JPS6056452A - 連続鋳造法 - Google Patents

連続鋳造法

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JPS6056452A
JPS6056452A JP16415483A JP16415483A JPS6056452A JP S6056452 A JPS6056452 A JP S6056452A JP 16415483 A JP16415483 A JP 16415483A JP 16415483 A JP16415483 A JP 16415483A JP S6056452 A JPS6056452 A JP S6056452A
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JP
Japan
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continuous casting
slab
billet
steel
present
Prior art date
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Pending
Application number
JP16415483A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Maehara
泰裕 前原
Yasuo Sugitani
杉谷 泰夫
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication of JPS6056452A publication Critical patent/JPS6056452A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/13Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続鋳造法、よりn’t、 L <はA(!
、 Nb、 Ti、Bなどの凝固後の冷却中に炭窒化物
を生成しやすい合金元素を微足含有する鋼(例えば、A
nギルド鋼あるいはこれらの少なくとも1種の合金元素
を盆石する低合金鋼)のスラブおよびブルームのような
鋳片を、表面疵を発生させずに連続鋳造法により製造す
る方法に関する。
AI2ギルト鋼や上記のような低合金鋼の鋳片を、たと
えば弯曲型連続鋳造機を用いた連続鋳造法により製造す
る場合、それらの表面にはひび割れ状の表面欠陥が生じ
易く、特に含Nb鋼においてその傾向が著しい。したが
って、次工程へ進む前にががる表面疵を除去する手入れ
工程を必要とするが、そのような疵俄り作業は、コスト
上昇につながるばかりが、近年省エネルギーの観点から
行われるようになった、例えば連続鋳造鋳片を室温まで
冷却せずに直接熱間圧延する直送圧延の実現に対して著
しい障害となっている。
これらの表面欠陥としての割れは、凝固時の低温T (
オーステナイト)相域からα+γ(フェライト+オース
テナイト)2相域にか&Jての温度域において鋳片にか
かる熱応力、あるいはごのような温度域での矯正時に鋳
片に加えられる外部応力によって発生する。
かかる温度域で応力を受+)た際に表面割れをもたらす
材質の脆化は、Al2N、NbC3TiC,BNなどの
炭窒化物の析出に起因するものであると報告されている
。ずなわら、このような脆化は、凝固後に生成したγ粒
が粗大であること、およびこの1粒界に炭窒化物が連続
的に析出して生ずるものであり、表面欠陥の破壊形態は
γ粒界割れであることが知られている。
したがって、このような脆化を防止するには、粒界Ij
i出物、を凝集]■大化させるか、あるいはγ粒自体を
j)&細にするかのいずれかの方法か考えられるが、設
備」二の制約およびその他の理由からこの脆化防止に対
しζは未だ十分な対策がとられていないのが実情である
たとえば、析出物の凝集粗大化は凝固後の冷却速度を下
げれば実現できるが、こうすると冷却に長時間を要し、
生産性を著し7く出なうの°砿現実的ではない。また、
γ粒を細粒化するために、鋳型を出た鋳片を強冷して、
THα変態を繰り返す方法もこれま−(に提案されてい
るが、強冷′ては均一な冷却が困難であり、また熱応力
や変態応力が発生ずるという問題もあって、十分な解決
策とはいえない。
一方、鋼の化学成分の調整によっても表面疵の発生はあ
る程度軽減できる。たとえば、炭窒化物の析出の原因と
なるAQ、lJb、N、l’i、Bなどの盆石量を低減
させるか、または微量のTiを添加して凝固後に和犬な
TiNを析出さ−Uるごとにより、Nを固定し無害化す
る方法が考えられるが、ごれらの方法ては最終製品の性
質が大きく劣化したり、生産性やコスト上昇を招くとい
う難点があるために、現実には、鋼の化学組成の変更と
いう手段を採るのは極めて困難である。
したがって、A7!キルド鋼あるいは前述のような低合
金鋼の無疵の連続鋳造鋳片の製造方法の確立が強く望ま
れている。
よって、本発明の目的は、Aβキルド鋼あるいはAQ、
 Nb、、Ti、、Bなどの凝固後の冷却中に炭窒化物
を析出し易い微量の合金元素を含有する低合金鋼の連続
鋳造におい−ζ、生産性および最終製品の品質を1弱う
ことなくひび割れ状表面疵の発生を防止し、画品質の鋳
片の製造が1可能となる連続鋳造法を提供することであ
る。
本発明の別の目的は、矯正点に進む前の疵除去のための
手入れ1稈を全く或いはほとんど省略Jるごとができ、
そのため歩留の向上とともに熱間直送圧延を実現するこ
とができ、製造コストの大幅な低減を可能にする上記鋼
の連続鋳造法を提供することである。
本発明者らは、Δρキルド鋼および上記の低合金鋼の熱
間延性に及ばず炭窒化物の析出形態とγ粒の粒度の影響
について検討を重ねたところ、それらの制御によって熱
間延性の向上が図れ、γ粒界割れを有効に防止できるこ
とを見い出した。すなわち、1粒界に炭窒化物が連続的
に析出し、しかも1粒の粒度が粗大である状態では、応
力を受けると著しい脆化を生じ、その破壊形態はγ粒界
割れとなるが、炭窒化物を62集1且大化さ・Uると熱
間延性は大幅に向上し、それに加えてγ粒の精度を微細
にするとその効果はさらに大きくなり、表面欠陥は防止
できるとの実験結果を得た。これに基いてさらに研究を
続けた結果、Δlキルト鋼や上記の合金鋼の連続鋳造に
おいて、冷却途中の凝固が進行中に鋳片に対して、鋳片
の表面温度が900°C以上の状態の肋に鋳片表層部に
加工歪を与えると、炭窒化物の析出の核を生し、その後
の冷却中にこれらの核が成長して、所望の凝集tn大化
した析出形態が得られ、同l11にγ粒の細粒化も達成
されることを見い出して、本発明を完成した。
ここに本発明の要旨とするところは、熔tV!凝固後の
冷却中に容易に炭窒化物を生成するAQ、 Nb、 T
iおよびBから選ばれた少なくとも1種のtfll[t
itの合金元素を含有する鋼の鋳片を連続鋳造法により
製造する方法において、鋳型を出た鋳片に対して、凝固
が進行中に鋳片の表面温度が900°C以」−である状
態で鋳片の表層部に加工歪を与えることを特徴とする、
上記鋼の鋳片の連続鋳造法による製造方法である。
本発明において、加工を加える際の鋳片の表面温度を9
00℃以上に限定するのは、このような温度では炭窒化
物の析出の核を形成することができ、しかもその後の冷
却中に析出物の凝集粗大化が図れるからである。加工時
の鋳片表面温度は950°C以上であるのが好ましい。
凝固が完了した鋳片に加工を加えても本発明による脆化
防止のすJ果は得られないので、本発明の方法では、凝
固が進行中、ずなわら中心部がまだ未凝固の鋳片に加工
歪を与える。加工を加える時点での鋳片の表面温度の」
1限は特に制限されないが、あまり高温度であると鋳片
表面に加工を加えることが難しくなるので、一般には1
200’C以下、好ましくは1100℃以下であろう。
加工を鋳片の表層部に限るのは、凝固が進行中の鋳片に
対して、未凝固の中心部を含む鋳片全体に加工を行うの
は極めて困難であるため、表面IMEに対して影響を及
ぼず表層部のみに加工歪を与える。
加工方法としては、シジソトブラストやエアーハンマー
などの衝撃的な方法が望ましいが、その他の加工方法も
場合により採用できる。表面の加工歪量は特に制限され
ず、5%程度の低い歪量でもある程度の効果ば得られる
が、加工度が高くなる程、炭窒化物の凝集粗大化は進む
。さらに、加工歪量が20%、好ましくは30%を超え
ると、γ粒の再結晶が起こるようになり、γ粒の微細化
が進み、γ粒界割れ感受性が一層低下する。その結果、
その後の冷却中に脆化が起こらず、鋳片が低温γ域ある
いはα→−T域の温度域におい−C)応力、特に矯正時
に見られる低歪速度変形を受IJk際のγ粒界割れによ
る表面疵の防止が図られるのである。
鋳型を出た鋳片の冷却はたとえば水の噴霧により実施で
き、冷却速度は従来とほぼ同様の条件でよい。
したがって、本発明の方法は冷却に長時間をとらずに現
状の操業条件のまま実施できる。
本発明の適用鋼種は特に制限されず、AQN、NbC1
TiC,BNなどの析出が原因と見られる表面疵の発生
を生じやすいことが従来知られている鋼種について一般
的に適用しうる。このような鋼は、一般に凝固後の冷却
中に炭窒化物を容易に析出するA(!、 Nb、 Ti
、Bなどの合金元素を微量(例、0.2 mW%以下)
含有し一層おり、これには、この種の元素を少な(とも
1種含有する低合金鋼のほかにAβキルド鋼も含まれる
。好ましくは、本発明は、正量%で、C: 0.03〜
0.50%、Si : 0.05〜0.50%、Mn 
: 0.1〜2.5%、NbS2゜1%、Aβ≦0.1
%、さらに必要に応じてV、Mo、 Tis Nis 
Cr、13およびCuなとの1種または2種以上の合金
元素を適宜含有し、残部Fe及び不可避不純物(うち、
N≦0.1%)からなる含Nb低合金鋼に通用すると、
特にずくれた効果が発揮される。
本発明の方法により製造された鋳片は、低温γあるいは
α+γ温度JI友で通常実施される矯正を受レノだ際に
、表面疵をほとんど生じないので、手入れ工程を経ずに
圧延などの次工程に直接送ることができる。
次に本発明について実施例を挙げてさらに具体的に説明
する。
実庭員上 第1表に示す化学組成の鋼を実験室的に高周波炉で熔解
して、50kgの鋳塊を得た。この鋳塊を熱間鍛造と熱
間圧延によって厚さ12mmの鋼板とし、この銅板より
圧延方向と・12行に平行部の直径8龍、長さ20關の
丸棒引張試験片を採取した。
次いで、このようにして得られた試験片について、溶融
・凝固後に見られる冷却中の脆化を再現するために、1
350°Cに加熱してγ粒径を約0.5mmと粗大にす
るとともにNbC,AnNあるいはTiCなどの炭窒化
物を分解・固溶さ−Uた。その後、第2表に示す種々の
加工熱履歴(加工は歪速度5 X IQ−”s−/での
引張変形により行った)を受けさせた後、γ域の温度で
ある800℃及びα十γ2相域の温度である700℃に
おいて通常の弯曲型連続鋳造機の矯正時の歪速度とほぼ
同様である5×10−斗s−1の歪速度で試験片をそれ
ぞれ破断に到るまで引張変形し、破断面の断面収縮率(
RA)で各供試材の延性を評価した。このとき得られた
R AO値を第2表に併せ一層示ず。なお、比較のため
に、いずれかの条件が本発明の範囲外である加工熱Ii
i歴を受けさせた比較例を第2表に併せて示す。
第2表から明らかなように、本発明例1〜12におい“
(は、脆化温度域におりる引張試験において45%以上
のRAが得られ、電子顕微鏡による析出物の観察におい
ても1000Å以上の粗大な析出物がまばらに析出して
いた。これに対して、いずれかの条件が本発明の方法と
異なる比較例1.2.5〜7においてはRAは30%以
下であり、特に変形温度まで15分で冷却したたりで引
張変形を受けさせた比較例2および7において延性低下
が著しく、本発明例との差は歴然としている。これら比
較例の試験片には、γ粒界に微細な析出物が連続的に析
出しており、加えて鋼種褐2の含Nb鋼においては粒内
へのNbCの微細析出も認められた。なお比較例3.4
.8.9は、冷却に長時間をかレノるという実際の操業
では採用できない方法により析出物の凝集粗大化を図っ
た例であるが、結果はRAが35〜45%程度であって
、延性向上は認められるものの、本発明法に比べて一般
に十分ではない。また、予備変形を実施しても、実施温
度が900℃より低温であると、たとえ20〜25%と
いう高い歪量を与えても結果はよくない。このことから
、本発明により900℃以上で加工歪を付与することの
効果が顕著であることが分かる。
第1表 供試鋼の化学組成 (重は%)実JjiJI 
2 実施例工より本発明の効果は実験室的に明らかとなった
が、そのすJ果を実操業でさらに確認するために 製造
工場の半f’f: 12 、5 mの弯曲型連続鋳造機
を用い゛(、断面が200龍X 2000龍のスラブを
条件を変え−C鋳造し、矯正後の表面疵の発生程度を目
視で評価した。供試鋼の成分組成を第3表に、鋳造条件
及び結果を第4表に、さらに本発明法の場合の鋳片表面
の温度パターンを添(1図面に示す。鋳片表層部への加
工歪のHJjは、鋳型から2 mの位置のローラエプロ
ン内に設置したショットブラスティングマシンで行った
。使用したンヨソ1〜は、平均直径が5鰭の鋼球で、こ
れを噴射圧20kIli/CII+で鋳片表面に噴射し
た。
この時に伺与した鋳片表面の歪量は表層部5龍の平均で
20%であった。第4表に示”3゛ように、ショットシ
ラスティングを実施−Uず、従来方式で鋳造したスラブ
には、矯正点通過時に多くのひび割れが発生したが、シ
ョットシラスティングを実施した本発明法により得たス
ラブには全くひび割れが発生しなかっ第 3 表 −鋼
組成 第4表 添付図面の温度パターンからも分かるように、本発明の
方法によると、従来の連続鋳造と同様の冷却時間でスラ
ブ矯正を施すことができるので、既存の連続鋳造設備で
現状の燥業条件を保持したまま実施することができ、そ
れにより、直送圧延が可能となる無疵の鋳片が得られる
ので、斯界に貢献すること大である言えよう。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明に係る方法で連続鋳造鋳片を製造し
た場合の鋳片表面温度の変化を、鋳型からの距離または
鋳型を出てからの経過時間に対して示す、温度パターン
の1例である。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 弁理士 広 瀬 革 − 匈ト型力゛らの距離(ス 聾杢壜1時間 (金っ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶鋼凝固後の冷却中に容易に炭窒化物を生成するAQ、
     Nb、 TiおよびBから選ばれた少なくとも1種の
    微量の合金元素を含有する鋼の鋳片を連続鋳造法により
    製造する方法において、鋳型を出た鋳片にり1して、凝
    固が進行中に鋳片の表面温度が900 ’C以上である
    状態で鋳片の表層部に加工歪を与えることを特徴とする
    、上記鋼の鋳片の連続鋳造法による製造方法。
JP16415483A 1983-09-08 1983-09-08 連続鋳造法 Pending JPS6056452A (ja)

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JP16415483A JPS6056452A (ja) 1983-09-08 1983-09-08 連続鋳造法

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