JPH0639505A - チタン含有ステンレス溶鋼の鋳造方法 - Google Patents

チタン含有ステンレス溶鋼の鋳造方法

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JPH0639505A
JPH0639505A JP20083592A JP20083592A JPH0639505A JP H0639505 A JPH0639505 A JP H0639505A JP 20083592 A JP20083592 A JP 20083592A JP 20083592 A JP20083592 A JP 20083592A JP H0639505 A JPH0639505 A JP H0639505A
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JP
Japan
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molten steel
temperature
casting
tundish
titanium
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JP20083592A
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Inventor
Yuji Tanaka
勇次 田中
Hiroshi Kato
博 加藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】チタン窒化物起因の表層介在物欠陥のないチタ
ン含有ステンレス鋼鋳片を鋳造する。 【構成】タンディシュ2の内部に、底部で溶鋼が連通す
る隔壁5を設けて、冷却ゾーン2Cと加熱ゾーン2Hと
に分割する。そして取鍋1から冷却ゾーン2Cに流入し
た溶鋼M2Cに、冷材9A、9Bを投入、浸漬し、ポーラ
スノズル7からArガスをバブリングして溶鋼温度を所定
温度まで低下させ、析出したチタン窒化物を浮上分離さ
せる。つぎに加熱ゾーン2Hに流入した溶鋼M2Hをヒー
ター8で所定温度まで昇温させた後鋳型3に鋳造する。 【効果】ホットコイルのヘゲ疵欠陥の発生が防止され、
手入の工数と費用の節減および製品歩留りの向上が可能
になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、チタン窒化物に基因
する表面欠陥のない、良好な品質のチタン含有ステンレ
ス鋼鋳片を鋳造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、オーステナイト系ステンレス鋼
中にチタンを含有させると、チタンが鋼中の炭素を固定
するので、高温処理時にクロム炭化物が結晶粒界に析出
するのを防止でき、耐粒界腐食性が改善される。このた
め、AISI 321鋼(SUS 321) ではチタンを炭素含有量の5
倍以上含有させている。
【0003】またフェライト系ステンレス鋼中にチタン
を含有させると、高温でのα−γ変態が抑制されてマル
テンサイト相の発生を防止でき、靱性、加工性、耐食
性、耐酸化性が改善される。このため、例えばAISI 409
鋼では炭素含有量の6倍以上で0.75重量%以下のチタン
を含有させている。
【0004】しかし、上述のチタンを含有させたステン
レス溶鋼を鋳造する際は、溶鋼中のチタンと窒素とが反
応して安定なチタン窒化物が溶鋼中に生成する。そして
溶鋼温度の低下とともに析出したチタン窒化物が急速凝
固する鋳片表層の凝固シェルに補足されて悪質な表層介
在物欠陥となり、その鋳片を熱間圧延して得られる熱延
板の表面に大型の山ヘゲ疵が発生する。このため、手入
工数および手入費用の増大、製品歩留りの低下などの問
題が生じていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、チタン含有
ステンレス溶鋼の鋳造における前記の問題を解決するこ
とを目的としてなされたものであり、タンディシュ内の
溶鋼温度を制御し、チタン窒化物の析出特性を利用して
溶鋼の鋳込み前にチタンの窒化物を除去し、鋳造開始か
ら凝固までの間にチタン窒化物が析出しないようにする
ことにより、悪質な表層介在物欠陥のない、良好な鋳片
を製造する方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、『チタ
ンを含有するステンレス溶鋼を取鍋からシール蓋を有す
るタンディシュを介して鋳造するに際し、上記タンディ
シュの内部を底部で溶鋼が連通可能な隔壁を設けて冷却
ゾーンと加熱ゾーンとに分割し、上記冷却ゾーンにおい
て溶鋼を凝固温度よりも10〜30℃高い温度まで冷却し、
析出したチタン窒化物を浮上分離させた溶鋼を上記加熱
ゾーンに流入させ、その溶鋼を凝固温度よりも30〜60℃
高い温度になるまで昇温して鋳込みを行うことを特徴と
するチタン含有ステンレス溶鋼の鋳造方法』にある。
【0007】本発明方法において、タンディシュの冷却
ゾーンにおける溶鋼の冷却は、冷材の投入もしくは浸
漬、またはアルゴンガスのバブリング、あるいはこれら
の併用によって行うことができる。冷材としては、溶製
鋼種と同一鋼種で成分組成が明確なものが望ましい。例
えば、クロップエンドなどの自社発生屑(スクラップ)
を用いればよい。
【0008】タンディシュの加熱ゾーンにおける溶鋼の
昇温は、後述する図1に示すようなタンディシュ壁に埋
設したヒーターによる加熱の外、プラズマによる加熱、
誘導加熱等によって行うことができる。
【0009】
【作用】図1は本発明の実施に用いる鋳込み装置の一例
を示す概略断面図である。この図1を用いて本発明の鋳
造方法を説明する。
【0010】図示のごとく、タンディシュ2は底部で溶
鋼が連通可能な隔壁5により、冷却ゾーン2Cと加熱ゾ
ーン2Hとに分割されている。
【0011】先ず、取鍋1内のチタン含有ステンレス溶
鋼M1 を冷却ゾーン2Cに流入させる。そして冷却ゾー
ン2Cの溶鋼M2Cに、図示しない冷材投入装置あるいは
冷材昇降浸漬装置9を用いて、冷材9Aあるいは9Bを
投入もしくは浸漬するか、またはタンディシュ2の底部
に設けたポーラスノズル7からアルゴンガスを吹き込む
か、あるいはこれらの操作の併用により、溶鋼温度を凝
固温度よりも10〜30℃高い温度まで低下させる。このと
き、溶鋼中に冷材9Aを投入して、溶鋼温度低下の粗制
御を行い、冷材昇温浸漬装置9によって冷材9Bを溶鋼
中に浸漬したり溶鋼から引き抜いて精密な温度制御を行
うことができる。
【0012】上述の溶鋼温度低下により溶鋼M2C内に析
出したチタン窒化物は、冷却ゾーン2Cの溶鋼面上に浮
上して分離される。この浮上分離したチタン窒化物を吸
収するとともに、外気からの吸窒を防止するため、溶鋼
表面上にパウダーPの溶融物層を形成させておくのが望
ましい。
【0013】冷却ゾーン2Cで冷却され、チタン窒化物
を浮上分離させた溶鋼M2Cは、つぎに隔壁5の底部を通
過して、シール蓋6およびヒーター8を埋設した壁で囲
まれる加熱ゾーン2Hに流入する。そして加熱ゾーン2
Hの溶鋼M2Hはヒーター8で加熱され、その温度が凝固
温度よりも30〜60℃高くなるまで加熱される。このとき
シール蓋6を設けているので溶鋼加熱時の熱放散を抑制
し、外気からの吸窒を防止することができる。
【0014】図2は、本発明の鋳造方法によるチタン窒
化物の析出挙動を、従来の鋳造方法と対比して説明する
図である。図中の曲線は、C:0.01%、Si:0.4%、Mn:
0.2%、Cr:11.5%、Ti:0.3%(%は重量%を表す)の
組成を有するチタン含有ステンレス鋼のチタン窒化物平
衡窒素濃度と溶鋼温度との関係を示す。
【0015】図2のB点からC点までの矢印およびE点
からF点までの矢印は、それぞれ本発明方法における冷
却ゾーンおよび鋳込み開始から凝固までの温度低下によ
るチタン窒化物析出による脱窒量を示し、E’点から
F’点までの矢印は、従来法の鋳込み開始から凝固まで
の温度低下によるチタン窒化物析出による脱窒量を示
す。
【0016】図2に示すように、従来法ではA′点の温
度、窒素濃度の溶鋼がタンディシュから鋳型に注入さ
れ、凝固温度E′点まで温度が低下すると、E′点と
F′点との間の窒素量に相当するチタン窒化物が析出
し、その大部分が凝固シェル4Aに捕捉されて鋳片表層
介在物欠陥となる。
【0017】これに対して、本発明方法では、タンディ
シュ2の冷却ゾーン2Cの溶鋼M2Cを冷却して、溶鋼温
度を凝固温度との差が10〜30℃になるB点まで温度を低
下させる。そうするとB点とC点との間の窒素量に相当
するチタン窒化物が析出して、浮上分離され、C点まで
窒素濃度が低下する。つぎに加熱ゾーン2Hに流入した
溶鋼M2Hを加熱して、溶鋼温度を凝固温度との差が30〜
60℃になるD点まで昇温した後、鋳型3に注入する。鋳
型3内に注入された溶鋼M3 の温度がD点からC点まで
低下する間はチタン窒化物を析出せず、C点から凝固温
度E点まで低下すると、E点とF点との間の窒素量に相
当する微量のチタン窒化物が析出するにすぎない。した
がって凝固シェル4Aに補足されるチタン窒化物はごく
微量となり、表層介在物欠陥がほとんどない良好な品質
の鋳片4が得られる。
【0018】本発明の方法において、冷却ゾーン2Cに
おける溶鋼温度を、凝固温度よりも10〜30℃高い温度ま
で低下させる理由は、30℃を超えると冷却ゾーン2Cに
おける溶鋼温度低下が少なく、チタン窒化物の析出分離
効果が小さくなり、10℃未満ではタンディシュ内で溶鋼
が凝固する危険があり、また湯流れが悪化するからであ
る。なお、冷却ゾーン2Cにおける溶鋼温度は、凝固温
度より10〜20℃高い温度まで冷却するのが一層望まし
い。
【0019】加熱ゾーン2Hにおける溶鋼温度を、凝固
温度よりも30〜60℃高くまで昇温させる理由は、60℃よ
りも高いと鋳込み温度が高すぎて鋳片のブレークアウト
を生ずる危険があり、30℃未満では鋳込みを適正に行う
ことができないからである。
【0020】
【実施例】表1に示すAISI 409鋼および 321鋼に相当す
る組成を有するチタン含有ステンレス鋼とを、電気
炉とAOD炉を併用して溶製し、前記図1に示す鋳込み
装置を用いて連続鋳造を行い、鋳片を熱間圧延してホッ
トコイルを製造し、ホットコイルの表面欠陥を調査し
た。
【0021】タンディシュの冷却ゾーンにおける溶鋼の
冷却は、溶鋼温度を測温しながら同一鋼種のクロップエ
ンドを冷材として投入して温度を粗制御し、冷材昇降浸
漬装置9による同一鋼種のクロップエンドの浸漬または
引き上げ、およびアルゴンガスの吹き込みまたは停止に
よって温度を精密制御して行った。タンディシュの加熱
ゾーンにおける溶鋼の加熱は、タンディシュヒーター8
によって行った。
【0022】表2に、タンディシュの冷却ゾーンおよび
加熱ゾーンにおける溶鋼温度、溶鋼窒素含有量およびホ
ットコイルのチタン窒化物起因の山ヘゲ欠陥発生状況を
示す。なお、比較例は通常のタンディシュを用いて従来
の鋳造方法で鋳込みを行った例である。
【0023】表2に示すように、実施例1、2および3
では、いずれもタンディシュの冷却ゾーンにおいて溶鋼
温度が凝固温度よりも15〜20℃高い温度になるまで冷却
されている。この溶鋼温度低下によって脱窒率は35〜43
%となり、チタン窒化物が効果的に析出分離された。ま
た加熱ゾーンにおいては溶鋼は、凝固温度よりも43〜50
℃高くなるまで昇温されており、その間外気からの吸窒
はほとんどなく、適正な鋳込みを行うことができた。こ
れにより鋳込みから凝固までのチタン窒化物の析出は防
止され、鋳片の表層介在物欠陥は殆ど無くなって、ホッ
トコイル表面のヘゲ疵発生は0となった。
【0024】一方、同じ鋼種を従来法で鋳造した比較例
1、2および3は、鋳込み時の窒素含有量が高く、鋳込
みから凝固までに多量のチタン窒化物が析出して、凝固
シェルに捕捉されたため、鋳片表面にチタン窒化物基因
の欠陥を生じ、ホットコイル表面にヘゲ疵が発生した。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】本発明の鋳造方法によれば、チタン窒化
物に起因する表層介在物欠陥を発生させることなく、チ
タン含有ステンレス鋼を鋳造することができる。したが
って、ホットコイルのヘゲ疵発生を完全に防止すること
ができ、手入工数および手入費用の節減と製品歩留りの
向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施に用いる鋳込み装置の一例を
示す概略断面図である。
【図2】本発明の鋳造方法によるチタン窒化物の析出挙
動を従来の鋳造方法と対比して説明する図である。
【符号の説明】
1: 取鍋、 2: タンディッシュ、 2C:冷却ゾー
ン、 2H:加熱ゾーン 3: 鋳型、 4: 鋳片、 4A:凝固シェル、 5: 隔
壁、 6: シール蓋 7: ポーラスノズル 8: ヒーター、 9: 冷材昇降浸
漬装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チタンを含有するステンレス溶鋼を取鍋か
    らシール蓋を有するタンディシュを介して鋳造するに際
    し、上記タンディシュの内部を底部で溶鋼が連通可能な
    隔壁を設けて冷却ゾーンと加熱ゾーンとに分割し、上記
    冷却ゾーンにおいて溶鋼を凝固温度よりも10〜30℃高い
    温度まで冷却し、析出したチタン窒化物を浮上分離させ
    た溶鋼を上記加熱ゾーンに流入させ、その溶鋼を凝固温
    度よりも30〜60℃高い温度になるまで昇温して鋳込みを
    行うことを特徴とするチタン含有ステンレス溶鋼の鋳造
    方法。
JP20083592A 1992-07-28 1992-07-28 チタン含有ステンレス溶鋼の鋳造方法 Pending JPH0639505A (ja)

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