JPH1190595A - ブローホールの発生しない極低炭素鋼の製造方法 - Google Patents

ブローホールの発生しない極低炭素鋼の製造方法

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JPH1190595A
JPH1190595A JP25542797A JP25542797A JPH1190595A JP H1190595 A JPH1190595 A JP H1190595A JP 25542797 A JP25542797 A JP 25542797A JP 25542797 A JP25542797 A JP 25542797A JP H1190595 A JPH1190595 A JP H1190595A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ブローホール、または、ふくれ欠
陥の発生しない極低炭素鋼の鋳片を連続鋳造方法で製造
する方法を提供する。 【構成】 湾曲型連続鋳造機を用いて、極低炭素鋼を鋳
造する場合に、鋳型直下で特定の位置に電磁攪拌装置を
設置し、これにより少なくとも湾曲内側の凝固界面に溶
鋼流動を付加して気泡や介在物の捕捉を防止する方法。
本発明を適用することにより、ブローホールの原因とな
る鋳片表層部へのアルゴン気泡の捕捉を回避できるた
め、ブローホールの発生しない鋳片を安定して製造する
ことができ、製品歩留を大幅に向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブローホール、ま
たは、ふくれ欠陥の発生しない極低炭素鋼の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来技術】近年、冷延鋼板や冷延メッキ鋼板における
加工性向上の要求がますます強まっており、この要求に
応えるためにチタンキルドやニオブ・チタンキルドの極
低炭素鋼に対する需要もますます増大している。冷延鋼
板は一般に鋳片を熱間圧延した後、冷間圧延し、その
後、焼鈍工程を経て製造されるが、焼鈍した鋼板には隆
起したブローホール(ふくれ欠陥)の発生が見られるこ
とが多く、これらの欠陥は冷延鋼板製造工程の最終段階
で発見されるため、原価上または工程上の被害が大きな
ものとなっていた。このブローホール欠陥の原因として
は、連鋳パウダーの巻込みや浸漬ノズルの詰まり防止と
して吹きこんでいるアルゴン気泡が考えられる。このブ
ローホール欠陥に対する従来の防止技術としては、鋳造
幅別に鋳造速度を特定した方法(特開平2−70354
号公報)やアルゴンガスにN2 ガスを混合させて吹きこ
む方法(特開昭62−38747号公報)、吹きこみア
ルゴンを事前に加熱する方法(特開平4−17967号
公報)などが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
では必ずしも完全にブローホール欠陥を防止できないば
かりでなく、さらに、それぞれ特有の操業・品質上のマ
イナス面を有している。具体的には、鋳造幅別の鋳造速
度規制では生産性を著しく阻害し、アルゴンガスとN2
ガスとの混合ガス吹きこみでは吹きこみN2 の一部が溶
鋼中に溶解・吸収され、成品の加工性、成形性を著しく
損なうおそれがある。また、吹きこみアルゴンを事前に
加熱する方法では、浸漬ノズルに取り付けた吹きこみ用
配管が赤熱し、浸漬ノズルと吹きこみ管のと間の部分で
急激な温度変化による嵌合部の変形とシール不良を誘発
する危険性を有していた。本発明はこれらの問題に鑑
み、操業や成品品質上の阻害要因を解消し、成品段階で
ブローホール欠陥を完全に発生させない極低炭素鋼の鋳
造方法を提示することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者はかかる問題を
解決すべく、湾曲型連続鋳造機により種々の鋳造条件で
極低炭素鋼を鋳造し、その時の鋳片内の気泡分布状況と
成品でのブローホールの発生状況を比較検討した。その
結果、極低炭素鋼の鋳片内で表層から30mm以内に存
在するアルゴン気泡のみが圧延後の成品でブローホール
になることを知得した。換言すると、鋳片表面から30
mm超の深い位置に捕捉されているアルゴン気泡は、ブ
ローホールとならないことを見いだした。本発明は、か
かる知見に基づき、発明したものであり、ブローホール
欠陥を完全に発生させない鋳片を製造するためには、鋳
片表層から30mm以内の部分にアルゴン気泡を凝固界
面に捕捉させないことである。鋳片表層から30mm超
の鋳片中心側にアルゴン気泡が存在するかどうかは、特
に限定する必要はない。具体的な方法として、湾曲型連
続鋳造機を用いて、極低炭素鋼を鋳造する際に、鋳型直
下の少なくても湾曲内側に電磁撹拌装置を設置し、該電
磁撹拌装置により下記の条件を満足する部位の少なくて
も湾曲内側の凝固界面に溶鋼流動を付加することによ
り、ブローホールの発生しない極低炭素鋼の製造方法で
ある。
【数2】Zm ≦Z≦Vc・900/(k2) ここで、Z :メニスカスから電磁撹拌位置までの距離
(m) Vc:鋳造速度(m/分) Zm:鋳型の有効長さ:メニスカスから鋳型下端までの
距離(m) k :凝固定数(mm/分0.5)
【0005】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を比較例を
挙げて説明する。図1は、本発明の実施例を示す説明図
であり、図2は、比較例を示す説明図である。一般に、
極低炭素鋼鋳片を湾曲型連続鋳造機にて鋳造するには、
図1および図2に示すように、転炉や二次精錬プロセス
にて溶製された溶鋼を溶鋼鍋にて連続鋳造機に搬送し、
該溶鋼鍋からタンディッシュと呼ばれる中間容器1を経
由して連続鋳造用の鋳型3内へ浸漬ノズル2を用いて注
入する。注入された溶鋼は、鋳型3やその後の2次冷却
により冷却され、表面から凝固シェル5を形成する。こ
の凝固シェルは、ロール4で保持されながら、引き抜か
れて連続鋳造機内にて完全に凝固した後に、切断機にて
所定の長さに切断され、鋳片となって下工程の熱延プロ
セスに送られる。
【0006】この過程の中で、浸漬ノズル2において
は、ノズル詰まり対策としてアルゴンガスが吹込まれる
のが一般であるが、図2に示す従来法ではこの吹込まれ
たアルゴン気泡9が浸漬ノズル2からの溶鋼流7によっ
て下方深く潜り込み、その浮上過程で前記の上面側凝固
シェル5に捕捉され、このアルゴン気泡9が下工程のプ
ロセスにて膨れ現象を生じ「ふくれ欠陥」となる。な
お、チタン・キルドまたはニオブ・チタン・キルドの極
低炭素鋼の成品検査で観察される『ふくれ欠陥』とは、
幅1〜4mm、長さ数〜数百mmにも亘って隆起したも
のであり、湾曲型連続鋳造機にて鋳造された場合や、高
速鋳造速度で鋳造された場合に、顕著に発生する。
【0007】次に、冷延鋼板にて観察されたこのふくれ
欠陥部の断面観察を模式的に図3に示し、また、この欠
陥の鋳片内存在位置を鋼板表面からの位置と圧延率との
関係から試算した結果を図4に示し、本発明である鋳型
直下での電磁攪拌適用によるふくれ欠陥発生防止効果を
図5に示す。これらの図から、本発明者は、チタン・キ
ルドおよびニオブ・チタン・キルドの極低炭素鋼におけ
るふくれ欠陥の発生メカニズムを次のように考えた。 1)浸漬ノズルなどから吹きこまれたアルゴン気泡は、
浸漬ノズルから注入される溶鋼の流れによって、アルゴ
ン気泡の浮上速度と溶鋼の下降流速がバランスするメニ
スカスからの深さまで侵入する。 2)メニスカスからアルゴン気泡侵入深さに相当する鋳
片上面の凝固シェル厚みの位置に、アルゴン気泡が捕捉
される可能性がある。 3)この鋳片から鋼板を製造する場合に、圧延・焼鈍時
に鋼中および雰囲気中のH原子が拡散し、このアルゴン
気泡に集まる。 4)このアルゴン気泡に集まったH原子が、鋼板の温度
低下にしたがって、H2分子となり、アルゴン気泡中で
の水素分圧が非常に高くなる。 5)アルゴン気泡の鋳片内捕捉位置が表層に近い場合に
は、このアルゴン気泡中の水素分圧が、アルゴン気泡の
表層側鋼板の強度を上まわり、表層部の薄い部分が『ふ
くれ』、鋼板の表面観察にて隆起した欠陥として検出さ
れる。
【0008】連鋳機内部での介在物や気泡の浮上挙動を
調査してみると、湾曲型連鋳機や垂直曲げ型連続鋳造機
の湾曲部分の上面側に捕捉されていることが判った。つ
まり、湾曲外側(鋳片の下面側)には、ふくれ欠陥の原
因となるアルゴン気泡がほとんど捕捉されないことが一
般である。また、湾曲型連鋳機では鋳造速度を限定して
も、アルゴン気泡を完全に浮上除去することは、不可能
であり、また、アルゴン気泡到達深さに相当する垂直部
を有する連続鋳造機を新設、または改造することは、莫
大な建設費用や建設期間を必要とするなどの不利な面を
有していた。
【0009】そこで、本発明者は、アルゴンの捕捉位置
とふくれ欠陥の発生について多くの観察をした結果、図
3に示すように、アルゴン気泡自体は鋳片表面から40
mmまで捕捉されて存在するが、ふくれ欠陥として検出
されたものは、鋳片表層から30mmまでの表層部に捕
捉されたアルゴン気泡に限られていることが、本発明者
の調査結果から明らかになった。この知見に基づき、湾
曲型連続鋳造機でふくれ欠陥のない極低炭素鋼を鋳造す
るためには、図1に示すように、鋳型直下の少なくても
湾曲内側に電磁撹拌装置6を設置し、該電磁撹拌装置6
により、下記の条件を満足する部位の少なくとも湾曲内
側の凝固界面に溶鋼流動8を付加することが有効である
と確信した。
【数3】Zm ≦Z≦Vc・900/(k2) ここで、Z :メニスカスから電磁撹拌位置までの距離
(m) Vc:鋳造速度(m/分) Zm:鋳型の有効長さ:メニスカスから鋳型下端までの
距離(m) k :凝固定数(mm/分0.5) なお、この凝固定数kは、厳密には鋼種成分や二次冷却
の条件で20〜27の範囲で変化するものの、通常の冷
却条件では、k≒25と想定してもよい。
【0010】この発明の適用により、浸漬ノズル2から
吹込まれたアルゴン気泡9は、浸漬ノズル2からの溶鋼
流7によって下方深く潜り込まれるものの、図1に示し
た電磁撹拌装置6による電磁攪拌作用によって、上面側
凝固シェル5へのアルゴン気泡9の捕捉を防止でき、下
工程でのふくれ欠陥発生を回避できることとなる。
【0011】
【実施例】表1に示す組成を代表化学成分とする溶鋼
を、有効長さ0.8mの鋳型を有し、湾曲半径10.5
mの湾曲型連続鋳造機を用い、種々の鋳造速度で鋳造
し、鋳型直下で、かつ、メニスカスから1〜1.5mの
範囲の湾曲内側に攪拌力が作用するように図1に示すよ
うに電磁撹拌装置を設置し、その適用によるふくれ欠陥
の発生状況を調査した。
【表1】 なお、鋳造サイズは、245mm厚み、1500mm幅
とした。このようにして鋳造された鋳片を、熱間圧延と
冷間圧延をし、最終的に0.7mm×1500mmの冷
延鋼帯(コイル)とした。その後、この冷延鋼帯におけ
るふくれ欠陥の発生を図4に整理した。ここで、ふくれ
発生指数とは、1コイル当たりに観察されたふくれ欠陥
の個数を示す指数である。ふくれ欠陥の発生は、図5に
示すように、従来の湾曲型連続鋳造機では鋳造速度の低
下により、ふくれ欠陥の発生度合が軽減されるものの、
鋳造速度が0.5m/分という非常に低速な鋳造速度で
も、ふくれ欠陥を完全に防止することは不可能であっ
た。これに対し、鋳型直下にて湾曲内側に電磁撹拌を適
用した場合には、アルゴン気泡が捕捉されやすい湾曲内
側の凝固シェルの凝固界面に捕捉を阻害する溶鋼流動8
を付加することができる。したがって、本発明の適用に
より、ふくれ欠陥の抑制効果は顕著であり、鋳造速度を
低下させずに鋳造速度を1.5m/分としてもふくれ欠
陥を完全に防止できることができた。
【0012】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法を適用
することにより、極低炭素鋼の鋳片を湾曲型連続鋳造に
て製造するに際し、鋳型直下に電磁撹拌装置を設置し、
少なくても湾曲内側の凝固界面に溶鋼流動を付加して、
アルゴン気泡の捕捉を防止することにより、鋳造速度を
低下されることなく、ふくれ欠陥を完全に防止すること
ができ、製品歩留を大幅に向上することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す説明図である。
【図2】比較例を示す説明図である。
【図3】ふくれ欠陥発生部の断面を示す説明図である。
【図4】ふくれ欠陥の原因となるアルゴン気泡を鋳片内
捕捉位置を示す説明図である。
【図5】本発明の効果を示す説明図である。
【符号の説明】
2 浸漬ノズル 3 連続鋳造用の鋳型 5 凝固シェル 6 電磁撹拌装置 8 溶鋼流動

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 湾曲型連続鋳造機を用いて極低炭素鋼を
    鋳造する際に、鋳型直下の少なくとも湾曲内側に電磁撹
    拌装置を設置し、該電磁撹拌装置により、下記の条件を
    満足する部位の少なくとも湾曲内側の凝固界面に溶鋼流
    動を付加することを特徴とするブローホールの発生しな
    い極低炭素鋼の製造方法。 【数1】Zm ≦Z≦Vc・900/(k2) ここで、Z :メニスカスから電磁撹拌位置までの距離
    (m) Vc:鋳造速度(m/分) Zm:鋳型の有効長さ:メニスカスから鋳型下端までの
    距離(m) k :凝固定数(mm/分0.5)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016168603A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 Jfeスチール株式会社 鋼の連続鋳造方法
CN108889916A (zh) * 2018-06-25 2018-11-27 河钢股份有限公司 控制中碳钢宽厚板坯皮下类气泡缺陷的方法
EP2349612B2 (de) 2008-11-20 2020-11-04 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren und stranggiessanlage zum herstellen von dicken brammen

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EP2349612B2 (de) 2008-11-20 2020-11-04 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren und stranggiessanlage zum herstellen von dicken brammen
JP2016168603A (ja) * 2015-03-12 2016-09-23 Jfeスチール株式会社 鋼の連続鋳造方法
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