JPH08280B2 - シリコンを含有する鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
シリコンを含有する鋼の連続鋳造方法Info
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- JPH08280B2 JPH08280B2 JP26708486A JP26708486A JPH08280B2 JP H08280 B2 JPH08280 B2 JP H08280B2 JP 26708486 A JP26708486 A JP 26708486A JP 26708486 A JP26708486 A JP 26708486A JP H08280 B2 JPH08280 B2 JP H08280B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、４乃至７重量％のシリコン（Si）を含有
し、熱間脆化しやすく圧延しくい高Si鋼を連続鋳造機で
連続鋳造する方法に関する。
し、熱間脆化しやすく圧延しくい高Si鋼を連続鋳造機で
連続鋳造する方法に関する。
［従来の技術］ Si含有量が４乃至７重量％（以下、単に％と略す）
で、炭素（Ｃ）含有量が低い低Ｃ高Si鋼は、凝固過程で
粗大結晶粒を形成しやすい。このため、この鋼種は、熱
間で脆化し、連続鋳造時の微小の外的付加歪（熱応力、
バルジング力又は矯正力等による歪）により、鋳片の表
面及び内部に粒界割れが発生しやすい。このような歪が
著しい場合には、鋳片がブレークアウトを起こしたり、
破断する等の重大事故が発生する危険性もある。
で、炭素（Ｃ）含有量が低い低Ｃ高Si鋼は、凝固過程で
粗大結晶粒を形成しやすい。このため、この鋼種は、熱
間で脆化し、連続鋳造時の微小の外的付加歪（熱応力、
バルジング力又は矯正力等による歪）により、鋳片の表
面及び内部に粒界割れが発生しやすい。このような歪が
著しい場合には、鋳片がブレークアウトを起こしたり、
破断する等の重大事故が発生する危険性もある。
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、熱間脆化しやすく圧延しにくい高Si鋼を連続鋳造機
にて安定して製造することができ、更に、この鋳片を加
熱炉にいわゆる熱間装入することができるシリコンを含
有する鋼の連続鋳造方法を提供することを目的とする。
て、熱間脆化しやすく圧延しにくい高Si鋼を連続鋳造機
にて安定して製造することができ、更に、この鋳片を加
熱炉にいわゆる熱間装入することができるシリコンを含
有する鋼の連続鋳造方法を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係るシリコンを含有する鋼の連続鋳造方法
は、４乃至７重量％のシリコンを含有する鋼を連続鋳造
機で連続鋳造する方法において、鋳片の表面から10mm以
内の表層部の凝固時の平均冷却速度を3.0℃／秒以上に
保持し、二次冷却帯及びその後の保熱断熱帯にて鋳片の
表面の温度を600乃至200℃に保持し、外的歪ε及び歪速
度ε′が下記不等式（１）を満足するように冷却条件、
保熱断熱条件及び鋳造条件を選択し、鋳片の切断後、鋳
片の表面温度を600℃以上に保持して加熱炉又は圧延機
まで搬送することを特徴とするシリコンを含有する鋼の
連続鋳造方法。
は、４乃至７重量％のシリコンを含有する鋼を連続鋳造
機で連続鋳造する方法において、鋳片の表面から10mm以
内の表層部の凝固時の平均冷却速度を3.0℃／秒以上に
保持し、二次冷却帯及びその後の保熱断熱帯にて鋳片の
表面の温度を600乃至200℃に保持し、外的歪ε及び歪速
度ε′が下記不等式（１）を満足するように冷却条件、
保熱断熱条件及び鋳造条件を選択し、鋳片の切断後、鋳
片の表面温度を600℃以上に保持して加熱炉又は圧延機
まで搬送することを特徴とするシリコンを含有する鋼の
連続鋳造方法。
εｉ≦0.047（εｉ′−2.55×10-5）−0.32 …（１） ［作用］ 本願発明者等は、高Si鋼を連続鋳造機にて鋳造する際
の鋳片の温度履歴及び外的歪を適切に選択することによ
り、表面割れ及び内部割れがない鋳片を製造することが
できるとの認識に立ち、種々実験研究を重ねて、鋳片の
冷却速度と結晶粒径との関係、及び微小歪が付加された
ときの粒界割れ発生条件と鋳片の温度との関係等を求め
た。その結果、特許請求の範囲にて規定した冷却条件及
び鋳造条件で鋳造することにより、湾曲型連続鋳造機、
垂直型連続鋳造機及び水平型連続鋳造機により、表面庇
（粒界割れ）及び内部割れがない健全な高Si鋼の連続鋳
造が可能になり、この鋳片を熱間圧延機の加熱炉にいわ
ゆる熱間装入することができることを見出した。
の鋳片の温度履歴及び外的歪を適切に選択することによ
り、表面割れ及び内部割れがない鋳片を製造することが
できるとの認識に立ち、種々実験研究を重ねて、鋳片の
冷却速度と結晶粒径との関係、及び微小歪が付加された
ときの粒界割れ発生条件と鋳片の温度との関係等を求め
た。その結果、特許請求の範囲にて規定した冷却条件及
び鋳造条件で鋳造することにより、湾曲型連続鋳造機、
垂直型連続鋳造機及び水平型連続鋳造機により、表面庇
（粒界割れ）及び内部割れがない健全な高Si鋼の連続鋳
造が可能になり、この鋳片を熱間圧延機の加熱炉にいわ
ゆる熱間装入することができることを見出した。
［実施例］ 以下、添附の図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。第１図は横軸に平均冷却速度と試験温度を
とり、縦軸に結晶粒径をとって、冷却速度と結晶粒径と
の関係及び結晶粒径と割れが発生する境界温度との関係
を示すグラフ図である。このデータは、厚さが150乃至3
00mmの鋳片について、小型実験炉で溶解凝固試験を実施
し、更に、凝固後の鋳片から引張り試験を採取して高温
引張り試験を実施して得たものである。第２図は高Si鋼
連続鋳造片のフェライト結晶粒分布を示す鋳片の模式的
断面図である。高Si鋼においては、凝固時にフェライト
結晶粒が形成されるが、鋳塊の表面１は冷却速度が早く
チル晶組織になっている。この鋳片の内部２は、表面１
から軸心部３に向けて延びた柱状晶組織になっており、
軸心部３は、等軸晶が形成されている。このように、結
晶粒径は鋳片の表面に沿う方向についての粒径（短径）
と、鋳片表面に垂直方向についての粒径（長径）とがあ
る。第１図において、左図の実線はこの長径についてそ
の粒径と平均冷却速度との関係を示したものであり、破
線は短径についてその粒径と平均冷却速度との関係を示
すものである。この第１図から明らかなように、長径の
粒径と平均冷却速度との間には、強い相関関係が存在す
る。
て説明する。第１図は横軸に平均冷却速度と試験温度を
とり、縦軸に結晶粒径をとって、冷却速度と結晶粒径と
の関係及び結晶粒径と割れが発生する境界温度との関係
を示すグラフ図である。このデータは、厚さが150乃至3
00mmの鋳片について、小型実験炉で溶解凝固試験を実施
し、更に、凝固後の鋳片から引張り試験を採取して高温
引張り試験を実施して得たものである。第２図は高Si鋼
連続鋳造片のフェライト結晶粒分布を示す鋳片の模式的
断面図である。高Si鋼においては、凝固時にフェライト
結晶粒が形成されるが、鋳塊の表面１は冷却速度が早く
チル晶組織になっている。この鋳片の内部２は、表面１
から軸心部３に向けて延びた柱状晶組織になっており、
軸心部３は、等軸晶が形成されている。このように、結
晶粒径は鋳片の表面に沿う方向についての粒径（短径）
と、鋳片表面に垂直方向についての粒径（長径）とがあ
る。第１図において、左図の実線はこの長径についてそ
の粒径と平均冷却速度との関係を示したものであり、破
線は短径についてその粒径と平均冷却速度との関係を示
すものである。この第１図から明らかなように、長径の
粒径と平均冷却速度との間には、強い相関関係が存在す
る。
第１図の右図は、この凝固して得られた鋳片から採取
した引張り試験片について、単純加熱引張り条件で、歪
速度εｉ′が10-3/秒、歪量εｉが10％の定歪付加試験
を実施し、試験後、試験片を顕微鏡観察して粒界割れの
発生状況を調査した結果を示す。この図において、実線
は粒界割れが発生する限界を示し、同一結晶粒径であれ
ば、試験温度がこの実線より低い場合に、また、同一試
験温度であれば、結晶粒径がこの実線より大きい場合
に、粒界割れが発生する。つまり、図中、斜線領域であ
れば、粒界割れが発生しない。
した引張り試験片について、単純加熱引張り条件で、歪
速度εｉ′が10-3/秒、歪量εｉが10％の定歪付加試験
を実施し、試験後、試験片を顕微鏡観察して粒界割れの
発生状況を調査した結果を示す。この図において、実線
は粒界割れが発生する限界を示し、同一結晶粒径であれ
ば、試験温度がこの実線より低い場合に、また、同一試
験温度であれば、結晶粒径がこの実線より大きい場合
に、粒界割れが発生する。つまり、図中、斜線領域であ
れば、粒界割れが発生しない。
第１図の左図からわかるように、平均冷却速度が３℃
／秒以上であれば、フェライト結晶粒の長径が10mm以下
になり、更に、この条件で、表面温度を600℃以上にす
れば、粒界割れの発生を回避することができる。この場
合に、鋳片の表面から10mm以内の表層部に粒界割れが発
生すると、この割れが表面に開口して表面手入れが必要
になるが、この表層部よりも内部であれば、粒界割れが
表面に開口することはないと共に、内部は高温であるの
で粒界割れの発生のおそれが少ない。このため、鋳片の
表層部（表面から10mm以内）の冷却速度を３℃／秒以上
にすることが必要である。
／秒以上であれば、フェライト結晶粒の長径が10mm以下
になり、更に、この条件で、表面温度を600℃以上にす
れば、粒界割れの発生を回避することができる。この場
合に、鋳片の表面から10mm以内の表層部に粒界割れが発
生すると、この割れが表面に開口して表面手入れが必要
になるが、この表層部よりも内部であれば、粒界割れが
表面に開口することはないと共に、内部は高温であるの
で粒界割れの発生のおそれが少ない。このため、鋳片の
表層部（表面から10mm以内）の冷却速度を３℃／秒以上
にすることが必要である。
一方、高Si鋼の高温酸化試験によれば、鋳片の温度が
1200℃を超えると、スケールが溶融し、鋳片の表面に結
晶粒界浸潤が生じ、粒界割れが促進される。このため、
鋳片の表面温度は1200℃以下に保持することが必要であ
る。従って、前述の第１図から導かれる条件と合わせ
て、二次冷却帯及び保熱断熱帯における鋳片の表面温度
を600乃至1200℃に保持する。
1200℃を超えると、スケールが溶融し、鋳片の表面に結
晶粒界浸潤が生じ、粒界割れが促進される。このため、
鋳片の表面温度は1200℃以下に保持することが必要であ
る。従って、前述の第１図から導かれる条件と合わせ
て、二次冷却帯及び保熱断熱帯における鋳片の表面温度
を600乃至1200℃に保持する。
第３図は、横軸に歪εｉをとり、縦軸に歪速度εｉ′
をとって凝固時の内部割れ発生と外的歪との関係を示す
グラフ図である。これは、内部に未凝固溶融を含む鋳片
に歪を付加し、この歪εｉ及び歪速度εｉ′と、内部割
れの発生の有無との関係を調査して得たものである。こ
の図において、実線は、割れが発生するか否かの境界を
示し、この実線よりも歪εｉ又は歪速度εｉ′が大きい
場合に、内部割れが発生する。
をとって凝固時の内部割れ発生と外的歪との関係を示す
グラフ図である。これは、内部に未凝固溶融を含む鋳片
に歪を付加し、この歪εｉ及び歪速度εｉ′と、内部割
れの発生の有無との関係を調査して得たものである。こ
の図において、実線は、割れが発生するか否かの境界を
示し、この実線よりも歪εｉ又は歪速度εｉ′が大きい
場合に、内部割れが発生する。
下記第（１）式は、第３図の境界線を数式化し、割れ
が発生しない領域を不等号で現したものである。
が発生しない領域を不等号で現したものである。
εｉ≦0.047（εｉ′−2.55×10-5）−0.32 …（１） 従って、歪εｉと歪速度εｉ′とが上記（１）式の関
係を満足すれば内部割れの発生を回避することができ
る。但し、歪εｉ及び歪速度εｉ′は、夫々下記数式
（２）及び（３）にて現される。
係を満足すれば内部割れの発生を回避することができ
る。但し、歪εｉ及び歪速度εｉ′は、夫々下記数式
（２）及び（３）にて現される。
εｉ＝17.5［Ｐ（ｉ）｛ｌ（ｉ）｝２］ ／［Ｆ（ｉ）｛ｘ（ｉ）｝２］ ＋300δ（ｉ）／｛ｌ（ｉ）｝２ ＋100｛D/2−ｘ（ｉ）｝/R …（２） εｉ′＝εｉ（V/l（ｉ）｝ （３） 但し、i;二次冷却帯のロール位置を示す自然数（ｉ番
目） Ｐ（ｉ）；溶鋼静圧 ｌ（ｉ）；ロールピッチ ｘ（ｉ）；凝固殻の厚さ Ｆ（ｉ）；表面から0.3x（ｉ）の位置の温度における鋼
の塑性変形抵抗係数 δ（ｉ）；ミスアライメント量 D;鋳片の厚さ R;連続鋳造機の曲げ部又は矯正部の曲率半径 v;引き抜き速度 この（２）式は第１項乃至第３項で構成されている
が、第１項及び第２項は、ロール間バルジング及びミス
アライメントにより鋳片に付加される歪であり、垂直型
連続鋳造機及び水平型連続鋳造機のように直線の軌道を
有する連続鋳造機に適用される他、曲げ矯正軌道を有す
る湾曲型連続鋳造機の一定円弧部又は水平部にも適用さ
れる。一方、第３項は、矯正帯で付加される外力による
歪であり、湾曲型連続鋳造機の曲げ矯正部には、この第
３項に第１項及び第２項を加えた歪が印加される。
目） Ｐ（ｉ）；溶鋼静圧 ｌ（ｉ）；ロールピッチ ｘ（ｉ）；凝固殻の厚さ Ｆ（ｉ）；表面から0.3x（ｉ）の位置の温度における鋼
の塑性変形抵抗係数 δ（ｉ）；ミスアライメント量 D;鋳片の厚さ R;連続鋳造機の曲げ部又は矯正部の曲率半径 v;引き抜き速度 この（２）式は第１項乃至第３項で構成されている
が、第１項及び第２項は、ロール間バルジング及びミス
アライメントにより鋳片に付加される歪であり、垂直型
連続鋳造機及び水平型連続鋳造機のように直線の軌道を
有する連続鋳造機に適用される他、曲げ矯正軌道を有す
る湾曲型連続鋳造機の一定円弧部又は水平部にも適用さ
れる。一方、第３項は、矯正帯で付加される外力による
歪であり、湾曲型連続鋳造機の曲げ矯正部には、この第
３項に第１項及び第２項を加えた歪が印加される。
従って、二次冷却帯及びその後の保熱断熱帯において
は、前記（２）式及び（３）式により算出される歪εｉ
及び歪速度εｉ′が、前記（１）式を満足するように鋳
造条件及び冷却条件を選択する。
は、前記（２）式及び（３）式により算出される歪εｉ
及び歪速度εｉ′が、前記（１）式を満足するように鋳
造条件及び冷却条件を選択する。
鋳片が完全に凝固した後、鋳片を切断し、鋳片を加熱
炉まで搬送して高温の状態で熱間装入する。この場合
に、鋳片の温度が600℃より低下しないように、鋳片を
保熱又は断熱し、切断後可及的に速やかに鋳片を加熱炉
に装入する。鋳片の表面温度を600℃以上に保持すれ
ば、熱歪等による表面の粒界割れを防止することがで
き、高品質の鋳片を製造することができると共に、エネ
ルギー上も有利である。
炉まで搬送して高温の状態で熱間装入する。この場合
に、鋳片の温度が600℃より低下しないように、鋳片を
保熱又は断熱し、切断後可及的に速やかに鋳片を加熱炉
に装入する。鋳片の表面温度を600℃以上に保持すれ
ば、熱歪等による表面の粒界割れを防止することがで
き、高品質の鋳片を製造することができると共に、エネ
ルギー上も有利である。
次に、6.5％Si鋼を実機により連続鋳造したこの発明
の実施例についてその比較例と共に説明する。鋳片の断
面サイズは、220mm×900mmであり、鋳片の引き抜き速度
は1.0m/分であった。鋳型内へのパウダ供給量は0.3乃至
0.6kg/m2の間で種々設定し、二次冷却水流量は0.2乃至
1.2l/kgの間で種々設定した。この鋳造条件及び冷却条
件を下記第１表に示す。
の実施例についてその比較例と共に説明する。鋳片の断
面サイズは、220mm×900mmであり、鋳片の引き抜き速度
は1.0m/分であった。鋳型内へのパウダ供給量は0.3乃至
0.6kg/m2の間で種々設定し、二次冷却水流量は0.2乃至
1.2l/kgの間で種々設定した。この鋳造条件及び冷却条
件を下記第１表に示す。
但し、単位は、パウダの供給量がkg/m2、温度が℃であ
る。
る。
このようにして連続鋳造した各実施例及び比較例につ
いて、熱間圧延後のコイル表面の品質判定結果及び凝固
内部割れの評点を下記第２表に示す。
いて、熱間圧延後のコイル表面の品質判定結果及び凝固
内部割れの評点を下記第２表に示す。
このように、この発明の特許請求の範囲にて規定した条
件で連続鋳造した6.5％Si鋼（実施例1,2）には、粒界割
れ及び内部割れが発生せず、熱間圧延後のコイル表面の
性状及び凝固割れ評点も良好であった。これに対し、前
記条件から外れる比較例１乃至９については、コイルの
表面性状又は凝固割れ評点のいずれかが実施例の場合よ
りも劣っている。
件で連続鋳造した6.5％Si鋼（実施例1,2）には、粒界割
れ及び内部割れが発生せず、熱間圧延後のコイル表面の
性状及び凝固割れ評点も良好であった。これに対し、前
記条件から外れる比較例１乃至９については、コイルの
表面性状又は凝固割れ評点のいずれかが実施例の場合よ
りも劣っている。
［発明の効果］ この発明によれば、粒界割れ及び内部割れのいずれも
回避された鋳片を製造することができる。このため、鋳
片を無手入れで、加熱炉に熱間装入することができ、加
熱エネルギ源単位を低減することができる。また、連続
鋳造機と圧延機との設計条件によれば、鋳片を再加熱す
ることなく、直接圧延することも可能になる。
回避された鋳片を製造することができる。このため、鋳
片を無手入れで、加熱炉に熱間装入することができ、加
熱エネルギ源単位を低減することができる。また、連続
鋳造機と圧延機との設計条件によれば、鋳片を再加熱す
ることなく、直接圧延することも可能になる。
第１図は結晶粒径と平均冷却速度との関係及び割れ発生
条件を規定する結晶粒径と温度との関係を示すグラフ
図、第２図はフェライト結晶分布を示す鋳片の模式的断
面図、第３図は歪及び歪速度と割れの発生の有無との関
係を示すグラフ図である。 1;表面、2;内部、3;軸心部
条件を規定する結晶粒径と温度との関係を示すグラフ
図、第２図はフェライト結晶分布を示す鋳片の模式的断
面図、第３図は歪及び歪速度と割れの発生の有無との関
係を示すグラフ図である。 1;表面、2;内部、3;軸心部
Claims (1)
- 【請求項１】４乃至７重量％のシリコンを含有する鋼を
連続鋳造機で連続鋳造する方法において、鋳片の表面か
ら10mm以内の表層部の凝固時の平均冷却速度を3.0℃／
秒以上に保持し、二次冷却帯及びその後の保熱断熱帯に
て鋳片の表面の温度を600内1200℃に保持し、外的歪み
εｉ及び歪み速度εｉ′が下記不等式（１）を満足する
ように冷却条件、保熱断熱条件及び鋳造条件を選択し、
鋳片の切断後、鋳片の表面温度を600℃以上に保持して
加熱炉又は圧延機まで搬送することを特徴とするシリコ
ンを含有する鋼の連続鋳造方法。 εｉ≦0.047（εｉ′−2.55×10-5）−0.32 …（１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26708486A JPH08280B2 (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | シリコンを含有する鋼の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26708486A JPH08280B2 (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | シリコンを含有する鋼の連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63119951A JPS63119951A (ja) | 1988-05-24 |
| JPH08280B2 true JPH08280B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=17439814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26708486A Expired - Lifetime JPH08280B2 (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | シリコンを含有する鋼の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08280B2 (ja) |
-
1986
- 1986-11-10 JP JP26708486A patent/JPH08280B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63119951A (ja) | 1988-05-24 |
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