JP7188187B2

JP7188187B2 - 鋳片の冷却方法

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Publication number: JP7188187B2
Application number: JP2019036002A
Authority: JP
Inventors: 義陽大場; 慶一丸田; 信平森口; 健明清水
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2039-02-28
Also published as: WO2020175670A1; CN113518831B; JP2020139200A; CN113518831A

Description

本発明は、鋳片の冷却カバー及び冷却方法に関する。

連続鋳造機により鋳造された鋳片であるブルームを加熱炉で再加熱して分解圧延を行い、ビレットを製造する製造工程では、連続鋳造機での鋳造後の高温の鋳片を加熱炉に直接装入し、加熱された鋳片を圧延するホットチャージ圧延が行われる。ホットチャージ圧延では、加熱炉に装入する鋳片の温度を高くすることができるため、加熱炉にて使用する燃料を削減することができる。

しかしながら、ホットチャージ圧延が行われる鋳片は、オーステナイト（γ）からフェライト（α）への変態を十分に経ず圧延されるため、γ粒界の析出物による粒界脆化によって熱間加工性が低下してしまうことがある。このような場合、圧延時に表面疵（粒界割れ）が発生してしまう。
このような表面疵を防止するため、例えば、特許文献１では、鋳造後の鋳片を１０５０～９５０℃の高温度域に維持し、意図的にγ粒界の粗大化を図り、γ粒界における析出物の析出間距離を大きくすることで割れを防止する方法が開示されている。
また、特許文献２では、鋳造後の鋳片を強制的に冷却（水冷）し、鋳片表面組織をγ相からα相へ変態させることで、旧γ粒界に析出した析出物による粒界脆化を抑制する方法が開示されている。なお、以下では、水冷設備による鋳片の強制的な水冷を、強制冷却ともいう。

特開昭６２－２１２００１号公報特開平５－２３７５０８号公報

ところで、連続鋳造における最終鋳造部付近は、鋳造中の溶鋼温度低下、引巣対策を目的とした鋳造速度の減速、及び次の鋳造開始までの機内待機時間の影響を受けるため、他の鋳造部位に比べて鋳片の温度が低くなる。このような操業要因により、最終鋳造部付近の鋳片に関しては、特許文献１に記載の鋳片温度を高温に維持する方法を用いることは困難となる。
また、高い冷却速度で割れが発生しやすい、冷却時の割れ感受性の高い鋼種に関しては、特許文献２に記載の鋳片を強制冷却する方法を用いることは困難となる。

そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、連続鋳造設備から加熱炉まで鋳片を搬送する際に、高温に維持することが難しく、強制冷却によって割れが生じる可能性がある鋳片について、割れの発生を抑制しながらも冷却することができる、鋳片の冷却カバー及び冷却方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、連続鋳造機で連続鋳造される鋳片を、上記連続鋳造機のストランド数分の本数、収容可能であり、床面上に配される上記ストランド数分の本数の鋳片の側面の全周を覆うことが可能な側壁部と、床面上に配される上記ストランド数分の本数の鋳片の上面を覆うことが可能な天板部と、を備え、上記側壁部及び上記天板部の内壁面には断熱材が設けられる、鋳片の徐冷カバーが提供される。

本発明の一態様によれば、連続鋳造機で鋳造される鋳片の温度を測定する測定工程と、上記測定工程の結果から、上記鋳片の表面温度が、第１閾値以下であるかを判断する温度判断工程と、上記温度判断工程にて、上記表面温度が上記第１閾値以下となる上記鋳片を、請求項１に記載の徐冷カバーで覆って冷却する徐冷工程と、を備える、鋳片の冷却方法が提供される。

本発明の一態様によれば、連続鋳造設備から加熱炉まで鋳片を搬送する際に、高温に維持することが難しく、強制冷却によって割れが生じる可能性がある鋳片について、割れの発生を抑制しながらも冷却することができる、鋳片の冷却カバー及び冷却方法が提供される。

本発明の一実施形態における再加熱ラインを示す模式図である。第２徐冷設備を示す断面図である。徐冷カバーを示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図であり、（Ｃ）は正面図である。鋳片の冷却方法及び再加熱方法を示すフローチャートである。第２徐冷設備及び徐冷カバーの変形例を示す断面図である。実施例における異なる冷却方法による冷却速度の違いを示す調査結果である。

以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するように、本発明の実施形態を例示して多くの特定の細部について説明する。しかしながら、かかる特定の細部の説明がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかである。また、図面は、簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
＜鋳片の冷却方法＞
図１～図４を参照して、本発明の一実施形態に係る鋳片Ｂの冷却方法について説明する。本実施形態に係る鋳片Ｂの冷却方法は、連続鋳造機（ＣＣ）２で鋳造された鋳片Ｂを再加熱する、再加熱ライン１における、鋳片Ｂの冷却方法となる。再加熱ライン１は、図１に示すように、第１搬送テーブル１１と、第２搬送テーブル１２と、測定装置１３と、第１徐冷設備１４と、水冷設備１５と、第２徐冷設備１６と、加熱炉１７と、制御部１８とを備える。連続鋳造機２は、鋳片Ｂとして、長手方向に対して直交する断面形状が略正方形のブルームを連続鋳造する設備である。連続鋳造機２は、鋳片Ｂの鋳造ラインの数であるストランド数が４つのものである。このような連続鋳造機２では、各ストランドにて、連続鋳造された後、所定の長さに切断された鋳片Ｂが、第１搬送テーブル１１へと送られる。また、本実施形態に係る再加熱ライン１は、連続鋳造機２で鋳造された鋳片Ｂを第１搬送テーブル１１及び第２搬送テーブル１２を用いて、６００℃以上の高温の状態で加熱炉１７に装入し、その後圧延を行う、ホットチャージ圧延が可能な設備である。

第１搬送テーブル１１は、連続鋳造機２から送られる鋳片Ｂを第２搬送テーブル１２へと搬送する搬送装置であり、鋳片Ｂを搬送させる複数の駆動式のローラ等からなる。第１搬送テーブル１１は、連続鋳造機２のストランド数に応じて４本の搬送ラインが設けられる。
第２搬送テーブル１２は、第１搬送テーブル１１から送られる鋳片Ｂを、第１徐冷設備１４、水冷設備１５、第２徐冷設備１６または加熱炉１７へと搬送する搬送装置であり、鋳片Ｂを搬送させる複数の駆動式のローラ等からなる。第２搬送テーブル１２は、後述する制御部１８での判断結果に応じて、鋳片Ｂを第１徐冷設備１４、水冷設備１５、第２徐冷設備１６または加熱炉１７のいずれかの設備へと搬送する。

測定装置１３は、熱画像測定器であり、第１搬送テーブル１１上の鋳片Ｂの表面温度を測定する。測定装置１３は、第１搬送テーブル１１に対して、鋳片Ｂの搬送方向の下流側に設けられ、４本の搬送ラインにて搬送される鋳片Ｂの表面温度を測定可能に設けられる。なお、測定装置１３は、鋳片Ｂの鉛直方向の上側の面となる上面の複数の位置、好ましくは上面全面について、表面温度の測定を行う。また、測定装置１３は、鋳片Ｂの表面温度の測定結果を制御部１８へと出力する。なお、測定装置１３は、鋳片Ｂの表面温度を測定可能なものであれば特に限定されないが、熱画像測定器や走査式の放射温度計等のように、鋳片Ｂの表面の複数の位置を測定可能なものである方が、スケール等の影響を除外でき測定精度を高めることができるため好ましい。

第１徐冷設備１４は、第２搬送テーブル１２から搬送される鋳片Ｂを徐冷する、内壁面に断熱材が設けられた箱型の装置であり、例えば、鋳造ロッド単位の大量の鋳片Ｂを収容可能な徐冷装置である。鋳造ロッド単位とは、製鋼工程における精錬処理及び鋳造処理における処理回数の単位（チャージ）であり、取鍋に収容された溶鋼の最大２回分の精錬処理及び鋳造処理に対応する。つまり、少なくとも同一鋳造ロッド単位では、溶鋼の成分及び鋼種は同一のものとなる。第１徐冷設備１４は、後述するように、鋳造ロッド単位で徐冷が必要と判断される大量の鋳片Ｂを徐冷するための設備である。第１徐冷設備１４は、例えば、鋳片Ｂを４０本程度（１５０ｔ～２５０ｔ）収容可能なものであり、断熱レンガや断熱パネル等からなり、特定の設置場所に固定して設けられる設備である。第１徐冷設備１４に収容される鋳片Ｂは、第１徐冷設備１４内で四方を断熱材で囲まれた状態となり、低い冷却速度で徐冷される。ここで、本実施形態において、徐冷とは、空冷よりも低い冷却速度で冷却を行うことを示し、例えば、－０．１６℃／ｍｉｎ以上の冷却速度とすることを示す。なお、冷却速度は、マイナスで表される値であり、本実施形態では冷却速度の絶対値が大きいことを冷却速度が高いといい、冷却速度の絶対値が小さいことを冷却速度が低いという。

水冷設備１５は、第２搬送テーブル１２から搬送される鋳片Ｂに水を吹きかけ、高い冷却速度で鋳片を冷却（強制冷却）する設備である。水冷設備１５では、冷却能力に応じて予め設定された時間だけ、鋳片Ｂの矯正冷却を行う。水冷設備１５での冷却速度は、例えば、－３℃／ｓ～－６℃／ｓであってもよい。
第２徐冷設備１６は、第２搬送テーブル１２から搬送される鋳片Ｂを徐冷する設備であり、図２に示すように、徐冷カバー３と、複数の支持部材４とを有する。

徐冷カバー３は、図２及び図３に示すように、側壁部３１と、天板部３２と、一対の保持部３３とを有する。側壁部３１は、図２に示すように、角筒状の部材であり、床面上に複数の支持部材４を介して配される４本の鋳片Ｂの側面の全周を覆って設けられる。天板部３２は、側壁部３１の上側（図２（Ａ），（Ｂ）における上側）の開口を覆って形成される方形状の部材であり、床面上に複数の支持部材４を介して配される４本の鋳片Ｂの上面を覆って設けられる。側壁部３１及び天板部３２は、鋳片Ｂが設けられる内側の面である内壁面に、断熱材が設けられる。例えば、表面が鉄製の部材の内面側に断熱材が設けられることで、側壁部３１及び天板部３２が製造されてもよい。断熱材は、鋳片や鋼片等の徐冷に用いることができるものであれば特に限定されず、その種類や厚みは目的とする冷却速度や徐冷カバーの製造コスト等に応じて適宜選択することができる。なお、徐冷カバー３は重機等によって搬送が容易であることが好ましいため、断熱性を有しながらも重量が軽いものであることが好ましい。例えば、断熱材としては、セラミックファイバーを用いて製造される断熱ブロックや断熱ボードが用いられてもよい。一対の保持部３３は、天板部３２の上面に固設され、後述するように重機等の爪が挿入可能なように、内部に空洞が形成される。

側壁部３１の長手方向（図２（Ａ）における左右方向）の内側の長さａは、連続鋳造機２で鋳造される鋳片Ｂの長手方向の長さｄよりも長く設定される。なお、鋳片Ｂの長さｄは、連続鋳造機２で鋳造される鋳片の最大長さである。さらに、長さａは、後述する徐冷カバー３の設置時における設置精度に応じて、できるだけ短く設定されることが好ましい。側壁部３１の高さ方向（図２（Ａ），（Ｂ）における上下方向）の長さｂは、連続鋳造機２で鋳造される鋳片Ｂの高さｅと支持部材４の高さを足し合わせた長さよりも大きく設定され、本実施形態の場合には、鋳片Ｂの二本分の高さ（２×ｅ）よりも大きく設定される。さらに、長さｂは、徐冷カバー３の設置時において、徐冷カバー３と鋳片Ｂとが接触しない範囲でできるだけ小さく設定されることが好ましい。側壁部３１の幅方向（図２（Ｂ）における左右方向）の内側の長さｃは、連続鋳造機２で鋳造さらえる鋳片Ｂの幅方向の長さｆのストランド数分の長さ以上であり、本実施形態の場合には４×ｆ以上の長さとなる。鋳片Ｂは、図２（Ｂ）に示すように、運搬時のハンドリング性から、互いに少し離れた状態で支持部材４上に置かれる。このため、このような状態の４本の鋳片Ｂを収容できるよう、長さｃは、４×ｆ超７×ｆ以下とすることが好ましい。つまり、側壁部３１の寸法は、床面上に複数の支持部材４を介して配される、ストランド数分の４本の鋳片Ｂを内部に収容可能なものであればよく、その中でもできるだけ鋳片Ｂと側壁部３１との隙間及び鋳片Ｂと天板部３２との隙間ができるだけ狭くなるように設定されることが好ましい。

複数の支持部材４は、４本の鋳片Ｂを支持する部材であり、鋳片Ｂの重量及び温度に耐え得るものであれば特に限定されない。本実施形態では、一例として、事前に鋳片Ｂと同様に製造されたブルームを支持部材４として用いる。このような支持部材４としては、例えば、製品としては使用できないために屑化となったブルームを用いてもよい。複数の支持部材４は、床面上に、冷却される鋳片Ｂの長手方向に並んで、所定間隔ずつ離間して設けられる。床面とは、鋳片Ｂの徐冷が行われる場所の床面であり、屋内や屋外における地面等の面を示す。支持部材４が設けられる数は、ストランド数に応じた複数本の鋳片Ｂを支持可能であればよいため特に限定されないが、図２に示す一例では、２本設けることとしている。

加熱炉１７は、第２搬送テーブル１２から搬送される鋳片Ｂ、第１徐冷設備１４及び第２徐冷設備１６で徐冷される鋳片Ｂ、並びに水冷設備１５で強制冷却される鋳片Ｂを、所定の温度まで加熱（「再加熱」とも称する。）する設備である。加熱炉１７で再加熱された鋳片Ｂは、その後圧延されて、断面面積の小さなビレットとなる。
制御部１８は、再加熱ライン１での鋳片Ｂの搬送及び冷却、並びに加熱炉１７での鋳片Ｂの再加熱を制御する制御装置である。制御部１８は、後述する方法に従い、鋳片Ｂの鋼種と測定装置１３の表面温度との測定結果に基づいて、冷却方法の選択を含めた鋳片Ｂの加熱炉８に装入するまでの経路を判断する。

次に、再加熱ライン１における鋳片Ｂの冷却方法及び再加熱方法について、図４のフローチャートを参照して説明する。まず、第１搬送テーブル１１上の鋳片Ｂの表面温度を測定装置１３で測定する測定工程を行う（Ｓ１００）。鋳片Ｂは、連続鋳造機で鋳造及び切断されたものであり、連続鋳造機２から第１搬送テーブル１１へと搬送される。ステップＳ１００では、測定装置１３により、鋳片Ｂの上面の複数位置について、表面温度の測定が行われる。そして、測定装置１３は、各鋳片Ｂについて、上面の複数の表面温度のうち最も高い温度を表面温度の測定結果として制御部１８に出力する。なお、ステップＳ１００にて表面温度が測定された鋳片Ｂは、第１搬送テーブル１１から第２搬送テーブル１２へと搬送される。

ステップＳ１００の後、制御部９は、ステップＳ１００にて表面温度が測定された鋳片Ｂが徐冷指定鋼種であるか否かを判断する第１鋼種判断工程を行う（Ｓ１０２）。徐冷指定鋼種とは、意図的に窒素添加（７０～１００質量ｐｐｍ）を行うため、オーステナイト粒界に析出する窒化物による粒界脆化が顕著な鋼種とする。徐冷指定鋼種か否かの判断、溶鋼の成分組成から決定されるものであり、このような鋼種の判断は、基本的には溶鋼の成分組成が同一なチャージ単位で行われる。

ステップＳ１０２にて、鋳片Ｂが徐冷指定鋼種であると判断とされた場合、判断された鋳片Ｂを、第２搬送テーブル１２から第１徐冷設備１４へと搬送し、第１徐冷設備１４にて徐冷する第１徐冷工程が行われる（Ｓ１０４）。第１徐冷工程では、例えばチャージ単位での大量の鋳片Ｂが、第１徐冷設備１４へと送られた後、これらの鋳片Ｂが同時に徐冷される。上述のように、第１鋼種判断工程では、徐冷指定鋼種か否かの判断が基本的にチャージ単位で行われるため、第１徐冷工程では、このように判断された１チャージあるいは複数チャージの大量の鋼片Ｂが第１徐冷設備１４にてまとめて徐冷される。第１徐冷工程では、鋳片Ｂの温度がＡｒ１変態点以下となるまで行われる。

一方、ステップＳ１０２にて、鋳片Ｂが徐冷指定鋼種でないと判断された場合、制御部９は、鋳片Ｂの表面温度が第１閾値以下か否かを判断する温度判断工程を行う（Ｓ１０６）。第１閾値は、オーステナイト粒界に析出する窒化物の析出量、及び、結晶粒の大きさに応じて設定される温度であり、徐冷や強制冷却といった冷却なしで鋳片Ｂを加熱炉１７に装入しても、鋳片Ｂの表面に粒界割れが発生しない温度として設定される。例えば、第１閾値は、徐冷や強制冷却といった冷却なしで鋳片Ｂを加熱炉１７に装入する際における鋳片Ｂの表面温度がＡｒ３変態点以上となる温度としてもよい。また、第１閾値は、鋳片Ｂの表面での割れの発生状況（発生実績）に応じて設定される温度であってもよく、例えば、鋳片Ｂの表面での割れの発生率が、問題となる程度に多くなり始める温度を第１閾値としてもよい。なお、本実施形態のように、ホットチャージ圧延が可能な製造ラインでは、温度判断工程にて第１閾値以下となる鋳片Ｂは、基本的に連続鋳造機２の各ストランドで連続鋳造の最後に鋳造される鋳片であるトップ鋳片（最終鋳造部に最も近い鋳片）のみとなる。つまり、本実施形態では、一回の連続鋳造において、表面温度が第１閾値以下と判断される鋳片Ｂは、各ストランドで１本ずつの計４本となる。なお、鋳造時のトラブルや調整等で鋳造速度を低下させる場合があり、このような場合にも突発的ではあるものの、第１閾値以下となる鋳片Ｂが発生する可能性がある。

ステップＳ１０６にて、鋳片Ｂの表面温度が第１閾値以下となる場合、制御部９は、鋳片Ｂが冷却割れ感受性が高い鋼種か否かを判断する第２鋼種判断工程を行う（Ｓ１０８）。冷却割れ感受性が高い鋼種とは、空冷や水冷設備１５による強制冷却といった冷却速度の高い冷却によって縦割れ等の冷却割れが発生しやすい鋼種であり、成分組成や割れの発生状況（発生実績）に応じて設定される。例えば、冷却割れ感受性が高い鋼種としては、以下の（Ａ）～（Ｄ）の鋼種が挙げられる。
（Ａ）下記（１）式で算出されるカーボン当量Ｃｅｑが０．８０ｍａｓｓ％以上の鋼種。
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋１／２［Ｓｉ］＋１／５［Ｍｎ］＋１／７［Ｃｕ］＋１／２２［Ｎｉ］＋１／９［Ｃｒ］＋１／２［Ｍｏ］＋１／２［Ｖ］・・・（１）
なお、（１）式において［Ａ］は鋼中の成分Ａの濃度（ｍａｓｓ％）を示す。
（Ｂ）鋼中のＣ濃度が０．４５ｍａｓｓ％以上の鋼種。
（Ｃ）鋼中のＣ濃度が０．４５ｍａｓｓ％以上かつ、Ｍｎ濃度が１．００ｍａｓｓ％以上の鋼種
（Ｄ）Ｖ添加鋼

ステップＳ１０８にて、鋳片Ｂが冷却割れ感受性が高い鋼種であると判断された場合、判断された鋳片Ｂを、第２搬送テーブル１２から第２徐冷設備１６へと搬送し、第２徐冷設備１６にて徐冷する第２徐冷工程が行われる（Ｓ１１０）。第２徐冷工程では、はじめに、床面上に予め配された複数の支持部材４の上に鋳片Ｂを載せる。この際、鋳片Ｂは、クレーンや重機等によって、複数の支持部材４の上に載せられる。また、第１閾値以下となる鋳片Ｂが、近いタイミングで複数本、発生する場合には、複数の鋳片Ｂが同じ複数の支持部材４上に載せられる。なお、この場合、同じ複数の支持部材４上に載せられる鋳片Ｂの本数は、徐冷カバー３にて収容可能なだけの本数である。上述のように、第２徐冷工程が行われる鋳片Ｂは、基本的には、トップ鋳片であり、ストランド数分の本数となる４本だけとなる。そして、鋳片Ｂを支持部材４上に載せた後、図２に示すように、鋳片Ｂに徐冷カバー３を被せて、鋳片ＢがＡｒ１変態点以下となるまで徐冷が行われる。徐冷カバー３を鋳片Ｂに被せる作業は、フォークリフトといった重機等を用いて行われる。この際、重機等の爪が一対の保持部３３に挿入されることで、重機等による徐冷カバー３の保持や移動が行われる。

一方、ステップＳ１０８にて、鋳片Ｂが冷却割れ感受性が高い鋼種でないと判断された場合、判断された鋳片Ｂを、第２搬送テーブル１２から水冷設備１５へと搬送し、水冷設備１５にて強制冷却する強制冷却工程が行われる（Ｓ１１２）。水冷設備１５での強制冷却は、鋳片Ｂであるブルームの冷却において一般的に用いられるものであればよい。また、鋼種等の違いに応じて冷却条件を変化させてもよい。さらに、水冷設備１５では、鋳片Ｂの表面温度がＡｒ１変態点以下となるまで強制冷却を実施することが好ましい。

ステップＳ１０４及びステップＳ１１０で徐冷が行われた後、ステップＳ１０６で第１閾値超と判断された後、並びにステップＳ１１２で強制冷却が行われた後、鋳片Ｂを加熱炉１７に装入し、再加熱する再加熱工程が行われる（Ｓ１１４）。再加熱工程で、所定の温度まで再加熱された鋳片Ｂは、その後圧延され、ビレットとなる。
本実施形態では、以上の処理ステップを行うことによって、連続鋳造機から搬出される鋳片Ｂを加熱炉８へと搬送して再加熱する。そして、その工程の中で、徐冷や強制冷却といった方法で鋳片Ｂの冷却が行われる。なお、本実施形態における、ステップＳ１００～ステップＳ１１４で説明した鋳片Ｂの搬送及び処理は、制御部１８によって自動的に行われることが好ましい。

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。

例えば、上記実施形態では、連続鋳造機２のストランド数を４本としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、連続鋳造機２のストランド数は、２本等の他の本数であってもよい。なお、このような変形例も含めた連続鋳造機２のストランド数をＮ（本）とする。
また、上記実施形態では、複数の鋳片Ｂを床面上に並べて、略直方体状の形状の徐冷カバー３で複数の鋳片Ｂを覆うとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、鋳片Ｂの床面への置き方は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、２段や４段に積み上げた状態で置くようにしてもよい。また、徐冷カバー３は、複数の鋳片Ｂを覆うことができるならば、他の形状であってもよい。

さらに、上記実施形態では、鋳片Ｂはブルームであるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。鋳片Ｂは、長手方向に直交する断面形状が方形であるスラブ等の他の形状であってもよい。なお、上記実施形態のように、連続鋳造機２の搬出ラインに近いところで、鋳片Ｂを加熱炉１７へと装入する必要がある設備であることが好ましい設備条件となる。

さらに、上記実施形態では、図４に示す処理フローで鋳片Ｂの冷却を行うとしたが、本発明はかかる例に限定されない。本発明は、徐冷カバー３を用いた冷却であれば他の態様であってもよい。例えば、連続鋳造機２で鋳造される、徐冷指定鋼種ではない鋼種のトップ鋳片に対して、ステップＳ１０８と同様に冷却割れ感受性が高い場合には、ステップＳ１１０の徐冷工程を行うようにしてもよい。上述のように、トップ鋳片は、他の鋳片に対して表面温度が低くなるものであり、加熱炉１７に直接装入する割れが発生してしまう可能性が高い。このため、このようなトップ鋳片については、表面温度の測定なしに、徐冷工程を施すようにしてもよい。
さらに、上記実施形態では、支持部材４として、鋳片を用いるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。支持部材４は、鋳片Ｂの重量及び温度に耐え得るものであればよく、例えば耐火物製の万棒等が支持部材４として用いられてもよい。

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係る鋳片Ｂの徐冷カバー３は、連続鋳造機２で連続鋳造される鋳片を、連続鋳造機２のストランド数分の本数、収容可能であり、床面上に配されるストランド数分の本数の鋳片Ｂの側面の全周を覆うことが可能な側壁部３１と、床面上に配されるストランド数分の本数の鋳片Ｂの上面を覆うことが可能な天板部３２と、を備え、側壁部３１及び天板部３２の内壁面には断熱材が設けられる。

上記（１）の構成によれば、様々な操業要因によって鋳片の表面温度が低くなってしまった鋳片で、かつ強制冷却を施すと冷却割れを生じる可能性のある割れ感受性の高い鋳片について、割れの発生を抑制しながらも冷却することができる。また、冷却速度が低くなることで、割れが発生しても圧延後の手入れ等で除去可能な程度に、割れの大きさを小さくすることができる。これにより、表面疵の手入れ作業能率及び圧延品の屑化率を低減することができる。また、このような徐冷カバー３は、大量の鋳片Ｂを冷却するような徐冷装置（例えば、上記実施形態における第１徐冷設備１４）に比べて、簡易的にかつ少量のものについても効果的に徐冷を行うことができる。このため、例えば、連続鋳造のトップ鋳片や、操業条件の突発的な変化から発生する鋳片といった、少量のみ発生する表面温度の低い鋳片Ｂについても、効率的に対応することができる。

（２）本発明の一態様に係る鋳片Ｂの徐冷方法は、連続鋳造機２で鋳造される鋳片Ｂの温度を測定する測定工程（Ｓ１００）と、測定工程の結果から、鋳片Ｂの表面温度が、第１閾値以下であるかを判断する温度判断工程（Ｓ１０６）と、温度判断工程にて、表面温度が第１閾値以下となる鋳片Ｂを、上記（１）に記載の徐冷カバー３で覆って冷却する徐冷工程（Ｓ１１２）と、を備える。
上記（２）の構成によれば、上記（１）の構成と同様な効果に加え、少量のみ発生するような表面温度が低い鋳片について、発生の度に徐冷を施すことができる。

（３）上記（２）の構成において、温度判断工程の後、表面温度が第１閾値以下となる鋳片Ｂが、冷却割れ感受性に応じて設定される特定の鋼種（冷却割れ感受性が高い鋼種）であるかを判断する鋼種判断工程（ステップＳ１０８，第２鋼種判断工程）と、鋼種判断工程の後、鋼種判断工程にて特定の鋼種でないと判断された鋳片Ｂを、水冷設備１５にて冷却する強制冷却工程（Ｓ１０４）、をさらに備え、徐冷工程では、鋼種判断工程にて特定の鋼種であると判断された鋳片を徐冷する。

上記（３）の構成によれば、冷却割れ感受性が高いような鋼種について、強制冷却による冷却割れの発生を防止することができる。

（４）本発明の一態様に係る鋳片Ｂの冷却方法は、連続鋳造機２で連続鋳造される鋳片Ｂのうち、連続鋳造機の各ストランドで最後に鋳造される鋳片Ｂであるトップ鋳片を、上記（１）に記載の徐冷カバー３で覆って冷却する。
上記（４）の構成によれば、表面温度が低く、強制冷却を施すと冷却割れが発生しやすいトップ鋳片について、割れの発生を防止することができる。

本発明者らが行った実施例について説明する。実施例では、はじめに、上記実施形態における第１徐冷設備１４及び第２徐冷設備１６を用いた鋳片Ｂの徐冷による冷却速度、並びに鋳片Ｂの空冷による冷却速度について、調査を行った。この調査では、上記の３条件での冷却について、鋳片Ｂの表面温度を連続的に測定した。鋳片Ｂの大きさは、４００ｍｍ×３１０ｍｍ×５５００ｍｍであり、徐冷カバー３はこの鋳片Ｂを上記実施形態と同様に並列させた状態で収容可能なものとした。

図６に、冷却速度の調査結果を示す。図６に示すように、徐冷カバー３を用いた第２徐冷設備１６での冷却では、冷却速度が－０．５４～－０．３３℃／ｍｉｎとなり、－０．２６～－０．２２℃／ｍｉｎとなった空冷での冷却速度よりも十分に低く、徐冷ができることが確認できた。また、第２徐冷設備１６での冷却速度は、－０．２６～－０．２２℃／ｍｉｎとなった第１徐冷設備１４に比べて高いものの、－０．５℃／ｍｉｎ程度の緩冷却が実現でき、冷却割れを抑える程度には十分に低くなることが確認できた。

次に、本発明者らは、冷却割れ感受性の高い鋼種として、表１に化学組成の範囲を示すＳ４５Ｃ（ＪＩＳ）相当の鋼種について、測定装置１３での表面温度が６００℃以下となったトップ鋳片を、以下の（Ａ）～（Ｃ）３つの条件で再加熱し、鋼片圧延を行うことで中間製品であるビレット（１６０ｍｍ×１６０ｍｍ）を製造した後、表面疵の評価を行った。なお、（Ａ），（Ｃ）の条件では、鋳片Ｂの表面温度が１００℃以下となるまで、冷却を行った。
（Ａ）第２徐冷設備１６で徐冷した後に、加熱炉１７で再加熱（実施例）。
（Ｂ）第２搬送テーブル１２から直接、加熱炉１７に装入し、再加熱（比較例１）。
（Ｃ）空冷による冷却の後に、加熱炉１７で再加熱（比較例２）。

表面疵の評価では、鋳片Ｂを加熱炉１７で再加熱し、鋼片圧延でビレットを製造した後、マグナー検査をして疵の形態を確認した。その後、疵がある場合には、ビレットの表面を研削して、製品になるかを判断し、製品にならないものの発生率である屑化率を評価した。
表２に、実施例の結果を示す。表２に示すように、比較例１の条件（Ｂ）の場合には、ビレットに粒界割れが発生し、屑化率が３．０５％と多かった。また、比較例３の条件Ｃ）の場合には、空冷によって冷却する際に大きな縦割れが発生した。この縦割れは、ビレットの表面を研削しても除去しきれないものがあり、屑化率が３．９５％と最も多くなった。一方、実施例の条件（Ａ）の場合には、冷却時に小さな縦割れが発生したものの、ビレットを研削することで除去でき、屑化率０．００％となった。

また、本発明者らは、表１の鋼種に限らず、Ｃｅｑが０．８０ｍａｓｓ％以上の高合金鋼、Ｖの含有量が０．１００ｍａｓｓ％以上０．１２０ｍａｓｓ％以下のＶ添加鋼についても同様に同様な評価を行った。その結果、これらの鋼種についても発生疵の形態が同様なものとなり、屑化率を大きく低減できることが確認できた。

１再加熱ライン
１１第１搬送テーブル
１２第２搬送テーブル
１３測定装置
１４第１徐冷設備
１５水冷設備
１６第２徐冷設備
１７加熱炉
２連続鋳造機
３徐冷カバー
３１側壁部
３２天板部
３３保持部
４支持部材
Ｂ鋳片

Claims

連続鋳造機で鋳造される鋳片の温度を測定する測定工程と、
前記測定工程の結果から、前記鋳片の表面温度が、第１閾値以下であるかを判断する温度判断工程と、
前記温度判断工程の後、前記表面温度が前記第１閾値以下となる前記鋳片が、冷却割れ感受性に応じて設定される特定の鋼種であるかを判断する鋼種判断工程と、
前記鋼種判断工程の後、前記鋼種判断工程にて前記特定の鋼種であると判断された前記鋳片を、徐冷カバーで覆って冷却する徐冷工程と、
前記鋼種判断工程の後、前記鋼種判断工程にて前記特定の鋼種でないと判断された鋳片を、水冷設備にて冷却する強制冷却工程と、
を備え、
前記第１閾値は、冷却なしで前記鋳片を加熱炉に装入する際における前記鋳片の表面温度がＡｒ_３変態点以上となる温度、又は前記鋳片の表面での割れの発生率が問題となる程度に多くなり始める温度であり、
前記徐冷カバーは、連続鋳造機で連続鋳造される鋳片を、前記連続鋳造機のストランド数分の本数収容可能であり、床面上に配される前記ストランド数分の本数の鋳片の側面の全周を覆うことが可能な側壁部と、床面上に配される前記ストランド数分の本数の上面を覆うことが可能な天板部と、を備え、前記側壁部及び前記天板部の内壁面には断熱材が設けられ、
前記徐冷工程では、前記鋼種判断工程にて前記特定の鋼種であると判断された鋳片を徐冷し、
前記特定の鋼種は、下記（Ａ）～（Ｄ）のいずれの鋼種である、鋳片の冷却方法。
（Ａ）下記（１）式で算出されるカーボン当量Ｃｅｑが０．８０ｍａｓｓ％以上の鋼種
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋１／２［Ｓｉ］＋１／５［Ｍｎ］＋１／７［Ｃｕ］＋１／２２［Ｎｉ］＋１／９［Ｃｒ］＋１／２［Ｍｏ］＋１／２［Ｖ］・・・（１）
なお、（１）式において［Ａ］は鋼中の成分Ａの濃度（ｍａｓｓ％）を示す
（Ｂ）鋼中のＣ濃度が０．４５ｍａｓｓ％以上の鋼種
（Ｃ）鋼中のＣ濃度が０．４５ｍａｓｓ％以上かつ、Ｍｎ濃度が１．００ｍａｓｓ％以上の鋼種
（Ｄ）Ｖ添加鋼