(57)【要約】【課題】高価な計算装置を必要とせず、また、時々刻々と変化する設備状態の影響を受けず、連続鋳造機内における鋳片の表面割れの発生を抑制できる連続鋳造方法を提供する。【解決手段】鋳片を水冷しながら湾曲させる曲げ帯および湾曲した鋳片を水冷しながら平板に矯正する矯正帯を有する連続鋳造機を用いる鋳片の連続鋳造方法であって、前記曲げ部および前記矯正帯における前記鋳片の表面の温度を、鋳片の表面から放射される熱放射光を検出する放射温度計により測定するに際し、前記鋳片の表面と前記放射温度計との間の熱放射光の光路中の水分と空気との界面による散乱の影響を抑制し、前記放射温度計で測定された前記曲げ部および前記矯正帯における前記鋳片の表面の温度を８００℃以上とするとともに、前記放射温度計で測定された前記曲げ部および前記矯正帯における前記鋳片の表面の温度変化を７５℃／ｍｉｎ未満とすることを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳片を水冷しながら湾曲させる曲げ帯および湾曲した鋳片を水冷しながら平板に矯正する矯正帯を有する連続鋳造機を用いる鋳片の連続鋳造方法であって、
前記曲げ部および前記矯正帯における前記鋳片の表面の温度を、鋳片の表面から放射される熱放射光を検出する放射温度計により測定するに際し、前記鋳片の表面と前記放射温度計との間の熱放射光の光路中の水分と空気との界面による散乱の影響を抑制し、
前記放射温度計で測定された前記曲げ部および前記矯正帯における前記鋳片の表面の温度を８００℃以上とするとともに、前記放射温度計で測定された前記曲げ部および前記矯正帯における前記鋳片の表面の温度変化を７５℃／ｍｉｎ未満とすることを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記放射温度計から前記鋳片の表面に向けてエアーを噴射して前記放射温度計から前記鋳片の表面との間に空気柱を形成することにより、前記鋳片の表面と前記放射温度計との間の熱放射光の光路中の水分と空気との界面による散乱の影響を抑制することを特徴とする請求項１に記載の鋳片の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記曲げ部および前記矯正帯の少なくとも一方において、前記鋳片の幅方向の一端から幅方向中央部へ２０ｍｍの位置から１２０ｍｍの位置までの範囲における、前記放射温度計で測定した前記鋳片の表面の鋳片の幅方向の温度勾配を０．７５℃／ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１または２に記載の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、鋳片の連続鋳造方法に関し、特に連続鋳造機の二次冷却帯における鋳片表面の横割れの発生を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の鋳片の表面に割れが発生した場合、手入れが必要となるため、鋳片の製造効率が低下する。また、この割れは、製品における欠陥の原因ともなる。そのため、鋳片を連続鋳造する際に表面割れを回避することは重要である。鋳片の表面割れには、鋳造方向に沿って割れる縦割れや、鋳造方向に垂直な方向に沿って割れる横割れ等がある。縦割れは鋳型内で起点が発生することが多く、横割れは連続鋳造機内における曲げ帯や矯正帯を通過する際に鋳片が受ける歪により発生することが多い。
【０００３】
連続鋳造機内における曲げ帯や矯正帯では、鋳片は１０-4ｓ-1程度の低速度の引張歪を受ける。この低速度域での歪を鋼の鋳片が受けた場合、表面の組織の結晶粒界にＡｌ、Ｎｂ等の炭窒化物が析出し、結晶粒界とその近傍との間で大きな強度差が生じることにより割れが発生する。この現象は、高温延性が低下する６００〜９００℃の温度域（以下「脆化温度域」という。）において発生する。そのため従来は、表面割れの発生を抑制する方法として、二次冷却水量を制御することにより、鋳片の温度が脆化温度域にあるときに、曲げ帯や矯正帯を通過しないようにする方法が適用されてきた。
【０００４】
この方法を実施するには、連続鋳造機内における曲げ帯や矯正帯における鋳片の温度を把握することが必要である。鋳片の温度の測定方法としては、放射温度計や赤外線サーモグラフ等による測定が挙げられる。
【０００５】
特許文献１には、連続鋳造における鋳片への異常な水掛かりの発生を早期に検知する方法として、鋳片をピンチロールにより引抜矯正する際、鋳片表面温度の推移を測定し、局所的な温度降下を検出する方法が開示されている。しかし、横断面の断面積が比較的大きいスラブ等の鋳片を鋳造する連続鋳造機においては、多量の蒸気や鋳片表面の水膜が発生するため、連続鋳造機内において鋳片の表面温度を測定することは非常に困難である。
【０００６】
このことから、伝熱凝固計算で算出した鋳片の表面温度に基づいて二次冷却帯の冷却水量を調整すること等によって、脆化温度域における曲げ・矯正歪の発生の回避が図られてきた。伝熱凝固計算方法の一例としては、特許文献２で開示されている方法が挙げられる。
【０００７】
しかし、連続鋳造機の実機においては、伝熱凝固計算に基づいた冷却水量で鋳造しても、設備の状態によっては鋳片の表面割れが発生することがある。これは、実機では、二次冷却ノズルの詰まりや連続鋳造機内での鋳片表面の垂れ水等の不測の事態が発生することがあり、この場合に伝熱凝固計算で算出した鋳片の表面温度と実際の鋳片の表面温度との差が生じるためである。
【０００８】
特許文献３では、水冷中の被測温材の表面温度を精度良く測定する方法として、放射温度計から被測温材の表面に向けてエアーを噴射して被測温材との間に空気柱を形成し、この空気柱を介して被測温材の表面から放射された熱放射光を放射温度計で検出する方法が開示されている。以下、このような、空気柱を形成することができる放射温度計を、空気柱温度計という。
【０００９】
放射温度計で熱放射光を検出して水冷中の被測温材の表面温度を測定する場合、被測温材の表面から放射された熱放射光が、スプレー冷却水、垂れ水、蒸気等の外乱により散乱し、これに起因した誤差が発生する。
【００１０】
この外乱による熱放射光の散乱は、水滴や蒸気等の水分と、空気との界面が、放射温度計で検出すべき熱放射光の光路中に存在すると発生する。そして、このような光路の変化により、放射温度計での測定対象とする鋳片表面の測定領域の面積や位置に変化が生じたり、測定領域以外の領域からの熱放射光を検出したりするために、測定誤差が生じる。
【００１１】
しかし、特許文献３で開示された方法によれば、これらの外乱に起因する誤差を抑制することができる。すなわち、同文献に開示された空気柱温度計は、鋳片の検出すべき熱放射光の光路中に存在する水滴や蒸気等の水分と空気等の界面による散乱の影響を抑制することができる温度計である。同文献には、厚鋼板の製造ラインにおいて、大量の冷却水が用いられる冷却装置内に、放射温度計を用いた表面温度測定装置を配置する例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２４６４１２号公報
【特許文献２】特開平１０−２９１０６０号公報
【特許文献３】特開２０１１−５３０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このように、比較的断面積が小さい鋳片を鋳造する場合には実測により求めた鋳片の表面温度、蒸気や水膜の影響が大きい場合には伝熱凝固計算により算出した鋳片の表面温度に基づいて二次冷却水量を制御して、脆化温度域において曲げ・矯正歪を受けることを回避し、連続鋳造中に発生する表面割れの発生を抑制する方法が開発されてきた。
【００１４】
しかし、比較的強度の高い鋼材を鋳造する場合においては、このような従来の技術では鋳片の表面割れの発生を抑制できないことがあった。具体的には、曲げ・矯正歪を、脆化温度域を回避して受けたにも関わらず、鋳片の表面割れが発生した。発明者らが検討した結果、この表面割れは鋳片の冷却のばらつき、すなわち鋳片の冷却過程において生じる時間的または空間的（位置的）な温度差に起因する熱歪によって発生したという結論に達した。
【００１５】
この考え方に基づけば、鋳片の表面割れの発生を抑制するには、脆化温度域において歪を受けることを回避するだけでは不十分であり、冷却のばらつきに起因する熱歪の発生も同時に抑制することが必要である。
【００１６】
熱歪の発生を抑制するには、冷却のばらつきの程度を正確に知ることが必要であるため、鋳片の表面温度を高い精度で測定する必要がある。すなわち、放射温度計や赤外線サーモグラフ等による測定では、連続鋳造機内の蒸気や鋳片表面の垂れ水等の影響により、十分に高い精度で鋳片の表面温度を測定することができない。また、伝熱凝固計算による予測では、高価な計算装置が必要であり、かつ時々刻々と変化する設備状態の影響を考慮することが困難である。
【００１７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高価な計算装置を必要とせず、また、時々刻々と変化する設備状態の影響を受けずに、連続鋳造機内における鋳片の表面割れの発生を抑制できる連続鋳造方法を提供することを目的とする。本発明で発生を抑制する対象とする鋳片の表面割れは、長さ１ｍｍ以上の横割れとする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
１．鋳片の表面温度の測定方法の検討
上述のように、鋳片の冷却のばらつきに起因する熱歪の発生を抑制するには、鋳片の表面温度を高い精度で測定する必要がある。そのため、本発明者らは、鋳片の検出すべき熱放射光の光路中に存在する水滴や蒸気等の水分と空気との界面による散乱の影響を抑制することができる温度計である、上述の特許文献３で開示された、空気柱温度計を用いることとした。
【００１９】
そして、本発明者らは、鋳片の表面温度をより高い精度で測定し、その温度に基づいて連続鋳造機内における鋳片の温度制御を実施するために、実際の連続鋳造機を模擬した実験を行った。この実験では、空気柱温度計での測定対象とする鋳片表面と温度計との間の光路において水分と空気との界面による熱放射光の散乱の影響が最小となるエアーパージ条件と、温度計と鋳片との距離、スプレー水量およびスプレー位置の最適化を検討した。
【００２０】
図１は、エアーパージ条件等の検討に用いた実験装置の概略図である。この実験装置は、透明なアクリル板１１と、アクリル板１１に向かってスプレー水１３を噴射する２個のスプレーノズル１２と、スプレーノズル１２の間に配置された空気柱温度計１４とを備える。空気柱温度計１４は、先端に受光部を備えるとともに、先端からエアー１５を噴射して空気柱温度計１４からアクリル板１１の表面との間に空気柱を形成することができる。２個のスプレーノズル１２の間隔Ｄ１は４５７ｍｍとし、スプレーノズル１２からアクリル板１１までの距離Ｄ２は１６０ｍｍとした。空気柱温度計１４はアクリル板１１に垂直な矢印Ａ方向に移動可能であり、アクリル板１１との距離の調整が可能である。
【００２１】
また、アクリル板１１のスプレー水１３およびエアー１５が噴射される面の反対側にはアクリル板１１に対向するようにカメラ１６が配置され、鋳片に見立てたアクリル板１１へのスプレー水１３およびエアー１５の噴射状況を確認することができる。
【００２２】
図１に示す装置を用いて、図示しない発光装置からアクリル板１１を通して空気柱温度計１４に向けて熱放射光に見立てた光を照射し、空気柱温度計１４での光の検出状況を調査した。その結果、エアー１５の流量、および空気柱温度計１４とアクリル板１１との距離を調整することにより、スプレー水１３を遮断することなく光路の確保が可能であることを知見した。
【００２３】
この知見に基づいて連続鋳造機の実機において試験を行ったところ、エアーの流量、および空気柱温度計と鋳片との距離を調整することにより、連続鋳造機内のスプレー水を遮断することなく、かつ熱放射光の光路を確保し安定して鋳片の表面温度を測定することができることが明らかとなった。
【００２４】
２．鋳片の表面割れの発生条件
次に、連続鋳造鋳片における表面割れの発生条件について調査した。具体的には、表面割れの発生位置と、上述の空気柱温度計を使用した測定方法により測定した鋳片の表面温度との関係について調査した。
【００２５】
その結果、表面割れの発生は、鋳片のコーナー近傍に多いことがわかった。さらに、このコーナー近傍の表面割れが発生した位置と、その位置の曲げ部および矯正部の通過時の表面温度との関係を調査したところ、時間的または空間的に表面温度のばらつきが大きい箇所で表面割れが多く発生することがわかった。
【００２６】
これは、鋳片が曲げ・矯正歪を受けたときに鋳片の表面温度が脆化温度域にあったこと、および温度変化が大きいために熱応力が増大したことのうち少なくとも一方が生じたことによる。そのため、鋼の高温物性を考慮して鋳片の表面温度を制御することにより、鋳片の表面割れの発生を抑制することが可能となると考えられる。
【００２７】
３．鋼の高温物性
そこで、本発明者らは、鋼の高温物性について調査した。その結果、脆化温度域（６００〜９００℃）よりも高い温度域（９００〜１１００℃）において温度変化に伴う引張強度の変化量が増大することがわかった。このことから、鋳片表面の温度のばらつきが大きい部位では、強度差が増大するために割れが生じると考え、この強度差が減少するように鋳片表面の温度を制御したところ、割れの発生が抑制できた。
【００２８】
すなわち、連続鋳造機の二次冷却帯の曲げ帯および矯正帯で鋳片の表面温度を高い精度で測定するとともにこの鋳片表面の時間的または空間的温度差を測定し、この温度および温度差に基づいて、二次冷却水量を制御し、鋳片が曲げ帯および矯正帯を通過する際の表面温度が脆化温度域を回避するように鋳片を冷却し、さらに時間的または空間的温度差を、表面割れが発生する温度差以下にすることにより、鋳片の表面割れを抑制することができた。
【００２９】
４．本発明の要旨
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨は、下記の（１）〜（３）に示す鋳片の連続鋳造方法にある。
【００３０】
（１）鋳片を水冷しながら湾曲させる曲げ帯および湾曲した鋳片を水冷しながら平板に矯正する矯正帯を有する連続鋳造機を用いる鋳片の連続鋳造方法であって、前記曲げ部および前記矯正帯における前記鋳片の表面の温度を、鋳片の表面から放射される熱放射光を検出する放射温度計により測定するに際し、前記鋳片の表面と前記放射温度計との間の熱放射光の光路中の水分と空気との界面による散乱の影響を抑制し、前記放射温度計で測定された前記曲げ部および前記矯正帯における前記鋳片の表面の温度を８００℃以上とするとともに、前記放射温度計で測定された前記曲げ部および前記矯正帯における前記鋳片の表面の温度変化を７５℃／ｍｉｎ未満とすることを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。
【００３１】
（２）前記放射温度計から前記鋳片の表面に向けてエアーを噴射して前記放射温度計から前記鋳片の表面との間に空気柱を形成することにより、前記鋳片の表面と前記放射温度計との間の熱放射光の光路中の水分と空気との界面による散乱の影響を抑制することを特徴とする前記（１）に記載の鋳片の連続鋳造方法。
【００３２】
（３）前記曲げ部および前記矯正帯の少なくとも一方において、前記鋳片の幅方向の一端から幅方向中央部へ２０ｍｍの位置から１２０ｍｍの位置までの範囲における、前記放射温度計で測定した前記鋳片の表面の鋳片の幅方向の温度勾配を０．７５℃／ｍｍ以下とすることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の鋳片の連続鋳造方法。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の鋳片の連続鋳造方法によれば、高い精度で測定した鋳片の表面温度に基づいて二次冷却水量を制御することにより、鋳片の表面温度を高い精度で制御することができるため、鋳造方向または鋳片幅方向の熱歪の発生を低減することができ、鋳片の表面割れの発生を確実に抑制することができ、表面品質に優れた鋳片を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】エアーパージ条件等の検討に用いた実験装置の概略図である。
【図２】本発明の鋳片の連続鋳造方法を適用可能な垂直曲げ型の連続鋳造機の構成図である。
【図３】連続鋳造機における空気柱温度計を配置した部分の拡大図である。
【図４】引張温度と断面収縮率（Ｒ．Ａ．）との関係を示す図である。
【図５】引張温度と引張強度（Ｔ．Ｓ．）との関係を示す図である。
【図６】鋳片の表面温度と表面割れ発生密度との関係を示す図であり、同図（ａ）は曲げ帯通過温度について、同図（ｂ）は矯正帯通過温度についての図である。
【図７】鋳片表面の温度変動ΔＴｃと表面割れ発生密度との関係を示す図であり、同図（ａ）は曲げ帯通過温度の変動について、同図（ｂ）は矯正帯通過温度の変動についての図である。
【図８】鋳片幅方向の温度勾配ΔＴｗと表面割れ発生密度との関係を示す図であり、同図（ａ）は曲げ帯通過温度について、同図（ｂ）は矯正帯通過温度についての図である。
【図９】各実施例の表面割れ発生密度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
１．本発明の鋳片の連続鋳造方法が適用可能な連続鋳造機
図２は、本発明の鋳片の連続鋳造方法を適用可能な垂直曲げ型の連続鋳造機の構成図である。取鍋内に収容された溶鋼は、一旦中間容器であるタンディッシュに供給される。タンディッシュの底部には、溶鋼の流量が調整可能なスライディングゲートが設けられている。タンディッシュに供給された溶鋼は、スライディングゲートを通過し、浸漬ノズルを介して同図に示す鋳型２１内に供給される。取鍋、タンディッシュ、スライディングゲートおよび浸漬ノズルは図示しない。
【００３６】
鋳型２１内に供給された溶鋼２２は、鋳型２１で冷却され、凝固し、内部に未凝固部を保持した状態で鋳片２３として連続的に引き抜かれる。鋳型２１の下方には、サポートロール、ガイドロールおよびピンチロールからなる複数対の鋳片支持ロール２４が配置されている。個々の鋳片支持ロール２４の間には、水またはミストを噴射するノズル（図示せず）が配置され、二次冷却帯を構成する。二次冷却帯では、各ノズルから噴射される水またはミストにより、鋳片２３は冷却されながら引き抜かれる。このように、冷却されながら引き抜かれた鋳片２３は、トーチカー（図示せず）により所定の長さに切断される。
【００３７】
上述の引抜過程において、鋳片２３は、鋳型２１から排出された後、曲げ帯２５を通過し、その後矯正帯２６を通過する。曲げ帯２５では、鋳片２３は、鉛直方向から一定の円弧方向に曲げられ、天側に圧縮歪を受け、地側に引張歪を受ける。矯正帯２６では、鋳片２３は、曲げ帯２５での一定の円弧方向から水平方向に曲げ戻しされ、天側に引張歪を受け、地側に圧縮歪を受ける。曲げ帯２５および矯正帯２６はいずれも二次冷却帯に含まれる。
【００３８】
また、図２に示す連続鋳造機は、曲げ帯２５および矯正帯２６にそれぞれ空気柱温度計２７を配置する。空気柱温度計２７は、放射温度計であり、先端に熱放射光の受光部を備えるとともに、先端からエアーを噴射して空気柱温度計２７から鋳片２３の表面との間に空気柱を形成することができる。
【００３９】
図３は、連続鋳造機における空気柱温度計を配置した部分の拡大図である。空気柱温度計２７は鋳片支持ロール２４の間に配置され、鋳片２３の表面から放射される熱放射光を検知できるよう配置される。空気柱温度計２７を用いることにより、鋳片２３の表面と空気柱温度計２７との間の熱放射光の光路中の水分と空気との界面による散乱の影響を抑制しながら鋳片２３の表面の温度を測定することができる。
【００４０】
鋳片２３の表面割れが発生し易いのは引張歪を受ける位置であるため、空気柱温度計２７は、曲げ帯２５では地側、矯正帯２６では天側に配置することが好ましい。鋳片の表面割れのうち、横割れは鋳片のコーナー近傍に発生し易いことから、空気柱温度計２７は、鋳片のコーナー近傍に配置することが好ましい。
【００４１】
曲げ帯２５および矯正帯２６の少なくとも一方に複数の空気柱温度計２７を鋳片の幅方向に配置することが好ましい。これにより、鋳片の幅方向の温度勾配を測定することが可能となる。
【００４２】
２．本発明の鋳片の連続鋳造方法
上述の連続鋳造機を用いた、本発明の鋳片の連続鋳造方法について説明する。本発明の鋳片の連続鋳造方法では、空気柱温度計２７で測定された曲げ帯２５および矯正帯２６における鋳片２３の表面温度を８００℃以上とするとともに、空気柱温度計２７で測定された曲げ帯２５および矯正帯２６における鋳片２３の表面温度の変化を７５℃／ｍｉｎ未満とする。鋳片２３の表面温度は、二次冷却帯における水またはミストの噴射量（二次冷却水量）を調整することによって制御することができる。
【００４３】
二次冷却水量の調整方法としては、鋳造方向に区画分けされた二次冷却水量の調整に加え、鋳片端部の二次スプレー冷却水量のみを適宜停止させる幅切り冷却を組み合わせる方法が挙げられる。
【００４４】
本発明の鋳片の連続鋳造方法によれば、曲げ帯２５および矯正帯２６において鋳片２３が脆化温度域（６００〜９００℃）で引張歪を受けることを回避できるとともに、鋳造方向および鋳片幅方向に受ける熱歪を低減することができるため、二次冷却帯における鋳片の表面割れの発生を抑制することができる。
【００４５】
また、曲げ帯２５および矯正帯２６の少なくとも一方において、鋳片２３の幅方向の一端から幅方向中央部へ２０ｍｍの位置から１２０ｍｍの位置までの範囲における前記鋳片の表面の鋳片の幅方向の温度勾配を０．７５℃／ｍｍ以下とすることが好ましい。この範囲での鋳片の表面温度の測定は、曲げ帯２５および矯正帯２６の少なくとも一方に複数の空気柱温度計２７を鋳片の幅方向に配置することにより可能である。
【００４６】
３．本発明で規定した鋳片の表面温度範囲の検討の内容
本発明で、曲げ帯および矯正帯における鋳片の表面温度を規定した理由について説明する。本発明者らは、本発明を完成させるため鋳片の表面温度範囲について検討するため、以下のように試験を行った。
【００４７】
３−１．鋳片の鋳造条件
連続鋳造機として、前記図２に示す垂直曲げ型の連続鋳造機を用いた。連続鋳造機は、垂直部２．５ｍ、曲げ帯の湾曲半径９．４ｍ、機長２８ｍであり、７点曲げ、６点矯正であった。鋳造される鋳片はスラブとし、そのサイズは、厚さ３００ｍｍ、幅２３００ｍとし、鋳造速度は０．８０ｍ／ｍｉｎとした。
【００４８】
鋳造に用いた鋼は鋳片の状態において、質量％で、Ｃ：０．０２〜０．５０％、Ｓｉ：０．０４〜０．６０％、Ｍｎ：０．５０〜２．５０％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｎｂ：０．０４％以下を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物であった。これは、厚鋼板に用いられる鋼種である。
【００４９】
３−２．高温引張試験
この鋼の脆化温度範囲を把握するため、鋳造された鋳片から試験片を採取して高温引張試験により、高温延性および高温強度を評価した。試験片を１５５０℃、Ａｒガス雰囲気において一旦溶融させた後、試験温度まで冷却し、試験温度（引張温度）で保持した後、３．３×１０-4の歪速度で引張試験を行った。
【００５０】
高温延性は引張試験片の断面収縮率で評価し、高温強度は引張試験時の最大引張強度で評価した。引張試験片の断面収縮率は下記（１）式を用いて算出した。
Ｒ．Ａ．＝Ｓ１／Ｓ２×１００  …（１）
ここで、Ｒ．Ａ．［％］：引張試験片の断面収縮率、Ｓ１：破断後の引張試験片の断面積、Ｓ２：破断前の引張試験片の断面積である。
【００５１】
図４は、引張温度と断面収縮率（Ｒ．Ａ．）との関係を示す図である。同図から、この鋼種では、高温延性が低下する温度域（脆化温度域）は７００〜８００℃であり、脆化温度域での断面収縮率は２０％以下であることがわかる。脆化温度域では、容易に鋳片の表面に割れが発生すると考えられる。
【００５２】
図５は、引張温度と引張強度（Ｔ．Ｓ．）との関係を示す図である。同図から、引張温度が低いほど、引張強度が高いことがわかる。また、引張温度が９００℃を超えるあたりから引張温度に対する引張強度の低下勾配が大きくなる傾向がみられる。
【００５３】
３−３．鋳片表面の温度と割れの関係
上記連続鋳造装置で鋳片の表面温度を様々に変化させて鋳片を鋳造し、この鋳片を用いて鋳片表面の温度と割れとの関係について検討した。鋳片の表面温度は、二次冷却水量を調整することによって制御した。
【００５４】
連続鋳造機の二次冷却帯と重複する曲げ帯および矯正帯では、水またはミストの影響を受けるため、鋳片の表面温度を正確に測定するのは困難であった。そのため、水またはミストの影響を抑制可能な、上述の空気柱温度計を用いた。
【００５５】
この空気柱温度計を、連続鋳造機の曲げ帯の、鋳片の下部（地側）のコーナーから幅方向に２０ｍｍおよび１２０ｍｍの位置に設置し、曲げ帯を通過する鋳片の表面温度（以下「曲げ帯通過温度」ともいう。）を連続的に測定した。同様に、この空気柱温度計を、連続鋳造機の矯正帯の、鋳片の上部（天側）のコーナーから幅方向に２０ｍｍおよび１２０ｍｍの位置に設置し、矯正帯を通過する鋳片の表面温度（以下「矯正帯通過温度」ともいう。）を連続的に測定した。これらの位置を測定対象としたのは、鋳片のコーナーから幅方向に２０ｍｍの位置と１２０ｍｍの位置とが最も温度差が大きくなりやすく、これまでの調査の結果、これらの位置の間で表面割れの発生が多かったからである。
【００５６】
曲げ帯通過温度および矯正帯通過温度の評価は、絶対値、温度変動ΔＴｃ［℃／ｍｉｎ］、および鋳片幅方向の温度勾配ΔＴｗ［℃／ｍｍ］を指標として行った。温度変動ΔＴｃは、１分間当たりの最大温度変動とした。鋳片幅方向の温度勾配ΔＴｗは、鋳片の下部のコーナーから幅方向に１２０ｍｍの位置で測定した温度から２０ｍｍの位置で測定した温度を引いた値を１００で割った値とした。
【００５７】
鋳片表面の割れの評価は、表面割れ発生密度を指標として行った。表面割れ発生密度は、長さが１ｍｍ以上の割れの、鋳片の鋳造方向１ｍ当たりの発生個数とした。
【００５８】
３−３−１．鋳片の表面温度と表面割れ発生密度との関係
図６は、鋳片の表面温度と表面割れ発生密度との関係を示す図であり、同図（ａ）は曲げ帯通過温度について、同図（ｂ）は矯正帯通過温度についての図である。同図（ａ）から、曲げ帯通過温度が６７０〜８００℃である場合に表面割れ発生密度が高いことがわかる。この表面割れ発生密度が高い温度域は、上述の高温引張試験で高温延性を評価して明らかになった脆化温度域（７００〜８００℃）と概ね一致する。さらに、曲げ帯通過温度が８００℃以上の場合にも、表面割れ発生密度が高いことが確認された。これと同様の傾向が、矯正帯についても同図（ｂ）から確認された。
【００５９】
このように、曲げ帯および矯正帯のいずれにおいても、通過する鋳片の表面温度が６７０〜８００℃と、８００℃以上の２つの温度域で表面割れ発生密度のピークが存在することがわかった。６７０〜８００℃に存在するピークは、高温延性の低下に主に起因し、８００℃以上に存在するピークは高温延性との関連性はなく、鋳造方向の時間的温度変動および鋳片幅方向コーナー近傍の温度勾配に起因すると考えられる。
【００６０】
３−３−２．温度変動ΔＴｃと表面割れ発生密度との関係
そこで、曲げ帯通過温度および矯正帯通過温度が８００℃以上である場合における、温度変動ΔＴｃと表面割れ発生密度との関係について調査した。
【００６１】
図７は、鋳片表面の温度変動ΔＴｃと表面割れ発生密度との関係を示す図であり、同図（ａ）は曲げ帯通過温度の変動について、同図（ｂ）は矯正帯通過温度の変動についての図である。同図から、曲げ帯通過温度および矯正帯通過温度のいずれも、温度変動ΔＴｃが大きいほど表面割れ発生密度が高く、温度変動ΔＴｃが７５℃／ｍｉｎ以下では表面割れの発生が認められないことがわかる。
【００６２】
３−３−３．鋳片幅方向の温度勾配ΔＴｗと表面割れ発生密度との関係
さらに、曲げ帯通過温度および矯正帯通過温度が８００℃以上である場合における、鋳片幅方向の温度勾配ΔＴｗと表面割れ発生密度との関係について調査した。
【００６３】
図８は、鋳片幅方向の温度勾配ΔＴｗと表面割れ発生密度との関係を示す図であり、同図（ａ）は曲げ帯通過温度について、同図（ｂ）は矯正帯通過温度についての図である。同図から、曲げ帯通過温度および矯正帯通過温度のいずれも、温度勾配ΔＴｗが大きいほど表面割れ発生密度が高く、温度勾配ΔＴｗが０．７５℃／ｍｍ以下では表面割れの発生が認められないことがわかる。
【００６４】
３−４．小括
以上の結果から、鋳片の表面温度を高い精度で測定し、その測定温度に基づいて二次冷却水量を制御し、鋳片の表面温度を高い精度で制御することにより、鋳片の曲げ帯通過温度および矯正帯通過温度を８００℃以上とし、温度変動ΔＴｃを７５℃／ｍｉｎ以下とすることにより、鋳片の表面割れの発生を抑制できることがわかった。また、鋳片幅方向の温度勾配ΔＴｗを０．７５℃／ｍｍ以下とすることにより、さらに鋳片の表面割れの発生を抑制できることがわかった。
【実施例】
【００６５】
本発明の鋳片の連続鋳造方法の効果を確認するため、以下に示す試験を実施して、その結果を評価した。
【００６６】
１．試験条件
前記図２に示す連続鋳造機を使用し、上述の鋳片の表面温度範囲の検討で使用した、厚鋼板に用いられる鋼種の鋳片を連続鋳造した。鋳造条件は、本発明例１および２では鋳片の曲げ帯通過温度および矯正帯通過温度を８００℃以上とし、温度変動ΔＴｃを７５℃／ｍｉｎ以下とした。また、本発明例１では、鋳片幅方向の温度勾配ΔＴｗを０．７５℃／ｍｍよりも大きくし、本発明例２では、０．７５℃／ｍｍ以下とした。比較例では、鋳片の曲げ帯通過温度および矯正帯通過温度を８００℃未満とした。これ以外の鋳造条件は、上述の鋳片の表面温度範囲の検討と同じとした。
【００６７】
２．試験結果
図９は、各実施例の表面割れ発生密度を示す図である。同図に示すように、比較例では表面割れ発生密度が３．０個／ｍであったのに対して、本発明例１では１．０個／ｍと少なく、本発明例２では皆無であった。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の鋳片の連続鋳造方法によれば、高い精度で測定した鋳片の表面温度に基づいて二次冷却水量を制御することにより、鋳片の表面温度を高い精度で制御することができるため、鋳造方向または鋳片幅方向の熱歪の発生を低減することができ、鋳片の表面割れの発生を確実に抑制することができ、表面品質に優れた鋳片を製造することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１１：アクリル板、  １２：スプレーノズル、  １３：スプレー水、  １４：空気柱温度計、  １５：エアー、  １６：カメラ、  ２１：鋳型、  ２２：溶鋼、  ２３：鋳片、  ２４：鋳片支持ロール、  ２５：曲げ帯、  ２６：矯正帯、  ２７：空気柱温度計
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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