JP2000288692A

JP2000288692A - 連続鋳造により製造した鋳片及びそれを用いた鋼材

Info

Publication number: JP2000288692A
Application number: JP11102184A
Authority: JP
Inventors: Takashi Morohoshi; 隆諸星; Akifumi Seze; 昌文瀬々; Ryusuke Miura; 龍介三浦; Shintaro Kusunoki; 伸太郎楠
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-17
Also published as: ZA200007441B

Abstract

(57)【要約】【課題】鋳片を微細で均一な凝固組織にし、割れやへ
こみ疵、しわ疵、偏析等の表面及び内部欠陥を抑制し、
圧延等の加工性が高く、鋼材に発生する欠陥を少なくす
ることができる連続鋳造により製造した鋳片及びそれを
用いた鋼材を提供する。【解決手段】鋳造された鋳片１６の全断面の６０％以
上が下記（１）式を満たす等軸晶であることを特徴とす
る連続鋳造により製造した鋳片１６及び鋳片１６を加熱
した後に、圧延等の加工を施した鋼材。Ｄ＜１．２Ｘ^1/3 ＋０．７５
・・・・（１）ここで、Ｄは結晶の方位が同一である組織としての等軸
晶径（ｍｍ）、Ｘは鋳片の表面からの距離（ｍｍ）であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、均一な結晶粒の凝
固組織を備え表面や内部欠陥等の発生が少なく、加工特
性に優れた鋳片及びその鋳片を加工した鋼材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋳片は、溶鋼を鋳型やベルトキャ
スター、ストリップキャスター等の連続鋳造を用いて、
スラブ、ブルーム、ビレット等に鋳造し、これを所定の
サイズに切断して製造している。また、鋼材は、前記鋳
片を加熱炉等により加熱した後に、粗圧延や仕上げ圧延
等の加工が施されて製造され、鋼板や形鋼等になる。こ
の鋼材の材質及び品質には、圧延等の加工条件のほか、
加工前の鋳片の凝固組織が影響する。例えば、鋳片の加
工特性や鋼材の靱性等の材質向上、鋼板に発生するしわ
疵（特にステンレス鋼板におけるリジング、ローピン
グ）等の表面欠陥の抑制には、鋳片の凝固組織の微細化
と均一化が有効である。一方、鋳片は、均一で微細な凝
固組織にすることにより、鋳片に発生する冷却や凝固収
縮の不均一等による表面割れやへこみ疵等の表面欠陥を
抑制し、研削等の手入れの増加や屑化等による歩留りの
低下を防止することができる。また、内部の凝固収縮及
び未凝固溶鋼の流動等によって生じる内部割れや空洞
（ザク）、中心偏析（偏析）等は、内部欠陥として鋼材
に残存する場合があり、強度低下やＵＳＴ不合格等を招
き、鋼材の品質や良製品歩留りの低下となる。この内部
欠陥は、鋳片内部の等軸晶率を高めることにより解消で
きる。このように、鋳片及びこの鋳片を用いた鋼材の表
面及び内部欠陥の防止と、鋳片の加工特性、靱性等の品
質の向上には、鋳片の表層の柱状晶の粗大化を防止し、
等軸晶率を高めて均一な凝固組織にすることが重要であ
る。この対策として、凝固する鋳片の結晶組織を微細な
等軸晶にし、鋳片と、鋳片を加工して得られる鋼材の表
面及び内部欠陥を防止することが試みられている。鋳片
の凝固組織中の等軸晶率を高める方法としては、１）溶
鋼の温度を低くして低温鋳造する、２）凝固過程の溶鋼
を電磁攪拌する、３）溶鋼が凝固する際に凝固核となる
金属や酸化物を添加する等の方法、あるいはこれ等１）
〜３）を組合せて行う方法が知られている。低温鋳造の
具体例としては、例えば特開平７−８４６１７号公報に
記載されているように、溶鋼を連続鋳造する際に、過熱
温度（実際の溶鋼温度からこの溶鋼の液相温度を差し引
いた温度）を４０℃以下にして鋳型内で冷却しながら引
き抜きを行って、凝固した鋳片の等軸晶率を７０％以上
にして、フェライト系ステンレス鋼板に発生するリジン
グを防止している。更に、溶鋼の電磁攪拌については、
特開昭５０−１６６１６号公報に記載されているよう
に、凝固過程の溶鋼に電磁攪拌を行って、成長する柱状
晶の先端を切断し、柱状晶の切断片を凝固核として利用
し、鋳片の凝固組織の等軸晶率を６０％以上にしてリジ
ングを防止している。また、特開昭５３−９０１２９号
公報には、溶鋼が凝固する際に凝固核となる金属や酸化
物の添加と電磁攪拌を組合せて、鋳片の厚み方向の全断
面の凝固組織を殆ど等軸晶にすることが提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−８４６１７号公報では、過熱温度を低くしているた
め、鋳造途中に溶鋼が凝固してノズル詰まりや地金の付
着を生じて鋳造が困難になったり、溶鋼の粘性が増加し
て浮上が阻害され介在物に起因した欠陥等が発生し、十
分な等軸晶率を備えた鋳片ができるまでに過熱温度を低
くすることが困難である。更に、表面及び内部欠陥を防
止し、且つ加工性に優れた鋳片を製造するために、表層
から内部に至る等軸晶を如何なる粒径とし、鋳片の凝固
組織をどのように均一にすれば良いかについて明確でな
い。また、特開昭５０−１６６１６号公報では、鋳型を
出た鋳片に電磁攪拌を行うため、鋳片の表層部に柱状晶
が存在し、この柱状晶に起因した割れやへこみ疵等の表
面欠陥、あるいは圧延等の加工を施した鋼材に、ヘゲ疵
や割れ疵に加えてリジング等の表面欠陥が発生する。更
に、特開昭５３−９０１２９号公報では、鋳型内の溶鋼
に凝固核になる金属や酸化物を添加し、金属や酸化物が
溶解終了位置近傍の溶鋼を電磁攪拌しているので、鋳片
の表層部には、柱状晶が存在しており、特開昭５０−１
６６１６号公報に記載された方法と同様の表面欠陥が生
じる。しかも、凝固組織を等軸晶にする際に、電磁攪拌
を行う位置や攪拌推力によって、等軸晶が形成される範
囲や等軸晶径が異なる欠点がある。このように、低温鋳
造や電磁攪拌を行ったり、凝固核を形成する酸化物を添
加して鋳片の等軸晶化を図る従来の方法では、鋳片に生
じる割れやへこみ疵、中心偏析（偏析）、空洞（ザク）
等の表面及び内部欠陥を抑制しながら、均一な凝固組織
にして無欠陥の鋳片とし、その鋳片の圧延等の加工性を
高め、欠陥の少ない品質の優れた鋼材を得ることができ
ない。

【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、鋳片を微細で均一な凝固組織にし、割れや空洞、偏
析等の表面及び内部欠陥を抑制し、圧延等の加工性が高
く、鋼材に発生する欠陥を少なくすることができる圧延
加工特性に優れた鋳片及びそれを用いた鋼材を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明の
連続鋳造により製造した鋳片は、鋳造された鋳片の全断
面の６０％以上を下記（１）式を満たす等軸晶にしてい
る。Ｄ＜１．２Ｘ^1/3 ＋０．７５・・・・（１）なお、Ｄは結晶の方位が同一である組織としての等軸晶
の径（ｍｍ）、Ｘは鋳片の表面からの距離（ｍｍ）であ
る。これにより、表層に残存する柱状晶の幅を小さく
し、凝固時の溶鋼成分の固液分配に起因する粒界のミク
ロ偏析を抑えて割れ抵抗を強め、凝固過程の歪みや鋳片
のバルジングや曲げ戻し矯正等により加えられる応力に
起因する割れ欠陥の発生を抑制し、凝固時の溶鋼の収縮
を小さくし、溶鋼の流動を良くし、内部の空洞化や中心
偏析（偏析）等の内部欠陥の発生を防止することができ
る。しかも、圧延等の加工を行った際に、変形が均一に
なり加工性を高めるので、加工された鋼材における表面
及び内部欠陥の発生を防止することができる。

【０００６】ここで、前記等軸晶が前記鋳片の全断面を
占めるようにすることができる。鋳片の全断面を柱状晶
のない均一な凝固組織にして、表層及び内部のミクロ偏
析を小さくすることにより、凝固過程の歪みや応力に起
因する割れ抵抗をより強めて、表面及び内部欠陥の発生
を防止でき、表層から内部に至る加工時の均一性が増し
て加工性が向上する。

【０００７】また、前記鋳片の最大等軸晶径を平均等軸
晶径の３倍以内にすることができる。鋳片の表層から内
層の等軸晶径及びミクロ偏析のバラツキを少なくし、均
一な凝固組織にするので、割れ等に対する抑制力が強
く、表層から内部に至る加工時の均一性が増して加工性
がより向上する。

【０００８】溶鋼にＭｇあるいはＭｇ合金を添加して生
成したＭｇの酸化物を前記鋳片に含有させることもでき
る。これにより、溶鋼中における酸化物の凝集を抑制し
て分散性を高め、凝固核として作用する酸化物の個数を
増すことができ、より安定して微細な凝固組織にするこ
とができる。

【０００９】前記目的に沿う本発明の鋼材は、全断面の
６０％以上が下記（２）式を満たす等軸晶である鋳造さ
れた鋳片を加熱した後に、圧延等の加工を施している。Ｄ＜１．２Ｘ^1/3 ＋０．７５・・・・（２）なお、Ｄは結晶の方位が同一である組織としての等軸晶
の径（ｍｍ）、Ｘは鋳片の表面からの距離（ｍｍ）であ
る。この鋼材は、凝固組織とミクロ偏析の大きさを抑制
し、圧下する方向に変形を容易にして加工性を高め、し
わ疵等の表面欠陥を防止することができる。

【００１０】ここで、前記鋼材は、鋳片の全断面を前記
等軸晶とすることができる。従って、凝固組織を微細に
してミクロ偏析を小さくしているので、表層から内部に
至る加工時の均一性が増し、表面及び内部欠陥が抑制さ
れ、加工性も向上できる。

【００１１】また、前記鋼材は、前記鋳片の最大等軸晶
径を平均等軸晶径の３倍以内にしても良い。バラツキの
少ない均一な凝固組織にでき、圧下した際に幅及び長さ
方向への均一な加工性が得られ、より確実に材質の向上
や表面欠陥等の防止行われる。

【００１２】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１は本発明の一実施の形態に係る
連続鋳造により製造した鋳片を鋳造する連続鋳造装置の
全体断面図、図２は６０％が等軸晶である同鋳片の表層
からの距離と等軸晶径、柱状晶の幅との関係を表すグラ
フ、図３は全断面が等軸晶である同鋳片の表層からの距
離と等軸晶径の関係を表すグラフ、図４は本発明の一実
施の形態に係る鋳片の厚み方向の断面の凝固組織の写真
（コピー）、図５は同鋳片の厚み方向の断面の凝固組織
の写真（コピー）、図６は従来例に係る鋳片の厚み方向
の断面の凝固組織の写真（コピー）である。まず、図１
を参照して、本発明の一実施の形態に係る連続鋳造によ
り製造した鋳片を鋳造する連続鋳造装置１０について説
明する。連続鋳造装置１０は、タンディッシュ１１に貯
湯された溶鋼１２を浸漬ノズル１３から鋳型１４に注湯
し、鋳型１４の冷却により溶鋼１２を凝固させながら、
支持セグメント１５に設けた図示しない冷却水ノズルか
ら冷却水を散水し、凝固が進行しつつある鋳片１６を圧
下セグメント１７により圧下してからピンチロール１８
により引き抜きを行う。そして、所定のサイズに切断さ
れた鋳片１６は後工程に搬送され、図示しない加熱炉、
均熱炉等で加熱されてから圧延等の加工が施され鋼材と
なる。

【００１３】次に、連続鋳造装置１０を適用して連続鋳
造により製造した鋳片１６について説明する。タンディ
ッシュ１１に設けた浸漬ノズル１３から鋳型１４に注湯
された溶鋼１２は、鋳型１４により冷却され、凝固殻を
形成して鋳片１６となり、支持セグメント１５の下流側
に進むにつれて、散水する冷却水によって抜熱され、順
次凝固殻の厚みを増しながら、途中で圧下セグメント１
７により圧下されてから完全に凝固する。一般に、鋳片
の凝固組織は、図６に、その厚み方向の断面の凝固組織
の写真に示すように、表層に鋳型により急激に冷却され
て凝固した細かいチル晶と、その内側に大きな結晶組織
の柱状晶が形成される。更に、鋳片の内部には、等軸晶
が形成されたり、柱状晶が中心部まで到達する場合もあ
る。鋳片の柱状晶は、粗大な凝固組織であり、圧延等の
加工を行った際に変形の異方性が大きく、幅方向と長さ
方向の変形挙動が異なり、微細な等軸晶を備えた鋳片か
ら製造した鋼材に比べ材質が劣り、しわ疵等の表面欠陥
が生じ易くなる。また、鋳片の表層に粗大な柱状晶が存
在する場合は、大きな柱状晶の粒界に脆い性質のミクロ
偏析が存在し、その部位が脆くなり、鋳片の表層に割れ
やへこみ疵等の表面欠陥が生じる。更に、内部に柱状晶
が存在したり、径の大きな等軸晶が存在する場合は、凝
固組織に存在するミクロ偏析や凝固収縮等に起因する内
部割れ（割れ）や空洞（ザク）、溶鋼の流動に起因する
偏析等の内部欠陥が生じて鋳片の品質や鋼材の強度の低
下やＵＳＴ不合格等の品質を損なうことになる。

【００１４】この表面及び内部欠陥を防止するには、鋳
片１６の全断面の６０％以上が下記（１）式を満足する
等軸晶を備えた凝固組織にすることにより防止できる。Ｄ＜１．２Ｘ^1/3 ＋０．７５・・・・（１）なお、Ｄは結晶の方位が同一である組織としての等軸晶
の径（ｍｍ）、Ｘは鋳片の表面からの距離（ｍｍ）であ
る。この等軸晶径とは、溶鋼１２が凝固した鋳片１６の
厚み方向の全断面をエッジングして、その表面に光を当
てた際に、マクロ組織の結晶方位によって反射光による
明暗の異なる凝固組織単位の大きさである。この等軸晶
径（等軸晶の径）の検出は、凝固した鋳片１６の厚み方
向の断面が出るように、切断してその断面を研磨してか
ら、例えば塩酸やナイタール（硝酸とアルコールの混合
液）等と反応させてエッジングして行う。更に、マクロ
組織を１〜１００倍の拡大写真に取り、この拡大写真を
例えば画像処理して得られる各等軸晶径（ｍｍ）から平
均等軸晶径を求め、その等軸晶径の最も大きいものを最
大等軸晶径とする。

【００１５】図２は、本発明の鋳片１６の表層からの距
離と等軸晶径の関係を表したものであり、鋳片１６の全
断面の６０％以上が前述の（１）式を満足する凝固組織
（等軸晶）にすることで、表層の柱状晶を抑制して、内
部の等軸晶径を微細にしている。この鋳片１６は、図４
に示す凝固組織の写真のように、表層部の柱状晶の成長
が抑制されており、粒界に存在する脆いミクロ偏析を少
なくしたり、小さくすることができ、鋳型１４による冷
却や凝固時に収縮や応力の不均一等が生じてもミクロ偏
析部を起点に割れやへこみ疵等の表面欠陥が発生するの
を抑制できる。更に、内部の等軸晶径も小さくなってい
るので、表層と同様に粒界に生じるミクロ偏析を小さく
でき、割れに対する抵抗が高められ、鋳片のバルジング
や曲げ戻し矯正に伴う歪みによる内部割れ等を抑制でき
る。そして、この鋳片１６を用いて鋼材を製造すれば、
鋳片１６の加工特性や靱性等の材質が良好であり、鋳片
１６の変形が良好なのでしわ疵等の表面欠陥を防止でき
る。前記（１）式を満たす等軸晶が鋳片１６の全断面の
６０％未満になると、柱状晶の範囲が増加し、内部の等
軸晶径が大きくなり、割れやへこみ疵等が発生して手入
れや屑化等が生じたり、加工を施した鋼材の表面及び内
部欠陥が発生して品質等の低下を招く。従って、鋳片１
６の凝固組織は、図３に示すように、鋳片１６の全断面
を前述の（１）式の条件を満たす等軸晶にすることによ
り、図５に示す凝固組織の写真のように、鋳片１６の全
体にわたり均一な凝固組織にすることができ、粒界に存
在する脆いミクロ偏析も鋳片１６の全体にわたり小さく
できる。そして、鋳片１６の割れに対する抵抗が高めら
れ、鋳型１４による冷却や収縮の不均一等が生じても、
ミクロ偏析部を起点にした割れやへこみ疵等の表面欠陥
と鋳片のバルジングや曲げ戻し矯正に伴う歪みによる内
部割れ等を確実に防止することができる。しかも、凝固
核を起点にして凝固させるので等軸晶径が小さくでき、
未凝固溶鋼の凝固時の収縮を小さくし、溶鋼の流動を良
くして溶鋼の収縮による空洞（ザク）や中心偏析（偏
析）等の欠陥を防止し、欠陥の無い鋳片１６が鋳造でき
る。更に、鋳片１６の全断面のエッジング等により得ら
れたマクロ組織を拡大して画像処理して求めた最大等軸
晶径を平均等軸晶径の３倍以内にすることにより、さら
に好ましい結果が得られる。これは、凝固組織中の等軸
晶径のバラツキを小さくすることで、均一性の高い凝固
組織の鋳片１６となり、等軸晶の境界に形成されるミク
ロ偏析をより小さく制限して表面及び内部欠陥が防止で
きる。等軸晶径が小さいので、圧延等の加工の際に、変
形挙動の均一性がより向上できる。最大等軸晶径が平均
等軸晶径の３倍を超えると、その局所的な部分の加工変
形が不均一になり、例えば、しま状のしわ疵等の要因に
なる場合がある。

【００１６】また、このような等軸晶を備えた鋳片１６
を連続鋳造するには、タンディッシュ１１内の溶鋼１２
にＭｇ、又はＭｇ合金を添加して、溶鋼１２中にＭｇＯ
の単体あるいはＭｇＯを含有する複合の酸化物を形成さ
せる。ＭｇＯは、分散性が良く細粒となって溶鋼１２中
に均一に分散し、溶鋼１２の凝固核として作用して、多
数の凝固核を形成し、酸化物自体のピンニング（凝固直
後の凝固組織の粗大化を抑制）効果によって凝固組織の
粗大化を抑制し、等軸晶を微細にして鋳片１６を均質に
できる。このＭｇ、又はＭｇ合金は、Ｍｇ相当で０．０
０５〜０．１０重量％を添加することによって、溶鋼１
２中に含有される酸素（Ｏ）やＦｅＯ、ＳｉＯ₂ 、Ｍｎ
Ｏ等の酸化物から酸素（Ｏ）が供給され、ＭｇＯあるい
はＭｇＯを含有する複合の酸化物が形成される。更に、
添加方法は、Ｍｇ、又はＭｇ合金を溶鋼１２に直接添加
するか、あるいはＭｇ、又はＭｇ合金を薄鋼で覆った線
状に加工したワイヤーを連続的に供給することができ
る。添加量が０．００５重量％未満では、凝固核が不足
し、生成する核が不足するので微細な凝固組織が得られ
難くなる。また、０．１０重量％を超えると、等軸晶の
生成効果が飽和し、合金コストの上昇や鋳片の内部の総
酸化物量が増加して耐食性等が低下する。このようにし
て鋳造された鋳片１６は、凝固組織が均一であり、表面
及び内部欠陥の抑制に優れ、良好な加工特性を備えてい
る。更に、鋳片１６は、連続鋳造の他に、造塊法やベル
トキャスター、双ロール等の鋳造法により鋳造すること
ができる。また、鋳片１６としては、例えば連続鋳造に
より鋳造されたもので、厚みを１００ｍｍ以上にする
と、表層から内部にいたる凝固組織中の等軸晶径を容易
に調整でき、微細化による効果も大きいので好ましい結
果が得られる。

【００１７】次に、本発明の一実施の形態に係る鋼材に
ついて説明する。本実施の形態に係る鋼材は、凝固組織
の全断面の６０％以上が前記（２）式を満足する等軸晶
である鋳片１６を用いて、図示しない加熱炉や均熱炉等
により１１５０〜１２５０℃に加熱を行って後、圧延等
の加工を施して製造され、鋼板や形鋼等に加工される。
この鋼材は、加工に用いる鋳片１６の凝固組織の全断面
の６０％以上を前記（２）式を満たす微細な等軸晶に
し、表層部の柱状晶の範囲も抑制しているので、粒界に
存在する脆いミクロ偏析が小さくミクロ偏析部の割れ抵
抗がよくなり、割れやヘゲ等の表面欠陥の少ない鋼材に
することができる。更に、内部においても、割れや未凝
固溶鋼の凝固収縮によるザク、溶鋼１２の流動による偏
析等を抑制しているので、鋼材に発生する鋳片に起因す
る内部欠陥を少なくできる。しかも、圧延等の加工の際
の変形の均一性が高く加工特性に優れており、加工後の
鋼材の靱性等の材質に優れ、しわ疵や割れ等の表面欠陥
が少ない。特に、全断面が前記等軸晶である鋳片１６を
加熱した後に、圧延等の加工を施した鋼材は、均一な凝
固組織を備えた鋳片１６を用いているので、表面欠陥及
び内部欠陥が極めて少なく、加工の際の変形の均一性が
より良く加工特性及び材質等に優れている。更に、鋳片
１６の最大等軸晶径を平均等軸晶径の３倍以内すること
にり、等軸晶径の境界に形成されるミクロ偏析の大きさ
を制限でき、一層均質な材質特性を備えた鋼材を得るこ
とができる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明に係る連続鋳造により製造した
鋳片及びこの鋳片を用いて圧延加工を行った鋼材の実施
例について説明する。タンディッシュ内の溶鋼に金属Ｍ
ｇを０．００５重量％添加してから、サイズが幅１２０
０ｍｍ、厚み２５０ｍｍの内寸法の鋳型に注湯し、鋳型
による冷却と支持セグメントからの散水により、鋳片を
冷却して凝固させ、圧下セグメントを用いて３〜７ｍｍ
の圧下を行ってからピンチロールにより引き抜きを行っ
た。そして、鋳片を切断して厚み方向の断面の凝固組織
の等軸晶の状態と鋳片の表層及び内部欠陥の品質の調査
と、その鋳片を１２５０℃に加熱してから圧延し、鋼材
の表層及び内部欠陥と加工特性を調査した。表１にその
結果を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】実施例１は、鋳片の厚み方向の全断面にお
ける凝固組織の６０％を前記（１）式を満たす等軸晶
（１〜５．２ｍｍの等軸晶径）にした鋳片であり、表層
の柱状晶の範囲に若干の割れが見られたが、内部欠陥で
ある割れ、ザクや偏析等の内部欠陥も良好であり、全体
として良い（○）結果であった。更に、この鋳片を用い
て圧延した鋼材は、表層にヘゲ疵及び割れの発生が少な
く、割れ、ザクや偏析等の内部欠陥も少なく良好（○）
であり、凝固組織及びミクロ偏析が小さいので、圧下す
る方位に変形し易く、加工後の靭性等が良い（○）結果
であった。実施例２は、鋳片の厚み方向の全断面が前記
（１）式を満たす等軸晶（１．０〜４．５ｍｍの等軸晶
径）の鋳片であり、鋳片の表層に柱状晶がなく、表層及
び内部欠陥が少なく良好な品質（○）であった。更に、
この鋳片を用いて圧延した鋼材は、表層にヘゲ疵及び割
れの発生が極めて少なく、割れ、ザクや偏析等の内部欠
陥も極めて少なく良好（◎）であり、凝固組織及びミク
ロ偏析が小さいので、圧下する方位に容易に変形し、加
工後の靭性等に優れて（○）いる。実施例３は、鋳片の
厚み方向の全断面における凝固組織が前記（１）式を満
たす等軸晶（０．９〜２．６ｍｍの等軸晶径）で、最
大等軸晶径を平均等軸晶径の３倍以内にした場合の鋳片
であり、表層に形成したミクロ偏析が小さく、しかも、
バラツキを抑制しているので、ヘゲ疵及び割れの発生が
より少なく、内部についても割れ、ザクや偏析等の内部
欠陥のない優れた（○）鋳片であった。更に、この鋳片
を用いて圧延した鋼材は、表層のヘゲ疵及び割れの欠陥
及び割れ、ザクや偏析等の内部欠陥に対して極めて優れ
て（◎）おり、圧下する方位に容易に変形し、加工後の
靭性等にも優れて（◎）いる。

【００２１】

【表２】

【００２２】これに対して、表２に示すように、比較例
１は、等軸晶が鋳片の厚み方向の断面の５０％であり、
表層に柱状晶が５０％存在した鋳片であり、表層の柱状
晶部に割れが生じ、内部欠陥も発生して悪い（×）結果
となった。更に、この鋳片を用いて圧延した鋼材は、ヘ
ゲ疵及び割れの表面欠陥及び割れ、ザクや偏析等の内部
欠陥が発生して悪く（×）、加工性及び加工後の靭性等
も悪い（×）結果であった。比較例２は、鋳片の厚み方
向の全断面が等軸晶だが、その表層（全体の４０％）の
等軸晶が前記（１）式を満たしていない鋳片であり、表
層におけるヘゲ疵及び割れ等の表面及び空洞や偏析等の
内部欠陥についてやや悪く（△）、この鋳片を用いて圧
延した鋼材は、表層にヘゲ疵及び割れがわずかに発生
し、ザクや偏析等の内部欠陥もわずかに発生してやや悪
く（△）、加工性及び加工後の靭性等もやや悪い（△）
結果であった。

【００２３】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、鋳片の等軸晶を形成する方法としては、低
温鋳造や電磁攪拌あるいはこれ等を組合せて用いること
ができる。更に、低温鋳造や電磁攪拌等と、溶鋼中に凝
固核を形成するＭｇ、Ｍｇ合金等の接種剤の添加を併用
することもできる。また、接種剤としては、Ｍｇ、Ｍｇ
合金の他にＴｉＮ、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｖ、あるいは同組成の
金属粉等を用いることができる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１〜４記載の連続鋳造により製造
した鋳片においては、鋳造された鋳片の全断面の６０％
以上を所定条件を満たす等軸晶としているので、微細な
凝固組織にすることができ、鋳造や冷却過程で発生する
割れやへこみ疵等の表面欠陥と、内部の割れ、ザクや偏
析等の内部欠陥を抑制し、研削等の手入れや屑化等の防
止と良鋳片の歩留りを向上できる。更に、この鋳片を用
いて、圧延等の加工を行った際の加工性を高め、加工さ
れた鋼材に発生する表面及び内部欠陥も防止できる。

【００２５】特に、請求項２記載の連続鋳造により製造
した鋳片においては、等軸晶が鋳片の全断面を占めてい
るので、鋳片の全断面をより微細で均一な凝固組織にで
き、鋳片に生じる表面及び内部欠陥を確実に防止して研
削等の手入れや屑化を防止して歩留りの向上を図り、加
工特性がより良好な鋳片を安定して製造できる。

【００２６】請求項３記載の連続鋳造により製造した鋳
片においては、鋳片の最大等軸晶径を平均等軸晶径の３
倍以内にしているので、鋳片の表層から内層の等軸晶径
とミクロ偏析が小さくなり、均一な凝固組織にでき、表
面及び内部欠陥をより確実に抑制し、研削等の手入れや
屑化を防止して、安定して歩留りの向上を図ることがで
き、しかも、加工特性に優れた鋳片を製造することがで
きる。

【００２７】請求項４記載の連続鋳造により製造した鋳
片においては、鋳片が溶鋼にＭｇあるいはＭｇ合金を添
加して生成したＭｇの酸化物を含有しているので、溶鋼
中における分散性が高くなり、少ない酸化物で効率良く
微細な凝固組織にすることができ、鋳片を加工した鋼材
の耐食性や強度等の低下を防止できる。

【００２８】請求項５〜７記載の鋼材においては、全断
面の６０％以上が所定条件を満たす等軸晶である鋳片を
加熱した後に、圧延等の加工を施しているので、圧下す
る方向に変形し易く、圧延等の加工性が良く、加工時あ
るいは加工後に発生するしわ疵や割れ等の表面欠陥及び
ザクや偏析等の内部欠陥を少なくし、鋼材の手入れや屑
化等を防止し、製品等の歩留りを向上でき、靱性等の材
質特性にも優れている。

【００２９】特に、請求項６記載の鋼材においては、鋳
片の全断面が等軸晶である鋳片を用いるので、圧延等の
加工性がより良好になり、加工時あるいは加工後に発生
する表面欠陥及び内部欠陥を確実に抑制し、研削等の手
入れや屑化を安定して防止しすることができる。

【００３０】請求項７記載の鋼材においては、鋳片の最
大等軸晶径を平均等軸晶径の３倍以内にした鋳片を用い
るので、圧延等の加工性がより安定して良くなり、加工
時あるいは加工後に発生する表面及び内部欠陥が無くな
り、研削等の手入れや屑化をより確実に防止して歩留り
や靱性等の材質を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る連続鋳造により製
造した鋳片を鋳造する連続鋳造装置の全体断面図であ
る。

【図２】６０％以上が等軸晶である同鋳片の表層からの
距離と等軸晶径の関係を表すグラフである。

【図３】全断面が等軸晶である同鋳片の表層からの距離
と等軸晶径の関係を表すグラフである。

【図４】本発明の一実施の形態に係る鋳片の厚み方向の
断面の金属組織（凝固組織）の写真（コピー）である。

【図５】同鋳片の厚み方向の断面の金属組織（凝固組
織）の写真（コピー）である。

【図６】従来例に係る鋳片の厚み方向の断面の金属組織
（凝固組織）の写真（コピー）である。

【符号の説明】

１０：連続鋳造装置、１１：タンディッシュ、１２：溶
鋼、１３：浸漬ノズル、１４：鋳型、１５：支持セグメ
ント、１６：鋳片、１７：圧下セグメント、１８：ピン
チロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三浦龍介福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者楠伸太郎福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳造された鋳片の全断面の６０％以上が
下記（１）式を満たす等軸晶であることを特徴とする連
続鋳造により製造した鋳片。Ｄ＜１．２Ｘ^1/3 ＋０．７５・・・・（１）ここで、Ｄは結晶の方位が同一である組織としての等軸
晶の径（ｍｍ）、Ｘは鋳片の表面からの距離（ｍｍ）で
ある。
【請求項２】請求項１記載の連続鋳造により製造した
鋳片において、前記等軸晶が前記鋳片の全断面を占めて
いる連続鋳造により製造した鋳片。
【請求項３】請求項１又は２記載の連続鋳造により製
造した鋳片において、前記鋳片の最大等軸晶径が平均等
軸晶径の３倍以内である連続鋳造により製造した鋳片。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の連
続鋳造により製造した鋳片において、前記鋳片がＭｇの
酸化物を含有する連続鋳造により製造した鋳片。
【請求項５】全断面の６０％以上が下記（２）式を満
たす等軸晶である鋳造された鋳片を加熱した後に、圧延
等の加工を施したことを特徴とする鋼材。Ｄ＜１．２Ｘ^1/3 ＋０．７５・・・・（２）ここで、Ｄは結晶の方位が同一である組織としての等軸
晶の径（ｍｍ）、Ｘは鋳片の表面からの距離（ｍｍ）。
【請求項６】請求項５記載の鋼材において、前記鋳片
の全断面が前記等軸晶である鋼材。
【請求項７】請求項５又は６記載の鋼材において、前
記鋳片の最大等軸晶径が平均等軸晶径の３倍以内である
鋼材。