JP6269543B2

JP6269543B2 - 鋼の連続鋳造方法

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Publication number: JP6269543B2
Application number: JP2015053105A
Authority: JP
Inventors: 則親荒牧; 圭吾外石; 章敏松井; 智也小田垣; 暢井上; 三木　祐司; 祐司三木
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2035-03-17
Also published as: JP2016172265A

Description

本発明は、鋳片の横割れに代表される表面割れを防止する鋼の連続鋳造方法に関する。

近年、鉄鋼製品の製造コスト削減の観点から、連続鋳造で製造される鋳片の直行率向上の必要性が高まっているが、直行率向上を阻害する要因の１つとして、鋳片表面に発生する横割れと呼ばれる表面割れがある。

最近では、材料特性上の要求からＮｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕなどの様々な合金元素を含有した低合金鋼の生産量が増加している。合金元素の添加に伴い、鋳片の表面割れの発生頻度が高くなり、製造コストの削減の要求に対して、その達成率は足踏み状態が続いている。連続鋳造の２次冷却時に鋳片の表面温度が、金属組織がγからαに変態するときの変態温度（約７５０〜８５０℃）近傍になって、鋳片の熱間延性が低下する。このとき鋳片に、曲げや矯正といった機械的な応力が生じることで、低合金鋼の鋳片に表面割れが発生することが知られている。従って、表面割れの発生を抑えるべく、鋳片の曲げ部や矯正部において、鋳片の表面温度を、熱間延性が低下する温度領域（以下適宜「脆化温度域」と呼ぶ）よりも低温側もしくは高温側とする方法が通常行われる。

しかしながら、鋳片の表面温度を脆化温度域から回避させるだけでは、鋳片に発生する表面割れを皆無にすることは困難であり、鋳片の表層組織に着目した鋳片冷却履歴に関する技術が提案されている。特許文献１には、凝固シェル厚がある程度薄い状態で、鋳型による１次冷却を終了し、２次冷却を開始し、鋳片全面の表面温度を鋳型を出てから長くとも２分以内の間に一旦６００℃以上Ａｒ３点［℃］以下の範囲まで低下させ、次いで、連続鋳造機の曲げ部及び矯正部における鋳片表面温度の両者が８５０℃以上となるように前記２次冷却を行う発明が提案されている。この発明によって、特許文献１では、スラブ表層組織の割れ感受性低減（γ粒界の不明瞭な組織）と、垂直曲げ型連続鋳造機の曲げ部及び矯正部における脆化温度域の高温側回避との両立が可能となり、鋳片の表面割れが効果的に解消され、その結果、鋳片のノースカーフ化・無手入れ化、鋳片の直行率向上が達成されると記載されている。

特開平９−２２５６０７号公報

特許文献１では、鋳片の表面割れが効果的に解消されるとされており、本発明者らは、特許文献１に記載されている方法で鋳片を製造する実験を行った結果、確かに、表面割れの発生をある程度防止できることを確認したものの、鋳片引き抜き速度によっては、特に、鋳片での横割れの発生を完全に防止できない場合があることも確認した。

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、普通鋼はもちろん、近年、増加しつつある表面割れ感受性の高い、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｎｂなどを含有する低合金鋼を連続鋳造する場合であっても、鋳片の横割れを確実に防止する鋼の連続鋳造方法を提供することである。

通常、鋼の連続鋳造では、上下方向の振動を鋳型に与えつつ溶鋼を鋳型に注入し、鋳型内の溶鋼表面にモールドパウダーを投入しており、該モールドパウダーが溶融して形成される溶融スラグを凝固シェルと鋳型内壁との間に流入させ、振動と溶融スラグとによって凝固シェルが鋳型に焼き付くことを防止する。振動によって、先端部が変形を受けることになる凝固シェルを鋳型から引き抜くことで得られる鋳片には、表面にオシレーションマークと呼ばれる凹凸面が形成される。

鋳型に与える振動について、鋳型の上死点から下死点までの振幅や振動数は、鋳片引き抜き速度に応じて適宜変更することが一般的である。本発明者らは、特許文献１に記載されている方法を適用して鋳片を製造する場合において、特に、鋳片での横割れの発生を完全に防止できない理由を検討し、その理由は前記オシレーションマークにあると推察した。そして、本発明者らは、特許文献１に記載されている方法を適用したとしても、鋳型に与える振動や鋳型から出た直後の鋳片の冷却方法によっては、オシレーションマークに起因して鋳片の表面に形成される谷部の深さが大きくなる傾向になり、深さが大きくなる場合には、谷部を起点に横割れが生じることを確認し、本発明の完成に至った。

本発明の要旨は以下の通りである。
［１］垂直曲げ型連続鋳造機の鋳型内に溶鋼を注入しつつ、前記鋳型を鋳造方向に振動させながら前記鋳型を冷却して、厚みが９〜２０ｍｍとなる凝固シェルを形成し、該凝固シェルを引き抜いて鋳片を鋳造する鋼の連続鋳造方法であって、前記鋳型の振動は振幅が６ｍｍ以下、振動数が１００［回／分］以上であり、前記鋳型の出口から前記鋳片が１つ目のロールに接触するまでの間は、下記式（１）で表される比水量Ｈが０．４［ｌ／ｋｇ−鋳片］未満となる条件で前記鋳片に水を吹き付け、次いで、前記鋳片の表面温度がＡｒ３点［℃］以下となるまで前記鋳片を冷却した後に、前記鋳片を復熱させることにより、少なくとも垂直曲げ型連続鋳造機の曲げ部では、前記鋳片の表面温度がＡｃ３点［℃］以上とすることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
Ｈ＝Ｑ／（Ｗ×Ｔ×Ｖｃ×ρ）（１）
ここで、Ｑは、前記鋳型の長辺から形成された鋳片の表面に吹き付ける水量［ｌ／分］であり、Ｗは、鋳片幅［ｍ］であり、Ｔは、鋳片厚み［ｍ］であり、Ｖｃは、鋳片引き抜き速度［ｍ／分］であり、ρは、鋳片の密度［ｋｇ／ｍ^３］である。
［２］前記鋳型の振動の１周期のうち、鋳造方向を正とした鋳型の速度Ｖｍ［ｍ／分］が前記鋳片引き抜き速度Ｖｃ［ｍ／分］以上となる時間ｔｎと前記速度Ｖｍが前記鋳片引き抜き速度Ｖｃ未満となる時間ｔｐとの合計時間に対する前記時間ｔｎの割合で表される指数ＮＳＲが３０％以下であることを特徴とする［１］に記載の鋼の連続鋳造方法。

本発明によれば、鋳型から引き抜かれた直後の鋳片表面の平坦化を促進でき、延いては、矯正部以降の鋳片表面の谷部を浅くすることが可能となる。適正な熱履歴と前記谷部を浅くすることによって、鋳片に発生し得る横割れを確実に防止できる。

垂直曲げ型連続鋳造機を示す図である。比水量Ｈ［ｌ／ｋｇ−鋳片］と谷部の深さ［ｍｍ］との関係を示すグラフである。谷部の深さ［ｍｍ］と横割れ個数［個／ｍ^２］との関係を示すグラフである。

本発明は、垂直曲げ型連続鋳造機の鋳型内に溶鋼を注入しつつ、鋳型を振動させながら鋳型を冷却して、凝固シェルを形成し、該凝固シェルを引き抜いて形成される鋳片が、鋳型を出てから、少なくとも１つ目のロールに接触するまでの間は、鋳片を弱冷却することで、ロールによる鋳片表面の平坦化を促進するものである。垂直曲げ型連続鋳造機を図１に示し、図１を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

垂直曲げ型連続鋳造機１は、鋳型５と、該鋳型５の上方に設置されるタンディッシュ２と、前記鋳型５の下方には、複数並べて配置されている、サポートロール６と、複数のガイドロール７と、ガイドロール７の間に設置されピンチロール８と、を有する。

図示を省略してあるが、タンディッシュ２の上方には、溶鋼１１を収容する取鍋が設置される。取鍋の底部からタンディッシュ２に溶鋼１１が注入される。タンディッシュ２の底部には、スライディングノズル３が取り付けられた浸漬ノズル４が設置されており、タンディッシュ２内に所定量の溶鋼１１を滞在させた状態で浸漬ノズル４を介して溶鋼１１が鋳型５に注入される。鋳型５には冷却水路が形成されており、該冷却水路に冷却水を通過させている。これにより、鋳型５の内面から溶鋼１１が抜熱され凝固し、凝固シェル１３が形成され、凝固シェル１３の内部には、溶鋼１１からなる未凝固層１４が形成される。

サポートロール６、ガイドロール７及びピンチロール８は、鋳片１２の支持に適する上下１組のロールセットから構成されている。ガイドロール７で鋳片１２を支持しつつ、ピンチロール８が鋳片１２を挟み込みながら回転して、凝固シェル１３と内部に未凝固層１４とを有する鋳片１２が引き抜かれる。図１に示すように、垂直曲げ型連続鋳造機１では、鋳片１２が鋳型５から鉛直方向下方に直線的に引き抜かれ、次いで鋳型５の下方で適宜曲がり、曲げられた鋳片１２が矯正され水平方向に引き抜かれるように、ガイドロール７及びピンチロール８が複数配置されている。

鋳片２を挟んで上面側及び下面側に分割された二次冷却ゾーン１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅが、鋳型５の直下から鋳造方向に沿ってこの順で設置されている。二次冷却ゾーン１７ａは、鋳型５と１つ目のサポートロール６との間で鋳片１２を冷却するものである。二次冷却ゾーン１７ｄの開始位置が、直線的に引き抜かれている鋳片１２を曲げる曲げ部となっており、二次冷却ゾーン１７ｅの途中で、曲げられた鋳片１２を水平方向に引き抜かれるように、鋳片１２を矯正する矯正部が設けられている。

二次冷却ゾーン１７ｄと１７ｅとの間で、図示を省略してあるが、二次冷却ゾーンを適宜設けてあり、各二次冷却ゾーンには、それぞれ独立して二次冷却水量を調整できるように、水スプレーノズルある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が、ガイドロール７及びピンチロール８の各々の間に設けられている。ガイドロール７で鋳片１２が支持され搬送されている間に、二次冷却ゾーン１７ａ〜１７ｅで凝固シェル１３が適切に冷却され且つ復熱し、未凝固層１４の凝固が進み、鋳片１２の凝固が完了する。

ガイドロール７の下流には、搬送ロール９が複数並べられており、該搬送ロール９の上方には、鋳片１２の引き抜き速度Ｖｃと同期し、鋳片１２を切断するガス切断機１０が設置されている。切断された鋳片１２ａは、次工程へ送られることになる。

図示を省略してあるが、鋳型５に注入された溶鋼１１の湯面上にモールドパウダーが投入され、該モールドパウダーが溶鋼１１の熱で溶融することで、溶融スラグが溶鋼１１の湯面上に生成される。加えて、鋳型５には、鋳造方向に沿って上下に鋳型５を振動させる装置が取り付けられており（図示せず）、該装置で鋳型５を振動させ、鋳型５の内壁と凝固シェル１３との隙間を形成し、該隙間に前記溶融スラグを流入させている。これにより、鋳型５の内壁に凝固シェル１３が焼き付くことを防止している。

鋳型５の振動によって、鋳型５が下方（鋳造方向）へ向かう際の速度Ｖｍが、鋳片引き抜き速度Ｖｃよりも大きい場合が生じる。その際、溶鋼１１の湯面上に生成された溶融スラグのうち、高粘性部分が凝固シェル１３の先端部を押し曲げることになる。先端部が押し曲げられた後、凝固シェル１３が鋳型から引き抜かれることになるが、その間でも鋳型５を動かす振動が繰り返されていて、先端部が再び押し曲げられる。これにより、凝固シェル１３の表面に周期的な凹凸面が形成される。但し、サポートロール６、ガイドロール７及びピンチロール８によって凝固シェル１３の表面が押され、凹凸面の平坦化が行われる。よって、最終的には、鋳片１２（鋳片１２ａ）の表面はある程度平坦となっているものの、鋳片１２ａの表面には、その幅方向に沿って谷部が形成される。谷部が深くなると、鋳片１２ａの横割れに繋がる。

本発明では、鋳型５に与える振動の振幅を６ｍｍ以下とし且つ振動数を１００［回／分］以上とし、更には、鋳型５での冷却によって厚みが９〜２０ｍｍとなる凝固シェル１３を形成し、少なくとも、鋳片１２が１つ目のサポートロール６に接触するまでの間に、鋳片１２に吹付ける水の量を抑えている。これにより、本発明は、鋳型５直下でのサポートロール６による凝固シェル１３の表面の平坦化を促進し、鋳片１２ａの表面の谷部の深さを抑えている。

振動数を１００［回／分］以上とすることで、振動の周期（＝１／振動数）を小さくし、周期［分／回］と鋳片引き抜き速度［ｍ／分］とを乗算して算出される凹凸面の隣接する頂部または谷部の間隔を小さくするとともに、振幅を６ｍｍ以下とすることで、谷部の深さを抑えている。また、凝固シェル１３の厚みが９ｍｍ未満だと、溶鋼１１の静圧に耐えることができずブレークアウトする可能性が生じる。また、厚みが２０ｍｍを超えると、凝固シェル１３の表面温度を弱冷却した状態としても、凝固シェル１３が厚すぎて、サポートロール６による凝固シェル１３の表面の平坦化が促進されにくくなる上に、鋳片１２の表面温度をＡｒ３点［℃］以下とし、鋳片１２を復熱させ、鋳片１２の表面温度をＡｃ３点［℃］以上とすることによる、鋳片１２の金属組織の改善効果が得にくい。

厚みが９〜２０ｍｍとなる凝固シェル１３を有する鋳片１２が、鋳型５からサポートロール６に接触するまでの間は、下記式（１）で表される比水量Ｈが０．４［ｌ／ｋｇ−鋳片］未満となる条件で、二次冷却ゾーン１７ａで鋳片１２に冷却水を吹き付け、鋳片１２の表面を冷却する。
Ｈ＝Ｑ／（Ｗ×Ｔ×Ｖｃ×ρ）（１）

Ｈは、比水量［ｌ／ｋｇ−鋳片］であり、Ｑは、鋳型５の長辺から形成された鋳片１２の表面に吹き付ける水量［ｌ／分］であり、Ｗは、鋳片１２の幅［ｍ］であり、Ｔは、鋳片１２の厚み［ｍ］であり、Ｖｃは、鋳片１２の引き抜き速度［ｍ／分］であり、ρは、鋳片の密度［ｋｇ／ｍ^３］である。二次冷却ゾーン１７ａでの鋳片１２の冷却は、鋳片１２の単位質量［ｋｇ］当たりに吹付ける水量［ｌ］を制限したもので、いわゆる弱冷却に相当する。厚みが比較的薄い且つ弱冷却された状態の凝固シェル１３の表面をサポートロール６で押すことによって、厚みが抑えられた鋳片１２に形成される凹凸面のロールによる平坦化が効果的に促進され、鋳片１２の表面の谷部が浅くなる。なお、比水量Ｈは、０．０１［ｌ／ｋｇ−鋳片］以上であることが望ましい。比水量Ｈが過少であると、凝固シェルがバルジングを起こし、内部割れやブレークアウトが生じるからである。

二次冷却ゾーン１７ａを通過して弱冷された鋳片１２に対し、次いで、二次冷却ゾーン１７ｂで冷却水の量を適宜調整（多く）して鋳片１２を強冷し、鋳片１２の表面温度（凝固シェル１３の温度）をＡｒ３点［℃］以下とすることが望ましい。二次冷却ゾーン１７ｃで、吹付ける冷却水の量を減少させるなどして、少なくとも二次冷却ゾーン１７ｄの開始位置（曲げ部）では、鋳片１２の表面温度がＡｃ３点［℃］以上となるように鋳片１２を復熱させることが望ましい。これにより、凝固シェル１３の金属組織が変態する。なお、冷却水を吹付けないで、鋳片１２の表面温度がＡｃ３点［℃］以上となるように鋳片１２を復熱させてもよい。

凝固シェル１３の温度をＡｒ３点［℃］以下とすることによって、凝固シェル１３は、割れ感受性の低いγ粒界が不明瞭なフェライト−パーライト組織となる。二次冷却ゾーン１７ｂでの強冷を早期に終了し、二次冷却ゾーン１７ｃで凝固シェル１３をＡｃ３点［℃］以上となるように復熱させれば、凝固シェル１３の温度を脆化域から高温側とすることができる上に、γ粒を微細化させた組織を生成させることができる。これにより、曲げ部において応力が掛っても、割れ感受性を低下させることができる。

二次冷却ゾーン１７ｂでは、鋳片１２の表面温度（凝固シェル１３の温度）を６００℃以上とすることが望ましい。表面温度が６００℃以上であれば、鋳片の曲げ・矯正に要する力が小さくなるからである。また、二次冷却ゾーン１７ｃでは、鋳片１２の表面温度を１１００℃以下とすることが望ましい。表面温度が過大であると、凝固シェルがバルジングを起こし、内部割れやブレークアウトが生じる可能性が高くなるからである。

鋳型５に与えられる振動は、振動の１周期のうち、鋳造方向を正とした鋳型５の速度Ｖｍ［ｍ／分］が鋳片引き抜き速度Ｖｃ［ｍ／分］以上となる時間ｔｎと、速度Ｖｍが鋳片引き抜き速度Ｖｃ未満となる時間ｔｐと、の合計時間に対する時間ｔｎの割合で表される指数ＮＳＲが３０％以下であることが好ましい。振動は、正弦波で表される単振動でもよいが、振動を、非正弦波とし、３０％以下となる指数（割合）ＮＳＲを満たせば、その振動は、振幅が６ｍｍ以下、振動数が１００［回／分］以上となりやすい。

なお、振動の振幅や振動数は、鋳片引き抜き速度Ｖｃを考慮して適宜定めること望ましい。鋳片引き抜き速度Ｖｃを大きくする際には、指数ＮＳＲを一定に維持するために、鋳片引き抜き速度Ｖｃに比例して振動数を大きくする。また、振幅は、３ｍｍ以上であることが望ましい。振幅が過少であると、振動数を増しても、指数ＮＳＲが、鋳片の引き抜きに応じた十分な大きさとなりにくいからである。また、振動数は、３００回／分以下であることが望ましい。振動数が過大であると、振動加速度が過大となり、設備負荷も過大となるからである。

＜実験＞
図１に示す構成の垂直曲げ型連続鋳造機１を用いて、厚鋼板となる鋳片１２を複数回連続鋳造した。各連続鋳造において、二次冷却ゾーン１７ａにおける比水量Ｈを［ｌ／ｋｇ−鋳片］を適宜変更して、比水量Ｈと谷部の深さ［ｍｍ］との関係、及び、谷部の深さ［ｍｍ］と横割れの個数［個／ｍ^２］との関係を調べた。鋳片１２の幅Ｗは２１００ｍｍとし、厚みＴは３００ｍｍとするように、鋳型５を構成した。

溶鋼１１の組成は、Ｃ含有量が０．０８〜０．１４質量％、Ｍｎ含有量が１．６０質量％、Ｃｕ含有量が０．１０〜０．１５質量％、Ｎｉ含有量が０．３０〜０．３５質量％であり、残部はＦｅと不可避的不純物からなり、鋳片１２の密度ρは７８００［ｋｇ／ｍ^３］である。溶鋼１１に、Ｃｕ、Ｎｂが含有されており、該溶鋼１１から得られる鋳片１２は、表面割れの感受性が高いといえる。また、Ａｒ３点は８５０℃であり、Ａｃ３点は９００℃となった。これらの値は、線膨張計による実測で求めた。二次冷却ゾーン１７ｂで鋳片１２の表面温度がＡｒ３点［℃］以下となり、且つ、二次冷却ゾーン１７ｃで、鋳片１２の表面温度がＡｃ３点［℃］以上となるように、鋳片１２に吹付ける冷却水の量を調整した。また、鋳型５の出口において凝固シェル１３の厚みを９ｍｍとした。凝固シェル１３を形成する際に鋳型５に供給する冷却水の量、及び、二次冷却ゾーン１７ｂ，１７ｃで鋳片１２に吹付けられる冷却水の量は、適宜、事前に伝熱凝固計算で求めておいた。

実験においては、鋳片引き抜き速度Ｖｃは、０．８ｍ／分とし、鋳型５に与える振動の振幅は６ｍｍとし、振動数は１００［回／分］とした。鋳型５から、鋳片１２が最初に接触することになるサポートロール６までの距離を１ｍとした。実験の各連続鋳造においては、鋳型５の長辺から形成された鋳片１２の表面に吹き付ける水量Ｑ［ｌ／分］を適宜変更して、前述の式（１）で表される比水量Ｈを、０．２０〜０．８０［ｌ／ｋｇ−鋳片］の範囲で変更した。

鋳片１２は、ピンチロール８などによって表面が平坦化されているが、振動に起因した谷部はわずかながら残存している。谷部の深さ［ｍｍ］については、鋳片１２ａの表面をレーザー距離計を用いて測定し、鋳片１２ａの平坦な面を基準として、平坦な面から最も深い谷部となる深さを、谷部の深さ［ｍｍ］とした。横割れの個数［個／ｍ^２］について、鋳片１２ａを酸洗し、浸透探傷検査によって鋳片１２ａの表面のクラックを観察し、１ｍｍ以上の長さのものを横割れと特定し、鋳片１２ａの表面の単位面積当たりの横割れの個数を、横割れの個数［個／ｍ^２］とした。

比水量Ｈ［ｌ／ｋｇ−鋳片］と谷部の深さ［ｍｍ］との関係を図２に示し、谷部の深さ［ｍｍ］と横割れ個数［個／ｍ^２］との関係を図３に示す。図２のグラフから、比水量Ｈを抑えるほど、谷部の深さ［ｍｍ］が抑えられていることがわかり、二次冷却ゾーン１７ａで弱冷することにより、鋳片１２の表面の平坦化が効果的に促進されていることがわかる。また、比水量Ｈを０．４［ｌ／ｋｇ−鋳片］とした場合における谷部の深さは、最大で０．５ｍｍとなり、比水量Ｈを０．４［ｌ／ｋｇ−鋳片］以下とする場合には、谷部の深さを０．５ｍｍ以下とすることができていることがわかる。そして、図３のグラフから、谷部の深さが０．５ｍｍ以下の場合には、横割れ個数は０［個／ｍ^２］とすることができていることがわかる。よって、比水量Ｈを０．４［ｌ／ｋｇ−鋳片］以下とすることにより、横割れの個数［個／ｍ^２］を効果的に抑えることが確認できた。

（１）鋳型５の出口において凝固シェル１３の厚み、（２）鋳片１２の厚みＴ、（３）鋳片引き抜き速度Ｖｃ、（４）振動数などの振動の条件、そして、（５）二次冷却ゾーン１７ｂでの鋳片１２の表面温度がＡｒ３点［℃］以下を満たすか、あるいは、二次冷却ゾーン１７ｃでの鋳片１２の表面温度がＡｃ３点［℃］以上を満たすか、についての条件を適宜変更した以外は実験と同様にして鋳片１２ａを複数回連続鋳造した（試験Ｎｏ．１〜３２）。各連続鋳造においては、実験と同様にして、比水量Ｈを［ｌ／ｋｇ−鋳片］を適宜変更して、比水量Ｈと谷部の深さ［ｍｍ］との関係、及び、谷部の深さ［ｍｍ］と横割れの個数［個／ｍ^２］との関係を調べた。前記（１）〜（５）の条件及び谷部の深さ［ｍｍ］と横割れの個数［個／ｍ^２］を表１に示す。

試験Ｎｏ．３〜１１及び１６〜１９の連続鋳造においては、本発明を満たし、本発明例である。一方で、試験Ｎｏ．１及び２の連続鋳造では凝固シェル１３の厚み［ｍｍ］、試験Ｎｏ．１２〜１５では振幅［ｍｍ］、試験Ｎｏ．２０〜２３では振動数［回／分］、試験Ｎｏ．２４〜２８及び３２では比水量Ｈ、が本発明を満たさず、比較例である。また、試験Ｎｏ．２９〜３１では、比水量Ｈが０．４［ｌ／ｋｇ−鋳片］未満の条件で鋳片１２に水を吹き付けた後であっても、鋳片１２の表面温度をＡｒ３点［℃］以下とし、次いで、鋳片１２の表面温度がＡｃ３点［℃］以上となるように鋳片１２を復熱させることができず、比較例である。

試験Ｎｏ．１及び２について、試験Ｎｏ．１では、凝固シェルが薄過ぎて、ブレークアウトが生じ、鋳片を得ることができなかった。よって、表１では、谷部の深さ［ｍｍ］及び横割れの個数［個／ｍ^２］には、「−」と記載してある。試験Ｎｏ．２では、凝固シェルが厚過ぎて、サポートロール６による凝固シェル１３の表面の平坦化が促進されず、谷部の深さの値が０．７２ｍｍであった。また、鋳片１２の表面温度をＡｒ３点［℃］以下とし、次いで、鋳片１２の表面温度がＡｃ３点［℃］以上となるように鋳片１２を復熱させることができていたが、横割れ個数が７．５個／ｍ^２となった。

試験Ｎｏ．３〜１１では、本発明を満たす上に指数ＮＳＲが３０％以下で、谷部の深さも０．３５ｍｍ以下に抑え、横割れ個数を０にできた。試験Ｎｏ．１６〜１９では、指数ＮＳＲが３０％を超えているものの、本発明を満たし、谷部の深さは０．５５ｍｍ未満に抑え、横割れ個数は１．０個／ｍ^２以下とすることができた。

試験Ｎｏ．１２〜１５では、谷部の深さは０．６ｍｍを超え、横割れ個数は５．８個／ｍ^２を超えている。試験Ｎｏ．２０〜３２では、谷部の深さは大半が０．６ｍｍを超え、横割れ個数は、一部は３．０個／ｍ^２程度となっているものの、大半が５．０個／ｍ^２を超えている。

本発明によって、鋳型から引き抜かれた直後の鋳片の表面の平坦化を促進でき、延いては、矯正部以降の鋳片表面の谷部を浅くすることが可能となったことがわかる。適正な熱履歴と前記谷部を浅くすることによって、鋳片に発生し得る横割れを確実に防止できたこともわかる。

１垂直曲げ型連続鋳造機
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サポートロール
７ガイドロール
８ピンチロール
９搬送ロール
１０ガス切断機
１１溶鋼
１２鋳片
１２ａ切断された鋳片
１３凝固シェル
１４未凝固層
１７ａ〜１７ｅ二次冷却ゾーン

Claims

垂直曲げ型連続鋳造機の鋳型内に溶鋼を注入しつつ、前記鋳型を鋳造方向に振動させながら前記鋳型を冷却して、厚みが９〜２０ｍｍとなる凝固シェルを形成し、該凝固シェルを引き抜いて鋳片を鋳造する鋼の連続鋳造方法であって、
前記鋳型の振動は振幅が６ｍｍ以下、振動数が１００［回／分］以上であり、
前記鋳型の出口から前記鋳片が１つ目のロールに接触するまでの間は、下記式（１）で表される比水量Ｈが０．０１［ｌ／ｋｇ−鋳片］以上０．４［ｌ／ｋｇ−鋳片］未満となる条件で前記鋳片に水を吹き付け、
次いで、前記鋳片の表面温度がＡｒ３点［℃］以下となるまで前記鋳片を冷却した後に、前記鋳片を復熱させることにより、少なくとも垂直曲げ型連続鋳造機の曲げ部では、前記鋳片の表面温度がＡｃ３点［℃］以上とすることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
Ｈ＝Ｑ／（Ｗ×Ｔ×Ｖｃ×ρ）（１）
ここで、Ｑは、前記鋳型の長辺から形成された鋳片の表面に吹き付ける水量［ｌ／分］で
あり、
Ｗは、鋳片幅［ｍ］であり、
Ｔは、鋳片厚み［ｍ］であり、
Ｖｃは、鋳片引き抜き速度［ｍ／分］であり、
ρは、鋳片の密度［ｋｇ／ｍ^３］である。
前記鋳型の振動の１周期のうち、鋳造方向を正とした鋳型の速度Ｖｍ［ｍ／分］が前記鋳片引き抜き速度Ｖｃ［ｍ／分］以上となる時間ｔｎと前記速度Ｖｍが前記鋳片引き抜き速度Ｖｃ未満となる時間ｔｐとの合計時間に対する前記時間ｔｎの割合で表される指数ＮＳＲが３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。