(57)【要約】【課題】負偏析部とバルク部との境界における、圧下による微細な割れの発生を抑制し、安定した内部品質を有する鋳片を製造できる連続鋳造方法を提供する。【解決手段】未凝固部を含む鋳片を、連続鋳造機内または機端に配置した少なくとも１対の圧下ロール対を用いて圧下して、鋳片の厚さ方向両側の凝固殻を圧着させることにより、凝固後の鋳片の厚さ方向中心部近傍に負偏析部を形成させる連続鋳造方法であって、鋳片厚さ方向の負偏析部の厚さＤ（ｍｍ）と鋼中Ｓ成分含有率［Ｓ］（ｐｐｍ）の積［Ｓ］・Ｄを、０＜［Ｓ］・Ｄ≦６０を満足するようにすることを特徴とする連続鋳造方法。【選択図】図１
2011098388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未凝固部を含む鋳片を、連続鋳造機内または機端に配置した少なくとも１対の圧下ロール対を用いて圧下して、鋳片の厚さ方向両側の凝固殻を圧着させることにより、凝固後の鋳片の厚さ方向中心部近傍に負偏析部を形成させる連続鋳造方法であって、
鋳片厚さ方向の負偏析部の厚さＤ（ｍｍ）と鋼中Ｓ成分含有率［Ｓ］（ｐｐｍ）の積［Ｓ］・Ｄを、下記（１）式を満足するようにすることを特徴とする連続鋳造方法。
０＜［Ｓ］・Ｄ≦６０  …（１）
【請求項２】
未凝固部を含む鋳片を、連続鋳造機内または機端に配置した少なくとも１対の圧下ロール対を用いて圧下して、鋳片の厚さ方向両側の凝固殻を圧着させることにより、凝固後の鋳片の厚さ方向中心部近傍に負偏析部を形成させる連続鋳造方法で製造された鋳片を、圧下して得られる極厚鋼板であって、
極厚鋼板厚さ方向の負偏析部の厚さＤｐ（ｍｍ）と鋼中Ｓ成分含有率［Ｓ］（ｐｐｍ）の積［Ｓ］・Ｄｐが、下記（２）式を満足することを特徴とする極厚鋼板。
０＜［Ｓ］・Ｄｐ≦６０／α  …（２）
ここで、αは鋳片を極厚鋼板に圧下する際の全圧下比（無次元数）（≡鋳片の厚さ／極厚鋼板の厚さ）を表す。
【請求項３】
負偏析部以外の部分における最大長さが１μｍ以上のＭｎＳの個数が２個／ｍｍ2以下であることを特徴とする請求項２に記載の極厚鋼板。
【請求項４】
鋳片が、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．３％、Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００３％以下およびｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下を含有し、さらに、Ｍｏ：１．５％以下、Ｎｉ：１．５〜３．０％、Ｃｒ：５％以下、Ｃｕ：１．５％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｎｂ：０．１％以下およびＶ：０．１％以下のうちの１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる合金鋼である、請求項１に記載の連続鋳造方法、または請求項２もしくは３に記載の極厚鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未凝固部を含む鋳片を、連続鋳造機内または機端において圧下ロールを用いて圧下する連続鋳造において、成品の中心偏析を抑制するとともに、成品圧延材厚さ中心の負偏析部とバルク（母材）部との境界での微細割れの発生を防止する方法、ならびに中心偏析が抑制され、かつこのような微細割れのない極厚鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続鋳造鋳片の内部品質の改善を目的として、湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機内に配置された圧下ロールを用いて、未凝固部を含む鋳片を圧下する技術（以下、「未凝固圧下」ともいう）が多数提案されてきた。
【０００３】
本発明者らも、特許文献１において、未凝固部を含む鋳片をバルジングさせた後に、連続鋳造機内において、圧下ロール対の下部ロールを鋳片の下側パスラインよりも突出させて鋳片を圧下する鋼の連続鋳造方法を提案した。鋳片の未凝固圧下においては、Ｃ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓなどの偏析しやすい成分の濃化した溶鋼が圧下により液相側に排出され、鋳片の厚さ方向中心部の成分偏析が改善される。
【０００４】
さらに、本発明者らは鋳片の未凝固圧下について、特許文献２において、厚さ方向中心部の幅方向における偏析を改善することによる内部品質の改善と安定化を提案した。
【０００５】
特許文献２に記載の技術は、タンディッシュ内の溶鋼の過熱度（ΔＴ）に応じて、鋳片の圧下量を調整するとともに、鋳片幅方向両端部に存在する成分偏析比が１．００以上、１．２０以下である偏析帯の鋳片幅方向の各長さ（Ｗ）を、下記（Ａ）式により表される関係を満足する範囲内とすることを特徴とする鋼の連続鋳造方法である。ここで、Ｗｏは鋳片幅、ｄは鋳片の圧下位置における鋳片短辺側の凝固シェル厚さをそれぞれ表す。
０≦Ｗ≦０．２×（Ｗｏ−２×ｄ）  …（Ａ）
【０００６】
特許文献２には、電磁力を付与することにより、未凝固部の溶鋼を鋳片幅方向に攪拌する連続鋳造方法であって、電磁力を付与するための電磁攪拌装置を、鋳片圧下位置から、鋳造方向上流側に向かって９ｍ以内の位置に配置する技術も記載されている。
【０００７】
一方、Ｃｒを５〜２０質量％、Ｃを０．０５〜０．３質量％含有する合金鋼、またはフェライト系ステンレスの溶鋼を鋳造し、未凝固部を含む鋼塊または鋳片を圧下する際に発生する負偏析部の形成された鋼塊または鋳片を、高温状態のまま、または、一旦室温近傍まで冷却後に加熱した後、熱間加工して、ビレット等の中間素材を製造する際に、これら熱間加工したビレットに負偏析部が残存し、その残存した負偏析部に粗大なフェライト組織が生成し、そのフェライト組織に沿って微細な割れが発生することがある。本発明者らは、特許文献３において、このフェライト組織に沿って微細な割れを防止する方法として、溶鋼の低水素化を提案した。
【０００８】
特許文献３に記載の技術は、フェライト系ステンレス鋼の溶鋼を鋳造し、鋼塊または鋳片の内部に未凝固部が存在する間に鋼塊または鋳片の外表面をその厚さ方向に圧下して鋼塊または鋳片の内部の厚さ方向両側の凝固殻を圧着させることにより、凝固後の鋼塊または鋳片の内部の厚さ方向中心部近傍に負偏析部を形成させる鋳造方法であって、上記溶鋼の水素含有率を４ｐｐｍ以下とすることを特徴とする高Ｃｒ含有鋼の鋳造方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４２１８３８３号公報
【特許文献２】特願２００８−１１６５４８号
【特許文献３】特許第３６７１８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、本発明者らは、特許文献１および特許文献２において、鋳片の未凝固圧下によって中心偏析を改善する連続鋳造方法を提案した。本発明者らは、その後、これらのプロセスによる鋳造を安定化させるための試験を重ねた結果、厚さ方向中心部分に形成される負偏析部とバルク（母材）部との境界において、圧下によって微細な割れ（以下、単に「微細割れ」ともいう）が発生する傾向があることを見出した。また、この微細割れを抑制するため種々の条件について試験した結果、特許文献３に記載のように溶鋼の水素含有率を低い値とするだけでは不十分であることを見出した。
【００１１】
本発明は、この問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、連続鋳造鋳片の未凝固圧下によって中心偏析を改善するとともに、負偏析部とバルク部との境界における、圧下による微細な割れの発生を抑制し、安定した内部品質を有する鋳片を製造できる連続鋳造方法、および安定した内部品質を有する極厚鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、微細割れを抑制するため試験を重ねた結果、負偏析部の厚さおよび鋼中のＳ成分の含有率を適切な値とすることが必要であることを知見した。
【００１３】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、下記（１）の鋼の連続鋳造方法および下記（２）の極厚鋼板を要旨としている。
【００１４】
（１）未凝固部を含む鋳片を、連続鋳造機内または機端に配置した少なくとも１対の圧下ロール対を用いて圧下して、鋳片の厚さ方向両側の凝固殻を圧着させることにより、凝固後の鋳片の厚さ方向中心部近傍に負偏析部を形成させる連続鋳造方法であって、鋳片厚さ方向の負偏析部の厚さＤ（ｍｍ）と鋼中Ｓ成分含有率［Ｓ］（ｐｐｍ）の積［Ｓ］・Ｄを、下記（１）式を満足するようにすることを特徴とする連続鋳造方法。
０＜［Ｓ］・Ｄ≦６０  …（１）
【００１５】
（２）未凝固部を含む鋳片を、連続鋳造機内または機端に配置した少なくとも１対の圧下ロール対を用いて圧下して、鋳片の厚さ方向両側の凝固殻を圧着させることにより、凝固後の鋳片の厚さ方向中心部近傍に負偏析部を形成させる連続鋳造方法で製造された鋳片を、圧下して得られる極厚鋼板であって、極厚鋼板厚さ方向の負偏析部の厚さＤｐ（ｍｍ）と鋼中Ｓ成分含有率［Ｓ］（ｐｐｍ）の積［Ｓ］・Ｄｐが、下記（２）式を満足することを特徴とする極厚鋼板。
０＜［Ｓ］・Ｄｐ≦６０／α  …（２）
ここで、αは鋳片を極厚鋼板に圧下する際の全圧下比（無次元数）（≡鋳片の厚さ／極厚鋼板の厚さ）を表す。
【００１６】
前記（２）の極厚鋼板において、負偏析部以外の部分における最大長さが１μｍ以上のＭｎＳの個数が２個／ｍｍ2以下であることが好ましい。
【００１７】
前記（１）および（２）の連続鋳造方法および極厚鋼板において、鋳片が、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．３％、Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００３％以下およびｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下を含有し、さらに、Ｍｏ：１．５％以下、Ｎｉ：１．５〜３．０％、Ｃｒ：５％以下、Ｃｕ：１．５％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｎｂ：０．１％以下およびＶ：０．１％以下のうちの１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる合金鋼であることが好ましい。
【００１８】
本発明において、「負偏析」とは、鋳片または極厚鋼板の任意位置におけるＣ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓなどの成分の含有率Ｃ（質量％）を、鋳込み時の各成分の平均含有率（以下、「母材平均含有率」ともいう）Ｃｏ（質量％）により除した値である偏析比（Ｃ／Ｃｏ）が１より小さい状態をいい、その位置における含有率Ｃが母材平均含有率Ｃｏよりも低いことを意味する。また、本明細書の記載において、「正偏析」とは、偏析比が１より大きい状態をいい、その位置における成分含有率Ｃが母材平均含有率Ｃｏよりも高いことを意味する。
【００１９】
本明細書の記載において、「固相率」とは、鋳片の中心部における固相と液相の全体量に対する固相の割合を意味する。また、「介在物の個数」は、特に規定しない限り、鋳片または極厚鋼板の断面における１ｍｍ2当たりの最大長さが１μｍ以上の介在物の個数を意味する。
【００２０】
以下の記述において、鋼の成分組成を表す「質量％」を、単に「％」とも表記する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の連続鋳造方法によれば、未凝固圧下を行った、負偏析部を有する鋳片の厚さ方向中心部近傍における微細割れの発生を防止できるため、安定した内部品質を有する定常圧下鋳片を、高い歩留まりおよび生産性で製造することができる。また、本発明の極厚鋼板は、高い内部品質を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】垂直曲げ型連続鋳造機の縦断面の概略を示す図である。
【図２】マッピング分析用試料の切り出し位置を示す鋳片の横断面図である。
【図３】ミクロサンプルの切り出し位置を示す圧延サンプルの横断面図であり、同図（ａ）は鋳片の横断面全体を示し、同図（ｂ）は試料の観察面を示す。
【図４】微細割れが発生した圧延サンプルにおけるＭｎＳ介在物の個数を示す図である。
【図５】微細割れが発生しなかった圧延サンプルにおけるＭｎＳ介在物の個数を示す図である。
【図６】鋼中のＳ成分含有率［Ｓ］と鋳片の負偏析部の厚さＤとの積［Ｓ］・Ｄと、微細割れ発生不良率との関係を示す図である。
【図７】脱水素処理プロセス対策実施後のバルク部のＭｎＳ介在物の個数と、微細割れ欠陥発生指数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の連続鋳造方法は、未凝固部を含む鋳片を、連続鋳造機内または機端に配置した少なくとも１対の圧下ロール対を用いて圧下して、鋳片の厚さ方向両側の凝固殻を圧着させることにより、凝固後の鋳片の厚さ方向中心部近傍に負偏析部を形成させる連続鋳造方法であって、鋳片厚さ方向の負偏析部の厚さＤ（ｍｍ）と鋼中Ｓ成分含有率［Ｓ］（ｐｐｍ）の積［Ｓ］・Ｄを、下記（１）式を満足するようにすることを特徴とする連続鋳造方法である。
０＜［Ｓ］・Ｄ≦６０  …（１）
【００２４】
１．連続鋳造方法の基本構成
図１は、本発明を実施するための垂直曲げ型連続鋳造機の縦断面の概略を示す図である。
【００２５】
タンディッシュ１ａには、取鍋（図示せず）から溶鋼４が供給される。タンディッシュ１ａから浸漬ノズル１ｂを経て、鋳型３内に溶鋼湯面（メニスカス）２を形成するように注入された溶鋼４は、鋳型３およびその下方の図示しない二次冷却スプレーノズル群から噴射されるスプレー水により冷却され、凝固シェル５を形成して鋳片８となる。鋳片８は、その内部に未凝固部１０を保持したまま、従動ロール６ａおよび駆動ロール６ｂからなるガイドロール群６によって支持されながら引き抜かれ、圧下ロール対７により圧下される。圧下ロール対７を設置する位置は、連続鋳造機の内部または鋳造方向下流側の端部のいずれでもよい。
【００２６】
ガイドロール６群は、鋳片８の厚さ方向の間隔を所定値に制御できるように配置されている。そのため、図１に示すように鋳片８の内部に未凝固部１０が存在するときにバルジングさせて、鋳片８の短辺長さｔ０よりも幅方向中央部の厚さｔを大きくした後、圧下ロール７によって幅方向中央部を圧下することも可能である。
【００２７】
連続鋳造の開始時には、無底の鋳型３の下部にダミーバー（図示せず）のヘッドを挿入して仮の底部とした後、鋳型３内に浸漬ノズル１から溶鋼４を注入する。そして、鋳型３内の溶鋼湯面２があらかじめ設定された位置に達し、かつ所定厚さの凝固シェル５が形成されると、ダミーバーの引き抜きを開始し、引き抜き速度を高めて、所定の鋳造速度（定常状態）に移行させる。
【００２８】
ダミーバーは、単位ブロックをピン結合により連結した治具である。ダミーバーの鋳型３への挿入方法には、上部から挿入する方法（トップ挿入方式）と、圧下ロール対７よりも鋳造方向下流側に配置されたピンチロール（図示せず）の後段側から挿入する方法（ボトム挿入方式）があり、ダミーバーの上端に位置するダミーバーヘッドが鋳型３内に配置される。そして、鋳造を開始し、定常状態に移行したのち、ピンチロールの後段側で斜め上方に取り出される。
【００２９】
２．微細割れと、鋳片の負偏析部の厚さおよび鋼中Ｓ成分含有率との関係
本発明の連続鋳造方法では、鋳片の厚さ方向両側の凝固殻を圧着させることにより、凝固後の鋳片の厚さ方向中心部近傍に負偏析部を形成させ、鋳片厚さ方向の負偏析部の厚さＤ（ｍｍ）と鋼中Ｓ成分含有率（ｐｐｍ）の積［Ｓ］・Ｄ（ｐｐｍ・ｍｍ）を、下記（１）式を満足するようにする。これにより、鋳片の厚さ方向中心部近傍に形成される負偏析部と、バルク部との境界部分での微細な割れの発生を防止することができる。
０＜［Ｓ］・Ｄ≦６０  …（１）
【００３０】
また、本発明の極厚鋼板は、極厚鋼板厚さ方向の負偏析部の厚さＤｐ（ｍｍ）と鋼中Ｓ成分含有率［Ｓ］（ｐｐｍ）の積［Ｓ］・Ｄｐ（ｐｐｍ・ｍｍ）が、上記（２）式を満足し、かつ厚さが１００ｍｍ以上の鋼板である。これにより、バルク部との境界部分での微細な割れのない、内部品質の優れた極厚鋼板を得ることができる。
０＜［Ｓ］・Ｄｐ≦６０／α  …（２）
【００３１】
ここで、αは全圧下比（無次元数）を表す。具体的には、αは圧延前の鋳片の厚さを圧延後の極厚鋼板の厚さで除した値であり、α≧１を満たす。α＝Ｄ／Ｄｐの関係を有しているため、（１）式の各辺をαで除することによって、（２）式を得ることができる。
【００３２】
３．本発明に好適な鋳片の鋼種
本発明では、鋳片の対象鋼種として、Ｃ：０．０５〜０．３％、Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００３％以下およびｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下を含有し、さらに、Ｍｏ：１．５％以下、Ｎｉ：１．５〜３．０％、Ｃｒ：５％以下、Ｃｕ：１．５％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｎｂ：０．１％以下およびＶ：０．１％以下のうちの１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる合金鋼が好ましい。鋳片の微細割れを防止する本発明の効果は、この合金鋼において特に有効に発揮される。
【実施例】
【００３３】
以下に、本発明を完成させるために行った試験および本発明の効果を確認するために行った試験について説明する。
【００３４】
１．試験方法
１−１．鋳造試験方法
前記図１に示した垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて鋳造試験を行った。連続鋳造機の圧下ロール対７は、鋳型３内の溶鋼湯面２から鋳造方向に２１．５ｍ下流側の位置に一対設置した。各圧下ロールの直径は４７０ｍｍとし、最大圧下力は５．８８×１０6Ｎ（６００ｔｆ）とした。
【００３５】
鋳造試験に用いた鋼種は、Ｃ：０．０５〜０．３％、Ｓｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００３％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下を含有し、さらに、Ｍｏ：１．５％以下、Ｎｉ：１．５〜３．０％、Ｃｒ：５％以下、Ｃｕ：１．５％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｎｂ：０．１％以下およびＶ：０．１％以下のうちの１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる合金鋼とした。この合金鋼を用い、厚さが３００ｍｍ、幅が２２５０ｍｍの鋳片を製造した。鋳造速度は０．７０ｍ／ｍｉｎで一定とし、二次冷却比水量は０．４０〜０．５８Ｌ／ｋｇ−ｓｔｅｅｌとした。また、タンディッシュ内の溶鋼過熱度（ΔＴ；溶鋼の温度からこの合金鋼の液相線温度を減じた値）は３０〜４０℃とした。
【００３６】
本発明を実施するにあたり、溶鋼の水素含有率は極力小さいことが好ましいことは言うまでもない。本発明者らは、一連の試験を行うにあたって、溶鋼の水素含有率は１．３ｐｐｍ以下とした。
【００３７】
図１に示す連続鋳造装置において、鋳片８をバルジングさせる場合であっても、バルジングさせない場合と同様に鋳造することができる。鋳片８をバルジングさせることにより鋳片厚さが変化する場合であっても、鋳片８の幅方向中央部の厚さに合わせて、鋳造速度を種々変化させた条件で伝熱および凝固計算を行い、圧下ロール対７の位置において固相率が所定の値となる鋳造速度条件を算出し、この鋳造速度条件で鋳造を行えばよい。
【００３８】
鋳造試験では、圧下ロール対７の位置に、所定の固相率となる未凝固部１０を含む鋳片８の定常凝固部分が到達した時点で、上側圧下ロールによる圧下を開始した。圧下開始後は、鋳片８の下側パスライン１１から上方への下側圧下ロールの突出量が、下側圧下ロールによる鋳片の圧下量となる。
【００３９】
１−２．鋳片成分偏析の評価方法
図２は、マッピング分析用試料の切り出し位置を示す鋳片の横断面図である。上述の鋳造試験により得られた鋳片から、鋳造方向に長さ１５０ｍｍの鋳片サンプルを切り出した。そして、鋳片の横断面のマクロ組織を観察した後、図２に示す位置から、ＥＰＭＡによるマッピング分析（以下、「ＭＡ分析」ともいう）用のＭＡサンプルを切り出した。
【００４０】
ＭＡサンプルは、鋳片厚さ方向の長さ１００ｍｍ、鋳造方向の長さ４０ｍｍ、厚さ（鋳片幅方向の長さ）９ｍｍの直方体とし、鋳片の一方の短辺から鋳片幅方向に鋳片幅Ｗの１／４、１／２、および３／４の位置（図５において、それぞれ「１／４Ｗ」、「１／２Ｗ」および「３／４Ｗ」と記す）、ならびに両短辺側の鋳片厚さ方向の中心において偏析成分が濃化しやすい部分（図２において、いずれも「端部」と記す）の合計５箇所から切り出した。
【００４１】
ＭＡ分析を行う視野は、ＭＡサンプルの鋳片厚さ方向中心部を含む鋳片厚さ方向に５０ｍｍ、鋳片幅方向に２０ｍｍの長方形の範囲とした。ビーム径を５０μｍとしてＭＡ分析を行って上記面域のＭｎの成分分布を求めた後、鋳片厚さ方向に２ｍｍ幅で線分析を行い、鋳片厚さ方向中心部におけるＭｎ含有率Ｃを求め、このＣの値を鋳込時のＭｎの平均含有率Ｃｏにより除して成分偏析比（Ｃ／Ｃｏ）を算出した。以下、本実施例では、単に「負偏析部」といった場合、Ｍｎの負偏析部を指す。
【００４２】
１−３．ＭｎＳ介在物量の評価方法
【００４３】
図３は、走査型電子顕微鏡観察用試料の切り出し位置を示す極厚鋼板の横断面図であり、同図（ａ）は極厚鋼板の横断面全体を示し、同図（ｂ）は試料の観察面を示す。
【００４４】
本発明者らは、鋳片を圧延して得られた成品としての極厚鋼板（以下、「圧延サンプル」ともいう）についてもＭＡ分析を行った。その結果、負偏析部の周辺において、最大長さが約１０μｍのＭｎＳの介在物が観察された。また、負偏析部の周辺において微細割れが発生する鋼板と、発生しない鋼板とがあった。
【００４５】
そこで、ＳＥＭ（走査型顕微鏡；Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いた詳細な介在物の調査を以下のように行った。図３（ａ）に示す極厚鋼板１２の中央部から図３（ｂ）に示すミクロサンプル１３（鋼板厚さ方向の長さ３５ｍｍ、鋼板幅方向の長さ１０ｍｍ）を、バルク部（母材）１２ａおよび負偏析部１２ｂを含むように採取した。ミクロサンプル１３は、研磨した後、表面に金を蒸着し、バルク部、天側のバルク−負偏析境界、および負偏析部の鋼板厚さ方向中央の３箇所についてＳＥＭを用いて介在物の観察および調査を行った。図６（ｂ）には、ＳＥＭを用いて観察した３箇所のラインを示す。
【００４６】
ミクロサンプルの観察は、倍率２５０倍とし、鋼板厚さ方向は約３５０μｍ（０．３５ｍｍ）、鋼板幅方向はサンプル幅である１０ｍｍの視野でスキャンして行った。観察により検出された全ての介在物は、１０００倍から最大で３０００倍に視野を拡大して観察し、定量分析を行った。定量分析の結果に基づいて介在物の種類を確定した後、ＭｎＳの介在物の個数を求め、この個数を０．３５ｍｍ×１０ｍｍの観察視野面積で除して、単位面積当たりの個数に換算した。
【００４７】
このような手順で、負偏析部に微細割れが発生した圧延サンプル、および発生しなかった圧延サンプルのバルク部、バルク−負偏析境界部および負偏析部のＭｎＳ介在物の個数を調査した。
【００４８】
図４は微細割れが発生した圧延サンプルにおけるＭｎＳ介在物の個数を示す図であり、図５は微細割れが発生しなかった圧延サンプルにおけるＭｎＳ介在物の個数を示す図である。図４および図５から、微細割れが発生した圧延サンプル、および発生しなかった圧延サンプルのいずれも、バルク部および境界部の方が、負偏析部よりもＭｎＳの介在物が多い傾向が見られた。ただし、図４および図５からわかるように、いずれの調査部位においても、微細割れが発生した圧延サンプルでは、発生しなかった圧延サンプルよりもＭｎＳの介在物の絶対量は多かった。
【００４９】
２．ＭｎＳの介在物と鋼中のＳ成分含有率［Ｓ］との関係
２−１．ＭｎＳの介在物に関する知見
本発明者らは、前記特許文献３において得た高Ｃｒ含有鋼の鋳造方法についての知見をもとに検討したところ、以下の知見を得た。
【００５０】
Ｃは、オーステナイト（以下、「γ」という）安定化元素である。また、圧下された鋳片は、負偏析部ではＣ含有率が低下し、フェライト（以下、「α」という）リッチとなる。そのため、圧下された鋳片は、負偏析部を構成するαリッチの組織が、バルク部を構成するγ組織に挟み込まれた状態を呈する。
【００５１】
高温の鋳片では、γ中でもα中でも、水素が固溶している。しかし、その後の冷却過程において温度が低下するにつれて、γおよびαにおける水素溶解度は低下し、最終的に固溶している水素が固溶限界に達することがある。水素溶解度が低く、水素の拡散速度の大きい負偏析部において固溶限界に達した水素原子は、負偏析部よりも水素溶解度の高いバルク−負偏析境界を経てバルク部へ拡散する。しかし、バルク部における水素の拡散速度は負偏析部と比較して小さいため、負偏析部からバルク部方向へ移動する水素原子のうちバルク部内に拡散できなかったものは、バルク−負偏析境界に存在する微細なＭｎＳ中に水素ガスとして残留する。そして、この鋳片に熱間加工を施すと、ＭｎＳ中の水素ガスの圧力が高くなり、鋳片に割れが発生する。
【００５２】
この知見に対して、本発明者らは、「ＭｎＳの生成量は鋼中のＳ成分の平均含有率［Ｓ］に比例し、負偏析部からバルク部へ拡散する水素量は負偏析部の厚さに比例する」との仮説を立て、負偏析部の厚さに着目した。
【００５３】
２−２．負偏析部の厚さが鋳片の割れに及ぼす影響の調査
負偏析部の厚さが鋳片の割れに及ぼす影響について調査するため、表１に示す圧下量および比水量が異なる２水準の条件で鋳造し、鋳片の負偏析部の厚さを変化させる試験を行った。得られた鋳片についてＭＡ分析を行い、負偏析部の厚さを測定したところ、ケース１では平均６．０１ｍｍ、ケース２では１０．９ｍｍであり、負偏析部の厚さを制御することができた。また、各鋳片を圧延し、切断して複数の圧延切断材を採取し、各圧延切断材について微細割れの発生の有無について調査したところ、微細割れ発生不良率（≡（微細割れの発生した圧延切断材数）／（圧延切断材数）×１００（％））は、ケース１では０．０％、ケース２では５４．７％であった。
【００５４】
【表１】
2011098388.tif 000003
【００５５】
図６は、鋼中のＳ成分含有率［Ｓ］と鋳片の負偏析部の厚さＤとの積［Ｓ］・Ｄと、微細割れ発生不良率との関係を示す図である。表１に示す鋳造条件で、さらに鋼中のＳ成分含有率［Ｓ］（ｐｐｍ）を振り、［Ｓ］と鋳片の負偏析部の厚さＤ（ｍｍ）との積［Ｓ］・Ｄ（ｐｐｍ・ｍｍ）と微細割れ不良発生率との関係を調査した。その結果、図６に示すように、［Ｓ］・Ｄが６０ｐｐｍ・ｍｍ以下では微細な割れの発生が抑制され、６０を超えると微細な割れが顕著に増加することを知見した。これが、上述の（１）に係る発明に含まれる下記（１）式の根拠である。
０＜［Ｓ］・Ｄ≦６０  …（１）
【００５６】
また、全圧下比αで鋳片を圧下した後の極厚鋼板における負偏析部の厚さをＤｐとすると、ＤとＤｐとの関係は、下記（ａ）式で表される。
Ｄ＝α・Ｄｐ  …（ａ）
【００５７】
（１）式に（ａ）式を代入することにより、下記（ｂ）式が得られ、（ｂ）式の各辺をαで除することにより下記（２）式が得られる。これが、極厚鋼板についての上述の（２）に係る発明に含まれる下記（２）式の根拠である。
０＜［Ｓ］・α・Ｄｐ≦６０  …（ｂ）
∴  ０＜［Ｓ］・Ｄｐ≦６０／α  …（２）
【００５８】
３．ＭｎＳ介在物の個数と微細割れ発生との関係
本発明者らは、さらなる微細割れの発生の抑制を図るべく、鋼中の水素を拡散により減少させる脱水素処理、およびＭｎＳとなるＳをＣａＳとして固定してＭｎＳを低減するＣａＳｉ処理を施す鋳造、圧延試験を行った。このようにして得られた厚さ１００ｍｍ以上の極厚鋼板から、サンプルを採取して、バルク−負偏析境界部分の最大長さが１μｍ以上のＭｎＳ介在物の個数を上述のＳＥＭを用いた観察法によってカウントした。
【００５９】
図７は、脱水素処理プロセス対策実施後のバルク部のＭｎＳ介在物の個数と、微細割れ欠陥発生指数との関係を示す図である。微細割れ欠陥の発生は、微細割れ欠陥指数によって評価した。微細割れ欠陥指数（無次元数）は、極厚鋼板成品の切断面の染色浸透探傷検査によって評価した微細割れの結果を評価する、３段階の指標（２：手入れで疵（微細割れ）の除去不可、１：手入れで疵の除去可能、０：疵なし）である。
【００６０】
本発明者らは、図７から、ＭｎＳ介在物の個数が少ないほど微細割れ欠陥指数が小さいこと、すなわち、バルク−負偏析境界部分を代表としたＭｎＳ介在物の個数と微細割れ欠陥の発生との間には相関があることを見出した。さらに、この結果ならびに図２および図３に示された結果から、最大長さが１μｍ以上のＭｎＳ介在物の個数を２個／ｍｍ2以下とすることにより、微細割れの発生を防止できることを見出した。これらの知見に基づき、上述の（３）に記載の発明を提案するに至った。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の連続鋳造方法によれば、定常圧下時において、未凝固圧下を行った、負偏析部を有する鋳片の厚さ方向中心部近傍における微細割れの発生を防止できるため、安定した内部品質を有する鋳片を、高い歩留まりおよび生産性で製造することができる。
【００６２】
したがって、本発明の方法は、板厚が１００ｍｍ以上の極厚の成品用の鋼種を対象とした鋳片の製造に対して優れた効果を発揮できる連続鋳造方法として、鋼板に適用できる技術である。
【００６３】
また、本発明の極厚鋼板は、高い内部品質を有する。
【符号の説明】
【００６４】
１ａ：タンディッシュ、１ｂ：浸漬ノズル、  ２：溶鋼湯面（メニスカス）、  
３：鋳型、  ４：溶鋼、  ５：凝固シェル、  ６：ガイドロール群、  
６ａ：ガイドロール（従動ロール）、  ６ｂ：ガイドロール（駆動ロール）、  
７：圧下ロール対、  ８：鋳片、  １０：未凝固部、  １１：下側パスライン、  
１２：極厚鋼板、  １３：ミクロサンプル
【図１】
2011098388.tif 000004
【図２】
2011098388.tif 000005
【図３】
2011098388.tif 000006
【図４】
2011098388.tif 000007
【図５】
2011098388.tif 000008
【図６】
2011098388.tif 000009
【図７】
2011098388.tif 000010