JP6561778B2 - Slab manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、凝固する際に初晶としてγ相（γ−Ｆｅ）が晶出するγ凝固鋼からなり、微細な凝固組織を有する鋳片の製造方法に関するものである。 The present invention, gamma phase as the primary crystal in the solidification (gamma-Fe) consists gamma coagulation steel crystallization, a method of manufacturing a that slab having a fine solidification structure.
一般に、上述のγ凝固鋼からなる鋳片は、連続鋳造法によって製造される。ここで、鋼の連続鋳造においては、鋳片の中心部に生成する偏析やポロシティを防止することは極めて重要である。これらの欠陥は、凝固収縮による固液共存域での負圧の生成にともなって発生する液相の流動や空隙の生成に起因することから、特許文献１に述べられているように、凝固末期に鋳片に対して凝固収縮に見合う量を圧下する軽圧下法が提案され、中心偏析やポロシティの低減に効果を発揮している。 Generally, the slab made of the above-mentioned γ-solidified steel is manufactured by a continuous casting method. Here, in the continuous casting of steel, it is extremely important to prevent segregation and porosity generated at the center of the slab. These defects are caused by the flow of the liquid phase and the generation of voids generated with the generation of the negative pressure in the solid-liquid coexistence region due to the solidification shrinkage, and as described in Patent Document 1, as described in Patent Document 1, In addition, a light reduction method that reduces the amount commensurate with the solidification shrinkage of the slab has been proposed, and is effective in reducing center segregation and porosity.
さらに、ブルームやビレットなどでは、柱状晶よりも等軸晶で凝固させるほうが、中心偏析やポロシティを分散させて小さくする上で有利とされている。そのため、特許文献２で述べられているように、鋳型内や２次冷却帯に設置した電磁撹拌装置により溶鋼を撹拌し、等軸晶を生成させることが提案され、実用化している。また電磁撹拌で等軸晶を生成させた上で、凝固末期に軽圧下により凝固収縮を補償する技術も知られている。
しかしながら、電磁撹拌で生成させた等軸晶は、溶鋼の給湯温度が高い場合には等軸晶の粒径が大きく、大きな等軸晶粒の間に生成する偏析やポロシティは必ずしも微細にならなかった。
Furthermore, for blooms and billets, solidification with equiaxed crystals rather than columnar crystals is advantageous in terms of dispersing and reducing central segregation and porosity. Therefore, as described in Patent Document 2, it has been proposed and put into practical use that a molten steel is stirred by an electromagnetic stirring device installed in a mold or in a secondary cooling zone to generate equiaxed crystals. In addition, a technique is known in which equiaxed crystals are generated by electromagnetic stirring and solidification shrinkage is compensated by light pressure at the end of solidification.
However, the equiaxed crystal produced by electromagnetic stirring has a large grain size of the equiaxed crystal when the molten steel hot water temperature is high, and the segregation and porosity produced between the large equiaxed grains are not necessarily fine. It was.
一方、鋳片の等軸晶率は鋳型内に給湯される溶鋼の温度に依存し、溶鋼温度が低いほどすなわち溶鋼の液相線温度からの過熱度が小さいほど、等軸晶が生成しやすいことが知られている。しかしながら、溶鋼温度が低下するとノズルの閉塞を招くため、連続鋳造プロセスにおいて安定的に低温で給湯することは工業的に容易ではない。 On the other hand, the equiaxed crystal ratio of the slab depends on the temperature of the molten steel supplied into the mold, and the lower the molten steel temperature, that is, the smaller the degree of superheat from the liquidus temperature of the molten steel, the easier it is to produce equiaxed crystals. It is known. However, when the molten steel temperature is lowered, the nozzle is blocked, so it is not industrially easy to supply hot water stably at a low temperature in the continuous casting process.
また、特許文献３では、γ−Ｆｅを凝固初晶とするγ凝固鋼に、Ｚｒ添加することにより、微細なＺｒＯ２を溶鋼中に生成させ、これをγ−Ｆｅの接種核として作用させることで微細な等軸晶組織を得る方法が述べられている。
しかしながら、Ｚｒを添加した溶鋼は、溶鋼中でＺｒＯ２がクラスタリングし、このクラスタリングしたＺｒＯ２が耐火物に付着することで、タンディッシュのノズルを閉塞させるという問題があり、これを工業的に利用することは必ずしも容易ではない。
In Patent Document 3, the gamma coagulation steel the gamma-Fe and the solidified primary crystal, by adding Zr, that is generated in the molten steel a fine ZrO 2, to act it as inoculum nucleus of gamma-Fe And a method for obtaining a fine equiaxed crystal structure is described.
However, molten steel to which Zr is added has a problem that ZrO 2 is clustered in the molten steel and the clustered ZrO 2 adheres to the refractory, thereby blocking the tundish nozzle, which is used industrially. It is not always easy to do.
本発明は、鋳造時におけるノズル閉塞の発生を抑制するとともに、酸化物を接種核として利用し、微細な等軸晶を生成させることが可能な鋳片の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention is to suppress the occurrence of nozzle clogging during casting, using the oxide as inoculum nucleus, and an object thereof is to provide a method of manufacturing capable of produce a fine equiaxed cast piece .
本発明者らは、鋳片における中心偏析、ポロシティを低減するため、種々の酸化物についてその接種効果を実験室的に検討した。
その結果、通常のＡｌ脱酸又はＴｉ脱酸を実施した後に、Ｚｒに加えてＣａを添加したところ、Ｚｒを添加した時と同様に、微細な等軸晶組織が得られた。鋳片の内部から顕微鏡観察用の試験片を切り出し、介在物（酸化物）の個数をカウントしたところ、Ｚｒのみを添加した場合に比べて、１〜５μｍの粒径の介在物が３〜５倍程度多く存在していることが分かった。また介在物の成分分析を行ったところ、介在物はＺｒＯ２単体として存在しているものもあったが、ＺｒＯ２とＣａＯなどが混在している酸化物もあった。このようにＣａを添加することで、接種核として働くと思われるＺｒＯ２の比率は減るものの、介在物全体の個数が増加するため、Ｚｒのみ添加した場合と同様に等軸晶が微細になると考えられる。また実機での製鋼工程において、Ｚｒに加えてＣａを添加して鋳造実験を行ったところ、ノズル閉塞を起こすことなく安定的に鋳造ができた。これはＺｒＯ２単独の酸化物よりも、ＣａＯとＺｒＯ２が共存する酸化物のほうが、溶鋼中でクラスタリングしにくいことが原因であると考えられる。
In order to reduce the center segregation and porosity in the slab, the present inventors studied the inoculation effect of various oxides in a laboratory.
As a result, after carrying out normal Al deoxidation or Ti deoxidation, when Ca was added in addition to Zr, a fine equiaxed crystal structure was obtained in the same manner as when Zr was added. When a specimen for microscopic observation was cut out from the inside of the slab and the number of inclusions (oxides) was counted, inclusions with a particle size of 1 to 5 μm were 3 to 5 in comparison with the case where only Zr was added. It was found that there are about twice as many. Moreover, when the component analysis of inclusions was performed, some inclusions existed as ZrO 2 alone, but there were oxides in which ZrO 2 and CaO were mixed. When Ca is added in this way, the ratio of ZrO 2 that seems to work as inoculum nuclei is reduced, but the total number of inclusions increases, so that equiaxed crystals become fine as in the case of adding only Zr. Conceivable. In addition, in a steelmaking process using an actual machine, a casting experiment was conducted by adding Ca in addition to Zr. As a result, stable casting was possible without causing nozzle clogging. This is considered to be because the oxide in which CaO and ZrO 2 coexist is more difficult to cluster in the molten steel than the oxide of ZrO 2 alone.
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
（１）凝固初晶がγ−Ｆｅである溶鋼に、質量比で、Ｚｒを５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下の範囲内およびＣａを５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下の範囲内で添加し、質量比で、ＺｒＯ２を５％以上９０％以下の範囲内、ＣａＯを１％以上３０％以下の範囲内で含む酸化物を生成させ、この溶鋼を連続鋳造装置の鋳型に給湯して連続鋳造を行うことを特徴とする鋳片の製造方法。
（２）前記鋳型に給湯される前記溶鋼を貯留するタンディッシュにおいて、溶鋼過熱度が１０℃以上３０℃以下の範囲内とされていることを特徴とする（１）に記載の鋳片の製造方法。
（３）鋳造時に電磁撹拌を行うことを特徴とする（１）又は（２）に記載の鋳片の製造方法。
This invention is made | formed based on the said knowledge, The summary is as follows.
(1) To a molten steel whose solidification primary crystal is γ-Fe, Zr is added in a mass ratio within a range of 5 ppm to 30 ppm and Ca is added in a range of 5 ppm to 20 ppm, and ZrO 2 is added in a mass ratio of 5 An oxide containing CaO in the range of 1% to 30% is generated in the range of not less than 90% and not more than 90%, and the molten steel is supplied to the mold of a continuous casting apparatus to perform continuous casting. A manufacturing method of a piece.
(2) In the tundish for storing the molten steel to be hot water in the mold, the production of cast pieces according to, characterized in that the molten steel superheat is in the range of 10 ° C. or higher 30 ° C. or less (1) Method.
(3) The method for producing a slab according to (1) or (2), wherein electromagnetic stirring is performed during casting.
本発明によれば、鋳造時におけるノズル閉塞の発生を抑制するとともに、酸化物を接種核として利用し、微細な等軸晶を生成させることが可能な鋳片の製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, to suppress the occurrence of nozzle clogging during casting, using the oxide as inoculum nucleus, possible to provide a production method of the slab capable of produce a fine equiaxed It becomes.
以下に、本発明の実施形態である鋳片及び鋳片の製造方法について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Below, the slab which is embodiment of this invention and the manufacturing method of a slab are demonstrated. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
本実施形態である鋳片は、溶鋼から凝固する際の初晶がγ−Ｆｅであるγ凝固鋼からなる。炭素鋼では、鋼中のＣ濃度が質量比で０．５％以上であり、Ｃ濃度の上限は、通常、１．１％以下である。また、Ｓｉ，Ｍｎは特に規定しないが、通常、質量比で、Ｓｉは０．１％以上０．５％以下、Ｍｎは０．１％以上１．０％以下である。
また、本実施形態である鋳片においては、質量比で、Ｚｒを５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下、Ｃａを５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下、含んでいる。
The slab according to the present embodiment is made of γ-solidified steel whose primary crystal is γ-Fe when solidified from molten steel. In carbon steel, the C concentration in the steel is 0.5% or more by mass ratio, and the upper limit of the C concentration is usually 1.1% or less. Further, Si and Mn are not particularly defined, but usually, by mass ratio, Si is 0.1% or more and 0.5% or less, and Mn is 0.1% or more and 1.0% or less.
Moreover, in the slab which is this embodiment, Zr is 5 ppm or more and 30 ppm or less and Ca is 5 ppm or more and 20 ppm or less by mass ratio.
そして、本実施形態である鋳片においては、質量比で、ＺｒＯ２を５％以上９０％以下の範囲内、ＣａＯを１％以上３０％以下の範囲内で含む、粒径が１μｍ以上５μｍ以下の酸化物粒子が分散している。なお、この酸化物粒子は、鋳片に圧延等の加工を施して製造された鋼片の内部においても、同様の形態で存在している。また、鋳片の形状には特に限定はなく、スラブ、ブルームのいずれであってもよいが、本実施形態ではブルームとされている。 Then, in the slab is present embodiment, the mass ratio, in the range of ZrO 2 or less 90% 5% or more, including in the range of less than 30% 1% CaO, particle size 1μm or 5μm or less The oxide particles are dispersed. The oxide particles are also present in the same form in the steel slab produced by subjecting the slab to rolling or other processing. Further, the shape of the slab is not particularly limited, and may be either a slab or a bloom. In the present embodiment, it is a bloom.
ここで、上述の酸化物粒子は、ＺｒＯ２とＣａＯとがそれぞれ表面に露呈した状態で混在している。なお、この酸化物粒子においては、質量比で、ＺｒＯ２を５％以上９０％以下の範囲内、ＣａＯを１％以上３０％以下の範囲内で含んでいれば、それ以外の酸化物等（Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｓ等）を含んでいてもよい。 Here, the above-mentioned oxide particles are mixed in a state where ZrO 2 and CaO are exposed on the surface. Incidentally, in this oxide particles, the mass ratio, in the range of ZrO 2 or less 90% 5% or more, if it contains in the range of less than 30% 1% CaO, oxides other than it such as ( Al 2 O 3 , TiO 2 , S, etc.) may be included.
γ凝固鋼においては、ＺｒＯ２が有効な接種核として作用し、微細な等軸晶を生成させることが可能となる。一方、ＺｒＯ２は、溶鋼との濡れ性が悪いため、クラスタリングしやすい傾向にある。このため、ＺｒＯ２単独の場合、ノズルの閉塞が発生し、操業を安定して行うことができなくなる。
このため、本実施形態における酸化物粒子においては、ＺｒＯ２とともにＣａＯを含有するものとされている。ＣａＯは、溶鋼との濡れ性が良いことから、酸化物粒子のクラスタリングを抑制し、溶鋼中に微細に分散させることができる。これにより、ノズルの閉塞を抑制することが可能となる。
In γ-solidified steel, ZrO 2 acts as an effective inoculum nucleus, and fine equiaxed crystals can be generated. On the other hand, ZrO 2 tends to cluster because it has poor wettability with molten steel. For this reason, when ZrO 2 is used alone, nozzle clogging occurs and operation cannot be performed stably.
For this reason, the oxide particles in the present embodiment contain CaO together with ZrO 2 . Since CaO has good wettability with molten steel, it can suppress the clustering of oxide particles and can be finely dispersed in the molten steel. Thereby, it becomes possible to suppress obstruction | occlusion of a nozzle.
以下に、本実施形態において、鋳片におけるＺｒ含有量およびＣａ含有量、並びに、酸化物粒子におけるＺｒＯ２の質量比およびＣａの質量比を、上述のように規定した理由について説明する。 The reason why the Zr content and the Ca content in the slab and the mass ratio of ZrO 2 and the mass ratio of Ca in the oxide particles are defined as described above in the present embodiment will be described below.
（鋳片におけるＺｒ含有量）
鋳片（溶鋼）中のＺｒの含有量が５ｐｐｍ未満の場合には、酸化物粒子の個数が不足し、十分な接種効果を得ることができず、結晶粒を微細化できないおそれがある。一方、鋳片（溶鋼）中のＺｒの含有量が３０ｐｐｍを超える場合には、さらなる接種効果を得ることができず、ノズルの閉塞を抑制できなくなるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、鋳片（溶鋼）中のＺｒの含有量を５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下の範囲内に設定している。
(Zr content in slab)
When the Zr content in the slab (molten steel) is less than 5 ppm, the number of oxide particles is insufficient, so that a sufficient inoculation effect cannot be obtained and the crystal grains may not be refined. On the other hand, when the content of Zr in the slab (molten steel) exceeds 30 ppm, there is a possibility that a further inoculation effect cannot be obtained and the nozzle blockage cannot be suppressed.
From the above, in this embodiment, the content of Zr in the slab (molten steel) is set in the range of 5 ppm to 30 ppm.
（鋳片におけるＣａ含有量）
鋳片（溶鋼）中のＣａの含有量が５ｐｐｍ未満の場合には、酸化物粒子のクラスタリングを十分に抑制できず、ノズルの閉塞を抑制できなくなるおそれがある。一方、鋳片（溶鋼）中のＣａの含有量が２０ｐｐｍを超える場合には、接種効果が低減してしまい、結晶粒を微細化できないおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、鋳片（溶鋼）中のＣａの含有量を５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下の範囲内に設定している。
(Ca content in the slab)
When the Ca content in the slab (molten steel) is less than 5 ppm, clustering of oxide particles cannot be sufficiently suppressed, and there is a possibility that clogging of the nozzle cannot be suppressed. On the other hand, when the Ca content in the slab (molten steel) exceeds 20 ppm, the inoculation effect is reduced, and the crystal grains may not be refined.
From the above, in this embodiment, the content of Ca in the slab (molten steel) is set within a range of 5 ppm to 20 ppm.
（酸化物粒子におけるＺｒＯ２の質量比）
鋳片（溶鋼）中に分散した酸化物粒子におけるＺｒＯ２の質量比が５％未満の場合には、十分な接種効果を得ることができず、結晶粒を微細化できないおそれがある。一方、酸化物粒子におけるＺｒＯ２の質量比が９０％を超える場合には、クラスタリングしてノズルの閉塞が生じるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、酸化物粒子におけるＺｒＯ２の質量比を５％以上９０％以下の範囲内に設定している。
(Mass ratio of ZrO 2 in oxide particles)
When the mass ratio of ZrO 2 in the oxide particles dispersed in the slab (molten steel) is less than 5%, a sufficient inoculation effect cannot be obtained and the crystal grains may not be refined. On the other hand, when the mass ratio of ZrO 2 in the oxide particles exceeds 90%, there is a possibility that nozzle clogging may occur due to clustering.
From the above, in this embodiment, the mass ratio of ZrO 2 in the oxide particles is set in the range of 5% to 90%.
（酸化物粒子におけるＣａＯの質量比）
鋳片（溶鋼）中に分散した酸化物粒子におけるＣａＯの質量比が１％未満の場合には、酸化物粒子の溶鋼に対する濡れ性を十分に向上させることができず、クラスタリングしてノズルの閉塞が生じるおそれがある。一方、酸化物粒子におけるＣａＯの質量比が３０％を超える場合には、十分な接種効果を得ることができず、結晶粒を微細化できないおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、酸化物粒子におけるＣａＯの質量比を１％以上３０％以下の範囲内に設定している。
(Mass ratio of CaO in oxide particles)
When the mass ratio of CaO in the oxide particles dispersed in the slab (molten steel) is less than 1%, the wettability of the oxide particles to the molten steel cannot be sufficiently improved, and the nozzles are blocked by clustering. May occur. On the other hand, when the mass ratio of CaO in the oxide particles exceeds 30%, a sufficient inoculation effect cannot be obtained and the crystal grains may not be refined.
From the above, in this embodiment, the mass ratio of CaO in the oxide particles is set within a range of 1% to 30%.
そして、本実施形態である鋳片においては、酸化物粒子の接種効果によって結晶粒が微細化されており、具体的には、鋳片の中心部における等軸晶の粒径が３ｍｍ以下とされている。
なお、鋳片の等軸晶粒径は、以下の方法で測定することができる。鋳片の中心を含む横断面もしくは縦断面から鋳片を切り出し、研磨した後、ピクリン酸で腐食し、凝固組織を顕出する。その後、５倍程度の低い倍率で凝固組織を写真撮影する。図１に模式的に示すように、デンドライトとデンドライトの向きの大きく異なるところで、結晶粒と結晶粒の境界線を引き、凝固時の等軸晶の結晶粒を明確にすることができる。この結晶粒の長径を等軸晶粒径として測定する。
And in the slab which is this embodiment, the crystal grain is refined | miniaturized by the inoculation effect of an oxide particle, and specifically, the diameter of the equiaxed crystal in the center part of a slab shall be 3 mm or less. ing.
The equiaxed grain size of the slab can be measured by the following method. A slab is cut out from a transverse section or a longitudinal section including the center of the slab, polished, and then corroded with picric acid to reveal a solidified structure. Thereafter, the solidified tissue is photographed at a magnification as low as 5 times. As schematically shown in FIG. 1, a boundary line between crystal grains can be drawn at a position where the directions of dendrites and dendrites are greatly different, so that equiaxed crystal grains at the time of solidification can be clarified. The major axis of this crystal grain is measured as the equiaxed grain size.
次に、本実施形態である鋳片の製造方法について説明する。
まず、転炉等で溶製した溶鋼を準備する。そして、Ｃａ、Ｚｒを除く鋼成分を調整する。この成分調整の際に成分値（歩留まり）を安定させるため、ＡｌやＴｉ等によって脱酸を行う。このようにして、まず、Ｃａ、Ｚｒを除く成分調整と、溶鋼の脱酸を行う。なお、脱酸後には、介在物を浮上分離して除去しておく。
Next, the manufacturing method of the slab which is this embodiment is demonstrated.
First, molten steel melted in a converter or the like is prepared. And the steel component except Ca and Zr is adjusted. In order to stabilize the component value (yield) during the component adjustment, deoxidation is performed using Al, Ti, or the like. Thus, first, component adjustment excluding Ca and Zr and deoxidation of molten steel are performed. In addition, after deoxidation, inclusions are floated and removed.
次に、脱酸を行った溶鋼にＺｒおよびＣａを添加する。Ｚｒは、金属ＺｒもしくはＺｒ合金として、溶鋼鍋において添加する。溶鋼鍋に塊状の金属ＺｒもしくはＺｒ合金を添加してもよいが、金属ＺｒもしくはＺｒ合金をワイヤーとして添加することにより、歩留の向上を図ることが可能である。一方、Ｃａは、Ｃａ−Ｓｉ合金をワイヤーとして添加することが好ましい。
ここで、上述のＺｒＯ２とＣａＯとを含む酸化物粒子を生成させるためには、Ｚｒを添加した後に、Ｃａを添加することが好ましい。
Next, Zr and Ca are added to the deoxidized molten steel. Zr is added as a metal Zr or Zr alloy in a molten steel pan. Bulk metal Zr or Zr alloy may be added to the molten steel pan, but the yield can be improved by adding metal Zr or Zr alloy as a wire. On the other hand, Ca is preferably added with a Ca-Si alloy as a wire.
Here, in order to produce the oxide particles containing ZrO 2 and CaO described above, it is preferable to add Ca after adding Zr.
成分調整された溶鋼は、タンディッシュに貯留される。本実施形態では、このタンディッシュにおける溶鋼過熱度が１０℃以上３０℃以下の範囲内とされている。
タンディッシュにおける溶鋼過熱度が１０℃未満の場合には、溶鋼温度が低く、ノズル閉塞が発生するおそれがある。一方、タンディッシュにおける溶鋼過熱度が３０℃を超えると、接種効果が十分に作用せず、結晶粒の微細化を図ることができなくなるおそれがある。
The component-adjusted molten steel is stored in a tundish. In this embodiment, the molten steel superheat degree in this tundish is in the range of 10 ° C. or higher and 30 ° C. or lower.
When the molten steel superheat degree in a tundish is less than 10 degreeC, molten steel temperature is low and there exists a possibility that nozzle obstruction | occlusion may generate | occur | produce. On the other hand, if the superheat degree of the molten steel in the tundish exceeds 30 ° C., the inoculation effect does not work sufficiently, and it may be impossible to refine the crystal grains.
ここで、図２に、タンディッシュにおける溶鋼過熱度と結晶粒径の関係について評価したグラフを示す。Ａｌ脱酸を行ってＺｒおよびＣａを添加しなかった場合には、タンディッシュの溶鋼過熱度が高くなると、結晶粒径が粗大化することが確認される。これに対して、Ａｌ脱酸を行ってＺｒおよびＣａを添加した場合には、タンディッシュの溶鋼過熱度を高く設定しても、結晶粒が粗大化しないことが確認される。
よって、本実施形態においては、タンディッシュにおける溶鋼過熱度が１０℃以上３０℃以下の範囲内に設定しても、結晶粒の微細化を図ることが可能である。
Here, in FIG. 2, the graph evaluated about the relationship between the molten steel superheat degree in a tundish and a crystal grain diameter is shown. When Al deoxidation is performed and Zr and Ca are not added, it is confirmed that the crystal grain size becomes coarse when the molten steel superheat degree of the tundish increases. On the other hand, when Al deoxidation is performed and Zr and Ca are added, it is confirmed that the crystal grains are not coarsened even when the molten steel superheat degree is set high.
Therefore, in this embodiment, even if the molten steel superheat degree in the tundish is set within the range of 10 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, the crystal grains can be refined.
そして、タンディッシュに貯留された溶鋼が、連続鋳造装置の鋳型に給湯され、鋳片が製造される。この鋳造の際には、連続鋳造装置の鋳型又は２次冷却帯に設置された電磁撹拌装置によって溶鋼の撹拌を行うことが好ましい。 Then, the molten steel stored in the tundish is supplied to the mold of the continuous casting apparatus to produce a slab. In this casting, it is preferable to stir the molten steel with a mold of a continuous casting device or an electromagnetic stirring device installed in the secondary cooling zone.
以上のような構成とされた本実施形態である鋳片および鋳片の製造方法によれば、凝固初晶がγ−Ｆｅである溶鋼に、質量比で、Ｚｒを５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下の範囲内およびＣａを５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下の範囲内で添加することにより、質量比で、ＺｒＯ２を５％以上９０％以下の範囲内、ＣａＯを１％以上３０％以下の範囲内で含む酸化物粒子を生成させているので、この酸化物粒子の接種効果によって結晶粒の微細化を図ることができる。具体的には、鋳片の中心部における等軸晶の粒径を３ｍｍ以下とすることができる。
また、上述の酸化物粒子は、ＣａＯを１％以上３０％以下の範囲内で含んでいるので、溶鋼との濡れ性が改善されており、クラスタリングによる粗大化が抑制され、ノズルの閉塞を抑制することができる。よって、連続鋳造を安定して行うことができる。
According to the slab and the slab manufacturing method of the present embodiment configured as described above, the mass ratio of Zr in the range of 5 ppm to 30 ppm is applied to the molten steel whose solidification primary crystal is γ-Fe. And oxide particles containing ZrO 2 in a range of 5% to 90% and CaO in a range of 1% to 30% by mass ratio by adding Ca and Ca in a range of 5 ppm to 20 ppm. Since they are formed, the crystal grains can be refined by the inoculation effect of the oxide particles. Specifically, the equiaxed crystal grain size at the center of the slab can be 3 mm or less.
In addition, since the oxide particles described above contain CaO within a range of 1% to 30%, the wettability with molten steel is improved, the coarsening due to clustering is suppressed, and the clogging of the nozzle is suppressed. can do. Therefore, continuous casting can be performed stably.
また、本実施形態においては、タンディッシュにおける溶鋼過熱度が１０℃以上３０℃以下の範囲内とされているので、鋳型に給湯される溶鋼の温度が高くなり、ノズルの閉塞を抑制することができる。
さらに、本実施形態においては、鋳造時において、鋳型又は２次冷却帯に設置された電磁撹拌装置によって溶鋼の電磁撹拌を行っているので、結晶粒のさらなる微細化を図ることが可能となる。
Moreover, in this embodiment, since the superheat degree of the molten steel in the tundish is in the range of 10 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, the temperature of the molten steel supplied to the mold is increased, and the nozzle blockage is suppressed. it can.
Furthermore, in the present embodiment, at the time of casting, since the molten steel is electromagnetically stirred by an electromagnetic stirring device installed in the mold or the secondary cooling zone, it is possible to further refine the crystal grains.
以上、本発明の実施形態である鋳片、及び、鋳片の製造方法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、鋳造時に電磁撹拌を行うものとして説明したが、これに限定されることはなく、電磁撹拌を必ずしも実施しなくてもよい。
As mentioned above, although the slab which is embodiment of this invention and the manufacturing method of slab were demonstrated concretely, this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the technical idea of the invention. It can be changed as appropriate.
For example, in this embodiment, although demonstrated as what performs electromagnetic stirring at the time of casting, it is not limited to this, Electromagnetic stirring does not necessarily need to be implemented.
実施例を参照しつつ、本発明についてさらに説明を続ける。 The present invention will be further described with reference to examples.
Ｃを０．８重量％、Ｓｉ：０．２重量％、Ｍｎ：０．５重量％、Ｐ：０．０１重量％、Ｓ：０．０１重量％を含む溶鋼２４０トンを出鋼後、Ａｌで脱酸し溶存酸素を１０〜５０ｐｐｍとし、溶鋼鍋にて、金属Ｚｒ合金ワイヤーでＺｒを添加した後、ＣａをＣａ−Ｓｉ合金ワイヤーで添加した。このときのＺｒおよびＣａの添加量を表１に示す。
この溶鋼をブルーム連続鋳造装置で鋳造した。このとき、タンディッシュにおける溶鋼過熱度を表１に示す条件とした。鋳片のサイズは３００ｍｍ厚×５００ｍｍ幅で、鋳造速度は、０．７ｍ／分であった。また、２４０トン鋳造した際のノズルの閉塞の有無を確認した。
After producing 240 tons of molten steel containing 0.8% by weight of C, 0.2% by weight of Si, 0.5% by weight of Mn, 0.5% by weight of P, 0.01% by weight of S, and 0.01% by weight of S, Al In the molten steel pan, Zr was added with a metal Zr alloy wire, and then Ca was added with a Ca-Si alloy wire. The amounts of Zr and Ca added at this time are shown in Table 1.
This molten steel was cast with a bloom continuous casting apparatus. At this time, the molten steel superheat degree in the tundish was set as the conditions shown in Table 1. The size of the slab was 300 mm thick × 500 mm wide, and the casting speed was 0.7 m / min. Moreover, the presence or absence of the obstruction | occlusion of the nozzle at the time of 240-ton casting was confirmed.
鋳造後、鋳片を切断し、中心部を含む縦断面にて、凝固組織を観察し、前述の方法で、等軸晶の粒径を測定した。測定結果を表１に示す。
また、同一の鋳片にて、ＺｒＯ２を５〜９０％、ＣａＯを１〜３０％含む粒径１〜５μｍの介在物（酸化物粒子）の個数を測定した。測定結果を表１に示す。
これらの介在物（酸化物粒子）は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｎＳ等と共存していた。図３にその写真の一例を示す。このような介在物の組成は、圧延後製品においても変化しないことを確認した。また鋳片におけるＴ．Ｏはいずれも１０〜２０ｐｐｍであった。
After casting, the slab was cut, the solidified structure was observed in the longitudinal section including the center, and the grain size of equiaxed crystals was measured by the method described above. The measurement results are shown in Table 1.
Further, the number of inclusions (oxide particles) having a particle diameter of 1 to 5 μm containing 5 to 90% ZrO 2 and 1 to 30% CaO was measured with the same slab. The measurement results are shown in Table 1.
These inclusions (oxide particles) coexisted with Al 2 O 3 , TiO 2 , MnS and the like. FIG. 3 shows an example of the photograph. It was confirmed that the composition of such inclusions did not change even in the product after rolling. Also, the T.I. O was 10-20 ppm in all cases.
本発明例１〜６では、粒径１〜５μｍの介在物（酸化物粒子）が多数生成し、等軸晶粒径が３ｍｍ以下となっている。これらの鋳片では、中心部の偏析、ポロシティも低位であった。また、ノズル閉塞も発生せず、安定に鋳造することができた。 In Invention Examples 1 to 6, a large number of inclusions (oxide particles) having a particle diameter of 1 to 5 μm are generated, and the equiaxed crystal grain diameter is 3 mm or less. In these slabs, the segregation and porosity in the center were also low. Further, no nozzle clogging occurred, and stable casting was possible.
これに対して、比較例１では、Ｚｒのみ添加しＣａは添加しなかったが、等軸晶は微細であったが、ノズルが閉塞して安定鋳造できなかった。
比較例２では、Ａｌ脱酸を行った後、Ｚｒ、Ｃａを添加することなく、そのまま鋳造した。この場合には、酸化物粒子の生成数は少なく、粗大な等軸晶が生成した。このような鋳片では、中心偏析も悪化した。
比較例３では、Ｃａのみ添加したが、ＺｒＯ２が生成しないため、接種作用はなく等軸晶の粒径は大きくなった。
比較例４のようにＺｒの濃度が高い場合にもノズル閉塞が発生した。
On the other hand, in Comparative Example 1, only Zr was added and Ca was not added, but the equiaxed crystal was fine, but the nozzle was blocked and stable casting could not be performed.
In Comparative Example 2, the aluminum was deoxidized and then cast as it was without adding Zr and Ca. In this case, the number of oxide particles produced was small, and coarse equiaxed crystals were produced. In such a slab, the center segregation also deteriorated.
In Comparative Example 3, only Ca was added, but since ZrO 2 was not generated, there was no inoculation effect and the grain size of the equiaxed crystal was increased.
Nozzle blockage also occurred when the Zr concentration was high as in Comparative Example 4.
以上のことから、本発明によれば、酸化物粒子が分散されるとともに微細な等軸晶を有する鋳片、及び、鋳造時におけるノズル閉塞の発生を抑制するとともに、酸化物を接種核として利用し、微細な等軸晶を生成させることが可能な鋳片の製造方法を提供可能であることが確認された。 From the above, according to the present invention, the oxide particles are dispersed and the slab has fine equiaxed crystals, and the occurrence of nozzle clogging at the time of casting is suppressed, and the oxide is used as an inoculum nucleus. As a result, it was confirmed that a method for producing a slab capable of generating fine equiaxed crystals can be provided.
Claims (3)
質量比で、ＺｒＯ２を５％以上９０％以下の範囲内、ＣａＯを１％以上３０％以下の範囲内で含む酸化物を生成させ、
この溶鋼を連続鋳造装置の鋳型に給湯して連続鋳造を行うことを特徴とする鋳片の製造方法。 To the molten steel whose solidification primary crystal is γ-Fe, by mass ratio, Zr is added in the range of 5 ppm to 30 ppm and Ca is added in the range of 5 ppm to 20 ppm,
In a mass ratio, an oxide containing ZrO 2 in a range of 5% to 90% and CaO in a range of 1% to 30% is generated,
A method for producing a cast slab, wherein the molten steel is supplied to a mold of a continuous casting apparatus to perform continuous casting.
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