(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造機で鋳造された無手入れの高温鋳片を直接熱間圧延するか、あるいは表面温度を中心温度と同じにする程度の保温・加熱を行った後に熱間圧延するか、又は、連続鋳造機で鋳造された無手入れの高温鋳片を加熱炉に装入して加熱した後に熱間圧延するか、何れかの方法で鋼板を製造する連続鋳造鋳片の直送圧延方法において、鋳片引き抜き速度を１．０〜２．５ｍ／ｍｉｎの範囲内とし、鋳造開始時期に使用するモールドパウダーとして、下記の（１）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用い、定常域に使用するモールドパウダーとして、下記の（２）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用い、鋳造開始時期に比べて鋳造の定常域では、粘度が相対的に高いモールドパウダーを用いることを特徴とする連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
η≦0.85−0.40×Vc＋0.052×Vc 2  …（１）
η≧1.23−0.46×Vc＋0.053×Vc 2  …（２）
但し、（１）式及び（２）式において、ηは１３００℃におけるモールドパウダーの粘度（Ｐａ・ｓ）、Ｖｃは鋳片引き抜き速度（ｍ／ｍｉｎ）である。
【請求項２】
連続鋳造機で鋳造された無手入れの高温鋳片を直接熱間圧延するか、あるいは表面温度を中心温度と同じにする程度の保温・加熱を行った後に熱間圧延するか、又は、連続鋳造機で鋳造された無手入れの高温鋳片を加熱炉に装入して加熱した後に熱間圧延するか、何れかの方法で鋼板を製造する連続鋳造鋳片の直送圧延方法において、鋳片引き抜き速度を１．０〜２．５ｍ／ｍｉｎの範囲内とし、鋳造開始時期に使用するモールドパウダーとして、下記の（１）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用い、定常域に使用するモールドパウダーとして、下記の（２）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用い、鋳造開始時期に比べて鋳造の定常域では、粘度が相対的に高いモールドパウダーを用いると共に、鋳造中又は鋳造直後の鋳片を、酸素濃度が３０％以上である酸素富化雰囲気中で酸化させて、鋳片表層部に酸化層を形成させ、この酸化層を除去した後に熱間圧延することを特徴とする連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
η≦0.85−0.40×Vc＋0.052×Vc 2  …（１）
η≧1.23−0.46×Vc＋0.053×Vc 2  …（２）
但し、（１）式及び（２）式において、ηは１３００℃におけるモールドパウダーの粘度（Ｐａ・ｓ）、Ｖｃは鋳片引き抜き速度（ｍ／ｍｉｎ）である。
【請求項３】
酸素富化雰囲気中で少なくとも１分間以上酸化させることを特徴とする請求項２に記載の連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
【請求項４】
酸素富化雰囲気中での鋳片表面温度を８８０〜９３０℃とすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
【請求項５】
鋳造開始後１０分間以上経過した後に、粘度が相対的に高いモールドパウダーに切り替えることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載の連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造機により鋳造された無手入れの高温鋳片を直接熱間圧延するか、あるいは表面温度を中心温度と同じにする程度の保温・加熱を行った後に熱間圧延するか、又は、連続鋳造機により鋳造された無手入れの高温鋳片を加熱炉に装入して加熱した後に熱間圧延するか、何れかの方法（本発明ではこれらをまとめて「直送圧延」と定義する）で鋼板を製造する直送圧延方法に関し、詳しくは、表面性状に優れた鋼板を製造することができる直送圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造鋳片の表層部には、縦割れ、横割れ、ノロカミ、ブローホール等の表面欠陥があり、例えば特開昭６１−２６４１３５号公報や特開昭６２−３４６０２号公報に開示されるように、連続鋳造鋳片を無手入れのまま直送圧延して鋼板を製造する場合、鋳片にはこれらの表面欠陥が無いことが必要であり、そのため、表面欠陥を回避する様々な手段を用いて直送圧延が実施されている。
【０００３】
具体的な対策例として、縦割れは鋳型内の冷却速度を低下すると減少することが知られており、鋳型内での抜熱を少なくするモールドパウダーが開発され、縦割れ防止に効果をあげている。横割れは鋳片表面温度を鋼の脆化温度範囲外の８５０℃以上に保持して連続鋳造機の矯正帯を通過させることで防止可能であり、二次冷却強度及び鋳片引き抜き速度の制御により８５０℃以上の表面温度を確保して横割れが防止されている。ノロカミの低減にはモールドパウダーの性状を最適化すると共に鋳型内の溶鋼流動を制御することが必要であり、鋳造条件毎にその条件に合致するモールドパウダーが開発され、又、電磁力を用いた鋳型内溶鋼の流動制御が行われ、ノロカミ低減に効果をあげている。ブローホールは浸漬ノズル内に吹き込まれるＡｒに起因して発生するため、Ａｒの吹き込み流量を必要最低限に制御してその発生を抑えている。
【０００４】
又、鋳片表面には鋳型振動によりオッシレーションマークが形成され、このオッシレーションマークが深くなった場合には、横割れやノロカミを助長させて鋳片表面性状を劣化させる。オッシレーションマークの深さは鋳型振動条件及びモールドパウダーの粘度に依存することが知られており、従って、鋳片と鋳型との潤滑機能を損なわない範囲で高粘度のモールドパウダーを使用して、オッシレーションマーク深さを浅くさせている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記対策を実施しても無手入れ直送圧延により製造された鋼板の表面品質は、再加熱材から製造された鋼板に比べて劣り、いわんや、手入れ材から製造された鋼板に比べて劣る。ここで再加熱材から製造された鋼板とは、鋳造後に常温若しくは常温近くまで冷却された連続鋳造鋳片を無手入れのまま加熱炉に装入して圧延温度まで加熱し、次いで、圧延して得られた鋼板であり、又、手入れ材から製造された鋼板とは、鋳造後に常温若しくは常温近くまで冷却され、その後、その表面がスカーフやグラインダー等により手入れされた連続鋳造鋳片を加熱炉に装入して圧延温度まで加熱し、次いで、圧延して得られた鋼板である。但し、再加熱材では鋳片の熱エネルギーが無駄になり、又、手入れ材では熱エネルギーの無駄の他に表面手入れによる製造コスト増が避けられない。
【０００６】
又、直送圧延では鋳片を高い温度に維持する必要があり、そのため鋳片引き抜き速度を高速化している。モールドパウダーの消費量は鋳片引き抜き速度に反比例する。モールドパウダーは鋳型壁と鋳片との間の潤滑剤としての機能を有しており、モールドパウダーの消費量が少なくなるとこの潤滑機能が損なわれ、鋳型壁と鋳片との摩擦力が大きくなり、この摩擦力により鋳造中に鋳片が引きちぎれ、所謂ブレークアウトが発生する。そのため、直送圧延用の鋳片を鋳造する際には、消費量が多い、低粘度のモールドパウダーを使用することが一般的であり、オッシレーションマーク深さの軽減は考慮されていないのが実状である。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、連続鋳造鋳片の直送圧延の際に、連続鋳造鋳片のオッシレーションマーク深さを浅くし、オッシレーションマークを主体とする表面性状を改善すると共に、鋳造後の鋳片表面の欠陥を製造コストの上昇を抑えた安価な方法で除去し、再加熱材若しくは手入れ材と同等の表面性状を有する鋼板の製造を可能とする直送圧延方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、先ず、鋳片のオッシレーションマーク深さと鋳片表面性状との関係を把握するため、鋳片を切断してオッシレーションマーク部位を調査した。その結果、鋳型内の溶鋼湯面において、鋳型振動により内側に押し曲げられた凝固殻先端部の上に溶鋼がオーバーフローして形成される、所謂、オッシレーションマークの爪状組織の下面側には、モールドパウダーや脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 粒子が捕捉されていることが分かった。この爪状組織の深さはオッシレーションマークの深さに比例しており、そして、爪状組織が深くなるほどモールドパウダーやＡｌ2 Ｏ3 粒子が捕捉される確率が高くなることが分かった。即ち、オッシレーションマーク深さを浅くすることで、表面性状が改善されることが分かった。因みに、オッシレーションマークが深い場合には、爪状組織は鋳片表面から１ｍｍ程度の深さまで形成されていることが観察された。
【０００９】
従来から知られているように、モールドパウダーの粘度が高くなるほどオッシレーションマークは浅くなる。しかし、直送圧延では鋳片の温度を確保するために鋳片引き抜き速度を速くする必要があり、このような高速鋳造においては高粘度のモールドパウダーではその消費量が少なく、鋳片と鋳型壁との間の潤滑が劣化して安定した鋳造が実施できず、定常的に使用することは困難である。
【００１０】
そこで、本発明者等は、高速鋳造時においても高粘度モールドパウダーを使用するための条件を見出すために、鋳型壁と鋳片との間のモールドパウダーのフィルム（以下「パウダーフィルム」と記す）を詳細に観察した。その結果、（１）パウダーフィルムは鋳型壁側では完全に固定状態である（２）鋳片に接しているパウダーフィルムは液体状態である（３）パウダーフィルムの厚みは固体状態及び液体状態を合わせて１ｍｍ程度である（４）モールドパウダーの消費量から換算されるパウダーフィルムの厚みは０．１〜０．２ｍｍ程度であること等が分かった。
【００１１】
鋳型内潤滑で重要なことは鋳型壁と鋳片とが直接接触しないことである。従って、モールドパウダーの使用に当たっては、固体状態のパウダーフィルムを鋳型壁に如何に付着させるかが重要なポイントである。そこで、鋳片引き抜き速度及び鋳型振動条件を一定とし、モールドパウダーの粘度を種々変更した試験を実施して、パウダーフィルムの厚みとその構造を調査した。用いたモールドパウダーの粘度及び着地温度を表１に示し、又、試験結果を表２に示す。尚、表２は、極低炭素鋼を鋳片引き抜き速度２．０ｍ／ｍｉｎで鋳造したときの結果である。
【００１２】
【表１】
0003687533.tif 000002
【００１３】
【表２】
0003687533.tif 000003
【００１４】
表２に示すように、パウダーフィルム中の固体層の厚みは全体厚みの８０％前後であり、又、モールドパウダーの粘度が高くなると共に消費量が減少することが分かる。１３００℃における粘度が０．６Pa・ｓ以上であるモールドパウダーＤ及びモールドパウダーＥでは０．２ｋｇ／ｍ2 程度の消費量であり、粘度の低いモールドパウダーＡ又はモールドパウダーＢに比べると５０％程度の消費量である。しかし、これらの粘度の高いモールドパウダーを用いた場合でも、パウダーフィルムの厚みは２０％程度の減少であり、試験Ｎo.６，７のように鋳造開始時に低粘度モールドパウダーを使用し、鋳造途中で高粘度モールドパウダーに切り替える複合使用の場合には、パウダーフィルム厚みの減少割合は更に小さくなる。モールドパウダーＡを全域に渡って使用した試験Ｎo.１とモールドパウダーＤを全域に渡って使用した試験Ｎo.４とを比較すると、パウダーフィルム厚みの減少割合は２９％であるが、モールドパウダーＡとモールドパウダーＤとを複合使用した試験Ｎo.６では２３％の減少割合にとどまっている。
【００１５】
一方、高粘度モールドパウダーを最初に使用し、その後に低粘度モールドパウダーに切り替えた試験Ｎo.８及び試験Ｎo.９ではパウダーフィルム厚みは薄く、全域を高粘度のモールドパウダーＤ及びモールドパウダーＥで鋳造した試験Ｎo.４及び試験Ｎo.５と同等であった。又、低粘度モールドパウダーから高粘度モールドパウダーへの切り替え時期を鋳造開始後５分、１０分、２０分の３水準に変更した試験では、切り替え時が５分後の場合にはパウダーフィルム厚みが薄くなったが、切り替え時が１０分後及び２０分後の場合にはパウダーフィルム厚みは厚いまま確保されていた。
【００１６】
このように、直送圧延の際の高速鋳造時においても、鋳造開始時には粘度の低いモールドパウダーを使用してこのモールドパウダーの固体層を鋳型壁面に形成させ、その後、粘度の高いモールドパウダーに切り替えることで、パウダーフィルムの厚みが確保され、鋳型壁と鋳片との潤滑を円滑に行いつつ、オッシレーションマークの爪状組織の深さを浅くすることができるとの知見を得た。
【００１７】
本発明者等は、次に、直送圧延により製造された鋼板の表面品質が再加熱材に比べて劣る原因を確認するために、薄鋼板向けに鋳造された連続鋳造鋳片の表面及び表層部の欠陥を調査した。
【００１８】
その結果、鋳片表面に発生する縦割れの長さと深さとの関係では、長さが１０ｍｍ以下の縦割れはその深さが０．５ｍｍ以下であることが分かった。又、鋳片表面に発生する縦割れの長さ分布の調査結果から、発生する縦割れの９５％は長さ１０ｍｍ以下であることも分かった。即ち、鋳片に存在する縦割れのほとんどは、鋳片表面から０．５ｍｍ以内に存在することが分かった。同様に、ノロカミ及びブローホールの調査結果でも、これら表面欠陥の大半は鋳片表面から１ｍｍ以内に存在することが分かった。
【００１９】
これらの結果から、無手入れのまま直送圧延により製造された鋼板の表面品質が再加熱材から製造された鋼板や手入れ材から製造された鋼板に比べて劣る原因は、鋳片表層部に存在する微細な縦割れ、ノロカミ、ブローホール等の表面欠陥であり、これらの欠陥の大半は鋳片表面から１ｍｍ以内に存在しており、従って、鋳片表層部１ｍｍの範囲に存在する表面欠陥を除去すれば、圧延後の鋼板表面性状は飛躍的に向上するとの知見を得た。尚、再加熱材では、再加熱に要する時間が長く、再加熱時に鋳片表面が酸化され、これら欠陥の大部分は酸化層と共に除去されるので、鋼板では表面欠陥が少なくなると考えられる。
【００２０】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、第１の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、連続鋳造機で鋳造された無手入れの高温鋳片を直接熱間圧延するか、あるいは表面温度を中心温度と同じにする程度の保温・加熱を行った後に熱間圧延するか、又は、連続鋳造機で鋳造された無手入れの高温鋳片を加熱炉に装入して加熱した後に熱間圧延するか、何れかの方法で鋼板を製造する連続鋳造鋳片の直送圧延方法において、鋳片引き抜き速度を１．０〜２．５ｍ／ｍｉｎの範囲内とし、鋳造開始時期に使用するモールドパウダーとして、下記の（１）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用い、定常域に使用するモールドパウダーとして、下記の（２）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用い、鋳造開始時期に比べて鋳造の定常域では、粘度が相対的に高いモールドパウダーを用いることを特徴とするものである。但し、（１）式及び（２）式において、ηは１３００℃におけるモールドパウダーの粘度（Ｐａ・ｓ）、Ｖｃは鋳片引き抜き速度（ｍ／ｍｉｎ）である。
η≦0.85−0.40×Vc＋0.052×Vc 2  …（１）
η≧1.23−0.46×Vc＋0.053×Vc 2  …（２）
【００２１】
第２の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、連続鋳造機で鋳造された無手入れの高温鋳片を直接熱間圧延するか、あるいは表面温度を中心温度と同じにする程度の保温・加熱を行った後に熱間圧延するか、又は、連続鋳造機で鋳造された無手入れの高温鋳片を加熱炉に装入して加熱した後に熱間圧延するか、何れかの方法で鋼板を製造する連続鋳造鋳片の直送圧延方法において、鋳片引き抜き速度を１．０〜２．５ｍ／ｍｉｎの範囲内とし、鋳造開始時期に使用するモールドパウダーとして、下記の（１）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用い、定常域に使用するモールドパウダーとして、下記の（２）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用い、鋳造開始時期に比べて鋳造の定常域では、粘度が相対的に高いモールドパウダーを用いると共に、鋳造中又は鋳造直後の鋳片を、酸素濃度が３０％以上である酸素富化雰囲気中で酸化させて、鋳片表層部に酸化層を形成させ、この酸化層を除去した後に熱間圧延することを特徴とするものである。但し、（１）式及び（２）式において、ηは１３００℃におけるモールドパウダーの粘度（Ｐａ・ｓ）、Ｖｃは鋳片引き抜き速度（ｍ／ｍｉｎ）である。
η≦0.85−0.40×Vc＋0.052×Vc 2  …（１）
η≧1.23−0.46×Vc＋0.053×Vc 2  …（２）
【００２２】
第３の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、第２の発明において、酸素富化雰囲気中で少なくとも１分間以上酸化させることを特徴とするものである。
【００２４】
第４の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、第２の発明又は第３の発明において、酸素富化雰囲気中での鋳片表面温度を８８０〜９３０℃とすることを特徴とするものである。
【００２８】
第５の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、第１の発明ないし第４の発明の何れかにおいて、鋳造開始後１０分間以上経過した後に、粘度が相対的に高いモールドパウダーに切り替えることを特徴とするものである。
【００２９】
最初に鋳型壁にパウダーフィムルの固体層を形成することが鋳型内の潤滑特性を維持する上で非常に重要である。鋳型壁に固体層が形成されると、その後のモールドパウダー消費量が少なくても全く問題なく鋳造可能である。本発明では、鋳造開始時期に消費量が多くなる、粘度の低いモールドパウダーを使用して、鋳型壁に十分な厚みのある固体層を確保するので、鋳造途中から粘度の高いモールドパウダーに切り替えても良好な潤滑特性が維持される。そして、鋳造途中から粘度の高いモールドパウダーを使用するので、鋳片のオッシレーションマーク深さを浅くすることができ、オッシレーションマークの爪状組織に捕捉されるモールドパウダーやＡｌ2 Ｏ3 粒子が少ない鋳片を製造することができる。
【００３０】
この場合、鋳造開始時期においても鋳型壁と鋳片との潤滑を良好に維持するためには、当該時期に、その消費量が０．３ｋｇ／ｍ2 以上となるモールドパウダーを使用することが好ましい。そこで、粘度を変更したモールドパウダーを用いて種々の鋳片引き抜き速度で鋳造し、そのときの消費量を調査した。調査結果を図１に示す。図１は、モールドパウダー消費量に及ぼす鋳片引き抜き速度並びにモールドパウダー粘度の影響を示す図であり、図１の○印は、消費量が０．３ｋｇ／ｍ2 以上となるモールドパウダーを表し、●印は、消費量が０．３ｋｇ／ｍ2 未満となるモールドパウダーを表している。図１からモールドパウダーの消費量が０．３ｋｇ／ｍ2 以上となる限界を近似すると、上記の（１）式が得られた。即ち、上記の（１）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用いることで、鋳造開始時期においても鋳型壁と鋳片との潤滑を良好に維持することができる。
【００３１】
又、定常域で使用するモールドパウダーの粘度も、鋳片の表面欠陥を防止する上で当然ながら適正範囲がある。そこで、粘度を変更したモールドパウダーを用いて種々の鋳片引き抜き速度で鋳造し、その鋳片を無手入れのまま薄鋼板に熱間圧延して、この薄鋼板の表面欠陥発生率を調査した。薄鋼板での表面欠陥発生率は、前述の表１に示すモールドパウダーＡを用いて鋳造した鋳片から製造した薄鋼板の表面欠陥発生率を１として指数化し、表面欠陥発生率の目標を表面欠陥指数が０．１以下とした。前述の図１に、薄鋼板の表面欠陥発生率に及ぼす鋳片引き抜き速度並びにモールドパウダー粘度の影響を併せて示す。図１の□印は、表面欠陥指数が０．１以下となるモールドパウダーを表し、△印は、表面欠陥指数が０．１を越えるモールドパウダーを表している。図１から表面欠陥指数が０．１以下となる限界を近似すると、上記の（２）式が得られた。即ち、上記の（２）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダーを用いることで、定常域の鋳片のオッシレーションマーク深さを浅くさせ、表面性状に優れた鋳片を得ることができる。
【００３２】
又、本発明では、鋳造中又は鋳造直後の鋳片を酸素富化雰囲気中で急激に酸化させる。鋳片表層部を急速に酸化させることで、鋳片表面をほぼ均一に酸化させることができる。そして、この酸化層を熱間圧延開始時のスケールブレーカー等を用いて除去することにより、縦割れを始め、鋳片表面近傍に存在する表面欠陥はこの酸化層と共に除去され、圧延後には欠陥が極めて少ない鋼板が製造される。空気で酸化させる場合のように酸化速度が遅い場合には、鋳片表面の健全部では酸化層厚みは薄くなり、縦割れ等の割れ部では割れ内部に酸化層が形成されると共に、割れの先端部には粒状酸化物が形成され、割れ先端部の粒状酸化物は除去されずに圧延すると表面欠陥になるが、本発明では酸素富化雰囲気中で酸化させるので、割れ先端部に粒状酸化物を形成させることがない。
【００３３】
鋳片表層部の欠陥の大部分は表層から１ｍｍ以内にあるので、酸化層厚みを１ｍｍ以上確保することが望ましく、この観点から、酸素富化雰囲気中で少なくとも１分間以上酸化させること、酸素富化雰囲気中の酸素濃度を３０％以上とすること、酸素富化雰囲気中での鋳片表面温度を８８０〜９３０℃とすることが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して説明する。図２は、本発明の実施の形態の例を示す図であって、スラブ連続鋳造機の側面概要図である。
【００３５】
図２に示すように、浸漬ノズル５を介して鋳型６内に鋳造された溶鋼は、鋳型６内で冷却されて凝固殻３を形成し、内部に未凝固相２を有する鋳片１として、鋳型６の下方に設けたサポートロール７、ガイドロール８、及びピンチロール９に支持されつつ、ピンチロール９の駆動力により鋳型６の下方に連続的に引き抜かれる。鋳片１は、これらのロールを通過する間、水スプレー又はエアーミストスプレーから構成される二次冷却帯（図示せず）で冷却され、凝固殻３の厚みを増大して、やがて内部までの凝固を完了する。鋳型６内の溶鋼湯面上にはモールドパウダー１０が添加されており、モールドパウダー１０は溶融して鋳型６と鋳片１との間隙に流れ込み、パウダーフィルム（図示せず）を形成する。
【００３６】
使用するモールドパウダー１０は、鋳造開始時期に比べて鋳造の定常域では、粘度が相対的に高いモールドパウダー１０を用いる。即ち、鋳造開始時期は粘度が相対的に低いモールドパウダー１０を用い、定常域には粘度が相対的に高いモールドパウダー１０を用いる。但し、粘度の高い低いは絶対的なものではなく、鋳片引き抜き速度に応じて変わるので、鋳造開始時期では、前述の（１）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダー１０を用い、又、定常域では、前述の（２）式の範囲を満足する粘度を有するモールドパウダー１０を用いることが好ましい。鋳造開始時期と定常域とで使用するモールドパウダー１０の粘度の差は、早急にパウダーフィルム（図示せず）を形成する観点並びに鋳片１のオッシレーションマークを浅くする観点から０．２Ｐａ・ｓ以上、望ましくは０．３Ｐａ・ｓ以上とすることが好ましい。
【００３７】
又、粘度が相対的に高いモールドパウダー１０への切替は、粘度が相対的に低いモールドパウダー１０を使用して、充分な厚みを持ったパウダーフィルムの固体層が形成されてからとすることが好ましく、具体的には鋳造開始後１０分間以上経過した後に切り替えることが好ましい。尚、本発明の鋳造開始時期とは、鋳型６内にダミーバー（図示せず）を設置し、ダミーバーを介して鋳造を開始する時点のことであり、従って、連々鋳の２ヒート目以降の鋳造開始時は本発明の鋳造開始時期には該当しない。
【００３８】
連続鋳造機の引き抜き方向下流側には、複数のガイドロール８及びピンチロール９をその内部に収容可能なチャンバー型の酸素富化雰囲気帯４が設けられており、酸素富化雰囲気帯４にはその内部に酸素富化気体を吹き込む配管（図示せず）が取り付けられている。用いる酸素富化気体は、大気の酸素濃度よりも高ければ酸素濃度は幾らでも良いが、迅速に鋳片１の表層部を酸化させるために酸素濃度は３０％以上、望ましくは５０％以上とすることが好ましい。酸素富化気体の酸素濃度は高い程良く、従って純酸素であっても良い。又、鋳片１の酸化速度を高めるために、予熱した酸素富化気体を用いても良い。
【００３９】
酸素富化雰囲気帯４内の鋳片１の表面温度は、酸化反応が起こる温度範囲である限り、特に限定する必要はない。しかし、鋳片表面温度を１０００℃以上の高温に上げることができない場合には、９３０℃を越えない範囲で且つ９３０℃よりも大幅に低くならない範囲、即ち８８０〜９３０℃とすることが好ましい。鋼中の酸素の拡散速度はフェライト相では速く、オーステナイト相では遅くなり、この範囲とすることで酸化層が迅速に形成されるからである。但し、１０００℃以上の高温に上げることができる場合には、温度上昇による酸素の拡散速度の上昇が期待されるので、わざわざ９３０℃以下に下げる必要はなく、１０００℃以上とすることが好ましい。
【００４０】
酸素富化雰囲気帯４の鋳造方向長さは、酸化層厚みを確保するために、鋳片１が少なくとも１分間は酸化されるだけの長さを有することが好ましい。従って、計画する鋳片引き抜き速度の最高速度に基づき酸素富化雰囲気帯４の鋳造方向長さを決めておけば良い。但し、鋳片引き抜き速度は鋳片１の幅や厚みによって変更されるので、鋳片引き抜き速度が前記最高速度に比べて大幅に遅くなり、酸化時間が長くなって、鋳片表層部の酸化による歩留まりロスが懸念される場合には、酸素富化雰囲気帯４を鋳造方向に複数個の部屋に分割しておき、必要な酸化時間を確保するだけの部屋に酸素富化気体を吹き込み、不必要な部屋への酸素富化気体の吹き込みを停止しても良い。
【００４１】
このようにして鋳片１の表層部に酸化層を形成させ、連続鋳造機の後段に設けた同調カッター（図示せず）で鋳片１を所定の長さに切断する。次いで、切断した鋳片１の表面欠陥を除去しないまま、鋳片１を直接熱間圧延機に搬送して熱間圧延するか、又は、鋳片１を直接加熱炉に装入して所定温度まで加熱した後、熱間圧延する。熱間圧延開始時のスケールブレーカーにより形成された酸化層は除去され、酸化層と共に微細な表面欠陥も除去される。尚、鋳片１を直接熱間圧延機に搬送して圧延する際、熱間圧延機で圧延する前に必要に応じて表面温度を中心温度と同じにする程度の保温・加熱を行っても、又、同調カッターの切断時に形成されるバリを除去しても良い。
【００４２】
このようにして鋳造することで、鋳片１のオッシレーションマークは浅くなり、オッシレーションマークの爪状組織に捕捉されたモールドパウダー１０やＡｌ2 Ｏ3 粒子が少ない鋳片１を製造することができる。又、鋳片１の表層部を簡便な酸素富化雰囲気帯４にて酸化除去するので、オッシレーションマーク深さの低減化と相まって、圧延された鋼板表面には鋳片１の表面欠陥に起因する表面疵は極めて少なく、再加熱材と比べても遜色のない、良好な表面性状を有する鋼板が直送圧延により安定して製造される。
【００４３】
尚、上記説明では酸素富化雰囲気帯４が連続鋳造機の下流側に設置されているが、酸素富化雰囲気帯４の設置場所はこれに限るものではなく、同調カッターで切断された鋳片１を対象とする位置に設置しても良い。この場合、鋳片１の表面温度を確保するため、加熱炉や保温炉を設けて鋳片１を加熱又は保温した後、酸素富化雰囲気帯に装入しても良い。
【００４４】
【実施例】
図２に示すスラブ連続鋳造機を用い、鋳造開始から１０分間は前述の表１に示すモールドパウダーＡを使用し、１０分経過後からモールドパウダーＤ又はモールドパウダーＥに切り替え、且つ、酸素富化雰囲気帯内での鋳片表面温度、酸素富化雰囲気帯の酸素濃度、酸素富化雰囲気帯内での滞在時間を変化させて鋳造したスラブ鋳片を熱間圧延機に搬送して直ちに熱間圧延し、圧延した熱延コイルの表面疵発生状況を調査した。
【００４５】
用いた連続鋳造機は、鋳型直下に２．８ｍ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ある。酸素富化雰囲気帯を鋳型内溶鋼湯面から３７〜４０ｍの範囲に設置し、Ｃ濃度が０．００２mass％以下、Ｓｉ濃度が０．０１mass％以下、Ｍｎ濃度が０．１〜０．２mass％、Ｐ濃度が０．００８〜０．０１２mass％、Ｓ濃度が０．００５〜０．０１mass％の極低炭素鋼を、厚み２５０ｍｍ、幅１６００ｍｍの鋳片として鋳造した。
【００４６】
高粘度のモールドパウダーＤ及びモールドパウダーＥを使用することによる鋳型内潤滑の不足を懸念して、鋳造中、鋳型振動の加速度を測定して鋳型壁と鋳片との潤滑状況を観察した。その結果、モールドパウダーＡからモールドパウダーＤ又はモールドパウダーＥに切り替えても潤滑状況の変化を見られず、良好な潤滑状態が維持されることが分かった。
【００４７】
又、比較としてモールドパウダーＡ、Ｄ、Ｅを単独使用した鋳片も同様に熱間圧延して、熱延コイルの表面疵発生状況を調査した。但し、粘度が高いモールドパウダーＤ、Ｅを単独で使用した場合には、モールドパウダーの消費量が少なく、鋳型内の潤滑が不足して、鋳造中に鋳片引き抜き速度を低下せざるを得ない場合が発生し、この部位の鋳片は除外して熱間圧延を行った。
【００４８】
試験条件及び熱延コイルの表面欠陥指数を表３に示す。尚、試験Ｎo.２１の滞在時間が短い理由は、鋳造方向に２個の部屋に分割した酸素富化雰囲気帯の片方の部屋のみを酸素富化雰囲気としたためである。又、鋼板疵表面欠陥指数は、モールドパウダーＡを単独使用して鋳造した鋳片を、酸素富化雰囲気を通さずに熱間圧延した時の鋼板表面疵発生率を基準として指数化した数値である。
【００４９】
【表３】
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【００５０】
モールドパウダーＡを単独で使用した場合に比較して、モールドパウダーＤ及びモールドパウダーＥを使用した場合には大幅に熱延コイルの表面欠陥を低減させることができた。又、酸素富化雰囲気帯で鋳片表面を酸化させることで、熱延コイルの表面欠陥が更に低減することが分かった。酸素富化雰囲気帯の酸素濃度は３０％以上であることが好ましく、又、滞在時間を１分間以上とすることが好ましいことが分かった。
【００５１】
従来、この種の鋳造では、鋳造の安定性を第１として、鋳型内の潤滑を確保するためにモールドパウダーＡ程度の粘度のモールドパウダーを単独で使用せざるをえなかったが、本発明により、良好な鋳型内潤滑を確保したまま、高粘度のモールドパウダーを用いることが可能となり、鋼板の表面欠陥を大幅に低減することができた。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、良好な鋳型内潤滑を確保したまま、鋳造の定常域においては高粘度のモールドパウダーを用いることが可能となり、連続鋳造鋳片のオッシレーションマーク深さを低減させ、鋼板の表面欠陥を大幅に低減させることが可能となる。更に、この鋳片の表層部を酸素富化雰囲気中で酸化させて酸化層を形成させ、この酸化層を除去してから熱間圧延する場合には、安価な方法で鋳片の微細な表面欠陥を除去することができ、再加熱材や手入れ材と比べても遜色のない、良好な表面性状を有する鋼板を直送圧延により安定して製造することが可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】モールドパウダーの消費量限界及び鋼板の表面欠陥限界とモールドパウダー粘度との関係を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の例を示す図であって、スラブ連続鋳造機の側面概要図である。
【符号の説明】
１  鋳片
４  酸素富化雰囲気帯
５  浸漬ノズル
６  鋳型
１０  モールドパウダー
【図１】
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【図２】
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