JPH02165852A - 連続鋳造鋳片の凝固組織均一化方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、連続鋳造鋳片の凝固組織均一化方法に関す
るものである。

〈従来技術とこの発明が解決しようとする課題〉連鋳鋳
片断面の中心部に発生する成分元素の偏析、とりわけｃ
、ｐ、ｓ等の偏析係数に大きい元素の偏析は、鋼の用途
が拡大するにつれて、例えば耐）（ＩＣ性（耐水素誘起
割れ性）を有する鋼を製造する際に問題となる。

そのため、本発明者は、特開昭６１−１１９３６０号に
おいて、連鋳鋳片の中心偏析を低減させる目的で、電磁
撹拌、テーパアライメント、ロールピッチ、冷却の４つ
の条件で規定される鋳造条件が必須であるとの発明をし
た。

この発明によれば、連鋳鋳片のマクロ中心偏析と粒状偏
析は明瞭に低減するものの、鋳造長手方向に沿う若干の
凝固組織と偏析のばらつきまでは抑止し得なかった。こ
れは、未凝固部を有する凝固進行中の連鋳鋳片に電磁撹
拌流動を与えると、等軸晶が生成することが一般に知ら
れているが、電磁撹拌流動を与えた連鋳鋳片の凝固組織
を鋳造方向に観察すると、第６図に示すように、等軸晶
厚みの変化（以下、ゆらぎと称する）が不規則な周期で
起こり易く、結果として中心偏析がばらつ（ためである
。従って、耐水素誘起割れ鋼としての欠陥率は零にまで
はならなかった。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものでそ
の目的は、適正な等軸晶厚みを一定に維持して凝固組織
と偏析のばらつきを抑止し、偏析起因の割れを零にし得
る連続鋳造鋳片の凝固組織均一化方法を提供することに
ある。

く課題を解決するための手段〉 本発明のポイントは、等軸晶厚みをいかに一定に維持す
るかであり、等軸晶の厚みを決定する因子は次の３つと
考えられる。

■　鋳造速度 ■　未凝固溶鋼の厚み（ＤＺ） ■　電磁撹拌推力（Ｆ） 鋳造温度を、鋳型上部にあるタンデイツシュ内溶鋼の加
熱度ΔＴ（その溶鋼成分の液相線温度との差）で表現す
ると、八Ｔく１０°Ｃの条件にしないと、等軸晶は生成
しないことが一般的に知られている。ところが、このよ
うな条件は、低熱鋳込状態であり、連続鋳造の操業を極
めて困難にするため、現実には対応が困難である。

また、未凝固溶鋼の厚みは、既に特開昭６１−１１９３
６０号で明らかにされているように、Ｖ偏析の生成を抑
制するためには、等軸晶率を２５％以下にする必要があ
ることから、Ｄｌ／Ｄｏ≦０．２５（Ｄ、−凝固殻＋未
凝固溶鋼）の条件で規定されてしまう。

従って、等軸晶厚みを制御する因子としては、電磁撹拌
推力Ｆのみとなる。

本発明は、この推力Ｆを適正に選択することにより、適
正な等軸晶厚みを一定に維持することを可能ならしめる
ものであり、第１図に示すように、二次冷却帯における
未凝固残溶鋼りを電磁撹拌装置１により、次の二つの条
件を同時に満たすように電磁撹拌する。

（ｉ）等軸晶率が２５％以下 （ｉｉ）　０．２ｘ　１０’≦Ｆ≦１．０×１０４（Ｎ
／ボ〕（ｉ）に関しては、電磁撹拌位置を未凝固率がＤ
　Ｉ　／　Ｄ　Ｏ≦０．２５となるような位置とし、（
ｉｉ　）に関しては、電磁撹拌推力Ｆが次式で与えられ
るので、電流値等を変化させることにより推力Ｆを制御
する。

Ｆ−〔５，５３６Ｘ１０−”・ｆ・Ｉ１・Ｉ２・α−８
，８１ｘｌＯ−’−Ｖｙ（Ｉｉ”・β１＋１２２・８ｇ
））　　Δ　・・・・・（１）ｆ：周波数〔七〕 １、．１．：コイル各相の電流（Ａ） （二相リニアモーターＥＭＳ） ■ｙ　：溶銅流速（ｍ／ｓｅｃ　） α、β１．βｔ：磁速密度および磁力密度位置の関数 Δニ一方向流撹拌のときΔ−１，０ ｔ１　：電磁力が作用している時間 ｔｔ　：電磁力が作用していない時間 く作　　用〉 これまでの研究によって等軸晶厚みのゆらぎは第２図に
示す機構によって起こることが明らかとなった。

（Ａ）電磁撹拌流動が与えられると、撹拌コイルを中心
に非常に広範囲の流動が行なわれる。

（Ｂ）その結果、結晶片は増加し、撹拌流動と生成結晶
片量がバランスした定常凝固期となる。

（Ｃ）その間、結晶片の沈降が進み、結晶片の充填密度
が増加し、それに伴ない、撹拌流動は上昇流主体に変化
する。その結果、ますます結晶片が増殖し、ついには撹
拌コイル前面まで結晶片で充填される。

（Ｄ）結晶片等軸晶は、なおも増殖を続けるが、コイル
の磁場影響範囲の全てを結晶片が満たすと、撹拌磁場が
印加中でも、溶鋼流動は見かけ上停止する。従って、こ
の段階では、負偏析層（ホワイトバンド）は消失し、大
量の等軸晶から成る組織を呈する。

（Ｅ）ところが、この状態は、結晶片生成の駆動力であ
る撹拌流動の消失状態であるため、結晶片の供給が無く
なってＰ点は鋳造方向下流側に下がる。磁場は印加状態
にあるから、Ｐ点が撹拌コイル前面まで下がると、突然
結晶片のほとんど存在しない熔′ｗＡＬが流動し始める
。

（Ｆ）この段階では、撹拌流動範囲は小さく、生成結晶
片も少ないため、Ｐ点は、さらに下流側に下がる。

その後、同様に、Ｆ−＋Ａ−＋Ｂ−→Ｆの繰り返しが行
なわれて、ある頻度で凝固組織のゆらぎが生じ、結果と
して中心偏析の程度もばらつく。

このようなゆらぎ現象を防止するためには、二つの方法
が考えられる。一つは、撹拌位置をできるだけ、凝固初
期すなわち鋳型位置に近付け、撹拌流動によって生成し
た結晶片の多くを相対的に高い温度を有する溶鋼で再溶
解させ、結晶片の異常増殖を抑制する方法。二つには、
撹拌流動を弱め、生成結晶片量を抑制することである。

ところが、前述の如く、撹拌時の未凝固溶鋼厚みに制約
があることから、撹拌流動の強さを最適選択することが
有効な手段となる。

次表のような条件でで本発明を実施したところ、第３図
に示すように、Ｆ＞１．０×１０４［Ｎ／ｎ−ｒ］では
、ゆらぎが発生し、第４図に示すように、Ｆ＜０．２×
１０４　　（Ｎ／ｒｒｆ）では生成しないことが明らか
である。

従って、攪拌推力Ｆを未凝固率２５％以下の位置で、０
．２×１０４　≦Ｆ≦１．０×１０４とすることにより
２５％以下の等軸晶を生成しつつゆらぎを解消し得る。

第１表　鋳造条件 第１表に示す条件でＡＰＩＸ−６５グレード相当鋼の綱
を鋳造して、第２表に示す水素誘起割れ試験環境下で水
素誘起割れ面積率を求めたところ、第５図に示すように
、前述の撹拌推力Ｆの範囲で割れ面積率をほとんど零に
することが可能となった。

第２表 〈発明の効果〉 前述のとおり、この発明に係る凝固組織均一化方法は、
等軸晶率が２５％以下、撹拌推力Ｆが０．２×１０４≦
Ｆ≦１．０　ｘ　１０’　（Ｎ／ｒｄ）ととなるように
未凝固残溶鋼を電磁撹拌すするようにしたため、適正な
等軸品厚みを一定に維持して凝固組織と偏析のばらつき
を抑止でき、例えばサワーガス用パイプで見られる偏析
起因の水素誘起割れや、厚鋼板の大入熱溶接時の水素起
因の割れに伴なう超音波欠陥を零にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る装置を示す概略図、第２図は
等軸晶厚みのゆらぎの発生状況を示す説明図、第３図は
撹拌推力とゆらぎ発生回数の関係を示すグラフ、第４図
は撹拌推力と等軸晶率の関係を示すグラフ、第５図は撹
拌力と割れ面積率の関係を示すグラフ、第６図は連続鋳
造鋳片の凝固組織を断面で示す金属組織の写真である。 １・・・電磁撹拌装置、Ｓ・・・凝固殻、Ｌ・・・未凝
固残溶鋼。 藁虻口ｉＧ裸ｃ−Ｑ ＋、ｐ、柄、（社）州回霜 　　　　Ｏ ぐ　　　　Ｃ） 紗 看 帽 冊 （永）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶鋼を連続鋳造するに際し、二次冷却帯における
   未凝固残溶鋼を、 （ｉ）等軸晶率が２５％以下 （ｉｉ）撹拌推力Ｆが ０．２×１０＾４≦Ｆ≦１．０×１０＾４〔Ｎ／ｍ＾２
   〕の二つの条件を同時に満たすように電磁撹拌すること
   を特徴とする連続鋳造鋳片の凝固組織均一化方法。