JPH0327850A - 中炭素鋼の連続鋳造方法 - 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】 く産業上の利川分野〉 本発明は、炭素を０．０８〜０．　１６重量％（以下％
と略ず）含有し、一ａに中炭素鋼とｕＩばれる鋼の連続
鋳造において、鋳片表而に縦割れのない熊欠陥鋳片を得
る連続鋳造方法に関するものである．く従来の技術〉 炭素含イＴＷｋが０．０８〜０，１６％のいわゆる中炭
素鋼は連ｖｔｉｉ造時にＥＲ片表面に縦δｑれが発生し
やすい．このような縦割れの発生機構については従来種
々の研究がなされている．中炭素鋼において縦割れが発
生しやすいのは、０．０８〜０．１６％の炭素含有量は
包晶変態領域であるためである．この変態応力が加わる
ため凝固シェルの成長の遅い部分と速い部分の差、すな
わち凝固シェルの不均一度が大きいためである．この凝
固シェルの不均一度は鋳型内の初期抜熱量と相関があり
、緩冷却化するごとにより凝固シェルの不均一度を緩和
できるどいうことは公知となっている． これらの先行技術としては、特開昭５０　−　０５９２
２９号公報に表面疵の少ない広幅連続鋳造スラブの製造
方法として、オイルキャスティング法とパウダーキャス
ティング法とを併用することによって、鋳型内ｔ８ｗ４
の不均一冷却による縦割れを防止する方法が開示され、
特開昭６１−　０９２７５６号公惜に鋳片表面割れ防止
連Ｖｔ鋳造法および鋳型として、鋳型内上部表面に適正
な形状寸法の複数の縦満を施した鋳型に中炭素溶鋼を鋳
込み、鋳型上部でのみ凝ｒ！ｉｆｆ殻を緩冷却させるこ
とにより、鋳片に表面割れを発生ずることなく連ｖｔ鋳
造を行う方法が開示されている． 一方別の考え方として、パウダー中の硫黄がＳＲ造時に
鋳片表面に拡散して濃化し凝固シェルを脆弱なものにす
ることを防止する技術として、特開昭（ｉｌ−１１５６
５３号公報には硫黄の含有量を式により規制した連Ｖｔ
鋳造用パウダーを使用することにより、無欠陥鋳片を製
造し省エネルギーと歩留り向上を可能にする方法が開示
されている．さらに特公昭５９−５２０１４号公報には
中炭素鋼スラブの連Ｖｔ鋳造にあたり、水冷鋳型に加え
る振動につき定式で与えられるネガティブ時間ＴＮを０
．２１秒以内とすると共に、ｌ３００゜Ｃで３．５〜８
．０ボアズの粘度を呈するモールドパウダーを用いるこ
とにより、鋼スラブの表面割れを軽減した中炭域閤スラ
ブの連続鋳造法が開示されている． さらに特開昭５４−８７６２５号公報には鋳型内での場
面保温とパウダーからの滲炭防止を目的として、炭素分
を含まずに、熱分解温度及び粒度範囲が特定された炭酸
塩（含有鉱物）の限定量を含むパウダーを、鋼の連続鋳
造時に鋳型内に添加して、のろ噛みもなく作業性並びに
保温効果を良好にできるような技術が開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 従来技術の問題を以下に述べる． 先ず、特開昭５０　−　０５９２２９号公報の技術では
、オイルキャスティング法とパウダーキャスティング法
の併用となる。中炭素鋼以外の連続坊造ではパウダーキ
ャスティング法が一般的であるため、オイルキャスティ
ングのための設備を新設する必要があるし、また操業人
員も増えるためコストメリットが少ない． 特問昭６１−　０９２７５６号公報の技術では中炭素鋼
を鋳造するのに専用の縦消を付した鋳型を用いなければ
ならず、鋳型交換等のダウンタイムを考慮すると決して
コストダウンにつながらない．通常のモールドパウダー
原料を一度溶解して均一化したもの（プリメルト）を基
材したパウダーは、一般的に硫黄が低く、特開昭６１−
１１５６５３号公報に示されている無欠陥訪片製造の範
囲に入る．しかし、こうした適性領域にコントロールさ
れたパウダーを使用すると鋳片の縦割れ発生率は減少す
るものの皆無にはならなかった． また、特公昭５９−５２０１４号公報に示される適性領
域で操業しようとすると、鋳片の引抜速度を１．３５ｍ
／一未満にしないと凝固シェルの破れる、いわゆるブレ
イクアウトが発生してしまうため、生産性の点で問題が
残る． 最後に、特開昭５４−８７６２５号公報では場面直上で
の溶融パウダー層内で均一気孔を形成させることを目的
としているためパウダー中に炭素成分を含まないことを
特徴としている。

これに対し本発明は、凝固シェルと鋳型の隙間にあるエ
ールドパウダー中に気孔を形成し熱伝導度を小さくし、
緩冷却することを目的とするため、ガス発生物質を炭素
で被覆し溶融層内での気泡発生を極力防止し、中炭素鋼
の連続Ｕｉ造において、紡片表面に縦割れのない無欠陥
鋳片を連Ｖｔ鋳造する方法を提仇するためになされたも
のである．く課題を解決するための手段〉 本発明者らは、中炭素鋼連Ｖｔ鋳造鋳片の表面縦割れ防
止について研究を重ねた結果、凝固シェルと鋳型問のモ
ールドパウダー中に気孔を形威し熱伝導度を小さくし、
緩冷却することによって目的を達成できるとの知見を得
、この知見にもとづいて本発明をなすに至った． 本発明は、炭素含有攪が０．０８〜０．１６％の包晶反
応を経て凝固する中炭素鋼を連続紡造するに際し、粒径
ｌｏｏｐｓ以下のカーボンブラックで被覆したＣａＣＯ
ｓを含むモールドパウダーを使用することを特徴とする
中炭素鋼の連続鋳造方法である。

〈作　川〉 本発明では、中炭素鋼の連続ＳＲ造用のモールドパウダ
ーとして粒径ｌ０〇一以下のカーボンプラックでｗＩ．
ＩＷシたＣａＣＯ１を含イＹずるモール１′パウダーを
使用した． ＣａＣＯ．を含有ずるので、モールドパウダーの溶融時
にその発生ガスの気泡によって流入、凝固後のパウダー
フイルム中の気孔面積率は、パウダーフィルムの結品化
なしでも増加し、鋳型抜熱量は小さくなる（第１図（ａ
）参照）．すなわち凝固シエル６と鋳型９の隙間にある
モールドパウダーのフィルム７中に気孔が形成され熱伝
導度を小さくし、溶鋼を緩冷却し鋳片表面に縦割れのな
い無欠陥鋳片を鋳造することができる（第１図（ｂ）参
照）．本発明の作用をさらに詳しく説明する．従来の流
入、凝固後のパウダーフィルム１１１の気孔は、パウダ
ーフィルムの結晶化に伴って発生ずるものであった．パ
ウダーフィルムの結晶化は鋳片と坊型の間の摩擦力を増
大ずるため鋳造安定性を阻害し、ブレイクアウトに至る
可能性が大きくなり、またのる噛み等も増すため品質上
も好ましくない． さて、パウダーフィルムを結晶化させずに気孔面積率を
上げる手段について説明する．鋼の連続Ｓ寿造において
は、ｃ，　ｓｔｏｐ，八ＺｔＯｓｔ　ＣａＯ，Ｍａｎｏ
ｒＦ等を主成分とした連続鋳造用パウダーを使用するの
が一般的である．パウダーの使用目的は、鋳型内溶鋼表
面を被覆保温することによる溶鋼面の凝固防止および酸
化防止、溶鋼中より浮上してくる非金属介在物の吸収に
よる鋳片表面介在物の防止、鋳型とＳｌｉ片の問に均一
に流入潤滑にすることによるブレークアウトの防止およ
び鋳片表面の割れ疵発生防止である。特にプレークアウ
トおよび鋳片表面の削れ疵は、溶融後のパウダーの粘性
を引抜速度に応じて適正な範聞に設４１ずることにより
防止する． 本発ｒ９１は、これらの主或分の中に溶融時にガス発生
を伴う成分例えばＣａＣＯ３などを混入して、その発生
ガスの気泡によってパウダーフイルムを結晶化させない
まま、パウダーフィルム中の気孔面積率を増加せしめて
鋳型抜熱量を低下させようとするのである． Ｃ　ａ　Ｃ　Ｏ　ｓでな＜　Ｃａ（Ｏｌｌｔ）等でもガ
スは発生ずるが、１ｈの発生は表面品質上好ましくない
ため、炭酸租かガスを発生ずる有機樹脂等が好ましい．
連ｖｔ鋳造時の溶鋼上のモールドパウダーの状戊の模式
図を第２図に示す＊　　Ｃ　ａ　Ｃ　Ｏ　２のＣａｎと
ＣＯ．への分解反応は、第２図の半熔融層４から溶融層
３へ下ってくるに従い、温度が上昇している溶融層内で
起こる．通常の場合には気泡は上昇して大気？ににげて
しまうが、鋳型銅仮９の近傍で分解したＣＯ２ガスの気
泡は、上昇して大気中に逃げる前に溶融パウダーととも
に鋳型と鋳片の間に流入してしまうのである．これをよ
り有利に行うにはカーボンブラックで被覆するとよい．
このカーボンブラックの粒径は基材粒子にまんべんなく
付着させる必要があることから、比較的微粒の１００Ｉ
Ｉｍ以下が好適である． 一方、パウダーフィルムの結晶化の程度は、モールドパ
ウダー主成分である基材の結晶化温度の調整で制御可能
なため、パウダーフィルムの結晶化とは無関係に気孔面
積率をコントロールできるのである． また、炭酸根を多く使用すると発生するＣＯ■ガスによ
り粉塵が発生し、作業環境を悪化するが、現在では大部
分の鋳型内へのパウダー投入は、自動投入機を使用して
いるので特に問題とはならない． 〈実施例〉 本発明に係る実施例を以下に説明する．実施例および従
来例に用いる中炭素鋼の成分を第ｌ表に示し、実施例お
よび従来例に用いるモールドパウダーを第２表に示す．
なお、実施例のＣａＣＯｓは粒径１００＃一以下のカー
ボンブラックで被覆したものを用いた． 以上の中炭素鋼及びモールドパウダーを用い、次の操業
条件で連続鋳造を行った． ＯｖＩ型振動条件 ストローク：　　７．８ｍ Ｎ．Ｓ率　：ｌＯ％０ （ネガティブストリップ率） ＊０）式による Ｆ　：鋳型振動数（Ｃρ一） ｖｌｌ　：引抜速度（ｍ／ｍ） ０引抜速度 １．４５　〜１．４８ｍ　／　ｍｗ＋ Ｏ鋳片寸法 幅６００ｍ，　　厚１００ａｍ ？鋳型内溶鋼加熱度 ΔＴ＝１４〜ｌ９゜Ｃ（代表時点） 以上の条件で試験鋳造を行い、メニスカス部近傍のパウ
ダーフィルムを探取してｗ４微鏡観察した．その際の鋳
型抜熱量と気孔面積率との関係を第１図（ａ）中のＡ部
に示す．予想された通りＣＯ■ガスの発生により気孔面
積率は、従来パウダー（●印）に比べて上昇して約１５
％程（最近でも１３．５％）になっており、鋳型抜熱量
も低下している．また、鋳片表面の縦割れ発生指数と気
孔面積率との関係を第１図（ｂｌ中のＡ部に示したが、
従来パウダー（●印）に比べて、縦割れ発生指数・気孔
面積率とも著しく減少している．縦割れ発生度合を定量
化して縦割れ発生指数とし、その結果を第３表に示した
が、本発明方法によると縦割れ抑制効果が著しいことが
判明した．なお、従来パウダーの粘度は１３００℃で１
．５ｐｏｉｓｅであった．また、ガスの発生により鋳片
表面性状が損なわれることが心配されたが、表面のピン
ホール、プローホールの状況は、従来パウダーの場合と
同程度！あった． く発明の効果〉 本発明方法によると、前述のとおり中炭素鋼の連続鋳造
において、鋳片表而に縦割れが従来より著しく少ない鋳
片を涛造することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、パウダーフィルム中の気孔面積率と鋳
型抜熱量との関係を示す特性図、第１図（ｂ）は、パウ
ダーフィルム中の気孔面積率と縦割れ発生指数との関係
を示す特性図、第２図は、鋳型内のパウダーの状況を示
す模式図である． ｌ・・・溶　鋼、 ３・・・溶融層、 ５・・・粉末層の？粒層、 ７・・・パウダーフィルム、 ９・・・鋳型銅板． ２・・・湯　面、 ４・・・半溶融層、 ６・・・凝固シェル、 ８・・・スラプベア、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素含有量が０．０８〜０．１６重量％の包晶反応を経
   て凝固する中炭素鋼を連続鋳造するに際し、粒径１００
   μｍ以下のカーボンブラックで被覆したＣａＣＯ＿３を
   含むモールドパウダーを使用することを特徴とする中炭
   素鋼の連続鋳造方法。