JP3399387B2 - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
鋼の連続鋳造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼を高速で鋳造す
る場合や中炭素鋼などを鋳造する場合に、鋳片表面に縦
割れが発生しにくく、また、鋳片にモールドパウダや気
泡の巻き込みが起こりにくく、良好な品質の鋳片を得る
ことが可能なモールドパウダを用いる炭素含有率が０．
０８〜０．２０重量％の鋼の連続鋳造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】鋼の連続鋳造では、溶鋼は浸漬ノズルを
経て鋳型内に注入されるとともに、鋳型内の溶鋼の表面
にモールドパウダ（以下、単にパウダと記す）が投入さ
れる。通常、このパウダには、複数種類の酸化物、炭素
等の粉体が混合されているものが使用される。 【０００３】鋳型内へ投入されたパウダは溶鋼からの受
熱により溶融し、溶鋼表面において溶融したパウダ（以
下、溶融スラグと記す）層が形成される。溶融スラグは
鋳型内壁と凝固殻との間隙に流入し、流入した溶融スラ
グは鋳型との接触で冷却され、ガラス状態に固まるとと
もに、その一部が結晶化し、その結晶が鋳型内壁に沿っ
て析出する。溶融スラグが固化する過程では、鋳型内壁
と凝固殻との間隙には、溶融スラグなる液相とその鋳型
の内壁側に析出した結晶とガラス状態の固相とからなる
パウダフィルムが形成される。 【０００４】このような挙動を示すパウダは以下に記載
する役割を担っている。 溶鋼表面の保温および溶鋼の酸化防止 溶鋼中に存在し溶鋼表面に浮上してくる気泡および酸
化物の吸収 鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性の確保 鋳型内壁と凝固殻との間の伝熱抵抗の調整による凝固
殻の冷却速度の調整。 【０００５】このような役割をもっているので、パウダ
は連続鋳造による鋳片の表面品質にさまざまな影響を及
ぼす。とくに、鋳片の割れ感受性の高い中炭素鋼などの
鋼種を鋳込む場合、鋳片の割れ感受性の低い鋼種でも高
速で連続鋳造する場合、または、これらの条件が組み合
わされて鋳造される場合などに、適正なパウダが選択さ
れていないと、鋳片表面に縦割れが発生する。 【０００６】この縦割れを防止するには、パウダの役割
の中でも上記の凝固殻の冷却速度の調整が重要であ
る。すなわち、縦割れは、凝固殻に鋳片幅方向の引張応
力が作用しその引張応力が鋼の限界応力を超えるときに
発生することが知られている。この鋳片幅方向の引張応
力は、凝固殻の幅方向での冷却速度の不均一により発生
する。つまり、鋳片幅方向、すなわち鋳型幅方向で、凝
固殻が不均一な冷却速度で冷却されるとき、凝固殻の厚
さが鋳型幅方向で不均一になる。そのために、凝固収縮
により凝固殻に生じる応力が幅方向で均一にならず、凝
固殻の鋳型方向の各部で作用する応力が不均一になり、
鋳片表面に縦割れが発生する。 【０００７】パウダフィルムを介した凝固殻の冷却速度
を均一にするためには、以下が重要となる。なお、下記
に示す伝熱抵抗とは、物質の持つ熱伝導率と、物質と物
質の間の熱伝達率とを意味する。 （イ）パウダフィルム厚みの均一化 （ロ）パウダフィルムの伝熱抵抗の増大。 【０００８】パウダフィルム厚みは溶融スラグの流入量
に影響される。溶融スラグの流入が過剰に促進された場
合には、流入量の少ない位置と多い位置との間でパウダ
フィルム厚みの差が大きくなる。そのため、凝固殻の冷
却速度が鋳型幅方向で不均一になる。また、流入量が過
度に少ない場合には、パウダフィルム厚みが全体的に薄
くなる。そのため、パウダフィルム厚みの差がわずかで
も、凝固殻の鋳型幅方向での冷却速度が不均一になりや
すい。したがって、溶融スラグの凝固点およびパウダの
溶融時の粘度を適正範囲に調整することにより、溶融ス
ラグの流入量を過不足のないように制御することが重要
である。 【０００９】また、パウダフィルムの伝熱抵抗が小さい
と、鋳型からの冷却効果がばらつきやすくなる。そのた
め、凝固殻の鋳型幅方向での冷却速度のばらつきが大き
く、凝固殻の厚みが鋳型幅方向で不均一になり、鋳片表
面に縦割れが発生しやすくなる。パウダフィルムの伝熱
抵抗を大きくして、凝固殻の冷却速度をできるだけ緩や
かにするとき、いわゆる凝固殻の冷却を緩冷却化すると
き、凝固殻の厚みは、より均一化され、鋳片表面が割れ
にくくなる。 【００１０】割れ感受性の高い中炭素鋼などを高速で連
続鋳造する場合に要求されるパウダ性能は、高速鋳造に
適した凝固点と粘度の性能と、かつ鋳片の縦割れを防止
するために凝固殻を緩冷却する性能である。これらの相
反する性能を併せ持つパウダが必要とされる。ただし、
この相反する性能を有するパウダは、従来の技術では、
まだ完成されていない。 【００１１】一般的なパウダは、ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｎ
ａ２Ｏ−フッ素化合物系の組成を基本系とし、これにＭ
ｇＯ、Ａｌ２Ｏ３ 、Ｌｉ２Ｏなどを若干含んだ組成で
ある。この組成のパウダを用いた場合には、溶融スラグ
が冷却されるとき、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ａｌ
２Ｏ３、フッ素化合物などの内の数種類を主成分とする
複数種類の化合物の結晶が析出する。この結晶の析出量
が多いと、パウダフィルムの伝熱抵抗が大きくなること
が知られている。 【００１２】この結晶析出を促進させるには、たとえば
特開平５−１５９５５号公報では、パウダ中に含有さ
れるＣａＯと、ＣａＦ２として存在すると推定されるＣ
ａ分をＣａＯに換算したものとの和として、下記（Ｃ）
式で定義されるＴ．ＣａＯのＳｉＯ２に対する重量％
（以下、単に％と記す）の比Ｔ．ＣａＯ／ＳｉＯ２ を
大きくすることが提案されている。具体的には、Ｔ．Ｃ
ａＯ／ＳｉＯ２ を０．９〜１．３程度に大きくした緩
冷却用パウダが提案されている。 【００１３】 Ｔ．ＣａＯ（％）＝ＣａＯ（％）＋ＣａＦ２（％） ×（５６／７８） ・・・（Ｃ） しかし、提案されているようなＴ．ＣａＯ／ＳｉＯ２
の値が０．９〜１．３程度のパウダでは、鋳造速度がた
とえば２〜３ｍ／分程度まで高速になる場合には、パウ
ダの結晶析出が不十分で、パウダによる凝固殻の緩冷却
効果が小さくなり、鋳片表面に縦割れが発生するという
問題がある。 【００１４】特開平３−１９３２４８号公報では、Ｚｒ
Ｏ２、ＴｉＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３ 等のIIIA族お
よびIV族の元素の酸化物を結晶析出促進剤として添加す
る方法が提案されている。 【００１５】しかし、この提案されたパウダでは、溶融
スラグの凝固点が高過ぎるため、鋳造速度が２〜３ｍ／
分程度まで高速になる場合には、鋳型と凝固殻の間隙へ
の溶融スラグの流入量が少なくなり、連続鋳造作業が困
難になる場合がある。極端な場合には、ブレークアウト
などの事故を起こす場合がある。 【００１６】このように、高速鋳造に適した適度の溶融
スラグの凝固点および粘度と、鋳片表面の縦割れを防止
するための高融点の結晶の析出によって得られる大きい
伝熱抵抗とを併せ持つパウダが必要とされる。 【００１７】また、鋳型内の未溶融のパウダが溶鋼に巻
き込まれ、これが凝固殻に捕捉され、鋳片表面および内
部に残存して、非金属介在物となる場合がある。このよ
うな鋳片を素材として熱間圧延した製品では、非金属介
在物起因の表面欠陥やＵＳＴ欠陥（超音波探傷により発
見される程度の内部欠陥）が発生しやすい。 【００１８】とくに、鋳型の断面形状が円形の場合に、
この未溶融のパウダが溶鋼に巻き込まれやすい。すなわ
ち、得られる円形断面形状の鋳片の真円度をよくするた
めに、電磁力により鋳型内の溶鋼を鋳型の円周方向に攪
拌することが行われる。このとき、鋳型内の溶鋼表面の
形状はすり鉢状になり、浸漬ノズル近傍の溶鋼表面の位
置が、鋳型内壁近傍の溶鋼表面の位置より低くなる。そ
のため、溶鋼表面上に浮いている溶融スラグは、浸漬ノ
ズル近傍に集まり鋳型内壁近傍の溶融スラグの厚みが薄
くなりやすい。このような鋳型内の溶鋼と溶融スラグの
状態では、鋳造速度の変動などにより溶鋼の湯面が変動
した場合に、未溶融のパウダが凝固殻に捕捉されやすく
なる。 【００１９】さらに、溶鋼の湯面変動とともに溶融スラ
グ上の未溶融のパウダが、溶融スラグ中に混ざると、未
溶融のパウダ中の炭素と溶融スラグ中の成分との反応に
より気泡が発生し、この気泡が凝固殻に捕捉される場合
がある。気泡を捕捉した鋳片を素材として熱間圧延した
製品では、表面欠陥が発生しやすい。 【００２０】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼を高速で
鋳造する場合や中炭素鋼などを鋳造する場合に、鋳片表
面の縦割れの発生を防止することが可能で、また、鋳片
にモールドパウダや気泡の巻き込みが起こりにくいため
に、良好な品質の鋳片を得ることが可能な鋼の連続鋳造
方法の提供を目的とする。 【００２１】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）に示す連続鋳造方法にある。 【００２２】（１）ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およ
びフッ素化合物を基本成分とし、下記（Ａ）式で表され
る（ＣａＯ）ｈ含有率（重量％）とＳｉＯ２含有率（重
量％）との比（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ２が０．９〜１．９
であり、下記（Ｂ）式で表されるＣａＦ２を５〜６０重
量％含み、かつＡｌ２ Ｏ３ を３〜４０重量％、Ｎａ２
Ｏを０〜１０重量％、ＭｇＯを０〜１５重量％含有し、
１３００℃における粘度が１．５ｐｏｉｓｅ以上である
モールドパウダを用いることを特徴とする炭素含有率が
０．０８〜０．２０重量％の鋼の連続鋳造方法。 【００２３】 （ＣａＯ）ｈ ＝Ｔ．ＣａＯ−Ｆ×（５６／３８）・・・（Ａ） ＣａＦ２ ＝Ｆ×（７８／３８） ・・・（Ｂ） ここで、Ｔ．ＣａＯ：パウダ中の全Ｃａ含有率のＣａＯ換算量（重量％） Ｆ：パウダ中の全Ｆ含有率（重量％）。 【００２４】本発明の連続鋳造方法で用いるパウダ（以
下、「本発明のパウダ」という）には、次の３つの特徴
を持たせている。 【００２５】（ａ）ＳｉＯ２に対するＣａＯの割合が高
いので、従来のパウダに比べて結晶が析出しやすい。結
晶の析出量が多いとパウダフィルムの伝熱抵抗が大きく
なり、凝固殻が緩冷却されやすくなる。本発明では、従
来のＴ．ＣａＯ／ＳｉＯ２ という指標に代えて（Ｃａ
Ｏ）ｈ−ＳｉＯ２−ＣａＦ２ の三元系表示を採用する
ことによって、結晶が析出しやすいパウダ組成を選択し
ている。 【００２６】（ｂ）結晶が析出しやすいパウダ組成にも
かかわらず、本発明のパウダの溶融スラグは凝固点が低
い。すなわち、ＳｉＯ２ に対するＣａＯの割合が高い
場合に、懸念される溶融スラグの凝固点の上昇を、本発
明では、上述したパウダ組成を選択することにより回避
している。 【００２７】（ｃ）上述したパウダ組成を選択すること
により、１３００℃における粘度が１．５ｐｏｉｓｅ以
上となるようにしている。これにより、鋳型内の未溶融
のパウダが溶鋼に巻き込まれて凝固殻に捕捉されること
を防止している。また、溶融スラグ上の未溶融のパウダ
が、溶融スラグ中に取り込まれて未溶融のパウダ中の炭
素と溶融スラグ中の成分との反応により気泡が発生する
ことを防止している。未溶融のパウダ中の炭素と反応す
る溶融スラグ中の成分は、溶鋼中のＭｎが酸化して溶融
スラグ中に生成したＭｎＯである。すなわち、上述した
パウダ組成は従来の組成よりも塩基性が強く、溶鋼中Ｍ
ｎの酸化反応を抑制する効果を有し、そのため、気泡の
発生を抑制することが可能となる。 【００２８】結晶析出量が多いにもかかわらず溶融スラ
グの凝固点が低いという相反する性質を持たせるという
課題を、本発明では次の方法によって解決した。 【００２９】本発明のパウダを構成する基本的な化合物
は、ＣａＯ、ＳｉＯ２ 、Ａｌ２Ｏ３およびフッ素化合
物としてのＣａＦ２ である。この内、とくに、結晶析
出に影響するのは、ＣａＯ、ＳｉＯ２ およびＣａＦ２
である。以下に、本発明のパウダの化学組成についての
基本思想を図１をもとに説明する。以下の％表示は、重
量％を意味する。 【００３０】図１は、本発明のパウダの化学組成を説明
するための（ＣａＯ）ｈ−ＳｉＯ２−ＣａＦ２三元系組
成図である。本発明のパウダは、後述するように含有さ
せるフッ素化合物のほとんどがＣａＦ２ であるので、
前述の（Ａ）および（Ｂ）式から計算される（ＣａＯ）
ｈの値と含有されているＣａＯの含有率は、ほぼ同等な
値である。そこで、便宜的に上記の三元系組成図によっ
て、本発明のパウダを説明する。 【００３１】本発明のパウダの化学組成を図１に示す
と、その範囲は、（ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ 比が０．９
の境界線１（ＣａＯ・ＳｉＯ２とＣａＦ２ １００％と
を結んだ直線）、同じくこの比が１．９の境界線２（２
ＣａＯ・ＳｉＯ２とＣａＦ２１００％とを結んだ直
線）、ＣａＦ２が５％の直線、およびＣａＦ２が６０％
の直線とで囲まれた図中の斜線部で示す領域に相当す
る。一方、従来のパウダは、境界線１よりも低塩基度側
の範囲に位置している。 【００３２】ここで、図１を結晶の析出しやすさの観点
から見ると、ＳｉＯ２側ほど非晶質であるため、結晶が
析出しにくい。一方、（ＣａＯ）ｈ−ＣａＦ２線側、す
なわち、ＳｉＯ２ が少ない側ほど結晶質であるため、
溶融スラグが冷却される過程で結晶が析出しやすい。し
たがって、本発明のパウダ組成は従来のパウダに比べて
結晶が析出しやすい領域にある。 【００３３】本発明のパウダから析出する結晶は、３Ｃ
ａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２などの組成の結晶が多い。
これらの結晶組成はＣａＯを含んだ塩基性であるため、
結晶と平衡する溶融スラグも塩基性であり、したがっ
て、ＭｎＯの生成（溶鋼中Ｍｎの酸化）が抑制され得る
のである。 【００３４】上述のようなパウダの組成とすることによ
り、結晶が析出しやすくなるが、ＣａＯは融点が高いの
で、ＣａＯ含有率が多いほど、溶融スラグの凝固点が高
い。そこで、本発明では、５〜６０％のＣａＦ２を含有
させることにより、凝固点を低下させている。 【００３５】これらにより、結晶析出量が多いにもかか
わらず溶融スラグの凝固点が低いという相反する両性質
を得ている。 【００３６】次に、本発明のパウダでは、主にＡｌ２
Ｏ３ を３〜４０％含有させることにより、１３００℃
における溶融スラグの粘度を１．５ｐｏｉｓｅ以上とし
ている。これにより、未溶融のパウダが溶鋼に巻き込ま
れたりすることを防止しているのは、上述のとおりであ
る。 【００３７】 【発明の実施の形態】本発明のパウダおよびこのパウダ
を用いた連続鋳造方法について、以下に具体的に説明す
る。 【００３８】本発明のパウダは、ＣａＯ、ＳｉＯ２ 、
Ａｌ２ Ｏ３ およびフッ素化合物としてのＣａＦ２ を
基本組成としている。その含有率は、ＣａＯが２０〜５
０％程度、ＳｉＯ２ が１５〜３５％程度、Ａｌ２ Ｏ３
が３〜４０％、ＣａＦ２ が５〜６０％である。また、
必要に応じてＮａ２ Ｏは１０％まで、ＭｇＯは１５％
まで、それぞれ含有することができる。 【００３９】本発明のパウダを製造する際に使用する原
料は、一般的に使用されているもので構わない。ＣａＯ
原料として生石灰、石灰石、セメント、ＳｉＯ２ 原料
としては珪砂、軽藻土、Ａｌ２ Ｏ３ 原料としてはアル
ミナ、ＣａＦ２ 原料としては蛍石、Ｎａ２ Ｏ原料とし
てはソーダ灰、炭酸ナトリウム、フッ化ナトリウム、さ
らにＭｇＯ原料としてはＭｇＯクリンカ、炭酸マグネシ
ウム、フッ化マグネシウムなどが挙げられる。また、原
料の粒度は１００μｍ以下の粉末が望ましい。なお、こ
れらの原料にはＦｅ２ Ｏ３ 、Ｆｅ３ Ｏ４ 等の酸化物
が含有され、パウダにも不可避的に含まれるようになる
が、これらの不純物が存在しても、とくに差し支えな
い。 【００４０】パウダのＣａＯ、ＳｉＯ２ の含有率につ
いてはすでに述べたが、これらの含有率は目安を示すも
のであり、本発明でとくに重要なのは、上述した（Ａ）
式で表される（ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ の値である。本
発明のパウダでは、この値を下記の範囲とする。 【００４１】 （ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ ： ０．９〜１．９ （ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ が、０．９未満では、結晶析
出量が少ない。また、この比が１．９を超えると、溶融
スラグの凝固点が高くなりすぎ、連続鋳造作業が困難に
なる。したがって、（ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ は０．９
〜１．９とする。 【００４２】次に、上述した（Ｂ）式で表されるＣａＦ
２ の含有率は５〜６０％とする。ＣａＦ２ が５％未満
では、凝固点を低下させる効果が少ないこと、ＣａＦ２
が６０％を超えると、鋳型内の溶鋼中に浸漬される浸
漬ノズルの溶損が著しくなる。したがって、ＣａＦ２
は５〜６０％とする。 【００４３】また、Ａｌ２ Ｏ３ の含有率は３〜４０％
とする。３％未満では、粘度を上昇させる効果が少な
く、また、４０％を超えると、溶融スラグの凝固点が１
３００℃以上に上昇する。したがって、Ａｌ２ Ｏ３ は
３〜４０％とする。 【００４４】Ｎａ２ Ｏは必要に応じて含有させる化合
物である。本発明の基本組成であっても、溶融温度が１
３００℃以上になる場合がある。このときには、さらに
Ｎａ２ Ｏを含有させることが、溶融スラグの凝固点を
下げることに対して有効である。この効果を得る場合に
は２％以上含有させるのが望ましい。一方、Ｎａ２Ｏが
１０％を超えると、それ以上含有させても、凝固点の低
下効果が少なくなる。したがって、Ｎａ２ Ｏの含有率
は０〜１０％とする。 【００４５】ＭｇＯは必要により含有させる化合物であ
る。本発明の基本組成であっても、溶融温度が１３００
℃以上になる場合がある。このときには、さらにＭｇＯ
を含有させることが、溶融スラグの凝固点を下げること
に対して有効である。この効果を得る場合には２％以上
含有させるのが望ましい。一方、ＭｇＯが１５％を超え
ると、それ以上含有しても、凝固点の低下効果が少なく
なる。したがって、ＭｇＯの含有率は０〜１５％とす
る。 【００４６】また、溶融スラグの凝固点の調整を目的と
して、Ｌｉ２ ０などの低融点酸化物、またはＺｒＯ２
などの高融点酸化物を適宜含有させるのもよい。 【００４７】１３００℃における粘度は１．５ｐｏｉｓ
ｅ以上とする。望ましいのは、２．０ｐｏｉｓｅ以上で
ある。鋳片にパウダ起因の欠陥の発生を防止するためで
ある。この粘度の値とするために、本発明のパウダで
は、上述したようにＡｌ２Ｏ３を比較的多く含有させて
調整する。粘度の上限は、１３００℃で１０ｐｏｉｓｅ
とする。１０ｐｏｉｓｅを超えると、溶融パウダの流入
が難しくなる。 【００４８】次に、本発明の連続鋳造方法について説明
する。本発明のパウダは、とくに炭素含有率が０．０８
〜０．２０％の中炭素鋼を、２〜３ｍ／分程度の高速で
鋳造するのに適している。 【００４９】このような中炭素鋼は、溶鋼からの冷却過
程で包晶反応と呼ばれる相変態を起こす。包晶反応を起
こす鋼は、溶鋼からの凝固過程で凝固殻が不均一凝固を
おこす傾向がある。その上に、鋳型などの外部からの不
均一冷却の影響が重なると、鋳片表面に縦割れが発生し
やすい。このような中炭素鋼に、本発明のパウダを適用
することにより、縦割れの発生を防止することができ
る。 【００５０】さらに、本発明のパウダは、円形断面形状
の鋳片の鋳造するのに適している。１３００℃における
粘度を１．５ｐｏｉｓｅ以上とすることにより、鋳型内
の未溶融のパウダが溶鋼に巻き込まれて凝固殻に捕捉さ
れることを防止できる。また、溶融スラグ上の未溶融の
パウダが溶融スラグ中に取り込まれ、未溶融のパウダ中
の炭素と溶融スラグ中の成分とが反応して気泡が発生
し、この気泡が凝固殻に捕捉されることを防止できる。 【００５１】 【実施例】断面形状が長方形のスラブ連続鋳造機および
円形の丸鋳片連続鋳造機を用いて、中炭素鋼を２ｍ／分
程度の高速で鋳造した。このとき種々の組成のパウダを
用いた。 【００５２】得られたスラブおよび丸鋳片の縦割れなら
びに気泡およびパウダの巻き込みなどに起因する鋳片表
面の欠陥を観察した。鋳片表面の欠陥の評価○は鋳片表
面に欠陥の発生がない場合、評価△は鋳片表面に上述し
たような欠陥が発生し、鋳片表面の手入れが必要な場
合、評価×は鋳片表面に著しい縦割れなどが発生し、鋳
片表面を手入れしても、その後の熱間圧延が困難な場合
である。 【００５３】得られたスラブを鋼帯に熱間圧延し、その
鋼帯の表面欠陥の発生状況を観察した。このほか、得ら
れた丸鋳片を鋼管に熱間製管圧延し、その鋼管の表面欠
陥の発生状況を観察して評価した。それぞれの製品の表
面欠陥のうち、鋳片の縦割れならびに気泡およびパウダ
の巻き込みに起因する欠陥の発生状況を評価した。欠陥
の評価○は製品表面の欠陥発生率が０．１％未満、評価
△は製品表面の欠陥発生率が０．１％以上１．０％未
満、評価×は製品表面の欠陥発生率が１％以上である。
欠陥発生率とは、欠陥が発生した製品の鋼帯または鋼管
の本数の、熱間圧延したスラブまたは丸鋳片の全本数に
対する百分率である。 【００５４】試験条件および試験結果を表１に示す。 【００５５】 【表１】【００５６】（実施例） 垂直曲げ型連続鋳造機を用いて、厚さ２５０ｍｍ、幅１
２００ｍｍのスラブを鋳造した。中炭素鋼を高速鋳造す
る場合の鋳片表面の主として縦割れ発生に対する本発明
のパウダの効果を調査した。 【００５７】用いた中炭素鋼の化学組成は、Ｃ：０．１
０〜０．１２％、Ｓｉ：０．０６〜０．１３％、Ｍｎ：
０．８５〜０．９４％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：
０．０１０％以下、Ａｌ：０．０１０〜０．０３０％で
あり、他にＦｅおよび不可避的不純物を含む。速度２．
０ｍ／分の高速鋳造を行った。 【００５８】取鍋容量は２５０ｔｏｎで、連続して６つ
の取鍋の溶鋼を鋳造した。６つの取鍋の溶鋼を鋳造する
間に、鋳型内に添加するパウダを変更し、それぞれの使
用したパウダの位置に相当する鋳片を採取した。この鋳
片表面の縦割れなどの欠陥の発生状況を観察した。ま
た、この鋳片を素材として、熱間圧延して得られた鋼帯
の表面欠陥の発生状況を観察した。評価基準は前述のと
おりである。 【００５９】表１に、用いたパウダの化学組成、凝固
点、１３００℃での粘度ならびに鋳片および圧延して得
られた鋼帯の欠陥発生状況の評価を示す。 【００６０】本発明例の試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１で
は、本発明で規定する条件を満足するパウダを用いた。
得られた鋳片の表面には縦割れなどの欠陥の発生はな
く、評価は○であった。また、製品の鋼帯の表面の欠陥
発生状況は、いずれも評価○で良好であった。 【００６１】（ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ の値が本発明で
規定する条件の下限より低いパウダを用いた比較例の試
験Ｎｏ．１２およびＮｏ．１３では、試験Ｎｏ．１２で
得られた鋳片の内の５％（本数比率、以下同様）は著し
い縦割れが発生し、鋳片表面を手入れしても、その後の
熱間圧延が困難な程度の縦割れで、評価×であった。ま
た、試験Ｎｏ．１２で得られた鋳片の内の１３％、試験
Ｎｏ．１３で得られた鋳片の内の０．８％の鋳片表面に
縦割れが発生し、手入れが必要で、評価△であった。 【００６２】評価△の鋳片の表面を手入れし、また、手
入れしなくてもよい鋳片も含めて、それぞれ鋼帯に熱間
圧延した。得られた鋼帯の表面の欠陥発生状況は、それ
ぞれ評価×または評価△で悪かった。 【００６３】Ａｌ２ Ｏ３ 含有率および１３００℃での
粘度が本発明で規定する条件の下限より低いパウダを用
いた比較例の試験Ｎｏ．１４では、鋳片の内の０．４％
の鋳片表面に著しいパウダ巻き込みによる欠陥が発生
し、手入れが必要で、評価△であった。 【００６４】評価△の鋳片の表面を手入れし、また、手
入れしなくてもよい鋳片も含めて、それぞれ鋼帯に熱間
圧延した。得られた鋼帯の表面の欠陥発生状況は、評価
△で悪かった。 【００６５】 【発明の効果】本発明のパウダを用いて連続鋳造するこ
とにより、鋼を高速で鋳造する場合や中炭素鋼などを鋳
造する場合に、鋳片表面の縦割れの発生を防止すること
が可能で、また、鋳片にモールドパウダや気泡の巻き込
みが起こりにくいために、良好な品質の鋳片を得ること
ができる。
る場合や中炭素鋼などを鋳造する場合に、鋳片表面に縦
割れが発生しにくく、また、鋳片にモールドパウダや気
泡の巻き込みが起こりにくく、良好な品質の鋳片を得る
ことが可能なモールドパウダを用いる炭素含有率が０．
０８〜０．２０重量％の鋼の連続鋳造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】鋼の連続鋳造では、溶鋼は浸漬ノズルを
経て鋳型内に注入されるとともに、鋳型内の溶鋼の表面
にモールドパウダ（以下、単にパウダと記す）が投入さ
れる。通常、このパウダには、複数種類の酸化物、炭素
等の粉体が混合されているものが使用される。 【０００３】鋳型内へ投入されたパウダは溶鋼からの受
熱により溶融し、溶鋼表面において溶融したパウダ（以
下、溶融スラグと記す）層が形成される。溶融スラグは
鋳型内壁と凝固殻との間隙に流入し、流入した溶融スラ
グは鋳型との接触で冷却され、ガラス状態に固まるとと
もに、その一部が結晶化し、その結晶が鋳型内壁に沿っ
て析出する。溶融スラグが固化する過程では、鋳型内壁
と凝固殻との間隙には、溶融スラグなる液相とその鋳型
の内壁側に析出した結晶とガラス状態の固相とからなる
パウダフィルムが形成される。 【０００４】このような挙動を示すパウダは以下に記載
する役割を担っている。 溶鋼表面の保温および溶鋼の酸化防止 溶鋼中に存在し溶鋼表面に浮上してくる気泡および酸
化物の吸収 鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性の確保 鋳型内壁と凝固殻との間の伝熱抵抗の調整による凝固
殻の冷却速度の調整。 【０００５】このような役割をもっているので、パウダ
は連続鋳造による鋳片の表面品質にさまざまな影響を及
ぼす。とくに、鋳片の割れ感受性の高い中炭素鋼などの
鋼種を鋳込む場合、鋳片の割れ感受性の低い鋼種でも高
速で連続鋳造する場合、または、これらの条件が組み合
わされて鋳造される場合などに、適正なパウダが選択さ
れていないと、鋳片表面に縦割れが発生する。 【０００６】この縦割れを防止するには、パウダの役割
の中でも上記の凝固殻の冷却速度の調整が重要であ
る。すなわち、縦割れは、凝固殻に鋳片幅方向の引張応
力が作用しその引張応力が鋼の限界応力を超えるときに
発生することが知られている。この鋳片幅方向の引張応
力は、凝固殻の幅方向での冷却速度の不均一により発生
する。つまり、鋳片幅方向、すなわち鋳型幅方向で、凝
固殻が不均一な冷却速度で冷却されるとき、凝固殻の厚
さが鋳型幅方向で不均一になる。そのために、凝固収縮
により凝固殻に生じる応力が幅方向で均一にならず、凝
固殻の鋳型方向の各部で作用する応力が不均一になり、
鋳片表面に縦割れが発生する。 【０００７】パウダフィルムを介した凝固殻の冷却速度
を均一にするためには、以下が重要となる。なお、下記
に示す伝熱抵抗とは、物質の持つ熱伝導率と、物質と物
質の間の熱伝達率とを意味する。 （イ）パウダフィルム厚みの均一化 （ロ）パウダフィルムの伝熱抵抗の増大。 【０００８】パウダフィルム厚みは溶融スラグの流入量
に影響される。溶融スラグの流入が過剰に促進された場
合には、流入量の少ない位置と多い位置との間でパウダ
フィルム厚みの差が大きくなる。そのため、凝固殻の冷
却速度が鋳型幅方向で不均一になる。また、流入量が過
度に少ない場合には、パウダフィルム厚みが全体的に薄
くなる。そのため、パウダフィルム厚みの差がわずかで
も、凝固殻の鋳型幅方向での冷却速度が不均一になりや
すい。したがって、溶融スラグの凝固点およびパウダの
溶融時の粘度を適正範囲に調整することにより、溶融ス
ラグの流入量を過不足のないように制御することが重要
である。 【０００９】また、パウダフィルムの伝熱抵抗が小さい
と、鋳型からの冷却効果がばらつきやすくなる。そのた
め、凝固殻の鋳型幅方向での冷却速度のばらつきが大き
く、凝固殻の厚みが鋳型幅方向で不均一になり、鋳片表
面に縦割れが発生しやすくなる。パウダフィルムの伝熱
抵抗を大きくして、凝固殻の冷却速度をできるだけ緩や
かにするとき、いわゆる凝固殻の冷却を緩冷却化すると
き、凝固殻の厚みは、より均一化され、鋳片表面が割れ
にくくなる。 【００１０】割れ感受性の高い中炭素鋼などを高速で連
続鋳造する場合に要求されるパウダ性能は、高速鋳造に
適した凝固点と粘度の性能と、かつ鋳片の縦割れを防止
するために凝固殻を緩冷却する性能である。これらの相
反する性能を併せ持つパウダが必要とされる。ただし、
この相反する性能を有するパウダは、従来の技術では、
まだ完成されていない。 【００１１】一般的なパウダは、ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｎ
ａ２Ｏ−フッ素化合物系の組成を基本系とし、これにＭ
ｇＯ、Ａｌ２Ｏ３ 、Ｌｉ２Ｏなどを若干含んだ組成で
ある。この組成のパウダを用いた場合には、溶融スラグ
が冷却されるとき、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ａｌ
２Ｏ３、フッ素化合物などの内の数種類を主成分とする
複数種類の化合物の結晶が析出する。この結晶の析出量
が多いと、パウダフィルムの伝熱抵抗が大きくなること
が知られている。 【００１２】この結晶析出を促進させるには、たとえば
特開平５−１５９５５号公報では、パウダ中に含有さ
れるＣａＯと、ＣａＦ２として存在すると推定されるＣ
ａ分をＣａＯに換算したものとの和として、下記（Ｃ）
式で定義されるＴ．ＣａＯのＳｉＯ２に対する重量％
（以下、単に％と記す）の比Ｔ．ＣａＯ／ＳｉＯ２ を
大きくすることが提案されている。具体的には、Ｔ．Ｃ
ａＯ／ＳｉＯ２ を０．９〜１．３程度に大きくした緩
冷却用パウダが提案されている。 【００１３】 Ｔ．ＣａＯ（％）＝ＣａＯ（％）＋ＣａＦ２（％） ×（５６／７８） ・・・（Ｃ） しかし、提案されているようなＴ．ＣａＯ／ＳｉＯ２
の値が０．９〜１．３程度のパウダでは、鋳造速度がた
とえば２〜３ｍ／分程度まで高速になる場合には、パウ
ダの結晶析出が不十分で、パウダによる凝固殻の緩冷却
効果が小さくなり、鋳片表面に縦割れが発生するという
問題がある。 【００１４】特開平３−１９３２４８号公報では、Ｚｒ
Ｏ２、ＴｉＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３ 等のIIIA族お
よびIV族の元素の酸化物を結晶析出促進剤として添加す
る方法が提案されている。 【００１５】しかし、この提案されたパウダでは、溶融
スラグの凝固点が高過ぎるため、鋳造速度が２〜３ｍ／
分程度まで高速になる場合には、鋳型と凝固殻の間隙へ
の溶融スラグの流入量が少なくなり、連続鋳造作業が困
難になる場合がある。極端な場合には、ブレークアウト
などの事故を起こす場合がある。 【００１６】このように、高速鋳造に適した適度の溶融
スラグの凝固点および粘度と、鋳片表面の縦割れを防止
するための高融点の結晶の析出によって得られる大きい
伝熱抵抗とを併せ持つパウダが必要とされる。 【００１７】また、鋳型内の未溶融のパウダが溶鋼に巻
き込まれ、これが凝固殻に捕捉され、鋳片表面および内
部に残存して、非金属介在物となる場合がある。このよ
うな鋳片を素材として熱間圧延した製品では、非金属介
在物起因の表面欠陥やＵＳＴ欠陥（超音波探傷により発
見される程度の内部欠陥）が発生しやすい。 【００１８】とくに、鋳型の断面形状が円形の場合に、
この未溶融のパウダが溶鋼に巻き込まれやすい。すなわ
ち、得られる円形断面形状の鋳片の真円度をよくするた
めに、電磁力により鋳型内の溶鋼を鋳型の円周方向に攪
拌することが行われる。このとき、鋳型内の溶鋼表面の
形状はすり鉢状になり、浸漬ノズル近傍の溶鋼表面の位
置が、鋳型内壁近傍の溶鋼表面の位置より低くなる。そ
のため、溶鋼表面上に浮いている溶融スラグは、浸漬ノ
ズル近傍に集まり鋳型内壁近傍の溶融スラグの厚みが薄
くなりやすい。このような鋳型内の溶鋼と溶融スラグの
状態では、鋳造速度の変動などにより溶鋼の湯面が変動
した場合に、未溶融のパウダが凝固殻に捕捉されやすく
なる。 【００１９】さらに、溶鋼の湯面変動とともに溶融スラ
グ上の未溶融のパウダが、溶融スラグ中に混ざると、未
溶融のパウダ中の炭素と溶融スラグ中の成分との反応に
より気泡が発生し、この気泡が凝固殻に捕捉される場合
がある。気泡を捕捉した鋳片を素材として熱間圧延した
製品では、表面欠陥が発生しやすい。 【００２０】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼を高速で
鋳造する場合や中炭素鋼などを鋳造する場合に、鋳片表
面の縦割れの発生を防止することが可能で、また、鋳片
にモールドパウダや気泡の巻き込みが起こりにくいため
に、良好な品質の鋳片を得ることが可能な鋼の連続鋳造
方法の提供を目的とする。 【００２１】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）に示す連続鋳造方法にある。 【００２２】（１）ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およ
びフッ素化合物を基本成分とし、下記（Ａ）式で表され
る（ＣａＯ）ｈ含有率（重量％）とＳｉＯ２含有率（重
量％）との比（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ２が０．９〜１．９
であり、下記（Ｂ）式で表されるＣａＦ２を５〜６０重
量％含み、かつＡｌ２ Ｏ３ を３〜４０重量％、Ｎａ２
Ｏを０〜１０重量％、ＭｇＯを０〜１５重量％含有し、
１３００℃における粘度が１．５ｐｏｉｓｅ以上である
モールドパウダを用いることを特徴とする炭素含有率が
０．０８〜０．２０重量％の鋼の連続鋳造方法。 【００２３】 （ＣａＯ）ｈ ＝Ｔ．ＣａＯ−Ｆ×（５６／３８）・・・（Ａ） ＣａＦ２ ＝Ｆ×（７８／３８） ・・・（Ｂ） ここで、Ｔ．ＣａＯ：パウダ中の全Ｃａ含有率のＣａＯ換算量（重量％） Ｆ：パウダ中の全Ｆ含有率（重量％）。 【００２４】本発明の連続鋳造方法で用いるパウダ（以
下、「本発明のパウダ」という）には、次の３つの特徴
を持たせている。 【００２５】（ａ）ＳｉＯ２に対するＣａＯの割合が高
いので、従来のパウダに比べて結晶が析出しやすい。結
晶の析出量が多いとパウダフィルムの伝熱抵抗が大きく
なり、凝固殻が緩冷却されやすくなる。本発明では、従
来のＴ．ＣａＯ／ＳｉＯ２ という指標に代えて（Ｃａ
Ｏ）ｈ−ＳｉＯ２−ＣａＦ２ の三元系表示を採用する
ことによって、結晶が析出しやすいパウダ組成を選択し
ている。 【００２６】（ｂ）結晶が析出しやすいパウダ組成にも
かかわらず、本発明のパウダの溶融スラグは凝固点が低
い。すなわち、ＳｉＯ２ に対するＣａＯの割合が高い
場合に、懸念される溶融スラグの凝固点の上昇を、本発
明では、上述したパウダ組成を選択することにより回避
している。 【００２７】（ｃ）上述したパウダ組成を選択すること
により、１３００℃における粘度が１．５ｐｏｉｓｅ以
上となるようにしている。これにより、鋳型内の未溶融
のパウダが溶鋼に巻き込まれて凝固殻に捕捉されること
を防止している。また、溶融スラグ上の未溶融のパウダ
が、溶融スラグ中に取り込まれて未溶融のパウダ中の炭
素と溶融スラグ中の成分との反応により気泡が発生する
ことを防止している。未溶融のパウダ中の炭素と反応す
る溶融スラグ中の成分は、溶鋼中のＭｎが酸化して溶融
スラグ中に生成したＭｎＯである。すなわち、上述した
パウダ組成は従来の組成よりも塩基性が強く、溶鋼中Ｍ
ｎの酸化反応を抑制する効果を有し、そのため、気泡の
発生を抑制することが可能となる。 【００２８】結晶析出量が多いにもかかわらず溶融スラ
グの凝固点が低いという相反する性質を持たせるという
課題を、本発明では次の方法によって解決した。 【００２９】本発明のパウダを構成する基本的な化合物
は、ＣａＯ、ＳｉＯ２ 、Ａｌ２Ｏ３およびフッ素化合
物としてのＣａＦ２ である。この内、とくに、結晶析
出に影響するのは、ＣａＯ、ＳｉＯ２ およびＣａＦ２
である。以下に、本発明のパウダの化学組成についての
基本思想を図１をもとに説明する。以下の％表示は、重
量％を意味する。 【００３０】図１は、本発明のパウダの化学組成を説明
するための（ＣａＯ）ｈ−ＳｉＯ２−ＣａＦ２三元系組
成図である。本発明のパウダは、後述するように含有さ
せるフッ素化合物のほとんどがＣａＦ２ であるので、
前述の（Ａ）および（Ｂ）式から計算される（ＣａＯ）
ｈの値と含有されているＣａＯの含有率は、ほぼ同等な
値である。そこで、便宜的に上記の三元系組成図によっ
て、本発明のパウダを説明する。 【００３１】本発明のパウダの化学組成を図１に示す
と、その範囲は、（ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ 比が０．９
の境界線１（ＣａＯ・ＳｉＯ２とＣａＦ２ １００％と
を結んだ直線）、同じくこの比が１．９の境界線２（２
ＣａＯ・ＳｉＯ２とＣａＦ２１００％とを結んだ直
線）、ＣａＦ２が５％の直線、およびＣａＦ２が６０％
の直線とで囲まれた図中の斜線部で示す領域に相当す
る。一方、従来のパウダは、境界線１よりも低塩基度側
の範囲に位置している。 【００３２】ここで、図１を結晶の析出しやすさの観点
から見ると、ＳｉＯ２側ほど非晶質であるため、結晶が
析出しにくい。一方、（ＣａＯ）ｈ−ＣａＦ２線側、す
なわち、ＳｉＯ２ が少ない側ほど結晶質であるため、
溶融スラグが冷却される過程で結晶が析出しやすい。し
たがって、本発明のパウダ組成は従来のパウダに比べて
結晶が析出しやすい領域にある。 【００３３】本発明のパウダから析出する結晶は、３Ｃ
ａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２などの組成の結晶が多い。
これらの結晶組成はＣａＯを含んだ塩基性であるため、
結晶と平衡する溶融スラグも塩基性であり、したがっ
て、ＭｎＯの生成（溶鋼中Ｍｎの酸化）が抑制され得る
のである。 【００３４】上述のようなパウダの組成とすることによ
り、結晶が析出しやすくなるが、ＣａＯは融点が高いの
で、ＣａＯ含有率が多いほど、溶融スラグの凝固点が高
い。そこで、本発明では、５〜６０％のＣａＦ２を含有
させることにより、凝固点を低下させている。 【００３５】これらにより、結晶析出量が多いにもかか
わらず溶融スラグの凝固点が低いという相反する両性質
を得ている。 【００３６】次に、本発明のパウダでは、主にＡｌ２
Ｏ３ を３〜４０％含有させることにより、１３００℃
における溶融スラグの粘度を１．５ｐｏｉｓｅ以上とし
ている。これにより、未溶融のパウダが溶鋼に巻き込ま
れたりすることを防止しているのは、上述のとおりであ
る。 【００３７】 【発明の実施の形態】本発明のパウダおよびこのパウダ
を用いた連続鋳造方法について、以下に具体的に説明す
る。 【００３８】本発明のパウダは、ＣａＯ、ＳｉＯ２ 、
Ａｌ２ Ｏ３ およびフッ素化合物としてのＣａＦ２ を
基本組成としている。その含有率は、ＣａＯが２０〜５
０％程度、ＳｉＯ２ が１５〜３５％程度、Ａｌ２ Ｏ３
が３〜４０％、ＣａＦ２ が５〜６０％である。また、
必要に応じてＮａ２ Ｏは１０％まで、ＭｇＯは１５％
まで、それぞれ含有することができる。 【００３９】本発明のパウダを製造する際に使用する原
料は、一般的に使用されているもので構わない。ＣａＯ
原料として生石灰、石灰石、セメント、ＳｉＯ２ 原料
としては珪砂、軽藻土、Ａｌ２ Ｏ３ 原料としてはアル
ミナ、ＣａＦ２ 原料としては蛍石、Ｎａ２ Ｏ原料とし
てはソーダ灰、炭酸ナトリウム、フッ化ナトリウム、さ
らにＭｇＯ原料としてはＭｇＯクリンカ、炭酸マグネシ
ウム、フッ化マグネシウムなどが挙げられる。また、原
料の粒度は１００μｍ以下の粉末が望ましい。なお、こ
れらの原料にはＦｅ２ Ｏ３ 、Ｆｅ３ Ｏ４ 等の酸化物
が含有され、パウダにも不可避的に含まれるようになる
が、これらの不純物が存在しても、とくに差し支えな
い。 【００４０】パウダのＣａＯ、ＳｉＯ２ の含有率につ
いてはすでに述べたが、これらの含有率は目安を示すも
のであり、本発明でとくに重要なのは、上述した（Ａ）
式で表される（ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ の値である。本
発明のパウダでは、この値を下記の範囲とする。 【００４１】 （ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ ： ０．９〜１．９ （ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ が、０．９未満では、結晶析
出量が少ない。また、この比が１．９を超えると、溶融
スラグの凝固点が高くなりすぎ、連続鋳造作業が困難に
なる。したがって、（ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ は０．９
〜１．９とする。 【００４２】次に、上述した（Ｂ）式で表されるＣａＦ
２ の含有率は５〜６０％とする。ＣａＦ２ が５％未満
では、凝固点を低下させる効果が少ないこと、ＣａＦ２
が６０％を超えると、鋳型内の溶鋼中に浸漬される浸
漬ノズルの溶損が著しくなる。したがって、ＣａＦ２
は５〜６０％とする。 【００４３】また、Ａｌ２ Ｏ３ の含有率は３〜４０％
とする。３％未満では、粘度を上昇させる効果が少な
く、また、４０％を超えると、溶融スラグの凝固点が１
３００℃以上に上昇する。したがって、Ａｌ２ Ｏ３ は
３〜４０％とする。 【００４４】Ｎａ２ Ｏは必要に応じて含有させる化合
物である。本発明の基本組成であっても、溶融温度が１
３００℃以上になる場合がある。このときには、さらに
Ｎａ２ Ｏを含有させることが、溶融スラグの凝固点を
下げることに対して有効である。この効果を得る場合に
は２％以上含有させるのが望ましい。一方、Ｎａ２Ｏが
１０％を超えると、それ以上含有させても、凝固点の低
下効果が少なくなる。したがって、Ｎａ２ Ｏの含有率
は０〜１０％とする。 【００４５】ＭｇＯは必要により含有させる化合物であ
る。本発明の基本組成であっても、溶融温度が１３００
℃以上になる場合がある。このときには、さらにＭｇＯ
を含有させることが、溶融スラグの凝固点を下げること
に対して有効である。この効果を得る場合には２％以上
含有させるのが望ましい。一方、ＭｇＯが１５％を超え
ると、それ以上含有しても、凝固点の低下効果が少なく
なる。したがって、ＭｇＯの含有率は０〜１５％とす
る。 【００４６】また、溶融スラグの凝固点の調整を目的と
して、Ｌｉ２ ０などの低融点酸化物、またはＺｒＯ２
などの高融点酸化物を適宜含有させるのもよい。 【００４７】１３００℃における粘度は１．５ｐｏｉｓ
ｅ以上とする。望ましいのは、２．０ｐｏｉｓｅ以上で
ある。鋳片にパウダ起因の欠陥の発生を防止するためで
ある。この粘度の値とするために、本発明のパウダで
は、上述したようにＡｌ２Ｏ３を比較的多く含有させて
調整する。粘度の上限は、１３００℃で１０ｐｏｉｓｅ
とする。１０ｐｏｉｓｅを超えると、溶融パウダの流入
が難しくなる。 【００４８】次に、本発明の連続鋳造方法について説明
する。本発明のパウダは、とくに炭素含有率が０．０８
〜０．２０％の中炭素鋼を、２〜３ｍ／分程度の高速で
鋳造するのに適している。 【００４９】このような中炭素鋼は、溶鋼からの冷却過
程で包晶反応と呼ばれる相変態を起こす。包晶反応を起
こす鋼は、溶鋼からの凝固過程で凝固殻が不均一凝固を
おこす傾向がある。その上に、鋳型などの外部からの不
均一冷却の影響が重なると、鋳片表面に縦割れが発生し
やすい。このような中炭素鋼に、本発明のパウダを適用
することにより、縦割れの発生を防止することができ
る。 【００５０】さらに、本発明のパウダは、円形断面形状
の鋳片の鋳造するのに適している。１３００℃における
粘度を１．５ｐｏｉｓｅ以上とすることにより、鋳型内
の未溶融のパウダが溶鋼に巻き込まれて凝固殻に捕捉さ
れることを防止できる。また、溶融スラグ上の未溶融の
パウダが溶融スラグ中に取り込まれ、未溶融のパウダ中
の炭素と溶融スラグ中の成分とが反応して気泡が発生
し、この気泡が凝固殻に捕捉されることを防止できる。 【００５１】 【実施例】断面形状が長方形のスラブ連続鋳造機および
円形の丸鋳片連続鋳造機を用いて、中炭素鋼を２ｍ／分
程度の高速で鋳造した。このとき種々の組成のパウダを
用いた。 【００５２】得られたスラブおよび丸鋳片の縦割れなら
びに気泡およびパウダの巻き込みなどに起因する鋳片表
面の欠陥を観察した。鋳片表面の欠陥の評価○は鋳片表
面に欠陥の発生がない場合、評価△は鋳片表面に上述し
たような欠陥が発生し、鋳片表面の手入れが必要な場
合、評価×は鋳片表面に著しい縦割れなどが発生し、鋳
片表面を手入れしても、その後の熱間圧延が困難な場合
である。 【００５３】得られたスラブを鋼帯に熱間圧延し、その
鋼帯の表面欠陥の発生状況を観察した。このほか、得ら
れた丸鋳片を鋼管に熱間製管圧延し、その鋼管の表面欠
陥の発生状況を観察して評価した。それぞれの製品の表
面欠陥のうち、鋳片の縦割れならびに気泡およびパウダ
の巻き込みに起因する欠陥の発生状況を評価した。欠陥
の評価○は製品表面の欠陥発生率が０．１％未満、評価
△は製品表面の欠陥発生率が０．１％以上１．０％未
満、評価×は製品表面の欠陥発生率が１％以上である。
欠陥発生率とは、欠陥が発生した製品の鋼帯または鋼管
の本数の、熱間圧延したスラブまたは丸鋳片の全本数に
対する百分率である。 【００５４】試験条件および試験結果を表１に示す。 【００５５】 【表１】【００５６】（実施例） 垂直曲げ型連続鋳造機を用いて、厚さ２５０ｍｍ、幅１
２００ｍｍのスラブを鋳造した。中炭素鋼を高速鋳造す
る場合の鋳片表面の主として縦割れ発生に対する本発明
のパウダの効果を調査した。 【００５７】用いた中炭素鋼の化学組成は、Ｃ：０．１
０〜０．１２％、Ｓｉ：０．０６〜０．１３％、Ｍｎ：
０．８５〜０．９４％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：
０．０１０％以下、Ａｌ：０．０１０〜０．０３０％で
あり、他にＦｅおよび不可避的不純物を含む。速度２．
０ｍ／分の高速鋳造を行った。 【００５８】取鍋容量は２５０ｔｏｎで、連続して６つ
の取鍋の溶鋼を鋳造した。６つの取鍋の溶鋼を鋳造する
間に、鋳型内に添加するパウダを変更し、それぞれの使
用したパウダの位置に相当する鋳片を採取した。この鋳
片表面の縦割れなどの欠陥の発生状況を観察した。ま
た、この鋳片を素材として、熱間圧延して得られた鋼帯
の表面欠陥の発生状況を観察した。評価基準は前述のと
おりである。 【００５９】表１に、用いたパウダの化学組成、凝固
点、１３００℃での粘度ならびに鋳片および圧延して得
られた鋼帯の欠陥発生状況の評価を示す。 【００６０】本発明例の試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１で
は、本発明で規定する条件を満足するパウダを用いた。
得られた鋳片の表面には縦割れなどの欠陥の発生はな
く、評価は○であった。また、製品の鋼帯の表面の欠陥
発生状況は、いずれも評価○で良好であった。 【００６１】（ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ の値が本発明で
規定する条件の下限より低いパウダを用いた比較例の試
験Ｎｏ．１２およびＮｏ．１３では、試験Ｎｏ．１２で
得られた鋳片の内の５％（本数比率、以下同様）は著し
い縦割れが発生し、鋳片表面を手入れしても、その後の
熱間圧延が困難な程度の縦割れで、評価×であった。ま
た、試験Ｎｏ．１２で得られた鋳片の内の１３％、試験
Ｎｏ．１３で得られた鋳片の内の０．８％の鋳片表面に
縦割れが発生し、手入れが必要で、評価△であった。 【００６２】評価△の鋳片の表面を手入れし、また、手
入れしなくてもよい鋳片も含めて、それぞれ鋼帯に熱間
圧延した。得られた鋼帯の表面の欠陥発生状況は、それ
ぞれ評価×または評価△で悪かった。 【００６３】Ａｌ２ Ｏ３ 含有率および１３００℃での
粘度が本発明で規定する条件の下限より低いパウダを用
いた比較例の試験Ｎｏ．１４では、鋳片の内の０．４％
の鋳片表面に著しいパウダ巻き込みによる欠陥が発生
し、手入れが必要で、評価△であった。 【００６４】評価△の鋳片の表面を手入れし、また、手
入れしなくてもよい鋳片も含めて、それぞれ鋼帯に熱間
圧延した。得られた鋼帯の表面の欠陥発生状況は、評価
△で悪かった。 【００６５】 【発明の効果】本発明のパウダを用いて連続鋳造するこ
とにより、鋼を高速で鋳造する場合や中炭素鋼などを鋳
造する場合に、鋳片表面の縦割れの発生を防止すること
が可能で、また、鋳片にモールドパウダや気泡の巻き込
みが起こりにくいために、良好な品質の鋳片を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパウダの化学組成を説明するための
（ＣａＯ）ｈ−ＳｉＯ２−ＣａＦ２ 三元系組成図であ
る。
（ＣａＯ）ｈ−ＳｉＯ２−ＣａＦ２ 三元系組成図であ
る。
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フロントページの続き
(72)発明者 林 浩史
和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工
業株式会社和歌山製鉄所内
(56)参考文献 特開 平10−258343（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−138857（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 11/108
C21C 7/076
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】ＣａＯ、ＳｉＯ２ 、Ａｌ２Ｏ３およびフ
ッ素化合物を基本成分とし、下記（Ａ）式で表される
（ＣａＯ）ｈ含有率（重量％）とＳｉＯ２含有率（重量
％）との比（ＣａＯ）ｈ ／ＳｉＯ２ が０．９〜１．９
であり、下記（Ｂ）式で表されるＣａＦ２ を５〜６０
重量％含み、かつＡｌ２Ｏ３を３〜４０重量％、Ｎａ２
Ｏを０〜１０重量％、ＭｇＯを０〜１５重量％含有し、
１３００℃における粘度が１．５ｐｏｉｓｅ以上である
モールドパウダを用いることを特徴とする炭素含有率が
０．０８〜０．２０重量％の鋼の連続鋳造方法。 （ＣａＯ）ｈ ＝Ｔ．ＣａＯ−Ｆ×（５６／３８）・・・（Ａ） ＣａＦ２ ＝Ｆ×（７８／３８） ・・・（Ｂ） ここで、Ｔ．ＣａＯ：パウダ中の全Ｃａ含有率のＣａＯ換算量（重量％） Ｆ：パウダ中の全Ｆ含有率（重量％）
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01888399A JP3399387B2 (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 鋼の連続鋳造方法 |
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|---|---|
| JP2000218348A JP2000218348A (ja) | 2000-08-08 |
| JP3399387B2 true JP3399387B2 (ja) | 2003-04-21 |
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ID=11983969
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP01888399A Ceased JP3399387B2 (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | 鋼の連続鋳造方法 |
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-
1999
- 1999-01-27 JP JP01888399A patent/JP3399387B2/ja not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2000218348A (ja) | 2000-08-08 |
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