JPH01306057A - Ｔｉ含有鋼の連続鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＴｉ含有鋼の鋳片表層の湯面保温材系３陥を防
止する。Ｔｉ含有鋼の連続鋳造法に関するものである。

〔従来の技術〕

連続鋳造は、鉄鋼製造工程における造塊〜分塊工程の省
略に伴う歩留向上、省エネルギー、省力化をもたらし、
その適用分野は、板厚等の物理的要因を除けばほぼ１０
０％に達しつつある。中でも、冷間圧延以降の焼鈍工程
の連続化・高速化のため、焼鈍時間の短縮化をねらって
、Ｔｉを用いて鋼材中のＣ，Ｎを固定することを目的と
した含Ｔｉアルミキルド鋼の製造が盛んに行われζいる
。

従来から、連続鋳造に使用される湯面保温材は一般的に
、ＳｉＯ２、ＣａＯ１Δｌ１ｚＯｓ　、Ｎａ”　、Ｆ−
などの原料と、溶融性コントロールのために添加するＣ
から成る組成を有している。Ｔｉ含有鋼においてこれら
湯面保温材が原因となる表面欠陥防止技術として、湯面
保温材の吸水性を下げる目的でＮａなどのアルカリ金属
イオンを含まない成分系を採用して鋳片表面のピンホー
ル等の欠陥を抑制する湯面保温材（特開昭６０−１２７
０５４　＞や、湯面保温材中のＣａＯと、溶鋼中のＴｉ
と湯面保温材のＳｉｎｇが反応した結果生じるＴｉＯ□
と湯面保温材中のＣａＯが化合して、高融点のＣａＴｉ
０ｚ（Ｐｅｒｏｕｓｋｉｔｅ）を湯面保温材中に生成す
るのを防止するため、ＢａＯ／ＳｉＯ□の比を１．０〜
３．０に調整したＴｉ含有鋼鋳造用粉末添加剤（特開昭
５（ｉ−９１９７６）　、あるいは含Ｔｉアルミキルド
鋼において溶鋼中に０．００１〜ｏ、ｏ　Ｏ５ｗＬ％の
Ｃａを添加してノズルの詰まりを防止し、溶ｗＪ？ｌの
乱れによる湯面保温材の物理的巻き込みを用１制する鋳
造方法（特開昭６１−１／１５７　）などが提案されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように含Ｔｉアルミキルド鋼の鋳造法は、かなり
改善がなされてきたが、鋳片のごく表層（表面から１０
龍以内の深さの位置）に発生ずる、湯面保温材溶融スラ
グと同し組成をもつ表層介在物の発生防止に関する有効
な対策は見出されていなかった。

本発明は、上述のような問題に鑑み、その目的とすると
ころは、Ｔｉ含有鋼の連続鋳造の際、湯面保温材系の表
層介在物による表面欠陥の発生を防止することにより、
健全な鋳片表面を得るものである。

〔課題を解決する手段〕

本発明は上記目的を有利に達成するためとしたもので、
その要旨とするところは　Ｔｉを０．０１０〜０．１５
０ｗｔ％含有した綱を連続鋳造するに際し、鋳造中の溶
鋼と湯面保温材との界面における溶鋼中のＴｉ、　Ｓｉ
および湯面保温材中の５ｉ０２．　ＴｉＯ□の濃度を （ＴｉＯ２）・　（Ｓｉ）　／　（Ｔｉ）　　・（Ｓｉ
Ｏ２）＞７．ＯＸｌ０−３として鋳造することを特徴と
するＴｉ含有鋼の連続鋳造法に関するものである。

〔作　用〕

含Ｔｉアルミキルド鋼では、溶鋼中のＨに加えて、酸素
との親和力の高いＴｉを含んでおり、このＴｉが、 Ｔｉ＋５ｉ（ｈ−◆５ｉ−１−ＴｉＯ□　　・・・　（
１）なる湯面保温材中の５ｉＯｚの還元反応を起こしや
すい条件下で連続鋳造している。この還元反応（１１が
発生すると溶鋼−湯面保温材界面での界面張力が局部的
に低下して、溶鋼側に湯面保温材の溶融したスラグの懸
濁層を形成することが調査の結果間らかになった。この
懸濁層は溶鋼−スラグ界面近傍に存在し、溶鋼の凝固の
際、鋳片表層近くに捕捉されやすいため表面欠陥を発生
し易く、含Ｔｉアルミキルド鋼の鋳造の際の大きな問題
であった。

一般に性質の異なる２つの相が接触する場合、両相は界
面張力の釣り合いによって境界面を形成するが、この２
相間で化学反応等による物質の出入りがあると、界面張
力が大幅に低下することが知られている。例えば、溶鉄
とＣａＯ・ＳｉＯ□・Ａ　？　ｚｏｘ系スラグ間の界面
張力に及ぼす化学反応の影響について、Ｆｅ−Δβ系、
Ｆｅ−Ｔｉ系の溶鋼とＣａＯ・５ｉ０２・Ａ　ｌ　ｔａ
ｘ系スラグ間の界面張力が化学反応によって大幅に低下
するという報告がある（大片ら、鉄と鋼　第５８年（１
９７２）第７号　Ｐ、　１２−２３）。またＦｅ−Ａ　
ｌｌ！系を８綱とＣａＯ・ＳｉＯ□・＾１２０３系スラ
グ間の界面張力の化学反応影響についても報告がある（
　Ｐ、Ｖ、Ｒｉｂｏｕｄ　ａｎｄ　ｅｌ、　Ｃａｎａｄ
ｉａｎＭｅｔａｌｌｕｇｉｃａｌ　Ｑｕａｒｔｅｒｌｙ
　２０　（１９８１）　１９９−２０８　）。

しかし、これらの報告は、基本的なＣａＯ・５ｉ０２・
へ１ｚｏ３３元系のスラグと溶鋼との界面のデータであ
り、連続鋳造に使用する湯面保温材とＴｉ含有鋼との間
での調査は十分になされていなかった。

特に、本発明者等の調査によれば含Ｔｉアルミキルド鋼
では、溶鋼中のＴｉが湯面保温材中の５ｉｎ２と前記の
反応（１）を起こすことによって、溶鋼−湯面保温材界
面の著しい表面張力の低下をまねく。

湯面保温材と溶鋼の反応は、（１）以外にも、４八６＋
３Ｓｉ０２−修３Ｓｉ−ｔ２八１２０３　　・・・（２
）２Ｍｎ４ＳｉＯｚ→Ｓｉ＋　２Ｍｎ０　　　　　　　
＝−（３１などが考えられるが、反応（２）、（３）の
双方とも（１）に比べて、実用的なＴｉ含有鋼の組成で
ある、０．（１０５ｗｔ％≦　八β　≦　０．１００ｎ
む％、　０．１０ｗｔ％≦ｌ’Ｉｎ≦１．５０ｗｔ％、
０．０１ｗｔ％≦Ｓｔ≦０．３０ｗＬ％では、界面張力
低下に与える影響が小さいので害が小さい。

本発明者等はＴｉ含有層の異なる溶鋼について、連続鋳
造鋳型内において溶鋼表面から２０ｍ＠位置より溶鋼の
一部を採取し、これを表面研削して湯面保温材系介在物
の個数を調査した。

このときの溶鋼成分を第１表に、また湯面保温材の組成
を第２表に示し、調査結果を第１図に示す。

Ｔｉを含まないアルミキルド鋼では、溶鋼中に）易面保
温材系渚融スラグの懸濁相が比較的少ないのに対し、含
Ｔｉアルミキルド鋼では、Ｔｉの濃度が上昇するにつれ
て湯面保温材系溶融スラグの個数が多くなる。即ち、？
８鋼中に漂う咳？容融スラグの単位溶鋼重量当たりの個
数がＴｉの濃度とともに増加する。これは、反応（１）
が発生ずることで、界面の懸濁が生じたことを示すもの
である。

第２図には、このとき界面における溶融スラグ中のＴｉ
１２増加■をしめす。溶鋼中のＴｉ濃度の増加とともに
ＴｉＯ□の生成量もぞかしている。

従って、反応（１）の発生を防止することが、含Ｔｉア
ルミキルド鋼の表層欠陥の発生防止には極めて重要であ
る。溶融スラグ中のＳｉＯ□の還元反応の発生防止のた
めには、反応生成物であるＳｉおよび、Ｔｉ１２を予め
反応系に添加して、平衡に近い状態を現出して反応の抑
制をはかることが有効である。

しかし、５ｒＯｔはＴｉＯ□に比べて、化学的に不安定
であり、完全に反応（１）の発生を防止するような平換
ｉ条件を？８綱−湯面保温材界面に現出することは、事
実上難しい。

ここに上記調査により得られたデータを詳細に解析した
ところ第３図に示すとおり、Ｔｉ＝０．０１５ｗＬ％程
度のＴｉの比較的少ない含Ｔｉアルミキルド鋼では、鋳
片の表層に存在する湯面保温材系介在物の発生による不
良率が非常に小さく、完全に）詭濁相の生成を防止しな
くても、工業的には十分実用に問題のないことを確認し
ている。

第３図に示した条件下で不良率がＯになるＴｉ＝０．０
１５％における（ＴｉＯ２）、（Ｓｉ）、（Ｔｉ）、（
ＳｉＯｚ）の各成分値は、（ＴｉＯｚ）　　・　（Ｓｉ
）　／　（Ｔｉ）・　（ＳｉＯｚ）　＝　７．　ＯＸ　
ｔ　０−ｆｆである。

しかして更にＴｉ濃度の高い鋼について調査した結果を
第４図に示すが、（Ｔｉ０ｚ）　　・　（Ｓｉ）　／　
（Ｔｉ）・　（ＳｉＯｚ）が７．０ＸＩＯ−”以上であ
れば、Ｔｉ濃度に関係なく懸濁相の生成が防止され不良
鋳片発生率を大Ｉ１１に低下させることができることが
判明した。

ここにＳｉＯ□の還元反応の熱力学的な取り扱いは、本
来、各成分の活量で議論されるべき問題であるが、多元
系スラグ中のＴｉ０ｚ、ＳｉＯ□の活量は正確に求めら
れないので、簡易的に各成分の濃度（ｗｔ％）の比で示
すのが実用上有効である。

このようなことから本発明は溶鋼と湯面保温材との界面
における）容綱中のＴｉ、　Ｓｉおよび湯面保温材中の
５ｉＯｚ、　ＴｉＯ□の濃度を（ＴｉＯ２）・　（Ｓｉ
）　／　（Ｔｉ）・　（ＳｉＯ２）　＞７．ＯＸ　１０
−’どして限定するものである。

ここに本発明においては鋳造しようとするＴｉ含有鋼の
Ｔｉの所が決定すれば、それに応じたその他の組成の最
適な組み合わせが決定される。

また対象とするＴｉ含有鋼のＴｉ含有■を０．０１０〜
０．１５０ｗｔ％としたのは、０．０１０ｓｔ％以下で
は鋼中のＣ，Ｎを充分に固定できないので目標とする月
質確保が困難となる。

一方、０．１５０ｗｔ％を越える名指の含有は鋼の焼鈍
温度を大幅に上昇させたり、鋼の強度（Ｙ、Ｐ）が必要
以上に高くなり、材質」二好ましくないため、０．０１
０〜０．１５０ｗｔ％に制限される。その池の鋼中成分
については、特に限定するものではないが、０゜１０〜
１．５０匈Ｌ％、　八７！：　０．００５　〜０．１０
０　ｗＬ％、を基本成分とし、Ｃｒ、Ｎｉ＋　Ｍｏｌ　
Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｂ、Ｃｕ＋　Ｃａ。

ＲＥＭ等の元素を１種以上含有させたＴｉ含有鋼に有利
に適用しうるちのである。

（実施例） 転炉〜二次精錬により溶製した第３表に示すような組成
の含Ｔｉアルミキルド鋼を第４表で示すような湯面保温
材を用いて鋳造した。連続鋳造機は湾曲半径１０．５ｍ
Ｒ鋳こみ点から矯正点までの長さは１６．８ｍのｌし一
ドル２ストランドの湾曲型連続鋳造機である。

これら溶鋼と湯面保温材の組み合わせによる調査の結果
を第５表に示す。第５表で、両相間における、Ｋ　＝　
（Ｔｉｌｔ）　　・　（Ｓｉ）　／　（Ｔｉ）　　・　
（ＳｉＯ２）であり、又鋳片の表層を２ｍｌ切削した鋳
片表層直下の湯面保温材の介在物欠陥の発生率を、Ｄ（
個／ｍ２）にて示す。

鋳造の条件は以下のとおりである。

鋳造速度：１．０〜１．３　ｍ／ｍｉｎ溶鋼温度：１５
６０℃ 比水量：　１．３９１！　／ｍｉｎ 鋳片寸法：厚２４５■劇×中１２００龍上表から本発明
実施例■〜■は何れもＩ（の値が７．０Ｘ１０−’以上
となっており、溶鋼と湯面保温材界面における懸濁用が
大１１１に低減し、その結果りの”直も極めて低い値と
なっており、鋳片表面手入れを省略して圧延に供した結
果、製品検査で全て合格した。これに対し比較例の■〜
■はＫの値が低いため、鋳片段階で片面６龍の溶剤手入
れをしたのち圧延に共したが、Ｄすなわち湯面保温材系
介在物個数が多く、表層にスリバー状欠陥が多発して不
合格となった。

〔発明の効果） 以上詳細に述べた如く、本発明によればＴｉ含有鋼の連
続鋳造において、湯面保温材中のＳｉＯ□の鋼中Ｔｉな
による還元反応が効果的に抑制できるため、溶鋼−湯面
保温材界面近傍の懸濁用の発生が大１＋に抑制され、湯
面保温材系介在物欠陥が激減し、無欠陥鋳キの製造が可
能である。

このため、鋳片表層の手入れが不要で歩留向上と玉量短
縮が達成されるとともに、直送圧延が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶鋼中のＴｉ濃度と溶鋼中の湯面保温（４系介
在物個数の関係を示すグラフ。 第２図は溶鋼中のＴｉ濃度と溶鋼−湯面保温材界面にお
ける溶融スラグ中のＴｉ１ｔ増加■との関係を示すグラ
フ。 第３図は鋳片の不良率と溶鋼中のＴｉ濃度および鋳造条
件下の（Ｔｉｌｔ）　　・　［Ｓｉ）　／　（Ｔｉ）　
　・　（ＳｉＯ２）の値を示したグラフ。 第４図は（ＴｉＯｚ）　　・　（Ｓｉ）　／　（Ｔｉ）
　　・　（Ｓｉｎ、）と不良率の関係を示すグラフであ
る。 第１図 第２図 溶鋼中のＴ＋濃度Ｔｗｔ％） 第３図 溶鋼中のＴ１濃度（ｗｔ％） 第４図 （〃）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｔｉを０．０１０〜０．１５０ｗｔ％含有した鋼を連続
   鋳造するに際し、鋳造中の溶鋼と湯面保温材との界面に
   おける溶鋼中のＴｉ、Ｓｉおよび湯面保温材中のＳｉＯ
   ＿２、ＴｉＯ＿２の濃度との関係を（ＴｉＯ＿２）・〔
   Ｓｉ〕／〔Ｔｉ〕・（ＳｉＯ＿２）＞７．０×１０＾−
   ＾３となるように湯面保温材を選定使用して鋳造するこ
   とを特徴とするＴｉ含有鋼の連続鋳造法。