JP4946604B2 - P含有鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
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Description
しかし、Pを多く含む場合、冷延鋼板の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造工程において、合金化ムラが発生し、その部位が線状の模様として認識され、商品価値を損なうという問題があった。
しかしながら、この方法のように鋼板の表面研削を行うのでは、鉄ロスによる歩留まりの低下が著しく、鋼板の製造コストを大幅に増大するとの問題がある。
そこで、その後の提案において、同様の課題を解決するものとして、合金化ムラ発生の原因を、鋳片表面のオシレーションマーク部に形成される爪部に生成するPの濃化であるとの知見に基づき、連続鋳造時に鋳型内電磁攪拌を実施し、メッキ前に行う鋼板表面研削による研削量を2μm以下にし、また鋳片溶削量を2mm以下にすることによって鉄歩留ロスを少なくした合金化亜鉛メッキ鋼板の製造方法が提案されている(特許文献2参照)。
このように、Pの濃化が原因として、冷延鋼板の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造工程において、合金化ムラの発生を防止する技術として、十分なものではなかった。
そこで、発明者はこのようなPの濃化が原因として発生する合金化ムラを防止するための方法を、本願に先行する特願2007-15494において提案した。
このような白色の筋状欠陥について、この発生原因についての究明は行なわれておらず、また、その防止対策についても未だ何らの提案もなされていない。
そして、上記のような鋳造条件で鋳造したスラブ表層部を顕微鏡で観察したところ、図1に示すような、周囲と異なる凝固組織(異常組織)が多く観察された。この異常組織の部分についてEPMA分析を行った結果、Pの偏析比が0.57〜0.78であり、上述した白筋部と同様にPが負偏析していることが分かった。
異常組織は、図2に示すように、鋳型内凝固開始部である湯面近傍において、溶鋼7の△Tが低く、溶鋼流動が弱い状況下で、凝固界面前方の溶鋼7中に晶出した結晶9、あるいは凝固界面から凝固しているデンドライト状組織の先端部の脆弱な部分が、一旦溶鋼7中に遊離し、その後、溶鋼7の流れに乗って、成長している凝固シェル3の先端部に捕捉されたものである。
異常組織部は、鋳片手入れによって、あるいは無手入れ鋳片でも圧延条件によっては表面に露出し、最終的に冷延板表面に露出した状態で合金化溶融亜鉛メッキされて、その部位の合金化が促進され、製品になった状態で筋状の欠陥になることがわかった。
この流入熱量指数IQを数式で表現すると以下のようになる。
Q∝Qin=hm△Tm ・・・・・・(1)
hm=CV0.8 (経験式,C:定数)とすると、
Q∝V0.8△Tm =IQ ・・・・・(2)
但し、hm: 溶鋼の熱伝達係数
V : モールド内所定位置までの溶鋼平均流速(cm/s)
△Tm:モールド内所定位置における溶鋼過熱度(℃)
なお、モールド内所定位置とは、モールド端部から幅方向1/4でかつ厚み方向
1/2の位置におけるメニスカス部から30mm深さの位置をいう。
したがって、IQcrを予め求め、このIQcr以上の鋳造条件で鋳造すれば白筋状欠陥を抑制できるのである。
よって、IQは、操業管理のし易さによって、V0.8△Tm、または△Tmを△Tt及びその他操業条件(鋳造速度、鋳型断面サイズ、浸漬ノズル形状や浸漬深さ、鋳型内溶鋼流動状態条件等)との関係式で表現したもののどちらかを選択すればよい。
また、Vは、鋳片表層下2mmのデンドライト傾斜角から推算した幅方向10箇所平均メニスカス流速(cm/s)で現した。△Tmは、経験的に得た下記式で与えた。
△Tm∝△Tt/L
よって、IQは次式で計算した。
IQ= V0.8(△Tt/L) ・・・(3)
但し、△Tt:タンディッシュ溶鋼過熱度(℃)
L :浸漬ノズル吐出口から1/4幅メニスカスまでの幾何学的な溶鋼移動距離
(cm)(図6における破線矢印で示した距離)であり、次式で計算できる。
L=(W/2)/cosθ+(W/2)tanθ+h+W/4
但し、θ:浸漬ノズル下向き角度
W:スラブ幅(cm)
h:浸漬ノズル浸漬深さ(cm)
図5に示されるように、異常組織はIQの増加につれて減少し、粉末のモールドフラックスの場合にはIQ=1.6以上で、顆粒状のモールドフラックスの場合にはIQ=2.0以上ではほとんど観察されないことがわかる。
この場合、異常組織個数と流入熱量指数IQの関係は、基本的に図5と変わらず、管理指標となるIQcrが若干変化することとなるが、この場合も、事前に異常組織とIQの関係からIQcrを求めることによって、欠陥のない鋳片製造が可能となる。
但し、V :モールド内所定位置までの溶鋼平均流速(cm/s)
△Tm:モールド内所定位置における溶鋼過熱度(℃)
なお、モールド内所定位置とは、モールド端部から幅方向1/4でかつ厚み方向
1/2の位置におけるメニスカス部から30mm深さの位置をいう。
但し、△Tt:タンディッシュ内溶鋼過熱度(℃)
L :浸漬ノズル吐出口中心から鋳型1/4幅位置1/2厚みメニスカス部までの
幾何学的溶鋼移動距離(cm)で下記式で表現される。
L=(W/2)/cosθ+(W/2)tanθ+W/4+h
但し、W:鋳型幅(cm)
θ:浸漬ノズル吐出噴流の下向き角度(度)
h:湯面から浸漬ノズル吐出口中心までの距離(cm)
V0.8(△Tt/L)≧1.6
但し、△Tt:タンディッシュ内溶鋼過熱度(℃)
L:浸漬ノズル吐出口中心から鋳型内所定位置までの幾何学的溶鋼移動距離(cm)
であり、下記式で表現される。
L=(W/2)/cosθ+(W/2)tanθ+W/4+h
但し、W:鋳型幅(cm)
θ:浸漬ノズル吐出噴流の下向き角度(度)
h:湯面から浸漬ノズル吐出口中心までの距離(cm)
V0.8(△Tt/L)≧2.0
但し、△Tt:タンディッシュ内溶鋼過熱度(℃)
L:浸漬ノズル吐出口中心から鋳型内所定位置までの幾何学的溶鋼移動距離(cm)
であり、下記式で表現される。
L=(W/2)/cosθ+(W/2)tanθ+W/4+h
但し、W:鋳型幅(cm)
θ:浸漬ノズル吐出噴流の下向き角度(度)
h:湯面から浸漬ノズル吐出口中心までの距離(cm)
鋳造等の条件は以下の通りである。
鋳造条件は、タンディッシュ〜鋳型間の浸漬ノズル内吹き込みArガス量を10NL/minとした。そして、浸漬深さhをh=200〜250mmの範囲で変更し、また鋳造速度を1.5〜2.2m/minの範囲で種々変更した。
(2)モールドフラックス
モールドフラックスは塩基度(CaO/SiO2)1.1、1300℃粘度0.5Poise、結晶化温度1150℃の顆粒タイプを使用した。
(3)圧延条件
鋳造後、無手入れのまま、均熱温度1150℃、均熱時間75分の後、熱間圧延を経て、冷間圧延し0.7mm厚みとし、その後、溶融亜鉛めっきを行った。
(4)めっき条件
めっき条件は、亜鉛浴温度460℃、浴中のAl濃度0.13%、付着量片面当たり50g/m2、鉄合金化度が10%になるように合金化温度を520〜580℃の範囲で調整した。
(5)欠陥検査条件
欠陥検査は、めっき・合金化後の表面を目視検査し筋状欠陥の有無を検査した。幅0.5mm以上、長さ50mm以上の筋状欠陥の個数を数え、所定個数以上の筋状欠陥がある製品を不良製品とし、ある製造チャンスにおける全製品重量に対する不良製品重量の比率で筋状欠陥発生率(=不良製品重量/製品重量×100%)を評価した。
(6)入熱量指数IQ
入熱量指数IQは、利便性を考え、前述の(3)式で計算した。
図7に示されるように、IQ=2.0以上になると不合格率がほぼ0となることがわかる。したがって、IQ=2.0以上ですることにより、筋状欠陥が効率よく防止できることがわかる。
3 凝固シェル
5 デンドライト状組織
7 溶鋼
9 結晶
11 異常組織
Claims (4)
- Pを0.035%以上含有する鋼を連続鋳造し、最終的に合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法において、V0.8△Tmと前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板における白色線状筋欠陥の発生との関係から前記白色筋状欠陥の発生する前記V0.8△Tmの臨界値を求め、V0.8△Tmが該臨界値以上になる条件で連続鋳造することを特徴とするP含有鋼の連続鋳造方法。
但し、V :モールド内所定位置までの溶鋼平均流速(cm/s)
△Tm:モールド内所定位置における溶鋼過熱度(℃)
なお、モールド内所定位置とは、モールド端部から幅方向1/4でかつ厚み方向
1/2の位置におけるメニスカス部から30mm深さの位置をいう。 - Pを0.035%以上含有する鋼を連続鋳造し、最終的に合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法において、V0.8(△Tt/L)と前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板における白色線状筋欠陥の発生との関係から前記白色筋状欠陥の発生する前記V0.8(△Tt/L)の臨界値を求め、V0.8(△Tt/L)が該臨界値以上になる条件で連続鋳造することを特徴とするP含有鋼の連続鋳造方法。
但し、△Tt:タンディッシュ内溶鋼過熱度(℃)
L:浸漬ノズル吐出口中心から鋳型内所定位置までの幾何学的溶鋼移動距離(cm)
であり、下記式で表現される。
L=(W/2)/cosθ+(W/2)tanθ+W/4+h
但し、W:鋳型幅(cm)
θ:浸漬ノズル吐出噴流の下向き角度(度)
h:湯面から浸漬ノズル吐出口中心までの距離(cm) - Pを0.035%以上含有する鋼を連続鋳造し、最終的に合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法において、粉末タイプのモールドフラックスを使用すると共に下式に示す条件で連続鋳造することを特徴とするP含有鋼の連続鋳造方法。
V0.8(△Tt/L)≧1.6
但し、△Tt:タンディッシュ内溶鋼過熱度(℃)
L:浸漬ノズル吐出口中心から鋳型内所定位置までの幾何学的溶鋼移動距離(cm)
であり、下記式で表現される。
L=(W/2)/cosθ+(W/2)tanθ+W/4+h
但し、W:鋳型幅(cm)
θ:浸漬ノズル吐出噴流の下向き角度(度)
h:湯面から浸漬ノズル吐出口中心までの距離(cm) - Pを0.035%以上含有する鋼を連続鋳造し、最終的に合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法において、顆粒タイプのモールドフラックスを使用すると共に下式に示す条件で連続鋳造することを特徴とするP含有鋼の連続鋳造方法。
V0.8(△Tt/L)≧2.0
但し、△Tt:タンディッシュ内溶鋼過熱度(℃)
L :浸漬ノズル吐出口中心から鋳型内所定位置までの幾何学的溶鋼移動距離(cm)
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