JPH0751801A - 連続鋳造による複層鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合金鋼の表層が鋼表面に形成された複層鋼板
を安価に量産できる連続鋳造による複層鋼板の製造方法
を提供すること。 【構成】 連続鋳造用の鋳型へ溶鋼を気体とともに垂直
方向に注入し、この溶鋼注入位置より上部で該鋳型内の
上部に付与される静磁場により溶鋼の上昇流を減速し、
該静磁場の付与位置より上部にある溶鋼中へ該溶鋼とは
異種の元素を添加して前記注入気体により攪拌して上部
にある溶鋼を合金溶鋼とし、鋳片引き抜きにより合金鋼
の表層を鋼表面に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合金鋼の表層が鋼表面
に形成された複層鋼板を安価に量産できる連続鋳造によ
る複層鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造によるこの種複層鋼板の製造方
法としては、例えば特開昭６３−１０８９４７号に示す
ごとく、鋳型内の溶鋼深さの異なる位置に互いに成分の
異なる表層となるべき溶鋼と、内層となるべき溶鋼を注
入し、この異成分溶鋼間に静磁場を付与して両者が混合
するのを防止しつつ鋳造することが開示されている。ま
た、特開平３−２４３２４５号には、鋳型内の下方で鋳
片の長辺方向全幅に静磁場を付与し、この静磁場の付与
位置より上部溶鋼内に表層成分鋼とすべき元素を添加し
てこの溶鋼を攪拌昇熱することが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した前
者の製造方法によれば、異種溶鋼を２基のタンデイシュ
にそれぞれ確保し、かつ浸漬ノズル等の耐火物もそれぞ
れ装備することになり、複層鋼板の製造コストが高くな
り、しかも、２本の浸漬ノズルから鋳型内へ表層用溶鋼
と、内層用溶鋼の溶融溶鋼を独立に注入するため、それ
ぞれの凝固速度に応じた溶融溶鋼の供給量制御が難し
く、安定した複層鋳片の鋳造が困難である。一方、上記
した後者の製造方法によれば、電磁攪拌による移動磁界
と、溶鋼流の上昇を遮断するための静磁界の電気的干渉
により、溶鋼の上昇流遮断と、攪拌の双方が満足できな
いことがあり、前者と同様に安定した複層鋳片の鋳造が
困難である。このように従来法によるときは合金鋼の表
層が鋼表面に形成された良質の複層鋼板を安価に量産で
きないという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記のような問題を解決
した本発明の連続鋳造によるこの種複層鋼板の製造方法
の特徴とするところは、連続鋳造用の鋳型へ溶鋼を気体
とともに垂直方向に注入し、この溶鋼注入位置より上部
で鋳型内の幅方向全幅に静磁場を付与して溶鋼の上昇流
を減速し、該静磁場の付与位置より上部にある溶鋼中へ
該溶鋼とは異種の元素を添加して前記注入気体の浮上攪
拌により上部の溶鋼を合金溶鋼とし、鋳片引き抜きによ
り合金鋼の表層を鋼表面に形成することにある。

【０００５】

【作用】次に、本発明を図面に基づき詳細に説明する。
図１及び図２において、長辺鋳型１と短辺鋳型２からな
る連続鋳造用の鋳型３内には下端開放型の浸漬ノズル４
を図示しないタンデイシュに接続させた状態として配置
させてあり、また、鋳型３の外側には溶鋼注入位置であ
る前記浸漬ノズル４の下端の注入口６より上部において
鋳型３内に静磁場を付与する静磁界５（Ｎ極）と静磁界
５ａ（Ｓ極）を前記長辺鋳型１の幅方向、つまり鋳片７
の幅方向全幅にわたるように配置してある。

【０００６】鋳造に際しては、浸漬ノズル４により鋳型
３内へ例えば一般鋼板用の溶鋼１１を注入し、同時に浸
漬ノズル４の気体吹き込み口８から気体を吹き込む。一
方、溶鋼１１の注入位置となる浸漬ノズル４の下端の注
入口６より上部では、長辺鋳型１の幅方向全幅にわたる
ように配置された前記静磁界５、５ａより鋳型３内へ注
入された溶鋼中へ静磁場を付与し、この静磁場で溶鋼の
上昇流を減速しつつ表層とすべき前記溶鋼１１とは異種
の元素９を添加してこの鋳型３内の上部の溶鋼を合金溶
鋼１０とする。そして、これを連続鋳造して鋳片７とし
て下方に引き抜き、図３に示すごとく表層１０ａのみを
添加された元素９と鋼との合金鋼とし、内層１１ａを鋼
板用の鋼とした複層鋳片７を鋳造する。そして、この複
層鋳片７を例えば通常の後工程処理によって厚鋼板、熱
延鋼板、冷延鋼板などの鋼板とし或いはこれらの鋼板か
らさらに種々の加工製品とすればよい。

【０００７】しかして、浸漬ノズル４から鋳型３内へ注
入される溶鋼１１は、気体とともに浸漬ノズル４の注入
口６から垂直（下方）方向へ注入されると、鋳型３内で
矢示するような上昇流１２となって上方へ移動し、ここ
で注入口６より上部にある静磁界５、５ａにより静磁場
が付与される。このように静磁場が付与されると溶鋼１
１の上昇流は急速に減速されることとなるが、減速され
て静磁界５、５ａの上部へ溶鋼１１が移動し、ここで溶
鋼１１とは異種の元素９が添加されて合金溶鋼１０とな
る。一方、溶鋼１１とともに浸漬ノズル４の注入口６か
ら垂直方向へ注入された気体は、気泡１３となって微細
分散し溶鋼中の全域を上昇し、添加した注入口６より上
部では添加された元素９を攪拌して均一化された合金溶
鋼１０を形成する。そして、鋳型３から鋳片７として下
方へ引き抜くことにより静磁界５、５ａより上部の合金
溶鋼１０はその表面が冷却されて凝固し、静磁界５、５
ａの下方へ引き抜かれて移動したとき、異種の元素が添
加されていない鋼板用の溶鋼１１の凝固による鋼を内層
１１ａとし、表面のみは引き抜き移動とともに合金溶鋼
１０の凝固層が序々に拡大した合金鋼の表層１０ａとし
た複層鋳片７となる。

【０００８】このように、溶鋼１１を浸漬ノズル４から
垂直下方向へ気体とともに注入することで、溶鋼１１の
注入流は下方へ達した後、反転し上昇流１２となって上
昇するが、このときの流速が上昇にともない静磁界５、
５ａの近傍では緩やかになるうえに浸漬ノズル４の注入
口６より上部ではこの静磁界５、５ａによる静磁場の付
与により急速に上昇流速を抑えられ、従って、この静磁
界５、５ａより上部にある合金溶鋼１０は大きく攪乱さ
れることがないうえに、鋳型３内の下部の溶鋼１１にも
静磁場の遮断作用と、溶鋼自身の上昇流１２とによって
合金溶鋼１０が混入することもなく、確実に安定して合
金鋼の表層１０ａが鋼の内層１１ａの表面に形成された
複層鋳片７を得ることができる。

【０００９】なお、表層１０ａの層厚は、鋳造速度つま
り引き抜き速度と静磁場の設置位置によって正確に制御
することができる、即ち、表層１０ａの厚みは目的によ
って異なるが、例えば、耐食性、耐摩耗性等に優れた合
金鋼を製造する場合は、製品である厚板、熱延鋼板、冷
延鋼板等においては、上記鋳造時において鋳片表層厚と
して鋳片厚が２４５ｍｍの場合、１０〜３０ｍｍで充分
である。

【００１０】具体的には、鋳型内に静磁場を設置する場
合、引き抜き速度０．３〜２．０ｍ／分で、表層厚１０
〜３０ｍｍに制御することができ、引き抜き速度が低速
になる程表層厚は厚くなり、また、高速になる程表層厚
は薄くなる。即ち、低速であれば、それだけ合金溶鋼１
０の表面が鋳型３での接触時間が長くなり、従って、冷
却される時間が長くなることになって凝固層となる表層
１０ａの厚みが厚くなり、逆に高速になれば、それだけ
合金溶鋼１０の表面が鋳型３での接触時間が短くなり、
冷却される時間が短くなり、凝固層となる表層１０ａの
厚みは薄くなるからである。

【００１１】このようなことから表層を構成する合金層
への所定元素添加量の調整と、表層の層厚制御の一方又
は双方の制御（調整）により、広範囲にしかも精密に、
例えば用途等に応じた耐食性、耐摩耗性等を付与するこ
とができ、極めて有意義なものである。

【００１２】表層とすべき合金鋼としては、例えば、耐
食性を付与する場合は、Ｃｕ、Ｎｉ等を、また、耐摩耗
性を付与する場合は、Ｃ等を添加すればよく、また、添
加量としては、用途によって若干異なるが、０．１〜
１．５％で耐食性及び耐摩耗性ともに十分発揮すること
ができる。一方、内層とする鋼は、普通鋼、あるいは用
途に応じて表層とは異なる元素を鋳造前に予め添加した
鋼板用の溶鋼を用いればよい。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を挙げる。 実施例１ １）鋳型サイズ ２４５ｍｍ（短辺）×１
２００ｍｍ（長辺）、鋳型高さ９００ｍｍ。 ２）静磁界位置（コイル中心位置） 溶鋼表面４３０ｍ
ｍ下。 ３）浸漬ノズル注入口位置 静磁界位置から５０ｍｍ
下、（下端開放型）。 ４）浸漬ノズル注入口口径 ¢９０ｍｍ。 このような連続鋳造装置に、Ｃ：０．００３％、Ｍｎ：
０．２０％、Ｓｉ：ｔｒ、Ｐ：０．０３５％、Ｓ：０．
０１５％、Ａｌ：０．０３％、残り不純物及びＦｅから
なる溶鋼（注入温度１５７５℃）を浸漬ノズルから３．
０ｌ／分のＡｒガスとともに鋳型内へ注入し、一方、静
磁界から上部の溶鋼中へ純Ｃｕワイヤ−を添加するとと
もに、５０００ガウスの静磁場を付与しながら引き抜き
速度１．３ｍ／分で鋳造したところ、表層部のＣｕ濃度
が０．２％で、表層厚みが１２〜１３ｍｍの均一に生成
した複層鋳片が得られた。

【００１４】この複層鋳片を通常の熱間圧延、冷間圧延
工程で、板厚０．６ｍｍの冷延鋼板としたうえ組成分析
したところ、表層はほぼ均一に０．０３ｍｍ厚のＣｕ
０．２％、残り前記注入鋼成分からなる合金鋼、内層は
前記注入鋼組成とした耐食性冷延鋼板が得られた。 実施例２ 実施例１と同条件でＣｕとＮｉを等量添加して、引き抜
き速度０．５ｍ／分で鋳造せしめ、鋼の表層にＣｕ０．
２％、Ｎｉ０．２％の合金鋼を１９〜２１ｍｍ生成せし
めた複層鋳片を製造し、この複層鋳片を通常の熱間圧
延、冷間圧延工程で、板厚０．６ｍｍの冷延鋼板とした
ところ、表層はほぼ均一に０．０５ｍｍのＣｕ０．２
％、Ｎｉ０．２％、残り前記注入鋼成分からなる合金
鋼、内層は前記注入鋼組成とした耐食性冷延鋼板が得ら
れた。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、表層の合金鋼が内層と
なる鋼へ混入することを確実に防止でき、品質が一定で
安定している複層鋼板を連続鋳造により安価に製造する
ことができる。また、表層の層厚は鋳片の引き抜き速度
及び静磁場設置位置で的確に制御することができるの
で、耐食性や耐摩耗性等に優れた元素の添加量調整と相
俟って、用途等に応じた耐食性や耐摩耗性等を精密に付
与することができる等の優れた効果が得られる。従っ
て、本発明は従来の合金鋼の表層が鋼表面に形成された
複層鋼板を製造する上での問題点を解決した連続鋳造に
よる複層鋼板の製造方法として業界に寄与するところ極
めて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の工程を説明する側面図である。

【図２】本発明方法の工程を説明する平面図である。

【図３】本発明方法により鋳造された複層鋳片の断面図
である。

【符号の説明】

３ 鋳型 ４ 浸漬ノズル ５ 静磁界（Ｎ極） 5a 静磁界（Ｓ極） ６ 浸漬ノズルの注入口 ８ 気体吹き込み口 ９ 異種の元素 10 合金溶鋼 10a 表層（合金溶鋼の凝固層） 11 溶鋼 11a 内層（溶鋼の凝固層）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造用の鋳型へ溶鋼を気体とともに
   垂直方向に注入し、この溶鋼注入位置より上部で鋳型内
   の幅方向全幅に静磁場を付与して溶鋼の上昇流を減速
   し、該静磁場の付与位置より上部にある溶鋼中へ該溶鋼
   とは異種の元素を添加して前記注入気体の浮上攪拌によ
   り上部の溶鋼を合金溶鋼とし、鋳片引き抜きにより合金
   鋼の表層を鋼表面に形成することを特徴とする連続鋳造
   による複層鋼板の製造方法。