(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造鋳片を加熱炉にて加熱するに当たり、その加熱炉へ装入する前の、無手入れ状態の該鋳片表面に、主成分としてCaO とSiO2を含み、かつMgO, Na2O, Al2O3, B2O3, Fe2O3, Fe3O4, BaO, Li2O および MnOのうちから選ばれる少なくとも１種以上の酸化物を含有する酸化促進剤を塗布し、その後加熱炉に装入して加熱することを特徴とする連続鋳造鋳片の加熱方法。
【請求項２】
酸化促進剤の塗布量を固形分で50〜300 g/m2とすることを特徴とする請求項１に記載の加熱方法。
【請求項３】
塗布前の鋳片表面温度を 200〜900 ℃に保持することを特徴とする請求項１に記載の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造鋳片の加熱方法に関し、とくにステンレス鋼や高クロム合金鋼などの連鋳鋳片の表面性状を簡便な手法にて改善するための加熱前処理方法についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、金属の連続鋳造、とくに、鋼の連続鋳造の分野においては、省エネルギーの観点から、ホットチャージ圧延 (以下、「ＨＣＲ」という）あるいは直接圧延 (以下、「ＤＨＣＲ」という）検討されている。
上記のＨＣＲやＤＨＣＲを実施する際に必要な条件は、連続鋳造により得られた鋳片の表面やその表皮下に、割れ、非金属介在物、偏析あるいはノロ噛み等の欠陥がないことである。そのため、従来は、鋳造速度の上限を規制したり、鋳型潤滑剤の改良を図ったり、二次冷却条件の最適化、鋳型内における溶鋼の流動を制御するための電磁ブレーキ設備を設置したり、あるいは鋳型内溶鋼の湯面制御などの各種の対策を試みてきた。
【０００３】
しかしながら、このような対策を施しても実際のところは鋳片の表面欠陥を完全に無くすまでには至っておらず、これに起因した製品品質の不良を招くことがしばしばであった。このため、このような品質不良が発生する恐れがある場合には、ＨＣＲやＤＨＣＲの適用を避け、常法に従って高温の鋳片をいったん冷却するか、あるいは高温のままでその表面をスカーフィングして予め鋳片表面の欠陥を取り除く方法に変更していた。しかし、このような対策では、鋳片の温度低下、スカーフィング工程の追加、歩留り (良片歩留り) の低下が避けられないという既存の問題点がそのまま残った。しかも、こうした対策については、ＨＣＲやＤＨＣＲの本来の目的である省エネルギーの効果が十分に達成できないという不具合があった。
【０００４】
かかる不具合を解消する手段として従来、特開平８−49018 号公報では、18wt％以上のクロム含有高合金鋼を対象に、加熱炉に装入する前に、スラブ表面にアルカリ金属もしくは、アルカリ土類金属の酸化物、無機酸塩または有機酸塩の１種類または２種類以上を 100 g/m2 以上塗布し、酸化雰囲気中において1200℃以上の温度で30分以上加熱することによって、鋳片表面の酸化を促進し、表面欠陥をスケールと共に剥離する方法を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術の場合、以下のような問題点が挙げられる。
ａ．酸化促進剤として使う、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物、無機酸塩または有機酸塩というのは、酸化腐食能が極めて高く、鋼と反応すると低融点酸化物を形成しやすい。そのため、このような低融点酸化物が加熱炉内において鋳片の支持金具と反応し、この支持金具の寿命を短くすること、
ｂ．鋳片の表裏面に塗布した酸化防止剤は、鋼との反応によって加熱炉温度よりも低い低融点酸化物を形成する。この低融点酸化物のうち、とくに鋳片下面に形成されたものは、鋼を十分に酸化させる前に重力により落下しやすいため、鋳片下面においては上面に比べてスケール厚みが薄くなる。従って、下面側に当たる圧延製品表面での欠陥発生が防止できないという問題点があった。
ｃ．アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の化合物は、酸化性が強く、酸化しやすい他の鋼種に適用する場合、条件によっては粒界酸化を促進し、逆に製品表面にヘゲを発生するという問題点がある。
【０００６】
本発明の主たる目的は、従来技術が抱えている上述した問題点を解決し、連続鋳造鋳片の表面酸化膜を有利に形成するための方法を提案することにある。
本発明の他の目的は、低融点酸化物の形成や不均一酸化膜の形成、あるいは粒界酸化を助長させないための鋳片の加熱前処理方法を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上掲の目的を実現するための鋳片の加熱方法, とくに加熱前処理の方法として本発明は、連続鋳造鋳片を加熱炉にて加熱するに当たり、その加熱炉へ装入する前の、無手入れ状態の該鋳片表面に、主成分としてCaO とSiO2を含み、かつMgO, Na2O, Al2O3, B2O3, Fe2O3, Fe3O4, BaO, Li2O および MnOのうちから選ばれる少なくとも１種以上の酸化物を含有する酸化促進剤を塗布し、その後加熱炉に装入して加熱することを特徴とする連続鋳造鋳片の加熱方法を提案する。
本発明においては、酸化促進剤の塗布量を固形分で50〜300 g/m2とすることが好ましい。
また、本発明においては、塗布前の鋳片表面温度を 200〜900 ℃に保持することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、特に、ＨＣＲやＤＨＣＲの本来の目的である無手入れ圧延や省エネルギーの効果を十分に発揮することを本来の目標とする技術である。
従って、本発明において重要なことは、連続鋳造された鋼鋳片を加熱炉に装入するまえに、無手入れ状態のまま、即ち酸化スケールを除去していない鋳片表面上に、酸化スケールの生成を促進する複数の酸化物を含有する酸化促進剤を、鋳片の上下面にスプレー塗布し、その後加熱炉に装入して加熱することである。
【０００９】
本発明で使用する酸化促進剤の化学成分につき、主成分をCaO とSiO2をベースとして用いる理由は、酸化促進剤の反応性を制御しやすいからである。これらCaO , SiO2は各々５〜80mass％, 合計では20〜85mass％以上含有させることが好ましい。この理由は、少なすぎると低融点化しすぎたり、あるいはスケール生成促進効果が乏しく、一方、多すぎると多寡融点化し、スケール生成促進効果が乏しくなるためである。
【００１０】
上記の主成分に対しては、さらにMgO, Na2O, Al2O3, B2O3, Fe2O3, Fe3O4, BaO, Li2O, MnOのうちから選ばれる少なくとも１種以上の酸化物を各々５〜30mass％の範囲内で添加含有させることが好ましい。この範囲が好ましい理由は、鋳片表面に生成した酸化スケールとの低融点酸化物を生成させ、地鉄と酸化促進剤の境界での酸素イオンおよび鉄イオンなどの酸化に寄与する元素イオンの拡散移動速度および／または拡散移動量を増し、酸化スケール生成速度を高めるためである。従って、少なすぎたり多すぎたりすると、鋳片表面に生成した酸化スケールとの低融点酸化物を生成し難くなるからである。
なお、上記添加酸化物のMgO, Na2O, Al2O3, Li2O, BaO, Fe3O4, MnO またはFe2O3 については、５〜20mass％の範囲内で含有させるのが一層好適である。
【００１１】
また、発明者らは、鋳片表面に存在する酸化スケールとその表面に塗布した上記酸化促進剤との関係について調査した。その結果によると、鋳片表面から予め酸化スケールを除去せずその上に酸化促進剤を塗布したほうが、予め酸化スケールを除去してから酸化促進剤を塗布した場合よりも酸化スケールがより厚く、例えば極低炭素鋼, SPCC, SUS 304, SUS 430では 5〜15％増加することがわかった。
従って、本発明方法については、鋳片表面の酸化スケールを除去しないで、無手入れのまま酸化促進剤を塗布することが望ましい。
【００１２】
なお、本発明においては、鋳片表面に塗布する酸化促進剤の塗布量は、塗布剤の酸化スケール促進効果の程度と加熱温度、雰囲気条件に従って増減すればよく、固形分換算で50〜300 g/m2とする。その理由は、この塗布量が50 g/cm2未満ではスケール生成が不均一になり、一方 300 g/m2 を超えるとスケール生成促進効果が飽和するためである。
【００１３】
酸化促進剤を塗布する鋳片は、200 〜900 ℃程度の熱鋳片の表面に均一にかつムラなく効率的に塗布する。鋳片の温度は高すぎても低すぎても好ましくない。すなわち、900 ℃超ではムラが発生しやすくなり、また、200 ℃未満では塗料の乾燥が不十分で、時として塗料がダレ落ちる。
また、該酸化促進剤は水溶液に調整するが、上記の成分に加えてさらに分散剤や増粘剤を添加してもよい。
また、塗布の方法としては、スプレー塗布法が好ましい。これは、高温鋳片への塗布の場合、刷毛やどぶ付け法では均一にムラなく塗布できないためである。
【００１４】
【実施例】
表１に示す成分組成を有する２種の鋼をそれぞれ、連続鋳造設備 (機長38.6m)を用いて、鋳造速度1.2 〜2.0 m/min のもとで連続鋳造し、得られた長さ10ｍ，幅 900〜1560mm, 厚さ 260mmの連鋳鋳片を、ＤＨＣＲ (加熱炉への装入時の鋳片表面温度：710 〜830 ℃、加熱炉内温度1150℃、在炉時間 110〜130 分) し、これを最終的に 0.4〜1.5 mm厚に冷間圧延した。こうして得られた冷延鋼板について、その表面欠陥 (ヘゲ、スリーバー) の発生率［＝ (欠陥発生長さ／コイル長さ) ×100 ］を調査した。
【００１５】
また、この実施例では、図１に示すように、二次冷却帯１を出た任意の長さに切断された高温の連鋳鋳片２を、加熱炉３の入り側において、空気圧力：3.5 kgf/cm2 , ノズル本数10本／片面、ノズル間隔：150 mm、空気流量：36 Nl/min/本、ノズルチップ先端から鋳片までの距離：200 mm、鋳片幅方向に対する垂直方向となすノズルからのスプレー噴射角度：０度、スプレー噴射開き角度：20度、ノズル振り角度：15度、のスプレーヘッダー４を用いてスプレー塗布を実施した。なお、図示の５は酸化促進剤用タンクである。
塗布前の鋳片表面温度は 750〜860 ℃であった。酸化促進剤の塗布量 (水分抜き) については、鋳片搬送速度を調整することによって極低炭素鋼で 100〜150 g/m2、低炭素鋼で50〜80g/m2に調整した。そして、鋳片への塗布は、排気・集塵設備を備えた塗布用チャンバー内を通過させながら実施した。
なお、スプレー塗布は、切断した値への長さ半分のみとし、残りの半分は比較例とするため塗布しない条件で実施した。
表２は酸化促進剤の組成を示し、また、表３には冷延板表面欠陥発生率を示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
【表２】
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【００１８】
【表３】
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【００１９】
表３に示す結果から明らかなように、発明例では比較例に比べ冷延板欠陥率が激減しており、この発明によれば、連続鋳造における特有の表面欠陥をほぼ完全に回避できることが確認できた。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、連続鋳造において発生する鋳片表面欠陥を、余分な鋳片表面手入れ工程を付加することなしにほぼ100 ％回避でき、スケール生成, 除去できる程度の表面欠陥の存在する鋳片をＨＣＲ，ＤＨＣＲし、無欠陥製品が製造できるという格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続鋳造設備から加熱炉までの構成図である。
【符号の説明】
１  ２次冷却帯
２  連鋳鋳片
３  加熱炉
４  スプレーヘッダー
５  酸化促進剤用タンク
【図１】
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