JP4299757B2 - 表面性状および内質に優れる薄鋼板および鋳片とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は，表面性状および内質に優れる薄鋼板および鋳片とその製造方法に関するものである。

転炉や真空処理容器で精錬された溶鋼中には，多量の溶存酸素が含まれており，この過剰酸素は酸素との親和力が強い強脱酸元素であるＡｌにより脱酸されるのが一般的である。しかし，Ａｌは脱酸によりＡｌ₂Ｏ₃系介在物を生成し，これが凝集合体して粗大なアルミナクラスターとなる。このアルミナクラスターは鋼板製造時に表面疵発生の原因となり，薄鋼板の品質を大きく劣化させる。

また，Ａｌ脱酸では，溶鋼をタンディシュからモールドへ注入するときに、使用するタンディッシュノズル，浸漬ノズルの内壁にアルミナが付着し，ノズル閉塞を発生させるという問題もある。

特に，炭素濃度が低く，精錬後の溶存酸素濃度が高い薄鋼板用素材である低炭素溶鋼では，アルミナクラスターの量が非常に多く，アルミナ系介在物の低減対策は大きな課題となっている。

このようなＡｌ脱酸に伴う問題に対し，Ａｌ脱酸した溶鋼中にＣａを添加することにより，低融点のＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃ 複合酸化物を生成させる方法が特許文献１として提案されている。

しかしながら，金属Ｃａは沸点が低く，溶鋼への添加が困難な上，歩留まりが安定しない。さらに，歩留まりが低い場合，介在物中のＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃濃度のバランスが悪くなり，アルミナ系介在物よりもクラスター化しやすくなるため，ノズル閉塞，表面性状ともにかえって悪化させてしまう問題があった。

これに対し，最近では，Ａｌを添加せずに，Ｔｉで脱酸する方法が，特許文献２として開発されている。このようなＡｌレスＴｉ脱酸の方法では，クラスター状の酸化物は生成しない。そのため介在物がクラスター状になることに起因する表面欠陥は減少する。しかしながら，このＴｉ脱酸の場合，固相状態のＴｉ酸化物がタンディッシュノズルの内面で付着成長し，かえってノズルの閉塞を誘発するという新たな問題が生じた。

このような問題（ノズルの閉塞防止）を解決し，かつクラスター状介在物による表面欠陥や発錆の起こりにくい薄鋼板として，特許文献３ではチタンキルド溶鋼中に，Ｃａおよび金属ＲＥＭを０．０００５質量％以上になるように添加して得られる鋼であって，その鋼中には，ＣａＯ，ＲＥＭ酸化物が合計で５質量％以上５０質量％以下，Ｔｉ酸化物が９０質量％以下，Ａｌ₂Ｏ₃ が７０質量％以下の酸化物系介在物を主に含むことを特徴とするチタンキルド鋼材，が開示されている。

鋼材の表面欠陥については、上記の特徴を有するチタンキルド鋼は従来のＡｌ脱酸鋼に比べて減少傾向になった。また，ノズル閉塞も全体的には少なくなった。ところが，製造条件によってはノズル閉塞が発生する場合が散見され，ノズル閉塞が発生した場合のノズルを回収して調査したところ，非金属介在物の付着がみられた。また，薄鋼板の加工時にプレス割れが発生する場合があり，そのプレス割れが生じた部位を詳細に調査した結果，大型の非金属介在物が起点になっていることが分かった。

すなわち，上記の特徴を有するチタンキルド鋼材においては，場合によってノズル閉塞が発生する，あるいは非金属介在物起因のプレス割れが発生するおそれがあるという問題を抱えていた。

特開昭５８−１５４４４７号公報 特開平８−２３９７３１号公報 特開平１１−３４３５１６号公報

本発明は，従来技術が抱える上述した問題点を解決課題とするものであり，連続鋳造時のノズル閉塞に対して有効で，クラスター状介在物による表面欠陥が発生しにくく，大型介在物に起因するプレス割れが生じにくい，表面性状，内質ともに良好な薄鋼板および鋳片とその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明は以下の構成を要旨とする。

すなわち，（１）質量％で、Ｃ：０．０１％以下，Ｓｉ：１％以下，Ｍｎ：３％以下，Ｐ：０．１５％以下，Ｓ：０．０５％以下，Ａｌ：０．０１５％以下，Ｔｉ：０．００５％以上０．３％以下，ＲＥＭ：０．００１％以上０．００４４％以下，Ｃａ：０．０００４％以下，Ｎ：０．００４％以下であり，残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり，内部に存在する体積10,000μｍ³以上1,000,000μｍ³未満の非金属介在物の平均組成が下記の範囲にあり，ＲＥＭ酸化物とＴｉ酸化物の質量比（ＲＥＭ酸化物／Ｔｉ酸化物）が０．１以上５．０未満を満たし，電解抽出される体積1,000,000μｍ ³ 以上の非金属介在物個数が鋼板１ｋｇあたり２０個未満であり，内部に存在する体積10,000μｍ ³ 以上1,000,000μｍ ³ 未満の非金属介在物について，圧延方向長さと厚み方向長さの比（圧延方向長さ／厚み方向長さ）の平均値が３以上であることを特徴とする薄鋼板である。
Ｔｉ酸化物：１０％以上９５％未満，ＲＥＭ酸化物：５％以上９０％未満（うちＬａ₂Ｏ₃：４０％未満），Ａｌ₂Ｏ₃：５０％未満，ＣａＯ：５％未満，Ｓ：５％未満。

また，（２）付加成分としてさらに質量％で，Ｎｂ：０．１％以下，Ｂ：０．０５％以下，Ｍｏ：１％以下の範囲でいずれか１種類以上を含有することを特徴とする（１）記載の薄鋼板であり，（３）付加成分としてさらに，１質量％以下の範囲でＮｉ，Ｃｕ，Ｃｒのいずれか１種類以上を含有することを特徴とする（１）または（２）記載の薄鋼板である。

さらに，（４）質量％で、Ｃ：０．０１％以下，Ｓｉ：１％以下，Ｍｎ：３％以下，Ｐ：０．１５％以下，Ｓ：０．０５％以下，Ａｌ：０．０１５％以下，Ｔｉ：０．００５％以上０．３％以下，ＲＥＭ：０．００１％以上０．００４４％以下，Ｃａ：０．０００４％以下，Ｎ：０．００４％以下であり，残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり，内部に存在する体積10,000μｍ³以上1,000,000μｍ³未満の非金属介在物の平均組成が下記の範囲にあり，ＲＥＭ酸化物とＴｉ酸化物の質量比（ＲＥＭ酸化物／Ｔｉ酸化物）が０．１以上５．０未満を満たし，電解抽出される体積1,000,000μｍ ³ 以上の非金属介在物個数が鋳片１ｋｇあたり２００個未満であることを特徴とする鋳片である。
Ｔｉ酸化物：１０質量％以上９５質量％未満，ＲＥＭ酸化物：５質量％以上９０質量％未満（うちＬａ₂Ｏ₃：４０質量％未満），Ａｌ₂Ｏ₃：５０質量％未満，ＣａＯ：５質量％未満，Ｓ：５質量％未満。

また，（５）付加成分としてさらに質量％で，Ｎｂ：０．１％以下，Ｂ：０．０５％以下，Ｍｏ：１％以下のいずれか１種類以上を含有することを特徴とする（４）記載の鋳片であり，（６）付加成分としてさらに，１質量％以下の範囲でＮｉ，Ｃｕ，Ｃｒのいずれか１種類以上を含有することを特徴とする（４）または（５）記載の鋳片である。

さらに，（７）溶存酸素濃度が３０ｐｐｍ以上４００ｐｐｍ未満になるように予備脱酸処理を行い，次いでＴｉ含有合金を添加してＴｉ脱酸を行い，その後ＲＥＭ含有合金を添加して溶鋼を溶製し，連続鋳造を実施し，（４）〜（６）記載の鋳片を製造することを特徴とする連続鋳造鋳片の製造方法である。

この発明によれば，連続鋳造時のノズル閉塞に対して有効で，クラスター状介在物による表面欠陥が発生しにくく，大型介在物に起因するプレス割れが生じにくい，表面性状，内質ともに良好な薄鋼板および鋳片を確実に得ることができる。

発明者らは，上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果，ノズル閉塞を誘発する，あるいはプレス割れの原因となりやすい介在物はある一定の組成，形態を満たしていることを見出した。すなわち，鋼中に残留する非金属介在物の組成，形態が特定の範囲であれば，ノズル閉塞を招くことなく，しかも介在物はクラスター状に巨大化しないため表面欠陥が発生しにくく，大型介在物に起因するプレス割れも生じにくいことを知見した。

発明者らは，特許文献３記載のチタンキルド材をベースとし，溶鋼の成分値，介在物中のＣａＯとＲＥＭ酸化物の割合，あるいはＲＥＭ酸化物中のＲＥＭ元素の種類を様々に変化させた溶鋼を溶製し，試験鋳造を実施した。また，得られた鋳片から定法に従って熱間圧延，冷間圧延により冷延板を作製し，プレス試験を繰り返した。その結果，ノズル閉塞に対しては，介在物中のＳ濃度，およびＲＥＭ元素の種類が影響を及ぼすことを見出した。また，プレス割れに対しては，介在物中のＣａＯ濃度が高いと悪影響を及ぼすことを見出した。

すなわち，特許文献３ではＣａＯとＲＥＭ酸化物は全く同等の機能を有すると記載し、またその実施例にはＣａを含有する事例のみが記載されているが，実際はＣａＯとＲＥＭ酸化物ではその効果が異なること，および，ＲＥＭ酸化物でもＲＥＭ元素の種類によりその効果は異なることを知得した。むしろ、鋼中にＣａを含有し介在物中ＣａＯ濃度が高いとプレス割れ特性が悪化するのである。

ノズル閉塞に対しては，介在物中のＳ濃度が影響を及ぼす。すなわち，Ｓ濃度が高い場合にはＲＥＭ元素とサルファイド（ＣｅＳやＬａＳ）やオキシサルファイド（Ｃｅ₂Ｏ₂ＳやＬａ₂Ｏ₂Ｓ）を形成するが，このサルファイドやオキシサルファイドは凝集合体しやすいため，ノズル閉塞の原因となる。従って，介在物中のＳ濃度は低く抑制することが必要である。図１は介在物中のＳ濃度と溶鋼７５０ｔｏｎ鋳造後のノズル付着物厚みの関係を示した図であるが，介在物中Ｓ濃度は５質量％未満，できれば２質量％未満に抑制することが好ましい。

また，ＲＥＭ元素の中でも，Ｌａは他のＲＥＭ元素（ＣｅやＰｒやＮｄ）に比べてＳとの親和性が高いことが知られている。このため，介在物中のＬａ₂Ｏ₃濃度が高い場合には大部分がオキシサルファイドとなり，ノズル閉塞の原因になる。従って，ＲＥＭ酸化物の中でも，Ｌａ₂Ｏ₃濃度は一定以下に抑制する必要がある。図２は介在物中のＬａ₂Ｏ₃濃度と溶鋼７５０ｔｏｎ鋳造後のノズル付着物厚みの関係を示した図であるが，介在物中Ｌａ₂Ｏ₃濃度は４０質量％未満に抑制することが好ましい。

一方，プレス割れに対しては，介在物中のＣａＯ濃度が高いと悪影響を及ぼす。図３は介在物中のＣａＯ濃度とプレス割れ発生率の関係を示した図である。プレス割れ発生率とは１５０ｍｍ×１５０ｍｍの冷延板を１００枚用意し，すべてプレス加工試験を実施したときに所定の加工ができずに割れた枚数の割合である。介在物中のＣａＯ濃度が高い場合にはプレス割れ発生率が高くなる。

発明者らは，この理由について検討すべく薄鋼板中の介在物について詳細に調査した結果，介在物中のＲＥＭ酸化物濃度が高くＣａＯ濃度が低い場合，薄鋼板中の介在物は圧延中に変形し，伸びた形状になっているのに対し、介在物中のＣａＯ濃度が高い場合，薄鋼板中の介在物は圧延中にあまり変形しておらず，ほぼ球状の形態であることを見出した。そして，介在物が変形しにくい場合には板厚に占める介在物厚みの割合が大きくなるため，そこを起点としてプレス割れが発生しやすくなるものと結論づけた。従って，プレス割れを防止するためには介在物中のＣａＯ濃度を一定以下に抑制する必要があり，図３の結果から，５質量％未満，できれば３質量％未満にすることが好ましい。

そこで，本発明にかかる薄鋼板および鋳片については，溶鋼中の非金属介在物組成をＴｉ酸化物：１０質量％以上９５質量％未満，ＲＥＭ酸化物：５質量％以上９０質量％未満（うちＬａ₂Ｏ₃：４０質量％未満），Ａｌ₂Ｏ₃：５０質量％未満，ＣａＯ：５質量％未満，好ましくは３質量％未満，Ｓ：５質量％未満，好ましくは２質量％未満に制御する。溶鋼中の非金属介在物を上記の組成にすると，ノズル閉塞を有効に防止することが可能になり，かつ表面性状，内質ともに良好な薄鋼板および鋳片を確実に得ることができる。

ここで，Ｔｉ酸化物とは非金属介在物中のＴｉ酸化物の濃度である。Ｔｉ酸化物としてはＴｉＯ₂，Ｔｉ₂Ｏ₃，Ｔｉ₃Ｏ₅などの形態が存在するが，それらをＴｉＯ₂濃度として換算した値である。

ここで，ＲＥＭ酸化物とはＬａ₂Ｏ₃，Ｃｅ₂Ｏ₃，Ｐｒ₂Ｏ₃，Ｎｄ₂Ｏ₃の総和である。上述したように，このなかでＬａ₂Ｏ₃だけは機能が異なるため濃度範囲を限定する必要がある。それ以外のＣｅ₂Ｏ₃，Ｐｒ₂Ｏ₃，Ｎｄ₂Ｏ₃についてはほぼ同じ機能を発揮することが確認されているため，Ｌａ₂Ｏ₃を含めまとめてＲＥＭ酸化物と記載した。

なお，薄鋼板もしくは鋳片中に含まれる非金属介在物の組成割合の測定方法は，薄鋼板もしくは鋳片から電解抽出された体積10,000μｍ³以上1,000,000μｍ³未満の介在物を任意に２０個以上抽出し，その平均値から求めるものとする。この場合，体積10,000μｍ³以上の介在物に限定したのは，それより小さい非金属介在物では凝固中あるいは固相内で生成したものが混入する可能性があるためである。また、1,000,000μｍ³未満の介在物に限定することにより、モールドパウダーなど外来系の非金属介在物を除外できるので、鋼板の特性をより正確に示す介在物組成が得られるためである。

各成分の濃度を上記のように制限した理由は以下の通りである。

介在物中のＴｉ酸化物濃度が９５質量％以上の場合には，Ｔｉ酸化物がノズル内面に地金と共に付着し閉塞の原因となる。

ＲＥＭ酸化物濃度が９０質量％以上では，ＲＥＭ酸化物同士が凝集合体するため，ノズル閉塞が発生する。

Ｔｉ酸化物濃度が１０質量％未満では，ＲＥＭ酸化物濃度，もしくはＡｌ₂Ｏ₃濃度が高い介在物が出現するようになり，ノズル閉塞傾向になるため好ましくない。

ＲＥＭ酸化物濃度が５質量％未満の場合には，Ｔｉ酸化物濃度，もしくはＡｌ₂Ｏ₃濃度が高い介在物が出現するようになり，ノズル閉塞傾向になるため好ましくない。

Ａｌ₂Ｏ₃濃度が５０質量％以上ではクラスター状介在物が生成し，ノズル閉塞傾向になるばかりでなく，表面性状も悪化する。

ＣａＯ濃度が５質量％以上の場合は，上述したように非金属介在物起因のプレス割れが発生する。従って，５質量％未満，できれば３質量％未満にすることが好ましい。

Ｓ濃度が５質量％以上の場合は，上述したようにサルファイド，もしくはオキシサルファイド起因のノズル閉塞が発生する。従って，５質量％未満，できれば２質量％未満にすることが好ましい。

ＲＥＭ酸化物のうち，上述した通り，Ｌａ₂Ｏ₃に関してはその量が多いとノズル閉塞が発生する。従って，４０質量％未満にすることが好ましい。

溶鋼中の非金属介在物の平均組成を上記の組成にすることで，ノズル閉塞防止ができ，かつ表面性状，内質ともに良好な薄鋼板および鋳片を得ることができるが，さらに，ＲＥＭ酸化物とＴｉ酸化物の質量比（ＲＥＭ酸化物／Ｔｉ酸化物）が０．１以上５．０未満を満たす場合にはその効果が顕著になる。平均組成が上記の範囲にあっても，ＲＥＭ酸化物とＴｉ酸化物の質量比（ＲＥＭ酸化物／Ｔｉ酸化物）が０．１未満，あるいは，５．０以上の場合には単独のＲＥＭ酸化物やＴｉ酸化物が出現し，これらの介在物はノズルに付着しやすいため，ノズル閉塞の原因になる可能性がある。従って，ＲＥＭ酸化物とＴｉ酸化物の質量比（ＲＥＭ酸化物／Ｔｉ酸化物）を０．１以上５．０未満にすることは有効である。

また，介在物組成を制御できた場合であっても，薄鋼板内の介在物個数が多すぎる場合にはプレス割れの危険性が増加する。電解抽出される体積1,000,000μｍ³以上の介在物個数が鋼板１ｋｇあたり２０個以下であればプレス割れの危険性は少ない。できれば鋼板１ｋｇあたり１０個以下にするとなお好ましい。

このような薄鋼板を製造するためには，鋳片内部の非金属介在物個数も少なくする必要がある。鋳片内部の介在物については，電解抽出される体積1,000,000μｍ³以上の介在物個数が鋳片１ｋｇあたり２００個以下であれば良く，できれば鋳片１ｋｇあたり１００個以下であるとなお好ましい。

さらには，プレス割れに対しては薄鋼板内の介在物の形態も大きな影響を及ぼす。圧延時に介在物がほとんど変形しない場合，板厚に占める介在物厚みの割合が大きくなるため，プレス割れが発生しやすくなる。この観点から，内部に存在する体積10,000μｍ³以上1,000,000μｍ³未満の非金属介在物について，圧延方向長さと厚み方向長さの比（圧延方向長さ／厚み方向長さ）の平均値が３以上であることが望ましい。

本発明の薄鋼板の製造にあたっては，まず，溶鋼をＴｉ含有合金により脱酸し，鋼中にＴｉ酸化物を主体とする酸化物系介在物を生成させることが必要である。このときのＴｉ濃度は０．００５質量％以上，０．３質量％未満とする。Ｔｉ濃度が０．００５質量％未満ではＴｉ濃度が少なすぎて脱酸が不十分であり，Ｔｉ濃度が０．３質量％以上ではＴｉ酸化物の生成量が多すぎ，かつ薄鋼板が硬化して加工性が悪化する。

なお，本発明法の下では，Ａｌで脱酸する従来方法に比べると，Ｔｉ合金の歩留りが悪くなる。このため，Ｔｉ合金の添加量は鋼中にＴｉ酸化物を主体とする酸化物系介在物が生成する条件内でできるだけ少量にすることが望ましい。

この意味において，Ｔｉ含有合金の添加前に溶鋼中の溶存酸素を低下させるために予備脱酸することも可能である。この予備脱酸は，真空中での溶鋼撹拌，少量のＡｌによる脱酸，ＳｉやＦｅＳｉ，ＭｎやＦｅＭｎの添加によって行う。

このときの予備脱酸後の溶存酸素濃度としては，３０ｐｐｍ以上，４００ｐｐｍ未満が好ましい，３０ｐｐｍ未満の場合，予備脱酸に利用した元素が大量に残存するため良くない。４００ｐｐｍ以上の場合，Ｔｉ含有合金の歩留まりが悪くなるため好ましくない。

Ｔｉ脱酸により生成したＴｉ酸化物系介在物は溶鋼中では固相状態であり，地金を取り込んだ形でタンディッシュノズルの内面に成長し，ノズルの閉塞を誘発する。

そこで，本発明にかかる薄鋼板については，Ｔｉ合金により脱酸した後，ＲＥＭを含有する合金を添加して，溶鋼中の非金属介在物組成を制御する。ＲＥＭを含有する合金としては金属ＣｅなどのほかにミッシュメタルやＦｅ合金なども想定される。ただし，金属Ｌａは所定の介在物組成にならない可能性があり好ましくない。また，Ｃａを含有する合金はプレス割れの危険が高まるため避けるべきである。

このときのＲＥＭ濃度としては０．００１質量％以上が必要である．０．００１質量％未満であると，非金属介在物中のＲＥＭ酸化物濃度が５質量％未満となり所定の性能が得られなくなる。

また，本発明にかかる鋼素材の成分組成は，積極的に添加するＴｉ，ＲＥＭという調整成分の他に，下記の範囲で制限される。

Ｃ：表面性状，内質ともに厳格な特性を要求される高加工性の薄鋼板に適用するため ０．０１質量％以下，好ましくは０．００５質量％以下とする。

Ｓｉ：Ｓｉは鋼を強化する作用があり，必要な強度に応じて適当量を含有させる場合があるが，１質量％を超えると深絞り性が低下するので１質量％以下とする。

Ｍｎ：Ｍｎは鋼を強化する作用があり，必要な強度に応じて適当量を含有させる場合があるが，３質量％を超えると深絞り性が低下するので３質量％以下とする。

Ｐ：Ｐは鋼を強化する作用があり，必要な強度に応じて適当量を含有させる場合があるが，０．１５質量％を超えると深絞り性が低下するので０．１５質量％以下とする。

Ｓ：０．０５質量％を超えると，非金属介在物中のＳ濃度が５質量％以上になり，ノズル閉塞の原因となるので，０．０５質量％以下とする。

Ａｌ：０．０１５質量％を超えると，非金属介在物中のＡｌ₂Ｏ₃濃度が５０質量％以上になり，ノズル閉塞および表面性状悪化の原因となるので，０．０１５質量％以下とする。

Ｃａ：０．０００４質量％を超えると，非金属介在物中のＣａＯ濃度が５質量％以上になり，プレス割れの原因となるので，０．０００４質量％以下とする。

Ｎ：Ｎは加工性を低下させるので０．００４質量％以下とし，０．００２質量％以下にするとさらに好ましい。

また，必要に応じ，Ｎｂ：０．１質量％以下，Ｂ：０．０５質量％以下ならびにＭｏ：１質量％以下を添加してもよい。

Ｎｂは鋼板の結晶粒微細化に有効な元素であり，薄鋼板の深絞り性の向上に効果を発揮する。ただし，０．１質量％を超えて添加した場合，鋼の変形抵抗を顕著に増加するという不具合を生じるおそれがあるため添加する場合でも０．１質量％以下とする。

Ｂを添加することにより深絞り成形などを行った場合の２次加工脆化を防止できる。ただし，０．０５質量％を超えて添加した場合，鋼の変形抵抗を顕著に増加するという不具合を生じるおそれがあるため添加する場合でも０．０５質量％以下とする。

Ｍｏを添加することにより鋼の引張強度の増加を図ることができる。ただし，１質量％を超えて添加してもその効果は飽和すること，かつＭｏは高価な元素であり，コストを抑制する観点から添加する場合でも１質量％以下とする。

また，必要に応じ，１質量％以下の範囲でＮｉ，Ｃｕ，Ｃｒを添加しても良い。これらの元素を添加すると，鋼板の耐食性を向上させることができる。ただし，１質量％を超えて添加してもその効果は飽和すること，かつ場合によっては製造した鋳片の表面疵の原因となることから添加する場合でもそれぞれ１質量％以下とする。

本発明においては，上述したように介在物の組成を制御した場合，連続鋳造時のノズル閉塞を防止できる。従って，タンディッシュや浸漬ノズル内に，酸化物等の付着防止のためのＡｒやＮ₂等のガスを吹き込む必要がなくなる。その結果，連続鋳造時のパウダー巻き込みによる鋳片のパウダー性欠陥や，吹き込んだガスによる気泡性の欠陥が鋳片に発生するのを防止できるという効果も得られる。

転炉出鋼後の３００ｔｏｎの溶鋼をＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理し，この溶鋼中に金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を所要濃度まで低下させた（本発明例４を除く）。そしてこの溶鋼に，金属Ｔｉ又はＦｅ−Ｔｉ合金を添加してＴｉ脱酸した。５分間還流した後，ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金（Ｃｅ４８％，Ｌａ３７％，Ｎｄ１０％含有）、金属Ｃｅ、Ｆｅ−ＲＥＭ合金、あるいは金属Ｌａを所要量添加して介在物改質を行った。この処理を各実施例毎にそれぞれ５回（本発明例４は７回）行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造し，鋳片を製造した。

連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察した。さらに，上記鋳片を定法に従って熱間圧延，冷間圧延を実施し，冷延板を製造した。この冷延板の非金属介在物起因の表面欠陥を評価した。さらに，上記冷延板をプレス加工し，プレス割れの評価を行った。

このとき得られた鋼板の成分，鋳片内の非金属介在物組成および個数，製品板内の介在物組成，個数，形態，さらに成績としてノズル閉塞状況，製品板の表面性状，プレス割れの発生状況を，表１，２中に示す。表１、２において、Ｎｏ．１〜１１が本発明例であり、Ｎｏ．１２〜２５が比較例である。以下の本発明例、比較例の説明において示すＮｏ．は、表１、２のＮｏ．と対応している。

（本発明例１）（Ｎｏ．１）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理後Ｃ濃度を０．００１質量％に調整した。金属Ａｌを添加後溶鋼中溶存酸素濃度を２００ｐｐｍまで低下させ、その後金属Ｔｉを用いてＴｉ脱酸を行った。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加した。

連続鋳造終了後のタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルには付着物はほとんど見られなかった。また冷延板には非金属介在物起因の表面欠陥はほとんど認められなかった。さらに，上記冷延板をプレス加工したところ，プレス割れも全く認められなかった。

（本発明例２）（Ｎｏ．２〜９）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を３０〜４００ｐｐｍまで低下させ、その後Ｆｅ−Ｔｉを用いてＴｉ脱酸を行った。Ｔｉ脱酸のためのＦｅ−Ｔｉ合金添加量は目標成分値にあわせて変化させた。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。

連続鋳造終了後のタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルには付着物はほとんど見られなかった。また冷延板には非金属介在物起因の表面欠陥はほとんど認められなかった。さらに，上記冷延板をプレス加工したところ，プレス割れも全く認められなかった。

（本発明例３）（Ｎｏ．１０）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を１５０ｐｐｍまで低下させ、その後Ｆｅ−Ｔｉを用いてＴｉ脱酸を行った。ＲＥＭ合金として金属ＣｅをＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。

連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルには付着物はほとんど見られなかった。また冷延板には非金属介在物起因の表面欠陥はほとんど認められなかった。さらに，上記冷延板をプレス加工したところ，プレス割れも全く認められなかった。

（本発明例４）（Ｎｏ．１１）
転炉で溶鋼を脱炭処理し，出鋼時にＡｌを添加して予備脱酸を実施した。その後，ＲＨ真空脱ガス装置では脱炭を行わずにＦｅ−Ｔｉ合金を添加してＴｉ脱酸した。Ｆｅ−ＲＥＭ合金（Ｃｅ５％，Ｌａ５％含有）をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。この処理を７回行い，合計２１００ｔｏｎの溶鋼から連続鋳造鋳片を製造した。

連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルには付着物はほとんど見られなかった。また冷延板には非金属介在物起因の表面欠陥はほとんど認められなかった。さらに，上記冷延板をプレス加工したところ，プレス割れも全く認められなかった。

（比較例１）（Ｎｏ．１２）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を１０ｐｐｍ以下まで低下させ、その後Ｆｅ−Ｔｉを用いてＴｉ脱酸を行った。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。

この処理を５回行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造し，鋳片を製造したところ，７００ｔｏｎ程度鋳造したところからノズル閉塞が発生し，流量調節用のスライディングプレートが開き気味になり，１０００ｔｏｎ鋳造したところで流量調節が不可能となり鋳造を中止した。

さらにこの鋳片から冷延板を製造したところ，アルミナ介在物起因の表面欠陥が多数発生した。この場合，金属Ａｌにより溶鋼中の溶存酸素濃度を１０ｐｐｍ以下に下げており，介在物がアルミナ主体となり，介在物組成が適正範囲を外れた。

（比較例２）（Ｎｏ．１３）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を２００ｐｐｍまで低下させ，その後Ｆｅ−Ｔｉ合金を少量添加した。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加した。

この処理を５回行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造したところ，１２００ｔｏｎ程度鋳造したところからノズル閉塞が発生し，流量調節用のスライディングプレートが開き気味になり，湯面変動が見られるようになった。さらに，上記鋳片から冷延板を製造したところ，非金属介在物および気泡起因の表面欠陥が発生した。上記鋳片を調査したところ，ＣＯガスを含む気泡が検出された。この場合，Ｔｉによる脱酸が不十分であった。

（比較例３）（Ｎｏ．１４）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を１５０ｐｐｍまで低下させ，その後金属Ｔｉを添加してＴｉ脱酸し，Ｔｉ濃度０．５質量％なるように調整した。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。

この処理を５回行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造したところ，１２００ｔｏｎ程度鋳造したところからノズル閉塞が発生し，流量調節用のスライディングプレートが開き気味になり，湯面変動が見られるようになった。連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察したところ，Ｔｉ酸化物を主体とする非金属介在物の付着が見られた。この場合，Ｔｉ濃度が高すぎたため，介在物中のＴｉ酸化物量が多く，介在物組成が適正範囲を外れた。

（比較例４）（Ｎｏ．１５）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を２００ｐｐｍまで低下させ，その後Ｆｅ−Ｔｉ合金を添加してＴｉ脱酸した。ＲＥＭ合金添加は行わなかった。

この処理を５回行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造したところ，９００ｔｏｎ程度鋳造したところからノズル閉塞が発生し，流量調節用のスライディングプレートが開き気味になり，１２００ｔｏｎ鋳造したところで流量調節が不可能となり鋳造を中止した。連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察したところ，Ｔｉ酸化物を主体とする非金属介在物の付着が見られた。この場合，ＲＥＭ合金の添加を実施しなかったため，介在物組成が適正範囲を外れた。

（比較例５）（Ｎｏ．１６，１７）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を２５０ｐｐｍまで低下させ，その後Ｆｅ−Ｔｉ合金を添加してＴｉ脱酸した。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。さらに，溶鋼中にはＣａ−Ｓｉ合金ワイヤーを添加しＣａ処理を行った。

連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察したところ，付着物はほとんど見られなかった。また冷延板には非金属介在物起因の表面欠陥はほとんど認められなかった。ところが，上記冷延板をプレス加工したところ，プレス割れが多数発生した。上記冷延板を調査したところ，ほとんど変形していない介在物が多数を占めていた。比較例５の場合，Ｃａ添加を実施したため，介在物中にＣａＯが混入し，介在物組成が適正範囲を外れており，製品板中の形態も適正範囲を外れた。

（比較例６）（Ｎｏ．１８）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を２００ｐｐｍまで低下させ，その後Ｆｅ−Ｔｉ合金を添加してＴｉ脱酸した。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。さらに，溶鋼中にＦｅ−Ｓ合金を添加し，Ｓ濃度を０．０６質量％に調整した。

この処理を５回行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造したところ，９００ｔｏｎ程度鋳造したところからノズル閉塞が発生し，流量調節用のスライディングプレートが開き気味になり，１３００ｔｏｎ鋳造したところで流量調節が不可能となり鋳造を中止した。連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察したところ，ＲＥＭサルファイドやオキシサルファイドを主体とする非金属介在物の付着が見られた。この場合，Ｓ濃度が高すぎたため，ＲＥＭサルファイドやオキシサルファイドが生成した。

（比較例７）（Ｎｏ．１９〜２１）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を１５０ｐｐｍまで低下させ，その後Ｆｅ−Ｔｉ合金を添加してＴｉ脱酸した。その後の環流時間は５分ではなく２分間還流した。その後，ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。

連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察したところ，付着物はほとんど見られなかった。また冷延板には非金属介在物起因の表面欠陥はほとんど認められなかった。ところが，上記冷延板をプレス加工したところ，プレス割れが若干発生した。上記冷延板を調査したところ，介在物は変形しているものの，その個数が多くなっていた。この場合，介在物組成は適正範囲であったが，その個数が多かった。

（比較例８）（Ｎｏ．２２）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を１８０ｐｐｍまで低下させ，金属Ｔｉを添加してＴｉ脱酸した。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．０２ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように少量添加して介在物改質を行った。

この処理を５回行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造したところ，１３００ｔｏｎ程度鋳造したところからノズル閉塞が発生し，流量調節用のスライディングプレートが開き気味になり，湯面変動が見られるようになった。連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察したところ，Ｔｉ酸化物を主体とする非金属介在物の付着が見られた。この場合，ＲＥＭ合金添加量が少なく，介在物中のＴｉ酸化物／ＲＥＭ酸化物比が適正範囲を外れた。

（比較例９）（Ｎｏ．２３）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を２５ｐｐｍまで低下させ，Ｆｅ−Ｔｉ合金を添加してＴｉ脱酸した。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。

この処理を５回行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造したところ，１２００ｔｏｎ程度鋳造したところからノズル閉塞が発生し，流量調節用のスライディングプレートが開き気味になり，湯面変動が見られるようになった。連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察したところ，アルミナを主体とする非金属介在物の付着が見られた。さらに，上記鋳片から冷延板を製造したところ，アルミナ介在物起因の表面欠陥が発生した。この場合，金属Ａｌの添加量が多すぎたため，介在物中のＡｌ₂Ｏ₃量が多くなり，介在物組成が適正範囲を外れた。

（比較例１０）（Ｎｏ．２４）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を２００ｐｐｍまで低下させ，金属Ｔｉを添加してＴｉ脱酸した。ＲＥＭ合金としてミッシュメタル合金をＲＥＭ量が０．５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように大量添加して介在物改質を行った。

この処理を５回行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造したところ，７００ｔｏｎ程度鋳造したところからノズル閉塞が発生し，流量調節用のスライディングプレートが開き気味になり，１０００ｔｏｎ鋳造したところで流量調節が不可能となり鋳造を中止した。連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察したところ，ＲＥＭサルファイドやオキシサルファイドを主体とする非金属介在物の付着が見られた。この場合，ＲＥＭ合金添加量が多すぎたため，介在物組成が適正範囲を外れ，ＲＥＭサルファイドやオキシサルファイドが生成した。

（比較例１１）（Ｎｏ．２５）
ＲＨ真空脱ガス装置にて脱炭処理した後の溶鋼中に，金属Ａｌを添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を１６０ｐｐｍまで低下させ，金属Ｔｉを添加してＴｉ脱酸した。ＲＥＭ合金として金属ＬａをＲＥＭ量が０．１５ｋｇ／ｔｏｎ−ｓｔｅｅｌになるように添加して介在物改質を行った。

この処理を５回行い，合計１５００ｔｏｎの溶鋼を２ストランドスラブ連続鋳造装置にて鋳造したところ，１０００ｔｏｎ程度鋳造したところからノズル閉塞が発生し，流量調節用のスライディングプレートが開き気味になり，湯面変動が見られるようになった。連続鋳造終了後にタンディッシュノズルおよび浸漬ノズルを観察したところ，Ｌａサルファイドやオキシサルファイドを主体とする非金属介在物の付着が見られた。この場合，Ｌａのみを添加したためＬａサルファイドやオキシサルファイドが生成した。

介在物中のＳ濃度とノズル付着物厚みの関係を示した図。 介在物中のＬａ₂Ｏ₃濃度とノズル付着物厚みの関係を示した図。 薄鋼板中の介在物個数がほぼ等しい条件での，介在物中のＣａＯ濃度とプレス割れ発生率の関係を示した図。

Claims (7)

1. 質量％で、Ｃ：０．０１％以下，Ｓｉ：１％以下，Ｍｎ：３％以下，Ｐ：０．１５％以下，Ｓ：０．０５％以下，Ａｌ：０．０１５％以下，Ｔｉ：０．００５％以上０．３％以下，ＲＥＭ：０．００１％以上０．００４４％以下，Ｃａ：０．０００４％以下，Ｎ：０．００４％以下であり，残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり，内部に存在する体積10,000μｍ³以上1,000,000μｍ³未満の非金属介在物の平均組成が下記の範囲にあり、ＲＥＭ酸化物とＴｉ酸化物の質量比（ＲＥＭ酸化物／Ｔｉ酸化物）が０．１以上５．０未満を満たし、電解抽出される体積1,000,000μｍ ³ 以上の非金属介在物個数が鋼板１ｋｇあたり２０個未満であり、内部に存在する体積10,000μｍ ³ 以上1,000,000μｍ ³ 未満の非金属介在物について，圧延方向長さと厚み方向長さの比（圧延方向長さ／厚み方向長さ）の平均値が３以上であることを特徴とする薄鋼板。
   Ｔｉ酸化物：１０％以上９５％未満，ＲＥＭ酸化物：５％以上９０％未満（うちＬａ₂Ｏ₃：４０％未満），Ａｌ₂Ｏ₃：５０％未満，ＣａＯ：５％未満，Ｓ：５％未満。
2. 付加成分としてさらに質量％で，Ｎｂ：０．１％以下，Ｂ：０．０５％以下，Ｍｏ：１％以下の範囲でいずれか１種類以上を含有することを特徴とする請求項１記載の薄鋼板。
3. 付加成分としてさらに，１質量％以下の範囲でＮｉ，Ｃｕ，Ｃｒのいずれか１種類以上を含有することを特徴とする請求項１または２記載の薄鋼板。
4. 質量％で、Ｃ：０．０１％以下，Ｓｉ：１％以下，Ｍｎ：３％以下，Ｐ：０．１５％以下，Ｓ：０．０５％以下，Ａｌ：０．０１５％以下，Ｔｉ：０．００５％以上０．３％以下，ＲＥＭ：０．００１％以上０．００４４％以下，Ｃａ：０．０００４％以下，Ｎ：０．００４％以下であり，残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり，内部に存在する体積10,000μｍ³以上1,000,000μｍ³未満の非金属介在物の平均組成が下記の範囲にあり、ＲＥＭ酸化物とＴｉ酸化物の質量比（ＲＥＭ酸化物／Ｔｉ酸化物）が０．１以上５．０未満を満たし、電解抽出される体積1,000,000μｍ ³ 以上の非金属介在物個数が鋳片１ｋｇあたり２００個未満であることを特徴とする鋳片。
   Ｔｉ酸化物：１０％以上９５％未満，ＲＥＭ酸化物：５％以上９０％未満（うちＬａ₂Ｏ₃：４０％未満），Ａｌ₂Ｏ₃：５０％未満，ＣａＯ：５％未満，Ｓ：５％未満。
5. 付加成分としてさらに質量％で，Ｎｂ：０．１％以下，Ｂ：０．０５％以下，Ｍｏ：１％以下のいずれか１種類以上を含有することを特徴とする請求項４記載の鋳片。
6. 付加成分としてさらに，１質量％以下の範囲でＮｉ，Ｃｕ，Ｃｒのいずれか１種類以上を含有することを特徴とする請求項４または５記載の鋳片。
7. 溶存酸素濃度が３０ｐｐｍ以上４００ｐｐｍ未満になるように予備脱酸処理を行い，次いでＴｉ含有合金を添加してＴｉ脱酸を行い，その後ＲＥＭ含有合金を添加して溶鋼を溶製し，連続鋳造を実施し，請求項４〜６のいずれかに記載の鋳片を製造することを特徴とする連続鋳造鋳片の製造方法。

Images