(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲型連続鋳造機の鋳型直下を開始点として鋳型内溶鋼湯面から鋳造方向８ｍの位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が３０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が１０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とする連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
【請求項２】
垂直曲げ型連続鋳造機の上部矯正帯終了位置を開始点として上部矯正帯終了位置から鋳造方向４ｍの位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が３０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が１０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とする連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
【請求項３】
湾曲型連続鋳造機の鋳型内溶鋼湯面から鋳造方向８ｍの位置を開始点として矯正帯開始位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が２０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が８００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とする連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
【請求項４】
垂直曲げ型連続鋳造機の上部矯正帯終了位置から鋳造方向４ｍの位置を開始点として下部矯正帯開始位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が２０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が８００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とする連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
【請求項５】
湾曲型連続鋳造機の矯正帯終了位置を開始点として鋳片切断位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が１５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とする連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
【請求項６】
垂直曲げ型連続鋳造機の下部矯正帯終了位置を開始点として鋳片切断位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が１５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とする連続鋳造鋳片の直送圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造機により鋳造された高温鋳片を、直接熱間圧延するか或いは表面温度を中心温度と同じにする程度の保温・加熱を行った後に熱間圧延するか、又は、連続鋳造機により鋳造された高温鋳片を加熱炉に装入して加熱した後に熱間圧延するか、何れかの方法（本発明ではこれらをまとめて「直送圧延」と定義する）で鋼板を製造する直送圧延方法に関し、詳しくは、表面性状に優れた鋼板を製造することができる直送圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造機で鋳造された鋳片を、直接熱間圧延するか或いは表面温度を中心温度と同じにする程度の保温・加熱を行った後に熱間圧延する、所謂直接圧延（Hot Direct Rolling：ＨＤＲプロセスとも云う）や、連続鋳造機で鋳造された高温の鋳片を加熱炉に装入して加熱後に熱間圧延する、所謂ホットチャージ圧延（Hot Charged Rolling ：ＨＣＲプロセスとも云う）は、工程の大幅な合理化や省エネルギ−及び歩留りの向上が期待でき、今後更に開発が進められ発展が予想される。前述したように、本発明ではＨＤＲプロセス及びＨＣＲプロセスをまとめて直送圧延と定義する。
【０００３】
しかしながら、ＨＤＲプロセスやＨＣＲプロセスにより製造された鋼板には表面疵の発生が多く、表面品質は従来の方法で製造された鋼板に比べて劣ると云う問題がある。ここで従来の方法とは、連続鋳造後に常温まで冷却した鋳片を無手入れのまま加熱炉に装入して圧延温度まで加熱し、次いで、熱間圧延して製造した鋼板である。
【０００４】
この表面疵の発生機構は、次のように考えられる。即ち、ＨＤＲプロセス等の直送圧延では、鋳片はその温度がＡr1点以上に保たれたまま、即ち、鋳片は変態することなく凝固直後のオーステナイト結晶構造のまま熱間圧延される。この場合のオーステナイト結晶粒は粗大化しており、且つ、この結晶粒界には硫化物や窒化物等の析出物が析出している。そのため、このオーステナイト結晶粒界は結晶粒内に比較して極めて脆弱であり、熱間圧延時の加工歪みにより結晶粒界で割れが発生し、この割れが鋼板の表面疵になる。ここで、Ａr1点とは、オーステナイトがフェライトとパーライトとの混合組織（以下「フェライト＋パーライト」と記す）に変態する温度で、鋼組成にもよるが概ね７００℃以下の温度である。
【０００５】
一方、従来の方法により鋼板を製造する場合には、鋳片は一旦変態温度以下まで冷却されており、鋳片はフェライト＋パーライト結晶構造に変態する。鋳片は熱間圧延の際に圧延温度まで加熱されて、再度オーステナイト結晶構造に変態するが、この場合のオーステナイト結晶粒は凝固直後のオーステナイト結晶粒に比較して極めて微細であり、且つ、合計２回に亘る変態により硫化物や窒化物等の析出物の存在位置とオーステナイト結晶粒界の位置とは合致しなくなる。そのため、オーステナイト結晶粒界は特に脆化せず、熱間圧延においても結晶粒界での割れが発生せず、表面性状の良好な鋼板が得られる。
【０００６】
この観点に基づき、特開平４−２５３５０５号公報には、連続鋳造中の鋳片をその表面温度がＡr1点以下の温度になるまで冷却し、次いで、鋳片内部に存在する未凝固相の顕熱及び潜熱を利用して１０００℃以上に復熱させ、その後、熱間圧延するＨＤＲプロセスが提案されている。この方法によれば、鋳片は一旦フェライト＋パーライト結晶構造に変態するので、熱間圧延時には微細なオーステナイト結晶粒となり、前述したＨＤＲプロセス特有の表面疵を防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平４−２５３５０５号公報では、鋳片表面をＡr1点以下の温度まで冷却する際に、特別な冷却装置を用いず、通常の二次冷却装置をそのまま活用し、冷却水量の増加により鋳片を強冷却している。内部に多量の未凝固相を有する鋳片は本来冷却され難いことに加えて、冷却水量を増加したと云えども通常の二次冷却装置の冷却能はそれほど強くはならず、鋳片を短時間でＡr1点以下までに冷却することは難しく、そのため、鋳片表層の極薄い部分のみが目的温度まで冷却されるのみで、相変態が十分に行われず、表面疵の改善効果が不十分であったり、又、目的温度まで冷却しようとすると冷却時間が長くなり過ぎて未凝固相が減少し、その後の復熱が不足して所定の温度まで昇温できず、鋳片の矯正時には鋳片表面に割れが発生したり、又、省エネルギー効果の低下のみならず、ＨＤＲプロセス自体が不可能になる等の問題点が発生する。ＨＤＲプロセスやＨＣＲプロセスでは、凝固・冷却後の鋳片をできるだけ高温のまま熱間圧延機に搬送する若しくは加熱炉に装入することにより、鋳片を加熱するための燃料を節約するのが狙いであり、鋳片温度の低下は重大な問題である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、鋳片表面を一旦Ａr1点以下の温度まで冷却し、次いで、復熱等により鋳片温度を昇温させてＨＤＲプロセスやＨＣＲプロセスにより鋼板を製造する際に、急速に且つ確実に鋳片表面温度をＡr1点以下まで冷却し、これらプロセスにより発生する特有の鋼板表面疵を防止して表面性状に優れた鋼板の製造を可能にすると同時に、省エネルギー効果が大きい高温鋳片を得ることができる連続鋳造鋳片の直送圧延方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を実施した、以下に検討結果を説明する。
【００１０】
鋳片の有する顕熱及び潜熱を無駄にロスさせないためには、必要最小量の冷却水を用いて鋳片を短時間でＡr1点以下までに冷却し、次いで、鋳片の有する顕熱及び潜熱で復熱させることが必要である。即ち、所定時間以内で鋳片表面をＡr1点以下まで冷却するためには、従来の二次冷却装置に比べて非常に大きな抜熱を行う必要がある。
【００１１】
そこで、本発明では急速冷却を実現するために、強冷却を実施する範囲の鋳片の支持装置として、通常の連続鋳造機の二次冷却帯で一般的に採用されているロールに替わって、一部の連続鋳造機の鋳型直下で採用されているグリッドを採用することとした。グリッド形式にすることにより、スプレーノズルを密集して配置することが可能になり、又、鋳片のバルジングを抑制することができる。グリッドとは鋳鉄製等の板形状の金物で、鋳造中の鋳片を面で支持するタイプの支持金物である。そのため、線で支持するロールに比較して鋳片支持面積が広くなると云う利点を有している。
【００１２】
又、エアーミストスプレー方式の場合には、冷却水量に応じた大量のエアーが必要になるため、本発明では冷却水のみを噴霧するスプレーノズルを用いることとした。スプレーノズルはフルコーン型とした。
【００１３】
図１に、本発明で用いた急速冷却装置の概略図を示す。図１において、符号８はガイドロール、１４は急速冷却装置、１５はプレゾーン、１６は第１ゾーン、１７は第２ゾーン、１８及び１８ａはグリッド、１９はフルコーン型のスプレーノズルである。
【００１４】
図１に示すように、急速冷却装置１４は、グリッドを設置せずにスプレーノズル１９のみを集中させた第１ゾーン１６と、スプレーノズル１９とグリッド１８，１８ａとを組み合わせた第２ゾーン１７とを備えている。第１ゾーン１６にスプレーノズル１９を集中配置した理由は、短時間で鋳片表面を冷却し、第２ゾーン１７での冷却能を確保するためである。即ち、第１ゾーン１６で鋳片表面を瞬時に或る温度以下まで冷却し、第２ゾーン１７で冷却を継続することにより、鋳片表面における伝熱形態を膜沸騰領域から核沸騰領域との遷移領域に移行させることができ、高い冷却能を得ることができる。尚、プレゾーン１５はグリッド１８とスプレーノズル１９とが配置された構造であり、プレゾーン１５は、本発明において必ずしも必要ではないが、ガイドロール８から第１ゾーン１６に移行する領域での鋳片のバルジングを防止する観点から設置することが好ましい。
【００１５】
鋳片表面の伝熱形態が遷移領域となるための条件は、鋳片表面温度の他に鋳片表面性状、冷却水の水温、水圧、被冷却物（ここでは鋳片）の熱伝導率等にも左右されるが、本発明で対象とする高温鋳片の場合、鋳片表面温度を７００℃以下にすれば遷移領域に移行し、鋳片の冷却能が向上する。図２に、鋳片表面温度と伝熱形態及び熱伝達係数との関係を示す。第１ゾーン１６で大量の冷却水を噴霧して鋳片表面温度を７００℃以下にすることにより、同じ冷却水量を第１ゾーン１６及び第２ゾーン１７で平均的に噴霧するよりも効率的に鋳片を冷却することができる。平均的に噴霧した場合には、遷移領域に到達しないことがあるからである。
【００１６】
第１ゾーン１６にはグリッドが配置されておらず鋳片を支持することができないため、第１ゾーン１６の鋳造方向長さを３５０ｍｍ以下とした。第１ゾーン１６をこれ以上長くすると、溶鋼静圧によるバルジングの発生が懸念され、望ましくない。又、急速冷却後における鋳片内部の未凝固相による復熱の期間を長くさせて鋳片を十分に復熱させるために、第２ゾーン１７の鋳造方向長さは最大１５００ｍｍとした。一方、第２ゾーン１７の鋳造方向長さが５００ｍｍ未満では、鋳片を十分に冷却することができないため５００ｍｍ以上とした。
【００１７】
このような構成の急速冷却装置１４であっても、鋳片表面をＡr1点以下まで冷却するに必要な冷却水量は鋳片を冷却する時期により異なってくる。即ち、鋳造初期には鋳片内部には多くの未凝固相があり、凝固厚みも薄いことから大量の冷却水を必要とし、逆に、鋳造末期には未凝固相が少なくなり、凝固厚みも厚いことから比較的少ない冷却水で冷却することができる。但し、鋳造初期には鋳片内部に多くの未凝固相があり、急速冷却後、未凝固相の有する顕熱及び潜熱により外部加熱をしなくても鋳片を高温域まで復熱させることができると云う利点があり、この利点は未凝固相が少なくなる鋳造末期になるほど享受できなくなる。
【００１８】
そこで、急速冷却装置の設置位置を連続鋳造機の鋳造方向で変化させると共に急速冷却装置における冷却水量を種々変化させ、鋳片の伝熱計算を実施した。この場合、連続鋳造機の矯正帯では急速冷却の実施を適用しないようにした。鋳片表面に矯正応力が発生する矯正帯で鋳片表面温度を大きく変化させると、鋳片表面に歪みが生じ、鋳片表面に割れを発生させる虞があるためである。湾曲型連続鋳造機では湾曲部から水平部にかけて１回の矯正があり、垂直曲げ型の連続鋳造機では、垂直部から湾曲部（上部矯正）へ、又、湾曲部から水平部（下部矯正）へと２回の矯正がある。
【００１９】
伝熱計算の結果、鋳片表面をＡr1点以下まで冷却するに必要な冷却水量は、急速冷却装置の設置位置即ち鋳片の凝固状態により、３つの条件に大別できることが判明した。即ち、湾曲型連続鋳造機の場合には、▲１▼：鋳型直下を開始点として鋳型内溶鋼湯面から鋳造方向８ｍの位置までの範囲に急速冷却装置を設置した場合、▲２▼：鋳型内溶鋼湯面から鋳造方向８ｍの位置を開始点として矯正帯開始位置までの範囲に急速冷却装置を設置した場合、▲３▼：矯正帯終了位置を開始点として鋳片切断位置までの範囲に急速冷却装置を設置した場合の３つの条件であり、垂直曲げ型の連続鋳造機の場合には、▲１▼：上部矯正帯終了点を開始点として上部矯正帯から鋳造方向４ｍの位置までの範囲に急速冷却装置を設置した場合、▲２▼：上部矯正帯から鋳造方向４ｍの位置を開始点として下部矯正帯開始位置までの範囲に急速冷却装置を設置した場合、▲３▼：下部矯正帯終了位置を開始点として鋳片切断位置までの範囲に急速冷却装置を設置した場合の３つの条件である。
【００２０】
第１の条件である、湾曲型連続鋳造機では鋳型直下を開始点として鋳型内溶鋼湯面から鋳造方向８ｍ位置までの範囲、及び、垂直曲げ型連続鋳造機では上部矯正帯終了点を開始点として上部矯正帯から鋳造方向４ｍ位置までの範囲で鋳片表面をＡr1点以下まで冷却する場合、この条件に基づいた伝熱計算の結果から、厚みが２００ｍｍ〜３００ｍｍの鋳片を最大３．０ｍ／ｍｉｎの鋳片引き抜き速度で鋳造する場合において、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下まで低下させるには、第１ゾーンの水量密度は３０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上必要であり、又、第２ゾーンで鋳片表面温度をＡr1点以下に保つためには、第２ゾーンの水量密度は１０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上必要であることが分かった。
【００２１】
第２の条件である、湾曲型連続鋳造機では鋳型内溶鋼湯面から鋳造方向８ｍの位置を開始点として矯正帯開始位置までの範囲、及び、垂直曲げ型連続鋳造機では上部矯正帯終了位置から鋳造方向４ｍの位置を開始点として下部矯正帯開始位置までの範囲で鋳片表面をＡr1点以下まで冷却する場合、この条件に基づいた伝熱計算の結果から、厚みが２００ｍｍ〜３００ｍｍの鋳片を最大３．０ｍ／ｍｉｎの鋳片引き抜き速度で鋳造する場合において、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下まで低下させるには、第１ゾーンの水量密度は２０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上必要であり、又、第２ゾーンで鋳片表面温度をＡr1点以下に保つためには、第２ゾーンの水量密度は８００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上必要であることが分かった。
【００２２】
第３の条件である、湾曲型連続鋳造機では矯正帯終了位置を開始点として鋳片切断位置までの範囲、及び、垂直曲げ型連続鋳造機では下部矯正帯終了位置を開始点として鋳片切断位置までの範囲で鋳片表面をＡr1点以下まで冷却する場合、この条件に基づいた伝熱計算の結果から、厚みが２００ｍｍ〜３００ｍｍの鋳片を最大３．０ｍ／ｍｉｎの鋳片引き抜き速度で鋳造する場合において、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下まで低下させるには、第１ゾーンの水量密度は１５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上必要であり、又、第２ゾーンで鋳片表面温度をＡr1点以下に保つためには、第２ゾーンの水量密度は５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上必要であることが分かった。
【００２３】
尚、垂直曲げ型連続鋳造機において、上部矯正帯開始までに急速冷却を実施しない理由は、鋳型直下と上部矯正帯開始位置までの距離が短く、上記の急速冷却装置を用いてもＡr1点以下まで冷却できない場合や、鋳片の復熱が間に合わずにＡr1点以下の状態で矯正される場合の表面疵の発生が懸念されるためである。又、湾曲型連続鋳造機の鋳型内溶鋼湯面から鋳造方向８ｍ位置までの範囲、及び、垂直曲げ型連続鋳造機の上部矯正帯から鋳造方向４ｍ位置までの範囲は、通常の連続鋳造機の場合には下部矯正帯を十分外れる範囲である。
【００２６】
本発明は上記検討結果に基づきなされたもので、第１の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、湾曲型連続鋳造機の鋳型直下を開始点として鋳型内溶鋼湯面から鋳造方向８ｍの位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が３０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が１０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とするものである。
【００２７】
第２の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、垂直曲げ型連続鋳造機の上部矯正帯終了位置を開始点として上部矯正帯終了位置から鋳造方向４ｍの位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が３０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が１０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とするものである。
【００２８】
第３の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、湾曲型連続鋳造機の鋳型内溶鋼湯面から鋳造方向８ｍの位置を開始点として矯正帯開始位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が２０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が８００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とするものである。
【００２９】
第４の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、垂直曲げ型連続鋳造機の上部矯正帯終了位置から鋳造方向４ｍの位置を開始点として下部矯正帯開始位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が２０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が８００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とするものである。
【００３０】
第５の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、湾曲型連続鋳造機の矯正帯終了位置を開始点として鋳片切断位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が１５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とするものである。
【００３１】
第６の発明による連続鋳造鋳片の直送圧延方法は、垂直曲げ型連続鋳造機の下部矯正帯終了位置を開始点として鋳片切断位置までの範囲に、鋳造方向の長さが３５０ｍｍ以下であり、冷却水量密度が１５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上であるスプレーノズルが配置された第１ゾーンと、鋳造方向の長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍであり、冷却水量密度が５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上であるスプレーノズルと鋳片を支持するグリッドとが配置された第２ゾーンとを具備する急速冷却装置を設置し、第１ゾーンで鋳片表面温度を７００℃以下に冷却して急速冷却装置における鋳片表面の伝熱形態が核沸騰と膜沸騰との遷移領域になるように調整し、且つ、この急速冷却装置により鋳片をその表面温度がＡr1点以下になるまで冷却し、その後、冷却強度の調整若しくは断熱や加熱を施して鋳片表面温度をＡc3点以上に昇温し、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、熱間圧延機まで搬送して熱間圧延するか、または、加熱炉まで搬送して加熱炉で加熱した後に熱間圧延することを特徴とするものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図３は、本発明の実施の形態を示す図であって、急速冷却装置を備えた垂直曲げ型スラブ連続鋳造機の側面概略図である。
【００３３】
図３に示すように、垂直曲げ型スラブ連続鋳造機１は、溶鋼を注入して凝固させるための鋳型６と、対向する一対のロールを１組としてそれぞれ複数組のサポートロール７、ガイドロール８、ピンチロール９からなる、鋳片２を支持するための鋳片支持ロールと、鋳造された鋳片２を搬送するための複数本の搬送ロール１１と、搬送ロール１１の上方に位置して鋳片２の引き抜き速度と同調するガス切断機１０とを備えている。これらの鋳片支持ロールには鋳片２を冷却するための二次冷却装置（図示せず）が配置されている。ピンチロール９は鋳片２の引き抜きを駆動するためのロールである。
【００３４】
鋳片支持ロールの配列は、鋳型６直下の垂直部と、垂直部につながる湾曲部と、湾曲部につながる水平部の３つに分別され、垂直部から湾曲部への間に上部矯正帯１２が設置され、湾曲部から水平部への間に下部矯正帯１３が設置されている。図では上部矯正帯１２及び下部矯正帯１３ともに複数対の鋳片支持ロールに渡って矯正帯が設置されているが、一対の鋳片支持ロールで行っても良い。鋳型６から引き抜かれた鋳片２は上部矯正帯１２で曲げられ、更に下部矯正帯１３で曲げ戻されて鋳造される。
【００３５】
尚、湾曲型スラブ連続鋳造機の場合には、鋳型の内面自体が湾曲しており、鋳型を含む湾曲部と、この湾曲部につながる水平部の２つに分別され、図３に示す下部矯正帯１３の位置が湾曲した鋳片を水平に矯正する矯正帯となる。即ち、湾曲型スラブ連続鋳造機では、図３に示す上部矯正帯１２が設置されておらず、鋳型から湾曲部が開始されるが、その他の部分は図３に示す垂直曲げ型スラブ連続鋳造機１と同一であるため、ここではその説明は省略する。便宜上、図３に示す下部矯正帯１３は湾曲型スラブ連続鋳造機の矯正帯をも意味することとする。
【００３６】
鋳片表面をＡr1点以下まで冷却するための急速冷却装置１４がガイドロール８，８の間に設置されている。図３では、急速冷却装置１４が上部矯正帯１２の鋳造方向直下に設置されているが、急速冷却装置１４の設置位置は図３に示す位置に限るわけではなく、垂直曲げ型のスラブ連続鋳造機１の場合には、下部矯正帯１３の範囲を除いた、上部矯正帯１２を越えた以降から鋳片切断位置までの範囲の任意の位置に設置することができ、又、湾曲型スラブ連続鋳造機の場合には、矯正帯１３を除いた、鋳型直下以降から鋳片切断位置までの範囲の任意の位置に設置することができる。但し、前述したように、未凝固相４の有する顕熱及び潜熱により鋳片２を迅速に且つ高温度に復熱させるには、急速冷却装置１４を鋳型６に近い範囲に設置することが好ましい。
【００３７】
この急速冷却装置１４は、前述した図１に示すように、鋳造方向の上部側からプレゾーン１５、第１ゾーン１６、及び第２ゾーン１７の３つのゾーンから構成されている。プレゾーン１５には、グリッド１８と、このグリッド１８の間隙に設置されたフルコーン型スプレーノズル１９とが配置され、第１ゾーン１６には、グリッドは配置されずにフルコーン型スプレーノズル１９のみが配置されている。第２ゾーン１７には、グリッド１８及びグリッド１８ａの２種類のグリッドが、鋳片２が鋳片幅方向で必ず支持されるように鋳造方向で交互に配置され、これらグッリド１８，１８ａの間隙にはフルコーン型スプレーノズル１９が配置されている。図１では、急速冷却装置１４をガイドロール８，８の間に設置しているが、ピンチロール９とガイドロール８との間に設置しても良い。
【００３８】
前述したように、第１ゾーン１６はその鋳造方向長さを３５０ｍｍ以下とし、又、第２ゾーン１７はその鋳造方向長さを５００ｍｍ〜１５００ｍｍとする。各ゾーンの冷却水量密度は、急速冷却装置１４が設置される位置により以下のように規定する。
【００３９】
即ち、垂直曲げ型スラブ連続鋳造機１の場合、▲１▼急速冷却装置１４が上部矯正帯１２の終了点を開始点として上部矯正帯１２から鋳造方向４ｍの位置までの範囲に設置される場合には、第１ゾーンの冷却水量密度を３０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上、第２ゾーンの水量密度を１０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上とし、▲２▼急速冷却装置１４が上部矯正帯１２の終了位置から鋳造方向４ｍの位置を開始点として下部矯正帯１３の開始位置までの範囲に設置される場合には、第１ゾーンの冷却水量密度を２０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上、第２ゾーンの水量密度を８００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上とし、▲３▼急速冷却装置１４が下部矯正帯１３の終了点を開始点として鋳片切断位置までの範囲に設置される場合には、第１ゾーンの冷却水量密度を１５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上、第２ゾーンの水量密度を５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上とする。
【００４０】
又、湾曲型スラブ連続鋳造機の場合、▲１▼急速冷却装置１４が鋳型直下を開始点として鋳型内の溶鋼湯面５から鋳造方向８ｍ位置までの範囲に設置される場合には、第１ゾーンの冷却水量密度を３０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上、第２ゾーンの水量密度を１０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上とし、▲２▼急速冷却装置１４が鋳型内溶鋼湯面５から鋳造方向８ｍの位置を開始点として矯正帯１３の開始位置までの範囲に設置される場合には、第１ゾーンの冷却水量密度を２０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上、第２ゾーンの水量密度を８００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上とし、▲３▼急速冷却装置１４が矯正帯１３の終了点を開始点として鋳片切断位置までの範囲に設置される場合には、第１ゾーンの冷却水量密度を１５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上、第２ゾーンの水量密度を５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上とする。
【００４１】
プレゾーン１５は、本発明において必ずしも必要ではないが、ガイドロール８から直ちに第１ゾーン１６に移行する場合には、鋳片２が支持されない間隔が長くなり、バルジング発生の懸念があるが、プレゾーン１５を設置することによりり、鋳片２の支持を確保することができる。プレゾーン１５の鋳造方向長さは５０ｍｍ〜２５０ｍｍで十分である。
【００４２】
急速冷却装置１４をこのような構成にすることにより、急速冷却装置１４における鋳片２のバルジングを防止することが可能となる。尚、図１では２種類のグリッド１８，１８ａを採用しているが、１種類であっても又３種類以上であっても、鋳片２に割れや疵等を発生させないものであれば、どのような形状であっても構わない。
【００４３】
このような構成の垂直曲げ型スラブ連続鋳造機１を用いた本発明による直送圧延方法を以下に説明する。この場合、急速冷却装置１４が上部矯正帯１２から鋳造方向４ｍの位置までの範囲に設置されている前提で説明する。
【００４４】
浸漬ノズル（図示せず）を介して鋳型６内に溶鋼を鋳造する。溶鋼は鋳型６内で冷却されて凝固殻３を形成し、内部に未凝固相４を有する鋳片２になる。この鋳片２をピンチロール９の駆動力により、サポートロール７、ガイドロール８及びピンチロール９により支持しつつ、鋳型６の下方に連続的に引き抜く。引き抜かれた鋳片２は、上部矯正帯１２において平板状から円弧状に曲げられ、一方、下部矯正帯１３において円弧状から平板状に曲げ戻される。又、鋳片２はこれら鋳片支持ロールを通過する間に二次冷却帯で冷却され、鋳片２の凝固殻３の厚みが増大する。
【００４５】
上部矯正帯１２により矯正された鋳片２を、冷却水量密度を３０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上とした第１ゾーン１６において７００℃以下に冷却し、次いで、冷却水量密度を１０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 以上とした第２ゾーン１７においてＡr1点以下に冷却する。第１ゾーン１６で鋳片表面温度を７００℃以下に冷却することにより、第２ゾーン１７における鋳片表面の伝熱形態を核沸騰領域と膜沸騰領域との遷移領域に調整することができ、急速冷却装置１４により鋳片２をＡr1点以下まで冷却することが可能となる。
【００４６】
Ａr1点以下となる保持時間は１０秒間以上であれば上限値は特に限定されないが、冷却し過ぎると鋳片２の温度が下がり、直送圧延の省エネルギー効果が低下するので６０秒程度で十分である。１０秒間以上保持する理由は、フェライト＋パーライトへの変態を十分に起こさせるためである。短すぎるとこの変態が完全に終了せずに復熱してしまい、オーステナイト粒界と硫化物及び窒化物等の析出位置との分離が完全には実現しない可能性があるからである。
【００４７】
このように鋳片２を急速に冷却する理由は、未凝固相４が多量に残留している間に、鋳片表面温度を一旦Ａr1点以下に下げ、少なくとも１０秒以上Ａr1点以下に保持した後、復熱させて鋳片表面温度をＡc3点（フェライト＋パーライトがオーステナイトに変態する温度）以上に保持するためである。急速冷却しても鋼の熱拡散が小さいために凝固殻３の内部は温度低下せず、表面から深さ方向１５ｍｍ程度にしか熱拡散が及ばない。この結果、鋳片２の有する顕熱はほとんど失われることがない。ゆっくり冷却すると、表層がＡr1点以下になるまでに凝固殻３の内部も冷却され、結果的に顕熱が失われてしまうが、急速に冷却することで顕熱を失わず、効果的に復熱させることが可能となる。
【００４８】
鋳片２が急速冷却装置１４を通過したならば、二次冷却強度を調整して鋳片表面を復熱させる。鋳片２は多量の未凝固相４を内部に有しており、二次冷却強度を調整することで、未凝固相４の凝固潜熱及び顕熱により鋳片２を容易に復熱させることができる。それ故、鋳片２が内部に未凝固相４を有しているうちに、鋳片表面温度がＡc3点以上となるまで鋳片２を復熱させる。この場合、鋳片温度を高めるために、垂直曲げ型スラブ連続鋳造機１の出口（機端）付近まで未凝固相４を残し、連続鋳造機出口直前で鋳片２の凝固を完了させることが好ましい。凝固殻３の潜熱による復熱を連続鋳造機出口付近まで継続させることができるからである。鋳片２の有する顕熱及び潜熱のみでは十分に復熱させることができない場合には、バーナーや誘導加熱等で強制的に加熱する。
【００４９】
そして、鋳片表面温度をＡc3点以上に保持したまま、鋳片中心部まで完全に凝固させ、凝固した鋳片２を連続鋳造機出側に設置したガス切断機１０で所定長さに切断し、切断した鋳片２をＡc3点以上の高温に保持したまま搬送台車等により熱間圧延機に搬送して熱間圧延するか若しくは加熱炉で加熱した後に熱間圧延する。
【００５０】
この場合に、鋳片２の温度降下を防止するため、垂直曲げ型スラブ連続鋳造機１や搬送台車等に断熱材を取り付けても良い。更に、ＨＤＲプロセスの場合、鋳片２を熱間圧延機で圧延する前に、必要に応じて加熱手段を用い、表面温度を中心温度と同じにする程度の加熱を行っても良く、又、ＨＣＲプロセスの場合、鋳片２を加熱炉に装入する前に熱間状態で表面手入れを施しても良い。
【００５１】
図４は、第１ゾーン１６の鋳造方向長さが３００ｍｍで冷却水量密度が４４００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 、第２ゾーン１７の鋳造方向長さが７００ｍｍで冷却水量密度が１６００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 である急速冷却装置を上部矯正帯終了位置の直下に設置し、鋳片厚みが２３０ｍｍである低炭素鋼の鋳片２を鋳片引き抜き速度２．２ｍ／ｍｉｎで鋳造した場合の伝熱計算による鋳片表面温度履歴を示す図である。
【００５２】
図５は、第１ゾーン１６の鋳造方向長さが３００ｍｍで冷却水量密度が２５００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 、第２ゾーン１７の鋳造方向長さが７００ｍｍで冷却水量密度が１０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 である急速冷却装置を上部矯正帯終了位置から約６ｍ下流位置に設置し、鋳片厚みが２３０ｍｍである低炭素鋼の鋳片２を鋳片引き抜き速度２．２ｍ／ｍｉｎで鋳造した場合の伝熱計算による鋳片表面温度履歴を示す図である。
【００５３】
又、図６は、第１ゾーン１６の鋳造方向長さが３００ｍｍで冷却水量密度が２０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 、第２ゾーン１７の鋳造方向長さが７００ｍｍで冷却水量密度が６００ｌ／ｍｉｎ・ｍ2 である急速冷却装置を下部矯正帯終了位置から約３ｍ下流位置に設置し、鋳片厚みが２３０ｍｍである低炭素鋼の鋳片２を鋳片引き抜き速度２．２ｍ／ｍｉｎで鋳造した場合の伝熱計算による鋳片表面温度履歴を示す図である。
【００５４】
これらの図から明らかなように、急速冷却装置１４により鋳片表面温度はＡr1点以下まで冷却可能であることが分かる。尚、図４〜図６は後述する実施例で用いた垂直曲げ型スラブ連続鋳造機における伝熱計算結果である。
【００５５】
このようにして連続鋳造鋳片の直送圧延を行うことで、鋳片２の表面温度は確実に且つ所定時間Ａr1点以下の温度まで一旦冷却されるので、熱間圧延時には鋳片２の表層部は微細な再結晶オーステナイト構造になり、熱間圧延による表面疵の発生が極めて少なく、表面性状に優れた鋼板を直送圧延により製造することが可能となる。又、鋳片表面を一旦Ａr1点以下まで低下させる際に急速に低下させるので、鋳片２の有する顕熱はほとんど失われることがなく、その後の未凝固相４の顕熱及び潜熱を利用した復熱により鋳片２を容易にＡc3点以上することができ、鋳造後の鋳片加熱を必要としない、省エネルギー効果が大きい高温鋳片を得ることができる。
【００５６】
尚、上記説明はスラブ連続鋳造機に関して行ったが、スラブ連続鋳造機に限らず、ブルーム連続鋳造機やビレット連続鋳造機でも上記説明に準じて本発明を実施することができる。
【００５７】
【実施例】
連続鋳造機の長さ（鋳型上端から機端までの長さ）が４５ｍ、鋳型長さが０．９ｍ、鋳型上端から上部矯正帯終了位置までの長さが３．５ｍ、湾曲部の半径が１０ｍ、下部矯正帯が鋳型上端から１７．５ｍ〜１９．５ｍの範囲である、急速冷却装置を備えた垂直曲げ型スラブ連続鋳造機により鋳造した鋳片を用いてＨＤＲプロセスによる薄鋼板の製造試験（試験Ｎo.１〜１０）を実施した。試験では、急速冷却装置により鋳片を冷却しながら、厚みが２３０ｍｍ、幅が１２００ｍｍの低炭素鋼鋳片を２．２〜２．４ｍ／ｍｉｎの鋳片引き抜き速度で鋳造した。
【００５８】
試験Ｎo.１〜４では、図１に示す急速冷却装置を鋳型上端から４．０ｍ〜６．０ｍ下流の範囲に設置した。その際に、第１ゾーンの長さを３００ｍｍと３６０ｍｍの２水準にすると共に、急速冷却装置における冷却数量密度を種々変更して試験した。急速冷却装置の鋳造方向長さは、１５０ｍｍ長さのプレゾーンを含めて合計で２．０ｍである。
【００５９】
試験Ｎo.５〜７では、図１に示す急速冷却装置を鋳型上端から１２．０ｍ〜１３．１ｍ下流の範囲に設置した。この場合、プレゾーンの長さを１００ｍｍ、第１ゾーンの長さを３００ｍｍ、第２ゾーンの長さを７００ｍｍとし、急速冷却装置における冷却数量密度を種々変更して試験した。
【００６０】
試験Ｎo.８〜１０では、図１に示す急速冷却装置を鋳型上端から２０．０ｍ〜２１．１ｍ下流の範囲に設置した。この場合、プレゾーンの長さを１００ｍｍ、第１ゾーンの長さを３００ｍｍ、第２ゾーンの長さを７００ｍｍとし、急速冷却装置における冷却数量密度を種々変更して試験した。
【００６１】
又、比較のために、急速冷却装置が設置されず、通常のガイドロール及び二次冷却構造の垂直曲げ型スラブ連続鋳造機により鋳造した鋳片のＨＤＲプロセスによる薄鋼板の製造試験（試験Ｎo.１１〜１３）も実施した。この場合の鋳造条件は、鋳片冷却条件以外は上記と同一とした。
【００６２】
試験では、鋳造中及びガス切断機で切断した直後の鋳片表面温度を測定し、又、熱間圧延した薄鋼板の表面を観察して疵発生率を調査した。そして、鋳片表面温度及び鋼板の疵発生率に基づき、鋳片のオーステナイトからフェライト＋パーライトへの変態の程度を判定した。表１に、急速冷却装置を備えた垂直曲げ型スラブ連続鋳造機による試験条件及び試験結果を示し、又、表２に、急速冷却装置を備えていない垂直曲げ型スラブ連続鋳造機による試験条件及び試験結果を示す。表１及び表２における評価の欄の○印は「良好」、△印は「不良」、×印は「不可」を表示している。
【００６３】
【表１】
0004055440.tif 000002
【００６４】
【表２】
0004055440.tif 000003
【００６５】
表１及び表２に示すように、試験Ｎo.１、試験Ｎo.２、試験Ｎo.５、試験Ｎo.６、試験Ｎo.８、試験Ｎo.９は急速冷却装置を用いたにも拘わらず、急速冷却装置における冷却水量の密度が低いため、フェライト＋パーライトへの変態が完了せず、熱間圧延後の薄鋼板で疵発生が見られた。試験Ｎo.３は急速冷却装置の第１ゾーンが３６０ｍｍと長いため、鋳片にバルジングが発生し、鋳片形状が不均一となり、熱間圧延工程での通板が不可能となり熱間圧延を中止した。試験Ｎo.１１及び試験Ｎo.１３はフェライト＋パーライトへの変態が完了せず、熱間圧延後の薄鋼板で疵発生が見られた。試験Ｎo.１２はフェライト＋パーライトへの変態が起こり、薄鋼板の疵発生率は低かったが、鋳片表面温度が低くなりすぎ、鋳片加熱原単位が高くなり、ＨＤＲプロセスを採用するには不適当であった。これに対して、試験Ｎo.４、試験Ｎo.７、試験Ｎo.１０はフェライト＋パーライトへの変態が完了して薄鋼板での疵発生率が低くなり、且つ鋳片温度を高く保持させることができた。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、鋳片はその表面温度がＡr1点の温度まで確実に且つ急速に冷却されて相変態が生じるので、ＨＤＲプロセスやＨＣＲプロセスにおける熱間圧延時の表面疵を確実に防止することができ、表面性状に優れた鋼板を直送圧延方法により製造することが可能となる。又、鋳片表面を急速に冷却するので、鋳片の有する顕熱を大幅に失うことなく、その後の未凝固相の顕熱及び潜熱を利用して省エネルギー効果が大きい高温鋳片を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いた急速冷却装置の概略図である。
【図２】鋳片表面温度と伝熱形態及び熱伝達係数との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す図であって、急速冷却装置を備えた垂直曲げ型スラブ連続鋳造機の側面概略図である。
【図４】本発明を適用した場合の伝熱計算による鋳片表面温度履歴を示す図である。
【図５】本発明を適用した場合の伝熱計算による鋳片表面温度履歴を示す図である。
【図６】本発明を適用した場合の伝熱計算による鋳片表面温度履歴を示す図である。
【符号の説明】
１  垂直曲げ型スラブ連続鋳造機
２  鋳片
３  凝固殻
４  未凝固相
５  溶鋼湯面
６  鋳型
１２  上部矯正帯
１３  下部矯正帯
１４  急速冷却装置
１５  プレゾーン
１６  第１ゾーン
１７  第２ゾーン
１８  グリッド
１９  スプレーノズル
【図１】
0004055440.tif 000004
【図２】
0004055440.tif 000005
【図３】
0004055440.tif 000006
【図４】
0004055440.tif 000007
【図５】
0004055440.tif 000008
【図６】
0004055440.tif 000009