(57)【要約】【課題】  例えば、ＪＩＳで規格するＳＣｒ４２０などの低炭素肌焼鋼の連続鋳造においてオッシレーションマークの谷部におけるオーステナイト粒の粗大化を防止する方法を提供する。【解決手段】  質量％で、Ｃが０．３％以下を含有するＪＩＳで規格するＳＣｒ４２０などの低炭素肌焼鋼の連続鋳造方法において、鋳片の表面に生成するオッシレーションマークをピッチ０．５〜３ｍｍ、かつ、深さ１０〜２００μｍに制御して連続鋳造する低炭素肌焼鋼からなる鋳片の製造方法である。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃが０．３％以下の低炭素肌焼鋼を、鋳型振動方式の連続鋳造において、鋳片の表面に生成するオッシレーションマークをピッチ０．５〜３ｍｍ、深さ１０〜２００μｍに制御して、連続鋳造することを特徴とする低炭素肌焼鋼鋳片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、縦型連続鋳造装置による連続鋳造片を熱間圧延して鋼片とする圧延工程において発生する表面疵を防止することのできる連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
完全垂直式の連続鋳造装置で製造された、例えばＪＩＳ規格のＳＣｒ４２０などの低炭素肌焼鋼の鋳片では、熱間圧延直前の段階では割れ疵は殆ど認められない。しかし、熱間圧延後の鋼片には表面疵が多く認められる。このように熱間圧延時に発生する表面疵は、鋳片のひずみおよび鋳片への引張り応力が大きく影響して生じ、さらにオーステナイト粒の粗大な部位で表面疵の発生する頻度が高い。このようなことから、表面疵の防止および低減には、鋳片の表層に生じるオーステナイト粒の粗大化を防止することが重要である。
【０００３】
一方、従来の連続鋳造では、鋳造時の湯面変動に基づく鋳片のオッシレーションマークが深いと圧延後に欠陥となる。そこで、オッシレーションマークを浅くする方法として、鋳型の振動（ストローク）を小さくし、振動数（サイクル）を高くする（例えば、非特許文献１参照。）ことで、鋳型の下降速度が鋳片の引抜き速度を追い越しているネガティブストリップタイム（ｔＮ）を小さくする方法がある。このネガティブストリップにあるときは、鋳片初期凝固シェルの先端部を鋳片内部に押し込むような力が働くため、一般にネガティブストリップタイムが長くなるほどオッシレーションマークは深くなる。
【０００４】
また、鋳造時の湯面変動の低減および鋳型振動条件の適正化によってオッシレーションマークの深さを低減する連続鋳造方法が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。この連続鋳造方法では、オッシレーションマーク深さについては規定しているが、ピッチについては言及していない。これは対象としている鋼がステンレス鋼であり、ステンレス鋼は加熱炉内でのスケールロスがほとんどないため、オッシレーションマークが深い場合には直接製品欠陥につながるからである（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００５】
さらに、微細な凝固組織を備えた鋳片を得るため、鋼成分にＺｒＯ2を添加して鋳片の内部欠陥を防止する方法が開発されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし上記の先行技術は肌焼鋼には適用できない問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２５４６６１号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１０４３号公報
【非特許文献１】岡嵜  卓  他「鉄と鋼」Ｖｏｌ．６８（１９８２）、Ｓ９２９
【非特許文献２】小林  芳夫  他「鉄と鋼」Ｖｏｌ．７０（１９８４）、Ｓ２７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
鋳片における粗大なオーステナイト粒は、連続鋳造時の湯面変動に基づく連続鋳造片に発生したオッシレーションマークの谷部で顕著であり、特に炭素濃度が低い鋼種ではオーステナイト粒が大きく、さらにオッシレーションマークの谷部のように冷却速度の低い部位ではオーステナイト粒の粗大が顕著であり、このため凝固割れを生じる恐れもある。そこで本発明が解決しようとする課題は、低炭素肌焼鋼の連続鋳造においてオッシレーションマークの谷部におけるオーステナイト粒の粗大化を防止する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、質量％で、Ｃが０．３％以下の低炭素肌焼鋼を、鋳型振動方式の連続鋳造において、鋳片の表面に生成するオッシレーションマークをピッチ０．５〜３ｍｍ、深さ１０〜２００μｍに制御して連続鋳造することを特徴とする低炭素肌焼鋼鋳片の製造方法である。
【０００９】
上記の手段についてさらに説明する。先ず、質量％で、Ｃが０．３％以下の低炭素肌焼鋼を本発明の対象とする狙いについて説明する。Ｃ濃度が低い鋼種ではオーステナイト粒が大きく、特にオッシレーションマークの谷部のように冷却速度の低い部位では、凝固遅れによりオーステナイト粒が粗大となってバラツキが問題となる。しかし、Ｃ濃度が高い鋼種では、もともと全体的にオーステナイト粒が微細であるため、低炭素鋼のようにオーステナイト粒のばらつきが問題となることもない。そこで本発明はＣが０．３％以下の低炭素肌焼鋼を対象とする。
【００１０】
次いで、オッシレーションマークをピッチ０．５〜３ｍｍ、深さ１０〜２００μｍに制御する狙いについて説明する。そもそもオッシレーションマークの谷部でオーステナイト粒が粗大化するのは、オッシレーションマークの谷部は冷却速度が低く凝固遅れとなっているためである。この現象はオッシレーションマークが深くなるほど顕著である。このため、オッシレーションマークの深さを小さくできれば、すなわち、究極にはオッシレーションマークの深さを０とできるならば、これらオッシレーションマークの谷部におけるオーステナイト粒の粗大化を低減することができる。ただし、現実にはオッシレーションマーク深さを１０μｍよりさらに低減することは非常に困難であるため、本発明では１０〜２００μｍを狙いと定めた。
【００１１】
さらに、オッシレーションマークのピッチが大きくなるほど、急冷されるオッシレーションマークの山部と徐冷されるオッシレーションマークの谷部の間の距離がそれぞれ長くなる。このため谷部での粗大組織領域も大きくなる。しかし、オッシレーションマークのピッチを小さくすれば、谷部の徐冷領域も小さくすることができる。以上により、オッシレーションマークのピッチおよび深さ共に限定条件未達成の領域では、オーステナイト粒の粗大化を防止することができない。
【００１２】
なお、本発明で対象とする低炭素肌焼鋼では、オッシレーションマーク自体が欠陥となるわけではない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を適用することによって、鋼成分にコストアップを招く例えばＺｒＯ2等の不純物の添加を必要とすることなく、鋳片の表層組織のオーステナイト粒の粗大化を防止することができ、その結果、圧延後も表面性状良好な鋼材とすことのできる鋳片を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
発明を実施するための最良の形態を以下に表１による実施例および比較例により説明する。
【実施例１】
【００１５】
鋼種としてＳＣｒ４２０（Ｃ：０．２０％、Ｃｒ：１％、その他標準成分からなるＳＣｒ４２０）を常套手段で溶製した溶鋼をスーパーヒート３５℃として表１に示す条件で、３８０ｍｍ×４９０ｍｍのブルームサイズに連続鋳造した。すなわち、表１に示すように、鋳型振動数、ネガティブストリップタイム（ｔＮ）、振幅、引き抜き速度のそれぞれを変更して、本発明および比較例についてそれぞれ連続鋳造した。
【００１６】
この連続鋳造は、図１に示すように、垂直型連続鋳造機のタンディシュ１から注湯して振動鋳型２で鋳造したブルーム３を切断用トーチ４で所定の長さに切断した後、切断したブルーム３を連続鋳造機外のブルームクーラー５に搬送した。ブルーム３の表面温度がＡｒ3変態点直上の温度領域から冷却する際、ブルームクーラー５内のブルーム３の移動速度を３〜１０ｍ／ｍｉｎにすることにより、冷却用ノズル６によるブルーム下面からの冷却水の噴流が搬送ロールに遮られることなく、ブルーム下面を均一に所定の冷却スピードを確保して冷却した。
【００１７】
続いてブルームをウオーキング方式の加熱炉に装入し、加熱炉内でブルームを複数回にわたり転回させることにより、スキッドレールと接触するブルームの接触面を変更することで局所的加熱不足を解消して分塊圧延温度に加熱した。この場合、ブルームクーラーへの到達時間により加熱温度と在炉時間を管理し、加熱炉から抽出する際のブルームの表面温度と中心温度の温度差を表面温度の２％以内に制御して抽出した後、抽出したブルームを分塊圧延して鋼片とした。
【００１８】
分塊圧延して得られた鋼片は、従来材の割れ指数を１とするとき、本発明の方法で鋳造した鋼片の圧延材割れ指数は０．７であった。
【００１９】
一方、上記で得られたブルームから１０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの試験片を切り出し、樹脂埋め込み、鏡面研磨、ナイタル腐食して光学顕微鏡観察により組織観察した。表１から分かるように、本発明の条件で鋳造して得られた鋳片は、オッシレーションマーク（ＯＳＭ）の山部と谷部でほとんどオーステナイト粒度に差は認められず、オッシレーションマークの谷部におけるオーステナイト粒の粗大化防止が達成できた。これに対し比較例の条件ではオッシレーションマークの谷部におけるオーステナイト粗大粒が認められた。
【００２０】
【表１】
2005211974.tif 000002
【００２１】
例えば、表１の本発明２の場合では、振動鋳型の振動数を３．３Ｈｚ、オッシレーションマークの深さと相関が強いとされる値であるネガティブストリップタイム（ｔＮ）を０．１ｓとなるように振動鋳型の振動条件を制御し、鋳片の引き抜き速度（Ｖｃ）を９．２ｍｍ／ｓで鋳造した。得られた鋳片のオッシレーションマークは、ピッチが２．５ｍｍ、オッシレーションマーク深さが１５０μｍであり、オッシレーションマークの谷部におけるオーステナイト粒の粗大化が防止できていた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に用いた連続鋳造機およびブルームクーラーを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  タンディッシュ
２  振動鋳型
３  ブルーム
４  切断用トーチ
５  ブルームクーラー
６  冷却用ノズル
【図１】
2005211974.tif 000003