(57)【要約】  高品質なスラブ鋳片を製造することの可能な連続鋳造方法を提供する。  連続鋳造方法では、連続鋳造用鋳型内に浸漬ノズルを配置し、該浸漬ノズルに溶鋼を供給し鋳造する。浸漬ノズルは、その鉛直軸に対して対称に配置される一対の吐出孔を有する。浸漬深さを１８０ｍｍ以上３００ｍｍ未満、溶鋼吐出角度を１５〜３５°の範囲内、吹き込まれる不活性ガスの流量Ａと溶鋼スループットＰとの比Ａ／Ｐを２．０〜３．５ＮＬ／ｔｏｎの範囲内とする。浸漬ノズルの吐出方向を、浸漬ノズルの鉛直軸中心を通り鋳型長辺面に平行な基準面に対して（１）式の範囲内で傾斜させる。θ−６≦α≦θ＋１０・・・（１）（１）式において、αは、基準面に対する傾斜角度である。θは、下記（２）式によって定義される角度である。ｔａｎθ＝（Ｄ／２）／（Ｗ／２）・・・（２）（２）式において、Ｄは、スラブ鋳片の厚みである。Ｗはスラブ鋳片の幅である。
2017047058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造用鋳型内に浸漬ノズルを配置し、
該浸漬ノズルに溶鋼を供給し、該溶鋼を鋳造する連続鋳造方法であって、
前記浸漬ノズルは、その鉛直軸に対して対称に配置される一対の吐出孔を有し、前記浸漬ノズルの浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から前記吐出孔上端までの距離）を１８０ｍｍ以上３００ｍｍ未満、前記吐出孔の水平方向から下向きの溶鋼吐出角度を１５〜３５°の範囲内、タンディッシュ流出孔から前記吐出孔までの間に吹き込む不活性ガスの流量Ａ（ＮＬ／ｍｉｎ）と溶鋼スループットＰ（ｔｏｎ／ｍｉｎ）との比Ａ／Ｐを２．０〜３．５ＮＬ／ｔｏｎの範囲内とし、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記浸漬ノズルの鉛直軸中心を通り鋳型長辺面に平行な基準面に対して（１）式の範囲内で傾斜させるスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ−６≦α≦θ＋１０          ・・・（１）
但し、（１）式において、αは、前記連続鋳造用鋳型を鉛直上方から見たときの、前記浸漬ノズルの吐出方向の前記基準面に対する傾斜角度（°）であり、
θは、前記連続鋳造用鋳型を鉛直上方から見たときの、前記浸漬ノズルの鉛直軸中心から鋳型長辺と鋳型短辺との接触点へ向かう直線と前記基準面とで成す角度（鋭角）であって、下記の（２）式によって定義される角度（°）である。
ｔａｎθ＝（Ｄ／２）／（Ｗ／２）・・・（２）
但し、（２）式において、Ｄは、連続鋳造されるスラブ鋳片の厚み（ｍｍ）であり、
Ｗは連続鋳造されるスラブ鋳片の幅（ｍｍ）である。
【請求項２】
連続鋳造中または連続鋳造中鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記αが前記（１）式を満たさない場合に前記（１）式を満たすように前記浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記鋳型長辺の背面に、前記鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極と一対の下部磁極とを配置し、
前記上部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置と前記下部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に前記吐出孔を位置させ、前記上部磁極と前記下部磁極とで直流静磁界を印加して溶鋼流を制動することとし、
前記上部磁極から印加される直流静磁界の強度が１５００Ｇｓ以上２５００Ｇｓ未満（ガウス；１Ｇｓ＝１０−４Ｔ）の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して（１）式に代えて（３）式の範囲内で傾斜させ、前記直流静磁界の強度が２５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満の場合は（１）式に代えて（４）式の範囲内で傾斜させる請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ≦α≦θ＋５      ・・・（３）
θ＋６≦α≦θ＋１０・・・（４）
【請求項４】
連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記直流静磁界の強度が１５００Ｇｓ以上２５００Ｇｓ未満の場合であって前記αが前記（３）式を満たさない場合に前記（３）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更し、
前記直流静磁界の強度が２５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満の場合であって前記αが前記（４）式を満たさない場合に前記（４）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項３に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記鋳型長辺の背面に、磁場の移動方向が鋳型幅方向であるリニア型移動磁場発生装置を設け、
前記浸漬ノズルから吐出される溶鋼流に制動力を与えるべく前記鋳型短辺側から前記浸漬ノズル側に向かう移動磁場を印加、或いは、溶鋼流に加速力を与えるべく前記浸漬ノズル側から前記鋳型短辺側に向かう移動磁場を印加して流動制御を行なうこととし、
前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して（１）式に代えて（５）式の範囲内で傾斜させる請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ＋２≦α≦θ＋７・・・（５）
【請求項６】
連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記αが前記（５）式を満たさない場合に前記（５）式を満たすように前記浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項５に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項７】
前記鋳型長辺の背面に、前記鋳型長辺を挟んで相対する一対の磁極を配置し、
前記磁極から交流移動磁界を印加して溶鋼に水平方向の旋回撹拌を与えることとし、
前記交流移動磁界の強度を３００〜１０００Ｇｓの範囲内とした上で、前記交流移動磁界の強度Ｘ（Ｇｓ）と連続鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）との比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して、前記交流移動磁界によって形成される旋回流の上流側へ向けて、（１）式に代えて（６）式の範囲内で傾斜させ、前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合は、（１）式に代えて（７）式の範囲内で傾斜させる請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ−３≦α≦θ    ・・・（６）
θ−６≦α≦θ−４・・・（７）
【請求項８】
連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合であって前記αが（６）式を満たさない場合に（６）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更し、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合であって前記αが前記（７）式を満たさない場合に前記（７）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項７に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項９】
前記鋳型長辺の背面に、前記鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極と一対の下部磁極とを配置し、
前記上部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置と前記下部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に前記吐出孔を位置させ、
前記上部磁極から直流静磁界と交流移動磁界とを重畳して印加し、前記上部磁極から印加される交流移動磁界によって鋳型内溶鋼湯面に水平方向に回転する溶鋼の旋回流を形成させるとともに、前記上部磁極から印加される直流静磁界によって溶鋼流を制動し、且つ、前記下部磁極から印加される直流静磁界によって溶鋼流を制動することとし、
前記交流移動磁界の強度を５００〜９００Ｇｓ（ガウス；１Ｇｓ＝１０−４Ｔ）の範囲内、前記上部磁極から印加される直流静磁界の強度を２０００〜３３００Ｇｓの範囲内、前記下部磁極から印加される直流静磁界の強度を３０００〜４５００Ｇｓの範囲内とした上で、前記交流移動磁界の強度Ｘ（Ｇｓ）と連続鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）との比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）を０．３０以上０．５５未満に制御し、且つ、
前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して、前記交流移動磁界によって形成される前記溶鋼の旋回流の上流側へ向けて傾斜させる請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項１０】
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を前記基準面に対して（１）式に代えて下記の（８）式の範囲内で傾斜させ、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を前記基準面に対して（１）式に代えて下記の（９）式の範囲内で傾斜させる請求項９に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ−２≦α≦θ＋５・・・（８）
θ−５≦α≦θ＋２・・・（９）
【請求項１１】
連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合であって前記αが前記（８）式を満たさない場合に前記（８）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更し、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合であって前記αが前記（９）式を満たさない場合に前記（９）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項１０に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型内の溶鋼流を制御してスラブ鋳片表層の非金属介在物の少ない高品質のスラブ鋳片を製造する連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車外板用鋼板、缶用鋼板などの高級鋼製品の品質要求が厳格化しており、スラブ鋳片の段階、つまり、連続鋳造段階からの高品質化が要望されている。スラブ鋳片に要求される品質の１つとして、スラブ鋳片の表層の非金属介在物（以下、単に「介在物」とも記す）の少ないことが挙げられる。【０００３】
スラブ鋳片の表層に捕捉される介在物には次のものが挙げられる。
（ａ）アルミニウムなどによる溶鋼の脱酸工程で生成し、溶鋼中に懸濁している脱酸生成物。
（ｂ）タンディッシュや浸漬ノズルで溶鋼内に吹き込まれるアルゴンガス気泡の内部に含まれる微細な酸化物。
（ｃ）鋳型内溶鋼湯面上に添加したモールドパウダーが溶鋼中に巻き込まれた懸濁物など。【０００４】
上記介在物は何れも鋼製品段階で表面欠陥となるので、スラブ鋳片の表層に捕捉される介在物の量を少なくすることが重要である。また、スラブ鋳片の表層に捕捉されたアルゴンガス気泡がスラブ鋳片表層に開口した場合は、気泡の内部が加熱炉などで酸化され、酸化された部分が表面欠陥となる。【０００５】
従来、溶鋼中の脱酸生成物、アルゴンガス気泡、モールドパウダーが、凝固シェルに捕捉されて鋼製品での欠陥となることを防止するために、連続鋳造用鋳型内で溶鋼の流動を適正な状態にするための手法が提案されている。【０００６】
例えば、特許文献１には、浸漬ノズルの鉛直軸に対して対称に配置される一対の吐出孔を有する浸漬ノズルを用いた連続鋳造方法において、浸漬ノズルの浸漬深さ、鋳型１／４幅における吐出流の最大流速、吐出孔の吐出角度を規定するとともに、浸漬ノズルからの吐出流の吐出方向と鋳型長辺とで成す角度が水平面上において３〜７°になるように調整する技術が開示されている。吐出流の吐出方向と鋳型長辺とで成す角度が３〜７°になるように調整する目的は、吐出流の少なくとも一部を鋳型長辺側の凝固シェルと接触させ、これによって吐出流の流速を減衰させるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２８５３４５号公報
【特許文献２】特許第５７４２９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術には以下の問題がある。
即ち、近年の自動車外板用鋼板などの品質厳格化に伴い、これまで問題にならなかった微小な気泡やモールドパウダーの巻き込みに起因する欠陥が問題視されるようになりつつあり、従来の方法のみではこのような厳しい品質要求に十分に対応できない。特に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融めっき後に加熱して母材鋼板の鉄成分を亜鉛めっき層に拡散させるものであり、母材鋼板の表層性状が合金化溶融亜鉛めっき層の品質に大きく影響する。即ち、母材鋼板の表層に気泡性やモールドパウダー性の欠陥があると、小さな欠陥であっても、めっき層の厚みにむらが生じ、それが表面に筋状の欠陥として現れ、自動車外板用鋼板などのような品質要求の厳しい用途には使用できなくなる。【０００９】
特許文献１は、浸漬ノズル吐出孔の浸漬深さ、形状、及び、浸漬ノズルからの吐出方向を調整することで、鋳型内溶鋼流動の制御を試みている。一般的に、浸漬ノズル内壁への介在物（主にＡｌ２Ｏ３）の付着を抑制するため、タンディッシュ流出孔から浸漬ノズル吐出孔までの間で、アルゴンや窒素などの不活性ガスが吹き込まれる。このようなガス吹き込みが吐出噴流の挙動に及ぼす影響は非常に大きく、また溶鋼スループットも当然、吐出噴流挙動に多大な影響を及ぼす。ガス吹き込み量や溶鋼スループットを適正な範囲に制御することなく、浸漬ノズルの設計事項を調整するだけでは、得られる流動制御効果は大きく成り得ず、自動車外板用鋼板などの厳格材の製造には適用できないと考えられる。【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、浸漬ノズルからの溶鋼の吐出位置、浸漬ノズル形状、溶鋼スループットや、吹き込み不活性ガスの流量などを適正な範囲内に制御したうえで、浸漬ノズルの吐出方向を適切な方向に調整して鋳型内の溶鋼流動を制御し、高品質なスラブ鋳片を製造することの可能な連続鋳造方法を提供することである。更には、種々の鋳型内電磁流動制御技術に対して、適正な浸漬ノズル吐出方向を提示し、より介在物の少ない高品質スラブ鋳片を製造することの可能な連続鋳造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
［１］連続鋳造用鋳型内に浸漬ノズルを配置し、該浸漬ノズルに溶鋼を供給し、該溶鋼を鋳造する連続鋳造方法であって、前記浸漬ノズルは、その鉛直軸に対して対称に配置される一対の吐出孔を有し、前記浸漬ノズルの浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から前記吐出孔上端までの距離）を１８０ｍｍ以上３００ｍｍ未満、前記吐出孔の水平方向から下向きの溶鋼吐出角度を１５〜３５°の範囲内、タンディッシュ流出孔から前記吐出孔までの間に吹き込む不活性ガスの流量Ａ（ＮＬ／ｍｉｎ）と溶鋼スループットＰ（ｔｏｎ／ｍｉｎ）との比Ａ／Ｐを２．０〜３．５ＮＬ／ｔｏｎの範囲内とし、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記浸漬ノズルの鉛直軸中心を通り鋳型長辺面に平行な基準面に対して（１）式の範囲内で傾斜させるスラブ鋳片の連続鋳造方法。【００１２】
θ−６≦α≦θ＋１０          ・・・（１）
但し、（１）式において、αは、前記連続鋳造用鋳型を鉛直上方から見たときの、前記浸漬ノズルの吐出方向の前記基準面に対する傾斜角度（°）であり、
θは、前記連続鋳造用鋳型を鉛直上方から見たときの、前記浸漬ノズルの鉛直軸中心から鋳型長辺と鋳型短辺との接触点へ向かう直線と前記基準面とで成す角度（鋭角）であって、下記の（２）式によって定義される角度（°）である。【００１３】
ｔａｎθ＝（Ｄ／２）／（Ｗ／２）・・・（２）
但し、（２）式において、Ｄは、連続鋳造されるスラブ鋳片の厚み（ｍｍ）であり、
Ｗは連続鋳造されるスラブ鋳片の幅（ｍｍ）である。
［２］連続鋳造中または連続鋳造中鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、前記αが前記（１）式を満たさない場合に前記（１）式を満たすように前記浸漬ノズルの吐出方向を変更する［１］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
［３］前記鋳型長辺の背面に、前記鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極と一対の下部磁極とを配置し、前記上部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置と前記下部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に前記吐出孔を位置させ、前記上部磁極と前記下部磁極とで直流静磁界を印加して溶鋼流を制動することとし、前記上部磁極から印加される直流静磁界の強度が１５００Ｇｓ以上２５００Ｇｓ未満（ガウス；１Ｇｓ＝１０−４Ｔ）の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して（１）式に代えて（３）式の範囲内で傾斜させ、前記直流静磁界の強度が２５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満の場合は（１）式に代えて（４）式の範囲内で傾斜させる［１］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。【００１４】
θ≦α≦θ＋５      ・・・（３）
θ＋６≦α≦θ＋１０・・・（４）
［４］連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、前記直流静磁界の強度が１５００Ｇｓ以上２５００Ｇｓ未満の場合であって前記αが前記（３）式を満たさない場合に前記（３）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更し、前記直流静磁界の強度が２５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満の場合であって前記αが前記（４）式を満たさない場合に前記（４）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更する［３］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
［５］前記鋳型長辺の背面に、磁場の移動方向が鋳型幅方向であるリニア型移動磁場発生装置を設け、前記浸漬ノズルから吐出される溶鋼流に制動力を与えるべく前記鋳型短辺側から前記浸漬ノズル側に向かう移動磁場を印加、或いは、溶鋼流に加速力を与えるべく前記浸漬ノズル側から前記鋳型短辺側に向かう移動磁場を印加して流動制御を行なうこととし、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して（１）式に代えて（５）式の範囲内で傾斜させる［１］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。【００１５】
θ＋２≦α≦θ＋７・・・（５）
［６］連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、前記αが前記（５）式を満たさない場合に前記（５）式を満たすように前記浸漬ノズルの吐出方向を変更する［５］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
［７］前記鋳型長辺の背面に、前記鋳型長辺を挟んで相対する一対の磁極を配置し、前記磁極から交流移動磁界を印加して溶鋼に水平方向の旋回撹拌を与えることとし、前記交流移動磁界の強度を３００〜１０００Ｇｓの範囲内とした上で、前記交流移動磁界の強度Ｘ（Ｇｓ）と連続鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）との比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して、前記交流移動磁界によって形成される旋回流の上流側へ向けて、（１）式に代えて（６）式の範囲内で傾斜させ、前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合は、（１）式に代えて（７）式の範囲内で傾斜させる［１］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。【００１６】
θ−３≦α≦θ    ・・・（６）
θ−６≦α≦θ−４・・・（７）
［８］連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合であって前記αが（６）式を満たさない場合に（６）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更し、前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合であって前記αが前記（７）式を満たさない場合に前記（７）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更する［７］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
［９］前記鋳型長辺の背面に、前記鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極と一対の下部磁極とを配置し、前記上部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置と前記下部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に前記吐出孔を位置させ、前記上部磁極から直流静磁界と交流移動磁界とを重畳して印加し、前記上部磁極から印加される交流移動磁界によって鋳型内溶鋼湯面に水平方向に回転する溶鋼の旋回流を形成させるとともに、前記上部磁極から印加される直流静磁界によって溶鋼流を制動し、且つ、前記下部磁極から印加される直流静磁界によって溶鋼流を制動することとし、前記交流移動磁界の強度を５００〜９００Ｇｓ（ガウス；１Ｇｓ＝１０−４Ｔ）の範囲内、前記上部磁極から印加される直流静磁界の強度を２０００〜３３００Ｇｓの範囲内、前記下部磁極から印加される直流静磁界の強度を３０００〜４５００Ｇｓの範囲内とした上で、前記交流移動磁界の強度Ｘ（Ｇｓ）と連続鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）との比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）を０．３０以上０．５５未満に制御し、且つ、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して、前記交流移動磁界によって形成される前記溶鋼の旋回流の上流側へ向けて傾斜させる［１］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
［１０］前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を前記基準面に対して（１）式に代えて下記の（８）式の範囲内で傾斜させ、前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を前記基準面に対して（１）式に代えて下記の（９）式の範囲内で傾斜させる［９］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。【００１７】
θ−２≦α≦θ＋５・・・（８）
θ−５≦α≦θ＋２・・・（９）
［１１］連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合であって前記αが前記（８）式を満たさない場合に前記（８）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更し、前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合であって前記αが前記（９）式を満たさない場合に前記（９）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更する［１０］に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、浸漬ノズル形状や溶鋼スループット、吹き込み不活性ガスの流量などを適正な範囲内に制御したうえで、浸漬ノズルの吐出方向を適切な方向に調整することで、鋳型内の溶鋼流動が適切に制御され、高品質なスラブ鋳片を製造することが実現できる。更には、種々の鋳型内電磁流動制御条件に対し適正な浸漬ノズル吐出方向に制御することで、より介在物の少ない高品質スラブ鋳片を製造することが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】連続鋳造用鋳型の一例を鋳型長辺側から見た概略断面図である。
【図２】連続鋳造用鋳型における浸漬ノズルからの吐出流の状態を示す概略断面図である。
【図３】浸漬ノズルの吐出方向を傾けて鋳造する様子を鉛直上方から見た概略図である。
【図４】図１とは別の連続鋳造用鋳型の概略断面図である。
【図５】図４を鉛直上方から見た概略断面図である。
【図６】図１及び図４とは別の連続鋳造用鋳型の概略断面図である。
【図７】図６を鉛直上方から見た概略断面図である。
【図８】図１、図４及び図６とは別の連続鋳造用鋳型の概略断面図である。
【図９】図８を鉛直上方から見た概略断面図である。
【図１０】吐出方向を鋳型短辺に垂直とした鋳造条件下における鋳型内の溶鋼流速状況を模式的に示す図である。
【図１１】吐出方向を傾けて鋳造する様子を鉛直上方から見た概略図である。
【図１２】図１、図４、図６及び図８とは別の連続鋳造用鋳型の概略断面図である。
【図１３】図１２の上部磁極の部位の概略横断面図である。
【図１４】図１２の下部磁極の部位の概略横断面図である。
【図１５】浸漬ノズルからの吐出方向を鋳型短辺に垂直とした鋳造条件下における鋳型内の溶鋼流速状況を模式的に示す図である。
【図１６】浸漬ノズルの吐出方向を旋回流の上流側へ傾けて鋳造する様子を鉛直上方から見た概略図である。
【図１７】吐出方向の傾斜角度αを変更する処理の一例を示すフロー図である。
【図１８】図１７とは別の例を示すフロー図である。
【図１９】図１７及び図１８とは別の例を示すフロー図である。
【図２０】図１７〜図１９とは別の例を示すフロー図である。
【図２１】図１７〜図２０とは別の例を示すフロー図である。
【図２２】図１７〜図２１の処理の各々を鋳造条件によって使い分ける処理の一例を示すフロー図である。
【図２３】本発明例１９〜３８の「α−θ」と「製品欠陥指数」との関係を、静磁界強度である２５００（Ｇｓ）を境として区分けして示す図である。
【図２４】本発明例３９〜４９の「α−θ」と「製品欠陥指数」との関係を示す図である。
【図２５】本発明例５０〜７１の「α−θ」と「製品欠陥指数」との関係を、比Ｘ／Ｗの値である０．４５を境として区分けして示す図である。
【図２６】本発明例８３〜１０６の「α−θ」と「製品欠陥指数」との関係を、比Ｘ／Ｗの値である０．４５を境として区分けして示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を発明の実施形態を通じて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る連続鋳造方法を適用可能なスラブ連続鋳造機の連続鋳造用鋳型２０の一例を示しており、連続鋳造用鋳型２０を鋳型長辺側から見た断面図である。スラブ鋳片用の連続鋳造用鋳型２０は、相対する一対の鋳型長辺２と、相対する一対の鋳型短辺３とが組み合わされて構成されている。一対の鋳型長辺と一対の鋳型短辺とで囲まれた鋳型内部空間に、浸漬ノズル４が配置され、浸漬ノズル４の吐出孔５から鋳型内部空間に溶鋼８が注入されて、溶鋼８の連続鋳造が行われる。吐出孔５は、浸漬ノズル４の側壁の、浸漬ノズル４の鉛直軸に対して左右対称に配置されている。吐出孔５から注入される溶鋼８は、吐出流となって左右の鋳型短辺３の方向に向いて吐出される。鋳型内部空間に注入された溶鋼８は、鋳型長辺２及び鋳型短辺３と接触して冷却され、鋳型長辺２及び鋳型短辺３との接触面に凝固シェル９が形成される。この凝固シェル９を外殻として内部を未凝固の溶鋼８とするスラブ鋳片が下方に連続的に引き抜かれて、スラブ鋳片が製造される。その際、鋳型内溶鋼湯面１０には、潤滑剤、保温剤、酸化防止剤などの機能を発揮するモールドパウダー（図示せず）が添加される。また、浸漬ノズル４内面への介在物の付着を防止するために、タンディッシュ流出孔（図示せず）から浸漬ノズル４の吐出孔５までの間にアルゴンガスや窒素ガスなどが吹き込まれる。
【００２１】
図１に示すような鋳造条件下における鋳型内の流動挙動を、数値計算や実機１／１水モデル装置、低融点合金（Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ合金；融点約７０℃）を用いた実機１／４サイズの試験鋳造装置による流速測定によって、繰り返し確認した。この時、吐出流１１の流動挙動に特に着目して鋳型内流動の適正化条件の定量化を試みた。
【００２２】
図２は、連続鋳造用鋳型における浸漬ノズルからの吐出流の状態を示す概略断面図である。浸漬ノズル４の浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から吐出孔上端までの距離）を１８０ｍｍ以上３００ｍｍ未満、吐出孔５の水平方向から下向きの溶鋼吐出角度を１５〜３５°の範囲内とした条件において、タンディッシュ流出孔から浸漬ノズル４の吐出孔５までの間で吹き込む不活性ガスの流量Ａ（ＮＬ／ｍｉｎ）と溶鋼スループットＰ（ｔｏｎ／ｍｉｎ）との比Ａ／Ｐを２．０〜３．５（ＮＬ／ｔｏｎ）の範囲内に制御すると、図２（ａ）に示すように、吐出流１１が比較的鋳型短辺近傍まで到達した後に、吐出流１１がメニスカス側へ浮上する傾向があることがわかった。即ち、浸漬ノズル４の吐出孔５に不活性ガスを吹き込むことで吐出流１１は、上昇挙動（リフトアップ）を示すことがわかった。このことから、溶鋼スループットに対する不活性ガス流量比であるＡ／Ｐと、浸漬ノズル４の浸漬深さと、吐出角度とのバランスを適切にとることで、吐出流１１の流動挙動の安定制御が可能なことがわかった。また、図２（ｂ）に示すように、溶鋼スループットＰに対して不活性ガス流量Ａが多すぎる場合、吐出流１１がリフトアップ効果によって早期に浮上する。このような早期の吐出流１１の浮上は、メニスカス湯面の変動を助長しモールドパウダーを巻き込みやすくなることがわかった。一方、図２（ｃ）に示すように、溶鋼スループットＰに対して不活性ガス流量Ａが小さすぎる場合、吐出１１が浮上しづらく鋳型短辺３に直接衝突しブレークアウトが危惧されることや、メニスカス側への溶鋼供給が不安定となりメニスカスへの熱付与が行われずモールドパウダーの溶融不良を引き起こす可能性があることもわかった。尚、これらの知見は、鋳造幅が１０００〜２０００（ｍｍ）、吐出孔１孔あたりの面積が４０００〜１００００（ｍｍ２）、溶鋼スループットが３．０〜８．０（ｔｏｎ／ｍｉｎ）の範囲内で確認されているので、このような範囲の鋳造条件であれば、吐出流１１の流動挙動を安定して制御することができる。
【００２３】
次に、本発明者らは、吐出流１１の吐出方向に着目して調査した。その結果、上述したように吐出流１１のリフトアップ挙動を適正に制御したうえで、鋳型コーナー部へ向かって適切な角度の範囲内で吐出方向を制御すると、メニスカス面で適度な流速が得られ、表面欠陥因子となる気泡や微小介在物・パウダーなどの凝固シェル９への捕捉を抑制でき、これにより、表面欠陥を低減できることがわかった。
【００２４】
図３は、浸漬ノズルの吐出方向を傾けて鋳造する様子を鉛直上方から見た概略図である。図３に示すように、浸漬ノズル４の鉛直軸中心を通り、鋳型長辺２と鋳型短辺３との接触点（鋳型コーナー部）へ向かう直線と、鋳型長辺面に平行で浸漬ノズル４の鉛直軸中心を通る基準面とで成す角度（鋭角）をθ（°）とすると、θは、鋳造されるスラブ鋳片の厚みＤ（ｍｍ）と鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）とを用いて、下記の（２）式で定義される（以下、角度θを「対角線方向角度θ」とも記す）。このように、対角線方向角度θは、スラブ鋳片の横断面寸法に応じて変化する。
【００２５】
ｔａｎθ＝（Ｄ／２）／（Ｗ／２）・・・（２）
また、図３に示すように、浸漬ノズル４の吐出方向を傾けて鋳造するとき、連続鋳造用鋳型２０を鉛直上方から見たときの、浸漬ノズル４の吐出方向の基準面に対する傾斜角度をα（°）とする。
【００２６】
本発明者らは、吐出流１１の流動挙動を適正に制御したうえで、基準面に対する傾斜角度αを下記（１）式の範囲内に定めると、表面欠陥の少ない良質なスラブ鋳片が得られることを見出した。即ち、傾斜角度αを（１）式の範囲内に制御することで、表面欠陥因子を排除できる適切な流速を得ることができる。
【００２７】
θ−６≦α≦θ＋１０・・・（１）
尚、傾斜角度αがθ−６よりも小さい場合は、適切な流速を得ることができない。また、傾斜角度αがθ＋１０よりも大きい場合は、吐出流１１が直接長辺凝固シェル９に衝突するので、ブレークアウトのリスクが大きくなる。
【００２８】
このように、本実施形態に係る連続鋳造方法を用いることで、高価な電磁流動コイル設備を利用することなく、良質なスラブ鋳片を製造できる。尚、本実施形態において、厚みが２２０〜３００（ｍｍ）の範囲内のスラブ鋳片を対象にしており、当該範囲内の厚みのスラブであれば本実施形態に係る連続鋳造方法を適用できる。
【００２９】
次に、本発明者らは、種々の鋳型内電磁流動制御方式を用いた場合の最適な基準面に対する傾斜角度αについて調査を行った。
【００３０】
図４は、前述とは別の連続鋳造用鋳型の概略断面図である。また、図５は、図４を鉛直上方から見た概略断面図である。スラブ鋳片用の連続鋳造用鋳型３０には、図１に示した連続鋳造用鋳型２０に対して、さらに、鋳型長辺２の背面に、鋳型長辺２を挟んで相対する一対の上部磁極６と一対の下部磁極７とが設けられている。それぞれの上部磁極６および下部磁極７には、図５に示すように、直流静磁界を印加する直流静磁界発生コイル１３が設けられている。直流静磁界発生コイル１３は、鋳造されるスラブ鋳片の幅と同等またはそれ以上に亘って配置されている。
【００３１】
上部磁極６の直流静磁界発生コイル１３から印加される直流静磁界により、鋳型内溶鋼湯面１０における溶鋼流が制動（減速）される。同様に、下部磁極７の直流静磁界発生コイル１３から印加される直流静磁界により、吐出流１１のうちで直流静磁界発生コイル１３の位置を下方に向かって通過しようとする溶鋼流が制動（減速）される。尚、浸漬ノズル４の吐出孔５は、上部磁極６から印加される直流静磁界の最大値の位置と下部磁極７から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に設置されている。
【００３２】
このような電磁流動制御が行われている場合、溶鋼流は、静磁場により制動されているので、モールドパウダーの巻き込みが抑制される。一方、凝固シェル９への気泡や微小介在物の捕捉を抑制するために、溶鋼流に適度な流速を付与する必要もある。本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、上部磁極６における直流静磁界の強度に応じた適切な吐出方向の傾斜角度αが存在することを見出した。即ち、上部磁極６から印加される直流静磁界の強度が１５００Ｇｓ以上２５００Ｇｓ未満（ガウス；１Ｇｓ＝１０−４Ｔ）の場合は、浸漬ノズル４の吐出方向を、浸漬ノズル４の鉛直軸中心を通り、鋳型長辺面に平行な基準面に対して（３）式の範囲内で傾斜させ、上部磁極６から印加される直流静磁界の強度が２５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満の場合は（４）式の範囲内で傾斜させることで良質なスラブ鋳片が得られることがわかった。直流静磁界の強度が２５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満と比較的強い場合には、（４）式のように傾斜角度αを大きくすることで、静磁界による制動に見合った流速を溶鋼流に付与できるからである。
【００３３】
θ≦α≦θ＋５・・・（３）
θ＋６≦α≦θ＋１０・・・（４）
図６は、前述とは別の連続鋳造用鋳型の概略断面図である。また、図７は、図６を鉛直上方から見た概略断面図である。スラブ鋳片用の連続鋳造用鋳型４０には、図１に示した連続鋳造用鋳型２０に対して、さらに、鋳型長辺２の背面に、鋳型長辺２を挟んで相対する一対のリニア型移動磁場発生装置４２が設けられている。リニア型移動磁場発生装置４２の磁場の移動方向は、鋳型幅方向である。鋳型内に設置された浸漬ノズル４から吐出される吐出流１１に制動力を与えて鋳型内流動を制御する場合には、図７（ａ）に示すように、鋳型短辺３から浸漬ノズル４に向かう方向に移動磁場を印加し、吐出流１１に加速力を与えて鋳型内流動を制御する場合には、図７（ｂ）に示すように、浸漬ノズル４から鋳型短辺３に向かう方向に移動磁場を印加する。このような流動制御方式は、吐出流１１に制動力或いは加速力を付与して、常に吐出流１１を適正な状態に制御できるという特徴があるが、基本的には浸漬ノズル４を中心として左右対称の流れとなるので、左右の流れが干渉する部分において流速の小さい領域が発生することがわかった。この場合にも、浸漬ノズル４の吐出方向の基準面に対する傾斜角度αを適切な値に制御することで、凝固シェル９への気泡や微小介在物の捕捉を抑制できることを見出した。種々の実験・調査の結果、このような移動磁場を印可する鋳型内流動制御方式の場合には、浸漬ノズル４の吐出方向を、浸漬ノズルの鉛直軸中心を通り、鋳型長辺面に平行な基準面に対して（５）式の範囲内で傾斜させることで良質なスラブ鋳片が得られることがわかった。
【００３４】
θ＋２≦α≦θ＋７・・・（５）
即ち、左右対称となりがちな鋳型内の流れに対して（５）式の傾斜角度に浸漬ノズル吐出方向を向けることで、適度な流速を溶鋼流に付与できるものと考えられる。
【００３５】
図８は、前述とは別の連続鋳造用鋳型の概略断面図である。また、図９は、図８を鉛直上方から見た概略断面図である。連続鋳造用鋳型５０には、図１に示した連続鋳造用鋳型２０に対して、さらに、鋳型長辺２の背面に、鋳型長辺２を挟んで相対する一対の磁極５２が設けられている。磁極５２には、図９に示すように交流移動磁界を印可する交流移動磁界発生コイル１２が設置されている。磁極５２は、磁場の移動方向が鋳型幅方向の交流移動磁界を印加し、鋳型内の溶鋼８に水平方向の旋回流を付与して溶鋼流の流動を制御する。このような流動制御手法において、浸漬ノズル４からの吐出方向を鋳型短辺３の方向に左右対称に吐出させる場合を例にして鋳型内流動を説明する。
【００３６】
図１０は、吐出方向を鋳型短辺に垂直とした鋳造条件下における鋳型内の溶鋼流速状況を模式的に示す図である。図１０において、符号１５は、交流移動磁界によって形成される、鋳型内溶鋼湯面１０及びその近傍で時計回りまたは反時計回りの一方向に回転する旋回流、１６は、吐出流１１が鋳型短辺３側の凝固シェル９に衝突した後に鉛直上方に向いて流れ、その後、鋳型内溶鋼湯面１０で鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いて流れる反転流、１７は低流速領域、１８は、旋回流１５と反転流１６とが衝突することで発生する渦流、１９は、吐出流１１が鋳型短辺側の凝固シェルに衝突した後に鉛直下方に向いて流れる下降流である。尚、図１０では、低流速領域１７及び渦流１８を片方の鋳型短辺側だけに記載しているが、反対側の鋳型短辺側においても発生する。図１０に示すように、交流移動磁界による旋回流１５の下流領域となる、鋳型長辺２の幅方向の鋳型短辺３の近傍において、溶鋼流速の小さくなる低流速領域１７が発生することを確認した。このような鋳造条件下における連続鋳造機で鋳造した鋼製品の欠陥分布の調査結果から、鋼製品の欠陥の存在する領域は、低流速領域１７の発生位置と一致することを確認している。
【００３７】
また、本発明者らは、種々の考察の結果、鋳型短辺３の近傍において、交流移動磁界による旋回流１５と、吐出流１１とが短辺側凝固シェル９に衝突することによって生じた反転流１６とが、衝突・干渉することにより低流速領域１７が発生し、この低流速領域１７に気泡や介在物などが捕捉され、最終的に鋼製品の欠陥となることを見出した。また、旋回流１５と反転流１６とが衝突することで渦流１８が発生し、この渦流によってモールドパウダーが巻き込まれて凝固シェル９に捕捉され、これが鋼製品の欠陥となる可能性も見出した。本発明者らは、これらの解決策について鋭意検討を行った。前述したように、介在物、気泡、モールドパウダーの捕捉に起因する鋼製品の欠陥は、交流移動磁界による旋回流１５と、吐出流１１の反転流１６との衝突・干渉に伴う低流速領域１７及び渦流１８の発生に起因している。交流移動磁界を印加して水平方向の旋回流１５を付与する流動制御方式においても、浸漬ノズル４の吐出方向を基準面から傾斜させることで、旋回流１５と反転流１６との衝突・干渉を回避できることを見出した。
【００３８】
図１１は、吐出方向を傾けて鋳造する様子を鉛直上方から見た概略図である。図１１に示すように、浸漬ノズル４の吐出方向を交流移動磁界による旋回流１５の上流側へ向けて吐出方向を傾斜させることが重要であることが、種々の流動調査実験から明らかになった。更に、本発明者らは流動調査実験を進めて、交流移動磁界の強度を３００〜１０００Ｇｓの範囲内とした上で、交流移動磁界の強度Ｘ（Ｇｓ）と連続鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）との比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合は、浸漬ノズル４の吐出方向を、浸漬ノズル４の鉛直軸中心を通り、鋳型長辺面に平行な基準面に対して、交流移動磁界によって形成される旋回流の上流側へ向けて（６）式の範囲内で傾斜させ、交流移動磁界の強度Ｘ（Ｇｓ）と連続鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）との比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合は（７）式の範囲内で傾斜させることで良質なスラブ鋳片が得られることがわかった。
【００３９】
θ−３≦α≦θ・・・（６）
θ−６≦α≦θ−４・・・（７）
図４に示した溶鋼８に直流静磁界を印加する場合や、図６に示した吐出流１１に制動力あるいは加速力を付与する場合は、基本的に鋳型内の溶鋼流は左右対称であるので、適度な旋回流速を付与すべく、浸漬ノズル４の吐出方向を鋳型長辺２側に大きく傾斜させるのが好適であった。一方、図８に示した電磁流動制御で旋回撹拌を付与する場合は、反転流１６と旋回流１５の衝突・干渉を抑制できる程度に傾斜させていれば十分であるので、（６）式及び（７）式に示すように傾斜角度αを小さくすることが好ましい。尚、傾斜角度αを大きくし過ぎると、凝固シェル９の近傍の溶鋼の流速が速くなりすぎて、凝固シェル９の成長が阻害されてブレークアウトのような操業阻害を引き起こすことが懸念されるので好ましくない。
【００４０】
図１２は、前述とは別の連続鋳造用鋳型１の概略断面図であり、符号１は連続鋳造用鋳型、２は鋳型長辺、３は鋳型短辺、４は浸漬ノズル、５は浸漬ノズルの吐出孔、６は上部磁極、７は下部磁極、８は溶鋼、９は凝固シェル、１０は鋳型内溶鋼湯面、１１は浸漬ノズルからの吐出流である。
【００４１】
連続鋳造用鋳型１は、相対する一対の鋳型長辺２と、相対する一対の鋳型短辺３とが組み合わされて構成されており、一対の鋳型長辺２と一対の鋳型短辺３とで囲まれた鋳型内部空間に、浸漬ノズル４が配置され、浸漬ノズル４の吐出孔５から鋳型内部空間に溶鋼８が注入されて、溶鋼８の連続鋳造が行われる。吐出孔５は、浸漬ノズル４の側壁の、浸漬ノズル４の中心を通る直線上に左右対称に配置されており、吐出孔５から注入される溶鋼８は吐出流１１となって左右の鋳型短辺３の方向に向いて吐出される。鋳型内部空間に注入された溶鋼８は鋳型長辺２及び鋳型短辺３と接触して冷却され、鋳型長辺２及び鋳型短辺３との接触面に凝固シェル９が形成され、この凝固シェル９を外殻とし、内部を未凝固の溶鋼８とするスラブが下方に連続的に引き抜かれて、スラブ鋳片が製造される。その際、鋳型内溶鋼湯面１０には、潤滑剤、保温剤、酸化防止剤などの機能を発揮するモールドパウダー（図示せず）が添加される。
【００４２】
図１３は、図１２の上部磁極の部位の概略横断面図である。また、図１４は、図１２の下部磁極の部位の概略横断面図である。本実施形態で使用する連続鋳造用鋳型１には、鋳型長辺２の背面に、鋳型長辺２を挟んで相対する一対の上部磁極６と一対の下部磁極７とが配置されている。上部磁極６には、図１３に示すように、交流移動磁界を印加する交流移動磁界発生コイル１２と、直流静磁界を印加する直流静磁界発生コイル１３とが設置され、一方、下部磁極７には、図１４に示すように、直流静磁界を印加する直流静磁界発生コイル１４が設置されている。交流移動磁界発生コイル１２、直流静磁界発生コイル１３及び直流静磁界発生コイル１４は、鋳造されるスラブ鋳片の幅と同等またはそれ以上に亘って配置されている。
【００４３】
上部磁極６の交流移動磁界発生コイル１２から印加される交流移動磁界により、鋳型内溶鋼が水平方向に回転する溶鋼８の旋回流が形成され、また、上部磁極６の直流静磁界発生コイル１３から印加される直流静磁界により、鋳型内溶鋼湯面１０における溶鋼流が制動（減速）される。同様に、下部磁極７の直流静磁界発生コイル１４から印加される直流静磁界により、吐出流１１のうちで直流静磁界発生コイル１４の位置を下方に向かって通過しようとする溶鋼流が制動（減速）される。尚、浸漬ノズル４の吐出孔５は、上部磁極６から印加される直流静磁界の最大値の位置と下部磁極７から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に設置されている。
【００４４】
図１５は、浸漬ノズルからの吐出方向を鋳型短辺に垂直とした鋳造条件下における鋳型内の溶鋼流速状況を模式的に示す図である。本発明者らは、図１２に示す連続鋳造用鋳型１を用い、上部磁極６に直流静磁界と交流移動磁界とを重畳して印加し、下部磁極７に直流静磁界を印加し、浸漬ノズル４の吐出孔５からの吐出方向を鋳型長辺面と平行として、吐出流１１を鋳型短辺３に垂直に向けた鋳造条件下における鋳型内流動状況について調査した。
【００４５】
この鋳造条件下における鋳型内の流速分布を、数値計算や低融点合金（Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ合金；融点約７０℃）を用いた実機１／４サイズの試験鋳造装置による流速測定によって、繰り返し確認した。その結果、図１５に示すように、交流移動磁界による旋回流１５の下流領域となる、鋳型長辺２の幅方向における鋳型短辺３の近傍において、溶鋼流速の小さくなる低流速領域１７が発生することを確認した。図１５において、符号１５は、交流移動磁界によって形成される、鋳型内溶鋼湯面１０及びその近傍で時計回りまたは反時計回りの一方向に回転する旋回流、１６は、吐出流１１が鋳型短辺側の凝固シェルに衝突した後に鉛直上方に向いて流れ、その後、鋳型内溶鋼湯面１０では鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いて流れる反転流、１７は低流速領域、１８は、旋回流１５と反転流１６とが衝突することで発生する渦流、１９は、吐出流１１が鋳型短辺側の凝固シェルに衝突した後に鉛直下方に向いて流れる下降流である。尚、図１５では、低流速領域１７及び渦流１８を片方の鋳型短辺側だけに記載しているが、反対側の鋳型短辺側においても発生する。
【００４６】
また、このような鋳造条件下で実機の連続鋳造機で鋳造した鋼製品の欠陥分布の調査結果から、鋼製品の欠陥の存在する領域は、上記の低流速領域１７の発生位置と一致することを確認している。
【００４７】
本発明者らは、種々の考察の結果、鋳型短辺近傍においては交流移動磁界による旋回流１５と、吐出孔５からの吐出流１１の短辺凝固シェル衝突後の反転流１６とが、衝突・干渉することに起因して低流速領域１７が発生し、この低流速領域１７に気泡や介在物などが捕捉され、最終的に鋼製品の欠陥となることを見出した。また、旋回流１５と反転流１６が衝突することで渦流１８が発生し、この渦流１８によってモールドパウダーが巻き込まれて凝固シェルに捕捉され、これが鋼製品の欠陥となる可能性も見出した。
【００４８】
本発明者らは、これらの解決策について鋭意検討を行った。前述したように、介在物、気泡、モールドパウダーの捕捉に起因する鋼製品の欠陥は、交流移動磁界による旋回流１５と、吐出孔５からの吐出流１１の反転流１６との衝突・干渉に伴う低流速領域１７及び渦流１８の発生に起因している。そこで、本発明者らは、旋回流１５と反転流１６との衝突・干渉を回避する方法を検討し、その結果、浸漬ノズル４からの吐出流１１の吐出方向を、鋳型短辺３に垂直な方向からずらすことを見出した。
【００４９】
通常、浸漬ノズル４の吐出孔５は、鋳型短辺面に向かって溶鋼８が吐出されるように、鋳型長辺面と平行する方向を向いて配置され、鋳型内左右の溶鋼流動の対称性を保つよう工夫されている。しかし、本発明のように交流移動磁界によって鋳型内の溶鋼８に旋回流１５が付与される条件においては、鋳型内左右の対称性を保つよりも浸漬ノズル４を中心とした軸対称性を勘案して浸漬ノズル４の吐出孔５の吐出方向を決定するのが原理的にも好ましいと考えられる。
【００５０】
図１６は、浸漬ノズルの吐出方向を旋回流の上流側へ傾けて鋳造する様子を鉛直上方から見た概略図である。数値解析や低融点合金による試験鋳造装置を用いて様々な条件で浸漬ノズル４からの吐出方向を検討したところ、上部磁極６の交流移動磁界の強度を５００〜９００（Ｇｓ）の範囲内、上部磁極６の直流静磁界の強度を２０００〜３３００（Ｇｓ）の範囲内、下部磁極７の直流静磁界の強度を３０００〜４５００（Ｇｓ）の範囲内、上部磁極６の交流移動磁界強度Ｘ（Ｇｓ）と連続鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）の比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）を０．３０以上０．５５未満に制御した場合に、図１６に示すように浸漬ノズル４の吐出方向を、交流移動磁界によって形成される旋回流１５の上流側へ向けて傾けることで、旋回流１５と反転流１６との衝突・干渉が回避され、低流速領域１７及び渦流１８の発生がなく、望ましい鋳型内溶鋼流動が得られることを見出した。
【００５１】
尚、比Ｘ／Ｗが０．３０未満の場合は、スラブ鋳片の幅に対して旋回流１５の流速が小さすぎるため、浸漬ノズル４の吐出方向を傾けても十分な効果を得ることができない。また、比Ｘ／Ｗが０．５５以上の場合は、スラブ鋳片の幅に対して十分な旋回流１５の流速が確保でき、反転流１６との干渉による低流速領域１７の発生などの弊害が抑制できることから、浸漬ノズル４の吐出方向を傾ける効果が小さくなると考えられる。また、比Ｘ／Ｗを過度に高めることは、旋回流１５が強くなりすぎて、モールドパウダーの巻き込みが発生し、巻き込まれたモールドパウダーに起因する欠陥の発生する可能性があるので好ましくない。また、旋回流１５の流速が十分に速い場合に吐出方向を傾けると旋回流１５が強くなりすぎて凝固シェル９の厚みが薄くなり、ブレークアウトなどの操業安定性を阻害する要因となる可能性も考えられるので好ましくない。
【００５２】
更に本発明者らは、鋭意検討・実験を重ね、交流移動磁界の強度Ｘ（Ｇｓ）と鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）との比Ｘ／Ｗに着目し、最適吐出方向の関係性を見出した。
【００５３】
交流移動磁界強度Ｘと、鋳片の幅Ｗとの比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合は、浸漬ノズル４の鉛直軸中心を通り、鋳型長辺面に平行な基準面に対する吐出方向の傾斜角度αを下記の（８）式の範囲内とすることが好ましいことがわかった。これは、スラブ鋳片の幅Ｗに対して交流移動磁界強度Ｘが比較的小さいので、傾斜角度αを大きくして、より積極的に旋回流１５の下流側における旋回流１５と反転流１６との衝突・干渉を回避する必要があるからと考えられる。
【００５４】
θ−２≦α≦θ＋５・・・（８）
また、比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合は、浸漬ノズル４の鉛直軸中心を通り、鋳型長辺面に平行な基準面に対する吐出方向の傾斜角度αを下記の（９）式の範囲内とするのが好ましいこともわかった。スラブ鋳片の幅Ｗに対して交流移動磁界強度Ｘが比較的大きいので、傾斜角度αを小さめに設定して吐出方向を傾けることで、旋回流１５の下流側での旋回流１５と反転流１６との衝突・干渉を回避しつつ、上述したようにブレークアウトなどの操業安定性の阻害要因のリスクを排除できるからである。
【００５５】
θ−５≦α≦θ＋２・・・（９）
また、浸漬ノズル４の吐出方向の傾斜角度αは、連続鋳造開始前に設定することに加えて、吐出方向の傾斜角度αを変更できる装置を用いて、連続鋳造中に設定してもよい。当該装置を用いて、連続鋳造中における鋳型幅の変更など鋳造条件を変更する度に、逐次αとθを測定し、（１）式または（３）式から（９）式で表されるαとθの大小関係を満足する傾斜角度αになるように浸漬ノズル４の吐出方向を変更することで、より好ましい効果が得られる。
【００５６】
図１７は、吐出方向の傾斜角度αを変更する処理の一例を示すフロー図である。図１７を用いて、浸漬ノズル４の吐出方向の傾斜角度αを変更する処理について説明する。図１７に示した処理は、予め定められた時間ごとに、浸漬ノズル４の浸漬深さが１８０ｍｍ以上３００ｍｍ未満、吐出孔の水平方向から下向きの溶鋼吐出角度が１５〜３５°、タンディッシュ流出孔から吐出孔までの間に吹き込む不活性ガスの流量Ａ（ＮＬ／ｍｉｎ）と溶鋼スループットＰ（ｔｏｎ／ｍｉｎ）との比Ａ／Ｐが２．０〜３．５ＮＬ／ｔｏｎの範囲内であるか否かを確認し、当該条件を満たす場合に開始される。また、当該処理は、例えば、特許文献２に開示されているような吐出方向を変更できる駆動機構を備えた装置（以後、「角度調整装置」と記載する）を用いて実施できる。本実施形態においては、角度調整装置が吐出方向の傾斜角度αを変更する主体である、として説明する。
【００５７】
図１７に示した処理において、角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。本実施形態において、定常鋳込中とは、鋳込中であり、鋳造速度が変更されている状態ではなく、鋳型幅が変更されている状態ではなく、不活性ガスの流量が変更されている状態ではなく、浸漬ノズル４の浸漬深さが変更されている状態ではない状態を意味する。
【００５８】
角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中でないと判断した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、図１７に示した処理を終了する。角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込み中になった場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、角度調整装置は傾斜角度αとθとを測定して、傾斜角度αが（１）式を満足するか否かを判断する（ステップＳ１０２）。角度調整装置は、傾斜角度αが（１）式を満足すると判断した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、図１７に示した処理を終了する。一方、角度調整装置は、傾斜角度αが（１）式を満足しないと判断した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、（１）式を満足する傾斜角度αを再設定する（ステップＳ１０３）。角度調整装置は、再設定した傾斜角度αになるように浸漬ノズル４の吐出方向を変更して（ステップＳ１０４）、図１７に示した処理を終了する。
【００５９】
このように、角度調整装置は、図１７に示した処理によって、予め定められた時間毎に傾斜角度αが（１）式を満足するように浸漬ノズル４の吐出方向を変更できる。これにより、何らかの原因により、傾斜角度αが（１）式を満足しなくなった場合であっても、角度調整装置によって傾斜角度αが（１）式を満足するように浸漬ノズル４の吐出方向が変更されるので、介在物を含むスラブ鋳片が製造され続けてしまうことを防止できる。
【００６０】
図１８は、前述とは別の例を示すフロー図である。図１８を用いて、浸漬ノズル４の吐出方向の傾斜角度αを変更する別の処理について説明する。図１８に示した処理は、図１７で示した処理の開始条件に加え、さらに、鋳型長辺２の背面に、鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極６と一対の下部磁極７とが配置され、上部磁極６から印加される直流静磁界の最大値の位置と下部磁極７から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に吐出孔を配置し、当該静磁界の強度が１５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満である場合に開始される。
【００６１】
図１８に示した処理において、角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中でないと判断した場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、図１８に示した処理を終了する。角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込み中になった場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、角度調整装置は、直流静磁界の強度が１５００≦Ｇｓ＜２５００の範囲内か否かを判断する（ステップＳ２０２）。角度調整装置は、直流静磁界の強度が１５００≦Ｇｓ＜２５００の範囲内であると判断した場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、傾斜角度αとθとを測定して、傾斜角度αが（３）式を満足するか否かを判断する（ステップＳ２０３）。
【００６２】
角度調整装置は、傾斜角度αが、（３）式を満足すると判断した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、図１８に示した処理を終了する。一方、角度調整装置は、傾斜角度αが（３）式を満足しないと判断した場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、（３）式を満足する傾斜角度αを再設定する（ステップＳ２０４）。角度調整装置は、再設定した傾斜角度αになるように浸漬ノズル４の吐出方向を変更して（ステップＳ２０５）、図１８に示した処理を終了する。
【００６３】
一方、角度調整装置は、直流静磁界の強度が１５００≦Ｇｓ＜２５００の範囲内でなく、２５００≦Ｇｓ＜３５００の範囲内であると判断した場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、傾斜角度αとθとを測定して、傾斜角度αが（４）式を満足するか否かを判断する（ステップＳ２０６）。角度調整装置は、傾斜角度αが（４）式を満足すると判断した場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、図１８に示した処理を終了する。一方、角度調整装置は、傾斜角度αが（４）式を満足しないと判断した場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、（４）式を満足する傾斜角度αを再設定する（ステップＳ２０７）。角度調整装置は、再設定した傾斜角度αになるように浸漬ノズル４の吐出方向を変更して（ステップＳ２０８）、図１８に示した処理を終了する。
【００６４】
図１９は、前述とは別の例を示すフロー図である。図１９を用いて、浸漬ノズル４の吐出方向の傾斜角度αを変更する別の処理について説明する。図１９に示した処理は、図１７で示した処理の開始条件に加え、さらに、磁場の移動方向が鋳型幅方向であるリニア型移動磁場発生装置４２が設けられている場合に開始される。
【００６５】
図１９に示した処理において、角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中であるか否かを判断する（ステップＳ３０１）。角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中でないと判断した場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、図１９に示した処理を終了する。角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込み中になった場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、角度調整装置は傾斜角度αとθとを測定して、傾斜角度αが（５）式を満足するか否かを判断する（ステップＳ３０２）。角度調整装置は、傾斜角度αが（５）式を満足すると判断した場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、図１９に示した処理を終了する。一方、角度調整装置は、傾斜角度αが（５）式を満足しないと判断した場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、（５）式を満足する傾斜角度αを再設定する（ステップＳ３０３）。角度調整装置は、再設定した傾斜角度αになるように浸漬ノズル４の吐出方向を変更して（ステップＳ３０４）、図１９に示した処理を終了する。
【００６６】
図２０は、前述とは別の例を示すフロー図である。図２０を用いて、浸漬ノズル４の吐出方向の傾斜角度αを変更する別の処理について説明する。図２０に示した処理は、図１７で示した処理の開始条件に加え、さらに、鋳型長辺２の背面に一対の磁極５２を備え、当該磁極から３００〜１０００Ｇｓの範囲内の強度の交流移動磁界が印加され、交流移動磁界の強度とスラブ鋳片の幅との比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．５５未満である場合に開始される。
【００６７】
図２０に示した処理において、角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中でないと判断した場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、図２０に示した処理を終了する。角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込み中になった場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、角度調整装置は、比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．４５未満であるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。角度調整装置は、比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．４５未満であると判断した場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、傾斜角度αとθとを測定して、傾斜角度αが（６）式を満足するか否かを判断する（ステップＳ４０３）。
【００６８】
角度調整装置は、傾斜角度αが、（６）式を満足すると判断した場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、図２０に示した処理を終了する。一方、角度調整装置は、傾斜角度αが（６）式を満足しないと判断した場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、（６）式を満足する傾斜角度αを再設定する（ステップＳ４０４）。角度調整装置は、再設定した傾斜角度αになるように浸漬ノズル４の吐出方向を変更して（ステップＳ４０５）、図２０に示した処理を終了する。
【００６９】
一方、角度調整装置は、比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．４５未満ではなく、０．４５以上０．５５未満であると判断した場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、傾斜角度αとθとを測定して、傾斜角度αが（７）式を満足するか否かを判断する（ステップＳ４０６）。
【００７０】
角度調整装置は、傾斜角度αが、（７）式を満足すると判断した場合（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、図２０に示した処理を終了する。一方、角度調整装置は、傾斜角度αが（７）式を満足しないと判断した場合（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、（７）式を満足する傾斜角度αを再設定する（ステップＳ４０７）。角度調整装置は、再設定した傾斜角度αになるように浸漬ノズル４の吐出方向を変更して（ステップＳ４０８）、図２０に示した処理を終了する。
【００７１】
図２１は、前述とは別の例を示すフロー図である。図２１を用いて、浸漬ノズル４の吐出方向の傾斜角度αを変更する別の処理について説明する。図２１に示した処理は、図１７で示した処理の開始条件に加え、さらに、鋳型長辺の背面に、鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極６と一対の下部磁極７とが配置され、上部磁極６から印加される直流静磁界の最大値の位置と下部磁極７から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に吐出孔が配置され、上部磁極６から５００〜９００Ｇｓの範囲内の強度の交流移動磁界と、２０００〜３３００Ｇｓの範囲内の強度の直流静磁界とが重畳して印加され、下部磁極７から３０００〜４５００Ｇｓの範囲内の強度の直流静磁界が印加され、交流移動磁界の強度とスラブ鋳片の幅との比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．５５未満である場合に開始される。
【００７２】
図２１に示した処理において、角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中であるか否かを判断する（ステップＳ５０１）。角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込中でないと判断した場合（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、図２１に示した処理を終了する。角度調整装置は、連続鋳造装置が定常鋳込み中になった場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、角度調整装置は、比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．４５未満であるか否かを判断する（ステップＳ５０２）。角度調整装置は、比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．４５未満であると判断した場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、傾斜角度αとθとを測定して、傾斜角度αが（８）式を満足するか否かを判断する（ステップＳ５０３）。
【００７３】
角度調整装置は、傾斜角度αが、（８）式を満足すると判断した場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）、図２１に示した処理を終了する。一方、角度調整装置は、傾斜角度αが（８）式を満足しないと判断した場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）、（８）式を満足する傾斜角度αを再設定する（ステップＳ５０４）。角度調整装置は、再設定した傾斜角度αになるように浸漬ノズル４の吐出方向を変更して（ステップＳ５０５）、図２１に示した処理を終了する。
【００７４】
一方、角度調整装置は、比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．４５未満ではなく、０．４５以上０．５５未満であると判断した場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、傾斜角度αとθとを測定して、傾斜角度αが（９）式を満足するか否かを判断する（ステップＳ５０６）。
【００７５】
角度調整装置は、傾斜角度αが、（９）式を満足すると判断した場合（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、図２１に示した処理を終了する。一方、角度調整装置は、傾斜角度αが（９）式を満足しないと判断した場合（ステップＳ５０６：Ｎｏ）、（９）式を満足する傾斜角度αを再設定する（ステップＳ５０７）。角度調整装置は、再設定した傾斜角度αになるように浸漬ノズル４の吐出方向を変更して（ステップＳ５０８）、図２１に示した処理を終了する。
【００７６】
図２２は、図１７〜図２１の処理の各々を鋳造条件によって使い分ける処理の一例を示すフロー図である。図２２に示した例において、角度調整装置は、予め定められた時間毎に、鋳造条件を確認し、当該鋳造条件により図１７〜図２１に記載した処理を使い分ける。角度調整装置は、浸漬ノズル４の浸漬深さが１８０ｍｍ以上３００ｍｍ未満、吐出孔の水平方向から下向きの溶鋼吐出角度が１５〜３５°、タンディッシュ流出孔から吐出孔までの間に吹き込む不活性ガスの流量Ａ（ＮＬ／ｍｉｎ）と溶鋼スループットＰ（ｔｏｎ／ｍｉｎ）との比Ａ／Ｐが２．０〜３．５ＮＬ／ｔｏｎの範囲内である、という条件Ａのみを満足すると判断した場合に、図１７に示した吐出方向の傾斜角度αを変更する処理を実行する。
【００７７】
また、角度調整装置は、条件Ａに加えて、鋳型長辺の背面に鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極６と一対の下部磁極７とが配置され、上部磁極６から印加される直流静磁界の最大値の位置と下部磁極７から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に吐出孔を配置し、当該静磁界の強度が１５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満である、という条件Ｂを満足すると判断した場合に、図１８に示した吐出方向の傾斜角度αを変更する処理を実行する。
【００７８】
また、角度調整装置は、条件Ａに加えて、磁場の移動方向が鋳型幅方向であるリニア型移動磁場発生装置４２が設けられている、という条件Ｃを満足すると判断した場合に、図１９に示した吐出方向の傾斜角度αを変更する処理を実行する。
【００７９】
また、角度調整装置は、条件Ａに加えて、長辺背面に一対の磁極５２を備え、磁極５２から３００〜１０００Ｇｓの範囲内の強度の交流移動磁界が印加され、交流移動磁界の強度とスラブ鋳片の幅との比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．５５未満である、という条件Ｄを満足すると判断した場合に、図２０に示した吐出方向の傾斜角度αを変更する処理を実行する。
【００８０】
さらに、角度調整装置は、条件Ａに加えて、鋳型長辺の背面に、鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極６と一対の下部磁極７とが配置され、上部磁極６から印加される直流静磁界の最大値の位置と下部磁極７から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に吐出孔が配置され、上部磁極６から５００〜９００Ｇｓの範囲内の強度の交流移動磁界と、２０００〜３３００Ｇｓの範囲内の強度の直流静磁界とが重畳して印加され、下部磁極７から３０００〜４５００Ｇｓの範囲内の強度の直流静磁界が印加され、交流移動磁界の強度とスラブ鋳片の幅との比Ｘ／Ｗが０．３０以上０．５５未満である、という条件Ｅを満足すると判断した場合に、図２１に示した吐出方向の傾斜角度αを変更する処理を実行する。
【００８１】
このように、本実施形態において角度調整装置は、予め定められた時間毎に、鋳造条件に対応した傾斜角度αを変更する処理を実行し、傾斜角度αが鋳造条件に対応した（１）、（３）〜（９）式を満足しないと判断した場合には、当該式を満足するように、浸漬ノズル４の吐出方向を変更する。これにより、何らかの原因により、傾斜角度αが（３）〜（９）式を満足しなくなった場合であっても、角度調整装置によって当該数式を満足するように浸漬ノズル４の吐出方向が変更されるので、介在物を含むスラブ鋳片が製造され続けてしまうことを防止できる。
【００８２】
以上、説明したように、本実施形態に係る連続鋳造方法を用いることで、上部磁極及び下部磁極から印加する直流静磁界の強度や交流移動磁界の強度などを最適な範囲内に定めたうえで、浸漬ノズルからの吐出方向を交流移動磁界による旋回流の上流側に傾斜させるので、旋回流と反転流とが衝突・干渉することに起因して発生する低流速領域及び渦流が回避され、介在物の少ない高品質のスラブ鋳片を製造できる。
【実施例１】
【００８３】
図１に示した連続鋳造用鋳型２０を有するスラブ連続鋳造機を用いて、約３００（ｔｏｎ）のアルミキルド溶鋼を鋳造する試験を行った。鋳造されるスラブ鋳片の厚みは２５０（ｍｍ）であり、幅は１０００〜２０００（ｍｍ）であり、溶鋼注入流量は３．０〜８．０（ｔｏｎ／ｍｉｎ）である。使用した２孔式浸漬ノズルの吐出孔の溶鋼吐出角度（水平の場合をゼロとする角度）は下向き１５（°）であり、浸漬ノズルの浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から吐出孔上端までの距離）は、１８０（ｍｍ）以上３００（ｍｍ）未満である。浸漬ノズルの吐出孔の形状は、１辺の長さが８０（ｍｍ）の正方形であり、浸漬ノズルの内径は８０（ｍｍ）である。また、浸漬ノズルからの吹き込む不活性ガスとしてアルゴンガスを使用した。浸漬ノズルからの吐出流の吐出方向は、鋳型長辺と平行な方向（鋳型短辺に垂直な方向）と、基準面に対して傾ける方向の２種類とした。【００８４】
鋳造されたスラブ鋳片に対して、熱間圧延、冷間圧延、合金化溶融亜鉛めっき処理を順次施し、この合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面欠陥を、オンライン表面欠陥計を用いて連続的に測定し、そのなかから、欠陥の外観及びＳＥＭ分析、ＩＣＰ分析などにより、製鋼性欠陥（スラブ鋳片の介在物に起因する欠陥）を判別し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の１００（ｍ）長さあたりの欠陥個数（「製品欠陥指数」という）で評価した。表１に、本発明例１〜１８及び比較例１〜１８における鋳造条件及び製品欠陥指数の調査結果を示す。【００８５】
【表１】
2017047058.tif 000003
【００８６】
表１には、鋳造される鋳片の厚みＤと鋳片の幅Ｗとで計算される対角線方向角度θ、及び、鋳造時の吐出流の傾斜角度αを記載している。尚、対角線方向角度θは小数点第２位を四捨五入して計算した。また、「α−θ」の値は、小数点第１位を四捨五入して記載した。
本発明例１〜１８では、溶鋼スループットとアルゴンガスの流量との比Ａ／Ｐが２．０〜３．５（ＮＬ／ｔｏｎ）の範囲内となるように設定した上で「α−θ」を−６〜１０（°）の範囲内にすることで、製品欠陥指数が０．２６〜０．２９（個／１００ｍ）と低くなることがわかった。つまり、傾斜角度α（°）を「θ−６」以上「θ＋１０」以下の範囲内とすることで、適正な流速を溶鋼流に付与でき、製品欠陥指数を低くできることがわかった。【００８７】
これに対して、比較例１〜６では、吐出方向を傾斜させていないので、製品欠陥指数は０．６１〜０．６８（個／１００ｍ）と高くなった。また、比較例７〜９では、傾斜角度αを本発明例１〜１８よりも小さくしており、この場合に製品欠陥指数は０．６３〜０．６７（個／１００ｍ）と高くなった。これは、傾斜角度αが小さいために、適正な流速を溶鋼流に付与できなかった結果と推定される。【００８８】
比較例１０〜１２では、傾斜角度αを本発明例１〜１８よりも大きくしている。この場合に製品欠陥指数は０．２７〜０．２９（個／１００ｍ）と低くなったものの、鋳片断面調査の結果から、鋳型内でのシェル成長厚みがやや薄い箇所が見られ、ブレークアウトなどの操業安定性を阻害する可能性があった。【００８９】
比較例１３〜１８では、溶鋼スループットＰとアルゴンガス流量Ａとの比Ａ／Ｐを２．０〜３．５（ＮＬ／ｔｏｎ）の範囲外としており、この場合に製品欠陥指数は０．６１〜０．６８（個／１００ｍ）と高くなった。これは、吐出噴流を制御できていなかったために、吐出方向を傾斜させた効果が発揮できなかった結果と推定される。【００９０】
尚、本実施例では記載しなかったが、鋳造されるスラブ鋳片の厚みが２２０〜３００（ｍｍ）の範囲内においても、本実施例にて記載したものと同等の効果が得られることを別途確認している。また、浸漬ノズルの溶鋼吐出角度が１５〜３５（°）の範囲内では同様の傾向が得られることも確認している。その他、浸漬ノズルの吐出孔の形状や浸漬ノズルの内径についても、本実施例で記載した条件のみに限定されるものではなく、当業者の想定し得る範囲内のものであれば、どのようなものでも構わない。
【実施例２】
【００９１】
図４に示した上部磁極６と、下部磁極７とを備えた連続鋳造用鋳型３０を有するスラブ連続鋳造機を用いて、約３００（ｔｏｎ）のアルミキルド溶鋼を鋳造する試験を行った。鋳造されるスラブ鋳片の厚みは２５０（ｍｍ）であり、幅は１８００（ｍｍ）であり、溶鋼注入流量は５．０〜８．０（ｔｏｎ／ｍｉｎ）である。使用した２孔式浸漬ノズルの吐出孔の吐出角度は下向き１５（°）であり、浸漬ノズルの浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から吐出孔上端までの距離）は１８０（ｍｍ）以上３００（ｍｍ）未満である。浸漬ノズルの吐出孔の形状は１辺の長さが８０（ｍｍ）の正方形であり、浸漬ノズルの内径は８０（ｍｍ）である。また、浸漬ノズルから吹き込む不活性ガスとしてアルゴンガスを使用した。溶鋼スループットＰとアルゴンガス流量Ａとの比Ａ／Ｐは、２．０〜３．５（ＮＬ／ｔｏｎ）の範囲内となるように設定した。【００９２】
浸漬ノズルからの吐出流の吐出方向は、鋳型長辺と平行な方向（鋳型短辺に垂直な方向）と、基準面に対して傾ける方向の２種類とした。【００９３】
鋳造されたスラブ鋳片に対して熱間圧延、冷間圧延、合金化溶融亜鉛めっき処理を順次施し、この合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面欠陥を、オンライン表面欠陥計を用いて連続的に測定し、そのなかから、欠陥の外観及びＳＥＭ分析、ＩＣＰ分析などにより、製鋼性欠陥（スラブ鋳片の介在物に起因する欠陥）を判別し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の１００（ｍ）長さあたりの欠陥個数（「製品欠陥指数」という）で評価した。表２に、本発明例１９〜３８及び比較例１９〜３２における鋳造条件及び製品欠陥指数の調査結果を示す。表２においても対角線方向角度θは、小数点第２位を四捨五入して計算した。また、「α−θ」の値は、小数点第１位を四捨五入して記載した。図２３は、本発明例１９〜３８の「α−θ」と「製品欠陥指数」との関係を、静磁界強度である２５００（Ｇｓ）を境として区分けして示す図である。【００９４】
【表２】
2017047058.tif 000004
【００９５】
本発明例１９〜２８では、直流静磁界強度を１５００（Ｇｓ）以上２５００（Ｇｓ）未満にしている。図２３に示すように、この場合において、「α−θ」を０〜５（°）の範囲内にすることで製品欠陥指数は０．２１〜０．２４（個／１００ｍ）とより低くなることがわかった。つまり、直流静磁界強度を１５００（Ｇｓ）以上２５００（Ｇｓ）未満にした場合には、傾斜角度α（°）を「θ」以上「θ＋５」以下の範囲内とすることが好ましいことがわかった。【００９６】
また、本発明例２９〜３８では、直流静磁界強度を２５００（Ｇｓ）以上３５００（Ｇｓ）未満にしている。この場合においては、「α−θ」を６〜１０（°）の範囲内にすることで製品欠陥指数は０．２１〜０．２４（個／１００ｍ）とより低くなることがわかった。つまり、直流静磁界強度を２５００（Ｇｓ）以上３５００（Ｇｓ）未満にした場合には、傾斜角度α（°）を「θ＋６」以上「θ＋１０」以下の範囲内とすることが好ましいことがわかった。【００９７】
比較例１９〜２３及び比較例２６〜３０では、傾斜角度αを「θ−６」より小さくしている。この場合の製品欠陥指数は、０．５１〜０．５４（個／１００ｍ）と高くなった。また比較例２４〜２５及び比較例３１〜３２では、傾斜角度αを「θ＋１０」よりも大きくしている。この場合の製品欠陥指数は０．２２〜０．２５（個／１００ｍ）と低くなったものの、鋳片断面調査の結果から、鋳型内でのシェル成長厚みがやや薄い箇所が見られ、ブレークアウトなどの操業安定性を阻害する可能性があった。【００９８】
尚、本実施例では記載しなかったが、鋳造されるスラブ鋳片の厚みが２２０〜３００（ｍｍ）、鋳造幅が１０００〜２０００（ｍｍ）、溶鋼スループットが３．０〜８．０の範囲内において、本実施例にて記載したものと同等の効果が得られることを別途確認している。また、浸漬ノズルの溶鋼吐出角度が１５〜３５（°）の範囲で同様の傾向が得られることも確認している。その他、浸漬ノズルの吐出孔の形状や浸漬ノズルの内径についても、本実施例で記載した条件のみに限定されるものではなく、当業者の想定し得る範囲内のものであれば、どのようなものでも構わない。
【実施例３】
【００９９】
図６に示すような一対のリニア型移動磁場発生装置４２を備えた連続鋳造用鋳型４０を有するスラブ連続鋳造機を用いて、約３００（ｔｏｎ）のアルミキルド溶鋼を鋳造する試験を行った。鋳造されるスラブ鋳片の厚みは２５０（ｍｍ）であり、幅は１６００（ｍｍ）であり、溶鋼注入流量は５．０〜６．０（ｔｏｎ／ｍｉｎ）である。使用した２孔式浸漬ノズルの吐出孔の吐出角度は下向き２５（°）であり、浸漬ノズルの浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から吐出孔上端までの距離）は１８０（ｍｍ）以上３００（ｍｍ）未満である。浸漬ノズルの吐出孔の形状は１辺の長さが７０（ｍｍ）の正方形であり、浸漬ノズルの内径は７０（ｍｍ）である。浸漬ノズルから吹き込む不活性ガスとしてアルゴンガスを使用した。溶鋼スループットＰとアルゴンガス流量Ａとの比Ａ／Ｐは２．０〜３．５（ＮＬ／ｔｏｎ）の範囲となるように設定した。磁極から交流移動磁界を印加し、溶鋼吐出流を制動した条件で鋳造を実施した。【０１００】
鋳造されたスラブ鋳片に対して熱間圧延、冷間圧延、合金化溶融亜鉛めっき処理を順次施し、この合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面欠陥を、オンライン表面欠陥計を用いて連続的に測定し、そのなかから、欠陥の外観及びＳＥＭ分析、ＩＣＰ分析などにより、製鋼性欠陥（スラブ鋳片の介在物に起因する欠陥）を判別し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の１００ｍ長さあたりの欠陥個数（「製品欠陥指数」という）で評価した。表３に、本発明例３０〜４９の鋳造条件及び製品欠陥指数の調査結果を示す。表３においても対角線方向角度θは、小数点第２位を四捨五入して計算した。また、「α−θ」の値は、小数点第１位を四捨五入して記載した。図２４は、本発明例３９〜４９の「α−θ」と「製品欠陥指数」との関係を示す図である。【０１０１】
【表３】
2017047058.tif 000005
【０１０２】
尚、表３には記載しなかったが、同様の流動制御方式で、浸漬ノズル吐出孔を傾斜させず短辺に向けた場合には、製品欠陥指数は０．５１〜０．５６（個／１００ｍ）と高くなることを確認している。【０１０３】
本発明例３９〜４４では、「α−θ」を２〜７（°）の範囲内にしている。図２４に示すように、この場合において、製品欠陥指数は０．２２〜０．２４（個／１００ｍ）と低くなった。つまり、リニア型移動磁場発生装置を設け、溶鋼流を制動しながら流動を制御した場合には、傾斜角度α（°）を「θ＋２」以上「θ＋７」以下の範囲内とすることが好ましいことがわかった。【０１０４】
一方、本発明例４５〜４７では、「α−θ」を−６〜０（°）の範囲内にしている。この場合において、製品欠陥指数は０．２７〜０．２９（個／１００ｍ）と若干高くなった。これは、若干、溶鋼流への流速付与が小さかった結果と推定されるが、これらも十分に良質なスラブであった。また、本発明例４８〜４９では「α−θ」を８〜１０（°）の範囲内にしている。この場合において、製品欠陥指数は、０．２７〜０．２８（個／１００ｍ）と若干高くなった。これは、若干、溶鋼流への流速付与が大きく、モールドパウダーの巻き込みなどが助長された結果と推定されるが、これらも十分に良質なスラブであった。尚、これらのスラブを鋳片断面調査したところ、鋳型内でのシェル成長厚みが若干薄い箇所も見られたが、操業安定性を阻害するものではなかった。【０１０５】
尚、本実施例では記載しなかったが、浸漬ノズルからの溶鋼吐出流を加速させた場合においても同様の傾向にあったことを確認している。また、鋳造されるスラブ鋳片の厚みが２２０〜３００（ｍｍ）の範囲、鋳造幅が１０００〜２０００（ｍｍ）、溶鋼スループットが３．０〜８．０の範囲において、本実施例にて記載したものと同等の効果が得られることも別途確認している。また、浸漬ノズルの溶鋼吐出角度が１５〜３５（°）の範囲で同様の傾向が得られることも確認している。その他、浸漬ノズルの吐出孔の形状や浸漬ノズルの内径についても、本実施例で記載した条件のみに限定されるものではなく、当業者の想定し得る範囲内のものであれば、どのようなものでも構わない。
【実施例４】
【０１０６】
図８に示すような一対の磁極５２を備えた連続鋳造用鋳型５０を有するスラブ連続鋳造機を用いて、約３００（ｔｏｎ）のアルミキルド溶鋼を鋳造する試験を行った。鋳造されるスラブ鋳片の厚みは２６０（ｍｍ）であり、幅は１６００（ｍｍ）であり、溶鋼注入流量は５．０〜６．０（ｔｏｎ／ｍｉｎ）である。使用した２孔式浸漬ノズルの吐出孔の吐出角度は下向き２５（°）であり、浸漬ノズルの浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から吐出孔上端までの距離）は１８０（ｍｍ）以上３００（ｍｍ）未満である。浸漬ノズルの吐出孔の形状は１辺の長さが７０（ｍｍ）の正方形であり、浸漬ノズルの内径は７０（ｍｍ）である。浸漬ノズルから吹き込む不活性ガスとしてアルゴンガスを使用した。溶鋼スループットＰとアルゴンガス流量Ａとの比Ａ／Ｐは２．０〜３．５（ＮＬ／ｔｏｎ）の範囲内となるように設定した。交流移動磁界強度を３００〜１０００（Ｇｓ）の範囲内として、交流移動磁界強度Ｘと鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗとの比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）、及び、浸漬ノズルからの吐出流の傾斜角度αを変化させて鋳造を実施した。【０１０７】
鋳造されたスラブ鋳片に対して熱間圧延、冷間圧延、合金化溶融亜鉛めっき処理を順次施し、この合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面欠陥を、オンライン表面欠陥計を用いて連続的に測定し、そのなかから、欠陥の外観及びＳＥＭ分析、ＩＣＰ分析などにより、製鋼性欠陥（スラブ鋳片の介在物に起因する欠陥）を判別し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の１００（ｍ）長さあたりの欠陥個数（「製品欠陥指数」という）で評価した。表４に、本発明例５０〜７１の鋳造条件及び製品欠陥指数の調査結果を示す。表４においても対角線方向角度θは、小数点第２位を四捨五入して計算した。また、「α−θ」の値は、小数点第１位を四捨五入して記載した。比較例３３〜３７には旋回の下流側に吐出孔を向けた水準も記載した。図２５は、本発明例５０〜７１の「α−θ」と「製品欠陥指数」との関係を、比Ｘ／Ｗの値である０．４５を境として区分けして示す図である。【０１０８】
【表４】
2017047058.tif 000006
【０１０９】
尚、表４には記載しなかったが、同様の流動制御方式で、浸漬ノズル吐出孔を傾斜させず短辺に向けた場合に、製品欠陥指数は０．４５〜０．５１（個／１００ｍ）と高くなることを確認している。【０１１０】
本発明例５０〜６０では、比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）を０．３０以上０．４５未満の場合にしている。図２５に示すように、この場合において「α−θ」を−３〜０（°）の範囲内にすることで製品欠陥指数は０．１８〜０．２０（個／１００ｍ）と特に低くなることがわかった。つまり、比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満にした場合には、傾斜角度α（°）を「θ−３」以上「θ」以下の範囲内とすることが好ましいことがわかった。【０１１１】
一方、本発明例６１〜７１は、比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）を０．４５以上０．５５未満にしている。この場合において「α−θ」を−６〜−４（°）の範囲内にすることで、製品欠陥指数は０．１８〜０．２０（個／１００ｍ）と特に低くなることがわかった。つまり、比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満にした場合には、傾斜角度α（°）を「θ−６」以上「θ−４」以下の範囲内にすることが好ましいことがわかった。これは、Ｘ／Ｗの値に応じて適切な傾斜角度を設定することにより、溶鋼流を良好に制御できた結果と推定される。その他の本発明例も十分に良質なスラブを得ることができた。【０１１２】
一方、比較例３３〜３７に示したように、旋回の下流側へ吐出流を向けた場合には、製品欠陥指数は０．６５〜０．６８（個／１００ｍ）と著しく高くなった。これは、旋回流と反転流の衝突・干渉が助長された結果と推定される。【０１１３】
尚、本実施例では記載しなかったが、鋳造されるスラブ鋳片の厚みが２２０〜３００（ｍｍ）、鋳造幅が１０００〜２０００（ｍｍ）、溶鋼スループットが３．０〜８．０の範囲内においても、本実施例にて記載したものと同等の効果が得られることも別途確認している。また、浸漬ノズルの溶鋼吐出角度が１５〜３５（°）の範囲内で同様の傾向が得られることも確認している。その他、浸漬ノズルの吐出孔の形状や浸漬ノズルの内径についても、本実施例で記載した条件のみに限定されるものではなく、当業者の想定し得る範囲内のものであれば、どのようなものでも構わない。
【実施例５】
【０１１４】
図１２に示すような、一対の上部磁極６と、一対の下部磁極７とを備えた連続鋳造用鋳型１を有するスラブ連続鋳造機を用いて、約３００（ｔｏｎ）のアルミキルド溶鋼を鋳造する試験を行った。鋳造されるスラブ鋳片の厚みは２６０（ｍｍ）であり、幅は１０００〜１９００（ｍｍ）であり、溶鋼注入流量は４．０〜７．５（ｔｏｎ／ｍｉｎ）である。使用した２孔式浸漬ノズルの吐出孔の吐出角度（水平の場合をゼロとする角度）は下向き２５°であり、浸漬ノズルの浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から吐出孔上端までの距離）は１８０（ｍｍ）以上３００（ｍｍ）未満である。浸漬ノズルの吐出孔の形状は１辺の長さが８０（ｍｍ）の正方形であり、浸漬ノズルの内径は８０（ｍｍ）である。浸漬ノズルからの吹き込み不活性ガスにはアルゴンガスを使用した。溶鋼スループットＰとアルゴンガス流量Ａとの比Ａ／Ｐは２．０〜３．５（ＮＬ／ｔｏｎ）の範囲内となるように設定した。【０１１５】
浸漬ノズルからの吐出流の吐出方向は、交流移動磁界によって形成される旋回流の上流側、旋回流の下流側、及び、鋳型長辺と平行な方向（鋳型短辺に垂直な方向）の３種類とした。吐出流の吐出方向を旋回流の上流側及び旋回流の下流側に傾斜させる場合も、傾斜角度αを変化させた。また、上部磁極から印加される交流移動磁界、上部磁極から印加される直流静磁界、及び、下部磁極から印加される直流静磁界のそれぞれの強度を変化させて鋳造を実施した。【０１１６】
鋳造されたスラブ鋳片に対して熱間圧延、冷間圧延、合金化溶融亜鉛めっき処理を順次施し、この合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面欠陥を、オンライン表面欠陥計を用いて連続的に測定し、そのなかから、欠陥の外観及びＳＥＭ分析、ＩＣＰ分析などにより、製鋼性欠陥（スラブ鋳片の介在物に起因する欠陥）を判別し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の１００（ｍ）長さあたりの欠陥個数（「製品欠陥指数」という）で評価した。表５に、本発明例７２〜７９及び比較例３８〜４６における鋳造条件及び製品欠陥指数の調査結果を示す。表５において対角線方向角度θおよび傾斜角度αは、小数点第２位を四捨五入して計算した。【０１１７】
【表５】
2017047058.tif 000007
【０１１８】
表５に示すように、上部磁極から印加される交流移動磁界の強度を５００〜９００（Ｇｓ）、上部磁極から印加される直流静磁界の強度を２０００〜３３００（Ｇｓ）、下部磁極から印加される直流静磁界の強度を３０００〜４５００（Ｇｓ）の範囲内に制御して連続鋳造を行った。尚、表５には記載していないが、上部磁極及び下部磁極から印加される直流静磁界の強度がこれらの範囲外であった場合には、総じて製品欠陥指数が高くなることを確認している。また、表５には記載してないが、上部磁極の交流移動磁界の強度Ｘとスラブ鋳片の幅Ｗとの比Ｘ／Ｗが０．３０未満の場合にも、製品欠陥指数が高くなることを確認している。【０１１９】
表５には、鋳造される鋳片の厚みＤと鋳片の幅Ｗとで計算される対角線方向角度θ、及び、鋳造時の吐出流の傾斜角度αを記載している。尚、対角線方向角度θは小数点第２位を四捨五入して計算した。【０１２０】
本発明例７２〜７９では、浸漬ノズルからの吐出流を交流移動磁界によって形成される旋回流の上流側へ向けて傾斜させている。この場合に製品欠陥指数は０．１２〜０．２５（個／１００ｍ）と低くなり、良好な結果であった。【０１２１】
これに対して、比較例３８〜４１では、吐出方向を傾斜させていない。この場合に製品欠陥指数は０．３５〜０．４２（個／１００ｍ）となり、本発明例７２〜７９と比較して高くなった。また、比較例４２〜４３では、浸漬ノズルの吐出方向を交流移動磁界で形成される旋回流の下流側へ向けて傾斜させている。この場合に製品欠陥指数は０．５５〜０．５８（個／１００ｍ）となり、大幅な悪化が確認された。これは、旋回流の下流側での旋回流と反転流との衝突・干渉を助長した結果と推定される。【０１２２】
本発明例８０〜８２では、上部磁極の交流移動磁界の強度Ｘとスラブ鋳片の幅Ｗとの比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）を０．５５以上にしている。この場合に製品欠陥指数は０．３０〜０．３２（個／１００ｍ）となり、本発明例７２〜７９と比較して若干高くなった。これは、交流移動磁界強度Ｘが幅Ｗに対して強すぎ、鋳型内の溶鋼流動がやや不安定となることに起因しているものと考えられる。【０１２３】
尚、本実施例では記載しなかったが、鋳造されるスラブ鋳片の厚みが２２０〜３００（ｍｍ）の範囲内においても、本実施例にて記載したものと同等の効果が得られることを別途確認している。また、浸漬ノズルの吐出孔の形状や浸漬ノズルの内径についても、本実施例で記載した条件のみに限定されるものではなく、同業者の想定し得る範囲内のものであれば、どのようなものでも構わない。
【実施例６】
【０１２４】
実施例５と同様に、図１２に示すような上下２段の磁極を備えた連続鋳造用鋳型１を有するスラブ連続鋳造機を用いて、約３００（ｔｏｎ）のアルミキルド溶鋼を鋳造する試験を行った。鋳造されるスラブ鋳片の厚みは２６０（ｍｍ）であり、幅は１６００〜１７００（ｍｍ）であり、溶鋼注入流量は６．０〜７．０（ｔｏｎ／ｍｉｎ）である。使用した２孔式浸漬ノズルの吐出孔の吐出角度は下向き２５（°）であり、浸漬ノズルの浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から吐出孔上端までの距離）は１８０（ｍｍ）以上３００（ｍｍ）未満である。浸漬ノズルの吐出孔の形状は１辺の長さが８０（ｍｍ）の正方形であり、浸漬ノズルの内径は８０（ｍｍ）である。浸漬ノズルから吹き込む不活性ガスとしてアルゴンガスを使用した。【０１２５】
実施例６では、浸漬ノズルからの吐出方向を、交流移動磁界によって形成される旋回流の上流側に傾斜させた。また、上部磁極に印加する交流移動磁界の強度を５００〜９００（Ｇｓ）、上部磁極に印加する直流静磁界の強度を２０００〜３３００（Ｇｓ）、下部磁極に印加する直流静磁界の強度を３０００〜４５００（Ｇｓ）の範囲内とし、交流移動磁界強度Ｘと鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗとの比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）、及び、浸漬ノズルからの吐出流の傾斜角度αを変化させて鋳造を実施した。【０１２６】
鋳造されたスラブ鋳片に対して熱間圧延、冷間圧延、合金化溶融亜鉛めっき処理を順次施し、この合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面欠陥を、オンライン表面欠陥計を用いて連続的に測定し、そのなかから、欠陥の外観及びＳＥＭ分析、ＩＣＰ分析などにより、製鋼性欠陥（スラブ鋳片の介在物に起因する欠陥）を判別し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の１００（ｍ）長さあたりの欠陥個数（「製品欠陥指数」という）で評価した。表６に、本発明例８０〜１０３における鋳造条件及び製品欠陥指数の調査結果を示す。表６において対角線方向角度θの値は、小数点第２位を四捨五入し、「α−θ」の値は、小数点第１位を四捨五入して計算した。また、図２６は、本発明例８３〜１０６の「α−θ」と「製品欠陥指数」との関係を、比Ｘ／Ｗの値である０．４５を境として区分けして示す図である。【０１２７】
【表６】
2017047058.tif 000008
【０１２８】
本発明例８３〜９４では、比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）を０．３０以上０．４５未満にしている。図２６に示すように、この場合において、「α−θ」を−２°〜５°の範囲内にすることで、製品欠陥指数が０．１３〜０．１５（個／１００ｍ）と特に低くなることがわかった。つまり、比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満にした場合には、傾斜角度α（°）を「θ−２」以上「θ＋５」以下の範囲内とすることが好ましいことがわかった。【０１２９】
一方、本発明例９５〜１０６は、比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の条件であり、このとき、「α−θ」が−５〜２（°）の範囲内で、製品欠陥指数が０．１３〜０．１５（個／１００ｍ）と特に低くなることがわかった。つまり、比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合には、傾斜角度α（°）を「θ−５」以上「θ＋２」以下の範囲内とすることが好ましいことがわかった。【０１３０】
尚、表６では、スラブ鋳片の厚みや幅がある一定の範囲内のもののみを記載しているが、例えば、スラブ鋳片の厚みは２２０〜３００（ｍｍ）の範囲内、スラブ鋳片の幅は１０００〜２０００（ｍｍ）の範囲内で同等の効果があることを確認している。
【符号の説明】
【０１３１】
１    連続鋳造用鋳型
２    鋳型長辺
３    鋳型短辺
４    浸漬ノズル
５    吐出孔
６    上部磁極
７    下部磁極
８    溶鋼
９    凝固シェル
１０  鋳型内溶鋼湯面
１１  吐出流
１２  交流移動磁界発生コイル
１３  直流静磁界発生コイル
１４  直流静磁界発生コイル
１５  旋回流
１６  反転流
１７  低流速領域
１８  渦流
１９  下降流
２０  連続鋳造用鋳型
３０  連続鋳造用鋳型
４０  連続鋳造用鋳型
４２  リニア型移動磁場発生装置
５０  連続鋳造用鋳型
５２  磁極
【図１】
2017047058.tif 000009
【図２】
2017047058.tif 000010
【図３】
2017047058.tif 000011
【図４】
2017047058.tif 000012
【図５】
2017047058.tif 000013
【図６】
2017047058.tif 000014
【図７】
2017047058.tif 000015
【図８】
2017047058.tif 000016
【図９】
2017047058.tif 000017
【図１０】
2017047058.tif 000018
【図１１】
2017047058.tif 000019
【図１２】
2017047058.tif 000020
【図１３】
2017047058.tif 000021
【図１４】
2017047058.tif 000022
【図１５】
2017047058.tif 000023
【図１６】
2017047058.tif 000024
【図１７】
2017047058.tif 000025
【図１８】
2017047058.tif 000026
【図１９】
2017047058.tif 000027
【図２０】
2017047058.tif 000028
【図２１】
2017047058.tif 000029
【図２２】
2017047058.tif 000030
【図２３】
2017047058.tif 000031
【図２４】
2017047058.tif 000032
【図２５】
2017047058.tif 000033
【図２６】
2017047058.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月13日(2017.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造用鋳型内に浸漬ノズルを配置し、
該浸漬ノズルに溶鋼を供給し、該溶鋼を鋳造する連続鋳造方法であって、
前記浸漬ノズルは、その鉛直軸に対して対称に配置される一対の吐出孔を有し、前記浸漬ノズルの浸漬深さ（鋳型内溶鋼湯面から前記吐出孔上端までの距離）を１８０ｍｍ以上３００ｍｍ未満、前記吐出孔の水平方向から下向きの溶鋼吐出角度を１５〜３５°の範囲内、タンディッシュ流出孔から前記吐出孔までの間に吹き込む不活性ガスの流量Ａ（ＮＬ／ｍｉｎ）と溶鋼スループットＰ（ｔｏｎ／ｍｉｎ）との比Ａ／Ｐを２．０〜３．５ＮＬ／ｔｏｎの範囲内とし、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記浸漬ノズルの鉛直軸中心を通り鋳型長辺面に平行な基準面に対して（１）式の範囲内で傾斜させるスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ−６≦α≦θ＋１０          ・・・（１）
但し、（１）式において、αは、前記連続鋳造用鋳型を鉛直上方から見たときの、前記浸漬ノズルの吐出方向の前記基準面に対する傾斜角度（°）であり、
θは、前記連続鋳造用鋳型を鉛直上方から見たときの、前記浸漬ノズルの鉛直軸中心から鋳型長辺と鋳型短辺との接触点へ向かう直線と前記基準面とで成す角度（鋭角）であって、下記の（２）式によって定義される角度（°）である。
ｔａｎθ＝（Ｄ／２）／（Ｗ／２）・・・（２）
但し、（２）式において、Ｄは、連続鋳造されるスラブ鋳片の厚み（ｍｍ）であり、
Ｗは連続鋳造されるスラブ鋳片の幅（ｍｍ）である。
【請求項２】
連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記αが前記（１）式を満たさない場合に前記（１）式を満たすように前記浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記鋳型長辺の背面に、前記鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極と一対の下部磁極とを配置し、
前記上部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置と前記下部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に前記吐出孔を位置させ、前記上部磁極と前記下部磁極とで直流静磁界を印加して溶鋼流を制動することとし、
前記上部磁極から印加される直流静磁界の強度が１５００Ｇｓ以上２５００Ｇｓ未満（ガウス；１Ｇｓ＝１０−４Ｔ）の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して（１）式に代えて（３）式の範囲内で傾斜させ、前記直流静磁界の強度が２５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満の場合は（１）式に代えて（４）式の範囲内で傾斜させる請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ≦α≦θ＋５      ・・・（３）
θ＋６≦α≦θ＋１０・・・（４）
【請求項４】
連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記直流静磁界の強度が１５００Ｇｓ以上２５００Ｇｓ未満の場合であって前記αが前記（３）式を満たさない場合に前記（３）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更し、
前記直流静磁界の強度が２５００Ｇｓ以上３５００Ｇｓ未満の場合であって前記αが前記（４）式を満たさない場合に前記（４）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項３に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記鋳型長辺の背面に、磁場の移動方向が鋳型幅方向であるリニア型移動磁場発生装置を設け、
前記浸漬ノズルから吐出される溶鋼流に制動力を与えるべく前記鋳型短辺側から前記浸漬ノズル側に向かう移動磁場を印加、或いは、溶鋼流に加速力を与えるべく前記浸漬ノズル側から前記鋳型短辺側に向かう移動磁場を印加して流動制御を行なうこととし、
前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して（１）式に代えて（５）式の範囲内で傾斜させる請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ＋２≦α≦θ＋７・・・（５）
【請求項６】
連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記αが前記（５）式を満たさない場合に前記（５）式を満たすように前記浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項５に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項７】
前記鋳型長辺の背面に、前記鋳型長辺を挟んで相対する一対の磁極を配置し、
前記磁極から交流移動磁界を印加して溶鋼に水平方向の旋回撹拌を与えることとし、
前記交流移動磁界の強度を３００〜１０００Ｇｓの範囲内とした上で、前記交流移動磁界の強度Ｘ（Ｇｓ）と連続鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）との比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して、前記交流移動磁界によって形成される旋回流の上流側へ向けて、（１）式に代えて（６）式の範囲内で傾斜させ、前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合は、（１）式に代えて（７）式の範囲内で傾斜させる請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ−３≦α≦θ    ・・・（６）
θ−６≦α≦θ−４・・・（７）
【請求項８】
連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合であって前記αが（６）式を満たさない場合に（６）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更し、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合であって前記αが前記（７）式を満たさない場合に前記（７）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項７に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項９】
前記鋳型長辺の背面に、前記鋳型長辺を挟んで相対する一対の上部磁極と一対の下部磁極とを配置し、
前記上部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置と前記下部磁極から印加される直流静磁界の最大値の位置との間に前記吐出孔を位置させ、
前記上部磁極から直流静磁界と交流移動磁界とを重畳して印加し、前記上部磁極から印加される交流移動磁界によって鋳型内溶鋼湯面に水平方向に回転する溶鋼の旋回流を形成させるとともに、前記上部磁極から印加される直流静磁界によって溶鋼流を制動し、且つ、前記下部磁極から印加される直流静磁界によって溶鋼流を制動することとし、
前記交流移動磁界の強度を５００〜９００Ｇｓ（ガウス；１Ｇｓ＝１０−４Ｔ）の範囲内、前記上部磁極から印加される直流静磁界の強度を２０００〜３３００Ｇｓの範囲内、前記下部磁極から印加される直流静磁界の強度を３０００〜４５００Ｇｓの範囲内とした上で、前記交流移動磁界の強度Ｘ（Ｇｓ）と連続鋳造されるスラブ鋳片の幅Ｗ（ｍｍ）との比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）を０．３０以上０．５５未満に制御し、且つ、
前記浸漬ノズルの吐出方向を、前記基準面に対して、前記交流移動磁界によって形成される前記溶鋼の旋回流の上流側へ向けて傾斜させる請求項１に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【請求項１０】
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を前記基準面に対して（１）式に代えて下記の（８）式の範囲内で傾斜させ、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合は、前記浸漬ノズルの吐出方向を前記基準面に対して（１）式に代えて下記の（９）式の範囲内で傾斜させる請求項９に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
θ−２≦α≦θ＋５・・・（８）
θ−５≦α≦θ＋２・・・（９）
【請求項１１】
連続鋳造中または連続鋳造中の鋳型幅変更完了後に前記αを測定し、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．３０以上０．４５未満の場合であって前記αが前記（８）式を満たさない場合に前記（８）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更し、
前記比Ｘ／Ｗ（Ｇｓ／ｍｍ）が０．４５以上０．５５未満の場合であって前記αが前記（９）式を満たさない場合に前記（９）式を満たすように浸漬ノズルの吐出方向を変更する請求項１０に記載のスラブ鋳片の連続鋳造方法。
【国際調査報告】
2017047058.tif 000035
2017047058.tif 000036