JPH09225607A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面割れ感受性の高い、Ni、Cu、Ｖ、Nb等を
含有する低合金鋼の連続鋳造において鋳片表面割れを回
避できる連続鋳造方法を提供する。 【解決手段】垂直曲げ型連続鋳造機または湾曲型連続鋳
造機にて、鋼の鋳片を製造するに際し、鋳片の冷却方法
が下記〜の条件を満足することを特徴とする連続鋳
造方法。 凝固シェル厚が10mm以上15mm以下のところで鋳型によ
る１次冷却を終了し、２次冷却を開始する。 鋳片全面の表面温度を鋳型を出てから多くとも２分以
内の間に一旦600 ℃以上Ar₃ 点以下の範囲まで低下させ
る。 曲げ部および矯正部における鋳片表面温度が850 ℃以
上となるように２次冷却を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造方
法、特に、鋳片の横割れ、横ヒビ割れに代表される表面
割れを防止した鋼の連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、鉄鋼製品の製造コスト削減の観点
より連続鋳造鋳片の直行率向上の必要性が高まっている
が、この直行率向上に対する阻害要因の一つに連続鋳造
鋳片表面に発生する横ヒビ割れあるいは横割れと呼ばれ
る表面割れの問題がある。

【０００３】最近では、材料特性上の要求からNb、Ｖ、
Ni、Cuなど種々の合金元素を含有した低合金鋼の生産量
が増加しているが、これらの合金元素の添加に伴い、連
続鋳造鋳片の表面割れの発生頻度は高くなり、製造コス
トの削減の要求に対して、その達成率は足踏み状態が続
いている。

【０００４】これらの表面割れは、連続鋳造の２次冷却
時に鋳片表面温度が熱間延性の低下するγ→α変態温度
近傍 (約750 〜850 ℃) になり、この時、鋳片曲げや鋳
片矯正といった機械的な応力を受けることにより発生す
ることが知られている。

【０００５】従って、鋳片曲げ部や鋳片矯正部における
鋳片表面温度を、前述の熱間延性の低下する領域 (以下
脆化温度域) よりも低温側もしくは高温側に回避する方
法が通常採用されている。しかしながら、鋳片温度の脆
化温度域回避のみでは表面割れを皆無にすることは困難
であり、これまでに鋳片表層組織に着目した鋳片冷却履
歴に関する技術がいくつか開示されている。

【０００６】例えば、特公昭58−3790号公報には、２次
冷却帯の上部を強制冷却して鋳片表面温度を一旦650 〜
750 ℃に冷却することによりγ→α変態させた後に、ゆ
るやかに復熱させ、鋳片矯正部における鋳片表面温度を
脆化温度域より低温側に回避する方法が開示されてい
る。

【０００７】また、特開昭58−224054号公報、特開昭58
−224055号公報には、鋳片の両コーナ部に限定しての熱
履歴であるが、鋳型直下において鋳片表面温度を750 〜
900℃まで冷却して表層組織の改善をした (γ粒の微細
化という記述がある) 後に、鋳片曲げ部、鋳片矯正部に
おける鋳片表面温度を800 ℃以上となるように冷却する
方法が開示されている。

【０００８】このように、鋳片表面割れの防止方法はこ
れまでにもいくつか提案されており、合金元素を含有し
ない普通鋼には威力を発揮するものの、Ni、Cu、Ｖ、Nb
等を含有する低合金鋼の鋳造においては依然として上述
したような欠点を抱えており、鋳片表面割れの効果的な
解決策はまだ見出されていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の目的
は、普通鋼はもちろん、近年、増加しつつある表面割れ
感受性の高い、Ni、Cu、Ｖ、Nb等を含有する低合金鋼の
連続鋳造においても鋳片表面割れを効果的に回避できる
連続鋳造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】ところで、上述のような
Ni、Cu、Nb、Ｖ等を含有する低合金鋼では、脆化温度
域が低温側に移行する、合金元素添加に伴うスケール
変化による冷却特性の変化等の理由から、曲げ部、矯正
部における温度を高温側に回避せざるを得なくなってき
た。例えば、Niを少量含有すると、サブスケールと呼ば
れる層が鋳片表面にところどころで固着し易くなり、サ
ブスケールのある部分とない部分で冷却の不均一を生じ
やすい。曲げ部、矯正部で鋳片表面温度を脆化温度域よ
り低温側に回避する方法では、この冷却の不均一を助長
させてしまうこととなり、前述の特公昭58−3790号公報
の開示する方法は、低合金鋼には適用することが困難で
あることが判明した。

【００１１】さらに、特開平58−224054号および同58−
224055号公報に開示する方法でも、前述のような低合金
鋼の場合には、鋳片コーナ部のみならず鋳片全幅におい
て鋳片表層組織を改善する視点が必要であるが、本発明
者らが上記公報の明細書に基づき再現試験を実施したと
ころ、表面割れ防止のために曲げ部、矯正部での鋳片表
面温度を850 ℃以上とするが、そのためには、鋳型〜鋳
型直下までの冷却条件を工夫しないと実現できないこと
が判明した。

【００１２】そこで、本発明者は、冷却履歴による鋳片
表層組織の改善と、曲げ部、矯正部における鋳片表面温
度を脆化温度域の高温側に回避することに着目して、以
下のような検討を行った。

【００１３】図１は、実際の製造ラインにおいて鋳片表
面割れ発生頻度の高い、Ni含有鋼の高温延性をその鋼組
成とともに示すグラフである。図中、グラフ上の「％」
量はNi含有量を表わす。この例ではNi等の合金を数％含
有することにより、脆化温度域が普通鋼のそれよりも低
温側に移動する (普通鋼の脆化温度域が750 〜850 ℃で
あるのに対し、含Ni鋼のそれは600 〜850 ℃) 。さら
に、鋳片表層の酸化スケールの性状変化により、冷却特
性が変化し、脆化温度域より低温側では冷却が不均一に
なりやすいことがすでに述べたように分かっている。

【００１４】従って、このような低合金鋼を連続鋳造す
る場合、鋳片が大きな応力を受ける曲げ部、矯正部で
は、鋳片温度を脆化温度域よりも高温側すなわち850 ℃
以上に回避させる必要がある。

【００１５】しかしながら、実際の低合金鋼の鋳造実績
にもとづいて、鋳片表面温度を単に、脆化温度域より高
温側にするのみでは、表面割れを皆無にすることは、不
可能であった。曲げ部、矯正部での鋳片表面温度を脆化
温度域より高温側に回避してもなお、表面割れが発生し
た鋳片の表層組織は必ずといっていい程、図２(a) に示
すように旧オーステナイト粒界が明瞭な割れ感受性の高
い組織となっており、割れは旧オーステナイト粒界に沿
って発生していた。このような知見にもとづき、図２
(b) に示すような旧オーステナイト粒界の不明瞭な表層
組織が表面割れ感受性を鈍くするのに有効であることが
推定された。

【００１６】一方、鋳片表層組織は、鋳片熱履歴と密接
な関係があり、適正な熱履歴を選定すれば鋳片表層組織
の割れ感受性を低減できる可能性がある。そこで、鋳片
熱履歴と鋳片表層組織の相関を200kg 規模の溶鋼実験に
より調査した。溶鋼組成は 0.7％Ni鋼であった。実験は
400 ×400 ×200 mmの静止鋳型に溶鋼を鋳込んだ後、完
全凝固前に鋳片を鋳型より取り出し、ミストスプレーに
より鋳片を冷却して実施した。あらかじめ鋳ぐるんだ熱
電対あるいは放射温度計により鋳片表面部の温度履歴を
測定し、鋳片表層組織を調査した。

【００１７】図３に、各種冷却条件と鋳片表層組織の相
関を示す。ここに、そのときの冷却条件は鋳型を鋳片が
出てから２次冷却を行った時間ｔ、鋳片表面部が２次冷
却により低下した温度Ｔc によって変更した。鋳片表層
組織はフェライトパーライト組織で旧γ粒界が明瞭で
ある場合、フェライトパーライト組織で旧γ粒界が不
明瞭である場合、２次冷却が強く十分に復熱しなかっ
た場合に得られたベイナイト組織の３種類に分類した。

【００１８】図３からも分かるように、割れ感受性の高
いの組織は、冷却時間に関わらず、Ｔc が鋼のAr₃ 点
以上の場合およびＴc がAr₃ 点以下でも２次冷却時間が
２分より長い場合に発生した。の組織は、割れ感受性
が低いと考えられるが、冷却時間が２分以内でかつＴc
が600 ℃以上Ar₃ 点 (γ→γ＋αの変態温度) 未満の場
合に生成した。の組織はＴc が600 ℃以下のときに生
成した。ただし、の組織の場合は鋳片表面温度があま
りに低下するので、鋳片温度不均一が発生しやすく、好
ましくない。の組織の中で最も好ましいのはの
γ粒界が不明瞭な組織である。なお、の組織を得るた
めには、例えば鋳型直下で0.025 〜0.090L/cm²/minの水
量密度で冷却すればよく、これは通常の冷却の２倍以上
の冷却水量に相当する。

【００１９】上記の知見を基に、実際の連続鋳造装置に
て冷却履歴と鋳片表層組織、鋳片表面割れ発生状況の相
関を調査した。図４に、本発明にかかる冷却パターンと
従来法の冷却パターンとを比較しながら連続鋳造鋳片の
熱履歴を示す。この熱履歴から鋳型直下からの冷却によ
り到達する鋳片表面の最低温度Ｔm 、曲げ部温度Ｔb(垂
直曲げ型連鋳機の場合) 、矯正部温度Ｔu を求め、鋳片
表層組織および鋳片表面割れの関係を求めた。鋳型を出
た鋳片は直ちに二次冷却を受け、次いで曲げ部、矯正部
を経て、連鋳機より引出される。図中の冷却曲線Ａ〜Ｅ
はそれぞれ後述する場合の冷却曲線を表わす。

【００２０】図５にＴm 、Ｔb の各鋳片表面温度と鋳片
表層組織、鋳片地側に発生する表面割れの関係を、図６
にＴm 、Ｔu と鋳片表層組織、鋳片天側に発生する表面
割れの関係をそれぞれ示す。いずれの場合も溶鋼組成は
0.7％Ni−0.01％Nb鋼であった。図５、図６より、鋳片
表層組織の発生状況は図３の基礎試験結果とほぼ同等で
あり、基礎試験で割れ感受性が低いと予測されたγ粒界
が不明瞭な組織は、鋳型直下で２分以内に600 ℃≦Ｔm
＜Ar₃ 点となった時に生成した。

【００２１】但し、鋳型直下の強冷却が0.5 分未満の時
は、鋳片表面温度がAr₃ 点以下にならず、γ粒界が不明
瞭な組織は生成しなかった。これは、0.5 分未満の冷却
では鋳片表面温度をAr₃ 点以下まで下げ得る冷却能が確
保されないことによる。

【００２２】地側鋳片表面割れは、旧γ粒界が不明瞭組
織 (Ｔm ＜Ar₃ 点) の場合でかつ、Ｔb ≧850 ℃の時に
解消した。旧γ粒界が不明瞭組織でもＴb ＜850 ℃の時
には表面割れは皆無とならず、また、前述のようにＴb
≧850 ℃でも、旧γ粒界が明瞭な組織では表面割れは皆
無ではなかった (図５参照) 。天側表面割れについても
同様に旧γ粒界が不明瞭組織 (Ｔm ＜Ar₃ 点) で、Ｔu
≧850 ℃の時に解消した (図６参照) 。

【００２３】図５、図６に示す結果から理解されるよう
に、表層組織の旧γ粒界不明瞭組織への改善と、曲げ
部、矯正部における鋳片表面温度の高温側回避とを両立
させることで、表面割れは解消できる。しかし、表層組
織をそのような不明瞭組織に改善しても曲げ部および矯
正部での鋳片表面温度が脆化温度域に入ってしまったら
表面割れは発生する。これは、表層組織の改善と高温側
回避の両者が熱的に相反するアクションであるため、実
際の連続鋳造装置での種々制約と重なると、両立ができ
にくいことによる。

【００２４】そのような実際の連続鋳造装置での制約と
は、例えば ａ) スラブを対象とした垂直曲げ型連続鋳造機は一般的
に垂直部が２〜３ｍであり、鋳型長さが0.7 〜0.9 ｍで
あることを考え合わせると、曲げ部温度、矯正部温度≧
850 ℃を実現するためには、鋳型直下の非常に短い範囲
で鋳片温度をＡｒ_３点未満まで冷却する必要がある、 ｂ） スラブを対象とした湾曲型連続鋳造機は、介在物
浮上の観点から、低速鋳造操業を行っているのが一般的
であり、この場合も、矯正部温度≧850 ℃を実現するた
めには非常に短い範囲で鋳片温度をAr₃ 点未満まで冷却
する必要があること等が挙げられる。

【００２５】そこで、本発明者はそのような実際上の様
々な制約下においても、前記表面割れ解消のための熱履
歴を確実に得るための方法をさらに検討した。鋳型によ
る１次冷却と２次冷却では、２次冷却の方が冷却能が高
い。また、鋳片の復熱能は熱容量の大きい鋳造初期の方
が高い。これらのことより、鋳型直下の強冷却により鋳
片の十分な復熱能を確保するためには、凝固シェル厚の
小さい領域で強冷却を早めに開始し、強冷却を早めに終
了するのが効果的であるとの結論に達した。

【００２６】図７に図５、図６と同様の溶鋼について鋳
型直下で鋳片を強冷却して鋳片表層組織がγ粒不明瞭な
組織とする条件である 600℃≦Ｔm ＜Ar₃ 点にする熱履
歴において、２次冷却を開始する凝固シェル厚と曲げ部
(この例では垂直部３ｍ) における表面温度Ｔb の関係
を示す。ただし、その場合、鋳型を出てからＴm にいた
るまでの冷却時間＝１分とする。鋳型出口におけるシェ
ル厚さは好適態様にあっては、鋳型の冷却能を調整する
ことで、具体的には冷却水量を変更することで調整すれ
ばよい。

【００２７】このように２次冷却を開始する凝固シェル
厚を15mm以下とすることで復熱能が確保され (早期２次
冷却開始、早期強冷却終了) 、γ粒不明瞭化組織の生成
と曲げ部温度Ｔb ≧850 ℃の両立が実現されやすくな
る。

【００２８】但し、この場合は凝固シェル厚を10mm未満
にするとブレークアウト等の操業トラブルが多発し、好
ましくない。以上の知見は、垂直曲げ型連鋳機および湾
曲型連鋳機の矯正温度についても同様に適用できる。

【００２９】ここに、本発明の熱履歴は図４の冷却曲線
Ａのように図示される。この条件は、鋳片表面の周方向
の全位置で満足するのが望ましい。また、２次冷却を開
始するシェル厚、Ｔm 、鋳型を出てからＴm に至るまで
の時間等は連鋳機型式、連鋳機プロフィール (曲げ部位
置、矯正部位置) 、鋳造条件 (Ｖc 、溶鋼温度) 等によ
り決定される。

【００３０】ここに、本発明は、次の通りである。 (1) 垂直曲げ型連続鋳造機にて、鋼の鋳片を製造するに
際し、下記〜の条件で鋳片の冷却を行うことを特徴
とする連続鋳造方法。

【００３１】凝固シェル厚が10mm以上15mm以下のとこ
ろで鋳型による１次冷却を終了し、２次冷却を開始す
る。 鋳片全面の表面温度を鋳型を出てから多くとも２分以
内の間に一旦600 ℃以上Ar₃ 点以下の範囲まで低下させ
る。 曲げ部における鋳片表面温度、矯正部における鋳片表
面温度の両者が850 ℃以上となるように２次冷却を行
う。

【００３２】(2) 湾曲型連続鋳造機にて、鋼の鋳片を製
造するに際し、下記〜の条件で鋳片の冷却を行うこ
とを特徴とする連続鋳造方法。

【００３３】凝固シェル厚が10mm以上15mm以下のとこ
ろで鋳型による１次冷却を終了し、２次冷却を開始す
る。 鋳片全面の表面温度を鋳型を出てから多くとも２分以
内の間に一旦600 ℃以上Ar₃ 点以下の範囲まで低下させ
る。 矯正部における鋳片表面温度が850 ℃以上となるよう
に２次冷却を行う。

【００３４】本発明によれば、曲げ部、矯正部における
鋳片表面温度が少なくとも850 ℃以上に制御するもので
あるが、曲げ部、矯正部における鋳片表面温度の上限に
は伝熱上の制約がある。したがって、本発明の好適態様
にあってそれぞれの上限温度は曲げ部で1300℃、矯正部
では1200℃である。

【００３５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の態様をその
作用とともに説明する。本発明は、普通鋼ばかりでな
く、近年、増加しつつある表面割れ感受性の高い、Nb、
Ｖ、Ni、Cuなど種々の合金元素を含有した低合金鋼の連
続鋳造を対象としており、本発明により鋳片の横ヒビ割
れ、横割れを防止する機構は次の通りである。

【００３６】図４は本発明にかかる連続鋳造鋳片の冷却
パターン、つまり鋳片表面の熱履歴を従来法の冷却パタ
ーンと比較して示すグラフである。ここで、冷却曲線Ａ
は本発明、同Ｂは鋳型直下で強冷却せずに徐々に鋳片表
面温度を低下させて、曲げ部、矯正部の温度を脆化温度
域の高温側に回避させる冷却パターン、冷却曲線Ｃは本
発明と同様に鋳型直下で強冷却を行い、その後、復熱さ
せる冷却パターンであるが２次冷却がシェル厚15mm以上
のところより開始されている場合、冷却曲線Ｄは鋳型直
下で強冷却を行い、曲げ部、矯正部で鋳片表面温度を脆
化温度域の低温側に回避する冷却パターン、冷却曲線Ｅ
は同Ｄよりもさらに強冷却を行い、表面組織をベイナイ
ト変態させる冷却パターンである。

【００３７】本発明によれば、図４の冷却曲線Ａで示す
ように、２次冷却開始位置がシェル厚10〜15mmの位置よ
り開始されており、また、２分以内に600 ℃以上Ar₃ 点
未満まで冷却される。これにより、鋳片表層組織は割れ
感受性の低いγ粒界の不明瞭なフェライトパーライト組
織となる。この鋳型直下の強冷却は早期に開始され、早
期に終了するので、鋳片は十分な復熱能を有し、曲げ
部、矯正部における脆化域高温側回避(850℃以上) が可
能となる。これにより、鋳型表層組織の割れ感受性低減
と、曲げ部、矯正部における脆化域高温側回避の両立が
達成され、鋳片表面割れはほとんど皆無とすることが可
能である。

【００３８】図４の冷却曲線Ｂ〜Ｅの各冷却パターンは
以下の欠点があり、本発明の優位性は明白である。冷却
曲線Ｂは曲げ部、矯正部において脆化温度域より高温側
回避はされているものの、鋳片表層組織が割れ感受性の
高いγ粒界の明瞭な組織となってしまい、表面割れは減
少しない。

【００３９】冷却曲線Ｃは鋳型直下の強冷却により鋳片
表層組織はγ粒界の不明瞭な組織となるが、２次冷却の
開始時期が遅く、曲げ部、矯正部において脆化温度域か
らの回避がなされず、表面割れは減少しない。

【００４０】冷却曲線Ｄは鋳型直下の強冷却により鋳片
表面組織はγ粒界の不明瞭な組織となり曲げ部、矯正部
において脆化温度域より低温側への回避がなされている
が、前記のように低合金鋼では脆化温度域が低温側に移
行する場合が多く、必ずしも得策ではない。冷却曲線Ｅ
は極度の強冷却により温度ムラが発生しやすく、熱応力
による割れが発生する。

【００４１】本発明は、低合金鋼、特にNi、Ｖ、Cu、Nb
から成る群から選ばれた少なくとも１種の合金元素合計
量が2.0 ％以下の低合金鋼の連続鋳造に適用する場合、
より効果的に表面割れ防止が図られ、その優れた効果が
発揮される。

【００４２】

【実施例】本例では、垂直曲げ型および湾曲型の連続鋳
造機を使用して、スラブ形状の鋳片の連続鋳造を行っ
た。表１に連続鋳造機仕様および鋳造条件を示す。

【００４３】２次冷却条件を種々変更させて鋳片表面の
温度履歴、表面組織、表面割れとの相関を調査した。温
度履歴は表面割れ発生頻度の高いコーナ部より100 mm位
置に鋳型直下から噛み込み式熱電対により測定した。

【００４４】表２に鋳造鋼種の化学成分を示す。温度履
歴、表層組織、表面割れ発生状況の相関の評価をわかり
やすくするため、鋳造鋼種には割れ発生頻度の高い鋼種
を選定した。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】表３に本発明の実施例の熱履歴、鋳片表層
組織、表面割れ発生状況をまとめ、表４に比較例および
従来例の熱履歴、鋳片表層組織、表面割れ発生状況をま
とめた。

【００４８】比較例１〜２、20〜21はそれぞれ垂直曲げ
型 (以下、ＶＢ型) および湾曲型 （以下、Ｓ型） 連
鋳機において、２次冷却開始シェル厚が本発明で規定す
る範囲のそれより小さかった例である。この場合、凝固
シェル強度が不十分であったため、鋳型出口でブレーク
アウトが発生してしまった。

【００４９】比較例３〜４、22〜23はそれぞれＶＢ型、
Ｓ型で２次冷却開始シェル厚が本発明で規定する範囲の
それより大きかった例である。この場合、鋳片表層はγ
粒界の不明瞭な割れ感受性が低いとされる組織であった
にも関わらず、２次冷却開始が遅すぎて、鋳片の復熱能
が確保できず、いずれの例でも鋳片コーナ部において矯
正部で脆化温度域を高温側に回避できなかった。その結
果、鋳片天側に深さ５mm程度のコーナ部割れが発生する
結果となってしまった。

【００５０】比較例５〜７はＶＢ型で鋳型直下での強冷
却時間が短かすぎて本発明で規定するAr₃ 点以下への範
囲に鋳片表面温度を低下させることができなかった例で
ある。この場合、鋳片表面温度を一旦、Ar₃ 点以下まで
冷却する水量が確保できず、表層にγ粒界の明瞭な割れ
感受性の高い組織が生成した。その結果、鋳片天地両面
のコーナ部より100 mm位置以内 (以下コーナ部近傍) に
深さ２〜３mmと軽微ではあるが横ヒビ割れが発生した。
このコーナー近傍の横ヒビ割れ発生位置は短辺面と長辺
面の冷却の違いにより、鋳片表面にへこみが生じる位置
に相当しており、脆化温度域を高温側に回避しても割れ
は防止できなかった。

【００５１】また、比較例24〜26はＳ型で鋳型直下での
強冷却時間が短かすぎて鋳片表面温度を本発明で規定す
る範囲にまで低下させることができなかった例である。
この場合も、割れ感受性の高い組織が原因でコーナ部近
傍に深さ３mm程度の軽減な横ヒビ割れが発生した。

【００５２】比較例８〜10はＶＢ型において鋳型直下の
強冷却時間は本発明で規定する範囲内のそれであるが冷
却不足により、鋳型直下強冷後のミニマム温度がAr₃ 点
以下にならなかった例である。この場合、比較例５〜７
と同様の機構で鋳片天地両面のコーナ部近傍に軽微な横
ヒビ割れが発生した。

【００５３】比較例27〜29はＳ型において鋳型直下での
強冷却時間は本発明で規定する範囲内のそれであるが冷
却不足により、鋳型直下強冷後のミニマム温度がAr₃ 点
以下にならなかった例である。この場合、比較例24〜26
と同様の機構で鋳片天側のコーナ部近傍に軽微な横ヒビ
割れが発生した。

【００５４】比較例11〜13、30〜32はそれぞれ、ＶＢ
型、Ｓ型において鋳型直下強冷後のミニマム温度が600
℃より低温になった例である。いずれの場合も、ＶＢ
型、Ｓ型を問わず表層にはベイナイト組織が生成し、熱
応力起因と考えられる深さ20mm程度の横ヒビ割れが天地
全面に発生した。

【００５５】比較例14〜16はＶＢ型において鋳型直下の
ミニマム温度Ｔm は適正範囲であるが、復熱時の水量選
択が不適正なために曲げ部温度Ｔb が850 ℃以下となっ
た例である。この場合、表層ではγ粒界の不明瞭な組織
が生成したが、曲げ部で脆化温度域を回避できず、鋳片
地側ほぼ全面に深さ10mm程度の横ヒビ割れが発生した。

【００５６】比較例17〜19、33〜35はそれぞれ、ＶＢ
型、Ｓ型において鋳片復熱時の水量選択が不適正なため
に矯正部温度Ｔu が850 ℃以下となった例である。この
場合、表層ではγ粒界の不明瞭な組織が生成したが、矯
正部で脆化温度域を回避できず、鋳片天側ほぼ全面に深
さ10mm程度の横ヒビ割れが発生した。

【００５７】従来例１はＶＢ型において鋳型直下で強冷
することなしに、曲げ部、矯正部で脆化温度域を高温側
(850℃以上) に回避した例である。この場合、脆化温度
域を高温側に回避したにも関わらず、鋳片表層がγ粒界
の明瞭な割れ感受性の高い組織になっていたため、天側
のコーナ部近傍に深さ５mm程度の横ヒビ割れが散見され
た。

【００５８】従来例２はＳ型において鋳型直下で強冷却
した後に、曲げ部、矯正部で低温側に脆化温度域を回避
しようとしたものである (特公昭58−3790号公報開示の
方法の再現試験) 。しかし、鋳片天地全面に深さ30mm程
度の横ヒビ割れが頻発した。これより、表２の鋼種の脆
化温度域がかなり低温側に広がっていることが推定され
た。

【００５９】なお、特開昭58−224054号公報、同58−22
4055号公報に相当する冷却条件は比較例３、４、15、1
8、22、23、34に相当するが、いずれも前述のように本
発明範囲より少なくとも一つ範囲外の条件が存在してし
まったため、表面割れが発生した。

【００６０】これに対し、本発明の実施例１〜36では垂
直曲げ型、湾曲型のいずれの連鋳機を問わず、２次冷却
開始シェル厚、鋳型直下の強冷却時間、鋳型直下の強冷
却時のミニマム温度、曲げ部温度、矯正部温度が適正で
あったため、鋳片表層組織の割れ感受性低減と、曲げ
部、矯正部における脆化温度域の高温側回避とが両立さ
れ、表面割れのない良好な品質の鋳片を得ることができ
た。

【００６１】

【表３】

【００６２】

【表４】

【００６３】

【発明の効果】本発明により、スラブ表層組織の割れ感
受性低減 (γ粒界の不明瞭な組織) と、垂直曲げ型連鋳
機の曲げ部、矯正部、および湾曲型連鋳機の矯正部にお
ける脆化温度域の高温側回避との両立が可能となり、連
続鋳造鋳片の表面割れが効果的に解消された。その結
果、鋳片のノースカーフ化、表面無手入れ、連鋳鋳
片の直行率向上が達成され、製造コストの削減に大きく
寄与することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ni含有鋼の高温延性をその鋼組成とともに示す
グラフである。

【図２】鋳片表層組織の概念図であり、図２(a) は旧オ
ーステナイト粒界が表層部より明瞭な割れ感受性の高い
組織を、同(b) は旧オーステナイト粒界が表層部より不
明瞭な割れ感受性の低い組織をそれぞれ示す模式図であ
る。

【図３】冷却条件 (鋳型を鋳片が出てから２次冷却を行
った時間、鋳片表面部が２次冷却により低下した温度Ｔ
c)と鋳片表層組織の関係をラボスケールの実験により求
めたグラフである。

【図４】本発明にかかる鋳片の冷却パターンと従来法の
鋳片の冷却パターンを比較したグラフである。

【図５】鋳型直下での強冷却により冷却される温度Ｔm
、曲げ部温度Ｔb と鋳片表層組織、鋳片地側に発生す
る表面割れの関係図である。

【図６】Ｔm 、矯正部温度Ｔu と鋳片表層組織、鋳片天
側に発生する表面割れの関係図である。

【図７】２次冷却を開始する凝固シェル厚と曲げ部にお
ける鋳片表面温度Ｔb の関係を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直曲げ型連続鋳造機にて、鋼の鋳片を
   製造するに際し、下記〜の条件で鋳片の冷却を行う
   ことを特徴とする連続鋳造方法。 凝固シェル厚が10mm以上15mm以下のところで鋳型によ
   る１次冷却を終了し、２次冷却を開始する。 鋳片全面の表面温度を鋳型を出てから多くとも２分以
   内の間に一旦600 ℃以上Ar₃ 点以下の範囲まで低下させ
   る。 曲げ部における鋳片表面温度、矯正部における鋳片表
   面温度の両者が850 ℃以上となるように２次冷却を行
   う。
2. 【請求項２】 湾曲型連続鋳造機にて、鋼の鋳片を製造
   するに際し、下記〜の条件で鋳片の冷却を行うこと
   を特徴とする連続鋳造方法。 凝固シェル厚が10mm以上15mm以下のところで鋳型によ
   る１次冷却を終了し、２次冷却を開始する。 鋳片全面の表面温度を鋳型を出てから多くとも２分以
   内の間に一旦600 ℃以上Ar₃ 点以下の範囲まで低下させ
   る。 矯正部における鋳片表面温度が850 ℃以上となるよう
   に２次冷却を行う。