(57)【要約】【課題】連続鋳造におけるブルームの冷却に際してブルームクーラー到達温度をＡｒ３変態点以上に的確に組織制御を図って分塊圧延による鋼材の表面キズを低減する方法を提供する。【解決手段】鋼の連続鋳造において、鋳造速度及びモールド出側の連続鋳造片温度を基に２次冷却帯の水量密度を決定して水冷することより連続鋳造片の温度をＡｒ３変態点以上としてブルームクーラーに到達させることを特徴とする連続鋳造における２次冷却帯での冷却方法。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼の連続鋳造において、鋳造速度及びモールド出側の連続鋳造片温度を基に２次冷却帯の水量密度を決定して水冷することより連続鋳造片の温度をＡｒ３変態点以上としてブルームクーラーに到達させることを特徴とする連続鋳造における２次冷却帯での冷却方法。
【請求項２】
連続鋳造する鋼は質量割合でＣ：０．１〜０．５％を含有する鋼であることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造における２次冷却帯での冷却方法。
【請求項３】
２次冷却帯の水量密度の決定は、数式（１）および数式（２）を満足するものとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造における２次冷却帯での冷却方法。
【数１】
2004243390.tif 000004
【数２】
2004243390.tif 000005
ここに、Ｗｃは水量密度（ｌ／ｃｍ２・ｍｉｎ）で、２次冷却帯でのスプレー冷却による単位時間での単位面積当たりのスプレー水量を示す。
Ｔ２は２次冷却帯冷却温度（℃）で、モールド出側のブルーム面中央の温度と２次冷却帯を出た後の３２０秒後のブルーム面中央の温度の差を指す。
ｔは２次冷却帯通過時間（ｍｉｎ）を指す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼の分塊圧延でのキズを防止するために、連続鋳造におけるブルームクーラーによる組織制御を有効とする２次冷却帯での冷却水量のコントロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼の分塊圧延でのキズ防止方法には、ａ．鋳造されたブルームをＡｒ３変態点以上の温度からブルームクーラーで急冷して、表面組織のベイナイト化し、次いで、ｂ．ブルームを連続加熱炉で加熱し、ｃ．所定温度として分塊圧延する。上記のａ．で表面組織がベイナイト化しているので、ブルーム表面の結晶粒は粗大化しない。このように結晶粒が小さい状態で分塊圧延することでキズ防止を有効にしている。
【０００３】
しかし、操業条件によっては、Ａｒ３変態点以下の温度からブルームクーラーに連続鋳造片が装入される場合があり、フェライトが析出し、ブルームクーラーによる急冷でフェライト＋マルテンサイト組織になり冷却による粒界割れ、分塊圧延のための加熱後の粒の粗大化の問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−６４４６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術に記載の通り、ブルームクーラー到達温度をＡｒ３変態点以上にする必要がある。しかし、連続鋳造の操業では、鋳造速度の変動、鋳込み温度の変動がある。このためブルームクーラー前温度をＡｒ３変態点以上に保つことは困難である。たとえ溶鋼の鋳込み時の温度を測定しても、モールドでの冷却条件、２次冷却帯の冷却条件が逐次変動するので、ブルームクーラー前温度の制御が困難である。
【０００６】
そこで、この対策として、モールド出側のブルーム温度を測定して、ブルームクーラー到達温度をＡｒ３変態点以上にするための２次冷却帯水量を決定する。しかし、このためには鋳造速度の変動によって水量、冷却時間等の要因を考慮して冷却条件をコントロールする必要があり、制御が困難である。
【０００７】
そこで本願の発明が解決しようとする課題は、連続鋳造におけるブルームの冷却に際してブルームクーラー到達温度をＡｒ３変態点以上に的確にすることにより、分塊圧延による鋼材の表面キズの発生を減少する方法を提供することである。
【０００８】
すなわち、連続鋳造におけるブルームの冷却に際してブルームクーラー到達温度をＡｒ３変態点以上に的確に組織制御を図って分塊圧延による鋼材の表面キズを低減する方法を提供することであり、このようにＡｒ３変態点以上の温度からブルームクーラーで急冷することで、ブルーム表面組織をベイナイト化させ、連続加熱炉での結晶粒の粗大化を抑えて分塊圧延時のキズを防止するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、鋼の連続鋳造において、鋳造速度及びモールド出側の連続鋳造片温度を基に２次冷却帯の水量密度を決定して水冷することより連続鋳造片の温度をＡｒ３変態点以上としてブルームクーラーに到達させることを特徴とする連続鋳造における２次冷却帯での冷却方法である。
【００１０】
請求項２の発明では、連続鋳造する鋼は質量割合でＣ：０．１〜０．５％を含有する鋼であることを特徴とする請求項１の手段の連続鋳造における２次冷却帯での冷却方法である。
【００１１】
請求項３の発明では、２次冷却帯の水量密度の決定は、数式（１）および数式（２）を満足するものとしたことを特徴とする請求項１または２の手段の連続鋳造における２次冷却帯での冷却方法である。
【００１２】
【数３】
（０．０１２７×Ｔ２−０．５７６７）×０．００１≦Ｗｃ≦（０．０１２７×Ｔ２−０．５７６７）×０．００５・・・（１）
【００１３】
【数４】
０．００２５≦Ｗｃ×ｔ≦０．０１６７・・・（２）
【００１４】
ここに、Ｗｃは水量密度（ｌ／ｃｍ２・ｍｉｎ）で、２次冷却帯でのスプレー冷却による単位時間での単位面積当たりのスプレー水量を示す。
【００１５】
Ｔ２は２次冷却帯冷却温度（℃）で、モールド出側のブルーム面中央の温度と２次冷却帯を出た後の３２０秒後のブルーム面中央の温度の差を指す。
【００１６】
ｔは２次冷却帯通過時間（ｍｉｎ）を指す。
【００１７】
すなわち、上記の課題を解決するために、鋳造からブルームクーラー到達までの温度解析を行い、ブルームクーラー到達時の表面温度をＡｒ３変態点以上にするための２次冷却帯の冷却条件を決定した。そして、この温度解析では、鋳込み温度、モールド冷却条件、２次冷却帯冷却条件、放冷帯冷却条件、凝固潜熱等を考慮して計算を行うものとし、解析精度として、表面温度、ブレークアウト時のブルームシェル厚等が計算及び実測が一致することを確認した。
【００１８】
２次冷却帯の冷却条件の制御は、２次冷却帯の水量密度で行う必要がある。なぜならば、モールドの冷却条件は、ブルームの適切なシェル厚さを確保するために、その冷却水量を変動させることは難しい。さらにモールドパウダーの粘性を一定にするためにも冷却条件を変動させられない。さらに設備の制約から、鋳造速度に応じて放冷帯での冷却時間を変えることはできない。また、さらにブルームクーラー到達温度を制御するには、２次冷却帯の水量のコントロールが必要であるなど、種々の問題がある。
【００１９】
そこで、２次冷却帯の水量をコントロールする方法として、ａ．鋼種別のＣＣＴ線図からブルームクーラー冷却開始温度を見積もり、Ａｒ３変態点以上の温度、つまり、この温度以上でブルームクーラーに到達させる。ｂ．鋳造する鋼種のＡｒ３変態点以上にするために必要な２次冷却帯出側温度を見積もる。ところで２次冷却帯出側からブルームクーラーまでの距離は各鋳造設備で決まっている。さらに２次冷却帯出側からブルームクーラーまでの温度降下は、経験的な測定データおよびＣＡＥによる温度解析から予測できる。つまり上記のａ．で鋼種別のＡｒ３変態点、ｂ．で２次冷却帯出側の温度Ｔｃｏ℃がそれぞれ予測できる。ｃ．モールド出側の温度Ｔｍｏ℃は放射温度計で測定する。さらに、ｄ．２次冷却帯の冷却温度Ｔ２は上記のｃ．のモールド出側の温度Ｔｍｏと上記のｂ．の２次冷却帯出側から３２０秒後の温度Ｔｏａとの差で、次式（３）で示す。
【００２０】
【数５】
Ｔ２（２次冷却帯冷却温度）℃＝Ｔｍｏ℃−Ｔｏａ℃・・・（３）
【００２１】
ｅ．当該発明で狙うのはこの２次冷却帯冷却温度Ｔ２℃である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、実施の形態を通じて本発明を説明する。電気炉で溶製し、さらに取鍋精錬したＣ：０．１〜０．４％、Ｃｒ：０．６〜１．５％を含有する肌焼合金鋼からなる溶鋼をタンディッシュからモールドに注湯して連続鋳造し、断面４９０ｍｍ×３８０ｍｍのブルームを鋳造した。この連続鋳造過程において、モールド出側のブルームの表面温度を測定し、次いで、この測定した温度を基にモールドに続く２次冷却帯でのブルームを冷却するための冷却水の水量密度を決定してさらに水冷した。続いてブルームは放冷帯を経た後、適宜設定長さに切断する。２次冷却帯を出てから３２０秒後のブルームの温度を再び測定してブルームクーラーに装入するブルームの温度がＡｒ３変態点以上であることを確認してブルームクーラーに装入し、ブルームに５０〜３５０秒間冷却水を噴霧して水冷した。次いで、ブルームを加熱炉に装入して１２０〜２４０分間連続加熱して分塊圧延温度とした後、分塊圧延し、φ１６７ｍｍの棒鋼とした。得られた棒鋼は冷却床に移して冷却した後、磁粉探傷によりキズ検査をした。
【００２３】
上記の実施の形態の２次冷却帯でのブルームを冷却するための冷却水の水量密度Ｗｃは、次の数式（１）および数式（２）の２式を満足するものとした。
【００２４】
【数６】
（０．０１２７×Ｔ２−０．５７６７）×０．００１≦Ｗｃ≦（０．０１２７×Ｔ２−０．５７６７）×０．００５・・・（１）
【００２５】
【数７】
０．００２５≦Ｗｃ×ｔ≦０．０１６７・・・（２）
【００２６】
ここに、Ｗｃは水量密度（ｌ／ｃｍ２・ｍｉｎ）で、２次冷却帯でのスプレー冷却による単位時間での単位面積当たりのスプレー水量を示す。
【００２７】
Ｔ２は２次冷却帯冷却温度（℃）で、モールド出側のブルーム面中央の温度と２次冷却帯を出た後の３２０秒後のブルーム面中央の温度の差を指す。
【００２８】
ｔは２次冷却帯通過時間（ｍｉｎ）を指す。
【００２９】
【実施例】
下記の表１の条件１〜９で示す鋼成分を含有する鋼種ＳＣｒ４２０を下記の表２に示すモールド出側のブルームの温度、２次冷却帯での冷却温度、２次冷却帯通過時間、２次冷却帯での冷却水の水量密度の各条件で連続鋳造した。このようにして得られたブルームのキズの個数を評価し、同じく表２に示した。なお、キズ個数指数は条件５のキズの個数を基準にしたブルーム１本のキズの割合を示す。
【００３０】
【表１】
2004243390.tif 000002
【００３１】
表２に示す各条件を上記の数式（１）および数式（２）に適用すると、下記の表２に示すように、数式（１）を条件１、条件８は満足しないが、条件２〜７および条件９は満足する。数式（２）を条件５および条件８は満足しないが、条件１〜４、条件６、条件７および条件９は満足する。すなわち、水量密度およびキズ個数を網掛けで示す条件２、条件３、条件４、条件６、条件７および条件９は本発明例を示す。これらは数式（１）および数式（２）を共に満足するものである。これに対し、本発明の比較例である条件１、条件５および条件８は数式（１）または数式式（２）のいずれかを満足しないか、共に満足しないものである。
【００３２】
【表２】
2004243390.tif 000003
【００３３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本願発明は鋼の連続鋳造におけるブルームの温度をＡｒ３変態点以上としてブルームクーラーに的確に到達させ得ることができ、分塊圧延における鋼材の表面キズを的確に低減することができ、生産性向上を図ることができる。