JPH02141561A - 鋼の連続鋳造鋳片 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １産業上の利用分野１ 本発明は、鋼の連続鋳造鋳片に関し、鋳型振動方式の連
鋳技術に係る。

［従来の技術］ 連鋳々片の表面のオシレーションマーク（以下Ｏ５Ｍと
記す）谷部の偏析は、普通鋼の場合、０５Ｍに沿う横割
れを助長するため、鋳片の直送圧延や、ホットチャージ
圧延を阻害する要因の１つにあげられる。またステンレ
ス鋼、特にオーステナイト系ステンレスまたは２相系ス
テンレス等のＮｉ含有ステンレス鋼や高Ｍｎ、高Ｐ含有
ステンレス鋼などでは、製品表面に光沢ムラを生しさせ
る。また、偏析が大きい場合は、普通鋼と同様に、０５
Ｍに沿う横割れも発生する。

この偏析深さは、０３Ｍ凹み深さを含めると０．１〜１
．５　ｍ　ｍあるので、ステンレス鋼のように酸化スケ
ールが生成しにくい鋼、あるいは連続鋳造してから圧延
するまでの時間が短く、時間的に酸化スケールが生成し
にくいへ！キルド鋼、Ａｌ２−５ｉキルド鋼などの普通
鋼では、この偏析が酸化スケールと共に脱落せずに鋳片
表面に残存する。よって、鋳片表面を圧延する前に手入
れをする必要があり、無手入れ圧延の障害になっている
。

このＯ５Ｍ谷部偏析の発生を軽減する方法として、次の
■、■が提案されている。

■　鋳型振動数ｆとネガティブストリップ率Ｒとの関係
がある特定式を満足するように鋳造する方法（特開昭５
７−１１５９４８）。

この場合その最適値で鋳造できる最適なモールドパウダ
選択が限られ、もしもモールドパウダの選択不適である
と、パウダ消費量が減少し、ブレークアウトを引き起こ
す心配がある。

■　鋳型振動波形を非サインカーブとし、かつ、鋳型の
上昇速度をその下降速度よりも遅くする方法（特開昭６
ｌ−１５９２５５）。

この場合は、湯面制御性が良好な条件でないと効果が発
揮されないという問題があった。

［発明が解決しようとする課題ｌ 鋳型の振動条件（ｆ、Ｒ１振動波形）の最適化により０
５Ｍ部の偏析を防止する方法は、基本的には０５Ｍ深さ
を如何に浅くするというアブロチである。しかし、上述
の方法を効果的に発揮させるには、モールドパウダ開発
と湯面制御を良好にする等の付帯技術が必須条件である
。よって安定的に０５Ｍ部偏析を軽減・防止することは
困難である。

一方、炭素含有量が０．０８〜０．２０重量％のいわゆ
る中炭素鋼の連鋳時には、凝固時のδ→γ変態に伴う表
層下割れが生じこの表層下割れは、鋳片の冷却によって
表面に伝播し、表面縦割れに成長する。この表層下割れ
を防止するには、鋳型内で凝固殻を緩冷却することが効
果的であるとして、鋳型表面に凹状のスリットを設けた
緩冷却鋳型の使用が提案されている。この方法は凝固殻
の厚みが従来よりも薄（なるので高速鋳造を行う場合鋳
型直下でのブレークアウトを招くおそれがあり生産性増
大に伴う鋳造速度の増加を阻害する要因となり、実操業
においては問題がある。

本発明では、鋳型の振動条件、モールドパウダ、湯面変
動などの要因の影響をほとんど受けることなく、０３Ｍ
部の偏析を安定して軽減・防止し、さらに、中炭素鋼（
Ｃ：０．０８〜０．２０重量％）における鋳片表面縦割
れを軽減・防止した鋳片を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 連鋳々片Ｏ５Ｍ谷部の偏析の生成機構については、未だ
確固たる説が無いため、その防止技術についても経験的
になされているのが実情である。

今回、発明者らは、従来から言われているような０５Ｍ
深さが浅くなると偏析が減少するという関係以外に、偏
析の生成には合金元素の影響が大きいことを発見した。

これは、ステンレス鋼のみならず中炭素鋼の表面縦割れ
防止にも同様の効果がある。

すなわち、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、Ｔｅ、のいづれか、ある
いはこれらを組み合わせて含有させることによって、鋳
片表面の０５Ｍ部偏析や表面縦割れを防止した鋳片を得
ることができる。

本発明は鋳型振動方式の鋼の連続鋳造方法によって得ら
れる鋳片においてステンレス鋼あるいは中炭素鋼シこ、 Ｓｎ：　　０．００１〜０．１０　　　重量％Ｓｅ：　
　０．００１〜０．１０　　　重量％Ｂｉ・　０．００
０３〜０．０２　重量％Ｔｅ：　　０．００１〜０．３
　　　　重量％またはＳｎ、Ｓｅ、ＢｉおよびＴｅから
選ばれた２種以上の元素の合計を０．００２〜０．４重
量％含有させたことを特徴とする鋼の連続鋳造鋳片であ
る。

［作用］ 本発明は、Ｏ５Ｍ谷部の偏析の程度や表面縦割れの発生
が、偏析部面下の１ｍｍ以内の凝固組織の緻密度（デン
ドライト樹枝状晶や粒状品などの面積率）と関係がある
という知見によってなされたものである。つまり第１図
、第２図に示すように、凝固組織の緻密度を高くすると
偏析厚みや表面縦割れが減少することを見出した。

つまり、鋳片において１表面の最大酸化スケル厚み（０
，１〜０．２　ｍ　ｍ　）分だけ表面が脱落することを
考えると、緻密度が７０％以上であれば鋳片での表面偏
析は全く残存しない。また、表面の縦割れの場合は、緻
密度が７０〜８０％以上で防止できることがわかる。

発明者らは、この凝固組織の緻密度を高める方法を種々
検討した結果、連続鋳造するにあたり溶湯中にＳｎ、Ｓ
ｅ、Ｂｉ、Ｔｅを単独あるいは組み合わせて含有させる
ことが最も効果的であることを見出した。

もちろん元素添加以外に緻密度を高める方法としては、
例えば鋳型の初期凝固位置相当のメニスカス部を強冷す
る、あるいは鋳型と鋳片との間の伝熱抵抗を小さ（する
（例えば、モールドパウダフィルムの熱伝導率を大きく
する成分系にする、パウダフィルム厚を薄くする）こと
も考えられるが、溶鋼成分変更が最も効果的であった。

このような溶湯成分にすることによって連鋳η片表面の
Ｏ３Ｍ谷部の偏析あるいは表面縦割れを防止することが
できる。効果的に凝固組織を緻密にするには、 Ｓｎ：　　０．００１〜０．１０　　　重量％Ｓｅ：　
　０．００１〜０．１０　　　重量％Ｂｉ：　　０．０
００３〜０．０２　重量％Ｔｅ：　　０．００１〜０．
３０　　　重量％を単独でそれぞれ、あるいはこれらの
元素を２以上組み合わせた元素合計で０．００２〜０．
４重量％を溶湯中に含有させるとよい。

これらの元素は含有量に最適範囲が存在する。

それぞれ上記下限未満では軽減・防止効果が表われない
。なお、偏析は鋼種や製造工程の違いあるいは製品レベ
ルによっては完全に防止することを要求しない場合もあ
るので、このような観点からも元素の含有量の下限値は
決められた。

また、それぞれ上記上限を越えると、鋳片冷却時の脆性
割れが発生しやすくなることと効果が飽和するためであ
る。またこれらの元素を組み合わせた場合も同じ理由で
最適範囲が存在する。

凝固組織を緻密にするとＯ５Ｍ谷部の偏析を防止するこ
とができる理由は、凝固組織を構成する各結晶粒の間隔
が狭くなり結晶粒間の未凝固濃化溶鋼が鋳片表面側に流
動しづらくなるためである。

また、表面縦割れを防止できる理由は、凝固組織が緻密
になり組織間の偏析程度が軽減されることによって割れ
感受性が小さくなるためと考えられる。

偏析の防止は従来法のように鋳型振動条件を最適化すこ
とによって０３Ｍ深さを浅くしなくても可能であるので
、モールドパウダの選択や湯面制御性に特別に注意しな
くても、従来の操業法で容易にかつ安定してＯ５Ｍ谷部
の偏析を軽減・防止することができる。また、表面縦割
れの防止は、凝固殻の緩暖冷却を行うことなく可能にな
るので鋳造速度の増加も可能となる。

〔実施例１Ｉ Ｃ：０．０５〜０．０７　　　重量％、Ｓｉ：０．３〜
０．５　　　　　重量％、Ｍｎ　：　０．８〜０．９　
　　　　重量％、Ｐ：０．０２〜０．０３　　　重量％
、Ｓ：０．００８〜０．０１２　　重量％、Ａβ：０．
０３〜０．０５　　重量％、Ｃｒ　：　ｌ　８〜２０．
０　　　　重量％、Ｎｉ：８〜ｌＯ重量％、 ０：０．００４〜Ｏ，ＯＯ６重量％、 のステンレス溶鋼（高温耐酸化性に優れる５ＵＳ３０４
）に、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、Ｔｅをそれぞれ単独に、ある
いは組み合わせてＯ，ＯＯ０２〜０．７０重量％になる
ようにタンデイツシュあるいは鋳型内に添加し、２００
Ｘ１０４０ｍｍ断面の連鋳々片を０．８ｍ／ｍｉｎの鋳
造速度で製造後、鋳片表面のＯ５Ｍ谷部の偏析発生頻度
（偏析が発生した数／調査した０３Ｍ総数）ｘｌｏｏを
調査した。結果を第３図に示す。

各元素単独あるいはこれらを組合わせた含有量がＯ，Ｏ
ＯＯ３〜０．０００５重量％以上になると偏析発生頻度
が、無添加時に比べ減少しはじめ、０、００２重量％以
上では偏析を完全に防止できることがわかる。一方、鋳
片は表面無手入れのまま、冷延コイルまで圧延し１表面
の光沢ムラを調べた。

その結果１本発明により鋳造した鋳片（元素含有量はＳ
ｎ≧０．００１、Ｓｅ≧０．００１．Ｂｉ≧０、　ＯＯ
Ｏ３、Ｔｅ≧０．００１重量％）と従来の無添加鋳片の
冷延圧延後の冷延版（１，２ｍｍ厚）表面の光沢ムラ発
生率（光沢ムラ発生コイル数／冷延コイル全数）ｘｌｏ
ｏは０．１％および８６％であり顕著な効果が認められ
た。

なお、本発明の場合、偏析発生頻度が２５％以下では、
満足する製品が得られたので、必ずしも偏析が零になる
まで完全に防止する必要のないことがわかった。

実施例２ 中炭素鋼（Ｃ１０，０８〜０．２０．　Ｓ　ｉ　１０．
１５〜０．４５　、　Ｍｎ１０．２３〜０．６０．　Ｐ
ｌｏ、０１０〜０．０３０．Ｓ１０．０１２〜０．０２
５　、△Ｑ１０、０２０〜０．０６５重量％）を、２６
０ｍｍ×１４８０〜１６００ｍｍサイズで引抜速度１．
３〜１．３５ｍ／ｍ　ｉ　ｎで鋳造した。この際、鋳造
後半、タンデイツシュ内に元素Ｓｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、Ｔｅ
をそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて０、０００２
〜０．５０重量％添加して本発明鋳片を製造した。これ
らの元素を添加する以前の鋳造前半の鋳片を従来例とし
た。鋳片表面の縦割れ長さを調査し、第１表に示す。

本発明により、中炭素鋼の表面縦割れがほぼ防止できる
ことがわかる。

〔発明の効果Ｊ 本発明によれば、ステンレス鋼鋳片のＯ５Ｍ谷部の偏析
や中炭素鋼鋳片表面の縦割れの発生を軽減あるいは防止
することができるので、偏析に起因する欠陥（鋳片表面
Ｏ５Ｍに沿う横割れや製品表面の光沢ムラ）の軽減・防
止による鋳片手入れ率の減少や表面無手入れ圧延が可能
になり、袈品歩留まり向上を朋持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＯ３Ｍ谷部の偏析厚みと偏析部直下の凝固組織
の緻密度の関係を示すグラフ、第２図は、表面縦割れと
表層工凝固組織の緻密度の関係を示すグラフ、第３図は
本発明の実施時の偏析発生頻度と元素含有量の関係を示
すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　鋳型振動方式の鋼の連続鋳造方法によって得られる
   鋳片において、ステンレス鋼あるいは中炭素鋼に Ｓｎ：０．００１〜０．１０重量％ Ｓｅ：０．００１〜０．１０重量％ Ｂｉ：０．０００３〜０．０２重量％ Ｔｅ：０．００１〜０．３重量％ またはＳｎ、Ｓｅ、Ｂｉ、およびＴｅから選ばれた２種
   以上の合計を０．００２〜０．４重量％含有させた鋼の
   連続鋳造鋳片。