JP2005211916A - 炭素鋼の高速連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造速度が 2.0 m/min以上の高速で連続鋳造を行った場合でも、ブレークアウトやスラブ表面欠陥の発生のない炭素鋼の有利な連続鋳造方法を提案する。
【解決手段】炭素鋼のＣ含有量をに応じて、溶鋼過熱度ΔＴを鋳造速度Ｖc との関連で次式を満足する範囲に制御する。
(1) 〔％Ｃ〕＜ 0.07 mass％の場合
ΔＴ≦ 15 ×（4.6 −Ｖc ） --- (1)
(2) 〔％Ｃ〕≧ 0.07 mass％の場合
ΔＴ≦ 17.8 ×（3.9 −Ｖc ） --- (2)
但し、〔％Ｃ〕：炭素鋼のＣ含有量（mass％）、ΔＴ：溶鋼過熱度（℃）、Ｖc ：鋳造速度（m/min)
【選択図】図１

Description

この発明は、炭素鋼の高速連続鋳造方法に関し、特に炭素鋼スラブを鋳造速度が 2.0 m/min以上の高速連続鋳造によって製造する場合であっても、従来懸念されたブレークアウトやスラブ表面欠陥の発生を効果的に防止しようとするものである。

炭素鋼スラブを、水冷鋳型により、連続鋳造にて製造する場合、溶鋼を鋳型内で凝固させながら引き抜くが、この凝固殻は、ある程度以上冷却の不均一が生じると表面が凹凸になるため、凝固殻成長の不均一を招いて鋳片の表面に縦割れが発生し、甚だしい場合にはブレークアウトに至る。
連続鋳造鋳片にブレークアウトが発生した場合には、操業を停止せざるを得ず、また表面縦割れが発生した場合には、鋳片を圧延工程に送給するに先立って、欠陥部の除去作業いわゆる手入れが必要となる。

そこで、かようなブレークアウトや表面縦割れの発生を防止するために、従来から、種々の対策が講じられている。
溶鋼過熱度の調整もその一つであり、特に表面品質の面からその上下限が定められていた。

例えば、特許文献１の実施例には、溶鋼過熱度θs を15〜20℃として連続鋳造を行うことが記載されている。
また、特許文献２の図５には、良好な溶鋼過熱度として15〜30℃が示されている。

ところで、最近では、生産性の向上の面から鋳造速度を増加させる傾向にあるが、鋳造速度を増加させると、ブレークアウトや表面縦割れの発生傾向が著しく高まる。しかしながら、従来、鋳造速度に応じた溶鋼過熱度の規制は特に設けられていなかった。
そのため、高速で連続鋳造操業を行った場合には、ブレークアウトや表面縦割れの発生が懸念される。

特公昭５５−１０３４４号公報 特開平６−１７０５１１号公報

この発明は、上記の現状に鑑み開発されたもので、高速で連続鋳造を行った場合でも、ブレークアウトやスラブ表面欠陥の発生のない炭素鋼の有利な連続鋳造方法を提案することを目的とする。

さて、発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋳造速度がブレークアウトやスラブ表面欠陥に及ぼす影響に関し、特に溶鋼過熱度との関係で研究を行った。
その結果、ブレークアウトやスラブ表面欠陥の発生を効果的に防止するためには、鋳造速度に応じて溶鋼過熱度を適切に調整する必要があること、またかかる適切な溶鋼過熱度は炭素鋼のＣ含有量に応じて変化することの知見を得た。
この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわち、この発明は、鋳造速度：2.0 m/min 以上の高速連続鋳造によって、炭素鋼スラブを製造するに際し、該炭素鋼のＣ含有量をに応じて、溶鋼過熱度ΔＴを鋳造速度Ｖcとの関連で下記式を満足する範囲に制御することを特徴とする炭素鋼の高速連続鋳造方法である。
記
(1) 〔％Ｃ〕＜ 0.07 mass％の場合
ΔＴ≦ 15 ×（4.6 −Ｖc ） --- (1)
(2) 〔％Ｃ〕≧ 0.07 mass％の場合
ΔＴ≦ 17.8 ×（3.9 −Ｖc ） --- (2)
但し、〔％Ｃ〕：炭素鋼のＣ含有量（mass％）
ΔＴ ：溶鋼過熱度（℃）
Ｖc ：鋳造速度（m/min)

この発明によれば、鋳造速度が 2.0 m/min以上という高速で連続鋳造を行う場合であっても、ブレークアウトやスラブ表面欠陥の発生のおそれなしに、表面性状に優れた炭素鋼スラブを安定して得ることができる。

以下、この発明を具体的に説明する。
発明者らは、鋳造速度がブレークアウトやスラブ表面欠陥に及ぼす影響について、特に溶鋼過熱度との関係で研究を進めていたところ、適正な溶鋼過熱度は、炭素鋼のＣ含有量に応じて微妙に変化することが判明した。
そこで、鋼中Ｃ含有量に応じて、それぞれ個別に研究を重ねた結果、Ｃ含有量が0.07mass％未満すなわち極低炭素鋼およびセミ極低炭素鋼の場合と、0.07mass％以上すなわち中炭素鋼の場合とでは、適正な溶鋼過熱度は相違すること、そして各グループ毎に鋳造速度に応じて溶鋼過熱度を定めてやれば、ブレークアウトやスラブ表面欠陥の発生を効果的に防止できることが突き止められた。

図１に、Ｃ含有量が0.07mass％未満の極低炭素鋼およびセミ極低炭素鋼の場合に、鋳造速度（Ｖc ）および溶鋼過熱度（ΔＴ）がブレークアウトに及ぼす影響について調べた結果を示す。
同図に示したとおり、鋳造速度が 2.0 m/min以上の場合であっても、溶鋼過熱度ΔＴを連続鋳造Ｖc との関連で、次式(1) を満足する範囲に制御することにより、ブレークアウトの発生を効果的に防止できることが分かる。
ΔＴ≦ 15 ×（4.6 −Ｖc ） --- (1)

また、図２には、Ｃ含有量が0.07mass％以上の中炭素鋼の場合に、鋳造速度（Ｖc ）および溶鋼過熱度（ΔＴ）がブレークアウトに及ぼす影響について調べた結果を示す。
同図に示したとおり、鋳造速度が 2.0 m/min以上の場合であっても、溶鋼過熱度ΔＴを連続鋳造Ｖc との関連で、次式(2) を満足する範囲に制御することにより、ブレークアウトの発生を効果的に防止できることが分かる。
ΔＴ≦ 17.8 ×（3.9 −Ｖc ） --- (2)

上述したとおり、鋼中Ｃ含有量に応じて、鋳造速度との関連で溶鋼過熱度を定めてやれば、ブレークアウトやスラブ表面欠陥の発生を効果的に防止することができる。

また、この発明では、鋳型内鋳造空間の短辺長さ（スラブ厚）は 150〜240 mm程度とすることが好ましい。
というのは、短辺長さが 240mmを超えて大きくなると、鋳造速度Ｖc が 2.0 m/min以上の場合には、短辺バルジングに起因したスラブ形状不良やブレークアウトの問題が発生するからである。この点、短辺厚みが小さい場合やＶc が小さい場合には、鋳型を出てからのスラブ短辺の溶鋼静圧によるバルジングが小さく抑えられ、ブレークアウト発生の危険性は低い。一方、短辺長さが 150mm未満になると、湯面制御性の問題から、同じ鋳造量の変動に対して、湯面の変動量が大きくなり、湯じわに起因した表面欠陥の発生やモールドフラックスの巻き込みや噛み込みも発生し易くなるからである。
なお、鋳型内鋳造空間の長辺長さ（スラブ幅）については、特に制限はなく、一般的な 900〜2200mm程度の長さであれば良い。

転炉溶製−RH処理によって得た、表１に示す成分組成になる溶綱（約 300 ton）を、連続鋳造用鋳型を用いて表１に示す条件で連続鋳造し、炭素鋼スラブとした。なお、この時の鋳型の短辺長さは220 mmとした。
上記の各条件で連続鋳造を行った場合における、ブレークアウト発生の有無について調べた結果を表１に併記する。

同表より明らかなように、鋳造速度Ｖc と溶鋼過熱度ΔＴとの関係が本発明の要件を満足する条件で連続鋳造を行った場合には、ブレークアウトの発生はなく、また得られた炭素鋼スラブの表面欠陥も皆無であった。

転炉溶製−RH処理によって得た、表２に示す成分組成になる溶綱（約 300 ton）を、連続鋳造用鋳型を用いて表２に示す条件で連続鋳造し、炭素鋼スラブとした。なお、この時の鋳型の短辺長さは220 mmとした。
上記の各条件で連続鋳造を行った場合における、ブレークアウト発生の有無について調べた結果を表２に併記する。

同表より明らかなように、鋳造速度Ｖc と溶鋼過熱度ΔＴとの関係が本発明の要件を満足する条件で連続鋳造を行った場合には、ブレークアウトの発生はなく、また得られた炭素鋼スラブの表面欠陥も皆無であった。

Ｃ＜0.07mass％の極低炭素鋼およびセミ極低炭素鋼の場合に、鋳造速度（Ｖc ）および溶鋼過熱度（ΔＴ）がブレークアウトに及ぼす影響を示したグラブである。 Ｃ≧0.07mass％の中炭素鋼の場合に、鋳造速度（Ｖc ）および溶鋼過熱度（ΔＴ）がブレークアウトに及ぼす影響を示したグラブである。

Claims (1)

1. 鋳造速度：2.0 m/min 以上の高速連続鋳造によって、炭素鋼スラブを製造するに際し、該炭素鋼のＣ含有量をに応じて、溶鋼過熱度ΔＴを鋳造速度Ｖc との関連で下記式を満足する範囲に制御することを特徴とする炭素鋼の高速連続鋳造方法。
   記
   (1) 〔％Ｃ〕＜ 0.07 mass％の場合
   ΔＴ≦ 15 ×（4.6 −Ｖc ） --- (1)
   (2) 〔％Ｃ〕≧ 0.07 mass％の場合
   ΔＴ≦ 17.8 ×（3.9 −Ｖc ） --- (2)
   但し、〔％Ｃ〕：炭素鋼のＣ含有量（mass％）
   ΔＴ ：溶鋼過熱度（℃）
   Ｖc ：鋳造速度（m/min)

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