JPH0852532A - 表面性状の良好なステンレス鋼板の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼板表面部への介在物の集積を抑制し、圧延
過程でＴｉＮクラスターの析出による表面欠陥が発生す
ることのないステンレス鋼板の連続鋳造を提供する。 【構成】 浸漬ノズル１１よりやや下位置の鋳型１５内
に全幅方向に広がる略均等な磁束密度の静磁界１０を発
生させ、タンディッシュ１２における溶鋼温度をＴ
_TD（℃）、浸漬ノズル１１の溶鋼吐出口１６角度をＡ
（度）、浸漬ノズル１１からの注湯量をＱ（ｔ／ｍｉ
ｎ）、磁束密度をＢ（テスラ）とした場合、これらが以
下の関係式を満足するように操業を行う。 Ｔ_TD−７（Ｂ＋０．０５）^-0.5・（Ａ＋１）^0.4 ・Ｑ
^-0.2≧１４９０

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｔｉを含有するステン
レス鋼板を連続鋳造する際に、鋼板表面近傍への窒化チ
タンクラスター（以下、ＴｉＮクラスターという）の析
出を抑制して表面性状の良好なステンレス鋼板を製造す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】普通鋼、ステンレス鋼の連続鋳造におい
ては、図４に示すようにタンディッシュ５０に保持した
溶鋼を、その底部に接続した浸漬ノズル５１を経由して
連続鋳造鋳型５２に導き、連続的に鋼板を製造すること
が行われている。そして、前記浸漬ノズル５１から鋳型
５２内に注入される溶鋼には、多数の気泡や介在物が含
まれ、これらの介在物や気泡が鋳片内に侵入すると欠陥
となるので、例えば、特公平２−２０３４９号公報にお
いては、浸漬ノズルから注入される溶融金属の流れに対
してブレーキをかけ溶湯中の前記介在物が鋳型深くに侵
入するのを防止する連続鋳造鋳型内の溶融金属の撹拌方
法が提案されている。

【０００３】また、特開平３−１４２０４９号公報には
鋳型長辺の対向側壁の浸漬ノズル吐出口の上下に各一対
の磁極を配置し、下部の磁極で浸漬ノズルからの吐出流
による下降流の抑制を行い、上部の磁極で反転流によっ
てメニスカス部の溶湯流速を低減することにより、介在
物の侵入とメニスカス部でのパウダー巻き込みの抑制を
行う静磁場を用いた鋼の連続鋳造方法が提案されてい
る。さらに特開平４−４１０５８号公報には鋳型内で浸
漬ノズル吐出口位置に鋳造方向に磁束を有する静磁界を
設置することにより、吐出流起因の介在物の侵入を防止
する技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の技術は、主として浸漬ノズルから鋳型内に注入
される溶湯の流れを抑制して、介在物の侵入抑制、パウ
ダー巻き込みの低減を目的としたものであり、Ｔｉ含有
量の多いステンレス鋼板を製造する場合に、鋳型内にお
いて溶鋼温度が低下することにより、溶鋼中よりＴｉＮ
が析出し、該ステンレス鋼板の表面近傍にＴｉＮクラス
ターが捕捉されることによって発生するスジ状の欠陥
（線ヘゲと言われる）に対しては大きな効果はない。即
ち、前記公報記載の技術は鋼板内部に欠陥の少ない普通
鋼の連続鋳造を主目的にしたものであって、普通鋼の場
合には仮に鋼板表面に介在物が捕捉されても、圧延工程
や熱処理の過程において表面に厚い酸化スケールが発生
するので、最終製品ではこれらの欠陥が除去され、特に
問題とならないが、ステンレス鋼板特にＴｉＮを含有す
るステンレス鋼板の連続鋳造においては、酸化スケール
の厚みが薄いので鋼板表面に介在物が捕捉されるとその
まま残り、かつステンレス鋼に比較して融点の高いＴｉ
Ｎが鋼板表面部に析出する硬度の高いＴｉＮクラスター
のために圧延後の板にスジ状の欠陥が発生し、製品不良
となるという問題がある。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、鋼板表面部への介在物の集積を抑制
し、圧延過程でＴｉＮクラスターによる表面欠陥が発生
することのないステンレス鋼板の連続鋳造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の表面性状の良好なステンレス鋼板の連続鋳造方法
は、タンディッシュにＴｉを含有するステンレス溶鋼を
保持して、該タンディッシュの底部に設けた浸漬ノズル
より該ステンレス溶鋼を断面四角形の鋳型に供給し、ス
テンレス鋼板を連続して鋳造する方法において、前記浸
漬ノズルよりやや下位置の前記鋳型内に全幅方向に広が
る略均等な磁束密度の静磁界を発生させ、前記タンディ
ッシュにおける溶鋼温度Ｔ_TD、前記浸漬ノズルの溶鋼吐
出口角度をＡ（度）、該浸漬ノズルからの注湯量をＱ
（ｔ／ｍｉｎ）、磁束密度をＢ（テスラ）とした場合、
これらが以下の式を満足するように操業を行うように構
成されている。 Ｔ_TD−７（Ｂ＋０．０５）^-0.5・（Ａ＋１）^0.4 ・Ｑ
^-0.2≧１４９０ また、請求項２記載の表面性状の良好なステンレス鋼板
の連続鋳造方法は、請求項１記載の方法において、Ｔｉ
を含有するステンレス溶鋼はＴｉを０．０１〜０．６Wt
％含有するように構成されている。

【０００６】

【作用】Ｔｉを含有するステンレス溶鋼を鋳型内で鋳造
すると、溶鋼の鋳型に接する部分が先に急速に冷やされ
て、ステンレス溶鋼よりも融点が３０〜４０℃高いＴｉ
Ｎクラスターがステンレス鋼板の表面部に多く析出す
る。しかし、鋳型中のメニスカス部の溶鋼温度を高く
し、かつ浸漬ノズルからの鋳型下方への吐出流を抑制し
てＴｉＮクラスターとなる介在物成分をメニスカス面上
に集積させ、メニスカス部の溶鋼温度を高温に維持する
ことにより前記ＴｉＮの成分が鋼板内部に均一分散した
状態で凝固させて、ステンレス鋼板の表面欠陥の主原因
となる鋳型面でのＴｉＮクラスターの析出を回避するこ
とができる。

【０００７】従って、請求項１及び２記載の表面性状の
良好なステンレス鋼板の連続鋳造方法においては静磁場
にて浸漬ノズルからの吐出流を抑制した鋳造条件のもと
で前記メニスカス部の溶鋼温度を制御するための因子と
して、タンディッシュにおける溶鋼温度Ｔ_TD、前記浸漬
ノズルの溶鋼吐出角度Ａ（度）、該浸漬ノズルからの注
湯量Ｑ（ｔ／ｍｉｎ）、磁束密度Ｂ（テスラ）を設定
し、上記４個の変数間の関係式を導き出すことによっ
て、前記メニスカス部の溶鋼温度を制御して鋼板の表面
部におけるＴｉＮクラスターの析出を防止する。また静
磁界の働きは、浸漬ノズルからやや下位置の溶鋼の吐出
流に対してブレーキゾーンを設けることにより、これに
よって浸漬ノズルから吐出する溶鋼は水平位置に広がり
側壁に沿って上昇し、上部のメニスカス部では両側から
内側に流れる溶鋼の流速を増加させる。浸漬ノズルの吐
出口から供給される高温度の溶鋼流がメニスカス部に直
接供給されるためにメニスカス部の溶鋼温度は常に高温
度で維持される。

【０００８】鋳型中のメニスカス部の溶鋼温度は、タン
ディッシュ溶鋼温度を高くすること、磁束密度を上げて
鋳型内の下降流を抑制すること、浸漬ノズル吐出口の角
度を浅くすること、及び注湯量を増加することにより上
昇する。本発明者は前記メニスカス部の溶鋼温度を代表
するものとしてメニスカス部の溶鋼温度指数Ｔを定義
し、これらの各変数と該溶鋼温度指数Ｔとが以下の関係
式により与えられることを実験の結果、明らかにした。 Ｔ＝Ｔ_TD−７（Ｂ＋０．０５）^-0.5・（Ａ＋１）^0.4 ・
Ｑ^-0.2 そこでメニスカス部の溶鋼温度をＴｉＮの析出温度より
も高く設定することでＴｉＮの析出を抑制してＴｉＮ起
因の欠陥を防止するために、種々条件を変えて実験した
結果、前記溶鋼温度指数Ｔを１４９０以上とするように
操業することにより鋼板表面でのＴｉＮ発生量が大幅に
減少することが判った。

【０００９】図３は、この式に従って計算したメニスカ
ス部の溶鋼温度指数Ｔと、メニスカス部の実測温度との
関係を示しており、実測温度と溶鋼温度指数Ｔとが正確
に対応していることが判る。図２には、実際にステンレ
ス鋼板の連続鋳造を行ったときのメニスカス部の溶鋼温
度指数ＴとＴｉＮ欠陥発生率指数との関係を示している
が、メニスカス部の溶鋼温度指数Ｔが１４９０以上では
ＴｉＮクラスターによる欠陥発生率が減少し、これ以下
では急速に増えることが判る。なお、メニスカス部の溶
鋼温度は高い程ＴｉＮクラスターの析出防止のためには
よいが、メニスカス部の溶鋼温度が１７００℃を越える
と、メニスカス部の溶鋼の酸化が激しくなり、また、鋳
型及び耐火物に与える影響も大きくなるので実際上は１
７００℃以下の温度とすれば充分である。

【００１０】また、ステンレス鋼中のＴｉ含有量が０．
０１Wt％未満ではＴｉ含有量が少なすぎてＴｉ添加によ
るステンレス鋼の性能向上が期待できず、またＴｉＮク
ラスターによる表面欠陥の問題は生じない。Ｔｉ含有量
が０．６Wt％を越える場合には、Ｔｉ添加がステンレス
鋼の性状に対しマイナスに働くばかりか、ＴｉＮクラス
ターの生成による表面欠陥が過剰になって製品としては
使えない。

【００１１】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明して本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る表面性状の
良好なステンレス鋼板の連続鋳造方法を示す説明図、図
２はメニスカス部の溶鋼温度指数ＴとＴｉＮ欠陥発生率
指数との関係を示す図、図３はメニスカス部の溶鋼温度
指数Ｔと実測温度との関係を示す図である。

【００１２】図１に示すように短辺が０．２５ｍ、長辺
が１．２ｍの断面が四角形の連続鋳造鋳型を用い、注湯
速度ＱをＱ＝１．３ｔ／ｍｉｎとして、Ｔｉ含有量０．
５Wt％のステンレス鋼板の鋳造を行った。両側に溶鋼吐
出角度Ａが下向き１５度で、５０×４０ｍｍの矩形断面
形状の吐出口を有するアルミナ黒鉛質の浸漬ノズルを使
用して、該浸漬ノズルの吐出口から下部１０ｃｍの位置
に、電磁石からなる幅約５ｃｍの磁極を対向して配置
し、タンディッシュ内の溶鋼温度Ｔ_TD１５８０℃の溶鋼
を前記鋳型で鋳造した。最初は前記電磁石を励磁しない
条件で鋳造を行ったところ、この鋼板を圧延した製品に
はＴｉＮクラスターによる線ヘゲが多く発生した。この
ように静磁界を作用させない場合は、浸漬ノズルから下
方に向かう吐出流に制動力が作用しないため鋳型内の内
壁に沿った上昇流が減少してメニスカス部の温度が低下
し、メニスカス部下方の鋳型内壁部でステンレス溶鋼が
急冷されてＴｉＮの融点近くまで溶鋼温度が低下するた
めに鋼板の表面部にＴｉＮクラスターが生成する。

【００１３】次いで、前記した鋳造条件のもとで、タン
ディッシュ溶鋼温度Ｔ_TDを１５６０℃として前記電磁石
を励磁して、Ｂ＝０．１テスラの静磁場において鋳造を
行ったところ表面欠陥のないステンレス鋼板が得られ
た。この場合の前記メニスカス部の溶鋼温度指数Ｔの値
は１５１３であった。これを図１により説明する。タン
ディッシュ１２に保持されたステンレス溶鋼１７は該タ
ンディッシュ底部に設けられた浸漬ノズル１１を通って
鋳型１５内に鋳造される。浸漬ノズル１１のやや下位置
の鋳型１５内に全幅方向に広がる略均等な磁束密度の静
磁界１０を発生させることにより、該静磁界１０上方で
は浸漬ノズル吐出口１６から下方に向かう溶鋼流１４が
抑制されて、鋳型メニスカス部１３近傍の溶鋼温度が低
下することなく維持される。一方、静磁界１０より下で
は全幅方向に均一な下降流が生じ、かつ静磁界１０の上
部と下部での温度差が大きくとれるためにステンレス溶
鋼１７が静磁界１０を通過すると溶鋼中に含有するＴｉ
成分が均一分散したままで凝固する。このため、表面近
傍に析出するＴｉＮクラスターの量を減少させることが
できるようになる。

【００１４】また、前記した鋳造条件のもとで浸漬ノズ
ル１０の吐出口角度を下向き１５度として、さらに静磁
場Ｂを０．１テスラに変更して鋳造を行ったところ表面
欠陥が発生した。この時のメニスカス部の溶鋼温度指数
Ｔ値は１４８８であった。そこで磁束密度Ｂをさらに増
加させ０．２テスラの条件で鋳造したところ表面欠陥の
発生はなくなり、この条件でのＴ値を計算すると１５０
０であった。以上の結果から静磁場をかけた条件におけ
るメニスカス部の溶鋼温度指数Ｔを１４９０以上とする
ことによりＴｉＮクラスターの発生によるステンレス鋼
板の表面欠陥を防止できることが分かる。

【００１５】前記実施例は、磁極の位置を浸漬ノズルの
吐出口から１０ｃｍの位置に配置したが、これに限定さ
れるものではなく、鋳型の大きさ等によって当然変わる
ものである。また、磁極の幅については余り狭いと溶湯
に有効に電磁力が作用しないので、５ｃｍ以上有するこ
とが好ましく、更に４０ｃｍ以上とすることは無駄であ
る。また、前記実施例においてはＴｉＮクラスターの生
成抑制の観点から説明したが、ＴｉＮ以外の介在物成分
に対してもステンレス鋼板の圧延加工に対して有害とな
る成分の融点以上となるように、浸漬ノズルの下方位置
に静磁場を配置しタンディッシュにおける溶鋼温度、浸
漬ノズルの溶鋼吐出口角度、浸漬ノズルからの注湯量及
び、磁束密度を制御して操業を行うことによって前記介
在物の鋼板表面への析出を防止することができる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１及び２記載の表面性状の良好な
ステンレス鋼板の製造方法は、連続鋳造時における静磁
場等の操業条件を規定してステンレス鋼板表面部におけ
るＴｉＮクラスターの析出を抑制しているので、ステン
レス鋼板の表面部分にＴｉＮクラスターが集積すること
がなく、ＴｉＮクラスターが均一に分散した鋼板が得ら
れる。従って後の圧延工程において圧延されても表面欠
陥を発生することのないステンレス鋼を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る表面性状の良好なステ
ンレス鋼板の連続鋳造方法を示す説明図である。

【図２】メニスカス部の溶鋼温度指数ＴとＴｉＮ欠陥発
生率指数との関係を示す図である。

【図３】メニスカス部の溶鋼温度指数Ｔと実測温度との
関係を示す図である。

【図４】従来例に係るステンレス鋼板の連続鋳造方法を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 静磁界 １１ 浸漬ノズル １２ タンディッシュ １３ メニスカス部 １４ 溶鋼流 １５ 鋳型 １６ 浸漬ノズル吐出口 １７ ステンレス溶鋼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久富 良一 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンディッシュにＴｉを含有するステン
   レス溶鋼を保持して、該タンディッシュの底部に設けた
   浸漬ノズルより該ステンレス溶鋼を断面四角形の鋳型に
   供給し、ステンレス鋼板を連続して鋳造する方法におい
   て、 前記浸漬ノズルよりやや下位置の前記鋳型内に全幅方向
   に広がる略均等な磁束密度の静磁界を発生させ、前記タ
   ンディッシュにおける溶鋼温度をＴ_TD（℃）、前記浸漬
   ノズルの溶鋼吐出口角度をＡ（度）、該浸漬ノズルから
   の注湯量をＱ（ｔ／ｍｉｎ）、磁束密度をＢ（テスラ）
   とした場合、これらが以下の式を満足するように操業を
   行うことを特徴とする表面性状の良好なステンレス鋼板
   の連続鋳造方法。 Ｔ_TD−７（Ｂ＋０．０５）^-0.5・（Ａ＋１）^0.4 ・Ｑ
   ^-0.2≧１４９０
2. 【請求項２】 前記Ｔｉを含有するステンレス溶鋼はＴ
   ｉを０．０１〜０．６Wt％含有するステンレス溶鋼であ
   る請求項１記載の表面性状の良好なステンレス鋼板の連
   続鋳造方法。