JPH04279246A - 内部品質が健全な連続鋳造丸鋳片 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部品質が健全な連続
鋳造丸鋳片に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造に際しては、鋳造・凝固後の冷
却段階においても、その内部および外部に多くの割れが
見られることがあり、前記割れを防止して、内部品質が
健全な鋳片を得るためにこれまでも多くの努力が払われ
ている。例えば、連続鋳造後に鋳片を冷却する場合、表
面割れや内部割れを防止するため、できるだけ熱的衝撃
を与えないように冷却を遅らせることが一般的に行われ
ている。特に、鋳片が小型である場合にはその断面を丸
くすることによって、表面割れをかなり低減することが
できるが、例えば直径が４００ｍｍ　以上といったよう
に大型の場合には冷却を遅らせることにより対応するこ
とが多い。かかる冷却には、約１５日間も要することも
珍しくない。

【０００３】しかし、このように冷却を遅らせることは
、連続鋳造を行って鋳片を製造したメリットを著しく低
下させ、製造コストの上昇をもたらすものであるため、
従来から、冷却工程の短縮化・簡略化が強く求められて
いた。そこで、本出願人は、先に特開平２−１９７３５
０号公報により、重量％　（以下、本明細書においては
、特にことわりがない限り、「％」は「重量％」を意味
するものとする）　で、Ｃ：０．２０〜０．８０％、　
　　　Ｓｉ：０．１０〜０．４０％、　　　　Ｍｎ：０
．５０〜１．００％、Ｐ：０．０３０　％以下、　　　
　Ｓ：０．０３０　％以下、　　　　Ｃｒ：１．２０％
以下、Ｍｏ：０．３０％以下、　　ｓｏｌ．Ａｌ：０．
００５　〜０．１００　％、Ｎ：０．０１００％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物から成る鋼組成を有する
溶鋼に、Ｏ≦０．００４０％以下、Ｈ≦０．００１０％
以下となるまでの真空脱ガス処理を行ってから連続鋳造
を行って直径４００　〜４６０ｍｍ　丸鋳片に鋳造後、
７００　〜２００　℃の温度範囲を０．０５〜１．３　
℃／分の冷却速度で冷却し、内部品質の健全な鋳片を得
る技術を提案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この特開平２−１９７
３５０号公報により提案された技術は、連続鋳造を行う
前の水素量を限定することにより水素割れを防止し、か
つ連続鋳造後の冷却速度を限定することにより熱応力割
れの発生を防止している。しかし、本発明者らの知見に
よれば、前記特開平２−１９７３５０号公報により提案
された技術によっても、完全に連続鋳造鋳片に生じる割
れを防止することはできない。例えば、直径が４１０ｍ
ｍ　または４５０ｍｍ　の連続鋳造丸鋳片を製造すると
、前記連続鋳造丸鋳片を二次冷却あるいは鋳片支持ロー
ルでの引抜き中に前記連続鋳造丸鋳片が冷却されて表面
近傍の外殻が殆ど膨張・収縮不能になった後に、１／２
Ｒ部が収縮する際に発生する熱応力割れと考えられる「
１／２Ｒ割れ」が多発してしまう。

【０００５】したがって、従来の技術では、かかる１／
２Ｒ割れの発生を回避することはできず、成品の品質管
理を十分に行う必要があり、製造コストの増加、歩留り
の低下等の生産性を低下させる深刻な問題を引き起こし
ていた。ここに、本発明の目的は、前記従来の技術の有
する問題を解消し、１／２Ｒ割れの発生がなく、内部品
質が健全な連続鋳造丸鋳片を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため種々検討を重ねた結果、連続鋳造丸鋳片
の凝固時の内部割れの発生要因であるＮ含有量を６０ｐ
ｐｍ　以下とするとともに、Ｈ含有量も４ｐｐｍ　以下
に限定することにより、鋳込後の冷却速度を限定するこ
となく、上記課題を解決することができることを知り、
本発明を完成した。

【０００７】ここに、本発明の要旨とするところは、Ｃ
：０．２０〜０．８０％、　　　　Ｓｉ：０．１０〜０
．４０％、　　　　Ｍｎ：０．５０〜１．００％、Ｐ：
０．０３０　％以下、　　　　Ｓ：０．０３０　％以下
、　　　　Ｃｒ：１．２０％以下、Ｍｏ：０．３０％以
下、　　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５　〜０．１００　％
、Ｎ：６０ｐｐｍ　以下、Ｈ：４ｐｐｍ　以下、残部Ｆ
ｅおよび不可避的不純物から成る鋼組成を有し、直径が
４００ｍｍ　以上である内部品質が健全な連続鋳造丸鋳
片である。

【０００８】

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。ま
ず、本発明にかかる連続鋳造丸鋳片の組成を前述の如く
限定する理由を説明する。

【０００９】Ｃ：０．２０〜０．８０％Ｃ含有量が０．
２０％未満であると内部割れが発生し易くなり、一方０
．８０％超であると、冷却速度の影響が顕著になって割
れ発生防止効果が少なくなる。そこで、本発明において
、Ｃ含有量は０．２０％以上０．８０％以下と限定する
。

【００１０】Ｓｉ：０．１０〜０．４０％Ｓｉ含有量が
０．１０％未満では安定した脱酸を行うことができなく
なり、一方０．４０％超では熱間加工性が劣る。 そこで、本発明においては、Ｓｉ含有量は０．１０％以
上０．４０％以下と限定する。

【００１１】Ｍｎ：０．５０〜１．００％Ｍｎ含有量が
０．５０％未満では熱間加工性が劣り、一方１．００％
超では強度が必要レベル以上となりコスト高となる。 そこで、本発明においては、Ｍｎ含有量は０．５０％以
上１．００％以下と限定する。

【００１２】Ｐ、Ｓ：０．０３０　％以下Ｐ、Ｓは、と
もに熱間加工性を確保するために、また内部割れを防止
するためにも、本発明においてはそれぞれ０．０３０　
％以下に限定する。

【００１３】Ｃｒ：１．２０％以下 Ｃｒは、耐食性および強度の向上を図るために添加され
るが、１．２０％超の添加は連続鋳造丸鋳片の用途上必
要としない。そこで、本発明においては、Ｃｒ含有量は
１．２０％以下と限定する。

【００１４】Ｍｏ：０．３０％以下 Ｍｏは、強度を改善するために添加するが、０．３０％
超は連続鋳造丸鋳片の用途上必要でない。そこで、本発
明においては、Ｍｏ含有量は０．３０％以下と限定する
。

【００１５】ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５　〜０．１００
　％ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．００５　％未満では脱酸
が不足し、一方０．１００　％超は、表面割れ、内部割
れの防止の観点から好ましくない。さらに、過剰に添加
されると、アルミナ系の介在物が増加し、溶鋼の清浄度
を損なう。そこで、本発明においては、ｓｏｌ．Ａｌ含
有量は、０．００５　％以上０．１００　％以下と限定
する。

【００１６】Ｎ：６０ｐｐｍ　以下 Ｎ含有量が６０ｐｐｍ　超であると、ＡｌＮ等の窒化物
がγ結晶粒界に析出し、凝固時の熱応力により１／２Ｒ
割れを発生してしまう。そこで、本発明においては、Ｎ
含有量は、６０ｐｐｍ　以下と限定する。

【００１７】Ｈ：４ｐｐｍ　以下 Ｈ含有量が４ｐｐｍ　超であると、鋼中のＨが高温時に
拡散し、γ結晶粒界またはボイド部に偏析あるいは析出
し、やはり凝固時の熱応力により１／２Ｒ割れを発生し
てしまう。そこで、本発明においては、Ｈ含有量は、４
ｐｐｍ以下と限定する。

【００１８】Ｏ：４０ｐｐｍ　以下 Ｏ２は、１／２Ｒ割れには直接的には影響を与えないが
、ＡｌＮの析出に対する作用および清浄度の観点から、
４０ｐｐｍ　以下と限定することが好ましい。上記以外
の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。

【００１９】次に、前記組成を有する連続鋳造丸鋳片は
、その直径が４００ｍｍ　以上である。直径が４００ｍ
ｍ　未満では、前記組成をどのように変化させても１／
２Ｒ割れの発生を回避できないからである。このような
観点からは、直径の上限は特に設ける必要はないが、現
在製造している連続鋳造丸鋳片の最大直径は４６０ｍｍ
　程度である。

【００２０】なお、本発明にかかる連続鋳造丸鋳片は、
例えば、真空脱ガス処理を行うことにより脱Ｈおよび脱
Ｎを図った前記組成を有する溶鋼を連続鋳造して、直径
が４００ｍｍ　以上の連続鋳造丸鋳片とすることにより
、得られる。

【００２１】鋳込後の冷却速度は、本発明においては、
何ら限定を要するものではない。例えば、本発明によれ
ば、この冷却速度は、０．３　〜１．０　℃／ｍｉｎ　
程度を例示することができる。したがって、従来のよう
に、冷却に長期間を要することもない。以上説明した範
囲の組成および直径を有する連続鋳造丸鋳片は、１／２
Ｒ割れの発生がなく、内部品質が健全である。したがっ
て、成品の品質管理が従来よりも容易となり、製造コス
トの低減、歩留りの向上等の生産性の向上を図ることが
可能となる。さらに、本発明を実施例とともに詳述する
が、これはあくまでも本発明の例示であって、これによ
り本発明が限定されるものではない。

【００２２】

【実施例１】表１に示す範囲の組成を有する種々の溶鋼
に連続鋳造を行って直径が４１０ｍｍ　の連続鋳造丸鋳
片とし、３５０　〜４５０　℃／ｍｉｎ　の冷却速度で
常温まで冷却した。この際の湯面変動は最大で１．０〜
５．０ｍｍ　の範囲であり、ΔＴ　（タンディッシュ内
溶鋼過熱度）　は１０〜４５℃の範囲であった。

【００２３】

【表１】

【００２４】このようにして得た連続鋳造丸鋳片の１／
２Ｒ割れの発生の有無を目視により確認した。結果を図
１にグラフで示す。図１から明らかなように、本発明の
組成範囲を満足する連続鋳造丸鋳片は、１／２Ｒ割れが
発生しないことがわかる。

【００２５】

【実施例２】表２に示す組成を有する溶鋼に連続鋳造を
行って直径が４１０　ｍｍの連続鋳造丸鋳片とし、３５
０　〜４５０　℃／ｍｉｎ　の冷却速度で常温まで冷却
して、試料Ｎｏ．１ないし試料Ｎｏ．１９　を得た。こ
の際の湯面変動は最大で１．０　〜５．０ｍｍ　の範囲
であり、ΔＴは１０〜４５℃の範囲であった。

【００２６】

【表２】

【００２７】これらの試料について、１／２Ｒ割れの有
無を目視により確認した。その結果、本発明の範囲の組
成を有する試料Ｎｏ．１ないし試料Ｎｏ．１１　は、１
／２Ｒ割れを全く発生しなかった。

【００２８】一方、試料Ｎｏ．１２　ないし試料Ｎｏ．
１５　は、Ｎ含有量が本発明の範囲の上限を超えている
ため、１／２Ｒ割れを発生した。試料Ｎｏ．１６　ない
し試料Ｎｏ．１９　は、Ｈ含有量が本発明の範囲の上限
を超えているため、やはり１／２Ｒ割れを発生してしま
った。このように、本実施例によっても本発明の効果が
明らかである。

【００２９】

【実施例３】従来、平均で、Ｃ：０．６２〜０．６６％
、　　　　Ｓｉ：０．２５〜０．３５％、　　　　Ｍｎ
：０．７０〜０．８５％、Ｐ：０．０１５　〜０．０１
８　％、Ｓ：０．００６　〜０．００８　％、Ｃｒ：０
．０５％以下、Ｍｏ：０．０５％以下、　　ｓｏｌ．Ａ
ｌ：０．０１０　〜０．０３０　％、Ｎ：３０〜１００
ｐｐｍ、Ｈ：１０ｐｐｍ　、残部Ｆｅおよび不可避的不
純物という組成を有する連続鋳造丸鋳片　（直径４１０
ｍｍ　、４５０ｍｍ　）　を、前記組成を有する溶湯を
連続鋳造して連続鋳造丸鋳片としてから、０．１　℃／
ｍｉｎ　の冷却速度で常温まで冷却することにより、製
造していた工程で、連続鋳造を行う前に溶湯にＲＨ真空
脱ガス処理を行い、平均で、Ｈ：１．１ｐｐｍ、Ｎ：４
．０ｐｐｍに低減してから連続鋳造を行った　（本発明
法）　。

【００３０】前記本発明法により、一ヵ月間連続して操
業を行い、１／２Ｒ割れの発生率の変化を調査した。そ
の結果、従来１／２Ｒ割れの発生率は約３．６　％であ
ったが、本発明により０％に解消することができた。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、従
来の技術の有する問題を解消し、１／２Ｒ割れの発生が
なく、内部品質が健全な連続鋳造丸鋳片を提供すること
が可能となった。かかる効果を有する本発明の意義は極
めて著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる連続鋳造丸鋳片のＮ量およびＨ
量が１／２Ｒ割れに及ぼす影響を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量％で、Ｃ：０．２０〜０．８０％
   、　　　　Ｓｉ：０．１０〜０．４０％、　　　　Ｍｎ
   ：０．５０〜１．００％、Ｐ：０．０３０　％以下、　
   　　　Ｓ：０．０３０　％以下、　　　　Ｃｒ：１．２
   ０％以下、Ｍｏ：０．３０％以下、　　ｓｏｌ．Ａｌ：
   ０．００５　〜０．１００　％、Ｎ：６０ｐｐｍ　以下
   、Ｈ：４ｐｐｍ　以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物
   から成る鋼組成を有し、直径が４００ｍｍ　以上である
   内部品質が健全な連続鋳造丸鋳片。