JP6900700B2 - 鋼の連続鋳造用鋳型、及び、鋼鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明は、長辺長さと短辺長さの比が１．２５以上２．０以下の範囲内とされた鋼鋳片を連続鋳造する際に用いられる鋼の連続鋳造用鋳型、及び、鋼鋳片の連続鋳造方法に関するものである。

断面矩形の鋼鋳片を製造する連続鋳造装置においては、一対の長辺壁と一対の短辺壁とを備えた連続鋳造用鋳型内に、浸漬ノズルを用いて溶鋼を供給し、鋳型内で溶鋼を冷却して凝固シェルを成長させ、鋳片を連続的に鋳造する構成とされている。
ここで、鋼鋳片を鋳造する際には、凝固・冷却過程において鋼の体積変化が生じることになるため、これに追従して凝固・冷却を均一に行う必要がある。

このため、上述の連続鋳造用鋳型においては、例えば特許文献１，２に示すように、鋳型の内面に、鋳造方向下流側に向かって対面間隔が狭くなるように傾斜面が形成されている。すなわち、凝固・冷却が進行して鋳片が収縮する鋳造方向下流側において、鋳型内面の対面間隔が小さくなるように構成されているのである。これにより、凝固・冷却過程において鋼の体積変化が生じても、凝固・冷却を均一に行うことが可能となる。

ここで、特許文献１においては、縦横比が１．０以上２．０以下である断面矩形状の鋳片を製造する際に用いる連続鋳造用鋳型において、鋳型の内面に上方から下方に向かって順に、傾斜率の異なる第１傾斜面及び第２傾斜面を設け、第１傾斜面及び第２傾斜面の傾斜率を所定の範囲内としている。なお、この特許文献１においては、縦横比が１．０のものを含んでいることから、長辺壁及び短辺壁の区別はなく、それぞれに同様の傾斜率の傾斜面が形成されている。

また、特許文献２においては、長辺長さと短辺長さの比が１〜２である鋼鋳片を連続鋳造する鋳型であって、鋳型の短辺内面は上部側の第１傾斜面と下部側の第２傾斜面との２つの傾斜面で形成され、鋳型の長辺内面は１つの傾斜面で形成されており、第１傾斜面のテーパ値が第２傾斜面のテーパ値よりも大きく、長辺内面のテーパ値が第１傾斜面のテーパ値よりも小さくされている。

特許第４７４９９９７号公報 特許第５６７３１４９号公報

ところで、例えば、亜包晶鋼のような凝固収縮量が大きい鋼種においては、上述の特許文献１，２に記載された連続鋳造用鋳型を用いた場合であっても、初期凝固状態が十分に安定せず、凝固均一性が悪化してしまうおそれがあった。凝固均一性が悪化すると、鋼鋳片の当該部位の凝固シェルが薄くなり、内部割れやそれに起因する縦割れが発生するおそれがあった。また、薄い凝固シェルが破断して溶鋼が噴出するブレークアウトと呼ばれる操業トラブルが発生してしまうおそれがあった。

また、鋳型内面の傾斜率が適していないと、鋳片が鋳型内面と摺接し、鋳型内面が摩耗してしまうおそれがあった。また、鋼鋳片の表面疵が発生するおそれがあった。特に、凝固収縮量がそれほど大きくない鋼種を鋳造する場合には、鋳型内面の摩耗や鋼鋳片の表面疵が発生しやすくなるおそれがあった。
なお、垂直曲げ型または湾曲型連続鋳造機を用いた場合には、曲げの影響が鋳型内に作用することから、さらに凝固が安定しなくなるおそれがあった。

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、凝固均一性を向上させることができるとともに、鋳型内面の摩耗を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能な鋼の連続鋳造用鋳型、及び、この鋼の連続鋳造用鋳型を用いた鋼鋳片の連続鋳造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る鋼の連続鋳造用鋳型は、断面矩形状をなし、長辺長さと短辺長さの比が１．２５以上２．０以下の範囲内とされた鋼鋳片を連続鋳造する際に用いられる鋼の連続鋳造用鋳型であって、互いに対向する一対の長辺壁と、互いに対向する一対の短辺壁とを有し、互いに対向する一対の前記長辺壁及び前記短辺壁には、鋳造方向下流側に向かって対面間隔が狭くなる傾斜面が形成されており、前記長辺壁及び前記短辺壁の傾斜面は、テーパ値が異なる複数の傾斜面が鋳造方向に連なるように形成されており、鋳造方向上流側に位置する傾斜面のテーパ値が鋳造方向下流側に位置する傾斜面のテーパ値よりも大きくされており、前記長辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値α１と前記短辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値β１との比β１／α１が１．６２以上２．０未満の範囲内とされていることを特徴としている。

この構成の鋼の連続鋳造用鋳型においては、互いに対向する一対の前記長辺壁及び前記短辺壁に鋳造方向下流側に向かって対面間隔が狭くなるようにテーパ値が異なる複数の傾斜面が鋳造方向に連なるように形成され、鋳造方向上流側に位置する傾斜面のテーパ値が鋳造方向下流側に位置する傾斜面のテーパ値よりも大きくされているので、収縮量の大きな凝固初期においてテーパ値を大きく設定することができ、凝固均一性を向上させることができる。また、鋳造方向下流側に位置する傾斜面のテーパ値が比較的小さくされているので、鋼鋳片と鋳型内面とが摺接することを抑制でき、鋳型の摩耗を抑制することができる。また、鋼鋳片の表面疵の発生を抑制することよって、安定して鋳造を行うことができる。

また、前記長辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値α１と前記短辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値β１との比β１／α１が１．６２以上２．０未満の範囲内とされているので、長辺方向での凝固収縮量と短辺方向での凝固収縮量に応じてテーパ値を設定することができ、長辺側及び短辺側の両方で凝固均一性を向上させることができる。
なお、傾斜面のテーパ値は、図８に示すように、傾斜面の上流側の面間距離Ｌ１（ｍ）と、傾斜面の下流側の面間距離Ｌ２（ｍ）と、傾斜面の鋳造方向の距離ｈ（ｍ）から、以下の式で求められる。
（テーパ値）＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１×１００／ｈ

ここで、本発明に係る鋼の連続鋳造用鋳型においては、前記長辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値α１、及び前記短辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値β１が、１．０％／ｍ以上４．０％／ｍ以下の範囲内とされており、前記長辺壁の鋳造方向の最下流側に位置する最終傾斜面のテーパ値αｅ、及び、前記短辺壁の鋳造方向の最下流側に位置する最終傾斜面のテーパ値βｅが、０．３％／ｍ以上１．０％／ｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。

この場合、前記長辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値α１及び前記短辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値β１が１．０％／ｍ以上４．０％／ｍ以下の範囲内とされているので、初期凝固の収縮量に応じたテーパが形成されており、凝固均一性を的確に向上させることができるとともに、鋼鋳片と鋳型内面とが摺接することを抑制できる。
さらに、前記長辺壁の鋳造方向の最下流側に位置する最終傾斜面のテーパ値αｅ及び前記短辺壁の鋳造方向の最下流側に位置する最終傾斜面のテーパ値βｅが０．３％／ｍ以上１．０％／ｍ以下の範囲内とされているので、凝固均一性を的確に向上させることができるとともに、テーパ値が過剰になって鋼鋳片と鋳型内面とが摺接することを抑制できる。
また、二次冷却帯からの冷却水の侵入を抑制することができ、鋳型内面の腐食を抑制することができる。

本発明に係る鋼の連続鋳造方法は、長辺長さと短辺長さの比が１．２５以上２．０以下の範囲内とされた鋼鋳片の連続鋳造方法であって、上述の連続鋳造用鋳型を用いて鋳造することを特徴としている。
この構成の鋼の連続鋳造方法においては、上述の連続鋳造用鋳型を用いて鋳造しているので、凝固均一性が向上し、安定して鋳造を行うことができる。また、表面疵のない高品質な鋼鋳片を製造することができる。

上述のように、本発明によれば、凝固均一性を向上させることができるとともに、鋳型内面の摩耗を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能な鋼の連続鋳造用鋳型、及び、この鋼の連続鋳造用鋳型を用いた鋼鋳片の連続鋳造方法を提供することが可能となる。

本発明の実施形態である鋼の連続鋳造用鋳型を備えた連続鋳造装置の一例を示す概略説明図である。 本発明の一実施形態である鋼の連続鋳造用鋳型の斜視図である。 本発明の一実施形態である鋼の連続鋳造用鋳型の上面図である。 図２及び図３に示す鋼の連続鋳造用鋳型の長辺壁の傾斜面の説明図である。 図２及び図３に示す鋼の連続鋳造用鋳型の短辺壁の傾斜面の説明図である。 本発明の他の実施形態である鋼の連続鋳造用鋳型の長辺壁の傾斜面の説明図である。 本発明の他の実施形態である鋼の連続鋳造用鋳型の短辺壁の傾斜面の説明図である。 鋼の連続鋳造用鋳型の傾斜面のテーパ値の算出方法を示す説明図である。

以下に、本発明の実施形態である鋼の連続鋳造用鋳型、及び、鋼鋳片の連続鋳造方法について、添付した図面を参照して説明する。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。
図１に、本実施形態である鋼の連続鋳造用鋳型５０を備えた連続鋳造装置１０の一例を示す。本実施形態においては、断面矩形状をなし、長辺長さと短辺長さの比が１．２５以上２．０以下の範囲内とされた鋼鋳片３０を製造する。

連続鋳造設備１０は、連続鋳造用鋳型５０と、この連続鋳造用鋳型５０の下方に位置する複数のサポートロール２６からなるサポートロール群２０と、を備えており、連続鋳造用鋳型５０から製出された鋼鋳片３０を下方へと引き抜く垂直帯１４と、鋼鋳片３０を湾曲させる曲げ帯１５と、湾曲させた鋼鋳片３０を曲げ戻す矯正帯１６と、鋼鋳片３０を水平方向へ搬送する水平帯１７と、を有する垂直曲げ型連続鋳造機とされている。

ここで、サポートロール群２０は、鋼鋳片３０を下方へと引き抜く垂直帯１４に位置するピンチロールユニット２１と、鋼鋳片３０を湾曲させる曲げ帯１５に位置するベンディングロールユニット２２と、湾曲させた鋼鋳片３０を曲げ戻す矯正帯１６に位置する矯正ロールユニット２３と、鋼鋳片３０を水平方向へ搬送する水平帯１７に位置する水平ロールユニット２４と、を備えている。
なお、これらのサポートロール２６は、鋼鋳片３０の幅方向に延在しており、鋼鋳片３０の長辺面を支持する構成とされている。

そして、本実施形態である連続鋳造用鋳型５０においては、図２及び図３に示すように、互いに対向する一対の長辺壁５１（５１ａ、５１ｂ）と、互いに対向する一対の短辺壁５２（５２ａ、５２ｂ）を有しており、これらの長辺壁５１（５１ａ、５１ｂ）と短辺壁５２（５２ａ、５２ｂ）によって、製造される鋼鋳片３０の断面形状に応じた断面矩形状をなす鋳造空間Ｓが画成されている。すなわち、この鋳造空間Ｓにおける長辺長さと短辺長さとの比が１．２５以上２．０以下の範囲内とされている。ここで、連続鋳造用鋳型５０の長辺長さと短辺長さとの比を１．２５以上２．０以下とした理由は、本発明が効果を発揮する最適範囲であるからである。

また、長辺壁５１の外側には、それぞれ電磁攪拌コイル４０（４０ａ、４０ｂ）が配設されている。この電磁攪拌コイル４０は、連続鋳造用鋳型５０内の溶鋼に移動磁界を発生させ、溶鋼を強制的に流動させるものである。本実施形態では、図３に示すような旋回流Ｆが発生するように、電磁攪拌コイル４０により溶鋼に移動磁界を発生させている。

そして、本実施形態においては、図４及び図５に示すように、互いに対向する一対の長辺壁５１（５１ａ、５１ｂ）及び一対の短辺壁５２（５２ａ、５２ｂ）には、鋳造方向下流側に向かって対面間隔が狭くなる傾斜面５３、５４が形成されている。これらの傾斜面５３，５４は、テーパ値が異なる複数の傾斜面５３Ａ、５３Ｂ、５４Ａ、５４Ｂが鋳造方向に連なって形成されている。
ここで、傾斜面をテーパ値の異なる複数の傾斜面で構成する理由は、本来、温度と熱膨張収縮量との関係はほぼ二次曲線に従うので、理論上は、これに従うようにモールドの斜面を二次曲線に従った断面形状とするのが理想的だが、製作が困難となるので近似して複数の直線の組み合わせとしているためである。
本実施形態では、図４及び図５に示すように、長辺壁５１及び短辺壁５２には、鋳造方向の上流側に位置する第１傾斜面５３Ａ、５４Ａと、この第１傾斜面５３Ａ、５４Ａの鋳造方向の下流側に連なる第２傾斜面５３Ｂ、５４Ｂと、が形成されている。

ここで、長辺壁５１の第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１は、長辺壁５１の第２傾斜面５３Ｂのテーパ値α２よりも大きくなるように設定されている。また、短辺壁５２の第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１は、短辺壁５２の第２傾斜面５４Ｂのテーパ値β２よりも大きくなるように設定されている。
これは、上記のように傾斜面を熱膨張収縮量に合わせているので、鋳型の下流側の方が上流側よりも温度が低くなり、熱収縮量も小さくなるので、下流側ほどテーパ値が小さくて良くなるからである。

そして、長辺壁５１の鋳造方向のメニスカスＭ位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１と短辺壁５２の鋳造方向のメニスカスＭ位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１との比β１／α１が１．６２以上２．０未満の範囲内とされている。
これは、長辺壁５１側は鋼鋳片３０のバルジングの影響を受けやすく、理論上の熱収縮量よりも見かけ上小さい量となっていると推定されるためである。
さらに、本実施形態においては、長辺壁５１の第２傾斜面５３Ｂのテーパ値α２と短辺壁５２の第２傾斜面５４Ｂのテーパ値β２との比β２／α２についても１．２５以上２．０未満の範囲内とするのが理想的と考えられるが、前述のように下流側では収縮量が小さくなるので短辺側と長辺側との差が小さくなり、実質的にβ２／α２が１．０でも大きな影響はない。

また、本実施形態においては、長辺壁５１のメニスカスＭ位置以下で鋳造方向の最上流側に位置する第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１及び短辺壁５２のメニスカスＭ位置以下で鋳造方向の最上流側に位置する第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１が、それぞれ１．０％／ｍ以上４．０％／ｍ以下の範囲内に設定されている。
ここで、長辺壁５１の第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１及び短辺壁５２の第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１が１．０％／ｍより小さいと、凝固収縮に見合ったテーパが付与できず、凝固シェルから鋳型への伝熱が不安定となり、凝固が不均一となるおそれがある。一方、長辺壁５１の第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１及び短辺壁５２の第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１が４．０％／ｍより大きいと、例えば亜包晶鋼以外の凝固収縮量の小さい鋼種でテーパが過剰となり、表面疵が発生するおそれがある。このような理由から、本実施形態においては、長辺壁５１の第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１及び短辺壁５２の第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１を上述の範囲内に設定している。

さらに、長辺壁５１の鋳造方向の最下流側に位置する第２傾斜面５３Ｂのテーパ値α２及び短辺壁５２の鋳造方向の最下流側に位置する第２傾斜面５４Ｂのテーパ値β２が、それぞれ０．３％／ｍ以上１．０％／ｍ以下の範囲内に設定されている。
ここで、長辺壁５１の第２傾斜面５３Ｂのテーパ値α２及び短辺壁５２の第２傾斜面５４Ｂのテーパ値β２が０．３％／ｍより小さいと、凝固収縮に見合ったテーパが付与できず、凝固シェルから鋳型への伝熱が不安定となり、凝固が不均一となるおそれがある。また、連続鋳造用鋳型５０の下方に設置された二次冷却帯から冷却水が侵入し、鋳型内面が腐食しやすくなるおそれがある。一方、長辺壁５１の第２傾斜面５３Ｂのテーパ値α２及び短辺壁５２の第２傾斜面５４Ｂのテーパ値β２が１．０％／ｍより大きいと、例えば亜包晶鋼以外の凝固収縮量の小さい鋼種でテーパが過剰となり、表面疵が発生するおそれがある。このような理由から、本実施形態においては、長辺壁５１の第２傾斜面５３Ｂのテーパ値α２及び短辺壁５２の第２傾斜面５４Ｂのテーパ値β２を上述の範囲内に設定している。

上述のような構成とされた連続鋳造用鋳型５０を備えた連続鋳造設備１０においては、連続鋳造用鋳型５０内に挿入された浸漬ノズル１２を介して連続鋳造用鋳型５０内に溶鋼が注入され、この溶鋼が連続鋳造用鋳型５０の一次冷却手段によって冷却されることにより、凝固シェル３１が成長し、連続鋳造用鋳型５０の下方から鋼鋳片３０が引き抜かれる。このとき図１に示すように、鋼鋳片３０の内部には、未凝固部３２が存在している。

この鋼鋳片３０は、図１に示すように、ピンチロールユニット２１によって下方に向けて引き抜かれるとともにベンディングロールユニット２２によって湾曲させられる。そして、矯正ロールユニット２３によって曲げ戻され、水平ロールユニット２４によって水平方向に搬送されることになる。このとき、ピンチロールユニット２１、ベンディングロールユニット２２、矯正ロールユニット２３等のサポートロール２６間に設けられたスプレーノズル（図示なし）から冷却水が鋼鋳片３０に向けて噴出され、鋼鋳片３０が冷却されて凝固シェル３１がさらに成長していく。そして、鋼鋳片３０が水平方向に引き出される水平帯１７の後段側において、鋼鋳片３０が完全に凝固することになる。
以上のようにして、断面矩形状をなし、長辺長さと短辺長さの比が１．２５以上２．０以下の範囲内とされた鋼鋳片３０が製造される。

以上のような構成とされた本実施形態である鋼の連続鋳造用鋳型５０、及び、鋼鋳片３０の連続鋳造方法によれば、互いに対向する一対の長辺壁５１（５１ａ、５１ｂ）及び一対の短辺壁５２（５２ａ、５２ｂ）に、鋳造方向下流側に向かって対面間隔が狭くなるようにテーパ値が異なる複数の傾斜面５３，５４が鋳造方向に連なって形成されており、長辺壁５１の第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１が長辺壁５１の第２傾斜面５３Ｂのテーパ値α２よりも大きくなるように設定されており、短辺壁５２の第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１が短辺壁５２の第２傾斜面５４Ｂのテーパ値β２よりも大きくなるように設定されているので、収縮量の大きな凝固初期においてテーパ値が大きく設定することができ、凝固均一性を向上させることができる。また、鋳造方向下流側に位置する第２傾斜面５３Ｂ、５４Ｂのテーパ値が比較的小さくされているので、鋼鋳片３０と鋳型内面とが過剰に摺接することを抑制でき、鋳型内面の摩耗を抑制することができる。よって、安定して鋳造を行うことができる。

そして、長辺壁５１のメニスカスＭ位置以下で鋳造方向の最上流側に位置する第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１と短辺壁５２のメニスカスＭ位置以下で鋳造方向の最上流側に位置する第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１との比β１／α１が１．６２以上２．０未満の範囲内とされているので、長辺方向での凝固収縮量と短辺方向での凝固収縮量に応じてテーパ値を設定することができ、長辺側及び短辺側の両方で凝固均一性を向上させることができる。

また、本実施形態においては、長辺壁５１の鋳造方向の最上流側に位置する第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１及び短辺壁５２の鋳造方向の最上流側に位置する第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１が、それぞれ１．０％／ｍ以上４．０％／ｍ以下の範囲内に設定されているので、凝固均一性を的確に向上させることができるとともに、テーパ値が過剰になって鋼鋳片３０と鋳型内面とが摺接して摩耗することを抑制できる。

さらに、本実施形態においては、長辺壁５１の鋳造方向の最下流側に位置する第２傾斜面５３Ｂのテーパ値α２及び短辺壁５２の鋳造方向の最下流側に位置する第２傾斜面５４Ｂのテーパ値β２が、それぞれ０．３％／ｍ以上１．０％／ｍ以下の範囲内に設定されているので、凝固均一性を的確に向上させることができるとともに、テーパ値が過剰になって鋼鋳片３０と鋳型内面とが摺接して摩耗することを抑制できる。また、二次冷却帯からの冷却水の侵入を抑制することができ、鋳型内面の腐食を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態である鋼の連続鋳造用鋳型及び鋼の連続鋳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、図１に示す連続鋳造装置を用いたものとして説明したが、これに限定されることはなく、その他の構成の連続鋳造装置等を用いてもよい。

また、本実施形態においては、長辺壁及び短辺壁が第１傾斜面と第２傾斜面を有するものとして説明したが、これに限定されることはなく、図６及び図７に示すように、長辺壁５１が３つ以上の傾斜面（５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ）を備え、短辺壁５２が３つ以上の傾斜面（５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ）を備えたものであってもよい。この場合であっても、長辺壁５１の鋳造方向の最上流側に位置する第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１と短辺壁５２の鋳造方向の最上流側に位置する位置する第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１との比β１／α１が１．６２以上２．０未満の範囲内とされていればよい。

さらに、図６及び図７に示す連続鋳造用鋳型においては、長辺壁５１の鋳造方向の最上流側に位置する第１傾斜面５３Ａのテーパ値α１及び短辺壁５２の鋳造方向の最上流側に位置する位置する第１傾斜面５４Ａのテーパ値β１が１．０％／ｍ以上４．０％／ｍ以下の範囲内であることが好ましく、長辺壁５１の鋳造方向の最下流側に位置する第３傾斜面５３Ｃのテーパ値α３及び短辺壁５２の鋳造方向の最下流側に位置する最終傾斜面５４Ｃのテーパ値β３が０．３％／ｍ以上１．０％／ｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。そして、第１傾斜面５３Ａ、５４Ａと第３傾斜面５３Ｃ、５４Ｃの間に位置する第２傾斜面５３Ｂ、５４Ｂのテーパ値α２、β２は、α１＞α２＞α３、及び、β１＞β２＞β３の関係を有するように設定することが好ましい。

図１に示す垂直曲げ型連続鋳造機を用いて、表１に示す成分組成の鋼鋳片を連続鋳造した。連続鋳造用鋳型として、表２に示すように長辺壁及び短辺壁に傾斜面を設けたものを使用した。鋼鋳片は、断面矩形状をなし、表２に示すサイズのものとした。
表３に示すように、表１に示す成分組成の鋼鋳片を表２に示す連続鋳造用鋳型を用いて連続鋳造した。このときの鋳造速度は表３に示す条件とした。

そして、上述のようにして得られた鋼鋳片について、鋳造方向に直交する断面の組織観察を行い、コーナ部における凝固均一度を評価した。
各コーナ部の５０ｍｍ×５０ｍｍの領域において、端部からホワイトバンドまでの距離を測定し、これを凝固シェル厚さとした。なお、ホワイトバンドとは、電磁撹拌装置によって凝固シェルの界面に沿って溶鋼が流れることにより生じた炭素偏析層であり、電磁撹拌装置の位置における凝固シェル厚さを推定することが可能となる。
ここで、凝固シェル厚さを各コーナ部において長辺側で５点、短辺側で５点、測定し、４つのコーナ部全体で測定された最大凝固シェル厚さｔ_ｍａｘと最小凝固シェル厚さｔ_ｍｉｎから、凝固均一度δ＝ｔ_ｍｉｎ／ｔ_ｍａｘを算出した。評価結果を表３に示す。
評価としては、長辺、短辺それぞれが０．７０以上で、且つ、平均が０．８０以上がブリードの発生もなく凝固均一度を良好とした。

長辺壁及び短辺壁が１段の傾斜面で形成され、傾斜面のテーパ値比が２．３７とされた比較例１の連続鋳造用鋳型を用いた試験Ｎｏ．１１においては、鋳片の長辺面側及び短辺壁面においていずれも凝固均一性が不十分であった。
長辺壁及び短辺壁が１段の傾斜面で形成され、傾斜面のテーパ値比が１．２２とされた比較例２の連続鋳造用鋳型を用いた試験Ｎｏ．１２においては、鋳片の長辺面側の凝固均一性が不十分であった。

長辺壁が１段の傾斜面で形成されるとともに短辺壁が２段の傾斜面で形成された比較例３の連続鋳造用鋳型を用いた試験Ｎｏ．１３においては、鋳片の長辺面側の凝固均一性が不十分であった。

長辺壁及び短辺壁が２段の傾斜面で形成されているが、長辺壁の最上段に位置する第１傾斜面のテーパ値α１と短辺壁の最上段に位置する位置する第１傾斜面のテーパ値β１との比β１／α１が２．０以上とされた比較例４の連続鋳造用鋳型を用いた試験Ｎｏ．１４においては、鋳片の長辺面側及び短辺面側においていずれも凝固均一性が不十分であった。

長辺壁及び短辺壁が２段の傾斜面で形成され、長辺壁の最上段に位置する第１傾斜面のテーパ値α１と短辺壁の最上段に位置する位置する第１傾斜面のテーパ値β１との比β１／α１が１．６２以上２．０未満の範囲内とされた本発明例１、２の連続鋳造用鋳型を用いた試験Ｎｏ．１〜４においては、鋳片の長辺面側及び短辺面側においていずれも凝固均一性が十分であり、凝固が安定していたことが確認された。

また、本発明例１の連続鋳造用鋳型を用いた試験Ｎｏ．１、２においては、凝固収縮量の大きな亜包晶鋼である鋼１、及び、凝固収縮量が比較的小さな鋼種である鋼２、のどちらであっても、凝固均一性を向上させることができた。また、鋼鋳片と鋳型内面との摺接が抑制され、表面疵の発生を抑制することができた。

３０ 鋼鋳片
５０ 連続鋳造装置
５１ 長辺壁
５２ 短辺壁
５３、５４ 傾斜面
５３Ａ、５４Ａ 第１傾斜面

Claims (3)

1. 断面矩形状をなし、長辺長さと短辺長さの比が１．２５以上２．０以下の範囲内とされた鋼鋳片を連続鋳造する際に用いられる鋼の連続鋳造用鋳型であって、
   互いに対向する一対の長辺壁と、互いに対向する一対の短辺壁とを有し、互いに対向する一対の前記長辺壁及び前記短辺壁には、鋳造方向下流側に向かって対面間隔が狭くなる傾斜面が形成されており、
   前記長辺壁及び前記短辺壁の傾斜面は、テーパ値が異なる複数の傾斜面が鋳造方向に連なるように形成されており、鋳造方向上流側に位置する傾斜面のテーパ値が鋳造方向下流側に位置する傾斜面のテーパ値よりも大きくされており、
   前記長辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値α１と前記短辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値β１との比β１／α１が１．６２以上２．０未満の範囲内とされていることを特徴とする鋼の連続鋳造用鋳型。
2. 前記長辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値α１、及び前記短辺壁の鋳造方向のメニスカス位置以下で最上流側に位置する第１傾斜面のテーパ値β１が、１．０％／ｍ以上４．０％／ｍ以下の範囲内とされており、
   前記長辺壁の鋳造方向の最下流側に位置する最終傾斜面のテーパ値αｅ、及び、前記短辺壁の鋳造方向の最下流側に位置する最終傾斜面のテーパ値βｅが、０．３％／ｍ以上１．０％／ｍ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の鋼の連続鋳造用鋳型。
3. 長辺長さと短辺長さの比が１．２５以上２．０以下の範囲内とされた鋼鋳片の連続鋳造方法であって、
   請求項１又は請求項２に記載の連続鋳造用鋳型を用いて鋳造することを特徴とする鋼鋳片の連続鋳造方法。

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