(57)【要約】【課題】  鋳造速度１．６ｍ/分以上の操業条件下での非定常バルジング量を小さく抑制できる鋼の連続鋳造方法を提供する。【解決手段】  鋳造速度１．６ｍ/分以上で操業する鋼の連続鋳造方法において、用いる鋳型銅板の１００〜２００℃の熱伝導度を３３０Ｗ/ｍ/Ｋ以下とすることを特徴とする非定常バルジングの小さい鋼の連続鋳造方法である。前記鋳型銅板の銅板厚みは２８ｍｍ以下とすることが好ましい。また、前記鋼は炭素含有量０．０８ｍａｓｓ％以下の鋼とすることが好ましい。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造速度１．６ｍ/分以上で操業する鋼の連続鋳造方法において、用いる鋳型銅板の１００〜２００℃の熱伝導度を３３０Ｗ/ｍ/Ｋ以下とすることを特徴とする非定常バルジングの小さい鋼の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記鋳型銅板の銅板厚みを２８ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１記載の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記鋼を炭素含有量０．０８ｍａｓｓ％以下の鋼とすることを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼の連続鋳造方法に関し、特に鋳造速度１．６ｍ/分以上の高速鋳造操業条件下で長辺側のバルジングを小さく抑制できる鋼の連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造においては、連続鋳造機の設備長さ範囲内で溶鋼を完全に固めることが必須である。このため、鋳造速度を増加させるには、二次冷却水の量を増加させるなどして鋳片をより強く冷却することが必要である。一方、珪素鋼や中炭素鋼では、割れ感受性が大きく、コーナ部に割れが発生しやすいため、これを防止するには、幅方向の端部での冷却を弱くする必要がある。この両方の必要条件を満たすために、特許文献１では、高Ｓｉ含有鋼を対象として、メニスカスから６．５ｍまでの範囲は水量密度を下流側ほど減らしながら平均２２０Ｌ/ｍ２以上を確保する注水パターンで強冷却し、６．５ｍから曲げ戻し点までの湾曲部下部において幅方向の中央部のみを注水冷却する技術が開示されている。
【特許文献１】特公平３−４２９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
珪素鋼や中炭素鋼以外では、コーナ部の割れの心配はほとんどないから、幅方向の端部での冷却を弱くしなくても鋳造速度を増加させることができると考えられる。なお、幅方向の端部の冷却を弱くしていくと、鋳片（スラブ）の短辺側の凝固殻が薄くなって短辺面がバルジングし、スラブハンドリング時や圧延時に欠陥を引き起こしたり、あるいは、内部割れの発生を助長し、最終製品での欠陥を引き起こす場合がある。バルジングを軽減するためには鋳片保持用ロールのロール間隔を小さくする対策が有効であるには違いないが、そのような対策は、設備費の大幅な増加を伴い、また、既存連鋳機の大改造を必要とするので、経済的に不利である。
【０００４】
そのため、珪素鋼や中炭素鋼以外では、鋳造速度を増加させる際に、鋳片幅方向の水量分布を均等にして二次冷却水の水量を増加させていた。しかし、鋳造速度を１．６ｍ/分以上に設定しての操業中に、非定常バルジング量が増大し、その結果、変動幅が２０ｍｍを超える湯面変動が起こり、鋳造速度を下げざるをえなくなることがあった。そこで、本発明は、鋳造速度１．６ｍ/分以上の操業条件下での非定常バルジング量を小さく抑制できる鋼の連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、非定常バルジングが鋳型冷却に大きく影響されることを見出し、鋳型冷却の幅方向の均一性を確保するため、銅板の熱伝導度を１００〜２００℃の範囲で３３０Ｗ/ｍ/Ｋ以下とし、好ましくはさらに銅板の厚みを２８ｍｍ以下とすることが適切であることを計算等により確認した。
【０００６】
すなわち本発明は、鋳造速度１．６ｍ/分以上で操業する鋼の連続鋳造方法において、用いる鋳型銅板の１００〜２００℃の熱伝導度を３３０Ｗ/ｍ/Ｋ以下とすることを特徴とする非定常バルジングの小さい鋼の連続鋳造方法である。本発明では、前記鋳型銅板の銅板厚みを２８ｍｍ以下とすることが好ましい。また、本発明では、前記鋼を炭素含有量０．０８ｍａｓｓ％以下の鋼とすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、鋳型銅板の１００〜２００℃の熱伝導率を３３０Ｗ/ｍ/Ｋ以下に規制し、好ましくはさらに該鋳型銅板の銅板厚みを２８ｍｍ以下としたことにより、凝固途上で幅中央域の凝固シェル厚みが増して強度が増加し、撓みが低減するので、非定常バルジング量が低減する。そのため、湯面変動が増大するという難点が除かれて、鋳造速度を増加させることができ、生産性が向上する。なお、本発明によれば、電磁攪拌などによって幅方向の溶鋼温度分布を均一にする対策を採らずとも非定常バルジングの防止が可能であるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図２は、鋳造速度２．５ｍ/分で鋳型内を通過しながら凝固する鋼の温度推移を、非定常凝固シミュレーションモデルを用いて計算し、その結果を鋳型長辺壁内面から鋳型内へ１０ｍｍ入った位置について示した幅方向温度分布推移図であり、（ａ）は１００〜２００℃での熱伝導度が３３０Ｗ/ｍ/Ｋ超の鋳型銅板（銅板厚み３５ｍｍ）を用いた場合（従来例）、（ｂ）は１００〜２００℃での熱伝導度が３３０Ｗ/ｍ/Ｋ以下の鋳型銅板（銅板厚み３０ｍｍ）を用いた場合（本発明例）である。図２（ａ）の従来例では、複数条の銅板冷却水通水用溝が迂回するボルト位置（鋳型銅板を背面支持枠体に固定するためのスタッドボルトの配設位置）で弱冷、その他の位置で強冷となっているのに対し、図２（ｂ）の本発明例では、幅方向の温度分布は比較的均一である。
【０００９】
従来では、鋳造速度が１．６ｍ/分以上に大きくなると、図２（ａ）に示されるように、鋳型内で形成される凝固シェルの幅方向温度分布の不均一が大きくなるため幅方向厚み分布の不均一も大きくなり、しかも鋳造速度が大きいと二次冷却帯の冷却能を高くする必要があるから、鋳型内で凝固シェルの不均一性が生じてしまうと二次冷却では解消されにくく、そのため、バルジング量が大きくなりやすいと考えられる。なお、鋳造速度が１．６ｍ/分未満では上記のような幅方向の凝固シェル厚みの不均一は起こりにくく、さらに凝固シェル厚みも大きくなって、非定常バルジングは起こらない。
【００１０】
これに対し、本発明では、鋳型銅板の熱伝導度を１００〜２００℃の範囲において３３０Ｗ/ｍ/Ｋ以下に制限することにより、鋳造速度が１．６ｍ/分以上の場合でも、図２（ｂ）に示されるように、鋳型内で形成される凝固シェルの幅方向温度分布が比較的均一化するため幅方向厚み分布も均一化するため、バルジング量の増大が抑制されると考えられる。
【００１１】
鋳型銅板の１００〜２００℃における熱伝導度を３３０Ｗ/ｍ/Ｋ以下とするには、熱伝導度がこの値以下となる組成の銅板を鋳型銅板に用いればよい。銅の熱伝導度は、銅の不純物量が多いと小さくなる銅組成依存性を有することが知られており、この依存性に基づいて、各種用途に応じた熱伝導度レベル毎に対応する組成の銅板が一般に製造・市販されているので、その中から本発明に適合する銅板を容易に選択・入手することができる。ちなみに、図２（ａ）、（ｂ）の温度計算に用いた鋳型銅板の熱伝導度は、Ｃｒ、Ｚｒ、Ａｌなどの不純物を調整し、たとえば銅板ＢではＡｌを０．５％含有することで、表１に示す温度依存性を有するものである。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
もっとも、鋳型銅板の銅板厚みが２８ｍｍを超えると、銅板の熱容量が増大して鋳型内冷却（１次冷却）が弱まり、鋳型下端通過時の凝固シェル厚みが小さくなって、鋳型銅板の熱伝導度を上限規制したことによる非定常バルジングの抑制効果がやや小さくなるので、本発明では、鋳型銅板の厚みは２８ｍｍ以下とすることが好ましい。ここにいう銅板厚みとは、背面側（反鋳型内面側）に複数条の冷却水通水用溝を加工する前の表裏両面平坦状態の銅板の板厚を指す。
【００１４】
本発明は、連鋳機の種類に限定されず、垂直型、湾曲型、垂直曲げ型のいずれの連鋳機を用いた操業にも適用可能である。
【００１５】
また、本発明は、従来でも非定常バルジングの起こりにくい鋳造速度１．６ｍ/分未満の操業に適用しても、非定常バルジング抑制効果面で従来との差が顕著に現れないので、鋳造速度１．６ｍ/分以上で操業する場合に限定される。なお、効果の顕著性の観点からは、好ましくは鋳造速度２．０ｍ/分以上である。さらに、炭素含有量０．０８ｍａｓｓ％以下、より好ましくは０．１０ｍａｓｓ％以上、の鋼の連続鋳造に適用した場合に、効果がより顕著に現れるから、同鋼の連続鋳造に適用するのが好ましい。
【実施例】
【００１６】
垂直曲げ型連鋳機（垂直部３ｍ、湾曲半径９ｍ）を用い、ｍａｓｓ％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：０.０２％、Ｍｎ：０.０８％、Ｐ：０.０２％、Ｓ：０.００５％を含有する組成になる溶鋼を、厚み：２２０ｍｍ、幅１５００ｍｍの鋳片に鋳造するにあたり、鋳型銅板の１００〜２００℃における熱伝導度および銅板厚みを種々変えて非定常バルジングを評価する実験を行った。なお、二次冷却帯のロール間隔は最大３６０ｍｍとし、鋳造速度は２．０〜３．０ｍ/分の範囲とした。このときの二次冷却帯の水/溶鋼比は１．４〜３．１（Ｌ/溶鋼ｋｇ）の範囲とした。
【００１７】
非定常バルジングの評価方法としては、過去の操業実績に基づき、鋳造長さ１０ｍあたりの鋳型内溶鋼湯面レベル測定データの最高値と最低値の差で定義した湯面変動を指標とし、この指標が１２ｍｍ以上の場合、非定常バルジングが大きくてフラックス巻き込みによるブレークアウトの危険性あり（記号：×）と評価し、１２ｍｍ未満かつ８ｍｍ超の場合、非定常バルジングは小さくてブレークアウトの危険性はないが表面性状がやや悪い場合がある（記号：△）と評価し、８ｍｍ以下の場合、非定常バルジングは極微であってブレークアウトの危険性はなく表面性状も良好（記号：○）と評価するものと定めた３段階分級評価法を用いた。
【００１８】
その結果を図１に示す。同図より、本発明に則って、１００〜２００℃における熱伝導度の最大値が３３０Ｗ/ｍ/Ｋ以下の鋳型銅板を用いると、非定常バルジングは○級または△級に収まり、さらに銅板厚みを２８ｍｍ以下にすると非定常バルジングは○級に収まることがわかる。
【００１９】
なお、別途、鋳造速度１．６ｍ/分未満の操業条件下で同様の実験を行ったが、鋳型銅板の熱伝導度、銅板厚みによらず、非定常バルジングは○級に収まった。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、鋼の高速連続鋳造操業に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】鋳型銅板の熱伝導度と銅板厚みを変えて湯面変動により非定常バルジングを評価した実験結果を示すグラフである。
【図２】鋳型内を通過しながら凝固する鋼の温度計算結果の１例を本発明（ｂ）と従来（ａ）とで比較して示す幅方向温度分布推移図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  溶鋼
２  凝固殻
【図１】
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【図２】
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