JPH0857585A - エッジシーム疵の少ないステンレス鋳片の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶鋼温度の低い条件下で鋳片を鋳造しても、
鋳片の厚みのばらつきが少なく、圧延工程でエッジシー
ム疵を発生させることの少ないステンレス鋳片の製造方
法を提供する。 【構成】 断面四角形の鋳型１５に浸漬ノズル１１より
ステンレス溶鋼１７を供給しステンレス鋳片を連続して
製造する方法において、鋳型１５のメニスカスから下方
２００〜８００ｍｍの位置に鋳型１５の幅方向に広がる
略均等な磁束密度の磁石１０を設け、かつメニスカス部
１３における前記鋳型１５の幅方向の溶鋼温度偏差を１
０℃以下として操業を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋳片の連続
鋳造の際、ステンレス鋳片に生じる厚みのばらつきを減
少させて、圧延時におけるエッジシーム疵を発生させる
ことの少ないステンレス鋳片を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】普通鋼、ステンレス鋼の連続鋳造におい
ては、図５に示すようにタンディッシュ５０に保持した
溶鋼を、その底部に接続した浸漬ノズル５１を経由して
連続鋳造鋳型５２に導き、連続的に鋳片を製造すること
が行われている。そして、前記浸漬ノズル５１から鋳型
内に注入される溶鋼には、多数の気泡や介在物が含ま
れ、これらの介在物や気泡が鋳片内に侵入すると欠陥と
なるので、例えば、特公平２−２０３４９号公報におい
ては、浸漬ノズルから注入される溶融金属の流れに対し
てブレーキをかけ、溶湯中の前記介在物が鋳型深くに侵
入するのを防止する連続鋳造鋳型内の溶融金属の撹拌方
法が提案されている。

【０００３】また、特開平３−１４２０４９号公報に
は、鋳型の長辺の対向側壁の浸漬ノズル吐出口の上下に
各一対の磁極を配置し、下部の磁極で浸漬ノズルからの
吐出流による下降流の抑制を行い、上部の磁極で反転流
によってメニスカス部の溶湯流速を低減することによ
り、介在物の侵入とメニスカス部でのパウダー巻き込み
の抑制を行う連続鋳造方法が提案されている。さらに特
開平４−４１０５８号公報には、鋳型内で浸漬ノズル吐
出口位置に鋳造方向に磁束を有する静磁界を作用させる
ことにより、吐出流起因の介在物の侵入を防止する技術
が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の技術は、いずれも浸漬ノズルから鋳型内に注入
される溶鋼の流れを抑制して、介在物及びパウダー巻き
込み等の低減を図ることを目的としたものであり、ステ
ンレス鋳片を製造する場合に、ステンレス溶鋼自体の凝
固時の条件に起因して生じる鋳片の厚み方向のばらつき
の問題を解決することは困難である。一般にステンレス
鋳片は普通鋼に較べて硬度が高いために、圧延加工する
鋳片の厚みにばらつきがある場合には、圧延時におい
て、均一な厚みに圧延加工することが極めて困難であ
り、また、これを圧延するとエッジ部にシーム疵と呼ば
れる表面欠陥が生じる。前記シーム疵の原因となる鋳片
の厚みのばらつきは鋳造時における鋳造条件によって左
右されるが、前記公報に記載の技術によってこれを解決
することができない。

【０００５】また、ステンレス鋳片は表層部にチル晶と
呼ばれる結晶粒の細かい組織が少量生成し、中間層に柱
状晶、芯部に等軸晶となって結晶組織を構成している
が、このうち前記柱状晶は結晶粒子の形態が大きく、か
つ鋳片表面に対して略直角な方向性を持った結晶組織と
なるため、この鋳片を最終的に厚み１ｍｍ以下にまで圧
延する工程では、前記柱状晶が潰れ難いので、柱状晶の
分布状態およびその形態の差異によって鋳片の圧延及び
加工の際に厚みの差となって現れる。これが圧延工程に
おけるローピング、加工工程におけるリジングと呼ばれ
る現象であって、ステンレス鋼製品の歩留を悪化させる
要因となっている。

【０００６】従って、ステンレス鋳片中の柱状晶を減少
させて等軸晶を増加させるためには、タンディッシュに
おける溶鋼温度を溶鋼の凝固点近くにまで下げた状態で
鋳造することが必要であるが、このような低温鋳造にお
いては、鋳型内のメニスカス部での溶鋼の温度のばらつ
きが大きくなり、これが原因となって前記したステンレ
ス鋳片における厚みのばらつきがより顕著になって現れ
る。

【０００７】しかし、前記公報記載の技術においては、
鋳片内部に介在物による欠陥の少ない普通鋼の連続鋳造
を主目的にしたものであって、普通鋼の場合には、仮に
鋳片表面に介在物が捕捉されても、圧延工程や熱処理の
過程において、表面に厚い酸化スケールが発生するの
で、最終製品ではこれらの欠陥が除去されるため、特に
問題とならないが、ステンレス鋳片の連続鋳造において
は、酸化スケールの厚みが薄いのでステンレス鋳片のシ
ーム疵がそのまま残ってしまい製品不良となるという問
題がある。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、溶鋼温度の低い条件下で鋳片を鋳造しても、鋳片の
厚みのばらつきが少なく、従って圧延工程においてエッ
ジシーム疵を発生させることの少ないステンレス鋳片の
製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のエッジシーム疵の少ないステンレス鋳片の製造方
法は、断面四角形の鋳型に浸漬ノズルよりステンレス溶
鋼を供給しステンレス鋳片を連続して製造する方法にお
いて、前記鋳型のメニスカスから下方２００〜８００ｍ
ｍの位置に該鋳型の幅方向に広がる略均等な磁束密度の
磁石を設け、かつメニスカス部における前記鋳型の幅方
向の溶鋼温度偏差を１０℃以下として操業を行うように
構成されている。また、請求項２記載のエッジシーム疵
の少ないステンレス鋳片の製造方法は、請求項１記載の
方法において、前記鋳型のメニスカス部に溶鋼の流れを
加速する移動磁界を設けるように構成されている。

【０００９】ここで、鋳型の幅方向の溶鋼温度偏差は、
測定にあたって少なくとも鋳型の長辺方向を４分割（又
はそれ以上の分割）する程度の数の溶鋼温度の測定値が
必要であり、その測定値における最高温度と最低温度と
の差をもって溶鋼温度偏差とする。また、前記溶鋼温度
を測定するためには、前記鋳型の幅方向に熱電対あるい
は放射温度計等の測定器を用いて直接的に測定するか、
鋳造後の鋳片の凝固組織を光学顕微鏡等によって観察解
析することにより、間接的に求めることもできる。ま
た、メニスカスとは、鋳型中の溶鋼の溶融表面を表して
おり、またメニスカス部とは前記メニスカス近傍位置を
表すものとする。そして前記溶鋼温度偏差が１０℃以下
となるように前記磁石による磁場の強さ、溶鋼の加熱冷
却、及び鋳造速度等の鋳造条件を制御する。請求項２記
載のエッジシーム疵の少ないステンレス鋳片の製造方法
における移動磁界は磁束密度を少なくとも０．０１Ｔ以
上として、メニスカス部における溶鋼流を加速して溶鋼
温度偏差を減少させる働きを有する。

【００１０】

【作用】ステンレス鋳片の厚みのばらつき、即ち鋳片の
凹み量は連続鋳造時におけるメニスカス部の溶鋼温度偏
差によって生じる。これはメニスカス部における溶鋼温
度偏差が大きいと、鋳型に生成する溶鋼の凝固シェルの
粘性が温度によって異なるために、粘性の低い高温部の
凝固シェルが鋳片が引き抜かれる際に大きく伸び、粘性
の高い低温部では伸びが少ないことによって鋳片の厚み
に差を生じるためである。本発明者等は浸漬ノズルの下
方に設けた磁石によって、溶鋼流を制御することによ
り、このメニスカス部における溶鋼温度偏差を小さくで
きる事実に着目して、本発明を完成させるに至ったもの
である。図２は実際にステンレス鋳片の製造を行って、
メニスカス部における溶鋼温度偏差とこの鋳造条件によ
って得られる鋳片の凹み量との関係を示した図である。
前記溶鋼温度偏差が１０℃以下の下で鋳造して得られた
鋳片の凹み量がわずかに２ｍｍ程度であるのに対して、
溶鋼温度偏差が１０℃を越えるとそれに伴って凹み量が
急激に増加していることが分かる。また、ステンレス鋳
片においては、圧延加工性の良好な等軸晶の比率を増大
させるために低温での鋳造が必要とされているが、この
ような低温鋳造では前記メニスカス部の溶鋼温度偏差の
影響はさらに増大する。

【００１１】請求項１、２記載のエッジシーム疵の少な
いステンレス鋳片の製造方法においては、鋳型のメニス
カスから下方２００〜８００ｍｍ位置に電磁石等の磁石
を設けて静磁界を発生させ、浸漬ノズル吐出口から下方
に向かう吐出流を制動抑制して、上方のメニスカス部に
向かう高温の溶鋼流を増加させる。これにより、前記メ
ニスカス部の溶鋼温度偏差を減少させて鋳造されたステ
ンレス鋳片は厚み方向でのばらつきが少なく、従って圧
延の際、エッジシーム疵を発生することの少ないステン
レス鋳片が得られる。また、請求項２記載のエッジシー
ム疵の少ないステンレス鋳片の製造方法においては、鋳
型の幅方向に作用する移動磁界を設けているので、前記
メニスカス部における溶鋼流が加速されることにより、
メニスカス部の鋳型幅方向の溶鋼温度が均一化されて溶
鋼温度偏差をさらに減少させることができる。

【００１２】磁石の位置をメニスカスから下方２００ｍ
ｍ以内とすると、浸漬ノズルから吐出する溶鋼流は静磁
界の下部より吐出してしまい、メニスカス部における溶
鋼流を加速する効果がないばかりか、メニスカス部に溶
鋼が停滞して、そこで凝固シェルを生成し鋳造作業が不
可能になる。また、磁石の位置を８００ｍｍ以上とする
と、実質的に磁石による溶鋼流の制動効果がなく、メニ
スカス部の溶鋼温度偏差が大きくなる。図３は実際に磁
石の配置を変化させてステンレス鋳片を製造した場合に
おける、磁石位置とパウダー巻き込み指数及び溶鋼温度
偏差との関係を示す図である。ここで、白丸は溶鋼温度
偏差を、黒丸はパウダー巻き込み指数を表している。こ
れによっても、磁石をメニスカスから２００ｍｍ以内の
位置とすれば、メニスカス部の溶鋼温度が低下し、パウ
ダー及びシェルの凝固が促進されるためにパウダー巻き
込み指数が上昇することが、また、８００ｍｍ以上の領
域では溶鋼温度偏差が急激に上昇することが分かる。従
って、磁石位置をメニスカスより２００ｍｍ〜８００ｍ
ｍの範囲とすることが必要である。

【００１３】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係るエッジシー
ム疵の少ないステンレス鋳片の製造方法を適用した装置
の概略構成図、図４は本発明の一実施例に係るエッジシ
ーム疵の少ないステンレス鋳片の製造方法におけるメニ
スカス部の溶鋼温度差分布図である。

【００１４】図１に示すように溶鋼容量２０ｔのタンデ
ィッシュ１２からタンディッシュ１２の底部に設けた浸
漬ノズル１１を介して、短辺が０．２５ｍ、長辺（幅）
が１．２ｍの断面が四角形の連続鋳造鋳型１５へのステ
ンレス溶鋼１７の鋳造を鋳造速度０．６ｍ／ｍｉｎで行
った。ここで、Ｃｒ含有量が１８Wt％、液相線温度が１
４８０℃のステンレス溶鋼１７を用いた。浸漬ノズル１
１には、溶鋼吐出口１６の角度が水平で５０×４０ｍｍ
の矩形断面形状の２個の吐出口１６を有するアルミナ黒
鉛質の耐火材を使用して、鋳型１５のメニスカスから下
部２００ｍｍに磁石１０の上端が位置するようにして、
電磁石からなる上下方向幅約２００ｍｍの磁石１０を対
向して配置した。

【００１５】最初は前記電磁石を励磁せず、タンディッ
シュ１２中の溶鋼温度を溶鋼の前記液相線温度より４０
℃高い１５２０℃に設定して鋳造を行った。このとき鋳
型１５内のメニスカス部１３の幅方向（長辺方向）に沿
って溶鋼温度を測定したところ、このときのメニスカス
部１３における溶鋼温度偏差は１５℃であった。このた
め鋳型１５内における凝固シェルの粘性が幅方向に異な
っているために、凝固時の収縮によってシェルが変形し
て鋳片に窪みが生じ、このようにして鋳造された鋳片
は、鋳片の端部での凹み量が８ｍｍであり、これを圧延
したところ凹み部にエッジシーム疵が発生した。

【００１６】そこで、磁石１０によって鋳型１５の全幅
方向に広がる略均等な磁束密度０．１Ｔの静磁界を作用
させて、浸漬ノズル１１吐出口１６より下方に向かう溶
鋼流１４を制動し、メニスカス部１３における溶鋼の溶
鋼温度偏差を５℃に制御して鋳造を行った。このように
して得られたステンレス鋳片における凹み量は１ｍｍで
あった。図４は磁石１０により静磁界を作用させた場合
と作用させない場合とで比較したメニスカス部１３にお
ける溶鋼温度差分布図である。同図において、横軸の中
心位置が浸漬ノズル１１の位置に相当する。静磁界を作
用させた場合（黒丸で表示）には溶鋼温度偏差が５℃前
後であるのに対して、磁石を作用させない場合（黒三角
印で表示）には溶鋼温度偏差が２０℃前後と高くなって
いることが分かる。さらにメニスカス部１３の周囲の幅
方向に作用する磁束密度０．０５Ｔの移動磁界１８、１
９により、該メニスカス部１３における溶鋼流１４を加
速させたところ、溶鋼温度偏差はさらに減少して３℃と
なり鋳造後に測定したステンレス鋳片の凹み量は０．５
ｍｍとさらに小さくなった。その結果、鋳片の凹みの発
生を防止してエッジシーム疵の少ないステンレス鋼板を
安定して製造することが可能となった。

【００１７】前記ステンレス鋳片の製造においては、鋳
型１５のメニスカス部１３における溶鋼の溶鋼温度偏差
を１０℃以下として操業を行うが、このためにメニスカ
ス部１３における溶鋼温度偏差を監視し、取鍋からタン
ディッシュ１２内への溶鋼の注入条件及びタンディッシ
ュ１２から鋳型１５への注入条件を制御しつつ、かつ前
記磁束密度及び磁石１０の位置を変化させることによっ
て、メニスカス部１３の溶鋼温度偏差を制御する。

【００１８】また、前記実施例は、静磁界の磁束密度を
０．１Ｔとしたが、これに限定されるものではなく、鋳
型１５の大きさ及び、形状、鋳造速度、ステンレス鋼の
種類等の鋳造条件等によって当然変わるものである。ま
た、磁石１０の幅については、余り狭いと溶湯に有効に
電磁力が作用しないので、５ｃｍ以上有することが好ま
しく、更に４０ｃｍ以上とすることは無駄である。ま
た、浸漬ノズル１１の吐出口１６の角度を水平方向とし
たが、吐出口１６の角度を調整してメニスカス部１３の
溶鋼温度偏差を制御することもできる。前記実施例にお
いて、低温のステンレス溶鋼として液相線温度より４０
℃高い溶鋼を注入したが、更に高い温度の溶鋼（例え
ば、液相線温度より１００℃以下、好ましくは７０℃以
下）を使用することも可能である。

【００１９】

【発明の効果】請求項１、２記載のエッジシーム疵の少
ないステンレス鋳片の製造方法は、以上の説明から明ら
かなように、メニスカス部の溶鋼温度偏差を所定レベル
に維持して、かつメニスカスより下方の特定位置に静磁
界を作用させているので、低温度の鋳造条件下でも鋳片
の厚みのばらつきを少なくすることができ、これによっ
てシーム疵の少ないステンレス鋼板を製造することがで
きる。特に、請求項２記載のエッジシーム疵の少ないス
テンレス鋳片の製造方法は、移動磁界によってメニスカ
ス部の溶鋼流が加速されるために、前記溶鋼温度偏差を
さらに小さく維持することが可能であり、これによって
エッジシーム疵の更に少ないステンレス鋼板を製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るエッジシーム疵の少な
いステンレス鋳片の製造方法を適用した装置の概略構成
図である。

【図２】メニスカス部における溶鋼温度偏差と鋳片の凹
み量との関係を示した図である。

【図３】磁石の位置とパウダー巻き込み指数及び溶鋼温
度偏差との関係を示す図である。

【図４】本発明の一実施例に係るエッジシーム疵の少な
いステンレス鋳片の製造方法におけるメニスカス部の溶
鋼温度差分布図である。

【図５】従来例における鋳片の製造方法の概略説明図で
ある。

【符号の説明】

１０ 磁石 １１ 浸漬ノズル １２ タンディッシュ １３ メニスカス部 １４ 溶鋼流 １５ 鋳型 １６ 吐出口 １７ ステンレス溶鋼 １８ 移動磁界 １９ 移動磁界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久富 良一 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面四角形の鋳型に浸漬ノズルよりステ
   ンレス溶鋼を供給しステンレス鋳片を連続して製造する
   方法において、 前記鋳型のメニスカスから下方２００〜８００ｍｍの位
   置に該鋳型の幅方向に広がる略均等な磁束密度の磁石を
   設け、かつメニスカス部における前記鋳型の幅方向の溶
   鋼温度偏差を１０℃以下として操業を行うことを特徴と
   するエッジシーム疵の少ないステンレス鋳片の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記鋳型のメニスカス部に溶鋼の流れを
   加速する移動磁界を設けた請求項１記載のエッジシーム
   疵の少ないステンレス鋳片の製造方法。