JP3234964B2 - 連続鋳造用モールドパウダー及び連続鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造によって表面
性状の良好な鋳片を安定して製造するためのモールドパ
ウダーおよび連続鋳造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳型を上下方向へ振動させながら、該鋳
型にモールドパウダー（以下、主としてパウダー）を添
加しつつ該鋳型から鋳片を引き抜く連続鋳造において
は、鋳型の上下方向への振動（以下、オッシレーショ
ン）に伴って鋳片にオッシレーションマークと称される
表面凹凸が発生する。

【０００３】特にオーステナイト系ステンレス鋼におい
ては、このオッシレーションマークの谷部にＮｉ、Ｍ
ｎ，Ｓ等が濃化した偏析帯や微小割れが発生する。偏析
帯が発生した鋳片をそのまま圧延（無手入れ圧延）する
と、圧延製品に光沢ムラ模様やヘゲ疵等の表面欠陥が発
生する。

【０００４】この偏析帯は、オッシレーションマークが
深くなる程深くなる。偏析帯の深さを、無手入れ圧延し
た場合でも問題とならない深さとするためには、オッシ
レーションマークの深さを２５０μｍ以下に軽減する必
要があることが知られている。

【０００５】従来、オッシレーションマークの深さを軽
減する方法として、例えば特公昭６２―３５８５４号公
報には、低粘度のモールドパウダーを使用し、かつオッ
シレーションを短ストローク化および高サイクル化する
方法が開示されている。

【０００６】この方法に従って低粘度のパウダーを使用
した場合は、鋳型と凝固シェルの間に多量のパウダーが
流入するために、鋳型と凝固シェルとの摩擦力が低減す
る。

【０００７】この結果、過大な摩擦力によって生じる凝
固シェルの破断および凝固シェル破断によって生じる表
面肌荒れやブレークアウトの発生を防止することができ
る。

【０００８】しかしその反面、パウダーの多量流入に伴
う伝熱抵抗の増大によって凝固シェルから鋳型への抜熱
が阻害され、シェルの凝固が十分に進行しない。

【０００９】この結果、凝固シェルは強度不十分となっ
てオッシレーションにより変形し、深いオッシレーショ
ンマ一クが発生する。

【００１０】パウダーの多量流入を抑制する方法とし
て、例えば特開平２―３０３５７号公報には、パウダー
の粘度および凝固温度を高くしたパウダーを使用する方
法が開示されている。

【００１１】このパウダーによればオッシレーションマ
ークは浅くなるが、粘度および凝固温度が高いため、ス
ラグベアが発生してパウダーの流入が不均一となり、流
入量過大時は鋳片表面に凹み欠陥が発生し、流入量過少
時はブレークアウトや表面肌荒れが発生する場合があっ
た。

【００１２】パウダーの流入量を均一化する方法とし
て、例えば持開昭５６―８９３７２号公報及び特公平２
―１１３４６号公報には、パウダー基材にセルロース系
材料等の有機繊維物質を配合したパウダーが開示されて
いる。

【００１３】このパウダーによれば有機繊維物質の分解
・燃焼ガスがパウダー層への気泡導入となることによ
り、パウダーの焼結を防止してスラグベアの発生を防止
することができる。

【００１４】この結果、凹み欠陥や表面肌荒れさらにブ
レークアウトの発生をある程度防止できるが無手入れ圧
延化のためには十分ではなく、またパウダーの多量流入
によって深いオッシレーションマークが発生する場合が
あった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、パウダーの
流入量を必要最少量に抑制するとともに十分に均一化す
ることにより鋳片表面の肌荒れや凹み欠陥およびブレー
クアウトさらにオッシレーションマークを軽減して無手
入れまたは軽徴な手入れで圧延が可能な鋳片を安定して
製造できるパウダーおよび連続鋳造方法を提供すること
を課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記のように、高粘度、
高凝固温度のパウダーはオシレーションマークを浅くで
きるが、スラグベアが発生し易い。一方、有機質繊維を
配合するのみではスラグベアの発生を防止できるが、オ
シレーションマークを十分に浅くできない。

【００１７】そこで本発明は、粘度、凝固温度および有
機質繊維の配合比を好適な範囲に調整することによっ
て、オシレーションマークを浅くするとともに局部異常
凹みやブレークアウト等の発生を防止するようにしたも
のであり、その要旨は、鋳型を上下方向へ振動させなが
ら該鋳型から鋳片を引き抜く連続鋳造用のモールドパウ
ダーであって、該モールドパウダーは１３００℃におけ
る粘度η（ｐｏｉｓｅ）が１．５〜４．５、凝固温度Ｔ
_Cが１２００℃以下であり、かつ基材には有機質繊維Ｃ
が配合比ω（重量％）で配合されており、該配合比ωと
粘度ηが（１）式を満たし、かつ粘度ηと凝固温度Ｔ_C
が（２）式を満たしていることを特徴とする。

【数３】０．５η−０．６５≦ω≦３ ・・・（１）式

【数４】 Ｔ_C≧１１２５＋２５（η−１．５） ・・・（２）式 また、前記モールドパウダーの形状が中空または中実の
顆粒状であり、かつ球相当の粒径が０．２〜０．５ｍｍ
であることを特徴とする。

【００１８】本発明におけるパウダー基材とは金属酸化
物を主成分とし、これにアルカリ金属およびアルカリ土
類金属の弗化物、アルカリ金属の酸化物および炭酸塩の
うちの１種以上および炭素質粉を配合したものである。
炭素質粉としてはカーボンブラック、コークス粉、黒鉛
粉等である。

【００１９】本発明における有機質繊維としては木粉、
木皮粉、製紙スラッジ、セルロース等である。

【００２０】また、パウダーの形状は有機質繊維の分散
性、発生ガスの透過をよくする観点から中空或いは中実
の顆粒状であることが望ましい。

【００２１】

【作用】本発明によるパウダーの凝固温度Ｔ_C（℃）を
１３００℃における粘度η（ポアズ）との関係において
（２）式

【００２２】

【数５】 Ｔ_C（℃）≧１１２５＋２５（η−１．５） ・・・（２）式

【００２３】に限定した理由を図１によって説明する。

【００２４】図１において、パウダーの粘度が１．５以
上で凝固温度Ｔ_C（℃）が１１２５＋２５（η−１．
５）未満であると、パウダーは不均一に流入し流入量が
少ない箇所でブレークアウトによる肌荒れが発生し、無
手入れ圧延では健全な熱延鋼帯が得られなかった。

【００２５】また、パウダーの１３００℃における粘度
η（ポアズ）が小さくなると、オシレーションマーク深
さやＮｉ偏析帯深さが深くなり、無手入れ圧延では健全
な熱延鋼帯が得られ難くなる。

【００２６】さらに、粘度が４．５を超えると、パウダ
ーは凝固温度が１２００℃を超えるため溶融が不充分と
なり、流入量が不足してブレークアウトが発生した。

【００２７】特にオーステナイト系ステンレス鋼ではパ
ウダーの流入量が不足してブレークアウトが発生し易く
なった。

【００２８】このためオシレーションマーク深さを２５
０μｍ以下とし、且つブレークアウトの発生を防止する
ためには、粘度ηを１．５〜４．５とし、凝固温度Ｔ_C
を１２００℃以下とし、かつ凝固温度Ｔ_cと粘度ηの関
係が（２）式を満たすことが必要である。

【００２９】しかし、図１に示すように、前記条件を満
たしたパウダーを用いても鋳片表面に肌荒れが５０〜１
００（個数／スラブ面）程度発生する。

【００３０】そこで、図２に示すように、パウダーの粘
度に応じて有機質繊維としてセルロースを配合したパウ
ダーを用いて鋳造すると、有機質繊維の配合比ω（重量
％）が０．５η−０．６５以上の領域では、オシレーシ
ョンマーク深さが２５０μｍ以下となり、且つ肌荒れの
発生が著しく減少する。

【００３１】したがって、肌荒れの発生を更に防止する
ためには、有機質繊維の配合比ωをパウダー粘度ηとの
関係において０．５η−０．６５（ｗｔ％）以上とする
ことが必要である。

【００３２】有機質繊維の配合比ωが３％を超えるとそ
れ以上の効果は認められないこと、および有機質繊維の
燃焼に伴って発生する炎が鋳造作業の支障となるため、
上限は３％とした。したがって、有機質繊維は（１）式
を満たすように配合することが必要である。

【００３３】

【数６】０．５η−０．６５≦ω≦３ ・・・（１）式

【００３４】しかし、図２に示すように、前記条件を満
たしたパウダーを用いても鋳片表面に肌荒れが２〜１０
（個数／スラブ面）程度発生する。

【００３５】図３に示すように、モールドパウダーの粒
径を球相当の粒径で０．５ｍｍ以下とした顆粒状のパウ
ダーを用いて鋳造すると、スラグベアの発生が認められ
ず、オシレーションマーク深さも２５０μｍ以下で、且
つ肌荒れのない鋳片が得られた。

【００３６】したがって、肌荒れの発生を十分に防止す
るためには、パウダーの粒径を０．５ｍｍ以下とするこ
とが必要である。

【００３７】なお、パウダーの粒径が０．２ｍｍ未満と
なると後述するように有機質繊維の燃焼によって発生し
たガスが均一にパウダー中を通過しないことから、スラ
グベアの発生を防止する気泡導入効果が著しく低下し、
また中空顆粒の製造が困難となる。

【００３８】本発明の連続鋳造用パウダーは、パウダー
の粘度および凝固温度を高くすることによって、パウダ
ーの多量溶融による多量流入を抑制してオッシレーショ
ンマークを浅くすることができる。

【００３９】しかし、パウダー粘度および凝固温度を高
くすると、パウダーは溶融し難くなり、パウダー溶融層
の上部が焼結してスラグベアが発生し易くなる。

【００４０】パウダーに配合した有機繊維物質はパウダ
ー中で分解・燃焼し、これによって発生したガスはパウ
ダー層への気泡導入効果を生じて焼結しようとするパウ
ダーを分散させてスラグベア発生を防止する。

【００４１】このときパウダー粘度が高いほど気泡導入
が難しいため、パウダー粘度に応じて有機繊維物質の配
合量を増加する。

【００４２】さらに、有機質繊維の分解・燃焼ガスがパ
ウダー層を通過するとき、パウダーが顆粒状であり、且
つパウダーの粒径が０．５μｍ以下であると、分解・燃
焼ガスはパウダー層の通過が容易になり、スラグベアの
発生をより確実に防止することができる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明のモールドパウダーを用いてオ
ーステナイト系ステンレス鋼を連続鋳造した実施例を説
明する。

【００４４】鋳型のサイズは、鋳片の幅が１２４５ｍｍ
で、厚さが１４３ｍｍのスラブ鋳造用である。

【００４５】鋳型をオッシレーション（ストローク：６
ｍｍ、振動数：１５０ｃｐｍ）させながら鋳片を一定速
度（９００ｍｍ／分）で引き抜くとともに、鋳型内に第
１表に示すパウダーを供給してスラブ鋳片を鋳造した。

【００４６】続いて、得られたスラブ鋳片を無手入れで
熱間圧延して厚み４．０ｍｍの熱延鋼帯を得た後、これ
に焼鈍および酸洗を施して厚板製品とした。さらに一部
は０．６ｍｍまで冷間圧延し、冷延鋼板を得た。

【００４７】この結果を第２表に示す。

【００４８】なお、第２表においては、厚板製品の「光
沢ムラ模様」は、大、中、小および無の４段階で表示
し、また「ヘゲ発生率」は冷延鋼帯を幅１２２０ｍｍ×
長さ２０００ｍｍの面に区分し、ヘゲ疵の発生している
面の割合で表示した。

【００４９】各表に示すようにＮｏ．１〜７の本発明例
では、鋳造された鋳片の表面に凹み欠陥および肌荒れが
無く、かつオッシレーションマークの深さが２５０μｍ
以下に軽減されており、無手入れのまま圧延しても、厚
板製品に光沢むらは全く認められず、冷延鋼板のヘゲ疵
も極めて微小であった。

【００５０】これに対して、比較例のＮｏ．８〜１０で
はパウダーに有機繊維として配合したセルロースの量が
パウダー粘度との関係において不足したため、パウダー
の多量流入による深いオシレーションマークにより厚板
製品に光沢むら模様が発生した。

【００５１】Ｎｏ．１２ではセルロースの配合量が３．
０を越えて多いため、鋳造中に多量の炎が発生した。

【００５２】また比較例のＮｏ．１３〜１６ではパウダ
ーの凝固温度が、パウダーの粘度との関係において低過
ぎたため、鋳片表面の肌荒れ発生により冷延板にヘゲ疵
が多量発生した。

【００５３】Ｎｏ．１７ではパウダーの凝固温度が１２
００℃を超えているため、オーステナイト系ステンレス
溶鋼の鋳造温度１４７０℃では完全に溶融しないため、
ブレークアウトによる鋳片表面の肌荒れにより冷延板に
ヘゲ疵が発生した。

【００５４】さらに、Ｎｏ．１８〜２１では、パウダー
の粒径が０．５ｍｍを越えて大きいため、スラグベアの
発生が顕著となり、オシレーションマークの乱れにより
鋳片の凹み欠陥および肌荒れにより冷延板にヘゲ疵が発
生した。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】

【表３】

【００５８】

【表４】

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の連続鋳造
用パウダーは高粘度、高凝固温度とし、粘度に応じて凝
固温度および有機質繊維の配合量を調整すること、さら
にパウダーの粒径を小径化することによって、パウダー
の溶融を均一化させて必要最少量のパウダーを均一に流
入させることができる。

【００６０】この結果、スラグベアの発生を抑えて肌荒
れや凹み欠陥の発生を防止でき、またオッシレーション
マークの深さも軽減できる。

【００６１】また鋳片が、例えばＳＵＳ３０４に代表さ
れるオーステナイト系ステンレス鋼ではオッシレーショ
ンマークの谷部に生成する偏析帯が軽減され、偏析帯に
よる熱延鋼帯の光沢ムラ模様の発生を防止することがで
きる。

【００６２】また、本発明のパウダーを用いて鋳造する
ことによりパウダーが均一流入するようになり、パウダ
ーの過大流入による凹み欠陥や過小流入によるブレーク
アウトの発生が解消される。これによって、鋳片表面の
オッシレーションマークや偏析帯および凹み欠陥を除去
するための研削手入れをすることなく、無手入れ圧延が
可能となり、多大な労力を要していた鋳片手入れ工程を
省略することが可能となるなど、産業上極めて有用な効
果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるモールドパウダーの凝固温度と粘
度の適正範囲を示す図である。

【図２】本発明によるモールドパウダーの粘度と有機質
繊維配合量の適正範囲を示す図である。

【図３】本発明によるモールドパウダーの粒径と有機質
繊維配合量の適正範囲を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北条 優武 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式 会社 光製鐵所内 (56)参考文献 特開 平６−106302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−72653（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−89163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−191547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−128251（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−38646（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−59151（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−27759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−132113（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−122634（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224063（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−284749（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−123454（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−305403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−89372（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−6762（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−290217（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150752（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−35854（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−11346（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/108 C21C 7/076

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型を上下方向へ振動させながら該鋳型
   から鋳片を引き抜く連続鋳造用のモールドパウダーであ
   って、該モールドパウダーは１３００℃における粘度η
   （ｐｏｉｓｅ）が１．５〜４．５、凝固温度Ｔ_Cが１２
   ００℃以下であり、かつ基材には有機質繊維Ｃが配合比
   ω（重量％）で配合されており、該配合比ωと粘度ηが
   （１）式を満たし、かつ粘度ηと凝固温度Ｔ_Cが（２）
   式を満たしていることを特徴とする連続鋳造用モールド
   パウダー。 【数１】０．５η−０．６５≦ω≦３ ・・・（１）式 【数２】 Ｔ_C≧１１２５＋２５（η−１．５） ・・・（２）式
2. 【請求項２】 前記モールドパウダーの形状が中空また
   は中実の顆粒状であり、かつ球相当の粒径が０．２〜
   ０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の連
   続鋳造用モールドパウダー。
3. 【請求項３】 鋳型を上下方向へ振動させながら該鋳型
   から鋳片を引き抜く連続鋳造において、前記請求項１に
   記載のモールドパウダーを添加しつつ鋳造することを特
   徴とする連続鋳造方法。