(57)【要約】【課題】  作業効率の向上及び作業コストの低減が可能な連続鋳造方法を提供する。【解決手段】  溶鋼の鋳込方向に沿って振動する鋳型１と、タンディッシュ２と、モールドパウダー添加機構とを備える連続鋳造機を用いて鋼の連続鋳造を行う際に、鋳型の振動数をｆ（ｃｐｍ）とし、鋳型の振動幅をＳ（ｍ）、溶鋼の鋳込速度をＶｃ（ｍ／ｓ）としたときに、π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜≦０．０９の条件式を満足するように、鋳型１の振動条件を設定する。【選択図】    図１
2006205239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼の鋳込方向に沿って振動する鋳型内において前記溶鋼の湯面上にモールドパウダーを添加する連続鋳造方法であって、
前記鋳型の振動数をｆ（ｃｐｍ）とし、前記鋳型の振動幅をＳ（ｍ）、前記溶鋼の鋳込速度をＶｃ（ｍ／ｓ）としたときに、
π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜≦０．０９の条件式を満足したことを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項２】
前記溶鋼の鋳込速度を２．０ｍ／ｍｉｎ以上としたことを特徴とする請求項１に記載した連続鋳造方法。
【請求項３】
鋳造される鋳片の組成を、Ｃ：０．０７〜０．１８質量％の範囲内としたことを特徴とする請求項１または２に記載した連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速鋳造に用いられる連続鋳造方法に関するものであり、特に中炭素鋼に適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来から中炭素鋼等の連続鋳造に用いられている連続鋳造方法として、例えば特許文献１に記載されている方法がある。この方法は、ダミーバーによって下端を閉塞した鋳型内にタンディッシュ内の溶鋼を吐出し、この溶鋼を鋳型内で冷却することによりスラブを形成し、鋳型の下方からダミーバーを引き抜くことにより、連続的にスラブを鋳造する連続鋳造方法である。溶鋼を鋳型内で冷却すると、鋳型内で冷却された溶鋼の表面には凝固シェルが形成され、この凝固シェルは鋳型内を下降するとともにその厚みを増していく。
【０００３】
スラブを鋳造する過程において、鋳型と凝固シェルとの潤滑や、鋳型内における溶鋼の保温等を目的として、鋳型内の溶鋼湯面上に対しモールドパウダーを添加し、溶鋼の熱によって溶融した上記モールドパウダー（以下、溶融パウダーと示す）を鋳型と凝固シェルとの間に流入させ、鋳型と凝固シェルとの間に溶融パウダーの膜を形成している。
このような連続鋳造方法では、溶鋼の移動方向に沿って鋳型を振動させることにより、鋳型と凝固シェルとの間への溶融パウダーの流入を促進している。
【特許文献１】特開平１０−１０９１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した連続鋳造方法においては、鋳型の振動条件を、鋳型の振動数をｆ（ｃｐｍ）とし、鋳型の振動幅をＳ（ｍ）、溶鋼の鋳込速度をＶｃ（ｍ／ｓ）としたときに、π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜＞０．０９の条件式を満足するように設定することが多い。しかしながら、鋳型の振動条件をπ・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜＞０．０９の条件式を満足するように設定すると、鋳型と凝固シェルとの間への溶融パウダーの流入量が安定せず、鋳型と凝固シェルとの間に形成される溶融パウダーの膜厚が不均一となる。このため、鋳型内における凝固シェルの抜熱量が不均一となり、凝固シェルの層が薄い凝固遅れ部分に、凝固シェルの収縮にともなう応力集中が発生するため、スラブ表面に縦割れ等の損傷が生じてしまう。
【０００５】
スラブ表面に損傷が生じた場合、このスラブを圧延工程等の次工程に流す前に、スラブを冷却してグラインダやサンダー等によって損傷を補修する必要があるため、連続鋳造の作業効率が低下してしまうとともに作業コストが増加してしまう。また、凝固シェルに凝固遅れ部分が形成されると、この凝固遅れ部分が破れて内部の溶鋼が漏出する（以下、ブレークアウトと示す）おそれがある。スラブにブレークアウトが生じると、連続鋳造に関わる各種の装置を停止させる必要があるため、連続鋳造の作業効率が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、鋳型の振動条件を適正化することにより、鋳型と凝固シェルとの間に形成される溶融パウダーの膜厚を均一化して、鋳型内における凝固シェルの抜熱量を均一化することが可能な連続鋳造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、溶鋼の鋳込方向に沿って振動する鋳型内において前記溶鋼の湯面上にモールドパウダーを添加する連続鋳造方法であって、
前記鋳型の振動数をｆ（ｃｐｍ）とし、前記鋳型の振動幅をＳ（ｍ）、前記溶鋼の鋳込速度をＶｃ（ｍ／ｓ）としたときに、
π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜≦０．０９の条件式を満足したことを特徴とするものである。
本発明によると、鋳型の振動条件を適正化することにより、鋳型と凝固シェルとの間に流入する溶融パウダーの量が安定し、鋳型と凝固シェルとの間に形成される溶融パウダーの膜厚が均一となるため、鋳型内における凝固シェルの抜熱量が均一化される。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記溶鋼の鋳込速度を２．０ｍ／ｍｉｎ以上としたことを特徴とするものである。
本発明によると、溶鋼の鋳込速度を２．０ｍ／ｍｉｎ以上とした鋼の高速鋳造において、鋳型の振動条件を適正化することにより、鋳型と凝固シェルとの間に流入する溶融パウダーの量が安定し、鋳型と凝固シェルとの間に形成される溶融パウダーの膜厚が均一となるため、鋳型内における凝固シェルの抜熱量が均一化される。
【０００９】
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した発明であって、鋳造される鋳片の組成を、Ｃ：０．０７〜０．１８質量％の範囲内としたことを特徴とするものである。
本発明によると、鋳片の組成をＣ：０．０７〜０．１８質量％の範囲内とした中炭素鋼の連続鋳造において、鋳型の振動条件を適正化することにより、鋳型と凝固シェルとの間に流入する溶融パウダーの量が安定し、鋳型と凝固シェルとの間に形成される溶融パウダーの膜厚が均一となるため、鋳型内における凝固シェルの抜熱量が均一化される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、鋳型の振動条件を適正化することにより、鋳型内における凝固シェルの抜熱量が均一化され、縦割れの発生を防止することが可能となるため、品質の向上及び作業コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、鋼の連続鋳造の一例として、スラブ連続鋳造機によって中炭素鋼の高速鋳造を行う場合について説明する。
まず、図１を参照して本実施形態の構成を説明する。
図１に示すように、本実施形態で用いるスラブ連続鋳造機は、鋳型１と、タンディッシュ２と、モールドパウダー添加機構（図示せず）とを備えている。
鋳型１は、対向する一対の長辺鋳型板４ａ，４ｂと、この長辺鋳型板４ａ，４ｂに挟まれた対向する一対の短辺鋳型板（図示せず）とを備えている。また、鋳型１は、鋳型１を溶鋼６の鋳込方向に沿って振動させるオシレーション機構（図示せず）を有している。
【００１２】
一対の短辺鋳型板は、共に長辺鋳型板４ａ，４ｂ間に形成される空間内を移動可能に形成されており、一対の短辺鋳型板の移動量に応じて、任意の幅のスラブが鋳造可能となっている。長辺鋳型板４ａ，４ｂと一対の短辺鋳型板とから形成される矩形型の空間内には、タンディッシュ２の底部に設置された浸漬ノズル８の先端が挿入されている。浸漬ノズル８の上部には、浸漬ノズル８を開閉するためのスライディングノズル９が取り付けられている。また、長辺鋳型板４ａ，４ｂ及び一対の短辺鋳型板の内部には、溶鋼を冷却するための冷却水が循環している。
【００１３】
オシレーション機構は、溶鋼６の鋳込速度に対して、鋳型１の振動幅及び振動数を任意の値に設定することにより、鋳型１の振動条件を設定可能となっている。本実施形態では、鋳型１の振動条件を、鋳型１の振動幅をＳ（ｍ）、鋳型１の振動数をｆ（ｃｐｍ）とし、溶鋼６の鋳込速度をＶｃ（ｍ／ｓ）としたときに、π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜≦０．０９の条件式を満足するように設定している。なお、オシレーション波形はサイン波であることが望ましい。
モールドパウダー添加機構は、鋳型１内に溶鋼６が吐出されると、鋳型１内の溶鋼湯面１０上にモールドパウダー１２を添加する機構を有している。
【００１４】
次に、図１から図４を参照して、本実施形態の作用・効果について説明する。
鋼の連続鋳造を開始すると、図１に示すように、タンディッシュ２内の溶鋼６は浸漬ノズル８を通り、浸漬ノズル８の先端部に設けられた吐出孔から鋳型１内に吐出される。このとき、モールドパウダー添加機構によって、鋳型１内の溶鋼湯面１０上にモールドパウダー１２が添加される。
鋳型１内に吐出された溶鋼６は、鋳型１内で冷却されて外側から凝固シェル１４を形成する。凝固シェル１４は下方に連続的に引き抜かれるとともに厚みを増していき、やがて中心部まで凝固して、スラブが鋳造される。
【００１５】
モールドパウダー１２は溶鋼６から熱を受け、溶鋼６側は溶融して溶融パウダー１６となり、その上には未溶融パウダー１８が残存する。溶融パウダー１６は、鋳型１と凝固シェル１４との間に流入して、鋳型１と凝固シェル１４との間に溶融パウダー１６による膜を形成する。
このとき、鋳型１は、溶鋼６の鋳込速度Ｖｃに応じて、π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜≦０．０９の条件式を満足するように振動条件を設定されており、この振動条件に基づいて、溶鋼６の鋳込方向に沿って振動している。このため、鋳型１と凝固シェル１４との間への溶融パウダー１６の流入量は安定し、鋳型１と凝固シェル１４との間に形成された溶融パウダー１６の膜厚が均一となり、鋳型１内における凝固シェル１４の抜熱量が均一化される。
【００１６】
ここで、図２を参照して、従来及び本実施形態の振動条件に設定された連続鋳造機によってスラブを鋳造した場合の、スラブに生じる縦割れ発生頻度とπ・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜との関係を示す。従来の振動条件は、振動幅Ｓが６ｍｍ、振動数ｆが１６０ｃｐｍ、鋳込速度Ｖｃが２．５ｍ／ｍｉｎとなっており、π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜＞０．０９の条件式を満足するように設定されている。また、本実施形態の振動条件は、振動幅Ｓが５ｍｍ、振動数ｆが１９０ｃｐｍ、鋳込速度Ｖｃが２．５ｍ／ｍｉｎとなっており、π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜≦０．０９の条件式を満足するように設定されている。
また、図３に、従来及び本実施形態の振動条件に設定された連続鋳造機によってスラブを鋳造した場合の、銅板温度変化量とπ・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜との関係を示す。
【００１７】
図２及び図３中に示されるように、従来の振動条件に設定された連続鋳造機では、銅板温度変化量が大きく、スラブ表面における抜熱量が不均一となっている。一方、本実施形態の振動条件に設定された連続鋳造機では、銅板温度変化量が小さく、スラブ表面における抜熱量が均一化されているため、スラブに生じる縦割れの発生頻度が低下している。
また、図４を参照して、図１に示すものと同様の構成を有するスラブ連続鋳造機を用いて、組成の異なる三種類の検査スラブを鋳造し、これらの検査スラブに対して、縦割れ発生率の比較を行った結果を示す。なお、図中の縦軸に示す縦割れ発生頻度は、以下の式（１）から算出した。
【００１８】
【数１】
2006205239.tif 000003
【００１９】
検査スラブの鋳造に際しては、図中に●で示す本実施形態の振動条件と、図中に△で示す従来の振動条件の、二通りの振動条件を設定した。本実施形態の振動条件は、π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜≦０．０９の条件式を満足するように設定されており、従来の振動条件は、π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜＞０．０９の条件式を満足するように設定されている。
また、組成の異なる三種類の検査スラブの組成は、それぞれＣ：０．０７〜０．０９質量％、Ｃ：０．１０〜０．１３質量％、Ｃ：０．１４〜０．１８質量％となっている。
【００２０】
図４中に示されているように、本実施形態の振動条件に設定した連続鋳造機によって鋳造された検査スラブは、従来の振動条件に設定した連続鋳造機によって鋳造された検査スラブよりも縦割れ発生率が低下している。
したがって、本実施形態の連続鋳造方法であれば、鋳型内における凝固シェルからの抜熱量が均一化され、縦割れの発生が防止されるため、品質の向上及び作業コストの低減が可能となる。特に鋳込速度が２．０ｍ／ｍｉｎ以上の高速鋳造に好適であり、また、組成がＣ：０．０７〜０．１８質量％の範囲内である中炭素鋼の鋳造にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の構成を示す図である。
【図２】π・ｆ・Ｓ＋｜Ｖｃ｜と縦割れ発生との関係を示す図である。
【図３】従来例及び本実施形態の振動条件における銅板温度変化量を示す比較図である。
【図４】検査スラブの縦割れ発生率を示す比較図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    鋳型
２    タンディッシュ
４    長辺鋳型板
６    溶鋼
８    浸漬ノズル
９    スライディングノズル
１０  溶鋼湯面
１２  モールドパウダー
１４  凝固シェル
１６  溶融パウダー
１８  未溶融パウダー
【図１】
2006205239.tif 000004
【図２】
2006205239.tif 000005
【図３】
2006205239.tif 000006
【図４】
2006205239.tif 000007