JP5458779B2 - 鋼鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents
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Description
V≧-22.3/(99958×[Sb]+386147×[S]+853354×[O]-4000)+0.18 …(1)
但し、(1)式において、Vは、鋳型内の溶鋼湯面から鋳造方向下流へ100mm隔てた付近の凝固殻前面での溶鋼流速(m/秒)、[Sb]は、溶鋼中のSb濃度(質量%)、[S]は、溶鋼中のS濃度(質量%)、[O]は、溶鋼中のO(溶存酸素)濃度(質量%)である。
V≧-22.3/(99958×[Sb]+386147×[S]+853354×[O]-4000)+0.18 …(1)
但し、(1)式において、Vは、鋳型内の溶鋼湯面から鋳造方向下流へ100mm隔てた付近の凝固殻前面での溶鋼流速(m/秒)、[Sb]は、溶鋼中のSb濃度(質量%)、[S]は、溶鋼中のS濃度(質量%)、[O]は、溶鋼中のO(溶存酸素)濃度(質量%)である。
F=-(8/3)×πR2K…(2)
ここで、Fは非金属介在物の受ける力(N)、πは円周率、Rは非金属介在物の半径(m)、Kは凝固界面前面の濃度境界層中の界面張力勾配(N/m2)である。
K=dσ/dx=(dσ/dc)×(dc/dx)…(3)
ここで、σは非金属介在物−溶鋼間の界面張力(N/m)、xは凝固界面からの距離(m)であり、また、dσ/dcは非金属介在物−溶鋼間の界面張力の溶質濃度による変化(N/(m・質量%))、dc/dxは成分の濃度勾配(質量%/m)である。
dc/dx=-C0×(1-K0)×(VS/D)×exp[-VS×(x-δ)/D]…(4)
ここで、C0は鋳造前の溶鋼中の溶質濃度(質量%)、K0は溶質の分配係数(−)、VSは鋳型内での凝固速度(m/秒)、Dは溶鋼中での溶質の拡散係数(m2/秒)、δは濃度境界層の厚み(m)である。
dc/dx=-C0×(1-K0)×(VS/D)…(5)
(5)式を(3)式に代入することにより、x=δでの非金属介在物−溶鋼間の界面張力勾配K、つまり、アルミナクラスターなどの非金属介在物が濃度境界層に侵入した直後に作用する力の尺度を示す界面張力勾配Kを下記の(6)式により求めることができる。
(6)式に示すdσ/dcは、刊行物:溶鉄と溶滓の物性値便覧(日本鉄鋼協会編)などに示されており、本発明で対象とする極低炭素鋼の化学成分元素のなかで界面張力勾配Kの値に大きな影響を及ぼす元素は、Sb(アンチモン)、S(硫黄)、O(酸素=溶存酸素)であり、これらの元素だけで計算した界面張力勾配Kの値を用いても、非金属介在物の凝固殻への捕捉を検討する上で問題ないことが分かった。また、S及びOの拡散係数Dや分配係数K0は、刊行物:金属データブック(日本金属学会編)などに示されており、凝固速度VSは、伝熱計算から求めることができる。
f(V)=(8.0-44.8×V)×10-6…(7)
但し、(7)式におけるVは凝固殻前面における溶鋼流速(m/秒)である。
I=(8.0-44.8×V)×10-6×(99958×[Sb]+386147×[S]+853354×[O]-4000)…(8)
また、自動車用極低炭素鋼において、単位面積あたりのアルミナクラスターの面積I(mm2/mm2)が0.001を超えると、0.001以下の場合に比較して、表面欠陥の発生する確率が飛躍的に増加することが分かった。即ち、(8)式の左辺のIの範囲を0.001以下として、凝固殻前面の溶鋼流速Vの範囲を求めた式が、前述した(1)式である。
Claims (3)
- Cを0.003質量%以下含有する極低炭素鋼鋳片の連続鋳造方法であって、溶鋼成分における、99958×[質量%Sb]と386147×[質量%S]と853354×[質量%O]との和が4000を超える場合は、鋳型内の溶鋼湯面から鋳造方向下流へ100mm隔てた鋳片凝固殻前面での溶鋼流速が下記の(1)式の範囲内となり且つ鋳型内溶鋼湯面の流速が0.5m/秒以下の範囲内となるように、前記鋳片凝固殻前面での溶鋼流速を制御して鋳造することを特徴とする、鋼鋳片の連続鋳造方法。
V≧-22.3/(99958×[Sb]+386147×[S]+853354×[O]-4000)+0.18 …(1)
但し、(1)式において、Vは、鋳型内の溶鋼湯面から鋳造方向下流へ100mm隔てた凝固殻前面での溶鋼流速(m/秒)、[Sb]は、溶鋼中のSb濃度(質量%)、[S]は、溶鋼中のS濃度(質量%)、[O]は、溶鋼中のO(溶存酸素)濃度(質量%)である。 - 前記極低炭素鋼は、C以外の化学成分として、Si:0.05質量%以下、Mn:1.0質量%以下、P:0.05質量%以下、S:0.020質量%以下、Al:0.010〜0.075質量%、Sb:0.0005〜0.0200質量%、Nb:0.005〜0.050質量%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項1に記載の鋼鋳片の連続鋳造方法。
- 前記凝固殻前面での溶鋼流速を、鋳型背面に配置した交流移動磁場印加装置によって制御することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の鋼鋳片の連続鋳造方法。
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