JPH09277001A - ステンレス鋼鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ステンレス鋼の連続鋳造において、鋳片のオッ
シレーションマーク及びその谷部に発生する偏析帯や微
小割れを低減するとともに、肌荒れや凹み欠陥の発生を
低減する。 【構成】有底型の浸漬ノズル１１から鋳型１３内にステ
ンレス溶鋼を供給するとともに、鋳型１３内にモールド
パウダー１７を供給しながら連続鋳造する。このとき、
モールドパウダー１７は、１３００℃における粘度ηが
２．０ポアズ以上であり、凝固温度Ｔｃ（℃）が１２０
０℃以下で、かつ（１）式を満足するものを使用する。
また、浸漬ノズル１２の吐出孔１２より下方の溶鋼に磁
束密度が０．１〜１．２テスラの磁力を水平方向に付与
する。 Ｔｃ≧１１２５＋２５×（η−１．５）………（１）式

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はステンレス鋼の連続
鋳造において、鋳片のオッシレーションマーク及びその
谷部に発生する偏析帯や微小割れを低減するとともに、
肌荒れや凹み欠陥の発生を低減する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造においては、鋳型の上下方向の
振動(以下、オッシレーションという)に伴って鋳片にオ
ッシレーションマークが発生する。特にオーステナイト
系ステンレス鋼の場合は、このオッシレーションマーク
の谷部にＮｉ，Ｍｎ，Ｓ等が濃化した偏析帯や微小割れ
が発生する。偏析帯や微小割れが発生した鋳片をそのま
ま圧延（無手入れ圧延）すると、圧延製品に光沢ムラ模
様やヘゲ疵等の表面欠陥が発生する。

【０００３】この偏析帯の深さは、オッシレーションマ
ークが深くなる程深くなり、無手入れ圧延した場合でも
問題とならない深さとするためには、オッシレーション
マークの深さを２００μm以下に軽減することが必要で
ある。

【０００４】従来、オッシレーションマークの深さを軽
減する方法として、例えば特公昭６２−３５８５４号公
報には、１ポアズ前後の低粘度のモールドパウダー（以
下、パウダーと略称する）を使用し、かつオッシレーシ
ョンを短ストローク化および高サイクル化する方法が開
示されている。

【０００５】この方法に従い低粘度のパウダーを使用し
た場合は、鋳型と凝固シェルの間に多量のパウダーが流
入するために、鋳型と凝固シェルとの摩擦力が低減す
る。その結果、摩擦力によって生じる鋳片表面の肌荒れ
や凝固シェルの破断及び凝固シェルの破断によって生じ
るブレークアウトの発生を防止することができる。

【０００６】しかしその反面、多量のパウダー流入に伴
う伝熱抵抗の増大によって凝固シェルから鋳型への抜熱
が阻害され、シェルの凝固が十分に進行しない。その結
果、凝固シェルは強度が不十分となってオッシレーショ
ンにより変形し、鋳片表面には凹み欠陥や深いオッシレ
ーションマークが発生する。

【０００７】その対策として、特開平２−３０３５７号
公報には、パウダーとして粘度が高く、かつ凝固温度Ｔ
ｃを粘度ηとの関係において、 −１３２η＋１３６２≦Ｔｃ≦−２５η＋１１６８ としたパウダーを用いることによって、パウダーの流入
量を抑制する方法が開示されている。

【０００８】しかし、この方法によるパウダーは高粘度
であるため、流入量が不均一となり、流入量が多過ぎた
箇所では、凝固シェルの強度が不十分となって鋳片表面
に深いオッシレッションマークや凹み欠陥が発生する。
一方、パウダーの流入量が不足した箇所では、鋳型と凝
固シェルとの摩擦力の増大によって鋳片表面に肌荒れや
ブレークアウトが発生する。

【０００９】一方、特開平４−３１９０５６号公報に
は、鋳型内溶鋼のメニスカス部から鋳造方向に少なくと
も１０mmの範囲に磁束密度１０００ガウス以上（０．１
テスラ）の交流磁場を形成して鋳型中心軸に向かう電磁
気圧を溶鋼プールに作用させるとともに、１３００℃に
おける粘度が０．５〜２．０ポアズ、融点９００〜１２
００℃のパウダーを使用することにより、表面性状が優
れた鋳片を高速で製造する方法が開示されている。

【００１０】この方法によれば、鋳片を高速（２ｍ／mi
n）で能率よく製造でき、また鋳片のオッシレーション
マークや肌荒れ及び凹み欠陥は前記方法と比べて少なく
なるが、変動が大きいため品質良好な鋳片を安定して製
造できなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はステンレス鋼
の連続鋳造において、鋳片のオッシレーションマーク及
びその谷部に発生する偏析帯や微小割れを低減するとと
もに、肌荒れや凹み欠陥を低減することにより、無手入
れまたは軽微な手入れで圧延が可能な鋳片を安定して製
造することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、パウダーとし
て高粘度で、かつ高凝固温度のものを使用することによ
りオッシレーションマークや凹み欠陥の低減を図るとと
もに、前記パウダーを使用することにより発生する肌荒
れ及び肌荒れがひどい場合に発生する縦割れやブレーク
アウトは、鋳造中の溶鋼に磁力を付与することにより低
減を図るものである。

【００１３】即ち、本発明によるステンレス鋼鋳片の連
続鋳造方法は、有底型の浸漬ノズルによりステンレス溶
鋼を鋳型に供給するとともに、該鋳型内にモールドパウ
ダーを供給しながら連続鋳造する方法において、（１）
前記浸漬ノズルの吐出孔より下方の溶鋼に磁束密度が
０．１〜１．２テスラ（Ｔ）の磁力を水平方向に付与す
るとともに、（２）前記モールドパウダーは１３００℃
における粘度ηが２．０ポアズ以上であり、凝固温度Ｔ
ｃ（℃）が１２００℃以下で、かつ下記（１）式を満足
することを特徴とする。

【００１４】 Ｔｃ≧１１２５＋２５×（η−１．５）……（１）式 図１は、図２に示す有底型の浸漬ノズル１１を使用する
とともに、鋳型１３内にパウダー１７を供給しながらＳ
ＵＳ３０４ステンレス溶鋼を連続鋳造した場合の、パウ
ダーの凝固温度Ｔｃ（℃）及び１３００℃における粘度
η（ポアズ）と鋳片の表面性状の関係を示している。な
お、パウダーの粘度ηは、パウダーの温度が１３００℃
のときトルク計により測定した値であり、また凝固温度
Ｔｃは、トルク計により粘度を測定する際に粘度が急激
に立ち上がり始める温度である。

【００１５】図１において、パウダーの凝固温度Ｔｃが
１１２５＋２５×（η−１．５）以上であり、かつパウ
ダーの粘度ηが２．０ポアズ以上であると、パウダーの
多量流入が防止されてオッシレーションマーク深さは無
手入れ圧延が可能な２００μm以下となる。なお、パウ
ダーの凝固温度Ｔｃが１２００℃より高くなると、パウ
ダーは塊状化して不均一に流入し、肌荒れや凹み欠陥が
激しく発生するとともにブレークアウトが発生する場合
がある。

【００１６】従って、オッシレーションマーク深さを２
００μm以下とし、かつ肌荒れや凹み欠陥の激しい発生
を防止するためには、粘度ηが２．０ポアズ以上であ
り、凝固温度Ｔｃ（℃）が１２００℃以下で、かつ下記
（１）式を満足するパウダーを用いることが必要であ
る。

【００１７】 Ｔｃ≧１１２５＋２５×（η−１．５）……（１）式 しかし、本発明で使用するパウダーは高粘度で、かつ高
凝固温度であるため、メニスカス近傍でパウダーの凝固
物であるスラグベアが発達し不均一な流入により、図１
に示すように鋳片に肌荒れや凹み欠陥が発生する場合が
ある。このような問題を解決するために本発明では鋳造
中の溶鋼に磁力を付与する。

【００１８】図３は、本発明を実施するための連続鋳造
装置例を示しており、図において、タンディッシュ１０
の底部には有底型の浸漬ノズル１１が連結されている。
浸漬ノズル１１の左右両側には溶鋼の吐出孔１２，１２
が設けられている。鋳型１３の外壁の相対する２つの面
には、鋳型内の溶鋼１４に水平方向の磁力を付与するた
めの磁極１６，１６（手前側は図示しない）が設けられ
ている。磁極１６の上端位置は、浸漬ノズルの吐出孔１
２の下端よりも下方であるが、吐出孔１２の下端に近い
方が望ましい。

【００１９】本発明においては、タンディッシュ１０内
の溶鋼１４を鋳型１３に供給して連続鋳造する際に、鋳
型１３内にパウダー１７を供給するとともに、磁極１
６，１６により浸漬ノズルの吐出孔１２より下方の溶鋼
１４に水平方向の磁力を付与する。この磁力により、溶
鋼自身が発熱することによってモールド内の溶鋼プール
温度が１０〜５０℃程度上昇する。また、吐出孔１２か
ら下方へ向かう溶鋼流れ１８を制動することにより、吐
出孔１２から吐出した高温の溶鋼を磁極１６とメニスカ
ス部１９の間に封じ込めることにより、磁極１６より上
方の領域における溶鋼温度の低下を抑制し、溶鋼温度を
高温に維持するとともに、水平方向の磁力によって溶鋼
温度を均一化する。

【００２０】また、その結果、パウダー１７は凝固温度
が高くても溶融が促進されて均一に溶融するため、鋳型
１３と凝固シェル１５間に均一に流入する。そのため、
スラグベアの発生が抑制されてパウダーの不均一な流入
による鋳片の肌荒れや凹み欠陥及びブレークアウトを防
止できる。また、メニスカス部１９の溶鋼温度が高温に
維持されるため、凝固シェル１５の生成が湯面下から開
始し易くなる。その結果、オッシレーションによる凝固
シェルの倒れ込みが小さくなってオッシレーションマー
クが浅くなる。さらには、磁極１６より上方の溶鋼温度
は磁力を付与しない場合と比較して１０〜５０℃高くな
るため、高温出鋼のための炉寿命の低下や昇温用金属の
添加などが不要となってコストが低減する。

【００２１】図４は、図１に示した条件を満足するパウ
ダー及び図３に示した連続鋳造装置を使用したＳＵＳ３
０４ステンレス鋼の連続鋳造において、磁極１６により
浸漬ノズルの吐出孔１２より下方の溶鋼に水平方向の磁
力を付与した場合の磁束密度（テスラ）と鋳片の肌荒れ
及び凹み欠陥を総合した表面欠陥発生率の関係を示して
いる。表面欠陥発生率は鋳片を長さ１ｍ毎で区分し、肌
荒れまたは凹み欠陥が発生した区分の割合で示す。

【００２２】同図より磁束密度が０．１テスラ未満で
は、図３に示す吐出孔１２からの溶鋼流１８を磁極１６
の上方に封じ込める効果が小さいため、メニスカス部１
９での溶鋼温度が低下する。その結果、パウダーは溶融
が不十分となってスラグベアが発生し、パウダーが不均
一に流入して鋳片に肌荒れや凹み欠陥が発生する。

【００２３】これに対して磁束密度を０．１テスラ以上
にすると、吐出孔１２からの溶鋼流れ１８を磁極１６の
上方に封じ込める効果が十分に得られるため、メニスカ
ス部１９の溶鋼温度の均一化が促進され、また溶鋼プー
ル中の温度が１０〜５０℃程度上昇する。その結果、パ
ウダーは溶融が促進されてスラグベアの発生が抑制され
るため均一に流入する。その結果、凹み欠陥や肌荒れの
発生しない鋳片が得られる。

【００２４】一方、磁束密度を１．２テスラ超にするこ
とは、溶鋼流れ１８を封じ込める効果が強すぎる結果、
溶鋼流れ１８に偏流を生じ、この部分の鋳型が局所的に
加熱されて損傷し易くなる。したがって、磁束密度は
１．２テスラ以下とすることが必要である。

【００２５】ここで、磁極１６の上端位置が吐出孔１２
の下端より上方であると、吐出孔１２からの溶鋼流れ１
８に乱れが生じて湯面変動が激しくなり、その結果、鋳
片表面に湯じわが発生するなど表面性状が悪化する。し
たがって、磁極１６はその上端が吐出孔１２の下端より
下方に位置するように設置することが必要である。ま
た、磁極１６の幅Ｗは、５０mm未満であると、溶鋼に電
磁力が有効に作用しないため溶鋼流れ１８を封じ込める
効果が不十分であり、４００mm以上とすることは無駄で
ある。

【００２６】なお、浸漬ノズル吐出孔１２の向きは、上
向き、水平向き、下向きの何れでもよい。また角度は、
実施例に限定されるものではなく、角度を調整すること
によりメニスカス部１９の温度制御を行うことも可能で
ある。例えば角度を大きくして吐出孔１２からの上向き
の溶鋼流れを強くすることによって、メニスカス部１９
の溶鋼温度を上昇させることもできる。また、鋳造する
鋳片はスラブ、ブルームあるいはビレットの何れでもよ
い。

【００２７】

【実施例】続いて、図３に示した連続鋳造装置を使用し
てＳＵＳ３０４ステンレス鋼鋳片の連続鋳造を行った実
施例を説明する。

【００２８】タンディッシュ１０は容量１０tonであ
り、浸漬ノズル１１は孔直径８０mm、吐出孔１２の断面
寸法６０mm×３０mmの楕円形であり、吐出孔の上向き角
度は上向き１５°である。鋳型１３のサイズは、鋳片の
幅が１２４５mmで、厚さが１４３mmのスラブ鋳造用であ
り、磁極１６は幅３００mmの磁石である。

【００２９】鋳型１３のオッシレーションは、ストロー
ク：６mm、振動数：１５０cpm、鋳造速度は９００mm／
分とし、表１に示すモールドパウダーを供給しながらス
ラブ鋳片を連続鋳造した。続いて、得られたスラブ鋳片
を表面手入れをすることなく、熱間圧延して厚み４．０
mmの熱延鋼帶を得た後、これに焼鈍および酸洗を施して
熱延製品とした。さらに一部は厚み０．６mmまで冷間圧
延し、冷延製品を得た。表１に鋳造条件及び圧延製品の
表面性状を示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】なお、表１においては、熱延製品の「光沢
ムラ模様」は強、中、弱、なしの４段階で表示し、また
「ヘゲ発生率」は冷延製品を幅１２２０mm×長さ２００
０mmの面に区分し、ヘゲ疵の発生している面の割合で表
示した。ところで、熱延製品の光沢ムラ模様が発生して
いると、これを冷延した後の光沢ムラ模様の箇所にヘゲ
疵が生じる場合がある。従って、健全な冷延製品を得る
ためには、光沢ムラ模様は、無であることが必要であ
る。

【００３２】表１に示すようにNo.１〜７の本発明例で
は、鋳造された鋳片の表面には凹み欠陥、肌荒れ及び縦
割れが無く、かつオッシレーションマークの深さが軽減
されており、熱延製品には光沢むらは全く認められず、
冷延製品にもヘゲ疵は殆ど発生しなかった。

【００３３】これに対して、比較例No.８ではパウダー
の粘度が低めに外れた結果、パウダーの多量流入により
オッシレーションマーク深さは２８０μmとなり、圧延
製品には光沢むらやヘゲ疵が発生した。比較例のNo.９
〜１３では、パウダーの凝固温度が粘度との関係におい
て低めに外れた結果、オッシレーションマーク深さは２
１０μm以上となり、圧延製品には光沢むらやヘゲ疵が
発生した。

【００３４】比較例のNo.１４では、パウダーの凝固温
度が高めに外れ、No.１５では、パウダーの粘度が高め
に外れた結果、パウダーの不均一流入により鋳片表面に
凹み欠陥や肌荒れ及び縦割れが発生し、圧延製品には光
沢むらやヘゲ疵が激しく発生した。比較例のNo.１６〜
１８では、鋳造中の溶鋼に磁力を付与しなかった結果、
湯面近傍の溶鋼温度低下に伴うパウダーの溶融不良によ
り不均一流入が生じ、これに起因した肌荒れや凹み欠陥
が発生し、冷延製品にはヘゲ疵が激しく発生した。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のステンレ
ス鋼鋳片の連続鋳造方法によれば、粘度及び凝固温度を
調整したパウダーを用いるとともに、浸漬ノズル吐出孔
より下方の溶鋼に水平方向の磁力を付与することによっ
て、パウダーは均一に溶融し流入する。その結果、パウ
ダーの不均一流入による鋳片の凹み欠陥や肌荒れの発生
を回避でき、またオッシレーションマークも軽減する。
鋳片が、例えばＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイ
ト系ステンレス鋼ではオッシレーションマークの谷部に
発生する偏析帯が軽減され、偏析帯による熱延製品の光
沢ムラ模様の発生を防止することができる。

【００３６】したがって、オッシレーションマークや偏
析帯および凹み欠陥を除去するための研削手入れをする
ことなく、無手入れ圧延が可能となり、多大な費用や労
力を要していた鋳片手入れ工程を省略することが可能と
なるなど、産業上極めて有効な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】はパウダーの粘度及び凝固温度と鋳片の表面性
状の関係を示す図である。

【図２】は鋳型内溶鋼に磁力を付与しない連続鋳造装置
の概要を示す図である。

【図３】は鋳型内溶鋼に磁力を付与する連続鋳造装置の
概要を示す図である。

【図４】は磁力の磁束密度と鋳片の表面欠陥発生率との
関係を示す図である。

【符号の説明】

１０：タンディッシュ １１：有底型の浸漬ノズル １２：溶鋼の吐出孔 １３：鋳型 １４：ステンレス溶鋼 １５：凝固シェル １６：磁極 １７：モールドパウダー １８：溶鋼流れの方向 １９：メニスカス部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有底型の浸漬ノズルによりステンレス溶鋼
   を鋳型に供給するとともに、該鋳型内にモールドパウダ
   ーを供給しながら連続鋳造する方法において、（１）前
   記浸漬ノズルの吐出孔より下方の溶鋼に、磁束密度が
   ０．１〜１．２テスラの磁力を水平方向に付与するとと
   もに、（２）前記モールドパウダーは、１３００℃にお
   ける粘度ηが２．０ポアズ以上であり、凝固温度Ｔｃ
   （℃）が１２００℃以下で、かつ下記（１）式を満足す
   ることを特徴とするステンレス鋼鋳片の連続鋳造方法。 Ｔｃ≧１１２５＋２５×（η−１．５）……（１）式