JP3342774B2 - 連続鋳造用モールドパウダー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳型を上下方向へ振動
させながら、鋳型から鋳片を一定速度で引き抜く連続鋳
造用のパウダーに関し、特に凹み欠陥等のない表面性状
の良好な鋳片をブレークアウトを生じることなく製造で
きるモールドパウダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造においては、鋳型の上下方向の
振動（以下、オッシレーションという）によって鋳片に
オッシレーションマークが発生する。

【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。

【０００４】偏析帯が発生した鋳片をそのまま圧延する
と、光沢ムラ模様やヘゲ疵等の表面欠陥が発生する。

【０００５】オッシレーションマークが深くなる程、こ
の偏析帯は深くなる。従来、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２００μｍ以下に軽減する
必要があることが知られている。

【０００６】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、かつモールド
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。

【０００７】この方法に従い低粘度のモールドパウダー
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。

【０００８】このために、摩擦力による凝固シェルの破
断によって生じるブレークアウトの発生を防止すること
ができる。

【０００９】その反面、多量のパウダー流入による伝熱
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、シェルの凝固は十分に進行しない。

【００１０】このために、凝固シェルの強度が不十分に
なる。この強度不十分な凝固シェルがオッシレーション
により変形して深いオッシレーションマークが鋳片表面
に生成する。

【００１１】その対策として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ことでオッシレーショ
ンによる凝固シェルへの負荷を軽減する方法がとられて
いるが、高サイクル化に伴い湯面変動が大きくなって局
部的に深いオッシレーションマークが発生するという問
題があった。

【００１２】また、特開平２―３０３５７号公報には、
モールドパウダーの粘度および凝固温度を適正化した高
粘度パウダーを使用する方法が開示されている。

【００１３】この方法におけるパウダーは過度に高粘度
であるため鋳型と凝固シェルの隙間への流入が不均一と
なり、鋳片表面に凹み欠陥（流入量過大時）やブレーク
アウト（流入量過小時）を発生する場合があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、連続鋳造に
おいてモールドオッシレーションにおけるパウダーの流
入を均一化し、かつ流入量を鋳型と凝固シェルとの潤滑
に必要な最少量に抑制することにより、凹み欠陥やブレ
ークアウトが発生することなく、オッシレーションマー
クおよびその谷部に発生する偏析帯の深さを軽減し、無
手入れ又は軽微な手入れで圧延が可能な鋳片を安定して
製造できるモールドパウダーを提供することを課題とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明のモールドパウダーは、鋳型を上下方向へ振動させな
が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、１３００℃における粘度η（ｐｏｉｓｅ）が０．
８以上で、かつ溶融状態における熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・
Ｋ）に対して（１）式または（２）式を満足することを
特徴とする連続鋳造用モールドパウダーである。

【００１６】

【数３】 ２０．９−２２λ≦η≦４．０ ・・・（１）

【００１７】

【数４】 ２０．９−２２λ≦η≦１１．５−１０λ ・・・（２）

【００１８】

【作用】本発明のモールドパウダーにおいて、粘度ηを
１３００℃におけるときとし、熱伝導率λを溶融状態に
おけるときとした理由について説明する。

【００１９】鋳型と鋳片間へのパウダーの流入特性は、
パウダーの粘度によって決まり、粘度は温度によって変
化する。

【００２０】鋳型と鋳片間のパウダーの温度は、１１０
０℃（鋳型側）〜１５００℃（鋳片側）の範囲に分布し
ているために、パウダーの粘度は１３００℃におけると
きとした。

【００２１】また、このときパウダーは溶融しているた
めに、熱伝導率は溶融状態におけるときとした。

【００２２】ここで、パウダーの熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・
Ｋ）は溶融状態で実測・評価してもよいし、Ｍｉｌｌｓ
の提案による下記（３）式の実験式（３ｒｄ Ｉｎｔ．
Ｃｏｎｆ．ｏｎ Ｍｏｌｔｅｎ Ｓｌａｇｓ ａｎｄ
Ｆｌｕｘｅｓ，Ｇｌａｓｇｏｗ（１９８８），ｐ．２２
９―２３４）を用いて評価してもよい。

【００２３】

【数５】 λ＝１．２６−１．２４３ｘ／ｙ ・・・（３）

【００２４】ここで， ｘ；ＣａＯ，Ｎａ₂Ｏ，ＭｇＯおよびＭｎＯ中の酸素モ
ル濃度の総和 ｙ；ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃中のＳｉおよびＡｌモル濃度の
総和

【００２５】また、パウダーの粘度は下記の方法で測定
した。すなわち、１３００℃に保定した溶融パウダーに
鉄製のローターを浸漬し、この状態でローターを回転さ
せ、そのトルクから粘度を算出した。

【００２６】本発明のモールドパウダーにおいて、粘度
と熱伝導率の関係を前記のように限定した理由について
説明する。

【００２７】モールドパウダーの１３００℃における粘
度η（ｐｏｉｓｅ）と熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）が
（４）式の関係にあると、

【００２８】

【数６】η＜２０．９−２２λ ・・・（４）

【００２９】パウダーの粘度は過小になるために、多量
のパウダーが流入して伝熱抵抗が過大になる。その結
果、凝固シェルから鋳型への抜熱量が不足してシェルの
凝固成長が不十分になってシェル強度が低下する。

【００３０】この結果、凝固シェルはオッシレーション
によって変形し、深いオッシレーションマークが生成す
る。

【００３１】また、パウダーの粘度が０．８（ｐｏｉｓ
ｅ）未満の場合は、（１）式を満足している場合でも前
記と同様の理由によりオッシレーションマークの深さの
軽減効果は得られない。

【００３２】このため、図１に示すように、オッシレー
ションマークが２００μｍを超えて深くなり偏析帯も深
くなって、無手入れ圧延では健全な表面性状が得られな
くなる。

【００３３】また、パウダーの粘度が４．０（ｐｏｉｓ
ｅ）を超える場合は、パウダーは粘度が過大になるため
に不均一流入し易くなり、パウダーが過小流入した部分
では、鋳型と凝固シェル間の潤滑に必要なパウダー流入
量が不足し、鋳型と凝固シェル間の摩擦力が過大になっ
て凝固シェルが破断し、図１に示すようにブレークアウ
トが発生する場合がある。

【００３４】したがって、オッシレーションマークの深
さを２００μｍ以下にし、かつブレークアウトを発生さ
せないためには、粘度η（ｐｏｉｓｅ）を０．８以上と
し、かつ粘度η（ｐｏｉｓｅ）は熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・
Ｋ）に対して（１）式を満足することが必要である。

【００３５】

【数７】２０．９−２２λ≦η≦４．０ ・・・（１）

【００３６】また、モールドパウダーの１３００℃にお
ける粘度と熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）が（５）式の関係
にあると、

【００３７】

【数８】η＞１１．５−１０λ ・・・（５）

【００３８】パウダーは粘度が過大になるために、不均
一流入し易くなり、パウダーが過大に流入した部分で
は、図１に示すように、鋳片表面に凹み欠陥（□）が発
生する。

【００３９】また、パウダーが過小流入した部分では、
鋳型と凝固シェル間の潤滑に必要なパウダー流入量が不
足し、鋳型と凝固シェル間の摩擦力が過大になり凝固シ
ェルが破断して、図１に示すようにブレークアウトが発
生する場合がある。

【００４０】したがって、オッシレーションマークの深
さを２００μｍ以下にし、かつブレークアウト及び凹み
欠陥を発生させないためには、粘度η（ｐｏｉｓｅ）を
０．８以上とし、かつ粘度η（ｐｏｉｓｅ）は熱伝導率
λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）に対して（２）式を満足することが必
要である。

【００４１】

【数９】 ２０．９−２２λ≦η≦１１．５−１０λ ・・・（２）

【００４２】図１に示すように、本発明のモールドパウ
ダーは、熱伝導率及び粘度を制御することによって、適
量のパウダーを均一に流入させることを実現し、これに
よってオッシレーションマークの深さを軽減し、かつブ
レークアウト及び凹み欠陥の発生を無くすことができ
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させながら鋳片を
一定速度で引き抜くとともに、鋳型内にモールドパウダ
ーを供給してオーステナイト系ステンレス鋼鋳片を鋳造
した。

【００４６】続いて、得られたスラブ鋳片を無手入れで
熱間圧延して厚さ３．２ｍｍの熱延鋼帯を得た後、この
熱延鋼帯に焼鈍および酸洗を施して鋼帯表面を観察し
た。

【００４７】この鋳造条件及び鋳造結果を併せて第１表
に示す。

【００４８】尚、第１表において、鋼帯表面の「光沢ム
ラ模様の強さ」は、強、中、弱および無の４段階で表示
し、また「ヘゲ疵発生率」は鋼帯表面を幅１２２０ｍｍ
（全幅）×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】ところで、熱延鋼帯に光沢ムラ模様が発生
していると、これを冷延した後の光沢ムラ模様の箇所に
ヘゲ疵が生じる場合がある。従って、健全な冷延製品を
得るためには、光沢ムラ模様の強さは無であることが必
要である。

【００５０】また、熱延鋼帯表面のヘゲ疵発生率が５％
以下の場合は、そのまま冷延工程にはいることが可能で
あるが、ヘゲ疵発生率が５％を超える場合には疵手入れ
を行って冷延工程に入らなければならない。

【００５１】第１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が無く、かつ
オッシレーションマークの深さが軽減されており、無手
入れのまま圧延してもヘゲ疵の発生は著しく少ない。

【００５２】また、Ｎｏ．８〜１３の本発明例では凹み
欠陥およびヘゲ疵が発生したが、オッシレーションマー
クの深さが著しく軽減され、光沢ムラ模様も発生しなか
った表面手入れが軽微で済む。

【００５３】これに対して、比較例のＮｏ．１４〜２０
では、パウダーの熱伝導率と粘度の関係が本発明範囲の
下限から外れているために、オッシレーションマークが
深くなり、これに起因した光沢ムラ模様およびヘゲ疵が
発生し、無手入れ圧延ができない。

【００５４】また、比較例のＮｏ．２１、２２では、ブ
レークアウトが発生して安定鋳造をすることができなか
った。

【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
モールドパウダーは、粘度と熱伝導率の関係が適切な範
囲に制御されているために、凝固シェルの強度が安定し
て確保される。

【００６０】このために、鋳片表面のオッシレーション
マークの深さが軽減される。したがって鋳片が、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。

【００６１】また、本発明のパウダーを用いて鋳造する
と、パウダーは均一流入するために、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。

【００６２】これらによって、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表
面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表面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粘度および熱
伝導率の範囲を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖森 麻佑巳 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７−266002（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−100660（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−284749（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−59151（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−30267（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−186155（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−57273（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/07 B22D 11/108

Claims (2)

(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、１３
   ００℃における粘度η（ｐｏｉｓｅ）が０．８以上で、
   かつ溶融状態における熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）に対し
   て（１）式を満足することを特徴とする連続鋳造用モー
   ルドパウダー。 【数１】 ２０．９−２２λ≦η≦４．０ ・・・（１）
2. 【請求項２】 鋳型を上下方向へ振動させながら鋳片を
   引き抜く連続鋳造用のモールドパウダーであって、１３
   ００℃における粘度η（ｐｏｉｓｅ）が０．８以上で、
   かつ溶融状態における熱伝導率λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）に対し
   て（２）式を満足することを特徴とする連続鋳造用モー
   ルドパウダー。 【数２】 ２０．９−２２λ≦η≦１１．５−１０λ ・・・（２）