(57)【要約】【課題】表面品質の良好な鋳片を得ることが可能な鋼の連続鋳造方法を提供する。【解決手段】鋼の連続鋳造方法は、電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置を備える垂直曲げ型または湾曲型の連続鋳造機を用いた鋼の連続鋳造方法であって、鋳型の下端から曲げ部の鋳造方向上流側端部までの間において、冷却水の影響を排除して鋳片表面の温度測定が可能な温度測定計を用いて鋳片の表面温度を鋳片幅方向に複数箇所で測定し、複数箇所で測定した鋳片表面温度の最大値と最小値との差を算出し、前記鋳片表面温度の最大値と最小値との差の値に基づいて、前記電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置の印加電流を制御することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。【選択図】図９
2015167963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型に電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置を備える垂直曲げ型または湾曲型の連続鋳造機を用いた鋼の連続鋳造方法であって、
鋳型の下端から曲げ部の鋳造方向上流側端部までの間において、冷却水の影響を排除して鋳片表面の温度測定が可能な温度測定計を用いて鋳片の表面温度を鋳片幅方向に複数箇所で測定し、
複数箇所で測定した鋳片表面温度の最大値と最小値との差を算出し、
前記鋳片表面温度の最大値と最小値との差の値に基づいて、前記電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置の印加電流を制御することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記鋳片表面温度の最大値と最小値との差が小さくなるように、前記電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置の印加電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記鋳片表面温度の最大値と最小値との差が所定の値に達したとき、前記電磁ブレーキの印加電流を溶鋼の流動の抑制を緩和するように制御し、または前記電磁攪拌装置の印加電流を溶鋼の流動を促進するように制御することを特徴とする請求項１に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項４】
前記鋳片表面温度の最大値と最小値の差の所定の値を１００℃とすることを特徴とする請求項３に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記温度測定計は、
前記鋳片の表面に向けてエアーを噴射することにより前記鋳片の表面と前記温度測定計との間にエアー柱を形成し、
前記エアー柱を介して前記鋳片の表面から放射された熱放射光を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項６】
前記鋳片の表面温度の測定位置を、前記鋳片幅方向の中心に対して対称な１対以上の位置とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項７】
前記鋳片の表面温度の測定位置を、前記鋳片の一端から幅方向に、鋳片の幅の１／４の位置、１／２の位置および３／４の位置とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項８】
鋳片表面温度の測定値の一定時間における最大値を、その一定時間における鋳片表面温度として扱うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋼の連続鋳造方法。
【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、さらに詳しくは、垂直曲げ型または湾曲型の連続鋳造機を用いた鋼の連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造は、鋳型内に溶鋼を注入し、鋳型内で溶鋼を冷却して凝固殻を形成させ、凝固殻の内部に溶鋼を保持した鋳片を引き抜き、鋳片表面を鋳型下方の二次冷却帯で冷却し、中心部まで凝固させることにより行う。
【０００３】
鋳型内での溶鋼の流動は、鋳片幅方向の表面温度の均一性、初期凝固時の凝固殻厚さの均一性に大きな影響を及ぼし、ひいては鋳片の表面品質に影響を及ぼす。
【０００４】
図１は、初期凝固時の鋳片長辺の凝固殻の状態を示す断面図であり、図１（ａ）は不均一凝固の場合、図１（ｂ）は均一凝固の場合を示す。図１（ａ）に示すように、鋳型内で不均一凝固が発生した場合、鋳片幅方向での凝固殻の厚さが不均一となる。これに対して、図１（ｂ）に示すように、均一凝固となった場合には、鋳片幅方向での凝固殻の厚さが均一である。
【０００５】
鋳片の表面品質への影響としては、鋳型内での溶鋼の流動により発生する表面欠陥が挙げられる。鋳型内で形成される凝固殻の厚さは、鋳型からの抜熱と溶鋼流動の状態によって決定される。鋳型内で不均一凝固が発生した場合、初期凝固で形成された凝固殻の厚さが薄い位置が、表面欠陥の起点となる。さらに、鋳片幅方向の表面温度が不均一であると、鋳片表面に引張応力が発生し、縦割れの発生を引き起こす可能性が高い。鋳片表面の引張応力は、鋳片の凝固収縮時に鋳片幅方向に発生する。また、鋳片表面の引張応力は、垂直曲げ型もしくは湾曲型の連続鋳造機において鋳片が曲げ部を通過する際に、鋳片天側の長辺において鋳片幅方向に発生する。
【０００６】
このように、鋳型内での溶鋼の流動は鋳片の品質に影響を及ぼす。そのため、溶鋼の流動の制御および流動状態の把握は、鋳片の品質向上のため重要な課題である。
【０００７】
鋳型内での溶鋼流動の制御は、従来から様々な技術が開示されている。しかし、溶鋼の流動状態は、時々刻々と変化しており、その変化量が大きいため、正確に把握することは困難である。また、溶鋼の流動状態は、溶鋼温度、鋳造速度、浸漬ノズルの浸漬深さ、電磁ブレーキの制動力、電磁攪拌の制動力、および設備の状態等によって変動することからも、正確に把握することが困難である。
【０００８】
たとえば、特許文献１では、鋳型内に埋設した複数の温度計を使用して、鋳型を通過する熱流束を取得し、伝熱計算を元に溶鋼流動を推定し、推定した溶鋼流動に基づいて鋳造速度を制御し、溶鋼流動を制御する、フィードバック制御による溶鋼流動の制御方法が開示されている。
【０００９】
しかし、特許文献１で開示された方法において、鋳型内に埋設した温度計による溶鋼温度、鋳片表面温度の測定は、流入したモールドパウダーおよび鋳型の銅板を間に挟んで行われるため、間接的な測定である。また、鋳型と凝固殻との間のエアギャップの存在も温度測定に影響を及ぼす。そのため、測定した温度は、実際の溶鋼温度または鋳片表面温度に一致しない。
【００１０】
さらに、鋳型内での溶鋼流動は非定常状態である。たとえば鋳型内では浸漬ノズルからの吐出流や、電磁ブレーキ等の制動力を得た溶鋼流が衝突している。このような溶鋼流動の影響を受けるため、鋳型内に埋設した温度計によって測定した溶鋼温度に基づいて正確な溶鋼流動を正確に把握することは困難である。
【００１１】
これらの理由により、フィードバック制御を利用する特許文献１に記載の方法を実際に行うのは困難である。
【００１２】
特許文献２では、鋳型から排出された鋳片の表面温度を実測し、実測した鋳片表面温度が凝固シミュレーションによりあらかじめ定められた温度に一致するように操業条件を制御する連続鋳造システムが開示されている。
【００１３】
しかし、特許文献２で開示されたシステムでは、鋳片表面に熱電対を接触させて温度を実測するものの、熱電対は保護管により冷却水が遮断されている。冷却水が遮断されている部位では、鋳片の表面温度が復熱によって変化する。そのため、特許文献２に記載の熱電対で測定される温度は実際に冷却されている鋳片の表面温度ではない。また、復熱による表面温度の変化は、品質管理の観点からも好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−２５１３０８号公報
【特許文献２】特開平１０−２９１０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、特許文献１および２で提案された方法では、測定している鋳片表面温度の正確さに欠けることから、品質が十分に良好な鋳片を得ることが困難である。また、鋳片表面温度を正確に測定できても、鋳造条件の制御、特に溶鋼の流動の制御が適切でなければ、品質の良好な鋳片を得ることができない。
【００１６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、冷却水により冷却されている鋳片の表面温度を精度良く測定し、その測定温度に基づいて鋳型内の溶鋼流動を制御することにより品質の良好な鋳片を得ることができる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】
【００１７】
鋳型内の溶鋼流動を安定的に制御するには、鋳片の表面温度分布、特に鋳片幅方向における温度の分布についての正確な情報を得て、この温度分布に基づき鋳型内の溶鋼流動を正確に把握することが必要である。
【００１８】
図２は、空気柱温度計によって水冷中の鋳片の表面温度を測定する様子の模式図である。本発明者らは既に特許文献３において、冷却水により冷却されている鋳片の表面温度を、冷却水の影響を抑制し、精度良く測定する方法として空気柱温度計を使用する方法を提案している。空気柱温度計は、一種の放射温度計であり、鋳片表面から放射される熱放射光を検出して鋳片の表面温度を測定する。
【００１９】
図２に示すように、連続鋳造機内では、鋳片１０１を支持するロール１０２の間に、冷却水１０３を噴射するノズル１０４が配置される。鋳型から排出された鋳片１０１はノズル１０４から表面に噴射される冷却水１０３によって二次冷却される。この際、鋳片１０１の表面に水膜１０５が形成されるとともに、垂れ水の水滴１０６が発生し、水膜１０５中には気泡１０７が発生する。空気柱温度計１０８では、先端に接続されたノズルからパージ用のエアーを噴射してエアー柱１０９を形成して熱放射光の光路を確保し、鋳片１０１の表面温度を測定する。そのため、水滴１０６等、冷却水の影響を抑制することができ、鋳片１０１の表面温度を高い精度で測定することができる。
【００２０】
さらに、空気柱温度計を用いて測定することにより得られた鋳片の表面温度のデータを処理（ピークホールド処理）することにより、より精度の高い鋳片の表面温度を得ることが可能である。データ処理方法については後述する。
【００２１】
また、本発明者らが検討した結果、鋳片幅方向の複数箇所で、冷却水の影響を排除して鋳片の表面温度を測定し、各位置における温度の最高値と最低値の差に基づいて溶鋼の流動を制御し、この温度差を小さくすることにより、凝固殻の厚さの不均一を抑制することができ、表面品質の良好な鋳片が得られることを知見した。溶鋼の流動の制御は、電磁ブレーキの制動力または電磁攪拌の制動力を制御することにより行うことができる。
【００２２】
本発明は、この知見に基づいてなされたものである。
【００２３】
本発明の鋼の連続鋳造方法は、鋳型に電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置を備える垂直曲げ型または湾曲型連続鋳造機を用いた鋼の連続鋳造方法であって、鋳型の下端から曲げ部の鋳造方向上流側端部までの間において、冷却水の影響を排除して鋳片表面の温度測定が可能な温度測定計を用いて鋳片の表面温度を鋳片幅方向に複数箇所で測定し、複数箇所で測定した鋳片表面温度の最大値と最小値との差を算出し、前記鋳片表面温度の最大値と最小値との差の値に基づいて、前記電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置の印加電流を制御する。
【００２４】
上記の鋼の連続鋳造方法において、前記鋳片表面温度の最大値と最小値との差が小さくなるように、前記電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置の印加電流を制御することが好ましい。また、前記鋳片表面温度の最大値と最小値との差が所定の値に達したとき、前記電磁ブレーキの印加電流を溶鋼の流動の抑制を緩和するように制御し、または前記電磁攪拌装置の印加電流を溶鋼の流動を促進するように制御することが好ましい。
【００２５】
上記の鋼の連続鋳造方法において、前記鋳片表面温度の最大値と最小値の差の所定の値を１００℃とすることができる。
【００２６】
また、上記の鋼の連続鋳造方法において、前記温度測定計は、前記鋳片の表面に向けてエアーを噴射することにより前記鋳片の表面と前記温度測定計との間にエアー柱を形成し、前記エアー柱を介して前記鋳片の表面から放射された熱放射光を検出するものを適用することが好ましい。
【００２７】
上記の鋼の連続鋳造方法において、前記鋳片の表面温度の測定位置を、前記鋳片幅方向の中心に対して対称な１対以上の位置とすることができる。また、前記鋳片の一端から幅方向に、鋳片の幅の１／４の位置、１／２の位置および３／４の位置とすることができる。
【００２８】
上記の鋼の連続鋳造方法において、鋳片表面温度の測定値の一定時間における最大値を、その一定時間における鋳片表面温度として扱うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の鋼の連続鋳造方法によれば、表面品質の良好な鋳片を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、初期凝固時の鋳片長辺の凝固殻の状態を示す断面図であり、図１（ａ）は不均一凝固の場合、図１（ｂ）は均一凝固の場合を示す。
【図２】図２は、空気柱温度計によって水冷中の鋳片の表面温度を測定する様子の模式図である。
【図３】図３は、本発明の鋼の連続鋳造方法を適用できる垂直曲げ型の連続鋳造機の構成を示す図である。
【図４】図４は、鋳型の縦断面図であり、電磁ブレーキの配置の一例を示す図である。
【図５】図５は、空気柱温度計を用いて鋳片の表面温度を測定する様子の模式図である。
【図６】図６は、空気柱温度計および制御盤の構成を示す模式図である。
【図７】図７は、空気柱温度計で測定された鋳片の表面温度と計測時間との関係を示す図である。
【図８】図８は、ピークホールド処理を説明する図であり、鋳片の表面温度とその計測時間との関係を示す図である。
【図９】図９は、ある時点における各測定位置の鋳片表面温度を示す図である。
【図１０】図１０は、電磁ブレーキの印加電流の大きさと鋳片の表面温度との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、ΔＴｗの値と鋳片の表面縦割れの発生率の関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明例と比較例の表面縦割れの発生率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
１．連続鋳造機の基本構成
図３は、本発明の鋼の連続鋳造方法を適用できる垂直曲げ型の連続鋳造機の構成を示す図である。取鍋に収容された溶鋼は、一旦中間容器であるタンディッシュに供給される。タンディッシュの底部には、溶鋼の流量を調整可能なスライディングゲートが設けられている。タンディッシュ内の溶鋼は、スライディングゲートを経て浸漬ノズルを介して鋳型１内に供給される。図３には、取鍋、タンディッシュ、スライディングゲートおよび浸漬ノズルは図示しない。鋳型１の周囲には、両方の長辺面に対向するように、溶鋼の流動を制御する電磁ブレーキ２が配置されている。溶鋼の流動を制御する装置として、電磁ブレーキ２に代えて、電磁攪拌装置を配置してもよい。
【００３２】
鋳型１内に供給された溶鋼３は、鋳型１で冷却され、凝固し、凝固シェルの内部に未凝固部を保持した状態で鋳片４として連続的に引き抜かれる。鋳型１の下方には、サポートロール、ガイドロールおよびピンチロールからなる複数対の鋳片支持ロール５が配置されている。個々の鋳片支持ロール５の間には、冷却水またはミストを噴射するノズル（図示せず）が配置され、二次冷却帯を構成する。二次冷却帯では、各ノズルから噴射される冷却水またはミストにより、鋳片４は冷却されながら引き抜かれる。このように引き抜かれた鋳片４は、トーチカー（図示せず）により所定の長さに切断される。
【００３３】
上述の引き抜き過程において、鋳片４は、鋳型１から排出された後、曲げ部６を通過し、その後矯正部７を通過する。曲げ部６を通過する際に、鋳片４は鉛直方向から曲げられ、天側の長辺面において幅方向に引張応力を受ける。この引張応力により、鋳片の表面に縦割れが発生することがある。
【００３４】
図４は、鋳型の縦断面図であり、電磁ブレーキの配置の一例を示す図である。鋳型１の中央部には、浸漬ノズル９が配置されている。浸漬ノズル９の先端には溶鋼の吐出孔９ａが設けられており、吐出孔９ａは溶鋼３に浸漬されている。図４では、電磁ブレーキ２を、鋳型の長辺幅方向の４箇所に鋳型の長辺幅方向中心に対して対称に配置した状態を示す。また、図４では、各電磁ブレーキ２を、中心が浸漬ノズル９の下端よりも下方となるように配置した状態を示す。電磁ブレーキ２は、溶鋼流動の制動力を鋳型の長辺幅方向に制御できるものとすることが、本発明を適用する上で好ましい。
【００３５】
２．鋳片表面温度の測定方法および測定データ処理方法
２−１．空気中温度計を用いた測定方法
図５は、空気柱温度計を用いて鋳片の表面温度を測定する様子の模式図である。空気柱温度計８は、測温ヘッドの先端から鋳片の表面に向けてパージ用のエアーを噴射することができる放射温度計である。空気柱温度計８は、測温ヘッド８ａとノズル８ｂと光ファイバー８ｃを備える。ノズル８ｂは、測温ヘッド８ａの先端に接続され、パージ用のエアーを噴射する。測温ヘッド８ａの光軸８ｄは、ノズル８ｂ内を通るように構成されている。空気柱温度計８の測温ヘッド８ａには受光部が収納され、鋳片表面からの熱放射光を受光する。
【００３６】
図６は、空気柱温度計および制御盤の構成を示す模式図である。光ファイバー８ｃは、空気柱温度計８の受光部と制御盤１０に接続され、受光部で受光された鋳片４の熱放射光を制御盤１０に伝送する。制御盤１０は、装置１０ａ〜１０ｃを備える。光ファイバー８ｃによって伝送された熱放射光は、装置１０ａで光電変換して光量に応じた電流を出力される。装置１０ａから出力された電流には、装置１０ｂで電流電圧変換およびＡＤ変換を施し、装置１０ｃで温度に換算する演算を行う。以上の過程により、放射温度計８ａで熱放射光を受けることによって鋳片４の表面温度を測定することができる。
【００３７】
連続鋳造機内では、上述のように、鋳片の表面に冷却水をスプレーすることにより、冷却水の水膜が形成されるとともに、垂れ水の水滴が発生し、水膜中には水蒸気の気泡が発生する。放射温度計に接続されたノズルからパージ用のエアーを噴射してエアー柱を形成し、光路を確保し、鋳片の表面温度を測定することにより、これらの水分の影響を排除することができる。
【００３８】
２−２．空気柱温度計の配置
図３に示す連続鋳造機は、鋳型１の下端から曲げ部６の鋳造方向上流側端部までの間に空気柱温度計８を備える。鋳片４は、鋳型１から引き抜かれた直後から冷却水の水滴等、二次冷却の影響を受ける。鋳型１の下端から曲げ部６の鋳造方向上流側端部までの間で鋳片４の表面温度を測定することにより、二次冷却の影響を低減し、鋳片の表面温度を精度良く測定することができる。
【００３９】
空気柱温度計８は、鋳片幅方向に複数配置する。これにより、鋳片幅方向の表面温度分布を測定することができ、測定した温度分布に基づき鋳型内の溶鋼流動を正確に把握することができる。測定した温度分布の精度を高めるため、鋳片幅方向における鋳片の表面温度の測定位置は多いほど好ましい。
【００４０】
また、鋳片幅方向における鋳片の表面温度の測定位置は、鋳片幅方向の中心に対して対称な１対以上の位置とすることが好ましい。さらに、鋳片の一端から幅方向に、鋳片の幅の１／４の位置、１／２の位置および３／４の位置とすることがより好ましい。これらの位置で鋳片の表面温度を測定することにより、鋳片幅方向における表面温度分布についてより正確な情報を得ることができる。
【００４１】
空気柱温度計８の鋳造方向における配置は、浸漬ノズル吐出孔、電磁ブレーキや電磁攪拌装置のような溶鋼の流動に影響を及ぼす因子よりも鋳造方向下流側とし、かつ二次冷却による鋳片表面の温度低下の影響が小さい連続鋳造機上部とすることが好ましい。この位置で測定することにより、鋳片の表面温度をより精度良く測定することができ、鋳型内の溶鋼の流動を正確に把握することができる。
【００４２】
２−３．鋳片の表面温度のデータ処理方法
図７は、空気柱温度計で測定された鋳片の表面温度と計測時間との関係を示す図である。図５で示す空気柱温度計を用いて鋳片の表面温度を連続して測定したところ、図７が得られた。図７に示すように、鋳片の表面温度の測定値には多少の変動が生じている。これは、空気柱温度計を使用し、測温に際して蒸気や垂れ水による外乱の影響を最小化しても、その影響を完全になくすことが困難であることを意味する。
【００４３】
このような外乱による光の減衰が、鋳片の表面温度の測定値の変動を発生させており、測定値は必ず実際の温度以下となる。そのため、たとえば測定値の時間平均値は、実際の温度より低く、正確な温度を反映しない。
【００４４】
放射温度計を使用して鋳片の正確な表面温度を得るには、得られたデータにピークホールド処理を行うことが好ましい。ここで、ピークホールド処理とは、測定により得られたデータにおいて、一定時間（３０〜１２０ｓ）での最大温度をその一定時間における代表温度とする処理である。代表温度は、その一定時間における鋳片の表面温度として扱う。
【００４５】
図８は、ピークホールド処理を説明する図であり、鋳片の表面温度とその計測時間との関係を示す図である。図４では、６０ｓを一定時間とした場合について示し、０〜６０ｓ、６０〜１２０ｓ、…、２４０〜３００ｓの５区間での最大温度が各区間の代表温度であることを示す。このような一定時間は、垂れ水の発生周期を考慮して決定し、過去の測定結果に基づき、垂れ水の発生周期の影響を受けない時間として設定される。
【００４６】
放射温度計による測定で得られた鋳片表面温度のデータにピークホールド処理を施すことにより、二次冷却の影響を低減し、連続鋳造機内での鋳片の表面温度の測定値の精度を高めることが可能となる。そのため、鋳型内の溶鋼流動をより正確に把握することが可能となる。
【００４７】
３．本発明の連続鋳造方法
上述の構成の連続鋳造機を用いた、本発明の鋼の連続鋳造方法について説明する。本発明の鋼の連続鋳造方法では、冷却水の影響を排除して鋳片表面の温度測定が可能な温度測定計を用いて鋳片の表面温度を鋳片幅方向に複数箇所で測定し、複数箇所で測定した鋳片表面温度の最大値と最小値との差を算出し、鋳片表面温度の最大値と最小値との差の値に基づいて、電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置の印加電流を制御する。すなわち、鋳片表面温度の最大値と最小値との差の値を電磁ブレーキの印加電流にフィードバックする制御を行う。印加電流を制御することにより、電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置による溶鋼流動の制動力を制御することができる。「冷却水の影響を排除して鋳片表面の温度測定が可能な温度測定計」の一例として、上述の空気柱温度計が挙げられる。連続鋳造機は、上述の垂直曲げ型のものに限られず、湾曲型のものにも適用することができる。
【００４８】
印加電流の制御は、算出された鋳片表面温度の最大値と最小値との差を小さくするように行うことが好ましい。具体的には、算出された鋳片表面温度の最大値と最小値との差が大きいほど、電磁ブレーキまたは電磁攪拌装置により、鋳型内メニスカス近傍の溶鋼流動を促進させるように制御する。
【００４９】
また、印加電流の制御は、算出された鋳片表面温度の最大値と最小値との差が所定の値に達したとき、溶鋼の流動の抑制を緩和または溶鋼の流動を促進するように行うことが好ましい。例えば、電磁ブレーキでは、印加電流を低減させる制御を行う。電磁攪拌装置では、印加電流を増加させる制御を行う。算出された鋳片表面温度の最大値と最小値との差の所定の値の一例として、１００℃が挙げられる。
【実施例】
【００５０】
本発明の鋼の連続鋳造方法の効果を確認するため、以下の２種類の連続鋳造試験を行い、その結果を評価した。
【００５１】
１．試験条件（第１試験および第２試験で共通）
連続鋳造機として、前記図３に示す垂直曲げ型の連続鋳造機を使用した。連続鋳造機は、垂直部の長さ２．５ｍ、湾曲半径９．４ｍ、機長２８ｍであり、７点曲げ、６点矯正であった。また、鋳型の下端から曲げ部の鋳造方向上端までの長さは１．７ｍであった。鋳造される鋳片（スラブ）のサイズは厚さ３００ｍｍ、幅２３００ｍｍとし、鋳造速度は０．７０ｍ／ｍｉｎとした。鋳型の周囲には、電磁ブレーキを鋳型の各長辺面に対向するように２対配置した。
【００５２】
連続鋳造には、表１に示す化学組成の鋼を用いた。この鋼種は、厚鋼板用に用いられているものである。
【００５３】
【表１】
2015167963.tif 000003
【００５４】
鋳片表面温度の測定装置として、前記図５に示す空気柱温度計を使用した。空気柱温度計は、鋳型下端から１ｍ下方、曲げ部の上端から０．７ｍ上方の位置に配置した。
【００５５】
鋳片表面温度の鋳片幅方向の測定位置は、鋳片の一端から幅方向に、鋳片の幅の１／４の位置、１／２の位置および３／４の位置（以下それぞれ「１／４Ｗ位置」、「１／２Ｗ位置」および「３／４Ｗ位置」という。）の３箇所とした。
【００５６】
図９は、ある時点における各測定位置の鋳片表面温度を示す図である。３箇所の測定位置での温度のうち、最低温度を基準とし、残りの位置での温度の最低温度との差をΔＴｗと定義した。
２．第１試験の条件および結果
第１試験では、電磁ブレーキの印加電流の大きさを２００Ａおよび２５０Ａとして連続鋳造を実施した。
【００５７】
図１０は、電磁ブレーキの印加電流の大きさと鋳片の表面温度との関係を示す図である。印加電流が２００Ａの場合は、最低温度は３／４Ｗ位置であり、１／４Ｗ位置および１／２Ｗ位置ではほぼ同等の温度であった。これは、鋳片幅方向の中心に対して３／４Ｗ位置側において、鋳片幅方向の溶鋼流動の不均一（偏流）が存在していたためと考えられる。また、ΔＴｗの値は１４０℃前後であり、鋳片に表面縦割れが発生した。
【００５８】
一方、印加電流が２５０Ａの場合は、最低温度は１／２Ｗ位置であり、ΔＴｗの値は８０℃以下と２００Ａの場合と比べて小さかった。これは、印加電流が２５０Ａの場合、２００Ａの場合と比べて溶鋼の偏流が抑制されたことを示す。また、印加電流が２５０Ａの場合、鋳片には表面縦割れは観察されなかった。
【００５９】
本発明者らがさらに試験を行い、ΔＴｗの値と鋳片の表面縦割れの発生率の関係について調査した。表面縦割れの発生率は、同一チャージの溶鋼から鋳造したスラブについて下記（１）式により算出した。
Ｒ＝Ｐ／Ｑ×１００  …（１）
ここで、Ｒ：表面縦割れの発生率（％）、Ｐ：表面縦割れが発生したスラブの枚数、Ｑ：鋳造したスラブの全枚数である。
【００６０】
図１１は、ΔＴｗの値と鋳片の表面縦割れの発生率の関係を示す図である。図１１から、ΔＴｗの値が大きいほど表面縦割れの発生率が高いことがわかる。また、ΔＴｗの値が１００℃未満では、表面縦割れを抑制できたことがわかる。
【００６１】
ΔＴｗの値は、１／２Ｗ位置において最大であった場合および３／４Ｗ位置で最大であった場合があった。いずれの場合も、ΔＴｗの値が１００℃を超えたときに鋳片に表面縦割れが発生した。これは、ΔＴｗが最大となる位置によらず、鋳片表面温度の不均一が、鋳片の表面縦割れを誘起する引張応力の発生を助長するためであると考えられる。
【００６２】
３．第２試験の条件および結果
第２試験では、第１試験の結果を踏まえて試験を行った。本発明例では、連続鋳造中に、ΔＴｗの値が１００℃を超えそうになった場合、電磁ブレーキの印加電流を下げて制動力を低下させ、溶鋼の流動の抑制を緩和した。一方、比較例では、ΔＴｗの値に関わらず、電磁ブレーキの印加電流は一定とした。すなわち、本発明例ではΔＴｗの値を電磁ブレーキの印加電流にフィードバックする制御を適用し、比較例では適用しなかった。
【００６３】
図１２は、本発明例と比較例の表面縦割れの発生率を示す図である。第２試験の評価項目は、鋳片長辺面に発生する表面縦割れの発生率とした。図１２に示すように、比較例では、表面縦割れ発生率は平均約７％であった。一方、本発明例では表面縦割れの発生は皆無であった。
【００６４】
この結果から、鋳型の下端から曲げ部の鋳造方向上流側端部までの間において鋳片幅方向の複数箇所で測定した鋳片の表面温度を測定し、その最大値と最小値との差に基づいて電磁ブレーキの印加電流を制御するフィードバック制御を行い、鋳片表面温度の最大値と最小値との差を小さくすることにより、鋳片の表面縦割れの発生を抑制することができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の鋼の連続鋳造方法によれば、表面品質の良好な鋳片を得ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１：鋳型、  ２：電磁ブレーキ、  ３：溶鋼、  ４：鋳片、  ５：鋳片支持ロール、  ６：曲げ部、  ７：矯正部、  ８：空気柱温度計、  ８ａ：測温ヘッド、  ８ｂ：ノズル、  ８ｃ：光軸、  ８ｄ：、  ９：浸漬ノズル、  ９ａ：吐出孔、  １０：制御盤、  １０ａ〜１０ｃ：制御盤上の装置、  １０１：鋳片、  １０２：ロール、  １０３：冷却水、  １０４：ノズル、  １０５：水膜、  １０６：水滴、  １０７：気泡、  １０８：空気柱温度計、  １０９：エアー柱
【図２】
2015167963.tif 000004
【図３】
2015167963.tif 000005
【図４】
2015167963.tif 000006
【図５】
2015167963.tif 000007
【図６】
2015167963.tif 000008
【図７】
2015167963.tif 000009
【図８】
2015167963.tif 000010
【図９】
2015167963.tif 000011
【図１０】
2015167963.tif 000012
【図１１】
2015167963.tif 000013
【図１２】
2015167963.tif 000014
【図１】
2015167963.tif 000015