(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳片の二次冷却を行う工程が２つの工程からなり、第１の工程では鋳型直下で鋳片の二次冷却を行い、その後の第２の工程では凝固末期近傍において鋳片の二次冷却を行う連続鋳造方法であって、第２の工程で鋳片を二次冷却することによって、厚さ中心部の固相率が０．４である鋳片の位置から、さらに鋳片が冷却されて、厚さ中心部の温度が１２００℃となる鋳片の位置までの間における鋳造方向の任意の位置において、鋳片横断面における凝固殻の面積Ｓ１  中に占めるＡｒ３  変態点以下の部分の面積Ｓ２  の割合が３％以下とすることを特徴とする鋼のブルームおよびビレットの連続鋳造方法。
【請求項２】
Ｃ含有率が０．１質量％以下の炭素鋼、またはＣ含有率が０．２質量％以下、Ｃｒ含有率が０．５〜３．０質量％の含Ｃｒ低合金鋼の溶鋼を鋳造することを特徴とする請求項１に記載の鋼のブルームまたはビレットの連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼のブルームおよびビレットの連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造された鋳片から、圧延または鍛造工程を経てユジーンセジュルネ法、マンネスマン法などによりシームレス鋼管を製造する工程において、鋳片にセンターキャビティや、マクロ偏析、セミマクロ偏析などの成分偏析といった内部欠陥が存在し、その程度が大きい場合には、その鋳片から製造したシームレス鋼管に内面疵が発生し、製品品質上の欠陥となりやすい。
【０００３】
鋳片のこれら内部欠陥の発生の防止を目的として、鋳片冷却の際の熱収縮を利用する二次冷却法が知られている。たとえば、特開平７−１０９６号公報には、鋳片の中心部の固相率が０．１ないし０．３になった時点で水量密度２５〜１００リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）の水冷却による鋳片の表面冷却を開始し、鋳片の中心部の固相率が０．８以上になるまでこの水量密度による水冷却を継続する鋳片の冷却方法が提案されている。
しかし、鋳片の冷却過程のＡｒ３  変態に際し、低炭素鋼や含Ｃｒ低合金鋼のようなフェライト相の生成が多い鋼では、上記の公報に開示されたように凝固末期における鋳片の二次冷却を強化すると、かえって、センターキャビティや成分偏析などの内部欠陥の発生が助長される場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低炭素鋼や含Ｃｒ低合金鋼のように、鋳片の冷却過程のＡｒ３  変態に際し、フェライト相の生成が多い鋼においても、センターキャビティや、マクロ偏析、セミマクロ偏析などの成分偏析といった内部欠陥の発生を防止することができる鋼のブルームおよびビレットの連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、下記（１）および（２）に示す連続鋳造方法にある。      （１）鋳片の二次冷却を行う工程が２つの工程からなり、第１の工程では鋳型直下で鋳片の二次冷却を行い、その後の第２の工程では凝固末期近傍において鋳片の二次冷却を行う連続鋳造方法であって、第２の工程で鋳片を二次冷却することによって、厚さ中心部の固相率が０．４である鋳片の位置から、さらに鋳片が冷却されて、厚さ中心部の温度が１２００℃となる鋳片の位置までの間における鋳造方向の任意の位置において、鋳片横断面における凝固殻の面積Ｓ１  中に占めるＡｒ３  変態点以下の部分の面積Ｓ２  の割合が３％以下とする鋼のブルームおよびビレットの連続鋳造方法。
【０００６】
（２）Ｃ含有率が０．１質量％以下の炭素鋼、またはＣ含有率が０．２質量％以下、Ｃｒ含有率が０．５〜３．０質量％の含Ｃｒ低合金鋼の溶鋼を鋳造する上記（１）に記載の鋼のブルームまたはビレットの連続鋳造方法。
【０００７】
本発明で規定する「鋳片の二次冷却における第１の工程」とは、鋼のブルームまたはビレットの連続鋳造において、通常、採られている鋳片の二次冷却のことを意味する。すなわち、鋳型出口から抜けた鋳片の内部における凝固殻の厚さを増加させ、鋳片がバルジングすることを防止するための鋳片の二次冷却のことである。その際、通常、鋳型直下で鋳片がバルジングしない程度の水量密度で鋳片の二次冷却がおこなわれる。
【０００８】
本発明で規定する「鋳片の二次冷却における第２の工程」とは、第１の工程の後で、とくに凝固末期近傍において、鋳片の二次冷却を再開することを意味する。凝固末期近傍で鋳片の二次冷却を行うことにより、鋳片を積極的に収縮させ、センターキャビティを小さくし、またマクロ偏析、セミマクロ偏析などの成分偏析の発生を抑制する。
【０００９】
「鋳片の二次冷却における第１の工程」と「鋳片の二次冷却における第２の工程」との間において、鋳片の二次冷却をいったん中断してもよいし、連続して鋳片の二次冷却をおこなっても構わない。
【００１０】
本発明で規定する「固相率」、「鋳片の厚さ中心部の温度」および「鋳片横断面における凝固殻の面積Ｓ１  中に占めるＡｒ３  変態点以下の部分の面積Ｓ２の割合」は、一般的に用いられる非定常伝熱計算により求めることができる。
【００１１】
連続鋳造された鋳片が二次冷却され冷却される過程において、Ａｒ３  変態点でオーステナイト相からフェライト相が生成する鋼の場合には、これらの相の結晶構造の違いから、体積膨張が生じる。
【００１２】
Ｃｒ含有率が多く、Ｃ含有率が０．６質量％程度までの通常のシームレス鋼管などに用いられる鋼のブルームおよびビレットの連続鋳造では、鋳片が二次冷却され冷却される過程において、Ａｒ３  変態点でオーステナイト相からフェライト相が生成する。このような鋼の連続鋳造に際し、凝固末期に過度の二次冷却を行うと、極端な場合には、凝固完了した凝固殻の全てがＡｒ３  変態点に達し、オーステナイト相が全てフェライト相に変態し、大きな体積膨張が生じる。
【００１３】
Ａｒ３  変態点は通常９００℃近傍の温度であり、鋳片の凝固殻がこのような温度で大きな体積膨張を生じ、凝固殻が大きく膨張変形すると、９００℃近傍よりも高温で、変形抵抗の小さい鋳片の厚さ中心部近傍の凝固殻に体積膨張による変形が集中する。そのため、未凝固の溶鋼が存在する部分およびセンターキャビティが大きくなる。これは、鋼製のパイプが熱せられ、その外径が熱膨張で大きくなると、その内径も大きくなるのと同じである。未凝固の溶鋼が存在する部分およびセンターキャビティが大きくなると、凝固中のデンドライト樹間に存在するミクロ偏析した溶鋼が流動した後に、大きくなったセンターキャビティに集積し、新たなマクロ偏析、セミマクロ偏析などが生成する。
【００１４】
そこで、大きな体積膨張を抑制する方法として、凝固末期における鋳片の二次冷却の際に、Ａｒ３  変態点に達する凝固殻の割合を少なくする方法、すなわち、凝固末期の二次冷却を開始する前の鋳片温度をできるだけ高温とする方法も考えられるが、過度に温度を高くすると、凝固末期に鋳片の二次冷却をおこなって、鋳片を収縮させる効果が小さくなる。さらに、連続鋳造機内に鋳片の保温または加熱装置を配置する必要があり、過大な装置となるので現実的な方法ではない。
【００１５】
凝固末期における鋳片の二次冷却の際のＡｒ３  変態点に達する凝固殻の割合を適度とすることにより、センターキャビティや、マクロ偏析、セミマクロ偏析などの成分偏析の発生を効果的に防止することができる。
【００１６】
すなわち、凝固殻が大きな体積膨張を起こしても、凝固完了した凝固殻の割合によっては、センターキャビティの拡大を抑制できる。鋳片の厚さ中心部に十分な未凝固の溶鋼が存在し、かつ未凝固の溶鋼が流動可能な状態であれば、それを取り囲む凝固殻が体積膨張しても、大きくなった分だけ未凝固の溶鋼が鋳造方向の上流側より流入し、体積膨張した部分が未凝固の溶鋼で充満する。
【００１７】
また、凝固完了した凝固殻の割合によっては、凝固殻の強度が適正な大きさとなることによって、鋳片の外周側の凝固殻が体積膨張しても、内周側の凝固殻がセンターキャビティの拡大に対する抵抗力となり得る。
【００１８】
一方、鋳片の厚さ中心部に十分な未凝固の溶鋼が存在せず、また、未凝固の溶鋼が流動しにくい状態で、さらに、凝固完了した凝固殻の温度が高く、その強度が小さい場合であっても、凝固殻に大きな体積膨張を起こさせずに、かつ、適度な体積膨張をおこさせればよいこと、すなわち下記に示す方法を採れば、センターキャビティや、マクロ偏析、セミマクロ偏析などの成分偏析の発生を効果的に防止することができることがわかった。
【００１９】
厚さ中心部の固相率が０．４である鋳片の位置から鋳造方向の下流側の位置では、鋳片の厚さ中心部に十分な未凝固の溶鋼が存在せず、未凝固の溶鋼が流動しにくい状態にある。固相率が０．４以上で、未凝固の溶鋼が流動しにくくなることは、次の試験により確認した。すなわち、種々の化学組成の鋼の鋳造に際し、連続鋳造機内に設けたピンチロールを用いて、厚さ中心部の固相率が種々相違する鋳片を圧下し、鋳造後の鋳片の横断面サンプルを採取した。このサンプルをマクロエッチし、圧下時の成分偏析の濃化した溶鋼の流動状況を調査した。その結果、固相率が０．４以上で、未凝固の溶鋼が流動しにくくなることを確認した。また、鋳造後に厚さ中心部の温度が１２００℃となる鋳片の位置より鋳造方向の上流側の位置では、凝固完了した凝固殻の温度が高く、その強度が小さい。
【００２０】
本発明の方法では、厚さ中心部の固相率が０．４である鋳片の位置から、さらに鋳片が冷却されて、厚さ中心部の温度が１２００℃となる鋳片の位置までの間における鋳造方向の任意の位置において、鋳片横断面における凝固殻の面積Ｓ１中に占めるＡｒ３  変態点以下の部分の面積Ｓ２  の割合を３％以下とするので、センターキャビティや、マクロ偏析、セミマクロ偏析などの成分偏析の発生を効果的に防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の方法を適用する場合の連続鋳造機の例を示す模式図である。断面形状が円形で直径が２００〜３００ｍｍ程度の丸ビレットの湾曲型連続鋳造機の例を示す。
【００２２】
浸漬ノズル１を介して鋳型２内に供給された溶鋼３は、鋳型内で凝固殻４を生成する。凝固殻と未凝固の溶鋼５とで構成される鋳片６は、鋳型を抜けた直後から冷却スプレー７により二次冷却される。第１の工程Ａ１として、鋳型直下から、たとえば、鋳造方向に２ｍ長さの間、鋳片は二次冷却される。二次冷却はいったん中断し、たとえば、第２の工程Ａ２として、メニスカスから３０〜３６ｍの範囲の凝固末期の位置において、鋳片は二次冷却される。
【００２３】
鋳片の二次冷却は、エアーミストスプレーを用いて行うのが望ましい。効果的な鋳片の二次冷却を行うことができるからである。その際の水量密度（リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ））は、エアーミストを構成する水の水量密度で定義される。
【００２４】
本発明の方法では、鋳片の二次冷却を２つの工程に分けて行い、第１の工程では、鋳型直下で鋳片の二次冷却を行うとともに、その後の第２の工程では、凝固末期に鋳片の二次冷却を行う。
【００２５】
第１の工程では、鋳片がバルジングしない程度の水量密度で鋳片の二次冷却を行う。その際の水量密度は、鋳片の大きさ、鋳造速度などによって決めればよいが、直径が２００〜３００ｍｍ程度の丸ビレットの場合、１００〜３００リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）程度が望ましい。
【００２６】
第２の工程では、凝固末期近傍の鋳片を適度に二次冷却することにより、鋳片を熱収縮させる。その際、オーステナイト相からフェライト相へ変態する凝固殻の面積を適度に抑制し、凝固殻の体積膨張を適度な膨張に抑制する。その際の水量密度は、鋳片の大きさ、鋳造速度などによって決めればよいが、直径が２００〜３００ｍｍ程度の丸ビレットの場合、５０〜３００リットル／（ｍｉｎ・ｍ２
）程度が望ましい。
【００２７】
本発明の方法では、厚さ中心部の固相率が０．４である鋳片の位置から、さらに鋳片が冷却されて、厚さ中心部の温度が１２００℃となる鋳片の位置までの間における鋳造方向の任意の位置において、鋳片横断面における凝固殻の面積Ｓ１中に占めるＡｒ３  変態点以下の部分の面積Ｓ２  の割合を３％以下とする。
【００２８】
鋳片の厚さ中心部に十分な未凝固の溶鋼が存在せず、未凝固の溶鋼が流動しにくい時期から、凝固完了した凝固殻の温度が高く、その強度が小さい時期までの間において、Ａｒ３  変態点以下の凝固殻の領域の面積の割合を適正に小さく、すなわち、鋳片横断面における凝固殻の面積Ｓ１  中に占めるＡｒ３  変態点以下の部分の面積Ｓ２  の割合を３％以下とするので、凝固殻の体積膨張を適度な膨張に抑制しつつ、鋳片を効果的に熱収縮させることができる。そのため、センターキャビティや、マクロ偏析、セミマクロ偏析などの成分偏析の発生を効果的に防止することができる。
【００２９】
鋳片横断面における凝固殻の面積Ｓ１  中に占めるＡｒ３  変態点以下の部分の面積Ｓ２  の割合を３％以下とするための鋳片の二次冷却の方法の例を、具体的に、以下に説明する。
【００３０】
鋳片の冷却は、鋳型からの抜熱（一次冷却）、鋳型直下での二次冷却、凝固末期近傍での二次冷却、大気中への輻射放熱、ガイドロールなどとの接触冷却などによりおこなわれる。これらの条件の中で、鋳片の温度を決めるのは、鋳片の二次冷却の程度と鋳造速度である。通常、鋳片の大きさ、品質などから目標の鋳造速度は一定である。したがって、鋳片の温度は、鋳片の二次冷却の程度によって変化することになる。
【００３１】
鋼のブルームまたはビレットの鋳造中に、鋳片の二次冷却を変化させた場合、鋳片横断面積に対する外周部にある凝固殻の占める割合が大きいので、通常、鋳片厚さ中心部の温度の変化は小さく、鋳片の外周部近傍の温度が大きく変化する。つまり、鋳片の厚さ中心部近傍の温度をほとんど変えずに、鋳片の外周部近傍の温度を変化させることができる。
【００３２】
鋳型直下における第１の工程での鋳片の二次冷却が強い場合、凝固末期近傍の第２の工程での鋳片の冷却によって、鋳片の外周部の温度はさらに低下し、鋳片の外周部の凝固殻のうち、Ａｒ３  変態点以下の温度に達する凝固殻の割合が多くなる。その場合には、第１の工程の鋳片の二次冷却における水量密度を低下させ、冷却を弱くすればよい。
【００３３】
上記の方法を用いることにより、鋳片の大きさ、鋳造速度などに対応して、鋳片横断面における凝固殻の面積Ｓ１  中に占めるＡｒ３  変態点以下の部分の面積Ｓ２  の割合が３％以下となる第１の工程および第２の工程の鋳片の二次冷却の具体的な水量密度を予め求めておくことができる。
【００３４】
さらに、その際、冷却の第２の工程の入側の位置および出側の位置において、予め鋳片の表面温度を放射温度計などを用いて計測して、標準の表面温度として求めておくことができる。
【００３５】
実際の鋳造時には、測定した鋳片の表面温度をプロセスコンピュータに入力し、非定常伝熱計算を実行することにより、凝固殻の温度分布、および鋳片の厚さ中心部の温度の推定を行うことができる。その結果をモニタリングすることで、鋳片の二次冷却の水量密度を調整することにより、より精度よく、鋳片の二次冷却を行うことができる。
【００３６】
本発明の方法が対象とする「鋼」は、連続鋳造された鋳片が二次冷却され冷却される過程において、Ａｒ３  変態点でオーステナイト相からフェライト相が生成する鋼を意味する。
【００３７】
さらに、Ｃ含有率が０．１質量％以下の炭素鋼、またはＣ含有率が０．２質量％以下、Ｃｒ含有率が０．５〜３．０質量％の含Ｃｒ低合金鋼の溶鋼を鋳造する際に、本発明の方法を適用するのが望ましい。
【００３８】
ここで、Ｃ含有率が０．１質量％以下の炭素鋼とは、質量％で、Ｃ：０．０２〜０．１％、Ｓｉ：０．０８〜０．４％、Ｍｎ：０．６〜１．６％、Ａｌ：０．００８〜０．０２％を含み、また必要に応じて、Ｃａ：０．００８％以下、Ｂ：０．００３％以下のうちの１種または２種を含み、残部がＦｅおよび不純物からなる鋼を意味する。Ｃ、ＳｉおよびＭｎは主として鋼の強度確保、Ａｌは主として溶鋼の脱酸のためにそれぞれ添加される。また、Ｃａは非金属介在物の形態制御、Ｂは鋼の焼入性向上のためにそれぞれ添加される。
【００３９】
また、Ｃ含有率が０．２質量％以下、Ｃｒ含有率が０．５〜３．０質量％の含Ｃｒ低合金鋼とは、質量％で、Ｃ：０．０２〜０．２％、Ｓｉ：０．０８〜０．４％、Ｍｎ：０．３〜１．０％、Ａｌ：０．００８〜０．０２％、Ｃｒ：０．５〜３．０％を含み、また必要に応じて、Ｍｏ：１．０％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｕ：１．０％以下、Ｔｉ：０．２％以下、Ｎｂ：０．２％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｃａ：０．００６％以下、Ｂ：０．００３％以下のうちの１種または２種以上を含み、残部がＦｅおよび不純物からなる鋼を意味する。Ｃ、Ｓｉ、ＭｎおよびＣｒは主として鋼の強度、靱性の確保、Ａｌは主として溶鋼の脱酸のためにそれぞれ添加される。また、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＮｂおよびＶは、鋼の強度、靱性などの改善のため、Ｃａは非金属介在物の形態制御、Ｂは鋼の焼入性向上のためにそれぞれ添加される。
【００４０】
上記の炭素鋼および含Ｃｒ低合金鋼は、鋳片の冷却過程のＡｒ３  変態点において、オーステナイト相から生成するフェライト相が多いので、本発明の方法を適用する効果が著しく、したがって、センターキャビティや、マクロ偏析、セミマクロ偏析などの成分偏析といった内部欠陥の発生を防止する効果が大きい。
【００４１】
【実施例】
図１に示す構成の連続鋳造機を用い、表１に示す鋼の溶鋼を鋳造した。これら鋼のＡｒ３  変態点を熱分析により測定し、炭素鋼である鋼ａは８４５℃、鋼ｂは８５０℃、含Ｃｒ低合金鋼である鋼ｃは８８０℃であることを確認した。
【００４２】
鋼ａは、Ａｒ３  変態に際し、オーステナイト相からフェライト相が生成する鋼で、鋼ｂおよび鋼ｃは、Ａｒ３  変態に際し、オーステナイト相からフェライト相が多く生成する鋼である。
【００４３】
【表１】
0003620494.tif 000002
【００４４】
鋳片は直径２００ｍｍの丸ビレットとし、鋳片の二次冷却の第１の工程は、鋳型直下から鋳造方向に２ｍ長さまでの間とし、第２の工程は、メニスカスから３０〜３６ｍの距離の６ｍ長さの範囲とした。二次冷却用の水スプレー装置としてエアーミストスプレーを用い、第１の工程では気水比３０、最大の水量密度３００リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）とし、また、第２の工程では、気水比５０、最大の水量密度５００リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）とし、それらの水量密度の範囲内で、それぞれ水量密度を変化させて試験した。
【００４５】
第１の工程および第２の工程における水量密度の組み合わせを種々変更することにより、鋳片の厚さ中心部の固相率が０．４になる時期から、鋳片の厚さ中心部の温度が１２００℃となる時期までの間における鋳造方向の任意の位置において、鋳片横断面における凝固殻の面積Ｓ１  中に占めるＡｒ３  変態点以下の部分の面積Ｓ２  の割合（後述する表２のＳ２  ／Ｓ１  のうちロの値）を変化させて試験した。
【００４６】
また、上記のとおり、第１の工程および第２の工程における水量密度の組み合わせを種々変更することにより、鋳片の厚さ中心部の温度が、溶鋼温度になる時期から、鋳片の厚さ中心部の固相率が０．４（含まず）になる時期までの間における鋳造方向の任意の位置において、Ｓ２  ／Ｓ１  の値（後述する表２のＳ２／Ｓ１  のうちイの値）、および鋳片の厚さ中心部の温度が、１２００℃（含まず）になる時期から、７００℃になる時期までの間における鋳造方向の任意の位置において、Ｓ２  ／Ｓ１  の値（後述する表２のＳ２  ／Ｓ１  のうちハの値）を、それぞれ変化させて試験した。
【００４７】
その際、鋳片を構成する凝固殻の温度分布および鋳片の厚さ中心部の固相率は、非定常伝熱計算により求めた。この計算の精度がよいことを、鋳片の表面温度の測定、および鋳片の打鋲試験により事前に確認した。
【００４８】
この計算に基づいて、鋳片の厚さ中心部の固相率が０．４となる時期から、１２００℃となる時期までの間を含め、任意の鋳造時期において、鋳造方向の任意の位置における鋳片横断面の凝固殻の温度分布を求めた。また、凝固殻の温度分布をもとに、凝固殻内のＡｒ３  変態点以下の温度となる凝固殻の部分を特定して数値積分することにより、凝固殻内のＡｒ３  変態点以下の温度となる部分の面積Ｓ２  を求め、別途求めた凝固殻全体の面積Ｓ１  で除することによって、前述のＳ２  ／Ｓ１  の値（後述する表２におけるイ、ロ、ハの値）を求めた。
【００４９】
図２は、鋳片横断面における凝固殻の温度分布の例を模式的に示す図である。符号Ｂ１は、温度がＡｒ３  変態点を超える高温の凝固殻、符号Ｂ２は、温度がＡｒ３  変態点以下の凝固殻、符号５は、未凝固の溶鋼を示す。符号Ｂ２の領域の面積がＳ２  であり、符号Ｂ１およびＢ２の合計の領域の面積がＳ１  である。
【００５０】
鋳造速度は、鋼ａについては２．５ｍ／ｍｉｎ、鋼ｂについては２．８ｍ／ｍｉｎ、鋼ｃについては２．６ｍ／ｍｉｎをそれぞれ目標の速度としたが、比較例の試験Ｎｏ．２１とＮｏ．２２を除く、その他の比較例の試験では、第１の工程における水量密度を増加させたので、凝固完了位置をその他の試験と同じ位置とするため、鋳造速度を鋼ａ、鋼ｂ、鋼ｃとも、それぞれ０．１ｍ／ｍｉｎだけ目標の速度より速くして鋳造した。なお、凝固完了位置を一定の位置とするのは、鋳片の内部品質を一定の良好な状態を確保するためである。
【００５１】
鋳造後、定常の鋳造状態における鋳片の部分から、長さ２ｍの鋳片を採取し、さらに、０．５ｍ間隔で厚さ５０ｍｍの３ケの横断面サンプルを採取し、センターキャビティの状況と成分偏析の状況を調査した。
【００５２】
横断面サンプルの軸心部の直径５０ｍｍ以内で目視観察されるセンターキャビティの大きさと数を調査し、センターキャビティの合計の面積を求め、観察した面積で除してその百分率の値を求め、センターキャビティ面積率Ｓｏ（％）を求めた。３ケの横断面サンプルの調査結果の平均を求め、センターキャビティの生成程度を評価した。
【００５３】
また、軸心部近傍で、軸心部を含む直径方向の５０ｍｍ以内の５ヶ所の位置から、直径４ｍｍのドリル刃で切り屑を採取し、Ｃの化学分析をおこない、平均した値をＣ含有率Ｃ１  （質量％）とし、レードルのＣ含有率Ｃ０  （質量％）で除した比、Ｃ１  ／Ｃ０  （−）を成分偏析度として求め、成分偏析を評価した。試験条件および試験結果を表２に示す。
【００５４】
【表２】
0003620494.tif 000003
【００５５】
本発明例の試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６では、Ｃ含有率が０．１８質量％または０．０５質量％の炭素鋼である鋼ａまたは鋼ｂを用い、第１の工程における二次冷却の水量密度を１５０リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）として弱冷却をおこない、第２の工程における二次冷却の水量密度を５０〜３００リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）の範囲内で変化させた。いずれも前述のＳ２  ／Ｓ１  の値（表２のうちのロの値）は０．３〜３％の範囲内で、本発明で規定する範囲内の値であった。前述のＳ２  ／Ｓ１  の値（表２のうちのハの値）のうち、一部は３％を超える値であった。
【００５６】
試験Ｎｏ．１およびＮｏ．２では、センターキャビティ面積率Ｓｏは０．０５％または０．０９％で、Ｃの成分偏析度Ｃ１  ／Ｃ０  は１．１１または１．１２であった。センターキャビティ面積率、Ｃの成分偏析度はともに、後述する試験Ｎｏ．３〜Ｎｏ．６に比べて、やや悪かったが、後述する比較例に比べて、良好な結果であった。また、試験Ｎｏ．３〜Ｎｏ．６では、センターキャビティ面積率Ｓｏは０．０〜０．０４％で、Ｃの成分偏析度Ｃ１  ／Ｃ０  は１．０３〜１．１０であり、ともに良好な結果であった。
【００５７】
本発明例の試験Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１０では、含Ｃｒ低合金鋼である鋼ｃを用い、第１の工程における二次冷却の水量密度を２００リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）として弱冷却をおこない、第２の工程における二次冷却の水量密度を５０〜２８０リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）の範囲内で変化させた。いずれも前述のＳ２／Ｓ１  の値（表２のうちのロの値）は０〜２．９％の範囲内で、本発明で規定する範囲内の値であった。前述のＳ２  ／Ｓ１  の値（表２のうちのハの値）のうち、一部は３％を超える値であった。
【００５８】
試験Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１０では、センターキャビティ面積率Ｓｏは０．０〜０．０４％％で、Ｃの成分偏析度Ｃ１  ／Ｃ０  は１．０５〜１．０８であり、ともに良好な結果であった。
【００５９】
比較例の試験Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．２０では、それぞれ本発明例の試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０に対応させて、第１の工程における二次冷却の水量密度を３５０リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）または４００リットル／（ｍｉｎ・ｍ２  ）として強冷却をおこなった。第２の工程における二次冷却の水量密度は、それぞれ本発明例の試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０と同じとした。いずれも前述のＳ２  ／Ｓ１  の値（表２のうちのロの値）は３．１〜７．４％の範囲内で、本発明で規定する条件を外れて高い値であった。前述のＳ２  ／Ｓ１  の値（表２のうちのイまたはハの値）のうち、３％を超えるのはわずかであった。
【００６０】
試験Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．２０では、センターキャビティ面積率Ｓｏは１．１〜１２．３％で、Ｃの成分偏析度Ｃ１  ／Ｃ０  は１．２４〜１．５３で、いずれも試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０に比べて悪かった。
【００６１】
比較例の試験Ｎｏ．２１およびＮｏ．２２では、第２の工程における二次冷却をおこなわなかった。センターキャビティ面積率Ｓｏは９．５％または８．５％で、Ｃの成分偏析度Ｃ１  ／Ｃ０  は１．４４または１．４６で、ともに悪かった。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の方法の適用により、低炭素鋼や含Ｃｒ低合金鋼のように、鋳片の冷却過程のＡｒ３  変態に際し、フェライト相の生成が多い鋼においても、センターキャビティや、マクロ偏析、セミマクロ偏析などの成分偏析といった内部欠陥の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を適用する場合の連続鋳造機の例を示す模式図である。
【図２】鋳片横断面における凝固殻の温度分布の例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１：浸漬ノズル        ２：鋳型
３：溶鋼              ４：凝固殻
５：未凝固の溶鋼      ６：鋳片
７：冷却スプレー      ８：ガイドロール
９：ピンチロール
Ａ１：第１の工程
Ａ２：第２の工程
Ｂ１：温度がＡｒ３  変態点を超える高温の凝固殻、
Ｂ２：温度がＡｒ３  変態点以下の凝固殻
【図１】
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【図２】
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