(57)【要約】【課題】Ｂｉ鋼の連続鋳造において内部割れや表面疵の発生を抑制することのできる連続鋳造方法を提供する。【解決手段】Ｂｉを０．０１〜０．２質量％含有する鋼を連続鋳造するに際し、鋳片温度を１２００〜１４００℃にして行うグリーブル試験で求められる絞り値が５０％を下回らない様に鋳造条件を設定する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂｉを０．０１〜０．２質量％含有する鋼を連続鋳造するに際し、鋳片温度を１２００〜１４００℃にして行うグリーブル試験で求められる絞り値が５０％を下回らない様に鋳造条件を制御することを特徴とするＢｉ鋼の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記鋳造条件として、二次冷却帯における比水量を０．２５〜０．３５Ｌ／（ｋｇ・ｓｔｅｅｌ）とする請求項１に記載のＢｉ鋼の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｂｉ鋼の連続鋳造方法に関するものであり、特に、連続鋳造時に生じる内部割れや表面疵等の欠陥を抑制し、またブレークアウトの発生を防止して効率よくＢｉ鋼を連続鋳造することのできる有用な方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造（以下、単に「鋳造」ということがある）で生じる内部割れや表面疵等の欠陥を抑制する方法として、鋳造時における鋳片の絞り値が高いほど該欠陥が生じ難くなる、という傾向を利用し、鋳造時における連鋳片の絞り値を極力高く維持し得る様に鋳造条件を制御することが行われている。
【０００３】
例えば特許文献１には、連続鋳造時に生じる微細な横割れを抑制すべく、最適な鋳片非加工部領域温度（鋳型直下の最降下温度：Ｔ１温度）と、鋳片加工部領域温度（曲げ部の温度；Ｔ２温度）として、（溶融温度に加熱）→（Ｔ１温度まで冷却・保定）→（Ｔ２温度まで再加熱・保定）→（高温引張試験）の順に高温引張試験を行い、得られる絞り値が５０％以上となるように前記Ｔ１およびＴ２を制御することが提案されている。
【０００４】
また特許文献２には、垂直曲げ型連鋳で特に問題となる表面割れを抑制すべく、▲１▼最初に曲げ部を通過する時の連鋳片の表面温度を、鋼材の脆化温度域（高温引張試験における絞り値が５０％以下となる温度域）を超える温度とし、▲２▼下流の矯正部を通過する際の連鋳片の表面温度を、鋼材の脆化温度域未満に抑えることが提案されている。ここで、脆化温度域とは「鋼材の高温引張試験における絞り値が、同引張試験における絞り値の５０％以下となる温度域」である旨定義されている。
【０００５】
特許文献３には、高Ｎｉ鋼を製造するに際し、実機での冷却パターンに近い熱履歴を与えることによって熱間延性挙動を評価し、該評価結果を元にして割れ発生を抑制できる鋳造条件を設定する方法が示されている。具体的には、
▲１▼連鋳片のコーナー部表面温度の極小値（Ｔ１）、
▲２▼連鋳片が前記鋳型を出てから上部矯正帯に至るまでの時間（ｔ）、
▲３▼連鋳片が前記鋳型を出てから上部矯正帯に至るまでの鋳片のコーナー部表面温度の平均値（Ｔ２）、および
▲４▼当該鋳片と同一成分組成の鋼材について、予め高温引張試験を行って得た絞り値
から鋳造時における連鋳片の絞り値を推定し、該鋳造時の絞り値が５０％以上となるよう鋳造速度や２次冷却速度を制御することが提案されている。
【０００６】
これらの方法では、実機での操業を想定した約９００〜１１００℃での高温引張試験で絞り値を測定し、該測定値を「鋳造時の鋳片の絞り値」とみなして絞り値と鋳造欠陥との関係を把握し、鋳造温度や鋳造速度等の鋳造条件を設定している。しかし、Ｂｉ（ビスマス）を約０．０１質量％以上含有するＢｉ含有鋼（以下、単に「Ｂｉ鋼」という）の場合には、従来法の如く約９００〜１１００℃で高温引張試験を行っても、絞り値と鋳造欠陥の程度との間に相関関係は認められない。
【０００７】
図１は、Ｃ：０．２５質量％、Ｍｎ：０．８５質量％、Ｂｉ：０．０６質量％を含有するＢｉ鋼を用いて、試験温度：９００〜１０００℃または１０００〜１１００℃で高温引張試験（グリーブル試験）を行ったときの絞り値と、後述する実施例で示す内部割れの評点レベル（評点レベルが小さいほど内部割れが少ないことを示す）との関係を示したものである。この図１に示す通り、試験温度：９００〜１０００℃と１０００〜１１００℃のいずれの場合にも、絞り値と内部割れの評点レベルとの間には相関関係が全くみられず、Ｂｉ鋼の絞り値と鋳造欠陥の程度との関係から制御すべき適切な絞り値を求めることができないため、鋳造条件の設定自体が不可能である。
【０００８】
【特許文献１】
特公平３−７４６０号公報
【特許文献２】
特許第２９０３９２７号公報
【特許文献３】
特許第３０１８９１１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、Ｂｉ鋼の連続鋳造において、内部割れや表面疵等の欠陥を抑制することができ、またブレークアウトの生じない有用なＢｉ鋼の連続鋳造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＢｉ鋼の連続鋳造方法とは、Ｂｉを０．０１〜０．２質量％含有する鋼を連続鋳造するに際し、鋳片温度を１２００〜１４００℃にして行うグリーブル試験で求められる絞り値が５０％を下回らない様に鋳造条件を設定するところに特徴を有するものであり、前記鋳造条件として、二次冷却帯における比水量を０．２５〜０．３５Ｌ／（ｋｇ・ｓｔｅｅｌ）とすることが挙げられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
前述した様に、従来法でＢｉ鋼を連続鋳造しても内部割れや表面疵を確実に抑制することが不可能であることから、本発明者らは、鋳造条件の設定にあたり、まず、どの様な状態の鋳片の絞り値を制御すれば鋳造欠陥を抑制できるかを把握すべく、鋳造欠陥の程度と良好な相関関係にある絞り値の得られる高温引張試験の条件について鋭意研究した。
【００１２】
その結果、これまでの様に９００〜１１００℃を絞り値の測定温度域とするのではなく、測定温度域を１２００〜１４００℃に高めてやれば、該鋳片の絞り値と鋳造欠陥の程度（特に内部割れの程度）との間に良好な相関関係が生じること、従って１２００〜１４００℃で行う高温引張試験（グリーブル試験）での絞り値を鋳造条件設定の指標とすればよいことを見出した。
【００１３】
図２は、前記図１と同様の実験を、試験温度１２００〜１３００℃または１３００〜１４００℃で行ったときの絞り値と内部割れの評点レベルとの関係を示したものである。この図２から、絞り値が大きくなるほど内部割れの評点レベルが小さくなる、即ち、絞り値が大きくなるほど内部割れが減少する、という明らかな相関関係の存在を確認できる。
【００１４】
但し高温域では、連鋳片表面の凝固殻が薄すぎてブレークアウトを起こす危険性が高まるので、１４００℃を超える温度域の連鋳片を対象に制御することは実操業になじまない。
【００１５】
上記結果から、本発明者らは、鋳造時における１２００〜１４００℃の連鋳片を想定し、該温度域の高温引張試験（グリーブル試験）で得られる絞り値を、鋳造条件設定の目安にすることとした。
【００１６】
連続鋳造条件の設定は、次のようにして行うことができる。即ち、本発明では内部割れの抑制されたＢｉ鋼として、前記評点レベルが２以下のものを目標としており、そのためには、前記図２に示す関係から絞り値を約５０％以上とすればよいことがわかる。従ってＢｉ鋼の連続鋳造時に内部割れを確実に抑制するには、絞り値が５０％を下回ることのない様に鋳造条件を設定すればよいのである。
【００１７】
尚、内部割れの更に抑制された前記評点レベルが１のＢｉ鋼を得るには、前記図２から、絞り値が７５％以上となるよう鋳造条件を設定すればよいことがわかる。
【００１８】
本発明は、上記の通り絞り値を５０％以上とするための鋳造条件まで特定するものではなく、一般的に行われている絞り値を高めるための鋳造条件を採用すればよいが、Ｂｉ鋼で上記絞り値を達成するには、鋳造における二次冷却時の比水量（二次冷却帯を通過する連鋳片質量に対する冷却水量）を０．２５〜０．３５Ｌ／（ｋｇ・ｓｔｅｅｌ）の範囲とすることが有効である。更に、鋳造速度を０．５〜０．８ｍ／分とすればＢｉ以外の成分の影響を受けることなく安定して前記絞り値を達成することができる。
【００１９】
尚、本発明で対象とする鋼は、Ｂｉ以外の成分を規定するものでなく、例えばＣ：０．０１〜１質量％、Ｍｎ：０．０５〜２質量％、Ｓｉ：０．２質量％以下（０質量％含む）を満たすＢｉ鋼の製造に適用することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００２１】
＜実施例１＞
Ｃ：０．２５質量％、Ｍｎ：０．８５質量％、Ｂｉ：０．０６質量％を含むＢｉ鋼を用い、試験温度を８００〜１４００℃の間で変化させてグリーブル試験を行い絞り値を求めた。各温度につき１〜４回の試験を行った結果を表１に示す。
また、表１の結果に基づくグリーブル試験温度と絞り値の関係を図３に示す。
【００２２】
【表１】
2004344902.tif 000002
【００２３】
表１および図３の結果から明らかな様に、グリーブル試験を１１００℃以下、特に９５０℃以下の低温で行った場合には、同一成分のＢｉ鋼を用いたにもかかわらず、同一試験温度の試料間または試験温度の若干異なる試料間での絞り値のバラツキが大きいため、該絞り値と鋳造欠陥との関係に相関関係は認められず、絞り値を指標とする適正鋳造条件の設定も不可能である。
【００２４】
これに対し、１２００〜１４００℃の試験温度域では、絞り値が５５〜６２％の間でほぼ安定しているため、該絞り値と鋳造欠陥との関係を把握することが可能であり、これらの関係から絞り値の下限を規定し、該下限値以上となる適切な鋳造条件を設定することができる。
【００２５】
＜実施例２＞
上記実施例１と同じ成分組成のＢｉ鋼の連続鋳造を、比水量については表２に示す通りとし、その他の条件については下記の通りにして実機で行い、得られた鋼片の内部割れの程度を調べた。
【００２６】
内部割れの程度は、鋳片サンプルの鋳造方向に対する垂直断面で割れの長さが最も長い割れを含む視野１００ｍｍ四方において、該視野内の全ての割れの合計長さを求め、下記基準で「内部割れの評点レベル」を求めて評価した。
【００２７】
また得られた鋼片を用い、表２に示すように１２００〜１４００℃でグリーブル試験を行い絞り値を求めた。これらの結果を表２に併記する。図４は、表２の結果を絞り値と内部割れの評点レベルとの関係として示したグラフである。
【００２８】
［連続鋳造条件］
鋳型断面：３００ｍｍ×３００ｍｍ
鋳造速度：０．７ｍ／分
フットロール：２段
二次冷却：スプレー式
［内部割れの評点レベルの判断基準］
・割れ長さ合計が２０ｍｍ以下    …１
・      〃      ２０超〜４０ｍｍ…２
・      〃      ４０超〜６０ｍｍ…３
・      〃      ６０ｍｍ超      …４
【００２９】
【表２】
2004344902.tif 000003
【００３０】
図４からも明らかな様に、１２００〜１４００℃の温度域で行ったグリーブル試験の絞り値が５０％以上となるようにすれば、前記評点レベルが２以下の内部割れの抑制されたＢｉ鋼が得られることがわかる。また、この様に絞り値を５０％以上に高めるには、表２から、二次冷却時の比水量を０．２５〜０．３５の範囲内にすればよいことがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されており、本発明の方法でＢｉ鋼の連続鋳造を行えば、内部割れや表面疵等の欠陥が極力抑えられたＢｉ鋼を、ブレークアウト等を生じさせることなく効率良く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】グリーブル試験での絞り値と内部割れの評点レベルとの関係を、試験温度別（９００〜１０００℃、１０００〜１１００℃）に示したグラフである。
【図２】グリーブル試験での絞り値と内部割れの評点レベルとの関係を、試験温度別（１２００〜１３００℃、１３００〜１４００℃）に示したグラフである。
【図３】グリーブル試験における試験温度と絞り値の関係を示したグラフである。
【図４】グリーブル試験（試験温度：１２００〜１４００℃）での絞り値と応力割れの評点レベルとの関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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