JP2010253481A

JP2010253481A - 連続鋳造鋳片の表面割れ防止方法

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Publication number: JP2010253481A
Application number: JP2009102534A
Authority: JP
Inventors: Michiya Komaki; 倫哉駒城; Atsushi Kubota; 淳久保田; Hirohide Uehara; 博英上原
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2029-04-21
Also published as: JP5444807B2

Abstract

【課題】オーステナイトからフェライトへの相変態を利用して鋳片の表面割れを防止するにあたり、鋳片全幅の表面温度を制御する従来技術に比較して効率良く、鋳片の表面割れを防止する。
【解決手段】垂直曲げ型スラブ連続鋳造機１または湾曲型スラブ連続鋳造機を用いて溶鋼９を連続鋳造するにあたり、連続鋳造機内で鋳片１０に曲げ歪を与える時点での鋳片長辺面及び鋳片短辺面の表面温度分布を予測または実測し、該鋳片表面温度分布から表面温度が脆化域となる鋳片の部位を特定し、表面温度が脆化温度域となる鋳片の部位について、鋳型直下の二次冷却帯にて、前記部位がフェライト単相組織またはパーライト組織の何れか一方に変態する時点まで、３００リットル／ｍ²・分以上の冷却水量密度で鋳型５から引抜かれた直後の鋳片の前記部位を冷却し続けることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋼の連続鋳造における鋼鋳片の表面割れ防止方法に関するものである。

鋼の連続鋳造において、鋳片の表面割れを防止することは、圧延後の製品の表面品質を良好に保つためにも極めて重要である。鋳片の表面割れの原因としては、鋳型内での初期凝固の不均一性に起因するものや、オーステナイトからフェライトへの変態時に形成される粒界初析フェライトフィルムや粒界の炭窒化物に起因するものなどがある。何れにしても、オーステナイト粒径を細かくすることは、相対的に脆弱なオーステナイト結晶粒界の表面積を増やすことになり、連続鋳造機の矯正帯における鋳片矯正時などで鋳片の結晶粒界に働く応力を分散することになり、表面割れが生じにくくなる。また、結晶粒界に初析フェライトフィルムを生成させずに、オーステナイト結晶粒を微細なパーライト組織に変態させることも、オーステナイト粒界への応力の集中を避けることになり、表面割れが発生しにくくなる。

鋳片の表面割れを防止するべく、このような、オーステナイト組織から他の組織を経て割れにくい鋳片組織にする方法として、例えば、特許文献１には、炭素当量が０．１８未満の鋼鋳片を湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機で鋳造する際に、メニスカス（鋳型内溶鋼湯面）部から鋳型下端までの引抜き所要時間を１分以内とし、引抜いた後直ちに二次冷却を行い、１分以内に鋳片表面温度をＡ₃変態温度以下まで冷却する鋳造方法が開示されている。

また、特許文献２には、鋳片を鋳型から引抜いた後、鋳片表面温度をＡ₃変態温度以下に一旦冷却して、次いで水量密度を０．００３〜０．０１５リットル／ｃｍ²・分として０．５〜２．０分間の緩冷却を行い、Ａ₃変態温度を超えて復熱させる鋳造方法が開示されている。

また更に、特許文献３には、鋳型出口から鋳造方向に１．５ｍまでの間において、Ｑ＝Ｗ／（Ｈ×Ｄ×Ｖc×ρ）（但し、Ｗ：二次冷却水量(リットル／分)、Ｈ：鋳片の幅(ｍ)、Ｄ：鋳片厚み(ｍ)、Ｖc：鋳造速度(ｍ／分)、ρ：溶鋼の密度(ｋｇ／ｍ³)）で定義される二次冷却の比水量Ｑが、０．４〜１．５リットル／ｋｇ・鋼となる条件で鋳片を冷却し、鋳片の表面温度を一旦Ａr₃変態点以下に冷却した後に、Ａr₃変態点以上に復熱させ、その後に鋳片を矯正する鋳造方法が開示されている。

特開平９−４７８５４号公報特開平１１−１９７８０９号公報特開２００２−８６２５２号公報

上記の従来技術は、何れも連続鋳造機内の鋳片の表面温度を二次冷却によって制御することで、鋳片の組織を目的とする組織とし、これにより鋳片の表面割れを防止するという技術である。しかしながら、上記従来技術は何れも、鋳片の全断面つまり鋳片全幅に亘って急速な冷却を必要とするので、その冷却のための設備は大規模となり、多大な設備費を要するという問題点がある。

ところで、鋳片の表面割れについては、割れが発生する幅方向位置や鋳造方向位置（割れが生じるタイミング）が限定されている場合が多い。例えば、垂直曲げ型連続鋳造機においては、鋳片に曲げを加える上部矯正帯付近で鋳片の下面側に、また、曲げた鋳片を曲げ戻す下部矯正帯付近で鋳片の上面側に、割れが生じることが多い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、オーステナイトからフェライトまたはパーライトへの相変態を利用して鋳片の表面割れを防止するにあたり、表面割れの発生が予測される鋳片部位に限って二次冷却を調整して鋳片表面温度を制御することで、鋳片全幅の表面温度を制御する従来技術に比較して効率良く、鋳片の表面割れを防止することのできる、連続鋳造鋳片の表面割れ防止方法を提供することである。

上記課題を解決するための本発明に係る連続鋳造鋳片の表面割れ防止方法は、垂直曲げ型スラブ連続鋳造機または湾曲型スラブ連続鋳造機を用いて溶鋼を連続鋳造するにあたり、連続鋳造機内で鋳片に曲げ歪を与える時点での鋳片長辺面及び鋳片短辺面の表面温度分布を予測または実測し、該鋳片表面温度分布から表面温度が脆化域となる鋳片の部位を特定し、表面温度が脆化温度域となる鋳片の部位について、鋳型直下の二次冷却帯にて、前記部位がフェライト単相組織またはパーライト組織の何れか一方に変態する時点まで、３００リットル／ｍ²・分以上の冷却水量密度で鋳型から引抜かれた直後の鋳片の前記部位を冷却し続けることを特徴とするものである。

本発明によれば、連続鋳造機内で鋳片に曲げ歪を与える時点での鋳片の長辺面及び短辺面の表面温度分布を予測または実測して、表面温度が脆化域となる鋳片の部位を特定し、表面温度が脆化温度域となる鋳片の部位についてのみ、鋳型直下の二次冷却帯にて、前記部位がフェライト単相組織またはパーライト組織の何れか一方に変態する時点まで３００リットル／ｍ²・分以上の冷却水量密度で強冷却するので、二次冷却水量の増加使用分は少なく、連続鋳造設備の二次冷却装置の簡便な増強で、鋳片の表面割れを効率良く防止することが実現される。

短辺面に表面割れが発生した鋳片の概観図である。本発明の実施に好適な垂直曲げ型スラブ連続鋳造機の側面概略図である。図２に示す連続鋳造機の鋳型直下の二次冷却装置の平面概略図である。表１に示す鋼種の熱間引張試験における破断時の面積減少率と試験温度との関係を示す図である。

以下、本発明を具体的に説明する。先ず、本発明に至った経緯について説明する。

本発明者らは、表１に化学成分を示す中炭素鋼の溶鋼を、表２に示す仕様の垂直曲げ型スラブ連続鋳造機を用い、厚み２２０ｍｍ、幅１８００ｍｍのスラブ鋳片を、鋳造速度を０．８〜１．１ｍ／分、タンディッシュ内の溶鋼温度を１５４５〜１５６０℃として鋳造した。

その結果、鋳片の短辺面には、上面側のコーナー部から２０〜３０ｍｍ離れた位置に割れが多発した。この鋳片の表面割れの概観図を図１に示す。一方、鋳片の長片面には上面及び下面ともに表面割れは発生していなかった。

そこで、この原因を特定すべく、鋳造中の鋳片の温度・熱応力・変形解析を実施した。その結果、この連続鋳造機では、下部矯正帯において鋳片を曲げ戻し矯正するときに、（１）鋳片のコーナー部近傍が脆化温度域となること、（２）鋳片の上面側コーナー部近傍では曲げ戻し矯正による歪や熱歪によって引張の応力状態になること、が判明し、これが原因で短辺面側に割れが生じることが分かった。

一方、同じような温度及び応力状態となる上面側長辺面のコーナー部に、表面割れが生じない理由は明確ではなかった。そこで、この鋳片の鋳造方向に直交する断面（Ｃ断面）での組織観察を実施した。その結果、Ｃ断面の大部分には初析のフェライトフィルムを有するオーステナイト粒界が明確に観察された。この鋼種は、炭素濃度が０．１５〜０．１７質量％であるので、オーステナイト粒が最も粗大化しやすい鋼であり、このような状態で引張応力が働くと容易にオーステナイト粒界で割れが生じることが推定された。ところが一方で、鋳片上面側長辺面のコーナー部は微細組織になっていた。

これらのことを勘案すると、鋳片のコーナー部を挟んで長辺面側及び短辺面側に同じように引張応力が働いても、長辺面側は微細組織になっているので、オーステナイト粒界に働く矯正応力が分散されて割れに至らず、これに対して、短辺面側はオーステナイト粗大粒組織であるので、引張応力が粒界に集中して割れに至ったと考えられた。

この結果を踏まえ、本発明者らは、短辺面側も長辺面側と同様の組織形態を得るための二次冷却条件について種々の検討を行った。その結果、鋳型直下の二次冷却帯において、鋳型から引抜かれた直後の鋳片短辺面を、その部位がフェライト単相組織またはパーライト組織の何れか一方に変態する時点まで、その部位を、３００リットル／ｍ²・分以上の冷却水量密度で冷却し続けることで、長辺面側と同様の組織形態を得られることを見出した。つまり、連続鋳造機において鋳片に矯正歪などが働くときに、その部位が脆化温度域に入るときには、その部位を予め鋳型直下で強冷却して、フェライト単相組織またはパーライト組織の何れか一方に一旦変態させておけば、脆化温度域で鋳片に引張応力を作用させても表面割れの発生が抑制されるとの知見を得た。

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、本発明に係る連続鋳造鋳片の表面割れ防止方法は、垂直曲げ型スラブ連続鋳造機または湾曲型スラブ連続鋳造機を用いて溶鋼を連続鋳造するにあたり、連続鋳造機内で鋳片に曲げ歪を与える時点での鋳片長辺面及び鋳片短辺面の表面温度分布を予測または実測し、該鋳片表面温度分布から表面温度が脆化域となる鋳片の部位を特定し、表面温度が脆化温度域となる鋳片の部位について、鋳型直下の二次冷却帯にて、前記部位がフェライト単相組織またはパーライト組織の何れか一方に変態する時点まで、３００リットル／ｍ²・分以上の冷却水量密度で鋳型から引抜かれた直後の鋳片の前記部位を冷却し続けることを特徴とする。

次に、本発明の実施形態例を、図面を参照して説明する。図２は、本発明を実施するに好適な垂直曲げ型スラブ連続鋳造機の側面概略図、図３は、図２に示す連続鋳造機の鋳型直下の二次冷却装置の平面概略図である。

図２に示すように、垂直曲げ型のスラブ連続鋳造機１には、溶鋼９を冷却して凝固させ、鋳片１０の外殻形状を形成するための鋳型５が設置され、この鋳型５の上方所定位置には、取鍋（図示せず）から供給される溶鋼９を鋳型５に中継供給するためのタンディッシュ２が設置されている。一方、鋳型５の下方には、サポートロール、ガイドロール及びピンチロールからなる複数対の鋳片支持ロール６が配置されている。これらの鋳片支持ロール６は、鋳型５から引抜かれる鋳片１０を支持しながら下方に案内するための鋳片支持・案内装置である。

鋳型５の出口から１ｍないし４ｍ程度離れた位置に配置される複数対の鋳片支持ロール６は、鋳片１０の支持・案内方向が鉛直方向から湾曲方向へと方向を変える上部矯正帯１４を構成している。つまり、鋳型５から鉛直方向に引抜かれた平板上の鋳片１０は上部矯正帯１４で次第に円弧状に曲げられ、半径が一定の湾曲部へと矯正されるようになっている。上部矯正帯１４では、鋳片１０の下面側に引張応力が働き、上面側には圧縮応力が働く。従って、上部矯正帯１４では、鋳片１０の下面側に表面割れが発生しやすく、上面側には一般に表面割れは発生しない。この場合、鋳片１０の厚み中心位置を境として、上面側及び下面側と定義する。

同様に湾曲部が水平線に接触する位置の近傍に配置される複数対の鋳片支持ロール６は、鋳片１０の支持・案内方向が湾曲方向から水平方向へと方向を変える下部矯正帯１５を構成している。つまり、円弧状の鋳片１０は下部矯正帯１５で次第に平板上に曲げ戻され、水平部へと矯正されるようになっている。下部矯正帯１５では、鋳片１０の上面側に引張応力が働き、下面側には圧縮応力が働く。従って、下部矯正帯１５では、鋳片１０の上面側に表面割れが発生しやすく、下面側には一般に表面割れは発生しない。

尚、図２では、上部矯正帯１４及び下部矯正帯１５ともに複数対の鋳片支持ロール６で構成されているが、一対の鋳片支持ロール６のみで構成してもよい。本発明の上部矯正帯１４及び下部矯正帯１５は、一対のガイドロールで矯正する場合も含むものとする。

鋳造方向に隣り合う鋳片支持ロール６の間隙には、水スプレーノズル或いはエアーミストスプレーノズルなどのスプレーノズル（図示せず）が配置された二次冷却帯が構成され、二次冷却帯のスプレーノズルから噴霧される冷却水によって鋳片１０は引抜かれながら冷却されるようになっている。この二次冷却帯は鋳造方向で幾つかの冷却ゾーンに分割され、二次冷却水量が各冷却ゾーンで個別に調整できるようになっている。図２では、鋳型直下の第１冷却ゾーン上面側の冷却水配管１８を示し、冷却水配管１８には流量調節弁１９が設置されており、流量調節弁１９は制御装置１７（プロセスコンピューター）からの信号によって、冷却水の流量を制御するように構成されている。他の冷却ゾーンも同一の構成になっている。

このスラブ連続鋳造機１においては、鋳型直下の第１冷却ゾーンは、図３に示すように、鋳片１０の幅方向で、スプレーノズル２０から噴霧する冷却水量を独立して制御できるように、構成されている。例えば、図３に示すように、鋳片１０の幅方向では、一方のコーナーから他方のコーナーに向かってゾーンＡ〜Ｅの５つの範囲に分割され、また、鋳片１０の短辺面側には短辺面ゾーンが設置されている。それぞれのゾーンで独立して冷却水を制御可能とすることもできるが、このスラブ連続鋳造機１においては、鋳片１０の幅方向中心位置を基準として左右対称位置となるゾーンＡとゾーンＥとが同一の冷却水配管に接続し、同様に、ゾーンＢとゾーンＤとが同一の冷却水配管に接続している。短辺面ゾーンは、左右２つの短辺面ゾーンが同一の冷却水配管に接続している。つまり、ゾーンＡ＋ゾーンＥと、ゾーンＢ＋ゾーンＤと、ゾーンＣと、短辺面ゾーンとの４つの部位に分割して、冷却水量が制御できるようになっている。

また、この第１冷却ゾーンは、必要時には、鋳片１０の表層部がフェライト単相組織またはパーライト組織の何れか一方に変態する時点まで、３００リットル／ｍ²・分以上の冷却水量密度で鋳片１０を冷却し続ける必要があり、つまり、鋳型５から引抜かれた直後の高温の鋳片１０をＡ₃変態温度（フェライトの析出温度）またはＡ₁変態温度（パーライト変態温度）以下まで急速に冷却する必要があり、従って、第１冷却ゾーンの鋳造方向長さは、相当の長さを必要とする。例えば、鋳造速度及び冷却水量密度にもよるが、１ｍ程度またはそれ以上の長さを必要とする。正確には、鋳造速度及び冷却水量密度に基づき伝熱計算により求めることができる。

下部矯正帯１５には、下部矯正帯１５で矯正されるときの鋳片１０の表面温度を測定するための放射温度計１６が設置されており、放射温度計１６による温度測定値は制御装置１７に入力されている。放射温度計１６は鋳片１０の幅方向に移動可能であり、且つ移動しつつ表面温度を測定するように構成されており、鋳片１０の上面側の長辺面全面の表面温度を測定する。また、鋳片短辺面の表面温度分布を測定するための、鋳片１０の厚み方向に移動可能な放射温度計（図示せず）も設置されており、鋳片短辺面の表面温度測定値も制御装置１７に入力されている。

タンディッシュ２の底部には、タンディッシュ２から鋳型５に注入される溶鋼９の流量を調整するためのスライディングノズル３が設置され、このスライディングノズル３の下面には、溶鋼９を鋳型５に注入するための浸漬ノズル４が設置されている。また、鋳片支持ロール６の下流側には、鋳造された鋳片１０を搬送するための複数の搬送ロール７が設置されており、この搬送ロール７の上方には、鋳造される鋳片１０から所定の長さの鋳片１０ａを切断するための鋳片切断機８が配置されている。

このような構成の垂直曲げ型のスラブ連続鋳造機１を用いて、以下のようにして本発明を実施する。

先ず、タンディッシュ２から浸漬ノズル４を介して鋳型５に溶鋼９を注入する。鋳型５に注入された溶鋼９は鋳型５で冷却されて凝固シェル１１を形成し、内部に未凝固層１２を有する鋳片１０として複数対の鋳片支持ロール６に支持されつつ下方に連続的に引抜かれる。鋳型５のメニスカス１３の上には、モールドパウダー（図示せず）を添加する。このようにして冷却された鋳片１０は、凝固シェル１１の厚みを増大して、やがて中心部までの凝固を完了する。凝固完了した鋳片１０を鋳片切断機８により切断して鋳片１０ａを得る。

このような連続鋳造操業において、各冷却ゾーンの冷却水量密度は、原則として３００リットル／ｍ²・分未満で鋳造を開始する。鋳造中、下部矯正帯１５に配置した放射温度計による鋳片１０の長辺面及び短辺面の表面温度の測定結果に基づき、制御装置１７は、下部矯正帯１５において表面温度が脆化温度域になる部位を特定する。そして、表面温度が脆化温度域になる部位が存在する場合には、二次冷却帯第１冷却ゾーンのゾーンＡ〜Ｅ及び短辺面ゾーンのなかから、鋳片表面温度が脆化温度域になる部位に相当する冷却ゾーンを特定し、特定した冷却ゾーンの流量調節弁１９に、冷却水量密度が３００リットル／ｍ²・分以上の所定の冷却水量密度となるように、流量増加の信号を発信する。流量増加の信号を受けた流量調節弁１９は開度を開き、所定の流量の冷却水に増加させる。

この鋳造チャンスにおいては、原則として、第１冷却ゾーンの流量を増加させた冷却ゾーンは、変更させた状態で鋳造を継続する。但し、下部矯正帯１５に配置した放射温度計による鋳片１０の表面温度が明らかに脆化温度域を外れることが確認できた場合には、増加する前の元の水準に冷却量を戻すこともできる。

放射温度計による鋳片１０の表面温度が脆化温度域か否かの判断は、例えば、その鋼種の熱間引張試験から判断することができる。例えば、前述の表１に示す鋼種の熱間引張試験における破断時の面積減少率と試験温度との関係を図４に示すが、この鋼種の場合には７５０〜８００℃が脆化温度域と判定できる。このように、予め鋼種毎に脆化温度域を把握しておけばよい。ここで、破断時の面積減少率とは、引張試験前の引張試片の断面積（Ｄ₀）に対する、引張試験前の引張試片の断面積（Ｄ₀）と破断個所の試片の断面積（Ｄ）との差分（Ｄ₀−Ｄ）の百分率（100×(Ｄ₀−Ｄ)／Ｄ₀）であり、面積減少率が小さいということは、伸びが少ない段階で試片が破断すること、つまり脆性を意味している。

尚、この例では、放射温度計を下部矯正帯１５に設置し、下部矯正帯１５における鋳片１０の表面割れを防止しているが、上部矯正帯１４の鋳片下面側及び短辺面側に放射温度計を設置し、上部矯正帯１４における鋳片１０の表面割れを防止するようにしてもよい。また、放射温度計などの鋳片表面温度を測定するための機器は必ずしも必要ではなく、予め、鋳造条件や二次冷却水量分布に基づき伝熱・凝固計算を用いて表面割れの危険域となる鋳片部位を特定しておき、この部位について第１冷却ゾーンの冷却水量を増加させるという方法も行うことができる。本発明において、連続鋳造機内で鋳片１０に曲げ歪を与える時点とは、上部矯正帯１４における鋳片１０の曲げ過程及び下部矯正帯１５における鋳片１０の曲げ戻し過程を差す。

以上説明したように、本発明によれば、連続鋳造機内で鋳片１０に曲げ歪を与える時点での鋳片表面温度分布を予測または実測して、表面温度が脆化域となる鋳片１０の部位を特定し、表面温度が脆化温度域となる鋳片部位についてのみ、鋳型直下の二次冷却帯にて、前記部位がフェライト単相組織またはパーライト組織の何れか一方に変態する時点まで３００リットル／ｍ²・分以上の冷却水量密度で強冷却するので、二次冷却水量の増加使用分は少なく、二次冷却装置の簡便な増強であっても、鋳片１０の表面割れを効率良く防止することが可能となる。

尚、凝固初期の二次冷却水量を増やすことによって、割れ危険部位の温度を下げ、割れが生じる矯正帯位置での鋳片表面温度を脆化温度域よりも低くすることで、表面割れを回避するという方法も可能性はある。しかしながら、この方法では、鋳片１０の幅方向に大きな温度差をもたらすことになるので、割れ危険域であった隣りの部位が、新たに割れ危険域に突入したり、鋳片幅方向温度差が原因で中心偏析が悪化したりするという問題が生じ、好ましくない。本発明のように、短時間の局所的な急冷で、割れの危険のある表層のみを、オーステナイトからフェライト単相組織またはパーライト組織へ変態させ、組織の強化を図るのが望ましい。

表２に仕様を示し、図２に概略図を示すスラブ連続鋳造機を用い、表１に示す化学成分の溶鋼を、厚み２２０ｍｍ、幅１８００ｍｍのスラブ鋳片に、鋳造速度を１．１ｍ／分及び０．８ｍ／分として連続鋳造した。

この連続鋳造における第１冷却ゾーンの設置位置は、メニスカスからの距離が０．７ｍから１．７ｍまでの範囲であり、今回の鋳造条件においては、この第１冷却ゾーンの鋳造方向長さ（＝１．０ｍ）で、冷却水量密度が３００リットル／ｍ²・分以上の二次冷却により、鋳片長辺面端部及び短辺面がフェライト単相組織またはパーライト組織になることを予め確認している。また、第１冷却ゾーンにおいて、ゾーンＡ及びゾーンＥは、コーナー位置とコーナーから８０ｍｍ位置までの範囲、ゾーンＢ及びゾーンＤは、コーナーから８０ｍｍの位置とコーナーから２４０ｍｍ位置までの範囲で、残りの部分がゾーンＣとなっている。

表３に、鋳造条件、下部矯正帯における表面温度の実績、第１冷却ゾーンにおける冷却条件及び表面割れの発生状況をまとめて示す。

条件１は、基本的な冷却水量密度パターンであり、鋳型直下では、鋳片長辺面に２４０リットル／ｍ²・分、鋳片短辺面に２００リットル／ｍ²・分の冷却水を噴霧した鋳造試験であり、本発明例と比較するための比較例１である。条件１では、鋳片上面側の長辺面端部及び短辺面の上部が脆化温度域（７５０〜８００℃）となり、鋳片短辺面の上面側コーナーから２０〜３０ｍｍの範囲に表面割れが発生した。

条件２は、鋳片の表面温度測定値から、鋳片の長辺面端部及び短辺面を下部矯正帯での表面割れ危険部位と判定し、鋳型直下の二次冷却水量条件から、ゾーンＡ及びゾーンＥ、並びに、短辺面側の冷却が不足と判断し、ゾーンＡ及びゾーンＥの冷却水を３００リットル／ｍ²・分、及び、短辺面ゾーンの冷却水を２倍（＝４００リットル／ｍ²・分）に増加させた本発明例１である。本発明例１では、鋳片上面側の長辺面端部及び短辺面の上部が脆化温度域となるものの、ゾーンＡ及びゾーンＥ、並びに、短辺面ゾーンを強冷した結果、当該部位の組織が強化され、鋳片に表面割れは発生せず、本発明の効果が発揮された。

条件３及び条件４は、条件１及び条件２に対して、鋳造速度及び鋳片単位体積あたりの二次冷却水量を変更した条件であり、条件３は鋳型直下では、鋳片長辺面に２４０リットル／ｍ²・分、鋳片短辺面に２００リットル／ｍ²・分の冷却水を噴霧した鋳造試験であり、本発明例と比較するための比較例２である。条件３では、鋳片上面側長辺面のコーナーから１５０ｍｍ程度離れた端部側が脆化温度域となり、鋳片上面側長辺面のコーナーから１００〜２００ｍｍの範囲に表面割れが発生した。

条件４は、鋳片の表面温度測定値から、鋳片上面側長辺面のコーナーから１５０ｍｍ程度離れた端部側を下部矯正帯での表面割れ危険部位と判定し、鋳型直下の二次冷却水量条件から、ゾーンＢ及びゾーンＤの冷却が不足と判断し、ゾーンＢ及びゾーンＤの冷却水を１．５倍（＝３６０リットル／ｍ²・分）に増加させた本発明例２である。本発明例２では、鋳片上面側長辺面のコーナーから１５０ｍｍ程度離れた端部側が脆化温度域となるものの、ゾーンＢ及びゾーンＤを強冷した結果、当該部位の組織が強化され、鋳片に表面割れは発生せず、本発明の効果が発揮された。

このように本発明例１，２では、特許文献１〜３のように、鋳型直下において鋳片の全表面での強冷却は実施しなかったが、必要に応じて局所的に冷却水量を増加させるだけで表面割れを回避でき、本発明は、簡便な設備で対処できるという点で特許文献１〜３に比較して有利であることが確認できた。

１スラブ連続鋳造機
２タンディッシュ
３スライディングノズル
４浸漬ノズル
５鋳型
６鋳片支持ロール
７搬送ロール
８鋳片切断機
９溶鋼
１０鋳片
１１凝固シェル
１２未凝固層
１３メニスカス
１４上部矯正帯
１５下部矯正帯
１６放射温度計
１７制御装置
１８冷却水配管
１９流量調節弁
２０スプレーノズル

Claims

垂直曲げ型スラブ連続鋳造機または湾曲型スラブ連続鋳造機を用いて溶鋼を連続鋳造するにあたり、連続鋳造機内で鋳片に曲げ歪を与える時点での鋳片長辺面及び鋳片短辺面の表面温度分布を予測または実測し、該鋳片表面温度分布から表面温度が脆化域となる鋳片の部位を特定し、表面温度が脆化温度域となる鋳片の部位について、鋳型直下の二次冷却帯にて、前記部位がフェライト単相組織またはパーライト組織の何れか一方に変態する時点まで、３００リットル／ｍ²・分以上の冷却水量密度で鋳型から引抜かれた直後の鋳片の前記部位を冷却し続けることを特徴とする、連続鋳造鋳片の表面割れ防止方法。