JPH09285856A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳片中心部の偏析やセンタ−ポロシティを可
及的に減少させ、特にスポット状の偏析を防止すること
のできる連続鋳造方法を提供する。 【解決手段】 鋳片引抜工程における終盤過程で鋳片に
対して圧下を加える方法において、鋳片の中心固相率が
０．２の時点以降から圧下を開始することとし、中心固
相率が０．８〜０．９の時点までは、その区間における
全凝固収縮量を保証する様に圧下し、中心固相率が０．
８〜０．９の時点以降は、０．０８％／ｍ以上で、１．
５０％／ｍ未満の圧下勾配で連続的に圧下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は連続鋳造鋳片中の偏
析を可及的に減少させることのできる連続鋳造方法に関
し、特にＣ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓなどの合金元素が鋳片
の厚み方向中心部に偏析することを防止して均質な鋼を
製造することのできる連続鋳造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造方法においては、鋳片中心部に
生じる偏析やセンターポロシティを如何に軽減するかと
いうことが重要課題の一つとなっている。このうち偏析
防止に関しては、電磁撹拌技術の適用や低温鋳造の実
施、或は不均質核生成促進物質の添加等に代表される、
等軸晶の多量生成による偏析分散技術が実用化され、更
には溶鋼内不純元素（特にＰ，Ｓ等）濃度の低減を図る
為の高清浄化技術の導入、あるいは更に稠密ロールの採
用によるバルジング防止技術の導入等が実施され、それ
ぞれ相当の成果を挙げている。

【０００３】しかし凝固末期に注目すると、凝固末期の
凝固収縮に伴う溶鋼流動によって惹起される偏析、或は
該凝固収縮の直接的結果であるセンターポロシティの形
成については、十分な解決策が確立されていないという
のが実情である。

【０００４】そこで近年の連続鋳造技術においては、鋳
片引抜工程における終盤過程に複数の圧下用ロールを設
け、中心部に未凝固部が残されている凝固末期鋳片を低
圧下率で圧下することが提案されている。この様な低圧
下率での圧下を与えると、前記溶鋼流動を抑制して偏析
の防止に寄与することができると共に、凝固収縮に対す
る補償が行なわれてセンターポロシティの生成が防止さ
れ、鋳造欠陥のない連続鋳造製品を提供することが可能
となる。

【０００５】この様な低圧下率での圧下を行う技術とし
ては、特公昭５９−１６８６２号、特公平３−６８５５
号、同３−８８６３号、同３−８８６４号、同４−２０
６９６号、同４−２２６６４号、同５−３０５４８号各
公報に記載のものが知られている。これらの公知技術
は、圧下を行う区間（引抜工程の終盤過程において、鋳
片中心部の未凝固状態を考慮して圧下を開始し、且つ該
圧下を終了するまでの区間の意味、以下同じ）について
幾つかの概念（中心部の固相率の推移を基準とする考え
方）を提示している。しかしこれらの技術を総覧する
と、引抜工程の後半において中心部の固相率が高くなっ
た時点、例えば中心固相率が０．８〜０．９に至った時
点を、未凝固溶鋼が残されていても流動限界に到達した
時点であると認識し、それ以後は圧下を中止するかもし
くは極く僅かの圧下しか行わないという点で共通してい
る。

【０００６】ここで連続鋳造における凝固核の生成及び
その成長を、スラブ連鋳の場合を例に採って説明する
と、まずスラブの四つの表面近傍で多数の結晶核が生
じ、次にこれら各々の結晶核が起点となって、該表面に
対して夫々略直角の方向に（スラブの中心に向けて）結
晶としての成長を開始する。その結果スラブの縦断面を
見ると、個々の結晶がスラブ表面からスラブ中心に向け
て柱状に多数連接して伸びた様な凝固組織（柱状晶組
織）が形成され、原理的には、各柱状結晶の先端（凝固
前面）がスラブ中心の一直線上で対向衝突して停止す
る。しかしながらこの結晶成長状況をミクロに見ると、
現実には、隣接する柱状結晶の成長速度は必ずしも同一
ではなく、従って図１中の（Ａ）に示す様に、その成長
終点近傍（凝固の末期点近傍）の結晶先端を隣接柱状結
晶の先端と結ぶ線はジグザグ状を呈する。この状態で更
に結晶の成長が進んで、成長速度の速い対向結晶の先端
が衝突し始める時点に至ると、図１中の（Ｂ）に示す様
に、未衝突結晶の先端部には、未凝固溶鋼の液相が取残
された液溜まり部分が生じる。そしてこの部分には凝固
の遅れたＰやＳなどの不純元素が濃縮された状態で溶け
込み、このような状態では、未凝固溶鋼の流動が制約さ
れ、この状態で凝固が完了すると、図１中の（Ｃ）に示
す様なスポット状の偏析が形成される。

【０００７】しかしここで更にスラブの圧下を行うと、
上記液溜まり部分が圧下によって潰され、不純元素の濃
縮された未凝固溶鋼の一部が衝突結晶先端部の間隙を縫
う様に凝固前面に沿って２次元的に広がり（これを紙面
に直交する断面で見れば編み目状に広がり）、その状態
で凝固が完了するため、図１中の（Ｄ）に示す様な比較
的太い線が連なった線状偏析、すなわち偏析線が形成さ
れる。

【０００８】このような線状偏析が形成されると、該偏
析部から水素誘起割れを誘発し易くなるので、例えばラ
インパイプ用鋼では上記線状偏析の形成を回避すること
が必要とされている。従って中心部の固相率が高くなっ
て未凝固溶鋼の流動が制約された様な状態での圧下は行
わないとの提案がなされているのである。

【０００９】一方横断面々積の大きいブルーム連続鋳造
においては、鋳型内での電磁攪拌技術や低温鋳造技術の
適用によって、鋳片の軸心部分には鋳片幅の１０％を超
える程の等軸晶帯が生成している。このような鋳片にお
いて、前記スラブ連鋳の場合と同様に中心固相率が高ま
った時点で圧下を中止すると、前記スポット状の偏析が
比較的大きく、例えば３〜５mmにも及ぶほどの大きさに
形成される。これ程に大きいスポット状偏析が形成され
ると、この部分が不純元素濃度の高いところであるため
に、例えばスチールコード用鋼やバネ鋼などの高炭素鋼
素材では、後工程における冷間加工に際して、この偏析
部を起点とする断線事故を生じる危険が高くなる。この
様な問題は、スラブ連鋳においても、前述の如き等軸晶
の多量生成による偏析分散技術を適用した場合には同様
に現れてくる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情を憂慮してなされたものであり、鋳片軸心部に等軸晶
帯を多く形成する様な連続鋳造法、特にブルーム連鋳を
実施する場合において、凝固末期の凝固収縮に伴う溶鋼
流動によって惹起される偏析、或は該凝固収縮の直接的
結果であるセンターポロシティの形成を防止するだけで
なく、凝固末期部に取り残された未凝固液相部に起因す
るスポット状偏析についても、併せてこれを改善し得る
方法を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明は、鋳片軸心部に等軸晶帯を多く形成す
る様な連続鋳造法、特にブルーム連鋳を実施する場合に
おいて、該鋳片中心部の固相率が 0.2となる位置から0.
8〜0.9となる位置に至る領域では、該領域内の全凝固収
縮量を補償する様に、対向ロール間で鋳片を圧下し、そ
れ以降凝固が完了する迄の領域は、該鋳片の引抜方向長
さ（単位：m)当たりの鋳片厚みに対する圧下量の割合
(%：圧下量を鋳片厚みで割って、これに100 を掛けた
値）を示す圧下勾配(%/m）が、0.08%/m 以上で 1.50%/m
以下となる様な割合で連続的に圧下する、好ましくは0.
30%/m 以上で1.50%/m 以下で圧下する様に構成したこと
を要旨とする連続鋳造方法を提供するものである。

【００１２】なお中心部の固相率が 0.2となる位置から
0.8〜0.9となる位置に至る領域における圧下は、該鋳片
の中心固相率の値が下記（１），（２），（３）の夫々
の領域内にある間は、前記圧下勾配(%/m）が夫々下記条
件（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を満足する様な圧下とするこ
とが望ましい。0.2 ≦中心固相率≦0.35〜0.45の領域
（１）においては、 圧下勾配(%/m)= 0.70 〜0.90 （Ａ） 0.35〜0.45≦中心固相率≦0.65〜0.75の領域（２）にお
いては、 圧下勾配(%/m)=0.30〜0.48 （Ｂ） 0.65〜0.75≦中心固相率≦0.8〜0.9の領域（３）におい
ては、 圧下勾配(%/m)=0.08〜0.16 （Ｃ） 即ち、凝固の成長に伴う中心固相率の増大に対応して少
なくとも３つの領域に分け、それに応じて圧下勾配を
（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）と、小さくなる方向に変化させ
て連続鋳造を行うのである。

【００１３】また領域（１）と領域（２）が交錯する中
心固相率＝0.35〜0.45の領域（１−２）においては、 圧下勾配(%/m)= 0.30 〜 0.90 （Ａ−Ｂ） を満足すると共に、領域（１）で選ばれた圧下勾配と同
一か又はより小さく、領域（２）で選ばれる圧下勾配と
同一か又はより大きい圧下勾配で圧下し、及び／或は領
域（２）と領域（３）が交錯する中心固相率＝0.65〜0.
75の領域（２−３）においては、 圧下勾配(%/m)= 0.08 〜 0.48 （Ｂ−Ｃ） を満足すると共に、領域（２）で選ばれた圧下勾配と同
一か又はより小さく、領域（３）で選ばれる圧下勾配と
同一か又はより大きくなる様な圧下勾配で圧下するする
ことも本発明に含まれる。この場合は、圧下勾配を３〜
５つの任意の領域に分け、それに応じて圧下勾配を
（Ａ）→（Ａ−Ｂ）→（Ｂ）→（Ｂ−Ｃ）→（Ｃ）と、
任意に小さくなる方向に変化させて連続鋳造を行うので
ある。

【００１４】本発明の圧下を実施する場合における装置
条件は一切制限されないが、中心固相率が0.35〜0.45と
なった時点以降の領域での圧下に際しては、圧下作用を
発揮する実効長さが鋳片幅の0.2 〜0.8 倍である圧下ロ
ールを、該鋳片の上下両方から、又はいずれか一方から
作用させて行うことが望まれる。なお本発明がその効果
を最も顕著に発揮するのは、高炭素鋼を対象とするブル
ーム連鋳の場合であるが、本発明の技術的範囲がこれに
よって格別の制限を受ける訳ではない。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明では、鋳片の圧下を行う区
間を、大きく二つに分ける。最初の区間は、該鋳片中心
部の固相率が 0.2となる位置から0.8〜0.9となる位置に
至る領域での圧下であり、この区間では、該領域内での
全凝固収縮量を補償する様に鋳片を圧下する。次の区間
は、該最初の区間に引き続いて、凝固が完了する迄の領
域における圧下であり、この区間では、該鋳片の引抜方
向長さ（単位：m)当たりの鋳片厚みに対する圧下量の割
合(%) を示す圧下勾配(%/m）が、0.08%/m 以上で 1.50%
/m以下、好ましくは0.30%/m 以上で1.50%/m 以下となる
様な割合で連続的に圧下する。

【００１６】ここで中心部の固相率とは、下記文献に記
載された方法に準じて求められるミクロ偏析解析を考慮
した固相率−温度の関係を用いて、有限要素法、差分法
等に基づくコンピューター・シミュレーションによる非
定常伝熱凝固解析を行うことによって求められる。 鉄と鋼 第78年(1992)第 2号 275〜281

【００１７】本発明においては、こうして求められる中
心固相率が０．２の位置［換言すれば鋳片中心部におい
て固相率が０．２の値を示す位置、若しくは必要であれ
ば、それより若干上流側（鋳型側）の位置］から最初の
区間が開始され、且つ圧下を開始する。この最初の区間
における圧下は、該領域内の全凝固収縮量を補償する様
に行われる。この条件が守られる限り圧下の為の条件は
特に限定されないが、鋳片の引抜過程下流側においては
中心固相率が次第に増大していくので、好ましくは、中
心固相率の段階的増大に対応して段階的に減少する様に
選択される最適の圧下勾配を選択しながら圧下を継続
し、中心固相率が０．８〜０．９に至るまでを本発明の
最初の区間として圧下を行う。該最初の区間における好
ましい圧下条件については追って更に説明する。次に中
心固相率が０．８〜０．９（より厳密に規定したときは
０．８０〜０．９０）以降における圧下、すなわちスポ
ット状偏析を改善するための圧下条件について説明す
る。

【００１８】図２は、一般的なブルーム連鋳における凝
固末期の結晶生成状況を模式的に示す図であり、等軸晶
と呼ばれる粒状の結晶が多数形成され、それらの間に不
純元素の濃化された未凝固液相が残された状況を呈して
いる。この状態で、本発明の規定圧下条件下で圧下を加
えると、濃化溶鋼が等軸晶の粒間を突き破って該粒間に
滲み出す様に３次元的に広く分散される。この点図１に
示した様な柱状晶凝固では、未凝固液相が残された状態
での圧下による分散は、前述のごとき２次元的なもので
あったから、本発明が注目する偏析の分散度合いは比較
的わずかであったが、それに比べると、３次元的分散を
生じる等軸晶凝固の場合における分散効果は、著しく大
きくなるのである。また等軸晶凝固の場合は３次元的に
滲み出した濃化溶鋼が等軸晶粒間に元々存在していたミ
クロ偏析と混合して互いに区別のつかないものとなり、
柱状晶凝固の場合に形成された様な明瞭な偏析線を生じ
ることは殆どないのである。したがってブルーム連鋳の
様な等軸晶凝固を多く生じる連続鋳造の場合は、中心固
相率が０．８〜０．９を超える様な状態になってから
も、引き続き圧下を加えることが好ましいのである。

【００１９】次に中心固相率が０．８〜０．９を超えて
からの圧下の程度について種々検討した所、前記圧下勾
配の概念にしたがって制御することが好ましいことを見
出した。好ましい圧下勾配の範囲は、0.08%/m 以上 1.5
0%/m以下であり、0.08%/m より少ない時は、未凝固液相
部分にわずかな変形が加えられる程度に過ぎず、当該未
凝固液相が等軸晶の粒間を突き破って分散していくには
不十分である。一方上限については、濃化溶鋼の分散効
果という点では全く無制限であるけれども、この効果は
1.50%/m 辺りで飽和に達する。むしろこの値より大きく
なると、鋳片に不必要な変形をもたらす恐れが出てくる
ので、 1.50%/mを上限の目安とすることが好ましい。尚
更に好ましい圧下勾配は0.30〜1.50%/m である。

【００２０】次に中心固相率が０．２の位置［換言すれ
ば鋳片中心部において固相率が０．２の値を示す位置、
若しくは必要であれば、それより若干上流側（鋳型側）
の位置］から開始される最初の区間における圧下条件に
ついて説明する。この区間における圧下は、前述の様に
該区間内の全凝固収縮量を補償する様に行われるが、好
ましくは、鋳片の引抜過程下流側へ行くに従って中心固
相率が次第に増大していくのに対応して、前記（Ａ）〜
（Ｃ）のごとく段階的に減少する様に選択される最適の
圧下勾配を選択しながら圧下を継続することが推奨され
る。このような推奨条件を守れば、Ｖ偏析の防止、更に
は内部割れや偏析の悪化をもたらす逆Ｖ偏析を防止して
偏析のない鋳片を製造することができる。なおもし中心
固相率が０．２に至る迄の初期段階から圧下を開始する
場合は、前記（Ａ）式で示した圧下勾配条件に従うこと
が勧められる。

【００２１】圧下の開始が中心固相率０．２（より厳密
に規定したいときは０．２０）に至った時点よりも遅れ
ることになると、その０．２を過ぎた時点では既に凝固
収縮が始まって溶鋼流動が惹起されているので、それに
よる偏析を生じる危険が高まる。ただし鋼種によって
は、圧下開始の時点を中心固相率：０．２５の位置まで
遅らせることが許される場合もある。一方中心固相率が
０．８〜０．９となる位置以前で圧下を中止すると、凝
固収縮による溶鋼流動を生じ得る余地を残した状態で圧
下を解除したことになるので、Ｖ偏析の形成は回避でき
ないことがある。また凝固収縮に対する補償が行なわれ
ないこととなるので、大きなセンターポロシティが形成
される危険が高くなる。

【００２２】先に述べた様に、圧下の継続中も鋳片温度
は徐々に降下し中心固相率が増大していく。そこで本発
明は中心固相率の増大に対応して圧下の度合いを小さく
なる方向に変化させることが好ましいとしているが、こ
の圧下度合いを示すものとして以下に記す圧下勾配なる
概念を用いる。

【００２３】圧下勾配とは、鋳片の引抜方向長さ（単
位：ｍ）当たり、鋳片厚み方向に対してどの程度の圧下
率（％）で圧下を行うかを数値化して示すものであり、
%/m の単位で与えられる。

【００２４】Ｖ偏析の発生は、鋳片の凝固末期過程で溶
鋼が凝固する時の体積収縮により、濃化溶鋼が中心部に
向って流動吸収されることに起因する。従って溶鋼の流
動を完全に止めるためには、凝固に伴う体積収縮に見合
う分だけ鋳片内溶鋼体積を減じることが必要であり、そ
のために凝固鋳片の圧下が行われるのである。しかるに
凝固時の体積収縮量は、凝固の進行に伴って、すなわち
中心固相率の増加に伴って減少することから、本発明者
らは適正圧下勾配も中心固相率の増加に伴って小さくす
るのが好ましいこと、即ち上記（１）〜（３）の領域に
応じて、（Ａ）〜（Ｃ）に示す適正圧下勾配が存在する
ことを見出すに至ったのであり、この様な適正範囲を定
めた理由は下記の通りである。

【００２５】（１） 0.2≦中心固相率≦0.35〜0.45の領
域：この領域では凝固が未だ十分進んでおらず、鋳片内
部の溶鋼は高い流動性を示す。従ってこの様な状態で圧
下勾配が不十分、具体的には、０．７０%/m 未満である
と、押し込み不足によってＶ偏析が残存することが多
い。しかし圧下勾配が０．９０%/m を超えると、凝固界
面近傍に過大な押し込みが与えられることとなり、逆Ｖ
偏析が発生する以前に内部割れが生じる危険がある。な
お中心固相率０．２の位置以前で圧下を加えることにつ
いては、圧下による作用効果上の顕著な意義は少ない
が、圧下の開始が０．２の位置以降になると、圧下の開
始が遅れたことによる前記不都合を招くので、本発明の
効果を確実に得るという観点及び操業の安定性という観
点からは、中心固相率０．２に至る以前の至近位置から
圧下を開始することが推奨される。従って本発明では、
中心固相率０．２以前から圧下を行うことを排除するも
のではない。

【００２６】（２） 0.35 〜0.45≦中心固相率≦0.65〜
0.75の領域：この領域では（１）の領域よりも凝固が進
んで凝固殻がかなり大きく成長することにより、未凝固
部の体積が減少し、これに伴って凝固収縮量も減少す
る。従って押し込み不足を生じない圧下勾配の下限は
（１）の領域で定めた値よりも下方へシフトし、Ｖ偏析
を生じ難い下限は０．３０%/m である。一方過大押し込
みによる溶鋼逆流に伴う逆Ｖ偏析の危険を防止するため
の上限も（１）の領域で定めた値より下方へシフトし
０．４８%/m と定めた。

【００２７】（３）0.65〜0.75≦中心固相率≦0.8〜0.9
の領域：この領域では更に凝固が進んで凝固殻も大きく
成長している。従って押し込み不足によるＶ偏析を生じ
ない圧下勾配の下限は更に下って０．０８%/m となり、
一方溶鋼逆流による逆Ｖ偏析を生じない上限も０．１６
%/m 迄低下する。

【００２８】なお上記（１）〜（３）の領域分けに際し
て、中心固相率が(0.35 〜0.45 )の近辺、及び(0.65 〜
0.75) の近辺は、鋼の成分組成によって溶鋼流動性が変
ってくることに鑑み、比較的高い柔軟性の下に領域分け
を行うのが妥当である。本発明はこの様な観点から、領
域分けに際しては、上記領域（１）の上限値、領域
（２）の下限値及び上限値、領域（３）の下限値で示し
た様に夫々自由度を与えたが、更に領域（１−２），領
域（２−３）で示される様に、領域自体の区分について
も一層広い自由度を与えることが許容される。要は、そ
の分けられた領域に応じて各領域ごとに圧下勾配を低下
させていくことが本発明の主旨であるから、この趣旨に
反しない条件で、夫々の領域内で、前記（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ），（Ａ−Ｂ），（Ｂ−Ｃ）の各式で示さ
れる範囲の中から最適の圧下勾配を選択すれば良いので
ある。

【００２９】本発明で使用する圧下ロールについては格
別制限されることがなく、汎用のフラットロールや中太
ロールは本発明において使用可能である。しかしより好
ましいのは、本出願人において開発した後述の短幅ロー
ルである。即ちフラットロールや中太ロールには次に述
べる様な問題がある。

【００３０】まずフラットロールでは、鋳片の両側面か
ら中央方向へ向けて成長した高剛性を示すシェル部分を
含めて全面を圧下することになる為、圧下抵抗が大きく
（特に偏平比の小さいブルーム鋳片の場合に顕著）、中
心の未凝固部断面積の縮小に効いてくる率（圧下効率）
が悪い為、偏析防止の為には大きな圧下量が必要になっ
てロールにかかる負荷が増大し、ロールや軸受けの摩耗
が激しくなるという問題がある。また必要圧下量に対応
する為の設備コストや運転コストも高くなる。一方中太
ロールでは、ロール両端部より大径にされた中央部分の
みが鋳片中央部に対する圧下作用を発揮するため、前記
シェル部分の高剛性による圧下抵抗が少なく、従って圧
下効率が実効的に向上し、比較的小さい圧下量でも偏析
やセンターポロシティの防止効果が高いと評価されてい
る。しかし、鋳片からの熱的影響によるローラの熱反り
を極力少なくして圧下精度を保持しようとすれば、ロー
ル両端側の直径を結構大きくしなければならず、勢い中
央部の直径も大きくなり、従って鋳片引抜方向に隣接し
ている中太ロール同士の間隔（ロールピッチ）も大きく
なり、ロールとロールの間で鋳片内部の溶鋼の静圧によ
り鋳片が膨張する現象（バルジング）が大きくなって、
偏析やセンターポロシティの防止効果が失われるという
問題がある。

【００３１】この様なところから本出願人は、鋳片幅の
０．２〜０．８倍の実効長さを有する圧下ロール（本明
細書では短幅ロールと言う）を開発し、既に特許出願を
行っている（特開平６−２１０４２０号）。

【００３２】図３は本発明における短幅ロールの使用概
念を示す説明図であり、図中１は短幅ロール、２は鋳
片、３は未凝固部、４は軸、５はフラットロールを示
す。図３は鋳片の上側から短幅ロールを作用させ、下側
はフラットロール５で支持した場合を示したが、上下か
ら同一寸法の短幅ロールを作用させても良い。この短幅
ロール１は既に特開平６−２１０４２０号においてその
詳細を説明しているが、要は短幅ロール１の軸方向長さ
Ｗが鋳片２の幅寸法Ｗ’より実質的に短いものであっ
て、特に下記の関係を満足するものが好んで用いられ
る。 ０．２Ｗ’≦ Ｗ ≦ ０．８Ｗ’ （Ｐ） より好ましいのは ０．３Ｗ’≦ Ｗ ≦ ０．７Ｗ’ （Ｑ） の関係を満たすものである。

【００３３】この様な短幅ロールは軸方向長さが短いの
で、殊更大きい径としなくとも十分な剛性を発揮する。
従ってロール径を小さくすることができ、ロールピッチ
の短縮化が図れるから、中太ロールを使用していた従来
技術の欠点であるバルジングを抑えることが可能となっ
た。尚バルジング防止の観点から、ロールピッチは３５
０mm以下とすることが推奨される。

【００３４】また図３から明らかである様に、本発明の
短幅ロールは未凝固部３の存在する鋳片中心部を効率よ
く集中的に圧下できるので、偏析防止やセンターポロシ
ティ防止の為の必要圧下量も少なくて済み、運転コスト
を低減できる。またロール表面やロール軸の摩擦も少な
くなるので設備のメンテナンスコストも低減できる。こ
の様な短幅ロールは前記（１）〜（３）の圧下領域全て
において使用しても良いが、図３に示した如く、未凝固
部が小さくなった鋳片に対する圧下において特に有効な
のが短幅ロールであるから、（１−２）乃至（２）以降
の領域のみに短幅ロールを用いることとし、（１）の領
域には従来のフラットロールや中太ロールを用いること
としても良い。

【００３５】上記（Ｐ）式を満足しない場合、例えばＷ
が０．２Ｗ’より小さくなると、未凝固部３をその全幅
に亘って圧下することができないので、偏析防止等の所
期の効果は不十分となる。一方Ｗが０．８Ｗ’を超える
と、凝固シェルによる圧下抵抗を大きく受けるので、圧
下では偏析防止等を達成することが困難となる。尚短幅
ロールは、前記した様に、鋳片２の上下両方から圧下す
る様な配置や、上または下のいずれか一方のみを本発明
の短幅ロールとし、反対側を前記したフラットロールと
して圧下する様に構成することが好ましいが、鋳片引抜
方向全長に亘って全てを同一配置構成としなければなら
ない訳ではなく、上記配置構成を交互に採用するといっ
た設計変更も可能である。

【００３６】また本発明は中・低炭素鋼から高炭素鋼に
至るまで、また鋳片の断面形状や寸法に関係なく幅広く
適用でき、いずれの場合も、期待通りの効果が得られる
ことが分かったが、特に高炭素鋼のブルーム連鋳におい
て顕著な効果を発揮することができた。

【００３７】

【実施例】

Ｃ濃度：０．７１〜０．８２％の各種鋼種（表１参照）
を用い、鋳片サイズ：３８０×６００（mm）のブルーム
連鋳を実施した（鋳型内電磁攪拌併用）。なお領域
（１）は上下共フラットロールを用い、領域（２），
（３），（４）［領域（４）は中心固相率が０．８５以
上の領域］は、上側を２５０ｍｍ幅の短幅ロールとし、
下側をフラットロールとして圧下を行った。尚隣接圧下
ロール同士の間隔（鋳片引抜方向への間隔）は３２０ｍ
ｍとした。表２は、領域（１）〜（４）の各圧下勾配
［領域（４）については図４の各プロットに示す様に種
々変更］と中心偏析調査結果を示すものである。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】図４は、２００mm長さの鋳片を対象とし、
該鋳片の縦断面を研磨し、表面活性剤を添加した飽和ピ
クリン酸で腐食したものについて、その中心部で測定し
た最大偏析粒径測定結果を示すものである。領域（４）
における圧下勾配が0.08%/m未満では、スポット状偏析
の粒径に改善はなく、その改善効果は0.08%/m を超える
と認められ、0.30%/m 以上で顕著な改善効果が現れる。
しかし1.50%/m を超える辺りから飽和に達していること
が分かる。

【００４１】図５は、代表的な鋳片断面マクロ組織を模
式的に示すものである。（ａ）は一切圧下を行わなかっ
たもの、（ｂ）は領域（１）〜（３）で下記の様な好ま
しい圧下勾配で圧下を加えたが、領域（４）では圧下を
加えなかったもの、（ｃ）は領域（１）〜（４）の全て
で下記の様な好適な好適な圧下勾配で圧下を加えたもの
であり、（ｃ）のマクロ組織が頗る優秀であることが分
かる。 領域（１） ０．７４%/m ［実験（ｂ），（ｃ）共通］ 領域（２） ０．３７%/m ［実験（ｂ），（ｃ）共通］ 領域（３） ０．１２%/m ［実験（ｂ），（ｃ）共通］ 領域（４） ０．５０%/m ［ただし実験（ｂ）では圧下せず］

【００４２】実験（ａ）では、鋳片の各所にＶ偏析を生
じると共に鋳片中心部にも図５の（ａ）で示す様な偏析
が認められ、実験（ｂ）では、鋳片内Ｖ偏析及び逆Ｖ偏
析を認めなかったが、鋳片中心部に図５の（ｂ）で示す
様なスポット状の偏析が認められた。これらに対し、実
験（ｃ）では、鋳片内Ｖ偏析及び逆Ｖ偏析を認めないと
共に、鋳片中心部は図５の（ｃ）で示す様であり、偏析
は極めて軽微なものとなった。

【００４３】

【発明の効果】本発明は上記の様に構成され、中心固相
率０．２〜０．８ないし０．９の領域では、全凝固収縮
量に見合う圧下を行い、また凝固末期における中心固相
率０．８〜０．９以降の領域においても適切な圧下勾配
で圧下を行うこととしたので、Ｖ偏析、逆Ｖ偏析、セン
ターポロシティのみならず、軸心部におけるスポット状
偏析のない鋳片を製造することが可能となった。特に鋳
片引抜き過程での冷却が緩やかに進んで等軸晶化率が高
くなるブルーム連鋳では、従来凝固末期の軸心部に凝固
収縮に伴う等軸晶の移動及び濃化溶鋼の吸い込みによる
顕著なＶ偏析を生じていたが、本発明はその様な偏析の
防止に関しても優れた効果を発揮できることが確認され
た。またバルジングを生じない為、中心偏析が安定的に
解消されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】柱状晶凝固の場合の圧下による偏析形態の変化
を示す説明図。

【図２】等軸晶凝固の場合の圧下による偏析形態の変化
を示す説明図。

【図３】本発明における短幅ロールの使用概念説明図。

【図４】中心固相率０．８５以降での圧下勾配の変化に
よる最大偏析粒径の変化を示すグラフ。

【図５】鋳片中断面中央部のマクロ組織を模式的に示す
説明図。

【符号の説明】

１ 短幅ロール ２ 鋳片 ３ 未凝固部 ５ フラットロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 正樹 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳片軸心部に等軸晶帯を多く形成する様
   な連続鋳造片を、対向するロール間で圧下しつつ引抜く
   連続鋳造方法において、該鋳片中心部の固相率が 0.2と
   なる位置から0.8〜0.9となる位置に至る領域では、該領
   域内での全凝固収縮量を補償する様に鋳片を圧下し、そ
   れ以降凝固が完了する迄の領域は、該鋳片の引抜方向長
   さ（単位：m)当たりの鋳片厚みに対する圧下量の割合
   (%) を示す圧下勾配(%/m）が、0.08%/m 以上で 1.50%/m
   以下となる様な割合で連続的に圧下することを特徴とす
   る連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 中心部の固相率が 0.2となる位置から
   0.9となる位置に至る領域における圧下は、該鋳片の中
   心固相率の値が下記（１），（２），（３）の夫々の領
   域内にある間は、前記圧下勾配(%/m）が夫々下記条件
   （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を満足する様な圧下とする請求
   項１に記載の連続鋳造方法。0.2 ≦中心固相率≦0.35〜
   0.45の領域（１）においては、 圧下勾配(%/m)= 0.70 〜0.90 （Ａ） 0.35〜0.45≦中心固相率≦0.65〜0.75の領域（２）にお
   いては、 圧下勾配(%/m)=0.30〜0.48 （Ｂ） 0.65〜0.75≦中心固相率≦0.8〜0.9の領域（３）におい
   ては、 圧下勾配(%/m)=0.08〜0.16 （Ｃ）
3. 【請求項３】 請求項２に記載の連続鋳造方法におい
   て、領域（１）と領域（２）が交錯する中心固相率＝0.
   35〜0.45の領域（１−２）においては、 圧下勾配(%/m)= 0.30 〜 0.90 （Ａ−Ｂ） を満足すると共に、 領域（１）で選ばれた圧下勾配と同一か又はより小さ
   く、 領域（２）で選ばれる圧下勾配と同一か又はより大きい
   圧下勾配で圧下し、及び／或は領域（２）と領域（３）
   が交錯する中心固相率＝0.65〜0.75の領域（２−３）に
   おいては、 圧下勾配(%/m)= 0.08 〜 0.48 （Ｂ−Ｃ） を満足すると共に、 領域（２）で選ばれた圧下勾配と同一か又はより小さ
   く、 領域（３）で選ばれる圧下勾配と同一か又はより大きい
   圧下勾配で圧下する連続鋳造方法。
4. 【請求項４】 ブルームの連続鋳造に適用される請求項
   １〜３のいずれかに記載の連続鋳造方法。
5. 【請求項５】 中心固相率が0.35〜0.45となった時点以
   降の領域での圧下に際しては、圧下作用を発揮する実効
   長さが鋳片幅の0.2 〜0.8 倍である圧下ロールを、該鋳
   片の上下両方から、又はいずれか一方から作用させて行
   う請求項１〜４のいずれかに記載の連続鋳造方法。
6. 【請求項６】 鋳片中心部の固相率が0.8〜0.9を超える
   領域における圧下は、0.30〜1.50%/m の圧下勾配で行う
   ものである請求項１〜５のいずれかに記載の連続鋳造方
   法。