(57)【要約】【課題】  鋳片の中心偏析を軽減するべく、鋳片に軽圧下を付与しながら溶鋼を連続鋳造するにあたり、鋳片下面側の冷却を調整することにより、鋳片下面側の凝固組織を制御し、それにより軽圧下の効率を高め、中心偏析の軽微な鋳片を安定して製造する。【解決手段】  複数対の圧下ロールからなる軽圧下帯１６を備えた湾曲型または垂直曲げ型連続鋳造機１を用い、鋳片１２の厚み中心部の固相率が０．４以下の時点から前記軽圧下帯にて０．５〜１．５ｍｍ／分の範囲内の圧下速度で鋳片の圧下を開始し、少なくとも鋳片の厚み中心部の固相率が０．７以上になる時点まで鋳片の圧下を継続して鋼の連続鋳造鋳片を製造するに際し、少なくとも前記軽圧下帯にて鋳片に圧下力を付与する期間は、鋳片下面側の表面温度を鋳片上面側の表面温度よりも低くする。【選択図】            図１
2010082638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数対の圧下ロールからなる軽圧下帯を備えた湾曲型または垂直曲げ型連続鋳造機を用い、鋳片の厚み中心部の固相率が０．４以下の時点から前記軽圧下帯にて０．５〜１．５ｍｍ／分の範囲内の圧下速度で鋳片の圧下を開始し、少なくとも鋳片の厚み中心部の固相率が０．７以上になる時点まで鋳片の圧下を継続して鋼の連続鋳造鋳片を製造するに際し、少なくとも前記軽圧下帯にて鋳片に圧下力を付与する期間は、鋳片下面側の表面温度を鋳片上面側の表面温度よりも低くすることを特徴とする、連続鋳造鋳片の製造方法。
【請求項２】
前記鋳片下面側の表面温度と前記鋳片上面側の表面温度との温度差を、下記の（１）式で算出される温度（ＴO）以上とすることを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造鋳片の製造方法。
ＴO（℃）＝3000×Ｃ1/2／ΔＴ…（１）
但し、（１）式において、Ｃは、鋳造鋼種の炭素含有量（質量％）、ΔＴは、鋳造鋼種の液相線温度に対するタンディッシュ内溶鋼の過熱度（℃）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造鋳片の製造方法に関し、詳しくは、中心偏析の軽微な鋼の連続鋳造鋳片を製造するための連続鋳造鋳片の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼の凝固過程では、炭素、燐、硫黄などの溶質元素は、凝固時の再分配により未凝固の液相側に濃化される。これがデンドライト樹間に形成されるミクロ偏析である。連続鋳造機により鋳造されつつある鋳片の凝固収縮や、連続鋳造機のロール間で発生する凝固シェルのバルジングなどによって、鋳片中心部に空隙が形成されたり負圧が生じたりすると、この部分に溶鋼が吸引されるが、凝固末期の未凝固相には十分な量の溶鋼が存在しないので、上記のミクロ偏析によって濃縮された溶鋼が流動し、鋳片中心部に集積して凝固する。このようにして形成された偏析スポットは、溶質元素の濃度が溶鋼の初期濃度に比べ格段に高濃度となっている。これを一般にマクロ偏析と呼び、その存在部位から、中心偏析と呼んでいる。
【０００３】
中心偏析は、鋼製品の品質を劣化させる。例えば、石油輸送用や天然ガス輸送用のラインパイプ材においては、サワーガスの作用により中心偏析を起点として水素誘起割れ（「ＨＩＣ」ともいう）が発生する。また、飲料用の缶製品に用いられる深絞り材においては、成分の偏析により加工性に異方性が出現することもある。そのため、連続鋳造工程から圧延工程に至るまで、鋳片の中心偏析を低減する対策が多数提案されている。
【０００４】
そのなかで、効果的に鋳片の中心偏析を低減する手段として、連続鋳造機内において、未凝固相を有する凝固末期の鋳片をロールによって凝固収縮量程度の圧下速度で徐々に圧下しながら鋳造する方法（以下、「軽圧下」と呼ぶ）が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００５】
この軽圧下技術は、鋳造方向に並んだ複数対のロール（「軽圧下帯」と呼ぶ）を用い、凝固収縮量に見合った圧下速度及び圧下量で鋳片を徐々に圧下して未凝固相の体積を減少させ、鋳片中心部における空隙或いは負圧部の形成を防止すると同時に、デンドライト樹間に形成される濃化溶鋼の流動を防止し、これによって鋳片の中心偏析を軽減するという技術である。
【０００６】
軽圧下を行う場合には、鋳片の変形のしやすさなどの観点から、鋳片表面温度についても検討がなされており、例えば、特許文献２には、軽圧下時の鋳片表面温度を８００〜９００℃の範囲に調整しながら、毎分０．３〜０．５％の歪速度の圧下力を鋳片に付与することが提案されている。
【特許文献１】特開昭４９−１２１７３８号公報
【特許文献２】特開昭６３−２５２６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２を含めて従来の技術では以下の問題があった。
【０００８】
即ち、連続鋳造工程において鋳型から引き抜かれた鋳片は、二次冷却帯で、その表面に水または水と空気との混合ミストが吹きつけられて冷却される。大量生産型の連続鋳造機は、通常、湾曲型または垂直曲げ型であり、鋳片は鋳型からは鉛直方向下方に引き抜かれるものの、その後、連続鋳造機の所定の円弧に沿って湾曲し、最終的には水平方向に引き抜かれる。このため、鋳片の上面側に吹きつけられた冷却水は、一部は蒸発・飛散するが、一部は鋳片表面に溜り水の状態で残存する。そのため、吹きつけられた際の抜熱に加え、溜り水による冷却も発生するため、冷却効率が高くなる。これに対して、鋳片の下面側では、冷却水の溜り水は発生せず、冷却水は鋳片表面から落下するため、冷却効率が上面側に比較して低下する。ここで、鋳片の下面側とは、湾曲部を有する連続鋳造機の基準面である、湾曲部円弧の外側のパスラインを構成するロールと接触する側の面であり、上面側とは、その反対側の面である。
【０００９】
このため、鋳片の上面側に比較して下面側は冷却速度が遅くなり、デンドライト樹枝状晶からなる凝固組織が相対的に粗くなる。また、同様の理由で熱流方向も乱れやすいため、デンドライト樹枝状晶や柱状晶の成長方向が上面側に比較して乱れる。更に、下面側の凝固組織は、凝固界面への凝固核の沈降などの影響により、一般的に、分岐柱状晶更には等軸晶になりやすい。
【００１０】
このようなことから、鋳片下面側ではデンドライト樹枝状晶からなる凝固組織の配列や方位が乱れやすく、このような場合、最終凝固部に偏析スポットを形成する空隙が生じやすくなって偏析レベルが悪化する。
【００１１】
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、鋳片の中心偏析を軽減するべく、鋳片に軽圧下を付与しながら溶鋼を連続鋳造するにあたり、鋳片下面側の冷却を調整することにより、鋳片下面側の凝固組織を制御し、それにより軽圧下の効率を高め、近年の厳しい品質要求にも対処可能な中心偏析の軽微な鋳片を安定して製造することのできる、連続鋳造鋳片の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための第１の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、複数対の圧下ロールからなる軽圧下帯を備えた湾曲型または垂直曲げ型連続鋳造機を用い、鋳片の厚み中心部の固相率が０．４以下の時点から前記軽圧下帯にて０．５〜１．５ｍｍ／分の範囲内の圧下速度で鋳片の圧下を開始し、少なくとも鋳片の厚み中心部の固相率が０．７以上になる時点まで鋳片の圧下を継続して鋼の連続鋳造鋳片を製造するに際し、少なくとも前記軽圧下帯にて鋳片に圧下力を付与する期間は、鋳片下面側の表面温度を鋳片上面側の表面温度よりも低くすることを特徴とするものである。
【００１３】
第２の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、第１の発明において、前記鋳片下面側の表面温度と前記鋳片上面側の表面温度との温度差を、下記の（１）式で算出される温度（ＴO）以上とすることを特徴とするものである。
ＴO（℃）＝3000×Ｃ1/2／ΔＴ…（１）
但し、（１）式において、Ｃは、鋳造鋼種の炭素含有量（質量％）、ΔＴは、鋳造鋼種の液相線温度に対するタンディッシュ内溶鋼の過熱度（℃）である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて、鋳片長辺面を軽圧下しながら鋳片を連続鋳造する際に、軽圧下を付与する期間の鋳片下面側の表面温度を上面側の表面温度よりも低くするので、鋳片下面側の冷却が促進・強化され、鋳片下面側の冷却速度が速くなり、鋳片下面側のデンドライト樹枝状晶が微細化される。同様に、鋳片下面側の冷却速度を高めることで、未凝固溶鋼から鋳片表面に至る抜熱の熱流方向の乱れが低減され、鋳片下面側のデンドライト樹枝状晶や柱状晶の成長方向が整列する。また、鋳片下面側の凝固組織は、凝固核の沈降などにより分岐柱状晶や等軸晶に遷移しやすい傾向であるが、鋳片下面側の表面温度を上面側の表面温度よりも低くしたので、下面側も柱状晶のまま凝固する。その結果、鋳片下面側のデンドライト樹枝状晶、つまり柱状晶からなる凝固組織の配列及び方位が整えられ、凝固組織の配列や方位の乱れの部位に形成されやすい偏析スポットの形成を防止することができ、中心偏析の軽微な鋳片を安定して製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
本発明者らは、鋳片の中心偏析を安定して軽減することを目的として、軽圧下を付与しつつ、種々の鋳造条件で鋳造した鋳片の中心偏析を調査した。その結果、鋳造速度や軽圧下条件が同一であっても、中心偏析の程度に差があることを知見した。中心偏析低減効果が不十分な鋳片では、鋳片の厚み中央部に数百ミクロン或いはそれ以上の大きさのマクロ偏析スポットが形成され、そこに濃化溶鋼が集積して凝固し、偏析度が高くなっていた。
【００１７】
こうした鋳片を詳細に調査したところ、マクロ偏析スポットは、図５（図５は実施例の欄で詳細に説明）に例を示すように、デンドライト樹枝状晶の成長方位や成長界面（＝凝固界面）が乱れている場所に形成されることが多いことが判明した。
【００１８】
即ち、鋳片の上面及び下面から成長するデンドライト樹枝状晶の凝固界面は、１次デンドライトの樹幹と樹間のようなミクロ的な凹凸はあるとしても、マクロ的にはほぼ平坦な形状であるので、軽圧下を付与した場合、圧下の効果が凝固界面全体にほぼ均等に付与されて、偏析スポットが局所的に形成されることは少なくなる。ところが、一部のデンドライト樹枝状晶の成長が速かったり遅かったりして凝固界面の形状がマクロ的にも不均一になったり、デンドライト樹枝状晶の成長方向自体が偏倚して凝固組織の整列が乱れたりすると、軽圧下を行った場合にも、その効果が発揮される部分と発揮されにくい部分とが発生する。つまり、図５の例のように、デンドライト樹枝状晶の成長方向が乱れてマクロ的に凝固界面が乱れているような場合、凝固の遅れている部位に偏析スポットが生じる。
【００１９】
連続鋳造時、鋳型から引き抜かれた鋳片は、二次冷却帯で、その表面に水または水と空気との混合ミストが吹きつけられて冷却される。湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機の場合、鋳片下面側では、冷却用の水が上面側のように溜り水になったりせずに鋳片表面から落下するため、鋳片下面側の冷却効率は上面側に比較して低い。このため、鋳片の上面側に比較して下面側は冷却速度が遅くなり、デンドライト樹枝状晶からなる凝固組織が粗くなる。また、同様の理由で熱流方向も乱れやすいため、デンドライト樹枝状晶や柱状晶の成長方向が乱れる。更に、下面側の凝固組織は、一般的に、凝固界面への凝固核の沈降などの影響によって分岐柱状晶更には等軸晶になりやすい。このようなことから、鋳片下面側ではデンドライト樹枝状晶からなる凝固組織の配列や方位が乱れやすく、最終凝固部に偏析スポットを形成する空隙が生じやすくなる。
【００２０】
即ち、これらの考察から、鋳片下面側の冷却を強化することによって下面側の凝固組織の配列や方位の乱れを抑制することで、偏析スポットを形成する空隙が生じにくくなり、中心偏析が軽減されるとの知見が得られた。
【００２１】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、軽圧下帯を備えた湾曲型または垂直曲げ型連続鋳造機を用いて、鋳片長辺面を軽圧下しながら鋳片を連続鋳造する際に、前記軽圧下帯にて鋳片に圧下力を付与する期間は、鋳片下面側の表面温度を鋳片上面側の表面温度よりも低くすることを特徴とする。
【００２２】
ここで、注意すべき点は、鋳片下面側の表面温度を上面側と同等の温度にするだけでは目的を達成しないということである。鋳片の冷却、凝固シェルの冷却速度という観点だけであれば、上面側と下面側とをほぼ同一温度にすればよいはずであるが、凝固組織の制御という観点を含めると、それだけでは不十分である。それは、凝固方位や凝固組織の乱れを引き起こす要因の一つである凝固核は、連続鋳造機の上部から沈降し、下面側の凝固界面に付着堆積して、その影響を下面側に及ぼすため、それを考慮すると、下面側の冷却強度を上面側よりも大きくする必要があるからである。
【００２３】
その際に、鋳片下面側の表面温度と鋳片上面側の表面温度との温度差を、下記の（１）式で算出される温度（ＴO）以上とすることにより、本発明の目的を更に確実に達成することが可能となる。
ＴO（℃）＝3000×Ｃ1/2／ΔＴ…（１）
但し、（１）式において、Ｃは、鋳造鋼種の炭素含有量（質量％）、ΔＴは、鋳造鋼種の液相線温度に対するタンディッシュ内溶鋼の過熱度（℃）である。
【００２４】
炭素鋼における凝固組織の１次デンドライトアームの間隔は、炭素含有量と相関があることが認められており（例えば、鉄と鋼、vol.71（1985）、S1034）、炭素含有量が増加すると１次デンドライトアーム間隔は拡大する。また、柱状晶から等軸晶への凝固組織の遷移も炭素含有量と相関があることが古くから知られており、少なくとも炭素含有量が０．４質量％程度までの鋼においては、炭素含有量が増えると柱状晶から等軸晶への遷移が起きやすくなる。このようなことから、鋳造される鋼種、特に炭素含有量は、本発明の目的を達成する上で重要な要素となる。
【００２５】
ここで、上記（１）式の導出について説明する。炭素鋼の１次デンドライトアームの間隔は上記のように炭素含有量と相関があり、本発明者らによる観察データの整理によれば、１次デンドライトアーム間隔は炭素含有量のほぼ１／６乗に比例する傾向が見られた。一方、理論検討からは、炭素含有量の１／４〜１／６乗などの数値が報告されており（例えば、Kurzら、Acta Metal.、vol.29（1981）、11）、実測データから求めた１／６乗という数値はこれと矛盾しない。また、１次デンドライトアームの間隔は、凝固時の温度勾配（Ｇ）及び凝固速度（Ｒ）とも相関があり、理論検討では温度勾配の１／２乗、凝固速度の１／４乗に反比例する。
【００２６】
１次デンドライトアームの間隔は、最終凝固部でのマクロ的な凝固界面の形状に直接影響を与え、マクロ偏析スポットの大きさと相関することが考えられることから、本発明においては、下面側に与えられる、上面側との温度差は、以上の各要素を考慮して決める必要がある。
【００２７】
また、凝固組織の乱れ及び等軸晶への遷移には、連続鋳造機の上部から最終凝固部へ沈降する凝固核の存在が影響する。こうした凝固核は、主に、連続鋳造機の鋳型内湯面で形成される微細な自由結晶や、鋳型内の初期凝固シェルにおけるデンドライト樹枝状晶の分断などによって形成される。これらの凝固核は、溶鋼温度が高い状態で鋳造されると、それ自体の形成が抑制されたり、形成された凝固核が溶鋼の熱で再溶解して消滅したりするので、凝固核の生成は溶鋼温度の影響を大きく受ける。溶鋼温度の高低は、一般的に、その鋼種の液相線温度に対する過熱度（ΔＴ）で表される。
【００２８】
本発明者らは、これらの解析結果に基づき、炭素含有量及び溶鋼過熱度（ΔＴ）の影響を評価し、それを鋳片の下面と上面との温度差を規定する条件に組み込み、上記（１）式を導出した。
【００２９】
このように、鋳片下面側の表面温度を規定することにより、特に、鋳片下面側の凝固組織における配列や方位の乱れを抑制することができ、それにより、凝固組織の配列や方位の乱れの部位に形成されやすい偏析スポットの形成を防止することができ、中心偏析の軽微な鋳片を安定して製造することが可能となる。
【００３０】
以下、本発明の具体的な実施方法を、図面を参照して説明する。図１は、本発明を実施した垂直曲げ型のスラブ連続鋳造機の側面概要図である。
【００３１】
図１に示すように、スラブ連続鋳造機１には、溶鋼１１を注入して凝固させ、鋳片１２の外殻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１１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６、ガイドロール７及びピンチロール８からなる複数対の鋳片支持ロールが配置されている。このうち、ピンチロール８は、鋳片１２を支持すると同時に鋳片１２を引抜くための駆動ロールである。鋳造方向に隣り合うこれら鋳片支持ロールの間隙には、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１２は引抜かれながら冷却されるようになっている。タンディッシュ２の底部には、溶鋼１１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、浸漬ノズル４が設置されている。また、鋳片支持ロールの下流側には、鋳造された鋳片１２を搬送するための複数の搬送ロール９が設置されており、この搬送ロール９の上方には、鋳造される鋳片１２から所定の長さの鋳片１２ａを切断するための鋳片切断機１０が配置されている。
【００３２】
鋳片１２の凝固完了位置１５の近傍には、対向するガイドロール７との間隔（「ロール間隔」と呼ぶ）を鋳造方向下流に向かって順次狭くなるように設定された、複数対のガイドロール群から構成される軽圧下帯１６が設置されている。この軽圧下帯１６では、その全域または一部選択した領域で、鋳片１２に軽圧下を行うことが可能である。軽圧下帯１６の各ガイドロール間にも鋳片１２を冷却するためのスプレーノズルが配置されている。尚、ロール間隔が鋳造方向下流に向かって順次狭くなるように設定された状態を、「ロール勾配」とも称している。
【００３３】
浸漬ノズル４を介して鋳型５に注入された溶鋼１１は、鋳型５で冷却されて凝固シェル１３を形成し、内部に未凝固相１４を有する鋳片１２として、鋳型５の下方に設けたサポートロール６、ガイドロール７及びピンチロール８に支持されつつ、ピンチロール８の駆動力により鋳型５の下方に連続的に引抜かれる。鋳片１２は、これらの鋳片支持ロールを通過する間、二次冷却帯の二次冷却水で冷却され、凝固シェル１３の厚みを増大し、軽圧下帯１６で軽圧下されながら凝固完了位置１５で内部までの凝固を完了する。凝固を完了した鋳片１２は、鋳片切断機１０によって切断されて鋳片１２ａとなる。
【００３４】
このような連続鋳造操業の種々の鋳造条件において、予め伝熱計算などを用いて凝固シェル１３の厚み並びに鋳片厚み中心部の固相率を求めておき、軽圧下帯１６に入る時点での鋳片厚み中心部の固相率が０．４以下になるとともに鋳片下面側の表面温度が上面側の表面温度よりも低くなり、且つ、軽圧下帯１６の出側での鋳片厚み中心部の固相率が０．７以上になるとともに軽圧下帯１６にて鋳片１２に圧下力を付与する期間は鋳片下面側の表面温度が上面側の表面温度よりも低く維持されるように、鋳造速度及び二次冷却水量などの鋳造条件を調整する。軽圧下を開始する時点での鋳片厚み中心部の固相率は０．４以下であればいくらであっても構わず、また、軽圧下帯１６の出側での鋳片厚み中心部の固相率は０．７以上であればいくらであっても構わない。尚、図１では凝固完了位置１５が軽圧下帯１６の範囲内であるが、これは例として示すものである。
【００３５】
鋳片厚み中心部の固相率が０．４を越えてから軽圧下を開始しても、それ以前に濃化溶鋼の流動が発生する可能性があり、これにより中心偏析が発生し、軽圧下の効果を十分に発揮することができず、また、濃化溶鋼の流動は、固相率が０．７程度まで発生する可能性があり、それよりも早期に軽圧下を停止してしまうと、濃化溶鋼の流動が発生し、これにより中心偏析が発生して、軽圧下の効果を十分に発揮することができない。
【００３６】
通常、二次冷却帯は、単一または複数のロールセグメント毎に二次冷却ゾーンが設定されており、各冷却ゾーンでは上面及び下面毎に二次冷却水量を決めることができるように機能されている。この機能を用いて、鋳片１２の上面及び下面の温度を制御する。
【００３７】
この場合、タンディッシュ２に滞留する溶鋼１１の温度を測定してそのときの過熱度（ΔＴ）を求め、求めた過熱度（ΔＴ）と溶鋼１１の炭素含有量とから、前述した（１）式によって温度（ＴO）を算出し、鋳片下面側の表面温度と上面側の表面温度との温度差が、温度（ＴO）と同等か或いはそれ以上となるように、二次冷却水量を調整することが好ましい。鋳造する溶鋼１１の液相線温度は、例えば、下記の（２）式から求めることができる。
【００３８】
TL=1536-(78×[%C]+7.6×[%Si]+4.9×[%Mn]+34.4×[%P]+38×[%S]+4.7×[%Cu]+3.1×[%Ni]+1.3×[%Cr]+3.6×[%Al])…（２）
但し、（２）式において、ＴＬは液相線温度（℃）、［％Ｃ］は溶鋼の炭素濃度（質量％）、［％Ｓｉ］は溶鋼の珪素濃度（質量％）、［％Ｍｎ］は溶鋼のマンガン濃度（質量％）、［％Ｐ］は溶鋼の燐濃度（質量％）、［％Ｓ］は溶鋼の硫黄濃度（質量％）、［％Ｃｕ］は溶鋼の銅濃度（質量％）、［％Ｎｉ］は溶鋼のニッケル濃度（質量％）、［％Ｃｒ］は溶鋼のクロム濃度（質量％）、［％Ａｌ］は溶鋼のアルミニウム濃度（質量％）である。
【００３９】
尚、軽圧下帯の設置範囲が鋳造方向に長く、軽圧下帯の中でも軽圧下を付与するロール群と軽圧下を付与しないロール群が存在する場合には、実際に軽圧下を付与するロール群のみを上記の軽圧下帯１６とみなして操業すればよい。
【００４０】
軽圧下帯１６における圧下速度は、ロール勾配と鋳片１２の鋳造速度との積で得られるので、圧下速度が０．５〜１．５ｍｍ／分の範囲内の所定の値になるように軽圧下帯１６のロール勾配を設定すればよい。例えば、鋳造速度が１．５ｍ／分の場合に圧下速度を１．２ｍｍ／分とするときには、ロール勾配は鋳造方向距離１ｍあたり０．８ｍｍ（０．８＝１．２／１．５）となる。
【００４１】
圧下速度が０．５ｍｍ／分未満の場合は圧下速度が凝固収縮量に対して小さ過ぎて、濃化溶鋼の流動を抑えることができない恐れがあり、一方、圧下速度が１．５ｍｍ／分を超える場合は、圧下速度が凝固収縮量よりも大きくなり、濃化溶鋼を絞り出すことによって、鋳片中心部に負偏析を形成する恐れがあるからである。また、総圧下量は２〜６ｍｍ程度とすれば十分である。
【００４２】
このようにして鋼の連続鋳造を実施することで、鋳片１２の下面側凝固組織における配列や方位の乱れを抑制することができ、それにより、凝固組織における配列や方位の乱れの部位に形成されやすい偏析スポットの形成を防止することができ、鋳片１２には軽圧下が効果的且つ有効に作用することも相俟って、中心偏析の軽微な鋳片１２ａを安定して製造することが可能となる。
【実施例１】
【００４３】
図１に示すような垂直曲げ型スラブ連続鋳造機を用い、鋳片を軽圧下するときの鋳片下面側の表面温度が上面側の表面温度に比較して約５０℃低くなるように、下面側の二次冷却水量を上面側に比較して大幅に多くして鋳造した（本発明例）。そのスラブ鋳片から試験片を採取し、凝固組織を調査した。
【００４４】
用いた連続鋳造機は、鋳型直下に２．５ｍの垂直部を有し、それに続く湾曲部の半径が１０ｍである垂直曲げ型のスラブ連続鋳造機で、軽圧下帯を鋳型内溶鋼湯面（メニスカス）から１２〜１８ｍの範囲に設置してある。この連続鋳造機を用いて、炭素含有量が０．０４〜０．０５質量％の耐サワーラインパイプ用鋼を、厚み２５０ｍｍ、幅１９５０ｍｍの鋳片として、引抜き速度１．３ｍ／分で鋳造した。伝熱計算による圧下開始時点の鋳片軸心部の固相率ｆｓは０．１、軽圧下帯出口での鋳片軸心部の固相率ｆｓは１．０であった。軽圧下帯のロール勾配は鋳造方向距離１ｍ当たり０．９ｍｍ、即ち、軽圧下速度に換算して１．１７ｍｍ／分（＝１．３×０．９）とした。
【００４５】
図２に、連続鋳造機内における鋳片上面及び下面の表面温度の推移を示す。図２において、破線が鋳片上面幅中央部の表面温度、実線が鋳片下面幅中央部の表面温度を示している。
【００４６】
また、比較のために、上記連続鋳造機において二次冷却パターンを変えた鋳造も試験した（比較例）。この二次冷却パターンでは、鋳片上面に吹きつけられる二次冷却水量よりも鋳片下面側に吹きつけられる二次冷却水量をやや多めとして、鋳片の上面と下面との温度が同等になるようにしている。比較例における軽圧下条件は本発明例と同等とした。
【００４７】
図３に、比較例における連続鋳造機内での鋳片上面及び下面の表面温度の推移を示す。鋳片の上面と下面との温度が同等になるように二次冷却水量をバランスさせたが、図３に示すように、結果的には下面側の表面温度が上面側の表面温度よりも若干高めとなっている。これは、鋳片下面側では二次冷却水が溜り水とならずに鋳片表面から落下し、冷却効率が低下するためである。
【００４８】
鋳造後の鋳片から採取した試験片の鋳片中心部における凝固組織の拡大写真を図４及び図５に示す。図４が本発明例における凝固組織写真で、図５が比較例における凝固組織写真である。
【００４９】
図５に示すように、比較例では下面側のデンドライト樹枝状晶の成長方向が大きく乱れており、凝固界面には大きな凹凸があって、その影響で凝固界面の凹んだ部分にマクロ偏析スポットが形成されていた。これに対して、図４に示すように、本発明例の場合には、下面側のデンドライト樹枝状晶の成長方向の乱れは少なく、マクロ偏析スポットの形成も少ないことが確認できた。
【００５０】
尚、図２及び図３に示した連続鋳造機内における鋳片表面温度の推移は、伝熱計算によって求めたものであるが、連続鋳造機内の鋳片表面温度を鋳造方向の数箇所で実測し、その結果を計算結果に反映させて校正している。一般的には、鋳片上面側の溜り水などの影響や、下面側の冷却効率を正確に見積もることは難しいため、伝熱計算の伝熱境界条件の与え方によっては計算結果が実際の表面温度と大きく乖離することもある。そのような場合、計算結果では、下面側の二次冷却水量の多さを反映して下面側の表面温度が上面側よりも低い値になっていても、実際には、下面側の表面温度が十分に下がっておらず、逆に、上面側の方が冷却速度の速い場合もある。従って、本発明の実行にあたっては、伝熱計算だけで判断せず、実鋳片の表面温度で管理することが重要である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を実施した垂直曲げ型のスラブ連続鋳造機の側面概要図である。
【図２】本発明例での連続鋳造機内における鋳片上面及び下面の表面温度の推移を示す図である。
【図３】比較例での連続鋳造機内における鋳片上面及び下面の表面温度の推移を示す図である。
【図４】本発明例における鋳片中心部の凝固組織写真である。
【図５】比較例における鋳片中心部の凝固組織写真である。
【符号の説明】
【００５２】
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  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  鋳片切断機
１１  溶鋼
１２  鋳片
１３  凝固シェル
１４  未凝固相
１５  凝固完了位置
１６  軽圧下帯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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