JPH07138709A

JPH07138709A - 長時間鋳造性に優れる線材水平連続鋳造用ステンレス鋼

Info

Publication number: JPH07138709A
Application number: JP28943093A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Todoroki; 秀和轟; Hitoshi Tsuji; 均辻; Masato Noda; 真人野田; Koji Nakatani; 孝司中谷
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】線材水平連続鋳造法での生産性および歩留り
の低下を防いで、ステンレス鋼線を長時間安定して連続
鋳造することができるように成分調整された長時間鋳造
性に優れる線材水平連続鋳造用ステンレス鋼を提供す
る。【構成】本発明に係るステンレス鋼は、０．００４重
量％以上で０．０２０重量％以下の濃度の硫黄、０．０
０４重量％以上で０．０２０重量％以下の濃度のセレ
ン、および０．００４重量％以上で０．０１０重量％以
下の濃度の酸素（溶解酸素のことであり、酸化物等から
なる介在物中の酸素を含まない。）よりなるカルコゲン
群から選ばれた１または２以上のカルコゲンを総量で
０．００４重量％以上で０．０２０重量％以下の濃度で
含有する。【効果】連続鋳造途中でのステンレス鋼線の破断およ
び焼付きによる鋳造不能が防止され、生産性および歩留
りの低下が防止されるとともに、材質の均一なステンレ
ス鋼線が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、線材水平連続鋳造法に
よる線材、特に直径１２mm以下の線材の製造に好適なス
テンレス鋼に関する。

【０００２】

【従来の技術】直径１２mm以下の比較的細いステンレス
鋼線を製造する一方法として、線材水平連続鋳造法が知
られている。これは、図１に示す線材水平連続鋳造機１
を用い、タンディッシュ１０から出鋼ノズル１１および
ブレークリング１２を介してモールド（鋳型）１３内に
溶鋼（溶湯）２を流すことによりステンレス鋼線３を直
接鋳造する方法である。なお、符号１４はピンチロール
であり、符号１５はタンディッシュ１０内に窒素ガスや
不活性ガスを供給するガス導入口１５である。

【０００３】従来、ステンレス鋼の製造においては、特
別な用途を除き、熱間加工性や耐食性等の観点から、硫
黄と酸素の各濃度をできるだけ低く抑えるのが常識であ
った。即ち、硫黄は他の元素（例えば、マンガン）と結
びつき、硫化物となって孔食腐食の起点になり、一方、
酸素は清浄度を悪化させてパンチング性や表面性状を悪
化させてしまうからである。そのため、それらの濃度
は、具体的には、硫黄０．００３重量％以下、酸素０．
００２重量％以下であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記線
材水平連続鋳造機１を用いて、上記従来の組成のステン
レス鋼よりなる線材を連続鋳造すると、目標とする鋳造
量に達する前に線材が途中で破断してしまうことがあっ
た。一旦線材が破断すると、モールド１３内で溶鋼２の
凝固が起こってしまい、続けて連続鋳造を行うことは不
可能であった。そのため、線材の破断が発生したら直ち
にタンディッシュ１０内に残存する溶鋼２を排湯しなけ
ればならず、生産性および歩留りが低下してしまうとい
う問題点があった。

【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、線材水平連続鋳造法での生産性および
歩留りの低下を防いで、ステンレス鋼線を長時間安定し
て連続鋳造することができるように成分調整された長時
間鋳造性に優れる線材水平連続鋳造用ステンレス鋼を提
供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者は、線材水平連続鋳造法で製造されたステ
ンレス鋼線３の内部組織および成分について種々の調査
を行い、線材の破断の発生原因を解明した。

【０００７】その原因とは、モールド１３での抜熱能が
鋳造開始直後から次第に低下していき、凝固シェル厚み
が徐々に薄くなり、引き抜きの負荷に耐えきれなくなっ
て破断するのである。そして、抜熱能の低下は、出鋼ノ
ズル１１で冷却された溶鋼２の流動性が悪く、溶鋼２が
モールド１３に濡れ難くなるため起こるということが判
明した。

【０００８】そこで、本発明者は、連続鋳造途中での線
材の破断を防ぐには、溶鋼２の表面張力を低下させて流
動性を高めれば良いと考え、それを実現するには、硫
黄、セレン、酸素などのカルコゲンを適量含有させるこ
とが有効であることを見い出し、本発明の完成に至っ
た。

【０００９】即ち、本発明は、４０重量％以下の濃度の
ニッケル、１３重量％以上で２８重量％以下の濃度のク
ロム、０．２重量％以下の濃度の炭素、４重量％以下の
濃度のケイ素、および１０重量％以下の濃度のマンガン
を含有し、残りが鉄である線材水平連続鋳造用ステンレ
ス鋼であって、０．００４重量％以上で０．０２０重量
％以下の濃度の硫黄、０．００４重量％以上で０．０２
０重量％以下の濃度のセレン、および０．００４重量％
以上で０．０１０重量％以下の濃度の酸素よりなるカル
コゲン群から選ばれた１または２以上のカルコゲンを総
量で０．００４重量％以上で０．０２０重量％以下の濃
度で含有することを特徴とする。

【００１０】以下に、上記各成分について、その濃度を
上記範囲とした理由について述べる。

【００１１】硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）について
は、それらの濃度が０．００４重量％に満たない場合に
は、溶鋼２の流動性が充分でなく、健全な範囲内の抜熱
能が得られないからであり、一方、０．０２０重量％を
超える場合には、溶鋼２がモールド１３と焼き付いてし
まい、鋳造不能となってしまうからである。

【００１２】酸素（Ｏ）については、その濃度が０．０
０４重量％に満たない場合には、溶鋼２の流動性が充分
でなく、健全な範囲内の抜熱能が得られないからであ
り、一方、０．０１０重量％を超える場合には、溶鋼２
がモールド１３と焼き付いてしまい、鋳造不能となって
しまうからである。なお、本明細書中、ステンレス鋼の
成分の表記において、酸素とは溶解酸素のことであり、
酸化物等からなる介在物中の酸素を含まない。

【００１３】そして、それら硫黄、セレンおよび酸素の
中からを２つ以上を含む時の総量が０．０２０重量％以
下であるのは、その上限値を超えると、溶鋼２がモール
ド１３に焼き付いてしまい、鋳造不能となってしまうか
らである。

【００１４】なお、好ましくは、硫黄、セレン、酸素の
各濃度は、０．００７重量％以上で０．０２０重量％以
下であり、且つそれらの中から２つ以上を含む場合には
総量で０．００７重量％以上で０．０２０重量％以下で
あるとよい。

【００１５】また、ニッケル（Ｎｉ）については、硫酸
や塩酸等の非酸化性の酸に対する耐食性が４０重量％の
濃度で飽和傾向を示し、その濃度を超えて含有させても
更なる耐食性の向上が望めないからである。

【００１６】クロム（Ｃｒ）については、その濃度が１
３重量％に満たない場合には、硫酸や塩酸等の非酸化性
の酸に対する充分な耐食性が得られず、一方、２８重量
％を超えると上記耐食性が飽和傾向を示すからである。

【００１７】炭素（Ｃ）については、その濃度が０．２
重量％を超えると、クロムの炭化物が生成され易くな
り、それによって耐食性が低下するからである。

【００１８】ケイ素（Ｓｉ）については、その濃度が４
重量％を超えると、耐高温酸化性が低下して高温割れが
起こり易くなるからである。

【００１９】マンガン（Ｍｎ）については、その濃度が
１０重量％を超えると、耐食性が低下するからである。

【００２０】なお、本発明に係る線材水平連続鋳造用ス
テンレス鋼は、以上列挙した元素の他に、耐食性の向上
や耐孔食腐食性の向上などのために、モリブデン（Ｍ
ｏ）や銅（Ｃｕ）、或はその他の元素を含有していても
よい。その際、モリブデンや銅の濃度は、特に限定しな
いが、例えば５重量％以下程度が好ましい。

【００２１】また、本発明に係る線材水平連続鋳造用ス
テンレス鋼は、硫黄、セレン、酸素、ニッケル、クロ
ム、炭素、ケイ素およびマンガンのうち、硫黄とセレン
と酸素の中から少なくとも１つと、クロムと鉄とを含ん
でいれば、その他の元素の有無は問わない。

【００２２】

【作用】上記手段によれば、本発明に係る線材水平連続
鋳造用ステンレス鋼は、０．００４重量％以上で０．０
２０重量％以下の濃度の硫黄、０．００４重量％以上で
０．０２０重量％以下の濃度のセレン、および０．００
４重量％以上で０．０１０重量％以下の濃度の酸素より
なるカルコゲン群から選ばれた１または２以上のカルコ
ゲンを総量で０．００４重量％以上で０．０２０重量％
以下の濃度で含有しているため、溶鋼２の流動性が丁度
良くなり、溶鋼２とモールド１３との濡れ性が最適とな
る。それ故、ステンレス鋼線３の連続鋳造中、終始、モ
ールド１３での抜熱能が健全な領域内に納まり、連続鋳
造途中でのステンレス鋼線３の破断が防止されるととも
に、溶鋼２とモールド（鋳型）１３との焼付きにより鋳
造不能となるのが防止される。

【００２３】従って、ステンレス鋼線３を長時間安定し
て連続鋳造することができ、線材水平連続鋳造法でのス
テンレス鋼線３の生産性および歩留りの低下を防止する
ことができるとともに、材質の均一なステンレス鋼線３
を得ることができる。

【００２４】水平連続鋳造において製造されるものとし
ては、線材の他にスラブやビレットがあるが、これらは
何れも断面積が大きく、モールド長さも長いため、抜熱
能の低下は破断に至るほどではないため、本発明は線材
水平連続鋳造に特有の問題であるといえる。

【００２５】

【実施例】以下に、実施例および従来例を挙げ、本発明
の特徴とするところを明らかとする。各実施例および各
従来例においては、図１に示した構成の線材水平連続鋳
造機１を用い、目標鋳造量を５５０kgに設定して、引抜
ストローク２０mm、引抜速度３．０ｍ／分の条件で直径
１０mmのステンレス鋼線３を製造した。なお、特に明記
していない限り、各実施例および各従来例では、製造条
件等を同じにした。

【００２６】溶鋼２となる原料については、所望の組成
のステンレス鋼線３が鋳造されるように、予め成分の調
整を行った。また、各例において、抜熱能の値を、モー
ルド１３の入り側（溶鋼２の流入側）および出側（ステ
ンレス鋼線３の送り出し側）の各冷却水温度差、冷却水
量、およびモールド１３の表面積値から算出して求め
た。

【００２７】（実施例１〜１３）実施例１〜１３で製造
した各ステンレス鋼線３の組成を表１に示す。

【表１】

【００２８】また、実施例１〜１３について、破断する
ことなく連続して行えた鋳造量と、算出した抜熱能の値
（安定した状態における値）も表１に示す。同表よりわ
かるように、全ての実施例において、含有されている硫
黄、セレン及び酸素の濃度、並びにそれらの総量は、夫
々、本発明で規定した各範囲内に納まっており、途中で
破断することなく目標鋳造量５５０kgを達成することが
できた。

【００２９】さらに、実施例１〜１３について、鋳造開
始から終了に至るまでの抜熱能の経時変化の様子を夫々
図２〜図１４に示す。それらの図から、全ての実施例に
おいて、鋳造中、終始、抜熱能の値は健全な領域（６×
１０⁶〜８×１０⁶kcal／ｍ²・時）内に納まっているこ
とがわかった。

【００３０】（従来例１〜４）従来例１〜４で製造した
各ステンレス鋼線３の組成と、破断するまでに連続して
行えた鋳造量と、算出した抜熱能の値（安定した状態に
おける値）を表１に併せて示す。また、従来例１〜４に
ついて、鋳造開始から終了に至るまでの抜熱能の経時変
化の様子を夫々図１５〜図１８に示す。

【００３１】表１からわかるように、従来例１では、硫
黄の濃度は０．００１重量％、酸素の濃度は０．００２
重量％であり、何れも本発明で規定している各範囲の下
限値に満たなかった。セレンは添加しなかった。そのた
め、鋳造量が２００kgに達した時点でステンレス鋼線３
は破断してしまった。抜熱能の経時変化は、鋳造開始当
初から健全な領域を大きく下回り、鋳造が進むに連れて
次第に小さくなっていた。

【００３２】従来例２では、硫黄が本発明で規定してい
る範囲を超えており、当然ながら硫黄と酸素を合わせた
総量も本発明で規定している範囲を超えていた。そのた
め、抜熱能は健全な領域内にあり適正であるにも拘ら
ず、モールド１３と溶鋼２の濡れが大きすぎて、それら
の焼付きが起こり、鋳造初期の段階で鋳造不能となって
しまった。

【００３３】従来例３では、セレンが本発明で規定して
いる範囲を超えており、当然ながら硫黄とセレンと酸素
を合わせた総量も本発明で規定している範囲を超えてい
た。そのため、従来例２と同様に、鋳造初期の段階で鋳
造不能となってしまった。

【００３４】従来例４では、硫黄とセレンと酸素を合わ
せた総量もは発明で規定している範囲内であったが、酸
素が本発明で規定している範囲を超えていた。そのた
め、従来例２と同様に、鋳造初期の段階で鋳造不能とな
ってしまった。

【００３５】上述した実施例１〜１３および従来例１〜
４より、線材水平連続鋳造法に用いるステンレス鋼が、
硫黄、セレン、および酸素のうち少なくとも１つを、硫
黄およびセレンについては０．００４重量％〜０．０２
０重量％、酸素については０．００４重量％〜０．０１
０重量％、の濃度で、且つ総量で０．００４重量％以上
で０．０２０重量％以下の濃度で含有していることによ
り、連続鋳造途中での破断を起こさずに、安定してステ
ンレス鋼線３を連続鋳造することができる、ということ
がわかる。

【００３６】なお、本発明のステンレス鋼は、上記各実
施例により何等制限されるものではなく、硫黄、セレ
ン、および酸素についてはそれらのうち少なくとも１つ
を含んでいればよく、その濃度は、硫黄については０．
００４重量％〜０．０２０重量％、セレンについては
０．００４重量％〜０．０２０重量％、酸素については
０．００４重量％〜０．０１０重量％であればよい。

【００３７】また、硫黄、セレンおよび酸素のうち２つ
以上を含む場合には、少なくとも１つの濃度が上記濃度
を満たしているとともに、総量で０．００４重量％以上
で０．０２０重量％以下の濃度であれば、焼付き及び破
断を起こさずに安定してステンレス鋼線３を連続鋳造す
ることができる、という効果を充分に得ることができる
のはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係るステンレス鋼によれば、
０．００４重量％以上で０．０２０重量％以下の濃度の
硫黄、０．００４重量％以上で０．０２０重量％以下の
濃度のセレン、および０．００４重量％以上で０．０１
０重量％以下の濃度の酸素よりなるカルコゲン群から選
ばれた１または２以上のカルコゲンを総量で０．００４
重量％以上で０．０２０重量％以下の濃度で含有してい
るため、ステンレス鋼線の連続鋳造中、終始、モールド
での抜熱能が健全に保たれるとともに、溶鋼とモールド
との濡れ性も最適となり、連続鋳造途中でのステンレス
鋼線の破断および焼付きによる鋳造不能が防止される。

【００３９】従って、ステンレス鋼線を長時間安定して
連続鋳造することができ、線材水平連続鋳造法でのステ
ンレス鋼線の生産性および歩留りの低下を防止すること
ができるとともに、材質の均一なステンレス鋼線を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステンレス鋼よりなる線材の製造
に用いられる線材水平連続鋳造機の一例を示す概略構成
図である。

【図２】実施例１における連続鋳造中の抜熱能の経時変
化を示す特性図である。

【図３】実施例２における連続鋳造中の抜熱能の経時変
化を示す特性図である。

【図４】実施例３における連続鋳造中の抜熱能の経時変
化を示す特性図である。

【図５】実施例４における連続鋳造中の抜熱能の経時変
化を示す特性図である。

【図６】実施例５における連続鋳造中の抜熱能の経時変
化を示す特性図である。

【図７】実施例６における連続鋳造中の抜熱能の経時変
化を示す特性図である。

【図８】実施例７における連続鋳造中の抜熱能の経時変
化を示す特性図である。

【図９】実施例８における連続鋳造中の抜熱能の経時変
化を示す特性図である。

【図１０】実施例９における連続鋳造中の抜熱能の経時
変化を示す特性図である。

【図１１】実施例１０における連続鋳造中の抜熱能の経
時変化を示す特性図である。

【図１２】実施例１１における連続鋳造中の抜熱能の経
時変化を示す特性図である。

【図１３】実施例１２における連続鋳造中の抜熱能の経
時変化を示す特性図である。

【図１４】実施例１３における連続鋳造中の抜熱能の経
時変化を示す特性図である。

【図１５】従来例１における連続鋳造中の抜熱能の経時
変化を示す特性図である。

【図１６】従来例２における連続鋳造中の抜熱能の経時
変化を示す特性図である。

【図１７】従来例３における連続鋳造中の抜熱能の経時
変化を示す特性図である。

【図１８】従来例４における連続鋳造中の抜熱能の経時
変化を示す特性図である。

【符号の説明】

１線材水平連続鋳造機２溶鋼３ステンレス鋼線（線材）１０タンディッシュ１１出鋼ノズル１２ブレークリング１３モールド（鋳型）１４ピンチロール１５ガス導入口

フロントページの続き (72)発明者野田真人神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号日本冶金工業株式会社研究開発本部技術研究所内 (72)発明者中谷孝司神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号日本冶金工業株式会社研究開発本部技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】４０重量％以下の濃度のニッケル、１３
重量％以上で２８重量％以下の濃度のクロム、０．２重
量％以下の濃度の炭素、４重量％以下の濃度のケイ素、
および１０重量％以下の濃度のマンガンを含有し、残り
が鉄である線材水平連続鋳造用ステンレス鋼であって、
０．００４重量％以上で０．０２０重量％以下の濃度の
硫黄、０．００４重量％以上で０．０２０重量％以下の
濃度のセレン、および０．００４重量％以上で０．０１
０重量％以下の濃度の酸素よりなるカルコゲン群から選
ばれた１または２以上のカルコゲンを総量で０．００４
重量％以上で０．０２０重量％以下の濃度で含有するこ
とを特徴とする長時間鋳造性に優れる線材水平連続鋳造
用ステンレス鋼。