后且轧制工序前的铸坯切出样品，在铸坯宽度中央部50mm、1/2厚度100mm的等轴晶带中观察到在使用氯化铜、苦味酸饱和水溶液、以及80℃的温水制备好的腐蚀液中出现了的凝固组织。
“等轴晶率(％)”是在铸坯的厚度方向上侧一半有生成等轴晶的区域的厚度相对于铸坯1/2厚度的比例。另外，“等轴晶直径(mm)”是对凝固组织实施二值化图像处理而测定出的约100个等轴晶的、圆当量直径的平均值。“凝固组织的均匀性”将以铸坯的厚度中央为界的铸坯上侧一半和铸坯下侧一半中的、等轴晶率之差是5％以内设为均匀，将超过5％设为不均匀。图7中示出铸坯横截面的示意图。
“最大偏析厚度”是通过对从铸坯制造工序后且轧制工序前的铸坯切出来的样品的、铸坯的宽度方向整体进行观察而确定的、偏析厚度的最大值。图8中示出粒状晶和最大偏析厚度的例子。另外，图9中示出分支树枝状晶和最大偏析厚度的例子。
另外，“疏松体积”设为将表2所记载的值乘以“10-4”而得到的值。
另外，“压下率”是轧制工序中的压下厚度(＝轧制前的铸坯厚度-压下后的钢片厚度)相对于轧制前的铸坯厚度的比例。
另外，“探伤结果”栏中的“×”是指A不合格且B不合格。
另外，“综合评价”将满足“最大偏析厚度≤0.5mm”、且“最大形状比＜0.7”、且“疏松体积≤2.5×10-4cm3/g”、且“探伤结果是×以外的结果”的样品设为合格。
如表1和表2所示，由本发明的连续铸造铸坯的制造方法制造出的铸坯(以下，有时称为“实施例的铸坯”)具有均匀的粒状等轴晶，且是直径为1.3mm的较小的粒状等轴晶。并且，实施例的铸坯的最大偏析厚度是0.50mm，因此，偏析减少了。而且，实施例的铸坯的疏松体积是2.5×10-4cm3/g以下。以往的铸坯的疏松体积是6×10-4cm3/g～10×10-4cm3/g左右，因此，根据本发明，能够减少疏松体积。根据这些结果可知：根据本发明，能够提供在铸造过程中减少了中心疏松和偏析的连续铸造铸坯。
[表3]
表示最大疏松体积、由轧辊进行的轧制的最大形状比、超声波探伤试验的合格与否之间的关系的图表表示在图10中。
如图10的分布图所示那样，在使用了最大疏松体积是6×10-4cm3/g左右的以往的铸坯的情况下，对于探伤基准A，如果不进行最大形状比是0.7以上的强轧制，则无法在超声波探伤试验中使其合格。另外，对于探伤基准B，在使用了最大疏松体积是3×10-4cm3/g的铸坯的情况下，如果不进行最大形状比是0.7以上的强轧制，也无法在超声波探伤试验中使其合格。
与此相对，对第1压下辊的压下和第2压下辊的压下进行调整而制造出的铸坯虽然稍微存在偏差，但最大疏松体积成为2.5×10-4cm3/g以下，在使用了这些铸坯的情况下，即使使后续工序的轧制的最大形状比降低到0.65以下，在探伤基准B中，也成为超声波探伤试验合格。
另外，此时的轧制时的加热温度是1050℃～1230℃的范围。
尤其是，如图10所示，可知：通过使最大疏松体积降低到1.0×10-4cm3/g的水平，即使最大形状比是0.2，也能够满足基准A。
根据这些结果，可知：根据本发明，即使是最大形状比是0.2～0.65的范围的轧制，也能够制造在超声波探伤试验中合格的水平的厚钢板。此外，轧制时的加热温度是1050℃～1230℃的范围即可，无需如以往那样将铸坯高温加热到1250℃以上，因此，能够大幅度地降低厚钢板的制造成本。
如以上说明那样，根据本发明，不进行形状比γ是0.7以上的强轧制，就能够廉价地制造在超声波探伤试验中合格的水平的厚钢板。
附图标记说明
0、厚钢板的制造装置；1、连续铸造铸坯；2、第1压下凹部；3、第2压下凹部；4、第1压下辊；5、第2压下辊；6、背辊；60、铸坯；61、连续铸造铸坯；62、钢板；63、轧机；65、辊；66、中间包；67、铸模；68、切断机；69、钢液。
Claims (21)
1.一种连续铸造铸坯，其是如下铸坯：铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶，其特征在于，
在至少单侧的长边表面具有第1压下凹部和第2压下凹部，该第2压下凹部是从该第1压下凹部的底表面进一步凹陷而成的，宽度比所述第1压下凹部的宽度窄，
所述第1压下凹部的从铸坯端部表面起的凹陷量d1是0.08mm～1.1mm，所述第2压下凹部的从所述第1压下凹部的底表面起的凹陷量d2是1.2mm～12mm，
所述第1压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离是0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D，所述第2压下凹部的两端与所述铸坯端面之间的距离是0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D，
最大偏析厚度≤0.5mm，疏松体积为2.5×10-4cm3/g以下。
2.根据权利要求1所述的连续铸造铸坯，其特征在于，
所述第1压下凹部的从所述铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率是0.03％～0.36％，并且，第2压下凹部的从所述第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率是0.6％～4％。
3.根据权利要求1或2所述的连续铸造铸坯，其特征在于，
最大疏松体积是1.5×10-4cm3/g以下。
4.一种连续铸造铸坯，其是如下铸坯：铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶，其特征在于，
在至少单侧的长边表面具有第1压下凹部和第2压下凹部，该第2压下凹部是从该第1压下凹部的底表面进一步凹陷而成的，宽度比所述第1压下凹部的宽度窄，
所述第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率是0.03％～0.36％，并且，第2压下凹部的从所述第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率是0.6％～4％，
所述第1压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离是0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D，所述第2压下凹部的两端与所述铸坯端面之间的距离是0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D，
最大偏析厚度≤0.5mm，疏松体积为2.5×10-4cm3/g以下。
5.根据权利要求4所述的连续铸造铸坯，其特征在于，
最大疏松体积是1.5×10-4cm3/g以下。
6.一种连续铸造铸坯的制造方法，其特征在于，
该连续铸造铸坯的制造方法具有如下工序：
第1工序，在该第1工序中，通过使用第1压下辊对铸坯进行压下，在所述铸坯的至少单侧的长边表面形成第1压下凹部，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶；以及
第2工序，在该第2工序中，通过使用宽度比所述第1压下辊的宽度窄的第2压下辊对在所述第1工序中形成的所述第1压下凹部的底表面进行进一步压下，从而形成宽度比所述第1压下凹部的宽度窄的第2压下凹部，
在所述第1工序中，以所述第1压下凹部的从铸坯端部表面起的凹陷量d1成为0.08mm～1.1mm的方式对所述铸坯进行压下，
在所述第2工序中，以所述第2压下凹部的从所述第1压下凹部的底表面起的凹陷量d2成为1.2mm～12mm的方式对所述铸坯进行压下，
将所述第1压下辊设置于固相率成为0.3～0.7的区域，将所述第2压下辊设置于所述第1压下辊的下游侧且是固相率成为0.7～1.0的区域，
所述第1压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离成为0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D，所述第2压下凹部的两端与所述铸坯端面之间的距离成为0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D。
7.根据权利要求6所述的连续铸造铸坯的制造方法，其中，
在所述第1工序中，以所述第1压下凹部的从所述铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式对所述铸坯进行压下，
在所述第2工序中，以所述第2压下凹部的从所述第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式对所述铸坯进行压下。
8.根据权利要求6或7所述的连续铸造铸坯的制造方法，其特征在于，
经由所述第1工序和所述第2工序制造出的连续铸造铸坯的最大疏松体积是1.5×10- 4cm3/g以下。
9.一种连续铸造铸坯的制造方法，其特征在于，
该连续铸造铸坯的制造方法具有如下工序：
第1工序，在该第1工序中，通过使用第1压下辊对铸坯进行压下，在所述铸坯的至少单侧的长边表面形成第1压下凹部，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶；以及
第2工序，在该第2工序中，通过使用宽度比所述第1压下辊的宽度窄的第2压下辊对在所述第1工序中形成的所述第1压下凹部的底表面进行进一步压下，从而形成宽度比所述第1压下凹部的宽度窄的第2压下凹部，
在所述第1工序中，以所述第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式对所述铸坯进行压下，
在所述第2工序中，以所述第2压下凹部的从所述第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式对所述铸坯进行压下，
将所述第1压下辊设置于固相率成为0.3～0.7的区域，将所述第2压下辊设置于所述第1压下辊的下游侧且是固相率成为0.7～1.0的区域，
所述第1压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离成为0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D，所述第2压下凹部的两端与所述铸坯端面之间的距离成为0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D。
10.根据权利要求9所述的连续铸造铸坯的制造方法，其特征在于，
经由所述第1工序和所述第2工序制造出的连续铸造铸坯的最大疏松体积是1.5×10- 4cm3/g以下。
11.一种连续铸造铸坯的制造装置，其特征在于，
该连续铸造铸坯的制造装置具备：
第1压下辊，其用于成形在铸坯的至少单侧的长边表面具有第1压下凹部的中间成形品，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶；以及
第2压下辊，其具有宽度比所述第1压下辊的宽度窄的形状，配置于比所述第1压下辊靠下游侧的位置，用于成形从所述中间成形品的所述第1压下凹部的底表面进一步凹陷而成的、宽度比所述第1压下凹部的宽度窄的第2压下凹部，
将所述第1压下辊以所述第1压下凹部的从铸坯端部表面起的凹陷量d1成为0.08mm～1.1mm的方式设置，将所述第2压下辊以所述第2压下凹部的从所述第1压下凹部的底表面起的凹陷量d2成为1.2mm～12mm的方式设置，
将所述第1压下辊设置于固相率成为0.3～0.7的区域，将所述第2压下辊设置于所述第1压下辊的下游侧且是固相率成为0.7～1.0的区域，
将所述第1压下辊以所述第1压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离成为0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D的方式设置，将所述第2压下辊以所述第2压下凹部的两端与所述铸坯端面之间的距离成为0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D的方式设置。
12.根据权利要求11所述的连续铸造铸坯的制造装置，其特征在于，
将所述第1压下辊以所述第1压下凹部的从所述铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式设置，将所述第2压下辊以所述第2压下凹部的从所述第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式设置。
13.根据权利要求12所述的连续铸造铸坯的制造装置，其特征在于，
连续铸造铸坯的最大疏松体积是1.5×10-4cm3/g以下。
14.一种连续铸造铸坯的制造装置，其特征在于，
该连续铸造铸坯的制造装置具备：
第1压下辊，其用于成形在铸坯的至少单侧的长边表面具有第1压下凹部的中间成形品，在该铸坯中，铸造厚度D与铸造宽度W之比D/W是0.1～0.3，铸造厚度D是230mm～380mm，且在至少厚度方向中央上下对称地具有粒状等轴晶；以及
第2压下辊，其具有宽度比所述第1压下辊的宽度窄的形状，配置于比所述第1压下辊靠下游侧的位置，用于成形从所述中间成形品的所述第1压下凹部的底表面进一步凹陷而成的、宽度比所述第1压下凹部的宽度窄的第2压下凹部，
将所述第1压下辊以所述第1压下凹部的从铸坯端部表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.03％～0.36％的方式设置，将所述第2压下辊以所述第2压下凹部的从所述第1压下凹部的底表面起的相对于铸造厚度D的凹陷率成为0.6％～4％的方式设置，
将所述第1压下辊设置于固相率成为0.3～0.7的区域，将所述第2压下辊设置于所述第1压下辊的下游侧且是固相率成为0.7～1.0的区域，
将所述第1压下辊以所述第1压下凹部的两端与铸坯端面之间的距离成为0.37×铸造厚度D～1.0×铸造厚度D的方式设置，将所述第2压下辊以所述第2压下凹部的两端与所述铸坯端面之间的距离成为0.5×铸造厚度D～1.2×铸造厚度D的方式设置。
15.根据权利要求14所述的连续铸造铸坯的制造装置，其特征在于，
连续铸造铸坯的最大疏松体积是1.5×10-4cm3/g以下。
16.一种厚钢板的制造方法，其特征在于，
该厚钢板的制造方法包括：
铸坯制造工序，在该铸坯制造工序中，利用权利要求6～10中任一项所述的连续铸造铸坯的制造方法来制造铸坯；以及
轧制工序，在该轧制工序中，对在所述铸坯制造工序制造出的、最大疏松体积是2.5×10-4cm3/g以下的铸坯在最大形状比是0.2～0.65的范围内进行轧制。
17.根据权利要求16所述的厚钢板的制造方法，其特征在于，
通过所述轧制工序，轧制工序结束后的钢板厚度相对于铸造厚度D成为50％～80％。
18.根据权利要求16或17所述的厚钢板的制造方法，其特征在于，
通过所述轧制工序，轧制工序结束后的所述厚钢板的钢板厚度为150mm～300mm。
19.一种厚钢板的制造装置，其特征在于，
该厚钢板的制造装置具备权利要求11～15中任一项所述的连续铸造铸坯的制造装置和对由该制造装置制造出的铸坯进行轧制的轧机，
所述轧机对最大疏松体积是2.5×10-4cm3/g以下的所述铸坯在最大形状比是0.2～0.65的范围内进行轧制。
20.根据权利要求19所述的厚钢板的制造装置，其特征在于，
所述轧机使轧制后的钢板厚度相对于铸造厚度D为50％～80％。
21.根据权利要求19或20所述的厚钢板的制造装置，其特征在于，
所述轧机使轧制后的钢板厚度为150mm～300mm。
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