(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面形状が矩形の鋳片を湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて鋳造する際に、鋳片を鋳型から引き抜いた直後から鋳片の二次冷却を行い、鋳片の表面温度をいったんＡｒ3変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ3変態点を超える温度に復熱させ、その後に鋳片を矯正する連続鋳造方法であって、鋳片の表面温度をＡｒ3変態点より低い温度に保持する時間ｔ（ｓ）と、いったんＡｒ3変態点より低い温度に冷却した後にＡｒ3変態点を超える温度に復熱させるまでの間で、鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔmin（℃）とが、下記の（イ）式および（ロ）式を満足するように鋳片の二次冷却を行うことにより、鋳片表面から少なくとも深さ２ｍｍまでの凝固組織を、オーステナイト粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織とすることを特徴とする連続鋳造方法。
５０≦ｔ（ｓ）≦５００ ・・・（イ）
０．１３×ｔ＋４９３≦Ｔmin（℃）≦０．０４５×ｔ＋７９８ ・・・（ロ）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次冷却の条件に特徴のある連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
厚鋼板には、その機械的特性の向上を目的として、Ｎｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕなどの合金元素を含有させた低合金鋼が多く用いられている。しかし、これら低合金鋼を湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて鋳造する際に、鋳片表面に横割れまたは横ひび割れ（以下、単に割れと記す場合がある）が発生しやすい。鋳片の矯正時に鋳片表面に働く応力が低合金鋼に固有の限界応力を超えて、割れが発生するのである。これら鋳片表面の割れは、その鋳片を素材として熱間圧延した厚鋼板の表面疵の原因となる。
【０００３】
低合金鋼の鋳片の熱間延性は、鋳片の凝固組織がオーステナイト（以下、γと記す場合がある）相からフェライト（以下、αと記す場合がある）相に変態するＡｒ３  変態点の温度近傍、すなわち６００〜８５０℃の温度領域で著しく低下する。また、低合金鋼の鋳片では、二次冷却される過程において、ＡｌＮやＮｂＣなどがγ粒界に析出するので、γ粒界が脆化しやすい。したがって、６００〜８５０℃の温度領域でこれら低合金鋼の鋳片を矯正すると、熱間延性の低下およびγ粒界の脆化のために、鋳片表面に割れが発生しやすい。
【０００４】
そこで、矯正時の鋳片の表面温度を６００〜８５０℃の熱間延性の低下する温度領域（以下、脆化温度域と記す）の低温側または高温側に回避して、鋳片表面の割れの発生を防止する方法が一般的に採られている。しかし、鋳片の二次冷却、鋳造速度などの条件が鋳造中に変化するので、鋳片の表面温度は鋳造中に変化する。そのため、脆化温度域で鋳片が矯正される場合があり、その場合には、鋳片表面に割れが発生する。
【０００５】
特開平９−２５３８１４号公報には、鋳型出口の下方で鋳片を強冷却し、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度にした後、脆化温度域よりも高温側のＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させ、その後に鋳片を矯正することにより、鋳片表面の割れの発生を防止する方法が提案されている。
【０００６】
この方法は、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度にした後、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させて、鋳片の凝固組織を、γ粒界が不明瞭であるフェライトとパーライトの混合組織とすることにより、鋳片の割れ感受性を低下させて、矯正時の鋳片表面を割れの発生を防止する方法である。しかし、この方法では、鋳片の二次冷却条件によっては、鋳片表面に割れが発生する場合があり、さらなる改善が望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、横割れまたは横ひび割れのない良好な表面品質を有する鋳片を、安定して得ることができる連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、横断面形状が矩形の鋳片を湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて鋳造する際に、鋳片を鋳型から引き抜いた直後から鋳片の二次冷却を行い、鋳片の表面温度をいったんＡｒ3変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ3変態点を超える温度に復熱させ、その後に鋳片を矯正する連続鋳造方法であって、鋳片の表面温度をＡｒ3変態点より低い温度に保持する時間ｔ（ｓ）と、いったんＡｒ3変態点より低い温度に冷却した後にＡｒ3変態点を超える温度に復熱させるまでの間で、鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔmin（℃）とが、下記の（イ）式および（ロ）式を満足するように鋳片の二次冷却を行うことにより、鋳片表面から少なくとも深さ２ｍｍまでの凝固組織を、オーステナイト粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織とする連続鋳造方法にある。
５０≦ｔ（ｓ）≦５００ ・・・（イ）
０．１３×ｔ＋４９３≦Ｔmin（℃）≦０．０４５×ｔ＋７９８ ・・・（ロ）
本発明で規定する「横断面形状が矩形の鋳片」とは、横断面形状が長方形または正方形のスラブまたはブルームを意味する。
【０００９】
また、本発明で規定する「鋳片の表面温度」とは、たとえば、放射温度計により測定することができる表面温度であり、また、凝固伝熱解析による計算によっても求めることができる表面温度である。計算で求める際、鋼の化学組成、鋳片のサイズ、鋳造速度、鋳片の二次冷却条件などの条件が決まれば、鋳型内のメニスカスからの距離に応じた鋳片の表面温度を求めることができる。表面熱伝達係数を適切に選択することにより、この計算で求めた鋳片の表面温度を、実測した表面温度とよく一致させることができる。
【００１０】
低合金鋼の脆化温度域である６００〜８５０℃の温度領域を回避できずに鋳片を矯正しても、鋳片表面から少なくとも深さ２ｍｍまでの鋳片の凝固組織を、γ粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織とすることにより、鋳片表面の横割れまたは横ひび割れの発生を安定して防止できる。その理由は、凝固組織が、γ粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織となった鋳片表面では、割れに対する鋼に固有の限界応力が大きくなるためである。
【００１１】
このようなγ粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織とは、高温側からＡｒ３  変態点よりも低温側に鋳片が冷却される際に、フェライトがγ粒界に粒状に生成した状態の凝固組織のことを意味する。γ粒界に粒状にフェライトが生成するために、γ粒界が不明瞭になる。これらの凝固組織は、鋳片の横断面サンプルから、鋳片表面を含むように光学顕微鏡観察用サンプルを切り出して研磨し、たとえば、５％ナイタール腐食を行った後に１０〜５０倍程度の倍率で光学顕微鏡観察することにより確認できる。
【００１２】
鋳片表面からの深さが２ｍｍを超える鋳片内部の凝固組織がγ粒界の明瞭な組織であって、鋳片の矯正時に、たとえ、その深いγ粒界の明瞭な領域で割れが発生しても、その鋳片を素材として熱間圧延した厚鋼板の表面には、表面疵は発生しない。鋳片の割れが存在する領域が鋳片内部の深い位置であるので、圧延中にこれらの割れが圧着するからである。
【００１３】
前述の特開平９−２５３８１４号公報で提案された、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度にした後、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させることにより、鋳片の凝固組織を、γ粒界が不明瞭なフェライトとパーライトの混合組織とする方法を採っても、鋳片表面に割れが発生する場合がある。その理由は、鋳片の表面温度がＡｒ３  変態点より低い温度で保持される時間およびＡｒ３  変態点より低い温度である鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度の条件によっては、鋳片表面の凝固組織を目的のγ粒界が不明瞭な凝固組織とすることが困難な場合があるからである。
【００１４】
図１は、γ粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織の生成に及ぼす、鋳片の表面温度がＡｒ３  変態点より低い温度で保持される時間ｔ（ｓ）およびＡｒ３  変態点より低い温度である鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  （℃）の影響を示す図である。
【００１５】
垂直曲げ型連続鋳造機を用い、Ｃ：０．０５〜０．０７質量％、Ｎｉ：０．６〜０．７質量％などを含有する低合金鋼を、鋳造速度０．７５〜１．２ｍ／分で厚さ２３０ｍｍ、幅２３００ｍｍのスラブに、または鋳造速度０．５ｍ／分で厚さ３００ｍｍ、幅６５０ｍｍのブルームに、それぞれ鋳片の二次冷却条件を変更して鋳造した際の鋳片表面の割れの発生有無の試験結果を示す図である。
【００１６】
図１中に示す○印は、γ粒界の不明瞭なフェライトとパーライトの混合組織となっている領域が、鋳片表面から深さ２ｍｍ以上であり、鋳片表面には、横割れまたは横ひび割れが発生していないことを意味する。△印は、γ粒界の不明瞭なフェライトとパーライトの混合組織となっている領域が、鋳片表面から深さ２ｍｍ未満に存在することを意味する。また、×印は、少なくとも鋳片表面から深さ２ｍｍまでの領域が、γ粒界が明瞭なフェライトとパーライトの混合組織となっていることを意味する。△印および×印で示した鋳片表面には、横割れまたは横ひび割れが発生しているのが確認できた。
【００１７】
図１から、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔ（ｓ）と、前述の鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  （℃）とが、前述の（イ）式および（ロ）式を満足するように鋳片の二次冷却を行うことにより、鋳片表面から少なくとも深さ２ｍｍまでの鋳片の凝固組織を、安定してγ粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織とすることができることがわかった。さらに、このような凝固組織とすることにより、鋳片表面の横割れまたは横ひび割れの発生を安定して防止できることがわかった。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の方法では、横断面形状が長方形または正方形であるスラブまたはブルームを、湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて鋳造する。また、本発明の方法は、Ｎｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕなどの合金元素を含有した低合金鋼を、厚さ１５０〜４００ｍｍのスラブまたはブルームを鋳造することを対象とするのに好適である。このような低合金鋼を上記厚さのスラブまたはブルームに湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて鋳造する際、鋳片の矯正時に、鋳片表面に横割れまたは横ひび割れが発生しやすいからである。
【００１９】
図２は、本発明の連続鋳造方法を実施する場合の連続鋳造装置の例を示す模式図である。垂直曲げ型の連続鋳造機を用いる例を示す。鋳型１内に浸漬ノズル（図示していない）などを介して、溶鋼８が供給され、その溶鋼は鋳型で冷却されて凝固殻２となる。鋳型から引き抜かれた直後の凝固殻の厚さは薄いが、スプレーノズル４により水などを噴霧されて冷却され、その厚さが増す。未凝固の溶鋼を含む鋳片５および完全に凝固した鋳片９は、ガイドロール対３により支持されてピンチロール６により引き抜かれ、矯正位置にあるピンチロール７で矯正される。
【００２０】
本発明の方法では、鋳片を鋳型から引き抜いた直後から鋳片の二次冷却を行い、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させ、その後に鋳片を矯正する。その際、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔ（ｓ）と、いったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後にＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させるまでの間で、鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  （℃）とが、前述の（イ）式および（ロ）式を満足するように鋳片の二次冷却を行う。
【００２１】
鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させるのは、鋳片の凝固組織を、γ粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織とするためである。
【００２２】
鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させ、その後に鋳片を矯正する際の鋳片の表面温度は、低合金鋼に固有の脆化温度域よりも高温であることが望ましいが、脆化温度域で矯正しても構わない。本発明の方法では、脆化温度域で矯正しても、鋳片表面の割れの発生を防止できる。
【００２３】
鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔが５０ｓ未満では、保持時間が短く、フェライトがγ粒界に粒状に十分生成できない。その後、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させた際に、γ粒界に粒状に析出したフェライトの痕跡が残らないので、その後に鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度にした場合に、鋳片の凝固組織は、γ粒界にフェライトがフィルム状に生成したフェライトおよびパーライトの混合組織となり、γ粒界が明瞭になる。この状態で鋳片を矯正すると、鋳片表面に割れが発生する。
【００２４】
また、Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔが５００ｓを超えると、保持時間が長いので、γ粒界へのフェライトの生成が促進され、フェライトがγ粒界にフィルム状に発達する。その後、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させた際に、γ粒界にフィルム状のフェライトの痕跡が残存する。その後に鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度にした場合、γ粒界のフィルム状のフェライトの痕跡上に、フェライトがフィルム状に生成するので、鋳片の凝固組織は、γ粒界にフェライトがフィルム状に生成したフェライトおよびパーライトの混合組織となり、γ粒界が明瞭になる。この状態で鋳片を矯正すると、鋳片表面に割れが発生する。
【００２５】
Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔが前述の（イ）式を満足する条件において、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却する際の鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  が、前述の（ロ）式の左辺の値未満であると、鋳片表面が過冷却されることを意味しており、鋳片表面の復熱時に鋳片の表面温度がＡｒ３  変態点を超える温度に復熱しにくくなる。この状態から鋳片表面がさらに冷却されると、鋳片の凝固組織は、γ粒界にフェライトがフィルム状に生成したフェライトおよびパーライトの混合組織となり、γ粒界が明瞭になる。この状態で鋳片を矯正すると、鋳片表面に割れが発生する。
【００２６】
また、Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔが前述の（イ）式を満足する条件において、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却する際の鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  が、前述の（ロ）式の右辺の値を超える場合で、Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔが（イ）式を満足するなかで短い場合には、鋳片の凝固組織は、γ粒界にフェライトが粒状に生成したフェライトおよびパーライトの混合組織となり、γ粒界が不明瞭になる。ただし、その不明瞭な領域の鋳片表面からの厚さ方向の深さは２ｍｍ未満となる。この状態で鋳片を矯正すると、鋳片表面に割れが発生する。
【００２７】
一方、最低の表面温度Ｔｍｉｎ  が、前述の（ロ）式の右辺の値を超える場合で、Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔが（イ）式を満足するなかで長い場合には、鋳片の凝固組織は、γ粒界にフェライトがフィルム状に生成したフェライトおよびパーライトの混合組織となり、γ粒界が明瞭になる。この状態で鋳片を矯正すると、鋳片表面に割れが発生する。
【００２８】
厚さが１５０〜３００ｍｍのスラブの場合に、鋳型出口から１ｍまでの間において、鋳片の二次冷却の比水量を０．３〜０．６５リットル／ｋｇ−鋼とし、かつ、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて５ｍまでの任意の範囲において、鋳片の二次冷却の比水量を０．２５〜０．５５リットル／ｋｇ−鋼として鋳片を二次冷却するのが望ましく、また、厚さが１５０〜３００ｍｍのブルームの場合に、鋳型出口から１ｍまでの間において、鋳片の二次冷却の比水量を１．０５〜１．６リットル／ｋｇ−鋼とし、かつ、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて５ｍまでの任意の範囲において、鋳片の二次冷却の比水量を０．６５〜０．９５リットル／ｋｇ−鋼として鋳片を二次冷却するのが望ましい。
【００２９】
さらに、厚さが３００ｍｍ超〜４００ｍｍのスラブの場合に、鋳型出口から１ｍまでの間において、鋳片の二次冷却の比水量を０．６５〜１．０リットル／ｋｇ−鋼とし、かつ、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて５ｍまでの任意の範囲において、鋳片の二次冷却の比水量を０．５５〜０．７５リットル／ｋｇ−鋼として鋳片を二次冷却するのが望ましく、また、厚さが３００ｍｍ超〜４００ｍｍのブルームの場合に、鋳型出口から１ｍまでの間において、鋳片の二次冷却の比水量を１．６〜１．９５リットル／ｋｇ−鋼とし、かつ、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて５ｍまでの任意の範囲において、鋳片の二次冷却の比水量を０．９５〜１．１５リットル／ｋｇ−鋼として鋳片を二次冷却するのが望ましい。
【００３０】
上記のスラブまたはブルームの場合に、上記二次冷却の比水量とすることにより、表面から厚さ方向に少なくとも深さ２ｍｍまでの鋳片の凝固組織を、γ粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織とすることができ、鋳片表面の割れの発生を安定して防止できる。
【００３１】
鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させる際に、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔと、いったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後にＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させるまでの間で、鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  とが、前述の（イ）式および（ロ）式を満足するように鋳片の二次冷却を行うことを、鋳片を矯正する前までに、さらに１回以上繰り返してもよい。γ粒界が不明瞭な凝固組織の存在する鋳片表面からの深さが、より効果的に深くなる。
【００３２】
【実施例】
図２に示す装置構成で、垂直部の長さが３ｍである垂直曲げ型連続鋳造機を用いて、鋳片の形状、鋳造速度および鋳片の二次冷却の比水量の条件を変化させて、表１に示す化学組成のＮｂ、ＣｕおよびＮｉを含む低合金鋼を鋳造した。この鋼のＡｒ３  変態点は８９２℃で、脆化温度域は７２０〜８５０℃である。
【００３３】
【表１】
0003702807.tif 000002
厚さ３００ｍｍ、幅２３００ｍｍのスラブでは、鋳造速度を０．７５〜１．２ｍ／分とし、また厚さ３００ｍｍ、幅６５０ｍｍのブルームでは、鋳造速度を０．５ｍ／分とした。
【００３４】
スラブおよびブルームの二次冷却の条件は、後述する表２に詳細を示すが、概略つぎのとおりとした。すなわち、鋳型出口から１．０ｍまでの間では、スラブおよびブルームともに、鋳片の二次冷却を行い、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に低下させ、また、鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  （℃）を変化させた。また、鋳型出口からの距離が、１．０ｍを超えて５ｍまでの間では、１．０ｍから任意のＸｍまでの間で鋳片の二次冷却を行い、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔ（ｓ）を変化させ、また、鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  （℃）を変化させた。上記二次冷却の条件は、鋳型出口から最長Ｘｍまで鋳片の二次冷却を行ったことを意味する。
【００３５】
ただし、一部のスラブを鋳造する試験では、鋳型出口からの距離が、１．０ｍを超えて５ｍまでの間で、鋳片の二次冷却を行わなかった。また、後述する試験Ｎｏ．２では、上記の二次冷却の領域の下流側で、さらに追加で鋳片の二次冷却を行い、矯正位置における鋳片の表面温度を調整した。
【００３６】
各試験では、連続して３ヒートの鋳造を行った。その際、鋳造中に放射温度計により、鋳型出口から矯正位置までの領域において鋳片の表面温度を測定した。これらの測定結果から、鋳片の表面温度がＡｒ３  変態点より低い温度になったかどうかを確認するとともに、鋳片の表面温度がＡｒ３  変態点より低い温度に保持された時間ｔ（ｓ）、いったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後にＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させるまでの間で、鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  （℃）、および矯正位置における鋳片の表面温度を求めた。
【００３７】
また、一部の試験では、二次冷却直後の鋳片表面に熱電対を噛み込ませる方法で鋳片の表面温度を測定し、さらに、鋳片のサイズ、鋳造速度、鋳片の二次冷却条件などに対応した鋳片の表面温度を凝固伝熱解析による計算で求めた。これら放射温度計、熱電対および凝固伝熱解析による計算でそれぞれ求めた鋳片の表面温度が精度良く一致しているのが確認できた。
【００３８】
各試験では、鋳造方向の長さ１ｍの鋳片サンプルを採取し、鋳片表面の割れの観察を容易にするため、その表面をスカーフィングして鋳片表面の酸化物を取り除いた。その後にダイチェック（染色浸透探傷試験）を行って鋳片表面の横割れまたは横ひび割れの発生の状況を目視で観察し、割れの状況を評価した。評価Ａは、これら割れが発生していない状態、評価Ｂは、その鋳片を熱間で圧延する前に、鋳片表面の手入れが必要な程度に割れが発生している状態、評価Ｃは、手入れによっても除去が困難な程度に、著しい割れが発生している状態をそれぞれ意味する。
【００３９】
また、鋳片サンプルをスカーフィングする前に、切断面端部で幅中央部から、鋳片表面（鋳造中に上側の面に相当）の鋳造方向に１０ｍｍ、幅方向に２０ｍｍ、鋳片表面を含めて厚さ方向に２０ｍｍの光学顕微鏡観察用サンプルを切り出した。鋳片サンプルの横断面に相当する面を研磨した後、５％ナイタール腐食を行い、倍率３０倍で光学顕微鏡観察を行って、凝固組織、γ粒界におけるフィルム状のフェライトの生成の有無、不明瞭なγ粒界の鋳片表面からの深さなどを確認した。表２に試験条件と試験結果を示す。
【００４０】
【表２】
0003702807.tif 000003
本発明例の試験Ｎｏ．１では、鋳型出口から最長２．５ｍまでの間で鋳片を二次冷却しつつ、速度０．８ｍ／分でスラブを鋳造した。二次冷却の比水量は、鋳型出口から１ｍまでの間では０．６リットル／ｋｇ−鋼、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて２．５ｍまでの間では０．３リットル／ｋｇ−鋼とした。上記条件で鋳片を二次冷却することにより、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させ、その後に鋳片を矯正することができた。いったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後にＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させるまでの間で、鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  は７１０℃であった。また、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔは１５５ｓであった。上記鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  、Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔの条件は、本発明の方法で規定する条件の範囲内である。また、矯正位置での鋳片の表面温度は、この鋼の脆化温度域よりも高い８８６℃であった。
【００４１】
この試験Ｎｏ．１で得られた鋳片表面の凝固組織は、γ粒界に粒状のフェライトが生成したフェライトおよびパーライトの混合組織であり、γ粒界の不明瞭な凝固組織であった。また、それらγ粒界が不明瞭な深さは、鋳片表面から深さ３．７ｍｍまでの領域であった。鋳片表面の割れ発生の評価は評価Ａで、横割れなどの割れは発生しなかった。
【００４２】
本発明例の試験Ｎｏ．２では、鋳型出口から最長４．５ｍまでの間で鋳片を二次冷却しつつ、速度１．０ｍ／分でスラブを鋳造した。二次冷却の比水量は、鋳型出口から１ｍまでの間では０．４リットル／ｋｇ−鋼、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて４．５ｍまでの間では０．５リットル／ｋｇ−鋼とした。上記条件で鋳片を二次冷却することにより、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させることができた。その際、鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  は７７０℃であった。また、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔは２１０ｓであった。上記鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  、Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔの条件は、本発明の方法で規定する条件の範囲内である。また、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させた後、さらに鋳片の二次冷却を行ない、矯正位置での鋳片の表面温度を、この鋼の脆化温度域である８２１℃とした。
【００４３】
この試験Ｎｏ．２で得られた鋳片表面の凝固組織は、γ粒界に粒状のフェライトが生成したフェライトおよびパーライトの混合組織であり、γ粒界の不明瞭な凝固組織であった。また、それらγ粒界が不明瞭な深さは、鋳片表面から深さ２．３ｍｍまでの領域であった。矯正時の鋳片の表面温度を脆化温度域としたにもかかわらず、鋳片表面の割れ発生の評価は評価Ａで、横割れなどの割れは発生しなかった。
【００４４】
本発明例の試験Ｎｏ．３では、鋳型出口から最長２．０ｍまでの間で鋳片を二次冷却しつつ、速度０．５ｍ／分でブルームを鋳造した。二次冷却の比水量は、鋳型出口から１ｍまでの間では１．３リットル／ｋｇ−鋼、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて２．０ｍまでの間では０．７リットル／ｋｇ−鋼とした。上記条件で鋳片を二次冷却することにより、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させることができた。その際、鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  は６１０℃であった。また、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔは１９０ｓであった。上記鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  、Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔの条件は、本発明の方法で規定する条件の範囲内である。また、矯正位置での鋳片の表面温度は、この鋼の脆化温度域よりも高い８７０℃であった。
【００４５】
この試験Ｎｏ．３で得られた鋳片表面の凝固組織は、γ粒界に粒状のフェライトが生成したフェライトおよびパーライトの混合組織であり、γ粒界の不明瞭な凝固組織であった。また、それらγ粒界が不明瞭な深さは、鋳片表面から深さ５．１ｍｍまでの領域であった。鋳片表面の割れ発生の評価は評価Ａで、横割れなどの割れは発生しなかった。
【００４６】
比較例の試験Ｎｏ．４では、鋳型出口から最長１．０ｍまでの間でのみ、鋳片を二次冷却しつつ、速度１．２ｍ／分でスラブを鋳造した。その間の二次冷却の比水量は０．４リットル／ｋｇ−鋼とした。上記条件で鋳片を二次冷却することにより、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させることができた。その際、鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  は７９０℃であった。この最低の表面温度Ｔｍｉｎ  の条件は、本発明の方法で規定する条件の範囲内である。しかし、二次冷却を行う領域およびそのときの比水量が少ないため、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔは４０ｓと短かった。このＡｒ３変態点より低い温度に保持する時間ｔの条件は、本発明の方法で規定する条件を外れて短い時間である。矯正位置での鋳片の表面温度は、この鋼の脆化温度域よりも高い９３５℃であった。
【００４７】
この試験Ｎｏ．４で得られた鋳片表面の凝固組織は、フェライトおよびパーライトの混合組織であったが、γ粒界にフェライトがフィルム状に生成して、明瞭なγ粒界が認められた。鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間が短かいので、フェライトをγ粒界に粒状に十分生成させることができず、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させた際に、γ粒界に粒状に析出したフェライトの痕跡が残らなかった。そのため、その後に鋳片の表面温度がＡｒ３  変態点より低い温度になる過程で、γ粒界にフェライトがフィルム状に生成したため、γ粒界が明瞭になった。したがって、脆化温度域より高温の９３５℃で矯正したにもかかわらず、鋳片表面の割れ発生の評価は評価Ｃで、γ粒界に沿って著しい横割れが発生した。
【００４８】
比較例の試験Ｎｏ．５では、鋳型出口から最長１．０ｍまでの間でのみ、鋳片を二次冷却しつつ、速度０．７５ｍ／分でスラブを鋳造した。その間の二次冷却の比水量は０．２リットル／ｋｇ−鋼とした。上記条件で鋳片を二次冷却することにより、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させることができた。その際、鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  は８１５℃であった。しかし、この最低の表面温度Ｔｍｉｎ  の条件は、本発明の方法で規定する条件を外れて高い温度である。二次冷却を行う領域が短く、かつ、そのときの比水量が少ないためである。鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔは２００ｓであり、この保持する時間ｔの条件は、本発明の方法で規定する条件の範囲内の時間である。矯正位置での鋳片の表面温度は、この鋼の脆化温度域よりも高い８８０℃であった。
【００４９】
この試験Ｎｏ．５で得られた鋳片表面の凝固組織は、γ粒界に粒状のフェライトが生成したフェライトおよびパーライトの混合組織であり、γ粒界の不明瞭な凝固組織であった。しかし、それらγ粒界が不明瞭な厚さは、鋳片表面から深さ１．１ｍｍまでの浅い領域であった。鋳片の到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  が高く、Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔが前述の（イ）式を満足するなかで短いので、不明瞭なγ粒界の存在する鋳片表面からの厚さ方向の深さが浅くなった。そのため、矯正位置での鋳片の表面温度は脆化温度域より高温であるものの、鋳片表面の割れ発生の評価は評価Ｂで、横割れなどの割れが発生した。γ粒界が不明瞭な鋳片表面からの厚さが薄いために、γ粒界が不明瞭な凝固組織よりも深い領域の鋳片の内部に発生した横割れなどの割れが、鋳片を矯正する際に鋳片表面に露出した。
【００５０】
比較例の試験Ｎｏ．６では、鋳型出口から最長５．０ｍまでの間で鋳片を二次冷却しつつ、速度０．７５ｍ／分でスラブを鋳造した。二次冷却の比水量は、鋳型出口から１ｍまでの間では０．１リットル／ｋｇ−鋼、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて５．０ｍまでの間では０．４リットル／ｋｇ−鋼とした。上記条件で鋳片を二次冷却することにより、鋳片の表面温度をいったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後に、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱させ、その後に鋳片を矯正することができた。いったんＡｒ３  変態点より低い温度に冷却した後にＡｒ３  変態点を超える温度に復熱させるまでの間で、鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  は８３０℃であった。しかし、この最低の表面温度の条件は、本発明の方法で規定する条件を外れて高い温度である。二次冷却の比水量が少ないためである。鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔは４００ｓであり、この保持する時間ｔは、本発明の方法で規定する条件の範囲内の時間である。矯正位置での鋳片の表面温度は、この鋼の脆化温度域よりも高い８６１℃であった。
【００５１】
この試験Ｎｏ．６で得られた鋳片表面の凝固組織は、フェライトおよびパーライトの混合組織であったが、γ粒界にフェライトがフィルム状に生成して、明瞭なγ粒界が認められた。鋳片の到達する最低の表面温度Ｔｍｉｎ  が高く、Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔが前述の（イ）式を満足するなかで長目であったので、γ粒界にフェライトがフィルム状に生成した。したがって、脆化温度域より高温の８６１℃で矯正したにもかかわらず、鋳片表面の割れ発生の評価は評価Ｃで、γ粒界に沿って著しい横割れが発生した。
【００５２】
比較例の試験Ｎｏ．７では、鋳型出口から最長５．０ｍまでの間で鋳片を二次冷却しつつ、速度０．５ｍ／分でブルームを鋳造した。二次冷却の比水量は、鋳型出口から１ｍまでの間では１．３リットル／ｋｇ−鋼、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて５．０ｍまでの間では２．０リットル／ｋｇ−鋼とした。鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  は６０５℃と低く、しかも、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔは５２０ｓと長くなった。上記最低の表面温度の条件は、本発明の方法で規定する条件の範囲内であるが、上記Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔの条件は、本発明の方法で規定する条件を外れて、時間が長い。その後、鋳片の表面温度は復熱したが、Ａｒ３  変態点を超えなかった。このＡｒ３  変態点を超える温度に復熱しなかったことは、本発明の方法で規定する条件を外れている。また、矯正位置での鋳片の表面温度は、この鋼の脆化温度域よりも高い８６０℃であった。
【００５３】
この試験Ｎｏ．７では、得られた鋳片表面の凝固組織はフェライトおよびパーライトの混合組織であり、γ粒界にはフェライトがフィルム状に生成していた。Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔが長いため、γ粒界へのフェライトの生成が促進され、フェライトがγ粒界にフィルム状に発達し、さらに、Ａｒ３  変態点を超える温度に復熱しなかったため、さらにフェライトがγ粒界にフィルム状に発達した。そのため、脆化温度域より高温の８６０℃で矯正したにもかかわらず、鋳片表面の割れ発生の評価は評価Ｃで、γ粒界に沿って著しい横割れが発生した。
【００５４】
比較例の試験Ｎｏ．８では、鋳型出口から最長２．０ｍまでの間を二次冷却しつつ、速度０．５ｍ／分でブルームを鋳造した。二次冷却の比水量は、鋳型出口から１ｍまでの間では２．０リットル／ｋｇ−鋼、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて５．０ｍまでの間では０．７リットル／ｋｇ−鋼とした。鋳片の表面温度が到達した最低の表面温度Ｔｍｉｎ  は４８０℃と低く、鋳片の表面温度をＡｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔは１９０ｓであった。上記最低の表面温度の条件は、本発明の方法で規定する条件を外れて低い温度である。とくに、鋳型出口からの距離が、１ｍを超えて５．０ｍまでの間における二次冷却の比水量が多いためである。また、上記Ａｒ３  変態点より低い温度に保持する時間ｔの条件は、本発明の方法で規定する条件の範囲内である。その後、鋳片の表面温度は復熱したが、Ａｒ３  変態点を超えなかった。このＡｒ３  変態点を超える温度に復熱しなかったことは、本発明の方法で規定する条件を外れている。また、矯正位置での鋳片の表面温度は、この鋼の脆化温度域よりも高い８５２℃であった。
【００５５】
この試験Ｎｏ．８では、得られた鋳片表面の凝固組織はフェライトおよびパーライトの混合組織であり、γ粒界にはフェライトがフィルム状に生成していた。鋳片表面が過冷却され、復熱時に鋳片の表面温度がＡｒ３  変態点を超える温度に復熱しなかったため、鋳片の冷却過程で、γ粒界にフェライトがフィルム状に生成し、明瞭なγ粒界が認められた。そのため、脆化温度域より高温の８５２℃で矯正したにもかかわらず、鋳片表面の割れ発生の評価は評価Ｃで、γ粒界に沿って著しい横割れが発生した。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の連続鋳造方法の適用により、横割れ、横ひび割れなどの割れのない良好な表面品質を有する鋳片を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】γ粒界が不明瞭なフェライトおよびパーライトの混合組織の生成に及ぼす、鋳片の表面温度がＡｒ３  変態点より低い温度で保持される時間およびＡｒ３  変態点より低い温度である鋳片の表面温度が到達する最低の表面温度の影響を示す図である。
【図２】本発明の連続鋳造方法を実施する場合の連続鋳造装置の例を示す模式図である。
【符号の説明】
１：鋳型                              ２：凝固殻
３：ガイドロール対                    ４：スプレーノズル
５：未凝固の溶鋼を含む鋳片            ６：ピンチロール
７：矯正位置のピンチロール            ８：溶鋼
９：完全に凝固した鋳片
【図１】
0003702807.tif 000004
【図２】
0003702807.tif 000005