JP5942712B2 - Scum weir, thin slab manufacturing method, thin slab manufacturing equipment - Google Patents

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本発明は、一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶鋼溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶鋼を供給して薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法で用いられるスカム堰、このスカム堰を用いた薄肉鋳片の製造方法、薄肉鋳片の製造装置に関するものである。 The present invention provides a scum weir used in a method for producing a thin slab by supplying molten steel to a molten steel reservoir formed by a pair of cooling drums and a pair of side weirs via an immersion nozzle to produce a thin slab, method for producing a thin cast strip using the scum dams are those concerning the manufacturing equipment of the thin cast strip.

上述のように、金属の薄肉鋳片を製造する方法として、例えば、特許文献1、2に示すように、内部に水冷構造を有する冷却ドラムを備え、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰とによって形成された溶鋼溜まり部に溶鋼を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させ、一対の冷却ドラムにそれぞれ形成された凝固シェル同士をドラムキス点で圧着し、所定の厚みの薄肉鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造方法が提供されている。   As described above, as a method for manufacturing a thin metal slab, for example, as shown in Patent Documents 1 and 2, a pair of cooling drums and a pair of side weirs provided with a cooling drum having a water cooling structure therein are provided. The molten steel is supplied to the molten steel reservoir formed by the above-described methods, solidified shells are formed and grown on the peripheral surface of the cooling drum, and the solidified shells formed on the pair of cooling drums are pressure-bonded to each other at a drum kiss point. A twin-drum continuous casting method for producing a thin slab of thickness is provided.

ここで、上述の溶鋼溜まり部においては、酸化物等が溶鋼表面に浮上して、いわゆるスカムが発生することが知られている。このスカムが冷却ドラムの凝固開始点に到達した場合には、冷却ドラムの回転に伴って、冷却ドラムと凝固シェル間に巻き込まれ、凝固不均一を引き起こす結果、薄肉鋳片の表面欠陥等が発生してしまう。また、冷却ドラムの凝固開始点において溶鋼面の変動が生じた場合には、凝固が安定しなくなるおそれがあった。
そこで、特許文献3,4に開示されているように、溶鋼溜まり部にスカム堰を配設することによって、スカムの巻き込みや凝固開始点における溶鋼面の変動を抑制する技術が提案されている。
Here, in the above-mentioned molten steel pool part, it is known that an oxide etc. will float on the molten steel surface, and what is called a scum will generate | occur | produce. When this scum reaches the solidification start point of the cooling drum, it is caught between the cooling drum and the solidified shell as the cooling drum rotates, resulting in non-uniform solidification, resulting in surface defects of thin-walled slabs, etc. Resulting in. Further, when the molten steel surface fluctuates at the solidification start point of the cooling drum, solidification may not be stable.
Therefore, as disclosed in Patent Documents 3 and 4, a technique has been proposed in which a scum weir is disposed in the molten steel pool portion to suppress scum entrainment and fluctuation of the molten steel surface at the solidification start point.

ここで、スカム堰は、一対の冷却ドラムの間に配設されていることから、予熱を十分に行うことが困難である。そして、溶鋼溜まり部には1500℃超の溶鋼が供給され、スカム堰はこの溶鋼中に浸漬されて使用されることから、スカム堰には、優れた耐熱性及び耐熱衝撃性が要求される。そこで、従来のスカム堰は、一般的に、BN(窒化ボロン)が使用されている。
また、特許文献3に開示されているように、スカム堰には、耐食性、粒度、強度、容積安定性(低熱変形性)といった特性も求められている。そこで、特許文献3においては、黒鉛と金属酸化物からなるスカム堰が提案されている。
Here, since the scum weir is disposed between the pair of cooling drums, it is difficult to sufficiently perform preheating. And since molten steel over 1500 degreeC is supplied to a molten steel pool part and a scum weir is immersed and used for this molten steel, the outstanding heat resistance and thermal shock resistance are requested | required of a scum weir. Therefore, BN (boron nitride) is generally used for conventional scum weirs.
As disclosed in Patent Document 3, the scum weir is also required to have characteristics such as corrosion resistance, particle size, strength, and volume stability (low thermal deformation). Therefore, Patent Document 3 proposes a scum weir made of graphite and metal oxide.

特開平04−300049号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-300049 特開2002−113555号公報JP 2002-113555 A 特開2003−039139号公報JP 2003-039139 A 特開2003−266154号公報JP 2003-266154 A

ところで、上述の双ドラム式連続鋳造方法においては、溶鋼から直接数mm厚の薄肉鋳片を製造できることから、熱間圧延等の工程を省略することが可能となる。そこで、例えば、Cu含有鋼(〜2mass%Cu)、Al含有鋼(0.1〜4mass%Al)、P含有鋼(〜0.15mass%P)、Si含有鋼(〜4mass%Si)等の脆性材料、難熱延材の製造に、特に適している。   By the way, in the above-mentioned twin-drum type continuous casting method, a thin cast piece having a thickness of several millimeters can be produced directly from molten steel, so that it is possible to omit steps such as hot rolling. Therefore, for example, Cu-containing steel (˜2 mass% Cu), Al-containing steel (0.1-4 mass% Al), P-containing steel (˜0.15 mass% P), Si-containing steel (˜4 mass% Si), etc. It is particularly suitable for the production of brittle materials and hard-to-heat rolled materials.

ここで、上述の双ドラム式連続鋳造方法においては、冷却ドラムと溶鋼との間にモールドフラックス等を介在させていないことから、溶鋼の冷却速度が大きく、製造された薄肉鋳片においては柱状晶組織が発達しやすい傾向にある。
柱状晶組織が発達した薄肉鋳片においては、曲げ応力が作用すると、柱状晶の粒界において割れが発生しやすい。このため、薄肉鋳片の搬送時、巻き取り時に割れや破断が発生したり、冷間圧延時にエッジ割れや破断が発生したりするおそれがある。上述の脆性材料、難熱延材においては、この傾向が特に顕著となる。このため、薄肉鋳片を製造することによって熱間圧延を省略したにもかかわらず、その後の加工等で割れてしまい、製造歩留まりを向上させることができなかった。
Here, in the above-described twin-drum type continuous casting method, since no mold flux or the like is interposed between the cooling drum and the molten steel, the molten steel has a high cooling rate, and the produced thin cast slab has columnar crystals. The organization tends to develop easily.
In a thin cast slab with a developed columnar crystal structure, cracks are likely to occur at the grain boundaries of columnar crystals when bending stress acts. For this reason, there is a possibility that cracks and breaks may occur during the conveyance and winding of thin cast pieces, and edge cracks and breaks may occur during cold rolling. This tendency is particularly remarkable in the above-described brittle materials and heat-resistant rolled materials. For this reason, although hot rolling was abbreviate | omitted by manufacturing a thin-walled slab, it was cracked by the subsequent process etc. and the manufacturing yield could not be improved.

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、等軸晶の比率が高く、曲げ等によって割れが発生しにくい薄肉鋳片を製造することが可能なスカム堰、薄肉鋳片の製造方法、薄肉鋳片の製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and is a scum weir capable of producing a thin cast slab that has a high ratio of equiaxed crystals and is not easily cracked by bending or the like. manufacturing method, and an object thereof is to provide a manufacturing equipment of the thin cast strip.

上記課題を解決するために、本発明に係るスカム堰は、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶鋼溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶鋼を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法で用いられるスカム堰であって、炭素の含有量が3mass%以上15mass%以下であり、フェライト鉄との格子整合度が6%以下である凝固核生成促進物質の1種又は2種以上の合計含有量が5mass%以上97mass%以下、金属酸化物の1種又は2種以上の合計含有量が55mass%以上95mass%以下であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a scum weir according to the present invention supplies molten steel to a molten steel reservoir formed by a pair of rotating cooling drums and a pair of side weirs via an immersion nozzle, and to form and grow a solidified shell on the peripheral surface a scum dams used in the method for producing a thin cast strip for producing a thin cast strip, the carbon content is less 3 mass% or more 15 mass%, the ferrite iron The total content of one or more solidification nucleation promoting substances having a lattice matching degree of 6% or less is 5 mass % or more and 97 mass% or less , and the total content of one or more metal oxides is 55 mass%. it is equal to or less than than 95 mass%.

この構成のスカム堰においては、フェライト鉄との格子整合度が6%以下である凝固核生成促進物質を含有しているので、スカム堰と溶鋼とが接触した部分において、スカム堰の表面に初晶フェライト鉄の凝固核が生成する。この凝固核が溶鋼の流動によって溶鋼中に分散されることによって、等軸晶が発達することになり、等軸晶比率の高い薄肉鋳片を製造することが可能となる。よって、曲げ等によって割れが発生しにくい薄肉鋳片を製造することが可能となる。
ここで、凝固核生成促進物質の1種又は2種以上の合計含有量が5mass%未満の場合には、スカム堰の表面に、凝固核生成促進物質が十分に露出せず、凝固核の生成を促進できなくなるおそれがある。このため、凝固核生成促進物質の1種又は2種以上の合計含有量を5mass%以上としている。
Since the scum weir with this structure contains a solidification nucleation promoting substance having a lattice matching degree of 6% or less with ferritic iron, the scum weir is in contact with the molten steel for the first time on the surface of the scum weir. Solidification nuclei of ferritic iron are formed. The solidification nuclei are dispersed in the molten steel by the flow of the molten steel, so that equiaxed crystals develop, and it is possible to manufacture a thin cast slab having a high equiaxed crystal ratio. Therefore, it is possible to manufacture a thin cast slab that is not easily cracked by bending or the like.
Here, when the total content of one or more of the solidification nucleation promoting substances is less than 5 mass %, the solidification nucleation promoting substance is not sufficiently exposed on the surface of the scum weir, and solidification nucleation is generated. May not be promoted. For this reason, the total content of one kind or two or more kinds of solidification nucleation promoting substances is set to 5 mass % or more.

また、この構成のスカム堰においては金属酸化物の1種又は2種以上を55mass%以上95mass%以下の範囲内で含有しているので、耐溶損性を確保することができるとともに、耐熱衝撃性を確保することができる。なお、上述の凝固核生成促進物質として金属酸化物を含む場合には、凝固核生成促進物質である金属酸化物と他の金属酸化物を含めた金属酸化物全体の含有量が55mass%以上95mass%以下の範囲内とされていればよい。
さらに、炭素を3mass%以上15mass%以下の範囲内で含有しているので、耐熱衝撃性を確保できるとともに、強度及び耐溶損性を確保することができる。
Also, with this in scum dams configuration, since the content in one or range of 55 mass% or more 95 mass% of two or more metal oxides, it is possible to ensure the melting loss resistance, thermal shock resistance Sex can be secured. In addition, when a metal oxide is included as the above-mentioned solidification nucleation promoting substance, the total content of the metal oxide including the metal oxide that is a solidification nucleation promoting substance and other metal oxides is 55 mass% or more and 95 mass%. % May be within the range.
Furthermore, since carbon is contained within the range of 3 mass% or more and 15 mass% or less, the thermal shock resistance can be secured, and the strength and the erosion resistance can be secured.

ここで、前記凝固核生成促進物質として、TiN、TiC、β型SiC、MgO・Al、MgO、Remから選択される1種又は2種以上を含有することが好ましい。
これらの物質は、フェライト鉄との格子整合度が6%以下であることから、確実に凝固核の生成を促進でき、薄肉鋳片における等軸晶の比率を高くすることが可能となる。具体的には、フェライト鉄との格子整合度は、TiNが3.9%、TiCが5.9%、β型SiCが6.0%、MgO・Alが1.4%、MgOが2.8%、Remが5.0%とされている。なお、β型SiCは、直接通電法(アチソン法)で製造された一般的なα型SiCとは結晶構造が異なるものである。
Here, the solidification nucleation promoting substance preferably contains one or more selected from TiN, TiC, β-type SiC, MgO.Al 2 O 3 , MgO, and Rem 2 O 3 .
Since these substances have a lattice matching degree of 6% or less with ferritic iron, the formation of solidification nuclei can be surely promoted, and the ratio of equiaxed crystals in the thin cast slab can be increased. Specifically, the lattice matching with ferritic iron is 3.9% for TiN, 5.9% for TiC, 6.0% for β-type SiC, 1.4% for MgO.Al 2 O 3 , MgO Is 2.8%, and Rem 2 O 3 is 5.0%. Note that β-type SiC has a crystal structure different from that of general α-type SiC manufactured by a direct energization method (Acheson method).

また、前記凝固核生成促進物質として、TiN、TiCから選択される1種又は2種以上と、MgO・Al、MgO、Remから選択される1種又は2種以上と、を併せて含有することが好ましい。
この場合、凝固核の生成がさらに促進されるため、薄肉鋳片における等軸晶の比率をさらに高くすることが可能となる。
Further, as the coagulation nucleation-promoting substances, TiN, and one or more selected from TiC, MgO · Al 2 O 3 , MgO, 1 or two or more selected from Rem 2 O 3 and, It is preferable to contain together.
In this case, since the formation of solidification nuclei is further promoted, the ratio of equiaxed crystals in the thin cast slab can be further increased.

また、前記凝固核生成促進物質及び前記金属酸化物の最大粒径が100μm以下、平均粒径が50μm以下であることが好ましい。
この場合、スカム堰から凝固核生成促進物質及び金属酸化物が脱落して薄肉鋳片に巻き込まれた場合であっても、薄肉鋳片の表面欠陥となることを抑制できる。よって、鋳造を長時間安定して実施することができる。
The maximum particle size of the solidification nucleation promoting substance and the metal oxide is preferably 100 μm or less and the average particle size is 50 μm or less.
In this case, even when the solidification nucleation promoting substance and the metal oxide drop off from the scum weir and are caught in the thin cast piece, it is possible to suppress the surface defect of the thin cast piece. Therefore, casting can be carried out stably for a long time.

本発明に係る薄肉鋳片の製造方法は、回転する一対の冷却ドラム一対のサイド堰によって形成された溶鋼溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶鋼を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法であって、前記溶鋼溜まり部に、上述のスカム堰を配置し、前記浸漬ノズルと前記スカム堰との間で測定される溶鋼の過熱度を3℃以上30℃以下の範囲内に設定するとともに、前記スカム堰の表面における前記溶鋼の流速を10cm/sec以上とすることを特徴としている。   The method for producing a thin slab according to the present invention includes supplying molten steel to a molten steel pool formed by a pair of rotating cooling drums and a pair of side weirs via an immersion nozzle, and solidifying shells on the peripheral surface of the cooling drum. The thin slab is manufactured by forming and growing a thin slab, wherein the scum weir is disposed in the molten steel reservoir, and is measured between the immersion nozzle and the scum weir. The superheat degree of the molten steel is set within a range of 3 ° C. or more and 30 ° C. or less, and the flow rate of the molten steel on the surface of the scum weir is set to 10 cm / sec or more.

この構成の薄肉鋳片の製造方法によれば、フェライト鉄との格子整合度が6%以下である凝固核生成促進物質を5mass%以上含有する材料で構成されたスカム堰を用いており、このスカム堰の表面における前記溶鋼の流速が10cm/sec以上とされているので、スカム堰の表面に生成した凝固核を溶鋼中に分散させることができ、薄肉鋳片における等軸晶の比率を高くすることが可能となる。
なお、溶鋼溜まり部には、サイド堰、浸漬ノズル等も配設されることになるが、これらの表面では溶鋼の流速が確保することが困難である。このように表面の溶鋼流速が低い部位に凝固核を生成させた場合、凝固核がその表面で成長して地金となり、薄肉鋳片に巻き込まれて欠陥が生じたり、鋳造トラブルが発生したりするおそれがある。このため、本発明においては、溶鋼の流速を確保できるスカム堰の表面において凝固核の生成を促進するように構成している。
また、過熱度を3℃以上30℃以下と低くすることにより、等軸晶化が促進され、薄肉鋳片における等軸晶の比率をさらに高くすることが可能となる。なお、過熱度は、例えば、放射温度計や熱電対等によって測定することができる。また、溶鋼溜まり部における温度低下量を把握しておき、浸漬ノズルへ溶鋼を供給するタンディッシュ等の溶鋼温度で管理することも可能である。
According to the method for producing a thin cast slab of this configuration, a scum weir composed of a material containing 5 mass% or more of a solidification nucleation promoting substance having a lattice matching degree with ferrite iron of 6% or less is used. Since the flow rate of the molten steel on the surface of the scum weir is 10 cm / sec or more, the solidified nuclei generated on the surface of the scum weir can be dispersed in the molten steel, and the ratio of equiaxed crystals in the thin wall slab is increased. It becomes possible to do.
In addition, although a side dam, an immersion nozzle, etc. will be arrange | positioned in a molten steel pool part, it is difficult to ensure the flow velocity of molten steel in these surfaces. When solidification nuclei are generated at a site where the molten steel flow velocity on the surface is low in this way, the solidification nuclei grow on the surface and become bullion, and they are caught in thin-walled slabs, resulting in defects or casting troubles. There is a risk. For this reason, in this invention, it is comprised so that the production | generation of a solidification nucleus may be accelerated | stimulated in the surface of the scum weir which can ensure the flow velocity of molten steel.
Further, by reducing the degree of superheating to 3 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, equiaxed crystallization is promoted, and the ratio of equiaxed crystals in the thin cast slab can be further increased. The degree of superheat can be measured by, for example, a radiation thermometer or a thermocouple. It is also possible to grasp the amount of temperature drop in the molten steel pool and manage it at the molten steel temperature of a tundish or the like that supplies the molten steel to the immersion nozzle.

ここで、前記スカム堰と前記冷却ドラムとの間の雰囲気をArとすることが好ましい。
Arガスは、窒素やHeといった他の不活性ガスに比べて熱伝導率が低い。よって、前記冷却ドラムと凝固シェルとの間の空隙に、熱伝導率の低いArガスを介在させることにより、冷却ドラムによる抜熱を抑えて柱状晶の発達を抑制することができる。
Here, it is preferable that the atmosphere between the scum weir and the cooling drum is Ar.
Ar gas has a lower thermal conductivity than other inert gases such as nitrogen and He. Therefore, by interposing Ar gas having a low thermal conductivity in the gap between the cooling drum and the solidified shell, it is possible to suppress heat removal by the cooling drum and to suppress the development of columnar crystals.

本発明に係る薄肉鋳片の製造装置は、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶鋼溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶鋼を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造装置であって、前記溶鋼溜まり部には、上述のスカム堰が配設されていることを特徴としている。   The apparatus for producing a thin slab according to the present invention supplies molten steel to a molten steel reservoir formed by a pair of rotating cooling drums and a pair of side weirs via an immersion nozzle, and solidifies the peripheral surface of the cooling drum. An apparatus for manufacturing a thin-walled slab that forms and grows a shell to manufacture a thin-walled slab, wherein the above-described scum weir is disposed in the molten steel reservoir.

この構成の薄肉鋳片の製造装置によれば、溶鋼溜まり部に、フェライト鉄との格子整合度が6%以下である凝固核生成促進物質を5mass%以上含有する材料で構成されたスカム堰が配設されているので、スカム堰の表面に生成した凝固核を溶鋼中に分散させることができ、薄肉鋳片における等軸晶の比率を高くすることが可能となる。   According to the thin-walled slab manufacturing apparatus having this configuration, a scum weir composed of a material containing 5 mass% or more of a solidification nucleation promoting substance having a lattice matching degree with ferritic iron of 6% or less is provided in the molten steel pool. Since it is disposed, solidification nuclei generated on the surface of the scum weir can be dispersed in the molten steel, and the ratio of equiaxed crystals in the thin cast slab can be increased.

上述のように、本発明によれば、等軸晶の比率が高く、曲げ等によって割れが発生しにくい薄肉鋳片を製造することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a thin cast slab having a high ratio of equiaxed crystals and being less likely to be cracked by bending or the like.

本発明の実施形態であるスカム堰を備えた薄肉鋳片の製造装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing apparatus of the thin cast slab provided with the scum weir which is embodiment of this invention. 図1における溶鋼溜まり部の拡大説明図である。FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a molten steel pool portion in FIG. 1.

以下に、本発明の実施形態であるスカム堰、これを用いた薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置、並びに、この薄肉鋳片の製造装置を用いて製造された薄肉鋳片について、添付した図面を参照して説明する。   Hereinafter, a scum weir which is an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a thin cast piece using the scum weir, a manufacturing apparatus for a thin cast piece, and a thin cast piece manufactured using the thin cast piece manufacturing apparatus A description will be given with reference to the attached drawings.

まず、本実施形態である薄肉鋳片1について説明する。本実施形態である薄肉鋳片1は、凝固時の初晶がフェライト鉄である鋼材で構成されており、鋳片厚みに対する等軸晶の厚み比率が25%以上とされている。
具体的には、本実施形態である薄肉鋳片1は、C;0.001mass%以上0.055mass%以下、Si;0.10mass%以上4.15mass%以下、Mn;0.07mass%以上0.60mass%以下、P;0.15mass%以下、S;0.01mass%以下、Al;0.02mass%以上4.0mass%以下、Ti;0.20mass%以下、Cu;3.0mass%以下、を含む鋼材で構成されている。以下に、各元素を上述のように規定した理由について説明する。
First, the thin cast piece 1 which is this embodiment is demonstrated. The thin cast piece 1 according to the present embodiment is made of a steel material whose primary crystal upon solidification is ferritic iron, and the thickness ratio of the equiaxed crystal to the cast piece thickness is 25% or more.
Specifically, the thin cast slab 1 according to the present embodiment has C: 0.001 mass% to 0.055 mass%, Si: 0.10 mass% to 4.15 mass%, Mn: 0.07 mass% to 0 .60 mass% or less, P; 0.15 mass% or less, S; 0.01 mass% or less, Al; 0.02 mass% or more and 4.0 mass% or less, Ti; 0.20 mass% or less, Cu; 3.0 mass% or less, It is comprised with the steel material containing. Hereinafter, the reason why each element is defined as described above will be described.

(C)
Cは、鋼材の強度を向上させる作用効果を有する元素である。ここで、Cの含有量を0.001mass%未満とすることは、精錬コストが大幅に上昇するため好ましくない。一方、Cの含有量が0.055mass%を超えると加工性が劣化するため好ましくない。そこで、Cの含有量を0.001mass%以上0.055mass%以下の範囲内に設定している。
(C)
C is an element having an effect of improving the strength of the steel material. Here, it is not preferable that the C content is less than 0.001 mass% because the refining cost is significantly increased. On the other hand, if the C content exceeds 0.055 mass%, the workability deteriorates, which is not preferable. Therefore, the C content is set in the range of 0.001 mass% to 0.055 mass%.

(Si)
Siは、脱酸剤として作用する元素であり、特に、Al添加前の予備脱酸として添加される。また、電磁鋼の主成分として添加される。ここで、Siの含有量が0.10mass%未満では、脱酸効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Siの含有量が4.15mass%を超えると、靭性が低下し、鋳片の横割れ等が発生するおそれがある。そこで、Siの含有量を0.1mass%以上4.15mass%以下の範囲内に設定している。
(Si)
Si is an element that acts as a deoxidizer, and is particularly added as a preliminary deoxidation before the addition of Al. Moreover, it is added as a main component of electromagnetic steel. Here, if content of Si is less than 0.10 mass%, the deoxidation effect cannot fully be achieved. On the other hand, when the content of Si exceeds 4.15 mass%, the toughness is lowered, and there is a possibility that a lateral crack or the like of the slab is generated. Therefore, the Si content is set within a range of 0.1 mass% to 4.15 mass%.

(Mn)
Mnは、強度を向上させる作用効果を有する元素である。ここで、Mnの含有量が0.07mass%未満では、強度を十分に向上させることができない。一方、Mnの含有量が0.60mass%を超えると靭性が低下するため好ましくない。そこで、Mnの含有量を0.07mass%以上0.60mass%以下の範囲内に設定している。
(Mn)
Mn is an element having an effect of improving strength. Here, if the Mn content is less than 0.07 mass%, the strength cannot be sufficiently improved. On the other hand, if the Mn content exceeds 0.60 mass%, the toughness decreases, which is not preferable. Therefore, the Mn content is set within a range of 0.07 mass% to 0.60 mass%.

(P)
Pは、いわゆる固溶強化元素であり、鋼の強度を向上させる作用効果を有する。ここで、Pの含有量が0.15mass%を超えると、偏析した部位で鋳片割れが生じやすくなるため好ましくない。そこで、Pの含有量を0.15mass%以下に設定している。なお、下限は特に規定しないが、合理的なコストとの兼ね合いから、0.002mass%以上とすることが好ましい。
(P)
P is a so-called solid solution strengthening element and has an effect of improving the strength of steel. Here, when the content of P exceeds 0.15 mass%, it is not preferable because cracking of a cast piece is likely to occur at a segregated portion. Therefore, the P content is set to 0.15 mass% or less. The lower limit is not particularly defined, but is preferably 0.002 mass% or more in consideration of reasonable cost.

(S)
Sは、加工性及び靭性を低下させる有害元素である。そこで、上限を0.01mass%以下に限定している。なお、下限は特に規定しないが、精錬コストとの兼ね合いから、0.001mass%以上とすることが好ましい。
(S)
S is a harmful element that decreases workability and toughness. Therefore, the upper limit is limited to 0.01 mass% or less. In addition, although a minimum is not prescribed | regulated, it is preferable to set it as 0.001 mass% or more from balance with refining cost.

(Al)
Alは、脱酸剤として作用する元素である。また、比重を軽くする作用効果も有する。ここで、Alの含有量が0.02mass%未満では、脱酸剤として効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Alの含有量が4.0mass%を超えると靭性が低下するため好ましくない。そこで、Alの含有量を0.02mass%以上4.0mass%以下の範囲内に設定している。
(Al)
Al is an element that acts as a deoxidizer. It also has the effect of reducing the specific gravity. Here, if the Al content is less than 0.02 mass%, the effect as a deoxidizer cannot be sufficiently achieved. On the other hand, if the Al content exceeds 4.0 mass%, the toughness decreases, which is not preferable. Therefore, the Al content is set within a range of 0.02 mass% to 4.0 mass%.

(Ti)
Tiは、鋼の強度を向上させる作用効果を有する元素である。ここで、Tiの含有量が0.20mass%を超えると、粗大なTiNが生じ、靭性が低下する。そこで、Tiの含有量を0.20mass%以下に設定している。なお、下限は特に規定せず0mass%でもよいが、強度向上の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Tiの含有量を0.01mass%以上とすることが好ましい。
(Ti)
Ti is an element having an effect of improving the strength of steel. Here, when the Ti content exceeds 0.20 mass%, coarse TiN is generated, and the toughness is lowered. Therefore, the Ti content is set to 0.20 mass% or less. The lower limit is not particularly specified and may be 0 mass%. However, in order to ensure the effect of improving the strength, the content of Ti is preferably set to 0.01 mass% or more.

(Cu)
Cuは、鋼の強度を向上させる作用効果を有する元素である。ここで、Cuの含有量が3.0mass%を超えると、靭性が低下し、鋳片の横割れが生じるおそれがある。そこで、Cuの含有量を3.0mass%以下に設定している。なお、下限は特に規定せず0mass%でもよい。
(Cu)
Cu is an element having an effect of improving the strength of steel. Here, when the content of Cu exceeds 3.0 mass%, the toughness is lowered, and there is a possibility that a lateral crack of the slab occurs. Therefore, the Cu content is set to 3.0 mass% or less. The lower limit is not particularly defined and may be 0 mass%.

ここで、上述の組成範囲とされた鋼材は、割れが発生しやすく、熱延が困難であることから、本実施形態である薄肉鋳片の製造方法によって、例えば、厚みが0.8mm〜5.2mmの範囲内とされた薄肉鋳片1として製造される。   Here, the steel material having the composition range described above is susceptible to cracking and difficult to hot-roll, so that, for example, the thickness is 0.8 mm to 5 mm according to the method for manufacturing a thin cast slab according to this embodiment. It is manufactured as a thin cast slab 1 within a range of 2 mm.

次に、本実施形態であるスカム堰20、このスカム堰20を備えた薄肉鋳片の製造装置10について、図1及び図2を参照して説明する。
本実施形態である薄肉鋳片の製造装置10は、図1に示すように、一対の冷却ドラム11、11と、薄肉鋳片1を曲げるベンダーロール12、12と、薄肉鋳片1を支持するピンチロール13、13と、一対の冷却ドラム11、11の幅方向端部に配設されたサイド堰15と、これら一対の冷却ドラム11、11とサイド堰15とによって画成された溶鋼溜まり部16に対して溶鋼3を供給するタンディッシュ18及び浸漬ノズル19と、を備えている。
そして、溶鋼溜まり部16には、本実施形態であるスカム堰20が配設されている。詳述すると、図2に示すように、スカム堰20は、浸漬ノズル19と冷却ドラム11、11との間に配置され、一部が溶鋼3内に浸漬されている。なお、本実施形態では、スカム堰20は、矩形平板状をなしており、溶鋼3への浸漬深さDが5mm以上とされている。
Next, a scum weir 20 according to this embodiment and a thin cast slab manufacturing apparatus 10 including the scum weir 20 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the thin-walled slab manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment supports a pair of cooling drums 11 and 11, bender rolls 12 and 12 that bend the thin-walled slab 1, and the thin-walled slab 1. Pinch rolls 13, a pair of cooling drums 11, a side weir 15 disposed at an end in the width direction, and a molten steel pool portion defined by the pair of cooling drums 11, 11 and the side weir 15 A tundish 18 for supplying the molten steel 3 to the nozzle 16 and an immersion nozzle 19 are provided.
The molten steel reservoir 16 is provided with a scum weir 20 according to this embodiment. More specifically, as shown in FIG. 2, the scum weir 20 is disposed between the immersion nozzle 19 and the cooling drums 11 and 11, and a part thereof is immersed in the molten steel 3. In the present embodiment, the scum weir 20 has a rectangular flat plate shape, and the immersion depth D in the molten steel 3 is 5 mm or more.

このスカム堰20は、炭素を3mass%以上15mass%以下、フェライト鉄との格子整合度が6%以下である凝固核生成促進物質を5mass%以上、前記凝固核生成促進物質を含む金属酸化物を55mass%以上95mass%以下、を含む材料で構成されている。以下に、各成分を上述のように規定した理由について説明する。   The scum weir 20 is made of 3 mass% or more and 15 mass% or less of carbon, 5 mass% or more of a solidification nucleation promoting substance having a lattice matching with ferrite iron of 6% or less, and a metal oxide containing the solidification nucleation promoting substance. It is comprised with the material containing 55 mass% or more and 95 mass% or less. Below, the reason which prescribed | regulated each component as mentioned above is demonstrated.

(炭素)
炭素の含有量が3mass%未満であると、耐熱衝撃性が不足するため、スカム堰20の使用時、特に鋳造開始時に割れが発生するおそれがある。一方、炭素の含有量が15mass%を超えると、強度が低下するとともに溶損量が増加するため、スカム堰20の寿命が短くなるおそれがある。以上のことから、炭素の含有量を3mass%以上15mass%以下の範囲に設定している。
(carbon)
If the carbon content is less than 3 mass%, the thermal shock resistance is insufficient, so that cracking may occur when the scum weir 20 is used, particularly at the start of casting. On the other hand, if the carbon content exceeds 15 mass%, the strength decreases and the amount of erosion increases, so the life of the scum weir 20 may be shortened. From the above, the carbon content is set in the range of 3 mass% to 15 mass%.

(凝固核生成促進物質)
フェライト鉄との格子整合度が6%以下である凝固核生成促進物質は、スカム堰20と溶鋼3とが接触した部分において、スカム堰20の表面に初晶フェライト鉄の凝固核を生成させ、薄肉鋳片1における等軸晶比率を向上させるものである。この凝固核生成促進物質の含有量が5mass%未満の場合には、スカム堰20の表面に凝固核生成促進物質が十分に露出せず、凝固核の生成を促進できなくなるおそれがある。以上のことから、凝固核生成促進物質の含有量を5mass%以上としている。なお、上述のように、炭素を3mass%含有することから、凝固核生成促進物質の含有量の上限は97mass%となる。
(Coagulation nucleation promoting substance)
The solidification nucleation promoting substance having a lattice matching degree with ferrite iron of 6% or less generates solidification nuclei of primary ferrite iron on the surface of the scum weir 20 at the portion where the scum weir 20 and the molten steel 3 are in contact with each other. The equiaxed crystal ratio in the thin cast slab 1 is improved. When the content of the solidification nucleation promoting substance is less than 5 mass%, the solidification nucleation promoting substance is not sufficiently exposed on the surface of the scum weir 20 and the formation of solidification nuclei may not be promoted. From the above, the content of the solidification nucleation promoting substance is set to 5 mass% or more. As described above, since 3 mass% of carbon is contained, the upper limit of the content of the solidification nucleation promoting substance is 97 mass%.

(金属酸化物)
また、凝固核生成促進物質を含む金属酸化物の含有量が55mass%未満の場合には、耐溶損性が低下し、スカム堰20が早期に劣化するおそれがある。また、金属酸化物の含有量が95mass%を超える場合には、耐熱衝撃性が低下し、スカム堰20に割れが生じるおそれがある。以上のことから、凝固核生成促進物質を含む金属酸化物の含有量を55mass%以上95mass%以下の範囲に設定している。
(Metal oxide)
Further, when the content of the metal oxide containing the solidification nucleation promoting substance is less than 55 mass%, the resistance to melting loss is lowered, and the scum weir 20 may be deteriorated early. Moreover, when content of a metal oxide exceeds 95 mass%, a thermal shock resistance falls and there exists a possibility that the scum weir 20 may crack. From the above, the content of the metal oxide containing the solidification nucleation promoting substance is set in the range of 55 mass% or more and 95 mass% or less.

ここで、上述の凝固核生成促進物質として、TiN、TiC、β型SiC、MgO・Al、MgO、Remから選択される1種又は2種以上を含有することが好ましい。
また、上述の凝固核生成促進物質として、TiN、TiCから選択される1種又は2種以上と、MgO・Al、MgO、Remから選択される1種又は2種以上と、を併せて含有することがさらに好ましい。
Here, as the solidification nucleation promoting substance, it is preferable to contain one or more selected from TiN, TiC, β-type SiC, MgO · Al 2 O 3 , MgO, and Rem 2 O 3 .
Further, as the coagulation nucleation promoting substances described above, TiN, and one or more selected from TiC, MgO · Al 2 O 3 , MgO, 1 or two or more selected from Rem 2 O 3 and It is more preferable to contain these together.

また、このスカム堰20においては、前記凝固核生成促進物質及び前記金属酸化物の最大粒径は100μm以下、平均粒径が50μm以下とされており、炭素粒子の最大粒径が300μm以下、平均粒径が100μm以下とされている。   In the scum weir 20, the maximum particle size of the solidification nucleation promoting substance and the metal oxide is 100 μm or less, the average particle size is 50 μm or less, and the maximum particle size of carbon particles is 300 μm or less. The particle size is 100 μm or less.

次に、本実施形態であるスカム堰20を備えた薄肉鋳片の製造装置10による薄肉鋳片の製造方法について説明する。
一対の冷却ドラム11、11を回転方向Rに向けて、すなわち、一対の冷却ドラム11、11同士が近接する領域が鋳片の引抜方向(図1においては下方向)に向かうように、それぞれの冷却ドラム11、11を回転させる。
Next, the manufacturing method of the thin cast piece by the thin cast piece manufacturing apparatus 10 provided with the scum weir 20 which is this embodiment is demonstrated.
Each of the pair of cooling drums 11 and 11 is directed in the rotation direction R, that is, the region where the pair of cooling drums 11 and 11 are close to each other is directed in the drawing direction of the slab (downward in FIG. 1). The cooling drums 11 and 11 are rotated.

そして、一対の冷却ドラム11、11とサイド堰15とによって画成された溶鋼溜まり部16に、タンディッシュ18から浸漬ノズル19を介して溶鋼3が供給される。
なお、浸漬ノズル19からの吐出流は、浸漬されたスカム堰20に向かうように配置されている。これにより、スカム堰20の表面における溶鋼3の流速が10cm/sec以上とされている。
また、スカム堰20と冷却ドラム11との間の雰囲気がArガス雰囲気とされており、冷却ドラム11と凝固シェル5との間にArガスを介在させている。
さらに、浸漬ノズル19とスカム堰20との間で測定される溶鋼3の過熱度を3℃以上30℃以下の範囲内に設定している。
Then, the molten steel 3 is supplied from the tundish 18 through the immersion nozzle 19 to the molten steel pool 16 defined by the pair of cooling drums 11 and 11 and the side weir 15.
In addition, the discharge flow from the immersion nozzle 19 is arranged so as to be directed to the immersed scum weir 20. Thereby, the flow velocity of the molten steel 3 on the surface of the scum weir 20 is set to 10 cm / sec or more.
Further, the atmosphere between the scum weir 20 and the cooling drum 11 is an Ar gas atmosphere, and Ar gas is interposed between the cooling drum 11 and the solidified shell 5.
Furthermore, the superheat degree of the molten steel 3 measured between the immersion nozzle 19 and the scum weir 20 is set within a range of 3 ° C. or higher and 30 ° C. or lower.

溶鋼3が回転する冷却ドラム11に接触して冷却されることにより、冷却ドラム11の周面の上で凝固シェル5が成長し、一対の冷却ドラム11、11にそれぞれ形成された凝固シェル5、5同士がドラムキス点で圧着されることによって、所定厚みの薄肉鋳片1が鋳造される。
このとき、溶鋼溜まり部16に浸漬されたスカム堰20により、溶鋼溜まり部16に貯留された溶鋼3の上部に浮遊する介在物(スカム)が冷却ドラム11側へと混入することが防止され、薄肉鋳片1へのスカムの巻き込みが抑制される。また、スカム堰20により、冷却ドラム11の凝固開始点における溶鋼面の変動が抑制される。
When the molten steel 3 comes into contact with the rotating cooling drum 11 and is cooled, the solidified shell 5 grows on the peripheral surface of the cooling drum 11, and the solidified shell 5 formed on the pair of cooling drums 11, 11, respectively. The thin cast piece 1 having a predetermined thickness is cast by pressing the five members together at the drum kiss point.
At this time, the scum weir 20 immersed in the molten steel pool portion 16 prevents inclusions (scum) floating above the molten steel 3 stored in the molten steel pool portion 16 from entering the cooling drum 11 side, Involvement of the scum into the thin cast slab 1 is suppressed. Further, the scum weir 20 suppresses the fluctuation of the molten steel surface at the solidification start point of the cooling drum 11.

以上のような構成とされた本実施形態のスカム堰20、薄肉鋳片の鋳造方法及び薄肉鋳片の鋳造装置によれば、スカム堰20が凝固核生成促進物質を5mass%以上含む材料で構成されていることから、スカム堰20の表面において初晶フェライト鉄の凝固核の生成が促進される。この凝固核は、浸漬ノズル19からの溶鋼流によって溶鋼3中に分散し、等軸晶が発達する。よって、等軸晶の比率が高く、曲げ等によって割れが発生しにくい薄肉鋳片1を製造することが可能となる。具体的には、鋳片厚みに対する等軸晶の厚み比率が25%以上とされた薄肉鋳片1を製造することができる。   According to the scum weir 20, the thin cast slab casting method, and the thin cast slab casting apparatus of the present embodiment configured as described above, the scum weir 20 is composed of a material containing 5 mass% or more of a solidification nucleation promoting substance. Therefore, the generation of solidification nuclei of primary ferrite iron is promoted on the surface of the scum weir 20. The solidification nuclei are dispersed in the molten steel 3 by the molten steel flow from the immersion nozzle 19, and equiaxed crystals develop. Therefore, it is possible to manufacture the thin cast slab 1 that has a high ratio of equiaxed crystals and is not easily cracked by bending or the like. Specifically, the thin-walled slab 1 in which the thickness ratio of the equiaxed crystal to the slab thickness is 25% or more can be manufactured.

また、本実施形態であるスカム堰20においては、前記凝固核生成促進物質を含む金属酸化物を55mass%以上95mass%以下の範囲内で含有しているので、耐溶損性を確保することができるとともに、耐熱衝撃性を確保することができる。さらに、本実施形態であるスカム堰20においては、炭素を3mass%以上15mass%以下の範囲内で含有しているので、耐熱衝撃性を確保できるとともに、強度及び耐溶損性を確保することができる。   Further, in the scum weir 20 according to the present embodiment, the metal oxide containing the solidification nucleation promoting substance is contained in the range of 55 mass% or more and 95 mass% or less. At the same time, thermal shock resistance can be ensured. Furthermore, since the scum weir 20 according to the present embodiment contains carbon in the range of 3 mass% to 15 mass%, it is possible to ensure thermal shock resistance and to ensure strength and erosion resistance. .

また、本実施形態では、凝固核生成促進物質として、フェライト鉄との格子整合度が6%以下であるTiN、TiC、β型SiC、MgO・Al、MgO、Remから選択される1種又は2種以上を含有しているので、確実に凝固核の生成を促進することが可能となる。
さらに、凝固核生成促進物質として、TiN、TiCから選択される1種又は2種以上と、MgO・Al、MgO、Remから選択される1種又は2種以上と、を併せて含有しているので、凝固核の生成がさらに促進され、薄肉鋳片1における等軸晶の比率を確実に高くすることが可能となる。
In the present embodiment, the solidification nucleation promoting substance is selected from TiN, TiC, β-type SiC, MgO.Al 2 O 3 , MgO, and Rem 2 O 3 having a lattice matching with ferrite iron of 6% or less. Since it contains 1 type or 2 types or more, it becomes possible to accelerate | stimulate the production | generation of a solidification nucleus reliably.
Furthermore, the coagulation nucleation-promoting substances, TiN, and one or more selected from TiC, MgO · Al 2 O 3 , MgO, and one or more selected from Rem 2 O 3, the Since it contains together, the production | generation of a solidification nucleus is further accelerated | stimulated and it becomes possible to make the ratio of the equiaxed crystal in the thin cast slab 1 high reliably.

また、本実施形態では、凝固核生成促進物質及び金属酸化物の最大粒径が100μm以下、平均粒径が50μm以下とされているので、スカム堰20から凝固核生成促進物質及び金属酸化物が脱落して薄肉鋳片1に巻き込まれた場合であっても、薄肉鋳片1の表面欠陥となることを抑制できる。さらに、本実施形態では、炭素粒子の最大粒径が300μm以下、平均粒径が100μm以下とされているので、炭素粒子が脱落した場合でも、薄肉鋳片1の表面欠陥となることを抑制できる。なお、凝固核生成促進物質及び金属酸化物は、炭素粒子に比べて硬いことから、炭素粒子よりも粒径を小さく設定している。   In this embodiment, the solidification nucleation promoting substance and the metal oxide have a maximum particle size of 100 μm or less and an average particle size of 50 μm or less. Even if it is a case where it falls off and is wound around the thin cast slab 1, it is possible to suppress the surface defect of the thin cast slab 1. Furthermore, in this embodiment, since the maximum particle diameter of the carbon particles is 300 μm or less and the average particle diameter is 100 μm or less, even when the carbon particles fall off, it can be suppressed that the surface defects of the thin cast slab 1 occur. . Since the solidification nucleation promoting substance and the metal oxide are harder than the carbon particles, the particle size is set smaller than that of the carbon particles.

また、本実施形態においては、浸漬ノズル19からの吐出流は、浸漬されたスカム堰20に向かうように配置され、スカム堰20の表面における溶鋼3の流速が10cm/sec以上とされているので、スカム堰20の表面に生成した凝固核を溶鋼3中に分散させることができ、薄肉鋳片1における等軸晶の比率を高くすることが可能となる。   In the present embodiment, the discharge flow from the immersion nozzle 19 is arranged so as to face the immersed scum weir 20, and the flow rate of the molten steel 3 on the surface of the scum weir 20 is 10 cm / sec or more. The solidified nuclei generated on the surface of the scum weir 20 can be dispersed in the molten steel 3, and the ratio of equiaxed crystals in the thin cast slab 1 can be increased.

さらに、本実施形態においては、スカム堰20と冷却ドラム11との間の雰囲気をArガス雰囲気とし、冷却ドラム11と凝固シェル5との間に熱伝導率が比較的低いArガスを介在させているので、冷却ドラム11からの抜熱が抑制され、柱状晶の発達を抑えることができ、等軸晶の比率を高くすることが可能となる。
また、本実施形態においては、浸漬ノズル19とスカム堰20との間で測定される溶鋼3の過熱度を3℃以上30℃以下の範囲内に設定しているので、等軸晶化が促進され、薄肉鋳片1における等軸晶の比率をさらに高くすることが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, the atmosphere between the scum weir 20 and the cooling drum 11 is an Ar gas atmosphere, and Ar gas having a relatively low thermal conductivity is interposed between the cooling drum 11 and the solidified shell 5. Therefore, heat removal from the cooling drum 11 is suppressed, the development of columnar crystals can be suppressed, and the ratio of equiaxed crystals can be increased.
Moreover, in this embodiment, since the superheat degree of the molten steel 3 measured between the immersion nozzle 19 and the scum weir 20 is set within a range of 3 ° C. or more and 30 ° C. or less, equiaxed crystallization is promoted. Thus, the ratio of equiaxed crystals in the thin cast slab 1 can be further increased.

また、本実施形態である係る薄肉鋳片1は、C;0.001mass%以上0.055mass%以下、Si;0.10mass%以上4.15mass%以下、Mn;0.07mass%以上0.60mass%以下、P;0.15mass%以下、S;0.01mass%以下、Al;0.02mass%以上4.0mass%以下、Ti;0.20mass%以下、Cu;3.0mass%以下、を含む鋼材からなり、割れ等が生じやすい組成であるが、鋳片厚みに対する等軸晶の厚み比率が25%以上とされているので、曲げ応力が負荷された際に結晶粒界で割れが発生することを抑制できる。よって、薄肉鋳片1の鋳造中のコイラーまでの搬送途中や、巻き取り時に割れや破断が発生したり、冷間圧延時にエッジ割れや破断が発生したりすることを抑制できる。   Moreover, the thin cast 1 which is this embodiment is C; 0.001 mass% or more and 0.055 mass% or less, Si; 0.10 mass% or more and 4.15 mass% or less, Mn; 0.07 mass% or more and 0.60 mass% %: P: 0.15 mass% or less, S: 0.01 mass% or less, Al: 0.02 mass% or more and 4.0 mass% or less, Ti: 0.20 mass% or less, Cu: 3.0 mass% or less It is made of steel and has a composition that tends to cause cracks, but since the thickness ratio of equiaxed crystals to the slab thickness is 25% or more, cracks occur at the grain boundaries when bending stress is applied. This can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks and breaks during conveyance of the thin cast slab 1 to the coiler during casting, winding during winding, and edge cracks and breaking during cold rolling.

以上、本発明の実施形態であるスカム堰、薄肉鋳片の製造方法、薄肉鋳片の製造装置及び薄肉鋳片について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、ベンダーロール及びピンチロールを配設したもので説明したが、これらのロール等の配置に限定はなく、適宜設計変更してもよい。また、タンディシュ、浸漬ノズル等の構成は、本実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更してもよい。
As described above, the scum weir, the method for producing a thin cast piece, the thin cast piece manufacturing apparatus, and the thin cast piece according to the embodiment of the present invention have been specifically described, but the present invention is not limited to this, Modifications can be made as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
For example, in the present embodiment, the description has been made with the bender roll and the pinch roll provided, but the arrangement of these rolls and the like is not limited, and the design may be changed as appropriate. Further, the configuration of the tundish, the immersion nozzle, etc. is not limited to this embodiment, and the design may be changed as appropriate.

本実施形態では、C;0.001mass%以上0.055mass%以下、Si;0.10mass%以上4.15mass%以下、Mn;0.07mass%以上0.60mass%以下、P;0.15mass%以下、S;0.01mass%以下、Al;0.02mass%以上4.0mass%以下、Ti;0.20mass%以下、Cu;3.0mass%以下、を含む鋼材を対象としたが、これに限定されることはなく、他の鋼材を対象としてもよい。   In the present embodiment, C: 0.001 mass% or more and 0.055 mass% or less, Si: 0.10 mass% or more and 4.15 mass% or less, Mn: 0.07 mass% or more and 0.60 mass% or less, P: 0.15 mass% In the following, steels including S; 0.01 mass% or less, Al; 0.02 mass% to 4.0 mass%, Ti; 0.20 mass% or less, Cu; 3.0 mass% or less, were targeted. There is no limitation, and other steel materials may be targeted.

また、本実施形態では、凝固核生成促進物質として、TiN、TiC、β型SiC、MgO・Al、MgO、Remを例示したが、これに限定されることはなく、フェライト鉄との格子整合度が6%以下である他の物質であってもよい。
スカム堰と冷却ドラムとの間の雰囲気をArガスとしたもので説明したが、これに限定されることはなく、他のガス雰囲気としてもよい。
In the present embodiment, TiN, TiC, β-type SiC, MgO.Al 2 O 3 , MgO, and Rem 2 O 3 are exemplified as solidification nucleation promoting substances. However, the present invention is not limited to this, and ferrite Another substance having a lattice matching degree with iron of 6% or less may be used.
Although the explanation has been made assuming that the atmosphere between the scum weir and the cooling drum is Ar gas, the present invention is not limited to this, and another gas atmosphere may be used.

以下に、本発明の効果を確認すべく、スカム堰を構成する耐火材の組成を変更して実施した比較実験結果について説明する。
ここで、後述するすべての耐火材において、炭素粒子の最大粒径は300μm以下、平均粒径100μm以下、酸化物、炭化物、窒化物の最大粒径は100μm以下、平均粒径50μm以下とした。
Below, in order to confirm the effect of this invention, the comparative experiment result implemented by changing the composition of the refractory material which comprises a scum weir is demonstrated.
Here, in all the refractory materials described later, the maximum particle size of carbon particles was 300 μm or less, the average particle size was 100 μm or less, and the maximum particle sizes of oxide, carbide, and nitride were 100 μm or less and the average particle size was 50 μm or less.

図1及び図2に示す薄肉鋳片の製造装置において、表1及び表2に示す組成のスカム堰を用いて、C;0.05mass%、Si;0.15mass%、Mn;0.6mass%、P;0.1mass%、S;0.007mass%、Al;0.038mass%、Cu;1.5mass%を含有する鋼材からなる薄肉鋳片を、以下の条件で鋳造した。   In the apparatus for manufacturing a thin cast slab shown in FIGS. 1 and 2, C: 0.05 mass%, Si: 0.15 mass%, Mn: 0.6 mass% using a scum weir having the composition shown in Tables 1 and 2 P: 0.1 mass%, S: 0.007 mass%, Al: 0.038 mass%, Cu: A thin-walled slab made of steel containing 1.5 mass% was cast under the following conditions.

冷却ドラムの直径 : 1200mm
鋳造速度 : 平均50m/min
鋳造幅 : 1300mm
スカム堰浸漬深さ : 15mm
スカム堰/冷却ドラム間の流速 : 20cm/sec以上
ノズル側のスカム堰に面した溶鋼の流速 : 15cm/sec以上
溶鋼プール内の過熱度 : 25℃目標、20〜30℃の範囲内
鋳造雰囲気 : Ar
鋳造厚み : 平均3.0mm
鋳造量 : 10ton
Diameter of cooling drum: 1200mm
Casting speed: Average 50m / min
Casting width: 1300mm
Scum weir immersion depth: 15 mm
Flow velocity between the scum weir / cooling drum: 20 cm / sec or more Flow velocity of molten steel facing the scum weir on the nozzle side: 15 cm / sec or more Superheat degree in the molten steel pool: 25 ° C target, within a range of 20-30 ° C Casting atmosphere: Ar
Casting thickness: Average 3.0mm
Casting amount: 10ton

ここで、表3及び表4に、フェライト鉄との格子整合度が6%以下である凝固核生成促進物質の合計質量%をpとして表示した。なお、pは、以下の式で算出した。
p=%TiN+%TiC+%β-SiC+%MgO・Al2O3+%MgO+%Rem2O3
また、表3及び表4に、金属酸化物の合計質量%をqとして表示した。なお、qは、以下の式で算出した。
q=%Al2O3+%SiO2+%ZrO2+(他の酸化物)+%MgO・Al2O3+%MgO+%Rem2O3
Here, in Tables 3 and 4, the total mass% of the solidification nucleation promoting substances whose lattice matching with ferrite iron is 6% or less is indicated as p. In addition, p was calculated by the following formula.
p =% TiN +% TiC +% β-SiC +% MgO ・ Al 2 O 3 +% MgO +% Rem 2 O 3
Moreover, in Table 3 and Table 4, the total mass% of the metal oxide was displayed as q. In addition, q was computed with the following formula | equation.
q =% Al 2 O 3 +% SiO 2 +% ZrO 2 + (other oxides) +% MgO · Al 2 O 3 +% MgO +% Rem 2 O 3

(薄肉鋳片の等軸晶の比率)
得られた薄肉鋳片の等軸晶の比率を測定した。鋳片1/4幅、1/2幅、3/4幅部の断面の凝固組織を観察し、各位置の(等軸晶厚み)/(鋳片全厚み)×100(%)を算出し、3ヶ所の平均値を代表値とした。評価結果を表3,4に示す。
(Ratio of equiaxed crystals in thin-walled slabs)
The ratio of equiaxed crystals of the obtained thin cast slab was measured. Observe the solidification structure of the slab 1/4 width, 1/2 width, and 3/4 width section, and calculate (equal axis thickness) / (total slab thickness) × 100 (%) at each position. The average value of three locations was used as a representative value. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.

(スカム堰の耐溶損性の評価)
鋳造終了後のスカム堰を回収し、片面における鋳造後の溶損深さの最大値が0.5mm以上の場合を×、0.5mm未満の場合を○とした。評価結果を表3,4に示す。
(Evaluation of scum weir resistance)
The scum weir after the completion of casting was collected, and the case where the maximum value of the erosion depth after casting on one side was 0.5 mm or more was rated as x, and the case where it was less than 0.5 mm was marked as ○. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.

(スカム堰の耐熱衝撃性の評価)
鋳造終了後のスカム堰を回収し、スカム堰の表面に、長さ3mm以上の亀裂が見られた場合を×、それ以外の場合を○とした。なお、亀裂は、特にスカム堰先端の角部に発生することが多い。評価結果を表3,4に示す。
(Evaluation of thermal shock resistance of scum weir)
The scum weir after the completion of casting was collected, and the case where a crack of 3 mm or more in length was seen on the surface of the scum weir was rated as x, and the case other than that was marked as ◯. In many cases, cracks often occur at the corner of the scum weir tip. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.

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炭素含有量が3%未満とされた比較例28においては、耐熱衝撃性が不十分であり、鋳造終了後のスカム堰に亀裂が生じた。
炭素含有量が15%超とされた比較例29においては、鋳造中に脱炭が進行してしまい、鋳造終了後のスカム堰の溶損深さが0.5mm以上であった。
核生成促進物質の合計量pが5mass%未満とされた比較例30〜38においては、等軸晶の比率が25%に達しなかった。
金属酸化物の合計量qが55mass%未満とされた比較例39においては、耐溶損性が不十分であった。
金属酸化物の合計量qが95mass%超とされた比較例40においては、耐熱衝撃性が不十分であった。
In Comparative Example 28 in which the carbon content was less than 3%, the thermal shock resistance was insufficient, and cracks occurred in the scum weir after casting.
In Comparative Example 29 in which the carbon content was more than 15%, decarburization progressed during casting, and the scum weir depth after casting was 0.5 mm or more.
In Comparative Examples 30 to 38 in which the total amount p of nucleation promoting substances was less than 5 mass%, the ratio of equiaxed crystals did not reach 25%.
In Comparative Example 39, in which the total amount q of the metal oxide was less than 55 mass%, the resistance to melting loss was insufficient.
In Comparative Example 40 in which the total amount q of the metal oxide was over 95 mass%, the thermal shock resistance was insufficient.

これに対して、本発明例1〜27においては、等軸晶の比率が高く、かつ、耐溶損性、耐熱衝撃性に優れていた。
また、本発明例20〜27は、(a)TiN、TiCから選択される物質の1種または2種以上と、(b)MgO・Al、MgO、Remから選択される物質の1種または2種以上とを併せて添加した耐火物を用いたものである。
p(凝固核生成促進物質の合計質量%)が同一のものと比較すると、上記(a)から選択される物質のみ、あるいは上記(b)から選択される物質のみを添加した場合よりも、(a)と(b)からそれぞれ選択した物質を併せて添加した場合に、等軸晶の比率が増加していることが確認される。
On the other hand, in the inventive examples 1 to 27, the ratio of equiaxed crystals was high, and the melt resistance and thermal shock resistance were excellent.
Inventive Examples 20 to 27 are selected from (a) one or more materials selected from TiN and TiC, and (b) MgO.Al 2 O 3 , MgO, and Rem 2 O 3. A refractory to which one or more of the substances are added in combination is used.
Compared with the case where p (total mass% of coagulation nucleation promoting substances) is the same, compared to the case where only the substance selected from (a) above or only the substance selected from (b) above is added ( When the substances selected from a) and (b) are added together, it is confirmed that the ratio of equiaxed crystals is increased.

具体的には、p=5mass%とされた本発明例1,5,7,11,13,15の等軸晶の比率が30%未満であるのに対して、本発明例20,21,25の等軸晶の比率は36%以上とされている。また、p=60mass%とされた本発明例18の等軸晶の比率が67%であるのに対して、本発明例24,27の等軸晶の比率は74%以上とされている。   Specifically, while the ratio of equiaxed crystals of Invention Examples 1, 5, 7, 11, 13, and 15 in which p = 5 mass% is less than 30%, Invention Examples 20, 21, The ratio of 25 equiaxed crystals is 36% or more. Further, the ratio of equiaxed crystals in Invention Example 18 in which p = 60 mass% is 67%, whereas the ratio of equiaxed crystals in Invention Examples 24 and 27 is 74% or more.

次に、スカム堰を構成する耐火材の組成を固定し、各種鋼種に対する効果を評価した。
スカム堰を構成する耐火物の組成は、実施例1の本発明例2に示したC;10mass%、Al;75mass%、TiN;11mass%、TiO;4mass%を含有するものとした。なお、スカム堰の原料の粒径を表5,6に示すように規定した。
Next, the composition of the refractory material constituting the scum weir was fixed, and the effect on various steel types was evaluated.
The composition of the refractory constituting the scum weir includes C: 10 mass%, Al 2 O 3 ; 75 mass%, TiN: 11 mass%, TiO 2 ; 4 mass% shown in Invention Example 2 of Example 1. did. The particle size of the raw material for the scum weir was defined as shown in Tables 5 and 6.

また、鋼種の組成は、表5,6に示すように規定した。
本発明例101〜104は、銅含有高リン低炭素鋼で、雰囲気と溶鋼プール過熱度を変更した。
本発明例105〜107と、比較例120,121は、高Al鋼で、過熱度を変更した。
本発明例108〜114と、比較例122〜124は、高Si鋼で、雰囲気や過熱度、流速、耐火物原料粉末の粒径を変更した。
本発明例115〜119と、比較例125、126は、高Si、高P、高Al、高Cuを含有する非常に脆化し易い鋼種で、雰囲気や過熱度を変更した。
なお、表2に示した条件以外の、他の鋳造条件は実施例1と同様とした。
The composition of the steel type was specified as shown in Tables 5 and 6.
Invention Examples 101 to 104 are copper-containing high-phosphorus low-carbon steels, and the atmosphere and the molten steel pool superheat degree were changed.
Invention Examples 105 to 107 and Comparative Examples 120 and 121 are high Al steel, and the degree of superheat was changed.
Invention Examples 108 to 114 and Comparative Examples 122 to 124 are high Si steels, and the atmosphere, superheat, flow rate, and particle size of the refractory material powder were changed.
Invention Examples 115 to 119 and Comparative Examples 125 and 126 are highly fragile steel types containing high Si, high P, high Al, and high Cu, and the atmosphere and superheat degree were changed.
The casting conditions other than the conditions shown in Table 2 were the same as those in Example 1.

(溶鋼の流速)
鋳造時における溶鋼の流速を測定した。表7,8には、スカム堰と冷却ドラム間、あるいはスカム堰の浸漬ノズル側に面した溶鋼の流速のいずれか低い方の流速を記した。なお、湯面モニター画像で溶鋼表面に浮遊するスカムの移動速度より算出した。
(Velocity of molten steel)
The flow rate of molten steel during casting was measured. In Tables 7 and 8, the flow velocity between the scum weir and the cooling drum or the flow velocity of the molten steel facing the immersion nozzle side of the scum weir is the lower one. In addition, it computed from the moving speed of the scum which floats on the molten steel surface in the molten metal surface monitor image.

(地金付着の評価)
鋳造後のスカム堰を観察し、最大長さ5mm以上の地金が、スカム堰(浸漬ノズル側の面、冷却ドラム側の面のいずれも可)に付着していた場合を×、4mm以下の場合を○とした。評価結果を表7,8に示す。
(Evaluation of metal adhesion)
The scum weir after casting was observed, and the case where a metal bar with a maximum length of 5 mm or more was attached to the scum weir (both the surface on the immersion nozzle side and the surface on the cooling drum side) x 4 mm or less The case was marked with ○. The evaluation results are shown in Tables 7 and 8.

(操業性の評価)
鋳造中に地金を冷却ドラム間に巻込み、ドラムキス点を通過する際に冷却ドラム間が開いて、未凝固部を含んだ局部的な鋳片高温部が発生した場合を×、未発生の場合は○とした。評価結果を表7,8に示す。
(Evaluation of operability)
When the metal core is wound between the cooling drums during casting and the space between the cooling drums is opened when passing through the drum kiss point, a local high-temperature slab part including an unsolidified part is generated. In the case, it was set as ○. The evaluation results are shown in Tables 7 and 8.

(鋳片横割れ)
コイラー巻取り後、室温まで冷却してから鋳片を巻き戻し、横割れの有無を調査した。鋳片長さ1mあたり1個以上の場合を×、1個未満の場合を○とした。評価結果を表7,8に示す。
(Slab side crack)
After winding the coiler, it was cooled to room temperature, and then the slab was rewound to investigate the presence of transverse cracks. The case of 1 or more per 1 m of slab length was evaluated as x and the case of less than 1 was evaluated as ◯. The evaluation results are shown in Tables 7 and 8.

(冷延板の割れ)
横割れの無い部位を、67%の圧下率で冷間圧延し、長さ100mm以上の横割れが発生した場合を×、未発生の場合を○とした。評価結果を表7,8に示す。
(Crack of cold-rolled sheet)
The part where there was no transverse crack was cold-rolled at a reduction rate of 67%, and the case where a transverse crack with a length of 100 mm or more occurred was marked as x, and the case where it did not occur was marked as ◯. The evaluation results are shown in Tables 7 and 8.

(冷延板の表面疵)
冷延板表面を目視観察し、長さ5mm以上の表面疵が長さ1mあたり3個以上発生した場合を×、1個以上3個未満発生した場合を○、1個未満の場合を◎と評価した。評価結果を表7,8に示す。
(Cold rolled sheet surface)
When the surface of the cold-rolled sheet is visually observed, when 3 or more surface wrinkles of 5 mm or more are generated per 1 m in length, × when 1 or more and less than 3 are generated, ○ when less than 1 evaluated. The evaluation results are shown in Tables 7 and 8.

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比較例122は、ノズル側のスカム堰に面した溶鋼の流速が10cm/秒未満だったため、スカム堰に地金が付着し、操業中に剥離して冷却ドラム間に巻き込まれたため、局部的高温部が発生した。
比較例120、125は、溶鋼溜まり部の過熱度が30℃を超えたため、等軸晶の比率が25%未満であり、そのため、鋳片横割れと冷延板の割れが発生し、いずれの評価も×であった。
比較例121、126は、溶鋼溜まり部の過熱度が3℃未満だったため、スカム堰表面に地金が付着しており、地金付着の評価は×であった。そして、操業中に地金を巻き込んで、未凝固部を含んだ局部的高温部が発生したため、操業性は×であった。
比較例123、124は、耐火物原料の粒径が規定範囲を超えており、鋳造中に脱落し鋳片に巻込まれた粗大な粒子が原因となって、冷延板に長さ5mm以上の表面疵が発生したため、冷延板表面疵が×であった。
In Comparative Example 122, since the flow rate of the molten steel facing the scum weir on the nozzle side was less than 10 cm / second, the metal was attached to the scum weir, peeled off during operation, and caught between the cooling drums. Part occurred.
In Comparative Examples 120 and 125, since the superheat degree of the molten steel pool exceeded 30 ° C, the ratio of equiaxed crystals was less than 25%. Therefore, the slab transverse crack and the cold rolled sheet crack occurred, Evaluation was also x.
In Comparative Examples 121 and 126, the degree of superheat of the molten steel pool portion was less than 3 ° C., so that the metal was attached to the surface of the scum weir, and the evaluation of metal adhesion was x. And since the local high temperature part including the non-solidified part generate | occur | produced by involving the bullion during operation, the operability was x.
In Comparative Examples 123 and 124, the particle diameter of the refractory raw material exceeds the specified range, and due to the coarse particles that fall off during casting and are wound into the slab, the length of the cold rolled sheet is 5 mm or more. Since surface flaws occurred, the cold-rolled plate surface flaws were x.

これに対して、本発明例101−119においては、大きな地金の付着がなく、操業性も良好であった。また、等軸晶の比率も高く、鋳片の横割れ、冷延板の割れ、冷延板の表面疵の評価も良好であった。   On the other hand, in this invention example 101-119, there was no adhesion of a big metal, and operativity was also favorable. Further, the ratio of equiaxed crystals was high, and the evaluation of the lateral crack of the slab, the crack of the cold-rolled plate, and the surface defect of the cold-rolled plate was also good.

以上の結果から、本発明に係るスカム堰、薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置によれば、等軸晶の比率を向上させることができ、割れ等の発生を抑制可能な高品質な薄肉鋳片を製造できることが確認された。   From the above results, according to the scum weir, the method for producing a thin-walled slab and the apparatus for producing a thin-walled slab according to the present invention, the ratio of equiaxed crystals can be improved and the occurrence of cracks and the like can be suppressed. It was confirmed that a quality thin-walled slab could be produced.

1 薄肉鋳片
3 溶鋼
5 凝固シェル
10 薄肉鋳片の製造装置
11 冷却ドラム
15 サイド堰
16 溶鋼溜まり部
19 浸漬ノズル
20 スカム堰
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin-walled slab 3 Molten steel 5 Solidified shell 10 Thin-walled slab manufacturing apparatus 11 Cooling drum 15 Side weir 16 Molten steel pool part 19 Immersion nozzle 20 Scum weir

Claims (7)

回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶鋼溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶鋼を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法で用いられるスカム堰であって、
炭素の含有量が3mass%以上15mass%以下であり、フェライト鉄との格子整合度が6%以下である凝固核生成促進物質の1種又は2種以上の合計含有量が5mass%以上97mass%以下、金属酸化物の1種又は2種以上の合計含有量が55mass%以上95mass%以下であることを特徴とするスカム堰。
A molten steel is supplied to a molten steel reservoir formed by a pair of rotating cooling drums and a pair of side weirs through an immersion nozzle, and a solidified shell is formed and grown on the peripheral surface of the cooling drum to produce a thin cast slab. A scum weir used in a method for manufacturing a thin-walled slab,
The total content of one or more solidification nucleation promoting substances having a carbon content of 3 mass% or more and 15 mass% or less and a lattice matching degree with ferrite iron of 6% or less is 5 mass% or more and 97 mass% or less. The scum weir is characterized in that the total content of one or more metal oxides is 55 mass% or more and 95 mass% or less.
前記凝固核生成促進物質として、TiN、TiC、β型SiC、MgO・Al、MgO、Remから選択される1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のスカム堰。 2. The solidification nucleation promoting substance contains one or more selected from TiN, TiC, β-type SiC, MgO.Al 2 O 3 , MgO, and Rem 2 O 3. Scum weir as described in 前記凝固核生成促進物質として、TiN、TiCから選択される1種又は2種以上と、MgO・Al、MgO、Remから選択される1種又は2種以上と、を併せて含有することを特徴とする請求項1に記載のスカム堰。 As the coagulation nucleation promoting substance, together TiN, and one or more selected from TiC, MgO · Al 2 O 3 , MgO, and one or more selected from Rem 2 O 3, the The scum weir according to claim 1, wherein the scum weir is contained. 前記凝固核生成促進物質及び前記金属酸化物の最大粒径が100μm以下、平均粒径が50μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のスカム堰。   2. The scum weir according to claim 1, wherein the solidification nucleation promoting substance and the metal oxide have a maximum particle size of 100 μm or less and an average particle size of 50 μm or less. 回転する一対の冷却ドラム一対のサイド堰によって形成された溶鋼溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶鋼を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法であって、
前記溶鋼溜まり部に、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のスカム堰を配置し、
前記浸漬ノズルと前記スカム堰との間で測定される溶鋼の過熱度を3℃以上30℃以下の範囲内に設定するとともに、
前記スカム堰の表面における前記溶鋼の流速が10cm/sec以上とすることを特徴とする薄肉鋳片の製造方法。
A pair of rotating cooling drums is supplied to the molten steel pool formed by a pair of side weirs through an immersion nozzle, and a solidified shell is formed and grown on the peripheral surface of the cooling drum to produce a thin cast slab. A method for producing a thin slab comprising:
The scum weir according to any one of claims 1 to 4 is disposed in the molten steel pool portion,
While setting the superheat degree of the molten steel measured between the immersion nozzle and the scum weir within a range of 3 ° C. or more and 30 ° C. or less,
A method for producing a thin cast slab, wherein a flow rate of the molten steel on the surface of the scum weir is 10 cm / sec or more.
前記スカム堰と前記冷却ドラムとの間の雰囲気をArとすることを特徴とする請求項5に記載の薄肉鋳片の製造方法。   The method for producing a thin cast slab according to claim 5, wherein an atmosphere between the scum weir and the cooling drum is Ar. 回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶鋼溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶鋼を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造装置であって、
前記溶鋼溜まり部には、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のスカム堰が配設されていることを特徴とする薄肉鋳片の製造装置。
A molten steel is supplied to a molten steel reservoir formed by a pair of rotating cooling drums and a pair of side weirs through an immersion nozzle, and a solidified shell is formed and grown on the peripheral surface of the cooling drum to produce a thin cast slab. An apparatus for producing thin-walled slabs,
The scum weir according to any one of claims 1 to 4 is disposed in the molten steel pool part.
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