JP2002346701A - 介在物欠陥の少ない鋳片 - Google Patents
介在物欠陥の少ない鋳片Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼中の介在物で大きさ１０μｍ以上の介在物
の個数を低減する。 【解決手段】 連続鋳造された鋼鋳片であって、鋳片内
で鋳片長辺面と平行し、かつ鋳片厚方向中心面で鋳造方
向長さ４００ｍｍの区間にあって、鋳片の両側の鋳片短
辺面表面からの深さ５〜１５ｍｍ間における凝固組織の
デンドライト形態が、下記（１）式を満たすことを特徴
とする介在物欠陥の少ない鋳片。 ５°≦θ１≦４０° …
（１） ここで、θ１：凝固組織である一次デンドライトが鋳片
表面の法線となす角度（°）の平均値で、符号は該デン
ドライトの成長方向の向きが鋳造方向と同じ側である場
合をプラスとする。
の個数を低減する。 【解決手段】 連続鋳造された鋼鋳片であって、鋳片内
で鋳片長辺面と平行し、かつ鋳片厚方向中心面で鋳造方
向長さ４００ｍｍの区間にあって、鋳片の両側の鋳片短
辺面表面からの深さ５〜１５ｍｍ間における凝固組織の
デンドライト形態が、下記（１）式を満たすことを特徴
とする介在物欠陥の少ない鋳片。 ５°≦θ１≦４０° …
（１） ここで、θ１：凝固組織である一次デンドライトが鋳片
表面の法線となす角度（°）の平均値で、符号は該デン
ドライトの成長方向の向きが鋳造方向と同じ側である場
合をプラスとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素鋼の製造方法
に関し、特に介在物欠陥の少ない鋳片を提供する連続鋳
造法に係わるものである。
に関し、特に介在物欠陥の少ない鋳片を提供する連続鋳
造法に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼中の介在物は、製品において種々の欠
陥を引き起こすため、その低減に多大の努力がなされて
いる。特に近年、介在物の極力少ない清浄鋼が要求され
ており、その対応として、鋼の精錬時のみならず連続鋳
造においても種々の介在物低減対策が行われている。
陥を引き起こすため、その低減に多大の努力がなされて
いる。特に近年、介在物の極力少ない清浄鋼が要求され
ており、その対応として、鋼の精錬時のみならず連続鋳
造においても種々の介在物低減対策が行われている。
【０００３】このうち、溶鋼を凝固させる鋳型内につい
ては、電磁力を用いて積極的に攪拌させる技術（例え
ば、特開昭５６−４３５３号公報）や、逆に溶鋼流れに
ブレーキをかけて内部への介在物侵入を抑制する技術
（例えば、特開昭５９−１０１２６号公報）が適用され
ている。また、両者を同時に適用した技術（例えば、特
開平５−１７７３１７号公報）がある。
ては、電磁力を用いて積極的に攪拌させる技術（例え
ば、特開昭５６−４３５３号公報）や、逆に溶鋼流れに
ブレーキをかけて内部への介在物侵入を抑制する技術
（例えば、特開昭５９−１０１２６号公報）が適用され
ている。また、両者を同時に適用した技術（例えば、特
開平５−１７７３１７号公報）がある。
【０００４】電磁力を用いて積極的に溶鋼を攪拌する技
術は、特に、鋳片表層の介在物の個数低減を目的に行わ
れている。これは、凝固シェルの前面に溶鋼流れを与え
ることにより、鋼が凝固する際に、溶鋼中の介在物が凝
固シェルの中に入ることを防止するものである。この結
果、鋳片表層の介在物個数が少なくなり、製品において
発生するスリバー疵等の鋳片介在物に起因する欠陥が減
少する。
術は、特に、鋳片表層の介在物の個数低減を目的に行わ
れている。これは、凝固シェルの前面に溶鋼流れを与え
ることにより、鋼が凝固する際に、溶鋼中の介在物が凝
固シェルの中に入ることを防止するものである。この結
果、鋳片表層の介在物個数が少なくなり、製品において
発生するスリバー疵等の鋳片介在物に起因する欠陥が減
少する。
【０００５】また、溶鋼流れにブレーキをかける技術
は、特に、鋳片内部の介在物を低減する目的で行われて
いる。連鋳タンディッシュのノズルから鋳型内に出た溶
鋼が連鋳ストランドの内部に侵入すると、この流れに乗
った介在物も内部に侵入し、製品加工時に割れ発生の起
点となる。電磁ブレーキを用いることにより、溶鋼が連
鋳ストランドの内部に侵入することを防止すれば、鋳片
内部の介在物を低減することが出来る。
は、特に、鋳片内部の介在物を低減する目的で行われて
いる。連鋳タンディッシュのノズルから鋳型内に出た溶
鋼が連鋳ストランドの内部に侵入すると、この流れに乗
った介在物も内部に侵入し、製品加工時に割れ発生の起
点となる。電磁ブレーキを用いることにより、溶鋼が連
鋳ストランドの内部に侵入することを防止すれば、鋳片
内部の介在物を低減することが出来る。
【０００６】また、電磁攪拌と電磁ブレーキの両方を用
いれば、鋳片表層と内部の両方の介在物を低減すること
が出来る。しかしながら、これら装置の設置位置や印可
する磁場の大きさ、また、鋳造する鋼種や鋳造サイズ、
タンディッシュ・ノズルの溶鋼吐出孔数や角度といった
形状に関する条件、鋳造速度等が異なった場合には、電
磁攪拌や電磁ブレーキをかけた場合の溶鋼流動が、必ず
しも介在物低減にとって最適な値となっているかどうか
は保証できない。すなわち、電磁攪拌を例にとると、メ
ニスカスの溶鋼流速が小さすぎれば、凝固シェルによる
介在物捕捉を防止することは出来ない。また、逆にメニ
スカスの溶鋼流速が大きすぎると、溶鋼表面上に添加さ
れているモールド・フラックスを巻き込み、フラックス
起因の介在物欠陥が増加することになる。
いれば、鋳片表層と内部の両方の介在物を低減すること
が出来る。しかしながら、これら装置の設置位置や印可
する磁場の大きさ、また、鋳造する鋼種や鋳造サイズ、
タンディッシュ・ノズルの溶鋼吐出孔数や角度といった
形状に関する条件、鋳造速度等が異なった場合には、電
磁攪拌や電磁ブレーキをかけた場合の溶鋼流動が、必ず
しも介在物低減にとって最適な値となっているかどうか
は保証できない。すなわち、電磁攪拌を例にとると、メ
ニスカスの溶鋼流速が小さすぎれば、凝固シェルによる
介在物捕捉を防止することは出来ない。また、逆にメニ
スカスの溶鋼流速が大きすぎると、溶鋼表面上に添加さ
れているモールド・フラックスを巻き込み、フラックス
起因の介在物欠陥が増加することになる。
【０００７】一方、流速そのものを条件として規定する
考え方もあるが、鋳造中の鋳型内の溶鋼流速を正確に測
定することは困難である。このような観点から発明者ら
は、先に、特開２０００−２４６４０７号公報におい
て、鋳片の凝固組織の形態を規定することで、鋳片表層
と内部の両方の介在物を低減する条件を開示した。この
発明によれば、鋳片内の大きさ３７μｍ以上の介在物に
対して大きな低減効果を得ることが出来た。しかしなが
ら、近年、ユーザーの要求は益々厳しくなり、大きさ１
０μｍ以上の介在物に関しても、その個数の低減が求め
られるようになった。従って、大きさ１０μｍ以上の介
在物に対して、安定して鋳片の表層と内部の介在物個数
を少なくする技術が必要となった。
考え方もあるが、鋳造中の鋳型内の溶鋼流速を正確に測
定することは困難である。このような観点から発明者ら
は、先に、特開２０００−２４６４０７号公報におい
て、鋳片の凝固組織の形態を規定することで、鋳片表層
と内部の両方の介在物を低減する条件を開示した。この
発明によれば、鋳片内の大きさ３７μｍ以上の介在物に
対して大きな低減効果を得ることが出来た。しかしなが
ら、近年、ユーザーの要求は益々厳しくなり、大きさ１
０μｍ以上の介在物に関しても、その個数の低減が求め
られるようになった。従って、大きさ１０μｍ以上の介
在物に対して、安定して鋳片の表層と内部の介在物個数
を少なくする技術が必要となった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、鋳片
表面の割れと鋳片内部の介在物欠陥を同時に少なくする
ことにより、高品質の鋳片を提供するものである。
表面の割れと鋳片内部の介在物欠陥を同時に少なくする
ことにより、高品質の鋳片を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】鋳片表面と鋳片内部にお
いて、大きさ１０μｍ以上の介在物個数を同時に低減さ
せるために、本発明は以下の構成を特徴とする。 １．連続鋳造された鋼鋳片であって、鋳片内で鋳片長辺
面と平行し、かつ鋳片厚方向中心面で鋳造方向長さ４０
０ｍｍの区間にあって、鋳片の両側の鋳片短辺面表面か
らの深さ５〜１５ｍｍ間における凝固組織のデンドライ
ト形態が、下記（１）式を満たすことを特徴とする介在
物欠陥の少ない鋳片である。
いて、大きさ１０μｍ以上の介在物個数を同時に低減さ
せるために、本発明は以下の構成を特徴とする。 １．連続鋳造された鋼鋳片であって、鋳片内で鋳片長辺
面と平行し、かつ鋳片厚方向中心面で鋳造方向長さ４０
０ｍｍの区間にあって、鋳片の両側の鋳片短辺面表面か
らの深さ５〜１５ｍｍ間における凝固組織のデンドライ
ト形態が、下記（１）式を満たすことを特徴とする介在
物欠陥の少ない鋳片である。
【００１０】 ５°≦θ１≦４０° … （１） ここで、θ１：凝固組織である一次デンドライトが鋳片
表面の法線となす角度（°）の平均値で、符号は該デン
ドライトの成長方向の向きが鋳造方向と同じ側である場
合をプラスとする。 ２．さらに、前記の鋼鋳片において、鋳片の長辺面と短
辺面の双方と垂直な面で、かつ鋳片幅方向中心線から±
２００ｍｍにあって、鋳片の両側の長辺面の少なくとも
１長片面表面からの深さ５〜１０ｍｍ間における凝固組
織のデンドライト形態が、下記（２）式を満たすことを
特徴とする前記（１）に記載の介在物欠陥の少ない鋳片
である。
表面の法線となす角度（°）の平均値で、符号は該デン
ドライトの成長方向の向きが鋳造方向と同じ側である場
合をプラスとする。 ２．さらに、前記の鋼鋳片において、鋳片の長辺面と短
辺面の双方と垂直な面で、かつ鋳片幅方向中心線から±
２００ｍｍにあって、鋳片の両側の長辺面の少なくとも
１長片面表面からの深さ５〜１０ｍｍ間における凝固組
織のデンドライト形態が、下記（２）式を満たすことを
特徴とする前記（１）に記載の介在物欠陥の少ない鋳片
である。
【００１１】 １０°≦θ２≦４０° … （２） ここで、θ２：凝固組織である一次デンドライトが鋳片
表面の法線となす角度（°）の平均値。
表面の法線となす角度（°）の平均値。
【００１２】
【発明の実施の形態】発明者らは、まず、大きさ１０μ
ｍ以上の介在物を低減するために適した溶鋼流れについ
て検討した。連続鋳造においては、溶鋼は凝固シェルと
ともに絶えず下方に鋳造速度の大きさで引き抜かれてい
るので、例え溶鋼の流れを完全に停止させたとしても、
鋳造方向下向きには数ｃｍ／ｓの速度で動いていること
になる。このような場合には、大きさ１０μｍの介在物
が、浮上して溶鋼表面まで確実に到達することは不可能
であり、他の手段が必要となる。
ｍ以上の介在物を低減するために適した溶鋼流れについ
て検討した。連続鋳造においては、溶鋼は凝固シェルと
ともに絶えず下方に鋳造速度の大きさで引き抜かれてい
るので、例え溶鋼の流れを完全に停止させたとしても、
鋳造方向下向きには数ｃｍ／ｓの速度で動いていること
になる。このような場合には、大きさ１０μｍの介在物
が、浮上して溶鋼表面まで確実に到達することは不可能
であり、他の手段が必要となる。
【００１３】そこで、発明者らは、大きさ１０μｍの介
在物を溶鋼表面に到達させるために、鋳型内に積極的に
上昇流を作ることを着想し、どのような上昇流の場合
に、鋳片内の１０μｍ以上の介在物個数が低減するかに
ついて、実鋳片を調査した。表１に示す溶鋼成分で、表
２に示すように条件を変更し、鋳片内の介在物を調査し
た。
在物を溶鋼表面に到達させるために、鋳型内に積極的に
上昇流を作ることを着想し、どのような上昇流の場合
に、鋳片内の１０μｍ以上の介在物個数が低減するかに
ついて、実鋳片を調査した。表１に示す溶鋼成分で、表
２に示すように条件を変更し、鋳片内の介在物を調査し
た。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】溶鋼の流れについては、鋳型内、特に、溶
鋼中の流れの測定は困難なので、先の発明（特開２００
０−２４６４０７号公報）と同じように、溶鋼の流れを
表す指標として、鋳片の凝固組織に着目した。凝固時に
成長するデンドライトは、溶鋼流れの上流側に向かって
伸びる性質がある。凝固組織については、鋳片の種々の
位置や方向で観察したが、鋳型内の上昇流を表すには、
鋳片短辺表層のデンドライトの傾きを用いるのが良いこ
とが判った。
鋼中の流れの測定は困難なので、先の発明（特開２００
０−２４６４０７号公報）と同じように、溶鋼の流れを
表す指標として、鋳片の凝固組織に着目した。凝固時に
成長するデンドライトは、溶鋼流れの上流側に向かって
伸びる性質がある。凝固組織については、鋳片の種々の
位置や方向で観察したが、鋳型内の上昇流を表すには、
鋳片短辺表層のデンドライトの傾きを用いるのが良いこ
とが判った。
【００１７】図１にはその結果を示すが、横軸には、図
２にて後述するように、鋳片長辺面と平行し、かつ鋳片
厚方向中心面で鋳造方向長さ４００ｍｍの区間にあっ
て、鋳片の両側の鋳片短辺面から深さ５〜１５ｍｍ間に
おける凝固組織での、図３にて後述するように、一次デ
ンドライトが鋳片表面の法線となす角度（°）の平均値
をとったものを示す。符号は該デンドライトの成長の向
きが鋳造方向と同じ側に向いている場合をプラスとし
た。また、縦軸は、１０μｍ以上の介在物指数であり、
これは、鋳片を電解スライム法で処理して抽出した１０
μｍ以上の介在物個数を顕微鏡で計数し、その個数を鋳
片１ｋｇ当たりに換算した数値を、更に基準の数値で割
ったものである。ここで基準の数値とは、過去数年間に
渡るユーザーからの鋼板の清浄度に対する要望から、特
に介在物の影響が大きく現れる加工を行なう製品でも欠
陥が発生しない限界として、本発明者らが解析して経験
的に求めた１０μｍ以上の介在物個数である。すなわ
ち、本指標が１以下の場合には、特に介在物の影響が大
きく現れる加工の厳しい製品においても欠陥を発生する
ことがない。
２にて後述するように、鋳片長辺面と平行し、かつ鋳片
厚方向中心面で鋳造方向長さ４００ｍｍの区間にあっ
て、鋳片の両側の鋳片短辺面から深さ５〜１５ｍｍ間に
おける凝固組織での、図３にて後述するように、一次デ
ンドライトが鋳片表面の法線となす角度（°）の平均値
をとったものを示す。符号は該デンドライトの成長の向
きが鋳造方向と同じ側に向いている場合をプラスとし
た。また、縦軸は、１０μｍ以上の介在物指数であり、
これは、鋳片を電解スライム法で処理して抽出した１０
μｍ以上の介在物個数を顕微鏡で計数し、その個数を鋳
片１ｋｇ当たりに換算した数値を、更に基準の数値で割
ったものである。ここで基準の数値とは、過去数年間に
渡るユーザーからの鋼板の清浄度に対する要望から、特
に介在物の影響が大きく現れる加工を行なう製品でも欠
陥が発生しない限界として、本発明者らが解析して経験
的に求めた１０μｍ以上の介在物個数である。すなわ
ち、本指標が１以下の場合には、特に介在物の影響が大
きく現れる加工の厳しい製品においても欠陥を発生する
ことがない。
【００１８】図１より、１０μｍ以上の介在物指数は、
デンドライトの傾きが５°〜４０゜の場合に１以下とな
り、非常に少なくなることが判った。これは、タンディ
ッシュ・ノズルから下方、またはノズルの両側において
斜め下方に出た溶鋼が鋳型の溶鋼の抵抗によって反転
し、鋳片短辺に沿った上昇流となって溶鋼表面に向かう
ときに、１０μｍ以上の介在物がその溶鋼にのっていっ
しょに溶鋼表面に運ばれていくためである。一方、デン
ドライトの角度が４０゜よりも大きい場合には、大きく
なった上昇流が溶鋼表面を乱し、溶鋼表面の上にのって
いる連鋳潤滑用のフラックスを巻き込んで、介在物とな
るために、逆に介在物指標が大きくなる。
デンドライトの傾きが５°〜４０゜の場合に１以下とな
り、非常に少なくなることが判った。これは、タンディ
ッシュ・ノズルから下方、またはノズルの両側において
斜め下方に出た溶鋼が鋳型の溶鋼の抵抗によって反転
し、鋳片短辺に沿った上昇流となって溶鋼表面に向かう
ときに、１０μｍ以上の介在物がその溶鋼にのっていっ
しょに溶鋼表面に運ばれていくためである。一方、デン
ドライトの角度が４０゜よりも大きい場合には、大きく
なった上昇流が溶鋼表面を乱し、溶鋼表面の上にのって
いる連鋳潤滑用のフラックスを巻き込んで、介在物とな
るために、逆に介在物指標が大きくなる。
【００１９】また、図１には、このような上昇流に、先
の発明（特開２０００−２４６４０７号公報）で示した
ような、溶鋼表面近傍で適正な水平流れを付与した場合
の効果についても結果を示した。すなわち、図中の水平
流有りでは、更に１０μｍ以上の介在物個数が低減し
た。ここで、適正な水平流とは、先の発明（特開２００
０−２４６４０７号公報）で示したように、鋳片の長辺
面と短辺面の双方と垂直な面で、かつ鋳片幅中央線から
±２００ｍｍにあって、鋳片の長辺面の表層下５〜１０
ｍｍ間における凝固組織の形態が、下記の式を満たす場
合である。
の発明（特開２０００−２４６４０７号公報）で示した
ような、溶鋼表面近傍で適正な水平流れを付与した場合
の効果についても結果を示した。すなわち、図中の水平
流有りでは、更に１０μｍ以上の介在物個数が低減し
た。ここで、適正な水平流とは、先の発明（特開２００
０−２４６４０７号公報）で示したように、鋳片の長辺
面と短辺面の双方と垂直な面で、かつ鋳片幅中央線から
±２００ｍｍにあって、鋳片の長辺面の表層下５〜１０
ｍｍ間における凝固組織の形態が、下記の式を満たす場
合である。
【００２０】１０°≦θ２≦４０° ただし、θ２：凝固組織である一次デンドライトが鋳片
表面の法線となす角度（°）の平均値。これは、適正な
水平流を付与すると、凝固シェルの前面に適正な溶鋼流
れを与えることにより、鋼が凝固する際に溶鋼中の介在
物が凝固シェルの中に入ることが防止された結果であ
る。
表面の法線となす角度（°）の平均値。これは、適正な
水平流を付与すると、凝固シェルの前面に適正な溶鋼流
れを与えることにより、鋼が凝固する際に溶鋼中の介在
物が凝固シェルの中に入ることが防止された結果であ
る。
【００２１】以下、本発明を規定した理由について説明
する。まず、鋳型内の上昇流の程度を代表する凝固組織
の評価位置について述べる。評価位置は、図２に示した
ように、鋳片長辺面と平行し、かつ鋳片厚方向中心面で
鋳造方向長さ４００ｍｍの区間にあって、鋳片の両側の
鋳片短辺面の少なくとも１短辺面表面からの深さ５〜１
５ｍｍ間における凝固組織の位置とした。これは、この
位置がちょうど鋳型内における短辺凝固シェルの厚みを
代表しており、この位置の凝固組織が凝固シェルと溶鋼
の境界における垂直方向の溶鋼の流れを表しているため
である。
する。まず、鋳型内の上昇流の程度を代表する凝固組織
の評価位置について述べる。評価位置は、図２に示した
ように、鋳片長辺面と平行し、かつ鋳片厚方向中心面で
鋳造方向長さ４００ｍｍの区間にあって、鋳片の両側の
鋳片短辺面の少なくとも１短辺面表面からの深さ５〜１
５ｍｍ間における凝固組織の位置とした。これは、この
位置がちょうど鋳型内における短辺凝固シェルの厚みを
代表しており、この位置の凝固組織が凝固シェルと溶鋼
の境界における垂直方向の溶鋼の流れを表しているため
である。
【００２２】次に、凝固組織であるデンドライトの測定
法について説明する。まず観察面を鏡面研磨後、ピクリ
ン酸を用いて、６０℃で５分間エッチングし、凝固組織
を顕出させる。図３に示したような凝固組織に見られる
一次デンドライト（図３内で筋状に伸びている線）の伸
びる方向と鋳片表面における法線とのなす角度を、鋳造
方向４００ｍｍの区間について２０ｍｍピッチで測定基
準点を設け、２１箇所測定してその平均値を求め、その
鋳片の角度とする。角度を測定する際には、上記測定基
準点の左右±１０ｍｍ分を観察し、ほぼその領域を代表
していると見なせる一次デンドライトの角度を測る。角
度の符号は、図３に示すように、デンドライトの成長方
向（鋳片内部側）が鋳造進行方向と同じ場合をプラスと
する。鋳片における短辺は左右の２箇所あるが、その両
方について、下記条件を満たす必要がある。
法について説明する。まず観察面を鏡面研磨後、ピクリ
ン酸を用いて、６０℃で５分間エッチングし、凝固組織
を顕出させる。図３に示したような凝固組織に見られる
一次デンドライト（図３内で筋状に伸びている線）の伸
びる方向と鋳片表面における法線とのなす角度を、鋳造
方向４００ｍｍの区間について２０ｍｍピッチで測定基
準点を設け、２１箇所測定してその平均値を求め、その
鋳片の角度とする。角度を測定する際には、上記測定基
準点の左右±１０ｍｍ分を観察し、ほぼその領域を代表
していると見なせる一次デンドライトの角度を測る。角
度の符号は、図３に示すように、デンドライトの成長方
向（鋳片内部側）が鋳造進行方向と同じ場合をプラスと
する。鋳片における短辺は左右の２箇所あるが、その両
方について、下記条件を満たす必要がある。
【００２３】上記の上昇流を代表するデンドライトの傾
きの条件については、以下の理由で決定した。図１に示
したように、上記の方法で測定し求めたデンドライトの
角度の平均値が５°〜４０°の範囲に入っている場合
に、鋳片内の１０μｍ以上の介在物指標が非常に小さく
なることから、その範囲を適正値とした。デンドライト
の角度が５゜未満の場合には、溶鋼上昇流が小さいため
に、小さな介在物は浮上しない。また、デンドライトの
角度が４０゜よりも大きい場合には、大きくなった上昇
流が溶鋼表面を乱し、溶鋼表面の上にのっている連鋳潤
滑用のフラックスを巻き込んで、介在物となる。
きの条件については、以下の理由で決定した。図１に示
したように、上記の方法で測定し求めたデンドライトの
角度の平均値が５°〜４０°の範囲に入っている場合
に、鋳片内の１０μｍ以上の介在物指標が非常に小さく
なることから、その範囲を適正値とした。デンドライト
の角度が５゜未満の場合には、溶鋼上昇流が小さいため
に、小さな介在物は浮上しない。また、デンドライトの
角度が４０゜よりも大きい場合には、大きくなった上昇
流が溶鋼表面を乱し、溶鋼表面の上にのっている連鋳潤
滑用のフラックスを巻き込んで、介在物となる。
【００２４】次に、鋳型内の水平流の程度を代表する凝
固組織の評価位置について述べる。評価位置は、図２に
示したように、鋳片の長辺面と短辺面の双方と垂直な面
で、かつ鋳片幅方向中央線から±２００ｍｍにあって、
鋳片の両側の長辺面の少なくとも１長辺面表面から深さ
５〜１０ｍｍ間における凝固組織の位置とした。これ
は、この位置が丁度鋳型内における長辺面の凝固シェル
の厚みを代表しており、この位置の凝固組織が凝固シェ
ルと溶鋼の境界における水平方向の溶鋼の流れを表して
いるためである。凝固組織であるデンドライトの測定法
については、前述したものと同じであるが、この場合、
一次デンドライトの伸びる方向が、鋳片表面における法
線に対して左側の方向へ伸びる場合と、逆に右側の方向
に伸びる場合があるので、図４に示すように、測定試料
全体を見て、その傾向が大きい方をプラス側、逆方向を
マイナス側として、平均値を求める。
固組織の評価位置について述べる。評価位置は、図２に
示したように、鋳片の長辺面と短辺面の双方と垂直な面
で、かつ鋳片幅方向中央線から±２００ｍｍにあって、
鋳片の両側の長辺面の少なくとも１長辺面表面から深さ
５〜１０ｍｍ間における凝固組織の位置とした。これ
は、この位置が丁度鋳型内における長辺面の凝固シェル
の厚みを代表しており、この位置の凝固組織が凝固シェ
ルと溶鋼の境界における水平方向の溶鋼の流れを表して
いるためである。凝固組織であるデンドライトの測定法
については、前述したものと同じであるが、この場合、
一次デンドライトの伸びる方向が、鋳片表面における法
線に対して左側の方向へ伸びる場合と、逆に右側の方向
に伸びる場合があるので、図４に示すように、測定試料
全体を見て、その傾向が大きい方をプラス側、逆方向を
マイナス側として、平均値を求める。
【００２５】この評価位置も、鋳片の上面側と下面側の
２箇所あるが、水平流の評価の場合には、片方の測定で
代表できる。この水平流を代表するデンドライトの傾き
の条件については、以下の理由で決定した。すなわち、
先の発明で示したように、上記の方法で測定し求めたデ
ンドライトの角度の平均値が１０°〜４０°の範囲に入
っている場合に、鋳片表層近傍の３７μｍ以上の介在物
指数が非常に小さくなるが、この水平流の範囲で更に、
本発明で示した適正な上昇流を組み合わせると、表層近
傍を含めた鋳片内の１０μｍ以上の介在物指数も、図１
に示したように大幅に低減した。この理由から、水平流
を表すデンドライトの角度の適正範囲を決定した。
２箇所あるが、水平流の評価の場合には、片方の測定で
代表できる。この水平流を代表するデンドライトの傾き
の条件については、以下の理由で決定した。すなわち、
先の発明で示したように、上記の方法で測定し求めたデ
ンドライトの角度の平均値が１０°〜４０°の範囲に入
っている場合に、鋳片表層近傍の３７μｍ以上の介在物
指数が非常に小さくなるが、この水平流の範囲で更に、
本発明で示した適正な上昇流を組み合わせると、表層近
傍を含めた鋳片内の１０μｍ以上の介在物指数も、図１
に示したように大幅に低減した。この理由から、水平流
を表すデンドライトの角度の適正範囲を決定した。
【００２６】上記した本発明のような鋳片の凝固組織を
得る、すなわち鋳型内で適正な上昇流と水平流を得るに
は、先に挙げた鋳型内の電磁攪拌装置や電磁ブレーキ装
置を用いるのも一つの方法であるが、タンディッシュ・
ノズルの形状や鋳片サイズ、鋳造速度等の組み合わせに
よっても得ることが出来る。逆に、電磁攪拌装置や電磁
ブレーキ装置を用いたからといって、必ずしも適正な凝
固組織、すなわち溶鋼流動条件が得られるわけではな
い。従って、本発明に見られる凝固組織を指標として、
ノズル形状および、または電磁力使用の条件を、鋳造速
度や鋳造サイズに合わせて決定することが重要である。
得る、すなわち鋳型内で適正な上昇流と水平流を得るに
は、先に挙げた鋳型内の電磁攪拌装置や電磁ブレーキ装
置を用いるのも一つの方法であるが、タンディッシュ・
ノズルの形状や鋳片サイズ、鋳造速度等の組み合わせに
よっても得ることが出来る。逆に、電磁攪拌装置や電磁
ブレーキ装置を用いたからといって、必ずしも適正な凝
固組織、すなわち溶鋼流動条件が得られるわけではな
い。従って、本発明に見られる凝固組織を指標として、
ノズル形状および、または電磁力使用の条件を、鋳造速
度や鋳造サイズに合わせて決定することが重要である。
【００２７】本発明を用いれば、１０μｍ以上の介在物
指数を大幅に低減する事が出来、介在物基準の厳しい材
料についても十分な品質を得ることが保証できる。
指数を大幅に低減する事が出来、介在物基準の厳しい材
料についても十分な品質を得ることが保証できる。
【００２８】
【実施例】表３に示す成分の炭素鋼を表４および表５に
示す試験条件で製造し、得られた鋳片の凝固組織と介在
物の関係を調査した。結果を同じく表５に示す。
示す試験条件で製造し、得られた鋳片の凝固組織と介在
物の関係を調査した。結果を同じく表５に示す。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】本発明で規定した凝固組織条件を満たした
場合（Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１、Ｄ−１、Ｅ−１、Ｆ−
１、Ｇ−１、Ｈ−１）には、いずれの場合も鋳片介在物
指数が１より低い結果となり、１０μｍ以上の介在物が
非常に少ない鋳片が得られた。また、Ｂ−１、Ｄ−１、
Ｅ−１、Ｈ−１のように電磁力を使用して本発明条件を
満たした場合も良好な結果となった。特に、Ｂ−１、Ｄ
−１では、本発明で規定した上昇流を表す凝固組織が適
正なことに加えて、水平流を表す凝固組織も適正なた
め、非常に低位で良好な鋳片内介在物指数が得られた。
場合（Ａ−１、Ｂ−１、Ｃ−１、Ｄ−１、Ｅ−１、Ｆ−
１、Ｇ−１、Ｈ−１）には、いずれの場合も鋳片介在物
指数が１より低い結果となり、１０μｍ以上の介在物が
非常に少ない鋳片が得られた。また、Ｂ−１、Ｄ−１、
Ｅ−１、Ｈ−１のように電磁力を使用して本発明条件を
満たした場合も良好な結果となった。特に、Ｂ−１、Ｄ
−１では、本発明で規定した上昇流を表す凝固組織が適
正なことに加えて、水平流を表す凝固組織も適正なた
め、非常に低位で良好な鋳片内介在物指数が得られた。
【００３３】一方、本発明の条件を満たさない比較材に
ついては、次の通り問題のある結果となった。すなわ
ち、比較材Ａ−２、Ｂ−２、Ｃ−２、Ｆ−２、Ｇ−２、
Ｈ−２では、ノズル形状が不適切のため、本発明の条件
を満足する凝固組織が得られず、鋳片内介在物指標も問
題となる結果となった。Ｄ−２、Ｅ−２では、Ｄ−１、
Ｅ−１とそれぞれ同じノズルを用いているが、Ｄ−２で
は鋳造速度が低すぎるため、またＥ−２ではノズル内で
偏流が起こり、左右の流れがアンバランスになったた
め、鋳片内介在物指標が悪化した。
ついては、次の通り問題のある結果となった。すなわ
ち、比較材Ａ−２、Ｂ−２、Ｃ−２、Ｆ−２、Ｇ−２、
Ｈ−２では、ノズル形状が不適切のため、本発明の条件
を満足する凝固組織が得られず、鋳片内介在物指標も問
題となる結果となった。Ｄ−２、Ｅ−２では、Ｄ−１、
Ｅ−１とそれぞれ同じノズルを用いているが、Ｄ−２で
は鋳造速度が低すぎるため、またＥ−２ではノズル内で
偏流が起こり、左右の流れがアンバランスになったた
め、鋳片内介在物指標が悪化した。
【００３４】このように、本発明の条件を満たさない場
合には、鋳片内介在物指標が悪化し、加工の厳しい用途
では欠陥が多発するようなものしか出来なかった。
合には、鋳片内介在物指標が悪化し、加工の厳しい用途
では欠陥が多発するようなものしか出来なかった。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明により、１０μｍ以
上の介在物を表す鋳片内介在物指標が低位安定となり、
加工の厳しい用途でも欠陥の発生しない高品質の素材鋳
片を得ることが出来た。
上の介在物を表す鋳片内介在物指標が低位安定となり、
加工の厳しい用途でも欠陥の発生しない高品質の素材鋳
片を得ることが出来た。
【図１】一次デンドライト傾角と鋳片内介在物指標の関
係を表した図。
係を表した図。
【図２】溶鋼流れを代表する鋳片の凝固組織の評価位置
を表した図。
を表した図。
【図３】鋳型内の上昇流を表す凝固組織を示した図。
【図４】鋳型内の水平流を表す凝固組織を示した図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 貴洋 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 Ｆターム(参考） 4E004 AA09 MB07 MB11 MB12 NB01 NC01
Claims (2)
- 【請求項１】 連続鋳造された鋼鋳片であって、鋳片内
で鋳片長辺面と平行し、かつ鋳片厚方向中心面で鋳造方
向長さ４００ｍｍの区間にあって、鋳片の両側の鋳片短
辺面表面からの深さ５〜１５ｍｍ間における凝固組織の
デンドライト形態が、下記（１）式を満たすことを特徴
とする介在物欠陥の少ない鋳片。 ５°≦θ１≦４０° … （１） ここで、θ１：凝固組織である一次デンドライトが鋳片
表面の法線となす角度（°）の平均値で、符号は該デン
ドライトの成長方向の向きが鋳造方向と同じ側である場
合をプラスとする。 - 【請求項２】 さらに、前記鋼鋳片において、鋳片の長
辺面と短辺面の双方と垂直な面で、かつ鋳片幅方向中心
線から±２００ｍｍにあって、鋳片の両側の長辺面の少
なくとも１長片面表面からの深さ５〜１０ｍｍ間におけ
る凝固組織のデンドライト形態が、下記（２）式を満た
すことを特徴とする請求項１に記載の介在物欠陥の少な
い鋳片。 １０°≦θ２≦４０° … （２） ここで、θ２：凝固組織である一次デンドライトが鋳片
表面の法線となす角度（°）の平均値。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001159029A JP2002346701A (ja) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | 介在物欠陥の少ない鋳片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001159029A JP2002346701A (ja) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | 介在物欠陥の少ない鋳片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002346701A true JP2002346701A (ja) | 2002-12-04 |
Family
ID=19002673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001159029A Pending JP2002346701A (ja) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | 介在物欠陥の少ない鋳片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002346701A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114441579A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-05-06 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种连铸坯枝晶间夹杂位置的检测方法 |
-
2001
- 2001-05-28 JP JP2001159029A patent/JP2002346701A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114441579A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-05-06 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种连铸坯枝晶间夹杂位置的检测方法 |
| CN114441579B (zh) * | 2022-01-07 | 2024-05-28 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种连铸坯枝晶间夹杂位置的检测方法 |
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