JPS6235854B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は無手入圧延可能な連続鋳造スラブ、お
よびブルームの製造法に関するものである。 連続鋳造法では、鋳片と鋳型との摩擦を軽減さ
せて鋳片の焼付、あるいはブレークアウト事故を
防止することが大きなポイントである。そこで鋳
型・鋳片間の摩擦を軽減するために鋳型を上下に
振動させながら鋳造する、いわゆるオツシレーシ
ヨン鋳造が行なわれている。 従来一般に行なわれているオツシレーシヨン鋳
造においては、日本鉄鋼協会鉄鋼便覧（第３
版）p.638でも述べられている様に鋳型の振動形
式としては、機構的にも最も簡単なサイン・カー
ブ方式が最も多く採用されており、また鋳片引抜
速度と鋳型の振動速度との関係については、鋳型
の最大下降速度が鋳片引抜速度より大きくなる様
に設定されている。すなわち、第１図に示すよう
に鋳片引抜速度Ｖ（mm／min）は一定であり、鋳
型振動速度Ｗ（mm／min）は Ｗ＝π・Ｓ・sin（２π・・ｔ） なるサインカーブとなり、鋳型の最大下降速度
π・Ｓ・鋳片引抜速度Ｖよりも大きい。なお、
Ｓは鋳型のオツシレーシヨンストローク（mm）、
は鋳型のオツシレーシヨンサイクル（Ｃ／
min）ｔは時間（min）である。ここで、１サイ
クルにおいて鋳型が下降している時間をtpとし、
鋳型の下降速度が鋳片引抜速度より大きくなる時
間（以下この時間をヒーリングタイムという）を
thとするとき、tpに対するthの割合（th／tp：こ
れをネガテイブストリツプ率という）が60〜80％
となるように設定されている。 具体的なオツシレーシヨン条件は、オツシレー
シヨン・サイクルを60〜90C／min、オツシレー
シヨン・ストロークを６〜10mmで設定している。 しかし上記の条件で鋳造した場合はオツシレー
シヨン・マークの谷部に欠陥が多発する。その主
な欠陥は、Niが富化偏析した異常組織、微小割
れ、パウダーの巻込である。（これらの欠陥を総
称して以下オツシレーシヨン欠陥という） 本発明者等はオツシレーシヨン欠陥の発生のメ
カニズムを次の如く考える。すなわち一般に鋳
型・鋳片間の潤滑のために鋳型内に粉末添加剤
（以下パウダーと称す）を添加しているが、鋳型
内に添加したパウダーは、鋳型壁で冷却されて鋳
型壁に付着し、スラグベアを形成する。そして鋳
型下降時に鋳型の下降速度が鋳片引抜速度より大
きくなつたときにスラグベアがメニスカスシエル
を押えつけて変形させる。そして鋳型が上昇しメ
ニスカスシエルからスラグベアが離れた時に変形
したメニスカスシエルの上面に溶鋼が流入し隙間
を作つて凝固するためにオツシレーシヨンマーク
が生成すると考える。オツシレーシヨンマーク谷
部の微小割れはメニスカスシエルがスラグ・ベア
により変形を受けた時に発生し、又Niが富化偏
析した異常組織およびパウダーの巻込みは鋳型が
上昇する時に変形したメニスカスシエルの上部に
流れ込んだ溶鋼およびパウダーによつて形成され
ると考える。 オツシレーシヨン・マーク谷部に発生したオツ
シレーシヨン欠陥は表層２mm以内に多発し、例え
ばステンレス鋳片を無手入のまま板に圧延した場
合、該欠陥は酸洗ムラパターン、ヘゲ疵となり鋼
板の表面性状を著しく害する。そこで従来は中間
成品段階で研削し、これらの欠陥を除去している
が、これは手入費用の増大、歩留の低下等膨大な
コスト高となつていた。 本発明者等はオツシレーシヨン欠陥の生成機構
に着眼し、種々の実験を重ねた結果、オツシレー
シヨン欠陥が鋼板において疵とならない範囲に軽
減するオツシレーシヨン条件を確立し、先に特許
出願した（特願昭55−43628）。 しかし、オツシレーシヨン欠陥を軽減した鋳片
を無手入のまま圧延した場合に新たな欠陥が発生
し、完全無手入化が達成されるまでには到らなか
つた。すなわち、オツシレーシヨンマークとは無
関係に発生するまき込み、肌あれ、デイプレツシ
ヨンなどの新たな表面欠陥が発見された。このよ
うな表面欠陥は、従来から発生していたが、従来
はオツシレーシヨン欠陥を除去するため鋳片を全
面研削していたので、そのときに共に除去されて
おり問題にならなかつた欠陥である。本発明者
は、このような表面欠陥はパウダーに原因して発
生することを明らかにした。 本発明は、オツシレーシヨン欠陥を軽減させる
とともに、パウダーに起因する表面疵をも発生さ
せない連続鋳造法を提供し、これによつて鋳片の
完全無手入化を達成することを目的とする。 以下本発明について詳細に説明する。以下の説
明は、いずれもサインカーブ方式で鋳型を振動さ
せつつ連続鋳造する場合についてのものである。
SUS304ステンレレス鋼スラブを第１表に示す条
件により連続鋳造した。

【表】 第２図に鋳片のオツシレーシヨン欠陥の発生率
に及ぼすオツシレーシヨン・サイクルの影響を示
す。第２図は、第１表のＶ／Ｓ・ｆ＜πの条件で
鋳造した鋳片についてのものである。ここで、オ
ツシレーシヨン欠陥発生率とは、オツシレーシヨ
ン欠陥を有するオツシレーシヨンマークの発生率
であり、次式により算出したものである。 オツシレーシヨン欠陥発生率＝欠陥を有するオツシレーシヨンマークの個数／調査したオツシレーシヨンマークの
個数×100（％） 第２図に示すようにオツシレーシヨン・サイク
ルｆを大きくするほどオツシレーシヨン欠陥発生
率が低くなる。オツシレーシヨン欠陥発生率が10
％以下であれば、鋳片を手入れすることなく圧延
した場合に鋼板の疵が著しく少なく、無手入れ圧
延が可能であつた。したがつて、オツシレーシヨ
ン欠陥発生率が10％以下となるｆ≧150C／minを
まず本発明の条件とした。 鋳型最大下降速度π・Ｓ・が鋳片引抜速度Ｖ
より大きい時（Ｖ／Ｓ・＜π）のオツシレーシヨン 欠陥発生率はオツシレーシヨン・サイクルを大
きくする程、特に150C／min以上でオツシレーシ
ヨン欠陥が著しく減少することがわかつた。一般
にヒーリングタイムthはオツシレーシヨン・サイ
クルが大きくなると短くなる。 本発明の鋳型振動条件は、まず鋳型最大下降速
度π・Ｓ・が鋳片引抜速度Ｖより大きいとき、
すなわちＶ／Ｓ・＜πを満たす条件でオツシレーシ ヨンサイクルを150C／min以上の高サイクルにす
ることでヒーリングタイムthを短くし、従つてス
ラグベアがメニスカスを押える時間を短くし、オ
ツシレーシヨン欠陥の発生を防止することを狙つ
たものである。ヒーリングタイムthは、鋳片引抜
速度Ｖとオツシレーシヨン・サイクルｆとオツシ
レーシヨン・ストロークＳによつて第１表に示し
たように決まり、th≦0.15secを本発明の条件と
した。オツシレーシヨン・ストロークＳはＳ＞
Ｖ／π・を満足する範囲で３mm以上、10mm以下鋳造 を行なう必要がある。オツシレーシヨン・ストロ
ークＳが３mm未満の場合、鋳型内に添加したパウ
ダーが鋳型・鋳片間に充分流入せず鋳型・鋳片間
の焼付き、あるいはブレークアウト事故を起こす
危険がある。 またオツシレーシヨン・ストロークＳが10mmを
越えると、鋳型壁に付着したスラグベアが鋳型内
溶融パウダーを伴つてメニスカスを押えるためオ
ツシレーシヨン欠陥発生率が急激に増加する。第
３図にオツシレーシヨン・サイクル200cpmにお
けるオツシレーシヨン欠陥発生率に及ぼすオツシ
レーシヨン・ストロークの影響を示す。オツシレ
ーシヨン欠陥発生率10％以下となる条件すなわち
オツシレーシヨン・ストロークＳ≦10mmでかつＳ
≦３mmが本発明の条件である。 次に鋳型最大下降速度π・Ｓ・を鋳片引抜速
度Ｖより小さくし、すなわちＶ／Ｓ・≧πとしたと きも、オツシレーシヨン欠陥の発生が軽減する。
そのときのオツシレーシヨン条件とオツシレーシ
ヨン欠陥発生率との関係を第４図に示す。 鋳型の最大下降速度π・Ｓ・が鋳片の引抜速
度Ｖより小さい領域、すなわちＶ／Ｓ・≧πの範囲 内でオツシレーシヨン欠陥がほとんど発生しない
ことがわかる。これは鋳型の最大下降速度π・
Ｓ・を鋳片引抜速度Ｖより小さくすることによ
りスラグベアがメニスカスシエルを押えることが
なく、従つてメニスカスシエルが変形しないた
め、オツシレーシヨン欠陥の発生が防止できるこ
とを狙つたものである。ここで鋳片引抜速度Ｖ、
オツシレーシヨン・サイクル、オツシレーシヨ
ン・ストロークＳは、Ｖ／Ｓ・≧πの関係を満
たす条件とする。なお鋳片引抜速度Ｖは鋳片の断
面寸法および冷却帯長さにより限定されるのでオ
ツシレーシヨン・サイクル、オツシレーシヨ
ン・ストロークＳはＳ・≦Ｖ／πを満足する範囲で 選定する。 Ｖ／Ｓ・＜πの条件でオツシレーシヨン・サイク ルを大きくすることは、オツシレーシヨン欠陥
を低減させるため望ましい方向である。しかしオ
ツシレーシヨン・サイクルを大きくした場合
は、オツシレーシヨン・ストロークＳを短くしな
ければならない。 オツシレーシヨン・ストロークＳを小さくする
ことは鋳型・鋳片間へのパウダーの流入をさまた
げるためオツシレーシヨン・ストロークＳは３mm
以上とることが必要である。オツシレーシヨン・
ストロークＳを小さくした場合にはパウダー流入
量が減少するパウダーの粘性を低くすることによ
り鋳型・鋳片間へのパウダー流入を促進させるこ
とができる。 鋳型の最大下降速度π・Ｓ・が鋳片の引抜速
度Ｖに比べて大きい領域（Ｖ／Ｓ＜π）では、
先に述べた如くオツシレーシヨン欠陥はオツシレ
ーシヨン・サイクルが150C／min以上で大きく減
少する。しかしオツシレーシヨン・サイクルを
150C／min以上と高サイクルにした場合、ヒーリ
ングタイムthが短かくなり、従つて鋳型、鋳片間
へのパウダーの供給不足および不均一流入を生じ
やすくなるため肌アレ、あるいはオツシレーシヨ
ン・マークに沿つた間欠的なくぼみ、いわゆるデ
イプレツシヨンが発生しやすくなる。また高サイ
クルにした場合鋳型の下降速度も上昇するため、
溶融パウダーが鋳型壁により冷却されて形成され
たスラグベアも鋳型壁に付着したまま下降し、大
型のまき込み欠陥を生じやすくなる。鋳型、鋳片
間のパウダーの流入量を増し、かつ均一に流入さ
せるためにはパウダーの粘度を下げる必要があ
る。パウダーの粘度を高くした場合にはパウダー
の供給不足、不均一流入が助長されさらに大きな
表面欠陥を生じる。鋳片表面欠陥の発生率に及ぼ
す1300℃におけるパウダーの粘度の影響を第５図
に示す。ここで、鋳片表面欠陥発生率とは、前述
のような肌アレ、デイプレツシヨン、まき込みな
どの欠陥の面積率であり、次式により算出したも
のである。 鋳片表面欠陥発生率 ＝欠陥の面積／調査した鋳片の表面積×100（％） まき込み、肌アレ、デイプレツシヨンのいずれの
欠陥もパウダー低粘性化により減少し該表面欠陥
を防止するためには1300℃におけるパウダーの粘
度を1.5ポイズ以下とする必要がある。また、オ
ツシレーシヨン・サイクルを150C／min以上と高
サイクルとし、かつ1300℃における粘度を0.8に
調整したパウダーを使用して鋳造したスラブのオ
ツシレーシヨン・マーク形状は高サイクル鋳造材
の高粘性パウダー使用鋳片と比較してオツシレー
シヨン・マークの深さ、巾ともに大きくなるが深
さと巾の比で比較するとほぼ同等であつた。また
オツシレーシヨン・マーク谷部に発生するNiが
富化偏析した異常組織、微小割れ、パウダー巻込
等のオツシレーシヨン欠陥もパウダーの低粘性化
によりさらに減少した。 鋳片の引抜速度Ｖが鋳型の最大下降速度π・
Ｓ・よりも大きい領域（Ｖ／Ｓ・≧π）では
鋳型・鋳片間の摩擦が前記の場合よりも大きく、
パウダーの潤滑による摩擦の軽減が鋳造のポイン
トとなる。 鋳型の最大下降速度πＳを鋳片の引抜速度Ｖ
より小さくするためにはオツシレーシヨン・サイ
クルあるいはオツシレーシヨンストロークＳを
小さくする必要がある。オツシレーシヨン・サイ
クルオツシレーシヨンストロークＳを小さくし
た場合には、いずれも鋳型、鋳片間のパウダーの
供給不足、および不均一流入しやすくなるため鋳
片表面欠陥が多発する。パウダーの低粘性化は溶
融パウダーの鋳型・鋳片間への流入を増し、パウ
ダーの潤滑により摩擦が軽減され、鋳片の表面欠
陥が防止できる。鋳片の表面欠陥を防止するため
には1300℃におけるパウダーの粘度を1.5ポイズ
以下にする必要がある。 該パウダーの粘度はSiO₂とCaOの比を下げる
ことにより調整できる。また融点は1150℃以下が
望ましい。融点が1150℃以上の場合はパウダーが
完全に溶解しないまま鋳型・鋳片間に流入し、表
面欠陥の原因となる。 鋳片の引抜速度Ｖが鋳型の最大下降速度π・S.
より大きい領域（Ｖ／Ｓ・≧π）ではネガテ
イブストリツプ領域がないので、従来は、鋳造が
不可能とされていたが、パウダー鋳造法により鋳
型と凝固シエルの間にパウダーを均一に流入せし
め、これらの間の摩擦を軽減することが可能とな
り、凝固シエルの破断なく鋳造することができ
る。 従つて、本発明法においては、凝固シエル破断
部を治ゆする目的で従来行われてきたネガテイブ
ストリツプ領域における凝固シエルの圧縮力を与
えることなく鋳造ができ、かつ圧縮力を付加させ
ないことによりメニスカスシエルの変形がなく、
オツシレーシヨン欠陥の発生を防止できる。 実施例 本発明の実施例および比較例を第２表に示して
説明する。SUS304とSUS430の130×1000mmの形
状を持つ鋳片を引抜速度1100mm／minで鋳造し
た。 比較例と比べて引抜速度Ｖをオツシレーシヨ
ン・サイクルとオツシレーシヨンストロークＳ
で除した値Ｖ／Ｓがπより小さい領域でオツシ
レーシヨン・サイクルが150C／min以上の場合又
はＶ／Ｓがπより大きい領域で鋳造した場合は
いずれもオツシレーシヨン欠陥が低減し、かつ低
粘性パウダーを使用して鋳造した場合さらに鋳片
表面欠陥が低減した。これらのスラブを完全無手
入のままあるいは鋳片表面欠陥部のみをグライン
ダーによる部分手入を実施後熱間圧延を行なつた
後冷間圧延により板厚1.0mmの鋼板を製造した。
従来法により製造した鋼板には酸洗むら欠陥、山
ヘゲ疵が多発し平均歩留は64％であつた。本発明
法を実施したスラブから製造した薄板鋼板には表
面疵が少なく平均歩留は96％以上であつた。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は鋳型振動速度、および鋳片引抜速度と
時間との関係を示す図、第２図はオツシレーシヨ
ン欠陥発生率におよぼすオツシレーシヨン・サイ
クルの影響を示す図、第３図はまき込み欠陥発生
率におよぼすオツシレーシヨン・ストロークの影
響を示す図、第４図はオツシレーシヨン欠陥発生
率におよぼすＶ／Ｓ・の影響を示す図、第５図
は鋳片表面欠陥発生率におよぼすパウダー粘度の
影響を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サインカーブ方式で鋳型を振動させつつ鋳片
   を連続鋳造するにあたり、オツシレーシヨン条件
   を下記条件に調整するとともに、1300℃における
   粘度が1.5ポイズ以下の粉末添加剤を使用して鋳
   造することを特徴とする無欠陥鋳片の連続鋳造
   法。 Ｖ／Ｓ・ｆ＜π、ｆ≧150、３≦Ｓ≦10、th≦
   0.15又はＶ／Ｓ・ｆ≧π 但し Ｖ：鋳片引抜速度（mm／min） ｆ：オツシレーシヨン・サイクル（Ｃ／min） Ｓ：オツシレーシヨン・ストローク（mm） π：円周率 th：ヒーリングタイム（sec）