JPH11197797A

JPH11197797A - 鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH11197797A
Application number: JP733698A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Ito; 陽一伊藤; Seiji Nabeshima; 誠司鍋島; Koichi Tozawa; 宏一戸澤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】連鋳鋳片の表面割れ発生を完全に防止でき
る鋼の連続鋳造方法を提供する。【解決手段】鋼の連続鋳造方法において、式(1) さら
に必要に応じて式(2) を満足する化学組成を有する鋼
を、好ましくは鋳造開始から曲げ矯正完了までの鋳片表
面温度を800 ℃以上に保持して連続鋳造する。｜Cp−0.10｜≧0.02％
……(1) [%Ti]/[%N] ＞３
……(2) ただし、Cp＝[%C]-0.002[%Si]+0.019[%Mn]-0.179[%P]+
0.123[%Al]-0.019[%Cu]+0.025[%Ni]-0.002[%Cr]-0.035
[%Mo]-0.438[%Nb]-0.058[%V]+0.376[%N]

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
に関し、特に、鋳片に表面割れを発生させない鋼の連続
鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造（連鋳）法は、図１に示す
ように、取鍋１からロングノズル３を介してタンディッ
シュ４内に溶鋼２を注入し、さらに浸漬ノズル５を介し
て鋳型６内に連続的に注入して急冷し、鋳型６内面に凝
固殻10を形成させ、これを、ガイドロール８で支持しな
がら二次冷却水により冷却して未凝固部の凝固を完了さ
せ、鋳片７としてピンチロール９により連続的に引き抜
くというプロセスで実施される。

【０００３】このプロセスにあっては、鋳型６内ならび
に曲げ部ａ、曲げ矯正部ｂ位置において鋳片表面割れが
多発する問題がある。とくに、近年、生産性の向上を目
的に、高温鋳片を無手入れで直に圧延工程に送る直送圧
延プロセスが指向されており、この直送圧延プロセスを
確立するためには、鋳片表面割れの発生防止がさらなる
重要課題となっている。

【０００４】連鋳鋳片の表面割れに関しては、Ｃ範囲が
0.07％〜0.25％に相当する中炭素鋼においてきわめて発
生率が高い。中炭素鋼では凝固殻の不均一成長が起こり
やすく、δ−γ変態に伴う歪と融点近傍での鋼の脆化域
が急増することがその原因であると考えられている。こ
の中炭素鋼における表面割れに対し、設備上は、二次冷
却スプレーの改良による緩冷却化ならびに鋳型振動条
件、モールドパウダ物性の最適化などによりその発生防
止が図られてきた（例えば特公平５−4169号公報、特開
昭62−107848号公報、山地ら：「材料とプロセス」Vol.
6,No1(1993)287）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面割
れ発生に及ぼす化学成分の影響が定量化できていないこ
とや、上記対策は表面割れのうちでもコーナ部に発生す
るカギ割れならびに鋳造方向に垂直向きに発生する横割
れに対しては効果的であるがその他の表面割れに対して
は完全な対策となり得ないことから、直送圧延プロセス
の確立には問題が残っているのが現状である。

【０００６】そこで、本発明は、連鋳鋳片の表面割れ発
生を完全に防止できる鋼の連続鋳造方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼の連続鋳造
方法において、下記の式(1) を満足する化学組成を有す
る鋼を連続鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法
である。記｜Cp−0.10｜≧0.02％ ……(1) ただし、Cp＝[%C]-0.002[%Si]+0.019[%Mn]-0.179[%P]+
0.123[%Al]-0.019[%Cu]+0.025[%Ni]-0.002[%Cr]-0.035
[%Mo]-0.438[%Nb]-0.058[%V]+0.376[%N] また、本発明は、鋼の連続鋳造方法において、下記の式
(1) 、(2) を満足する化学組成を有する鋼を連続鋳造す
ることを特徴とする鋼の連続鋳造方法である。

【０００８】記｜Cp−0.10｜≧0.02％ ……(1) [%Ti]/[%N] ＞３ ……(2) ただし、Cp＝[%C]-0.002[%Si]+0.019[%Mn]-0.179[%P]+
0.123[%Al]-0.019[%Cu]+0.025[%Ni]-0.002[%Cr]-0.035
[%Mo]-0.438[%Nb]-0.058[%V]+0.376[%N] 本発明では、鋳造開始から曲げ矯正完了までの鋳片表面
温度を800 ℃以上に保持するのが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の基礎となった知見につい
て説明する。図１に示した垂直曲げ型連鋳機（湾曲半径
10ｍ）を用いて表１に示す化学組成を有するアルミキル
ド鋼を表２に示す条件で鋳造した鋳片について、縦割れ
発生率をＣ量で整理しても、Mn，Siその他の合金元素の
影響が考慮されていないため、例えば図２に示すよう
に、Ｃ量の広い範囲で縦割れ発生率の分布に特段の起伏
がなく、割れ感受性に関して有効な指標が全く得られな
い。

【００１０】この状態を打破すべく本発明者らは、多数
の鋳片について縦割れ発生率と鋼組成の関係を鋭意解析
し、次式(3) で記述されるCp値が、鋳込み初期の包晶反
応に対するMn，Siその他の合金元素の寄与を取り込んだ
割れ感受性指標として極めて有用であることを見いだし
た。 Cp＝[%C]-0.002[%Si]+0.019[%Mn]-0.179[%P]+0.123[%Al]-0.019[%Cu]+ 0.025[ %Ni]-0.002[%Cr]-0.035[%Mo]-0.438[%Nb]-0.058[%V]+0.376[%N] ……(3) このCp値を用いて縦割れ発生率を整理すると、図３に示
すように、｜Cp−0.10｜＜0.02％の範囲で縦割れ発生率
の分布に鋭いピークが現れる。このように、Cp値を用い
ることにより、成分系についての縦割れ発生危険域を明
確にすることができる。

【００１１】本発明によれば、この縦割れ発生危険域に
該当する鋼種を連続鋳造の対象から確実に除外できるの
で、鋳片の縦割れ発生率を大幅に低減することができ
る。なお、本発明による縦割れ発生防止効果は、Ｃ量0.
07〜0.25％のいわゆる中炭素鋼で特に顕著に発揮され
る。一方、とくにNbとＶを合計で0.005 ％以上含有する
Nb鋼、Ｖ鋼、またはNb−Ｖ鋼に対し、式(1) 成分規定の
みではカギ割れ、横割れの発生を防止することが困難で
ある。これは、これらの割れが鋳型内での凝固殻不均一
成長に起因するのでなく、鋳片の曲げあるいは曲げ矯正
時でのNb窒化物、Ｖ窒化物の粒界析出による粒界脆化に
起因するためである。

【００１２】これに対し、本発明では、さらに式(2) に
よる成分規制、 [%Ti]/[%N] ＞３、を設ける。これによ
り、窒化物の析出温度がNb、Ｖよりも高いTiにＮを捕捉
させてＮとNb、Ｖとの結合を阻止することができ、カギ
割れ、横割れの発生を有効に防止できる。さらに、前記
粒界脆化は800 ℃未満の温度域で特に起こりやすいこと
から、鋳造開始から曲げ矯正までの間は、鋳片表面温度
を800 ℃以上に保持することが好ましい。

【００１３】また、Nb＋Ｖ＜0.005 ％の鋼種であって
も、MnS 、AlN などの析出物を起点とした粒界脆化なら
びに粒界箇所のみのγ→α変態進行を防止する観点か
ら、上記同様に鋳造開始から曲げ矯正までの鋳片表面温
度を800 ℃以上とするのが望ましい。式(1),(2) による
成分規制に加えこの温度規制を行って連続鋳造すること
により、例えば図４に示すように、縦割れ、カギ割れ、
横割れを含むすべての表面割れの発生を完全に防止する
ことができる。

【００１４】なお、例えばある強度レベルに対応する従
来鋼種で式(1) を満たさないものが出てきたような場
合、例えば次式(4) で与えられる炭素当量Ceq の値を変
えずに式(1) を満足する新鋼種を成分設計すればよい。 Ceq＝[%C]+[%Si]/24+[%Mn]/6+[%Ni]/40+[%Cr]/5+[%Mo]/4+[%V]/14 ……(4)

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【実施例】図１に示した垂直曲げ型連鋳機を用いて、表
３に示す組成の鋼を表４に示す条件で連続鋳造し、圧延
工程に直送し熱間圧延しさらに冷間圧延して得られた製
品コイル（各鋼種毎に30本）の表面欠陥を調査し、製品
欠陥発生率（欠陥発生本数／調査本数×100 （％））を
表４に示す。製品欠陥発生率は、本発明を外れる比較例
では40〜50％と高いが、本発明に属する実施例では０〜
13％となり、本発明により直送圧延プロセスを確立でき
ることが明らかである。

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】

【発明の効果】かくして本発明によれば、連続鋳造時の
鋳片表面割れの発生を完全に防止でき、これに起因する
圧延製品段階での表面欠陥の発生を皆無とできるため、
連続鋳造〜圧延プロセスの直行化が可能となり生産性の
著しい向上ならびに省エネルギー化が図れるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】垂直曲げ連鋳機を示す模式図である。

【図２】縦割れ発生率とＣ量の関係を示すグラフであ
る。

【図３】縦割れ発生率とCp値の関係を示すグラフであ
る。

【図４】表面割れ発生実績を式(1) 、(2) の左辺値に対
して示すグラフである。

【符号の説明】

１取鍋２溶鋼３ロングノズル４タンディッシュ５浸漬ノズル６鋳型７鋳片８ガイドロール９ピンチロール 10 凝固殻 11 モールドパウダａ曲げ部ｂ曲げ矯正部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼の連続鋳造方法において、下記の式
(1) を満足する化学組成を有する鋼を連続鋳造すること
を特徴とする鋼の連続鋳造方法。記｜Cp−0.10｜≧0.02％ ……(1) ただし、Cp＝[%C]-0.002[%Si]+0.019[%Mn]-0.179[%P]+
0.123[%Al]-0.019[%Cu]+0.025[%Ni]-0.002[%Cr]-0.035
[%Mo]-0.438[%Nb]-0.058[%V]+0.376[%N]
【請求項２】鋼の連続鋳造方法において、下記の式
(1) 、(2) を満足する化学組成を有する鋼を連続鋳造す
ることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。記｜Cp−0.10｜≧0.02％ ……(1) [%Ti]/[%N] ＞３ ……(2) ただし、Cp＝[%C]-0.002[%Si]+0.019[%Mn]-0.179[%P]+
0.123[%Al]-0.019[%Cu]+0.025[%Ni]-0.002[%Cr]-0.035
[%Mo]-0.438[%Nb]-0.058[%V]+0.376[%N]
【請求項３】鋳造開始から曲げ矯正完了までの鋳片表
面温度を800 ℃以上に保持する請求項１または２に記載
の方法。