(57)【要約】【課題】表面厳格材を製造する場合でも、表面溶削することなく圧延が可能な鋳片を鋳造できるようにする。【解決手段】溶鋼１４をモールド１０内に注入して鋳片を連続鋳造する際、モールド湯面における計算メニスカス流速が３５ｃｍ／秒以上、湯面変動量が８ｍｍ以下の鋳込み条件を満足するように連続的に鋳造する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼をモールド内に注入して鋳片を連続鋳造する際、
モールド湯面における計算メニスカス流速が３５ｃｍ／秒以上、湯面変動量が８ｍｍ以下の鋳込み条件を満足するように連続的に鋳造することを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項２】
前記鋳片が、表面品質の評価が厳しい表面厳格材の圧延に用いられるスラブであることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、連続鋳造方法、特に圧延後の板材に発生する表面欠陥を低減する際に適用して好適な連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋼板には自動車用外板等のように厳しい表面品質が要求される表面厳格材がある。通常、鋼板はスラブ（鋳片）を圧延して、最終的に薄板まで仕上ることが行なわれている。
【０００３】
こうした厳しい表面品質の要求に応えるために、モールド内に設置した電磁攪拌装置を用いて、初期凝固シェル前面の溶鋼の流れを制御することにより、溶鋼中の介在物や気泡等の浮上を促進し、健全な表面品質をもつ鋳片を製造する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
確かに、上記従来技術の採用により、連鋳スラブの表面品質は改善される傾向にはあるものの、必ずしも所期の目的とした効果が得られているわけではない。
【０００５】
そこで、従来は、圧延後の製品板材に発生するヘゲ、スケール等の表面欠陥は、鋳造時に鋳片の表層下に捕捉されたアルミナもしくはモールドパウダー等に起因しているとして、上記のような表面厳格材を圧延する場合には、鋳造された鋳片の表層部分を数ｍｍの範囲で溶削する表面手入れを行なった後に圧延している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２０６８９６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように表面厳格材を圧延製造する場合には、鋳片を分塊した段階で表面溶削の手入れ作業を行なわなければならないため、工数が増えて作業効率が悪い上に、結果としてスラブコストが増大し、しかも鋳造後の鋳片を直接圧延する、いわゆるダイレクト圧延ができないために、更に作業効率が悪いという問題があった。なお、このような表面手入れ（溶削）に関しては、特願２００１−２６２０３２がある。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、表面厳格材を製造する場合でも、表面溶削することなく圧延が可能な鋳片を鋳造することができる連続鋳造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶鋼をモールド内に注入して鋳片を連続鋳造する際、モールド湯面における計算メニスカス流速が３５ｃｍ／秒以上、湯面変動量が８ｍｍ以下の鋳込み条件を満足するように連続的に鋳造することにより、前記課題を解決したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１（Ａ）は、本発明に係る一実施形態の連続鋳造に適用されるモールドの上端部近傍のイメージを示す中心位置における概略断面図、同図（Ｂ）はその平面図である。
【００１２】
本実施形態では、モールド１０内に、図示しないタンディッシュから浸漬ノズル１２を介して溶鋼１４が順次注入されると共に、短辺１０Ａと長辺１０Ｂからなる該モールド１０の下方から凝固した鋳片（図示せず）が連続的に引出され、鋳造されるようになっている。又、上記モールド１０内の上部には、注入される溶鋼１４の湯面（表面）の変動（上下動）を検出するための渦流センサ１６が配設されている。
【００１３】
上記モールド１０により連続鋳造する場合、図２（Ａ）にモールド１０内の溶鋼流動のイメージを模式的に示すように、注入されるモールド１４は、モールド中心に浸漬されているノズル１２の下端部にある吐出口１２Ａから吐出され、矢印で示すモールド短辺１０Ａに向かう斜め下方の流れが形成されると共に、一部が上方に反転し、短辺１０Ａにぶつかった後、吐出方向とは逆にノズル１２の方向に向かう湯面に沿った流れが形成される。
【００１４】
このような溶鋼流が形成されると共に、モールド１０の内壁面においては溶鋼１４が冷却されて凝固シェルが形成され、徐々に成長して鋳片が形成されていくことになる。従って、上記凝固シェルが形成される際に、鋳込み中に吹込まれているアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスが、該シェルに取り込まれるとブローホール欠陥となり、湯面上に浮遊しているモールドパウダー１８が巻き込まれるとパウダー性欠陥が発生することになる。
【００１５】
本実施形態では、溶鋼１４をモールド１０内に注入しながら連続鋳造する際、計算メニスカス流速が３５ｃｍ／秒以上で、且つ湯面変動量が８ｍｍ以下となる鋳込み条件を満足するようにする。
【００１６】
このような鋳込み条件を満足することにより、表面厳格材と言われる厳しい表面品質が要求される自動車用外板等の薄鋼板を圧延する際にも、鋳片（スラブ）の表層部を溶削する表面手入れの作業を省略できるようになった。以下、この根拠について詳述する。
【００１７】
図３に鋳片を連続鋳造した際の計算メニスカス流速と、各計算メニスカス流速の下で鋳造された鋳片を実際に圧延した薄鋼板の表面と裏面にそれぞれ発生していた欠陥の混入率との関係を示す。この図では、横軸が計算メニスカス流速、縦軸がヘゲやスケール等の表面欠陥の欠陥指数である。この欠陥指数（混入率に相当する）は、（欠陥個数／検査長さ１００ｍ）×１００で求める。
【００１８】
ここで、計算メニスカス流速とは、図１（Ｂ）に示すようにモールド１０の幅（長辺幅）Ｗの１／４、厚さ（短辺幅）Ｔの１／２の湯面における図中矢印ｖで示すノズル１２（中心）方向の溶鋼流であり、この計算メニスカス流速ｖは、次式
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により計算される。
【００１９】
ここで、α、β、γ、δ、η、ωは、いずれも係数であり、各係数は実機でのメニスカス流速値とのフィッティングデータより計算する。又、スループットとは、溶鋼１分当りの鋳造量（＝鋳込み速度〔ｍ／分〕×鋳造幅〔ｍ〕×厚み〔ｍ〕×比重）である。
【００２０】
上記図３に示されるように、計算メニスカス流速が３５．０ｃｍ／秒、好ましくは４０ｃｍ／秒で鋳造することが、欠陥混入率を低減する上で極めて有効であることが分かる。このように計算メニスカス流速ｖが大きい（スループットが高い）程、表面欠陥の混入率が低下しているのは、溶鋼の凝固界面に対する洗浄効果によるものと考えられる。
【００２１】
即ち、前記図１（Ｂ）に示した（Ｗ／４、Ｔ／２）位置の計算メニスカス流速ｖは、前述したように、ノズル１２方向、即ちモールド１０の中心方向に流れるが、その外側（モールド長辺１０Ｂ側）では、図２（Ａ）に矢印ｖ´で示すように、モールド１０の短辺１０Ａ方向に反転した流れになっている。その結果、この図２（Ａ）に矩形で位置を示したＷ／４位置におけるモールド内溶鋼の断面状態を抽出し、そのイメージを拡大して同図（Ｂ）に示すように、計算メニスカス流速ｖの上記反転流ｖ´は、モールド１０の長辺１０Ｂの表面に形成され始めている極めて薄い凝固シェル２０の表面、即ち凝固界面に沿って流れると考えられる。
【００２２】
図４には、モールド長辺１０Ｂ側の湯面近傍を拡大して、このように計算メニスカス流速の反転流（図中、メニスカス流速）が形成されることにより生じる凝固界面に対する洗浄効果のイメージを示した。即ち、アルゴンガスの気泡やアルミナの介在物が捕捉されている凝固シェル２０の界面に沿って形成される反転流ｖ´が、ある程度の大きさになれば洗浄効果が生じると期待される。
【００２３】
一方、前述したように、従来は表面厳格材に対しては鋳片の表層部分を溶削することにより表面欠陥の発生に対処していた。本発明者は、この事実に着目し、表面欠陥の発生は、鋳片の表面から数ｍｍという極表層、即ち湯面に近接した凝固界面に取り込まれたアルミナや気泡が原因となっていると判断し、計算メニスカス流速ｖに伴なって発生する上記反転流ｖ´により凝固界面を洗浄することができれば、表面欠陥の発生を有効に防止できることを知見した。
【００２４】
この知見に基いて鋭意検討した結果、計算メニスカス流速ｖがある程度以上の大きさになるようにし、結果として反転流ｖ´もある程度以上に確保されるようにすることにより、凝固し始めた直後の極薄いシェルの凝固界面を洗浄することが可能となり、表面欠陥の発生を防止できるようになるという、前記図３に示した結果が得られた。
【００２５】
なお、図３には計算メニスカス流速に上限が示されていないが、後述するように、湯面レベル変動によりパウダー性欠陥が検出されることから、メニスカス流速がある範囲を超えると表面品質は悪化する傾向があり、自ずと限界がある。つまり、前記（１）式において、スループットを極限にまで増大させることは、表面品質のレベルアップにはつながらず、計算メニスカス流速は適正範囲の値に維持することが必要である。
【００２６】
図５は、湯面変動が制限される根拠を示したもので、横軸は前記渦流センサ１６により検出された湯面変動量、縦軸は検査量と溶融亜鉛めっき鋼板（ＣＧＬ）における欠陥混入率である。これは、幅が１６００ｍｍ以上のＣＧＬ向けの極低炭軟鋼を連続鋳造した際の結果である。
【００２７】
湯面変動量が大きくなれば、モールドパウダーが溶鋼１４中に巻き込まれることになるため、表面欠陥が発生し易くなることは当然であるが、この図５の結果より、湯面変動量を８ｍｍ以下にすることが表面欠陥の発生を防止する上で極めて有効であることが分かる。
【００２８】
以上詳述した本実施形態によれば、表面欠陥の発生と鋳込み条件の関係を明確にすることができたことにより、鋳片の表層部分を溶削する表面手入れを行なうことなく、圧延される薄板の表面品質を向上することが可能となった。
【００２９】
その結果、表面手入れが必須であった表面厳格材の場合でも、その作業を省略することが可能となったため、作業効率の向上を図ることが可能となり、結果としてスラブコストの低減を図ることが可能となった。
【００３０】
更に、表面厳格材の場合には、表面手入れの必要が無くなったため、連続鋳造により得られる鋳片を続けて圧延するダイレクト圧延が可能となったため、一段と作業効率の向上を図ることが可能となった。
【００３１】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３２】
例えば、前記実施形態では、鋳片が表面厳格材を圧延するためのスラブである場合を示したが、表面厳格材以外の圧延用であってもよいことは言うまでもない。
【００３３】
又、本発明が適用可能な鋳片サイズ等の具体的な寸法は、前記実施形態に示したものに限定されない。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、表面厳格材を製造する場合でも、表面溶削することなく圧延が可能な鋳片を連続鋳造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の連続鋳造に適用される鋳造設備の要部を模式的に示す断面図と平面図
【図２】モールド内の溶鋼流動のイメージを示す模式図
【図３】計算メニスカス流速の制限値の根拠を示す線図
【図４】計算メニスカス流速の洗浄効果のイメージを示す模式図
【図５】湯面変動量の制限値の根拠を示す線図
【符号の説明】
１０…モールド
１２…浸漬ノズル
１４…溶鋼
１６…渦流センサ
１８…モールドパウダー
２０…凝固シェル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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