(57)【要約】【課題】装置構成が簡素であっても、ポロシティの大幅な低減が可能なスラブの連続鋳造方法を提供する。【解決手段】本発明のスラブの連続鋳造方法は、鋳造方向に沿って順に配置した第1および第2の圧下ロールによってスラブを圧下しながら連続鋳造する、スラブの連続鋳造方法であって、第1および第2圧下ロールはスラブに接して圧下する部分の直径が450mm以上であり、第1圧下ロールは、スラブの中心部の固相率が0.8以上、1未満の状態にある位置でスラブを圧下し、第2圧下ロールは、スラブの幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態にある位置であって、スラブの幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が200℃以上の状態にある位置でスラブを圧下し、第2圧下ロールは、スラブの幅方向の両端から少なくともスラブの厚みの半分の長さの両端領域を除いた領域に接する中央軸部と、両端領域に接しない両端軸部とを備える。【選択図】図１
2015167965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造方向に沿って順に第１の圧下ロールおよび第２の圧下ロールを配置し、凝固末期および凝固直後のスラブを前記第１の圧下ロールおよび第２の圧下ロールによって圧下しながら連続鋳造する、スラブの連続鋳造方法であって、
前記第１の圧下ロールおよび前記第２の圧下ロールは前記スラブに接して圧下する部分の直径が４５０ｍｍ以上であり、
前記第１の圧下ロールは、前記スラブの中心部の固相率が０．８以上、１未満の状態にある位置で前記スラブを圧下し、
前記第２の圧下ロールは、前記スラブの幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態にある位置であって、前記スラブの幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が２００℃以上の状態にある位置で前記スラブを圧下し、
前記第２の圧下ロールは、前記スラブの幅方向の両端のそれぞれから少なくとも前記スラブの厚みの半分の長さの両端領域を除いた領域に接する中央軸部と、前記中央軸部の直径よりも小さく、前記スラブの前記両端領域に接しない両端軸部とを備えることを特徴とするスラブの連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラブの連続鋳造方法に関し、特に極厚鋼板の製造に適したスラブの連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
極厚鋼板は、橋梁や建築部材として用いられる。連続鋳造したスラブから極厚鋼板を製造する場合、スラブを圧延して極厚鋼板を得る。この場合、圧延比を確保しなければスラブ内の鋳造欠陥であるポロシティが十分に圧着されずに残り、極厚鋼板内にポロシティが製品欠陥として残存する。
【０００３】
スラブ内ポロシティを低減する方法として、大断面のスラブを連続鋳造し、連続鋳造機内でスラブの圧下比を大きくとる方法が考えられる。しかし、大断面のスラブを連続鋳造する場合、連続鋳造機の機長に限界があるため、鋳造速度を低速とする必要があり、製造効率が非常に悪くなる。他の方法として、連続鋳造によらず、通常の造塊法で大径の鋳塊を鋳造する方法も考えられる。しかし、造塊法は、連続鋳造法に比べて製造効率がさらに悪いことはいうまでもない。そのため、造塊法の適用は現実的ではない。
【０００４】
これらに対し、連続鋳造法で製造したスラブを素材として用いた極厚鋼板におけるポロシティを低減する方法が、特開２００７−１９６２６５号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１では、連続鋳造の際、所定の固相率の未凝固部を含む鋳片の幅方向中央部を所定量圧下し、得られた鋳片を所定の圧下比で熱間圧延して極厚鋼板を得ることとしている。
【０００５】
しかし、今後ポロシティの低減に対する要求がますます厳しくなると考えられること等を考慮すると、特許文献１に開示されている方法では、ポロシティの低減は十分ではない。
【０００６】
極厚鋼板におけるポロシティの低減に有効な方法として、特開２００９−２５５１７３号公報（特許文献２）および特開２０１０−２２７９４１号公報（特許文献３）では、３対以上の直径４００ｍｍを超える大径のロールを用いて、鋳片を圧下することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１９６２６５号公報
【特許文献２】特開２００９−２５５１７３号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２７９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献２および３において提案された３対以上の大径の圧下ロールを用いる場合には、次のような問題がある。
【０００９】
第１に、鋳片がスラブの場合、鋳造方向に沿って３対以上の大径の圧下ロールが配置され、これらの圧下ロール群を中心部が未凝固状態であるスラブが通過する際、ロール間バルジングが複数回生じる。ロール間バルジングは、スラブの中心偏析の悪化や、スラブの内部割れの発生の原因となる。
【００１０】
第２に、多数の大径の圧下ロールを鋳造方向に沿って配置すると、連続鋳造機の設備コストがかかるとともに、連続鋳造機の機長が長くなる。連続鋳造機の機長が長くなると、鋳造方向下流側では、鋳片の温度低下が著しくなり、鋳片の変形抵抗が増すとともに、鋳片の内部と表面との温度差が小さくなる。鋳片の変形抵抗が増すと、圧下ロールによる圧下の進行が妨げられ、大径の圧下ロールであっても、鋳片の幅方向にロールが撓むため、鋳片を幅方向全体にわたり均等に圧下することができなくなる。鋳片の内部と表面との温度差が小さくなると、鋳片の厚み方向中心部への圧下ロールによる圧下の浸透性が低下するため、ポロシティを十分に低減することができなくなる。
【００１１】
このように、大径の圧下ロールの配置数をむやみに増やしても、内部品質の良好な鋳片は得られない。
【００１２】
さらに、特許文献２および３において提案された方法では、全ての圧下ロールで鋳片の幅方向両端部まで全幅圧下する。鋳片の両端部は中央部と比較して変形抵抗が大きいため、各ロールによる圧下量が全幅で不足する。その結果、鋳片の中央部の圧下量が不足することになり、ポロシティを十分に低減できない。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、装置構成が簡素であっても、ポロシティの大幅な低減が可能なスラブ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】
【００１４】
本発明のスラブの連続鋳造方法は、鋳造方向に沿って順に第１の圧下ロールおよび第２の圧下ロールを配置し、凝固末期および凝固直後のスラブを前記第１の圧下ロールおよび第２の圧下ロールによって圧下しながら連続鋳造する、スラブの連続鋳造方法であって、前記第１の圧下ロールおよび前記第２の圧下ロールは前記スラブに接して圧下する部分の直径が４５０ｍｍ以上であり、前記第１の圧下ロールは、前記スラブの中心部の固相率が０．８以上、１未満の状態にある位置で前記スラブを圧下し、前記第２の圧下ロールは、前記スラブの幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態にある位置であって、前記スラブの幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が２００℃以上の状態にある位置で前記スラブを圧下し、前記第２の圧下ロールは、前記スラブの幅方向の両端のそれぞれから少なくとも前記スラブの厚みの半分の長さの両端領域を除いた領域に接する中央軸部と、前記中央軸部の直径よりも小さく、前記スラブの前記両端領域に接しない両端軸部とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のスラブの連続鋳造方法によれば、装置構成が簡素であっても、ポロシティが大幅に低減されたスラブを得ることができる。また、連続鋳造機内に配置した大径の圧下ロールを使用するためスラブの圧下をインラインで行うことができる。連続鋳造機内には圧下ロールは２対しか配置しない簡素な構成であるため設備コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明のスラブの連続鋳造方法を適用できる連続鋳造機の構成を示す図である。
【図２】図２は、第２の圧下ロールの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．本発明を完成させるための検討内容
本発明者らは、解析と実験を種々繰り返し、連続鋳造機内でスラブのポロシティを低減する方法について検討した。その結果、以下の（１）〜（４）に示す要件を満たす方法を適用することにより、ポロシティを低減できることを知見した。本発明者らは、この知見に基づいて本発明のスラブの連続鋳造方法を完成した。
（１）鋳造方向に沿って順に配置した２対のロール、すなわち第１の圧下ロールおよび第２の圧下ロールを用いて、凝固末期および凝固直後のスラブを圧下しながら連続鋳造する。第１の圧下ロールおよび第２の圧下ロールは、スラブに接して圧下する部分の直径を４５０ｍｍ以上とする。
（２）第１の圧下ロールを用いて、スラブの中心部の固相率が０．８以上、１未満の未凝固部を含む状態にある位置でスラブを圧下する。
（３）第２の圧下ロールを用いて、スラブが幅方向の全域で厚み方向中心部まで凝固した完全凝固状態にある位置であって、スラブの幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が２００℃以上の状態にある位置でスラブを圧下する。
（４）第２の圧下ロールは、スラブの幅方向の両端のそれぞれから少なくともスラブの厚みの半分の長さの両端領域を除いた領域に接する中央軸部と、中央軸部の直径よりも小さく、スラブの両端領域に接しない両端軸部とを備えるものとする。
（５）第２の圧下ロールを用いて圧下する位置では、完全凝固状態のスラブは幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態とする。
【００１８】
２．連続鋳造機の基本構成
図１は、本発明のスラブ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。浸漬ノズル１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（二次冷却水）により冷却され、凝固シェル５を形成してスラブ８となる。スラブ８は、その内部に未凝固の溶鋼４を保持したまま、複数のサポートロール６によって支持されながら引き抜かれ、２対の圧下ロール７により順次圧下される。圧下ロール７により圧下されたスラブ８は、さらにサポートロール６を経て、図示しないピンチロールによって引き抜かれる。スラブ８の内部に保持された溶鋼４は、鋳型３の下方、サポートロール６の外側に配置された電磁攪拌装置９の発生する磁界の電磁力によって攪拌される。２対の圧下ロール７は鋳造方向に沿って配置され、凝固末期のスラブ８を圧下する第１の圧下ロール７ａと、凝固直後のスラブ８を圧下する第２の圧下ロール７ｂからなる。
【００１９】
３．本発明のスラブの連続鋳造方法の各要件の規定理由
本発明のスラブの連続鋳造方法を上述の通り規定した理由について図１を参照して説明する。
【００２０】
（１）本発明のスラブの連続鋳造方法では、２対の圧下ロール７、すなわち第１の圧下ロール７ａおよび第２の圧下ロール７ｂのスラブ８に接して圧下する部分の直径をいずれも４５０ｍｍ以上とする。これは、圧下ロールの変形を抑制することと、圧下時の圧下浸透性を高めるためである。
【００２１】
圧下ロール７のスラブ８に接して圧下する部分の直径が４５０ｍｍ未満であると、圧下ロール７が変形しやすい。これに加えて、圧下によるスラブ８の変形がスラブ８の表面近傍で吸収されてしまい、圧下浸透性が低くなる。そのため、スラブ８の凝固末期の位置または凝固直後の位置を圧下しても、ポロシティを十分に低減することができない。特に、スラブ８の凝固末期の位置では、スラブ８の内部における圧搾効果が小さく、ポロシティの低減効果が低下することとなる。
【００２２】
また、圧下ロール７のスラブ８に接して圧下する部分の直径が４５０ｍｍ未満であると、圧下によるスラブ８の変形がスラブ８の表面近傍で吸収されてしまい、圧下浸透性が低くなる。そのため、スラブ８の内部における圧搾効果が小さく、スラブ８の凝固末期部分を圧下しても、ポロシティを十分に低減することができない。
【００２３】
圧下ロール７のスラブ８に接して圧下する部分の直径は、６００ｍｍ以下が好ましい。当該部分の直径が６００ｍｍを超えると、スラブ８を圧下した際の圧下反力が過大となり、操業が困難となる。しかも、連続鋳造機内での圧下ロール７の設置が困難となる。
【００２４】
圧下ロール７のスラブ８に接して圧下する部分の直径の下限は、３５０ｍｍが好ましく、４００ｍｍがより好ましい。当該部分の直径の上限は、６００ｍｍがより好ましく、５５０ｍｍがさらに好ましい。
【００２５】
（２）本発明のスラブの連続鋳造方法では、第１の圧下ロール７ａで、スラブ８の中心部の固相率が０．８以上、１未満の状態にある位置でスラブ８を圧下する。これは、当該位置では、スラブ８にはわずかではあるものの未凝固の溶鋼４が残存しており、スラブ８の中心部がまだ非常に高温であることによる。
【００２６】
当該位置では、スラブ８はいまだに中心部が高温であり、変形抵抗が小さいため、中心部へのロール圧下の浸透性が高い。また、この部分は、ポロシティの形成がほぼ完了しつつある時期に該当し、この時期に大きな圧下を加えるのはポロシティの低減に極めて有効である。
【００２７】
ポロシティを十分に低減するため、第１の圧下ロール７ａによる圧下量は、３ｍｍ以上が好ましい。圧下量が大きいほどポロシティの低減には有効である。ただし、通常の構成の圧下装置を用いた場合、スラブ８の中心部の固相率が０．８以上、１未満である位置において１対の圧下ロールによって実施できる圧下量の上限は約１５ｍｍである。１５ｍｍよりも大きい圧下量を実現するには、通常よりも過大な圧下力を有する大規模な圧下装置および過大な直径の圧下ロールを用いる必要があり、現実的ではない。そのため、第１の圧下ロール７ａによるスラブ８の圧下量は、１５ｍｍ以下が好ましい。
【００２８】
第１の圧下ロール７ａによる圧下量の下限は、４ｍｍがより好ましく、８ｍｍがさらに好ましい。第１の圧下ロール７ａによる圧下量の上限は、１５ｍｍがより好ましく、１３ｍｍがさらに好ましい。第１の圧下ロール７ａは、幅方向全体で直径が一定のフラットロールが好ましい。
【００２９】
（３）本発明のスラブの連続鋳造方法では、第２の圧下ロール７ｂで、スラブ８が幅方向の全域で厚み方向中心部まで凝固した状態にある位置であって、スラブ８の幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が２００℃以上の状態にある位置でスラブ８を圧下する。当該位置では、スラブ８の内外の変形抵抗比が比較的大きいからである。スラブ８の内外の変形抵抗比が大きいことにより、圧下浸透性が高いため、圧下によりポロシティを低減することができる。スラブ８の内外の変形抵抗比とは、スラブ８の表面の変形抵抗の値を、厚み方向中心部の変形抵抗の値で割った値である。
【００３０】
鋳造方向の下流側ほど、スラブ８は厚み方向中心部と表面との温度差が小さくなるため、内外の変形抵抗比も小さくなる。スラブ８の幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が２００℃以上の状態にある位置では、スラブ８の内外の変形抵抗比は、第１の圧下ロール７ａで圧下する部分の変形抵抗比ほどではないが、その変形抵抗比の約８０％は維持されている。そのため、当該位置での第２の圧下ロール７ｂによる圧下は十分にポロシティを低減することができる。
【００３１】
第１の圧下ロール７ａでの圧下する部分から鋳造方向下流側に大きく離れ、スラブ８の幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が２００℃未満の状態にある位置では、スラブ８の温度が低くなりすぎているため、変形抵抗が大きく、十分に圧下することができなくなる。また、圧下浸透性が低下するため、内部を十分に圧下することができなくなる。
【００３２】
スラブ８の厚み方向中心部の温度と表面の温度は、通常の非定常伝熱解析モデルにより推定することができる。また、スラブ８の表面温度は、実測することも可能である。そのため、スラブ８の表面温度の実測値と推定値とを照合することにより、厚み方向中心部の温度の精度も確保することができる。
【００３３】
第２の圧下ロール７ｂは、第１の圧下ロール７ａとの間隔が７ｍ以下となる位置に配置することが好ましい。この範囲内に第２の圧下ロール７ｂを配置すれば、スラブ８が幅方向の全域で厚み方向中心部まで凝固した状態にある位置であって、幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が２００℃以上の状態にある位置を圧下することができる。第１の圧下ロール７ａと第２の圧下ロール７ｂとの間隔が７ｍを超えると、第２の圧下ロール７ｂにより圧下する位置で、スラブ８の幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が２００℃未満となるとともに、スラブ８の温度が低くなりすぎる。
【００３４】
もっとも、第１の圧下ロール７ａと第２の圧下ロール７ｂとの間隔は、大きいほど好ましい。これは、第１の圧下ロール７ａと第２の圧下ロール７ｂとの間に他のロールを配置した場合、または圧下ロール７ａと第２の圧下ロール７ｂとを隣接して配置した場合のいずれの場合においても、隣接するロール同士の間隔が大きい部分が複数箇所存在すると、ロール間バルジングの繰り返しの発生により、スラブ８において内部割れの発生や、中心偏析の悪化の可能性が高まるからである。ロール間バルジングの量は、隣接するロール同士の間隔の大きさのべき乗で増加することが知られている。隣接するロール同士の間隔が大きい箇所が、鋳造方向に沿って狭い範囲で複数存在すると、スラブ８において内部割れの発生や、中心偏析の悪化の可能性がより高まる。第１の圧下ロール７ａと第２の圧下ロール７ｂとの間隔の下限は、３ｍ程度が好ましい。
【００３５】
第１の圧下ロール７ａと第２の圧下ロール７ｂとの間隔の下限は、３ｍがより好ましく、４ｍがさらに好ましい。第１の圧下ロール７ａと第２の圧下ロール７ｂとの間隔の上限は、７ｍがより好ましく、６ｍがさらに好ましい。
【００３６】
（４）第２の圧下ロール７ｂにより圧下する位置でのスラブ８の変形抵抗は、この位置ではスラブ８の凝固が幅方向の全域で厚み方向中心部まで完了しており、スラブ８の温度が低下していることから、第１の圧下ロール７ａにより圧下する位置での変形抵抗に比較して大きい。特に、スラブ８の幅方向の両端のそれぞれから少なくともスラブ８の厚みの半分の長さの領域（以下「両端領域」ともいう。）は、他の部分に比べて温度が大きく低下していることから、変形抵抗も大きい。そのため、スラブ８の幅方向の全域を圧下する際の、スラブ８の圧下状態の主な支配要因は、スラブ８の両端領域の変形抵抗である。
【００３７】
図２は、第２の圧下ロールの正面図である。本発明のスラブの連続鋳造方法では、第２の圧下ロール７ｂによって、スラブ８の変形抵抗の大きい両端領域を避けて圧下する。そのため、第２の圧下ロール７ｂとして、スラブ８の両端領域を除いた領域に接する中央軸部７ｃと、中央軸部の直径よりも小さく、スラブ８の両端領域に接しない両端軸部７ｄとを備える凸形状のものを用い、第２の圧下ロール７ｂではスラブ８の両端領域を圧下しないこととする。第２の圧下ロール７ｂの中央軸部７ｃの直径は一定とする。
【００３８】
第２の圧下ロール７ｂの中央軸部７ｃの半径と両端軸部７ｄの半径の差（以下「中央突出量」という。）は、スラブ８を圧下可能な量に応じて、適宜決定することができる。しかし、スラブ８が完全に凝固した部分を圧下するため、第２の圧下ロール７ｂの中央突出量は３〜１０ｍｍとすることが好ましい。第２の圧下ロール７ｂの中央突出量を過度に大きくすると、第２の圧下ロール７ｂは両端軸部７ｄが細くなりすぎて、両端軸部７ｄの剛性が過度に低くなる可能性がある。第２の圧下ロール７ｂの両端軸部７ｄの剛性が過度に低い場合には、スラブ８の圧下対象部分を十分に圧下することができない。
【００３９】
第２の圧下ロール７ｂの中央突出量の下限は、３ｍｍがより好ましく、４ｍｍがさらに好ましい。第２の圧下ロール７ｂの中央突出量の上限は、８ｍｍがより好ましく、１０ｍｍがさらに好ましい。
【００４０】
スラブ８の両端領域の各長さ、すなわちスラブ８の幅方向の両端からの各長さは、少なくともスラブ８の厚みの半分とする。スラブ８の両端領域では、短辺からの冷却が効いているため、この領域よりも幅方向に内側の部分と比べて温度の低下が著しい。そのため、スラブ８の幅方向の両端から幅方向にスラブ８の厚みの半分の長さの位置を境界として、スラブ８の変形抵抗が大きく異なる。したがって、スラブ８の両端領域では、スラブ８の変形抵抗が大きいので、第２の圧下ロール７ｂによる圧下を行わない。
【００４１】
第２の圧下ロール７ｂによる圧下量は、スラブ８の厚みの半分の長さに最大でも１００ｍｍを加えた程度とするのが好ましい。これより圧下量を大きくすると、圧下部分のうち両端領域に近い部分で圧下によりポロシティを低減できない部分が発生する。
【００４２】
（５）本発明のスラブの連続鋳造方法では、第２の圧下ロール７ｂは、スラブ８の幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態にある位置を圧下する。これにより、中央軸部７ｃよりも直径の小さい両端軸部７ｄを備える第２の圧下ロール７ｂを用いても、スラブ８の幅方向の全域でポロシティを低減することができる。
【００４３】
一般的に、スラブ８を連続鋳造する際、浸漬ノズル１からの溶鋼４の吐出流が鋳型３の短辺に衝突し、これにより生じる下降流の影響等に起因して、スラブ８の短辺近傍では、その他の部分と比較して凝固が遅れることが知られている。
【００４４】
スラブ８が厚み方向中心部まで凝固し、その凝固組織が柱状晶である場合、スラブ８の厚み方向中心部のうち、凝固が遅れた短辺の近傍において、引け巣状の粗大なポロシティが発生していることがある。これは、スラブ８の上面側と下面側の両方から成長した柱状晶の先端がスラブ８の厚み方向中心部で突き合わさることによる。その場合、中央軸部７ｃよりも直径の小さい両端軸部７ｄを備える第２の圧下ロール７ｂを用いてスラブ８を圧下しても、スラブ８の幅方向中心部のポロシティは低減できるものの、両端領域ではスラブ８を圧下できないため、両端領域のポロシティは低減することができない。
【００４５】
一方、本発明者らは、検討の結果、スラブ８に生成する凝固組織を等軸晶とし、スラブ８の幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態とすると、スラブ８の両端領域近傍の凝固が遅れる部分において、引け巣状の粗大なポロシティを含め、ポロシティの発生を抑制できることを知見した。
【００４６】
そのため、中央軸部７ｃよりも直径の小さい両端軸部７ｄを備える第２の圧下ロール７ｂを用いて圧下する位置で、スラブ８の幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態とすることにより、スラブ８の幅方向の全域でポロシティを低減することができる。
【００４７】
幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態のスラブ８は、スラブ８の内部に保持された未凝固の溶鋼４を、電磁攪拌装置９の発生する電磁力で攪拌することにより得ることができる。電磁攪拌装置９としては、例えばリニアー型のものを用いることができる。電磁攪拌装置９には、例えば周波数が４Ｈｚで大きさが９００Ａの交流電流を印加し、中心磁束密度が１０００Ｇの磁場を発生させ、溶鋼４を攪拌することにより、幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態のスラブ８を得ることができる。
【実施例】
【００４８】
本発明のスラブの連続鋳造方法の効果を確認するため、以下の連続鋳造試験を行い、その結果を評価した。
【００４９】
１．試験条件
連続鋳造機として、前記図１に示す連続鋳造機を使用した。第１の圧下ロールは、鋳型内の溶鋼湯面から鋳造方向に２１ｍ下流の位置に配置した。第１の圧下ロールは、幅方向全体で直径が一定のフラットロールとし、直径を４７０ｍｍとした。第２の圧下ロールは、鋳型内の溶鋼湯面から鋳造方向に２７ｍ下流の位置に配置した。第２の圧下ロールは、前記図２に示す凸形状のものを用い、スラブに接する中央軸部の直径は４７０ｍｍ、両端軸部の直径は４５０ｍｍとした。ただし、後述する比較例３および５では、第２の圧下ロールとしてフラットロールを使用した。第１の圧下ロールおよび第２の圧下ロールの圧下力は、いずれも最大で６００ｔとした。
【００５０】
圧下ロール周辺に配置したサポートロールは、直径を２１０ｍｍとした。第１の圧下ロールおよび第２の圧下ロールとも、その鋳造方向上流側に隣接するサポートロールとの間隔は３８０ｍｍとし、その鋳造方向下流側に隣接するサポートロールとの間隔は２５５ｍｍとした。その他の圧下ロール周辺に配置したサポートロール同士の間隔は２４５ｍｍとした。
【００５１】
二次冷却比水量は、０．８５Ｌ／ｋｇ−ｓｔｅｅｌとした。
【００５２】
電磁攪拌装置は、リニアー型とし、鋳型内の溶鋼湯面から鋳造方向に６ｍ下流の位置に配置した。この電磁攪拌装置に印加可能な電流は最大で９００Ａ、周波数は最大で４Ｈｚであり、生じる中心磁束密度は最大で１０００Ｇ（０．１Ｔ）であった。試験の際に印加する電流は、中心磁束密度が最大で１０００Ｇとなる条件とした。この電磁攪拌装置を用いることにより、スラブの第２の圧下ロールを用いて圧下する部分において、スラブの幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填された状態とすることが可能である。
【００５３】
このような条件で、Ｃ含有率が０．２質量％の鋼からなる、厚み３００ｍｍ、幅２３００ｍｍのスラブを連続鋳造した。
【００５４】
鋳造速度、電磁攪拌の実施の有無、スラブの第１の圧下ロールで圧下する部分の中心固相率、スラブの第２の圧下ロールで圧下する部分のスラブの幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差、スラブの両端領域の幅方向の長さ（第２の圧下ロールで圧下しない領域の幅）、ならびに第１の圧下ロールおよび第２の圧下ロールによるスラブの圧下量は表１に示すとおりとした。スラブの第１の圧下ロールで圧下する部分の中心固相率、およびスラブの幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差は、非定常伝熱解析により算出したスラブの厚み方向の温度分布に基づいて算出した。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
本発明例１〜４では、本発明の規定を満足する条件とした。第２の圧下ロールは凸形状のものを用いた。スラブの両端領域の幅方向の長さは、本発明例１〜３では１５０ｍｍ、本発明例４では１８０ｍｍとした。
【００５７】
比較例１では、第２の圧下ロールで圧下する部分のスラブの幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差を１９８℃と、本発明で規定する２００℃よりも低い温度とした。スラブの表面の温度の制御は、第１の圧下ロールと第２の圧下ロールとの間に配置した二次冷却スプレーノズルを用いて行った。比較例２では、電磁攪拌の実施をしなかった。比較例３では、第２の圧下ロールとしてフラットロールを用いた。比較例４では、スラブの両端領域の幅方向の長さを１２０ｍｍと、本発明で規定する下限値であるスラブの厚みの半分（１５０ｍｍ）よりも短くした。比較例１〜４では、その他の条件は本発明例１とほぼ同様とした。
【００５８】
比較例５では、第２の圧下ロールとしてフラットロールを用い、その他の条件は本発明例４と同様とした。
【００５９】
２．評価項目と評価方法
各試験の評価は、圧下によるポロシティ体積の減少率に基づいて行った。
【００６０】
各試験によって得られたスラブから、ポロシティ体積を測定するためのサンプル（測定用サンプルおよび基準用サンプル）を採取した。測定用サンプルは、スラブの定常部からスラブを鋳造方向に垂直な面で切断して採取した横断面ブロックから、厚み方向中心の位置で幅方向に均等に１５点採取した。また、基準用サンプルは、スラブの幅方向中央の表面から厚み方向に厚みの１／４の位置（以下「１／４厚み位置」という。）から１点採取した。横断面ブロックはマクロエッチングを行い、スラブの横断面のマクロ組織の観察に供した。
【００６１】
さらに、本発明例１〜４および比較例１〜５のほかに、圧下ロールによる圧下を行わずに鋳造した参照用スラブからも同様に、測定用サンプルを１５点、基準用サンプルを１点採取した。
【００６２】
各サンプルの大きさは、スラブの横断面に平行な面を縦３０ｍｍ、横３０ｍｍとし、厚み（スラブの鋳造方向の長さ）を２０ｍｍとした。各サンプルについて、大気中での重量と、水中に浸漬した状態での重量を測定した。大気中でのサンプルの重量から水中で浸漬した状態でのサンプルの重量を引いて、サンプルにかかる浮力を算出した。この浮力を水の密度で割って、サンプルの体積を算出した。大気中でのサンプルの重量を、サンプルの体積で割って、サンプルの密度を測定した。
【００６３】
測定用サンプルの密度をρｖとし、基準用サンプルの密度をρとした。下記（１）式により、各測定用サンプルの単位重量当たりのポロシティ体積Ｖを算出した。１／４厚み位置では、通常ポロシティはほとんど存在しないため、（１）式で単位重量当たりのポロシティ体積を算出することができる。
Ｖ＝１／ρｖ−１／ρ  …（１）
【００６４】
参照用スラブから採取した各測定用サンプルについても単位重量当たりのポロシティ体積Ｖを算出し、その平均値をＶ０とした。
【００６５】
本発明例１〜４および比較例１〜５の各測定用サンプルについて、下記（２）式により、圧下によるポロシティの残存率Ｄ（％）を算出した。Ｖは、本発明例１〜４および比較例１〜５の各測定用サンプルの単位重量当たりのポロシティ体積、Ｖ０は、参照用スラブの測定用サンプルの単位重量当たりのポロシティ体積の平均値である。
Ｄ＝Ｖ／Ｖ０×１００  …（２）
【００６６】
３．試験結果
表１には試験結果として、試験条件と併せて、圧下によるポロシティの残存率Ｄの最大値ｍａｘＤ、およびＤが最大となった測定用サンプルの採取位置（ｍａｘＤの位置）を示した。
【００６７】
本発明例１〜４は、ポロシティ残存率Ｄの値はスラブの幅方向におしなべて均等かつ小さい値であり、ポロシティ残存率の最大値ｍａｘＤは１１．３〜１６．８であった。マクロエッチングを施した横断面を目視で観察したところ、電磁攪拌の実施により、スラブの幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填されていた。スラブの幅方向の全域で厚み方向中心部に等軸晶が充填されていたのは、比較例１および３〜５でも同様であった。
【００６８】
比較例１は、第２の圧下ロールで圧下する部分のスラブの幅方向中央における厚み方向中心部と表面との温度差が２００℃未満であった。その結果、ポロシティ残存率の最大値ｍａｘＤは２０．６と、本発明例１〜４と比べて大きく、ポロシティを低減することができなかった。
【００６９】
比較例２は、電磁攪拌の実施をしなかったため、スラブの両側の端部近傍の厚み方向中央部で柱状晶が形成され、等軸晶が欠乏した。スラブの上面側と下面側から成長した柱状晶の先端が、スラブの厚み方向中央部で突き合わさって発生した粗大なポロシティは、２対の圧下ロールで圧下しても低減することができなかった。そのため、ポロシティ残存率の最大値ｍａｘＤはスラブの幅方向の最端部において３８．６と極めて大きな値となった。
【００７０】
比較例３は、第２の圧下ロールをフラットロールとした。その結果、第２の圧下ロールによる圧下量が著しく不足した。そのため、ポロシティ残存率Ｄの値はスラブの幅方向の全域にわたって大きな値であり、ポロシティ残存率の最大値ｍａｘＤは３３．２であった。
【００７１】
比較例４は、スラブの両端領域の幅方向の長さを１２０ｍｍと、本発明で規定する下限値であるスラブの厚みの半分（１５０ｍｍ）よりも３０ｍｍ短くした。その結果、比較例３と同様に、第２の圧下ロールによる圧下量が不足した。そのため、ポロシティ残存率Ｄの値はスラブの幅方向の全域にわたって大きな値であり、ポロシティ残存率の最大値ｍａｘＤは２５．０であった。
【００７２】
比較例５は、第２の圧下ロールをフラットロールとした。その結果、第２の圧下ロールによる圧下量が著しく不足した。そのため、ポロシティ残存率Ｄの値はスラブの幅方向の全域にわたって大きな値であり、ポロシティ残存率の最大値ｍａｘＤは４２．１であった。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明のスラブの連続鋳造方法によれば、装置構成が簡素であっても、ポロシティが大幅に低減されたスラブを得ることができる。また、連続鋳造機内に配置した大径の圧下ロールを使用するためスラブの圧下をインラインで行うことができる。連続鋳造機内には圧下ロールは２対しか配置しない簡素な構成であるため設備コストを抑制することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１：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：サポートロール、  ７：圧下ロール、  ７ａ：第１の圧下ロール、  
７ｂ：第２の圧下ロール、  ７ｃ：中央軸部、  ７ｄ：両端軸部、  ８：スラブ、  
９：電磁攪拌装置
【図１】
2015167965.tif 000004
【図２】
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