JP2019177409A - 鋳塊、その製造方法および鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳塊の歩留りが高く、かつ鋼板における鋳塊中の異物由来の表面欠陥の発生を抑制可能な鋳塊を実現する。【解決手段】本発明に係る鋳塊は、連続鋳造法によって溶鋼から連続して製造される鋳塊である。鋳塊中の欠陥の個数は、例えば、連続鋳造法での鋳塊の移動方向における鋳塊の先端から１０００ｍｍの位置であって鋳塊の表面から２ｍｍの深さの位置における欠陥の個数は、５．０×１０−５／ｍｍ２以下である。【選択図】図４

Description

本発明は、鋳塊、その製造方法および鋼板の製造方法に関する。

鋼板は、美観と強度とを有する構造材として様々な用途で用いられている。鋼板は、一般に、流動性を有する溶鋼をモールド（鋳型）に供給して矩形の断面形状を有する帯状の鋳塊を連続して製造し、鋳塊を切断してスラブ（鋳片）を製造し、スラブを熱間圧延してホットコイルと呼ばれる厚めの鋼帯を製造し、この鋼帯を冷間圧延することによって製造される。溶鋼から鋳塊を連続して製造する方法は、連続鋳造法とも言われている。

連続鋳造法では、モールドの壁面に形成される凝固シェルに、溶鋼中に不可避的に混入する気泡や酸化物などの異物が捕捉されることがある。凝固シェルとは、モールドの壁面上における溶鋼の凝固物の層である。凝固シェルに捕捉された上記異物は、鋳塊の表面近傍に存在し、鋳塊から製造される鋼板の表面に、疵などの表面欠陥として現れることがある。

上記凝固シェルに上記異物が捕捉されることを抑制する方法として、電磁撹拌によってモールド内の溶鋼の流動を制御して溶鋼中の異物をモールド内の溶鋼の液面近傍へ浮上させ、モールド内の溶鋼の液面に投入されるモールドパウダーに捕捉させる方法が知られている。この方法は、モールド内に溶鋼を吐出するためのノズルに、吐出孔が水平方向よりも上向きに開口している浸漬ノズルを用いて、当該吐出孔から、平面形状で矩形の短辺に相当するモールドの壁面に向けて溶鋼を吐出する。加えて、上記矩形の長辺に相当する壁面のメニスカス近傍の溶鋼に、電磁撹拌によって所定の方向へ駆動力を付与する。その結果、モールド内の溶鋼の湯面近傍における溶鋼の温度が高く保たれ、また溶鋼の、鋳造方向に対して所定の向きの均一な流れが形成される（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１６６１２０号公報（１９９８年６月２３日公開）

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、上記凝固シェルに捕捉された上記異物に由来する鋼板の表面欠陥の発生を十分に抑制することができないことがある。このように、特許文献１に記載の方法は、鋼板の表面欠陥の発生を抑制可能な鋳塊を得る観点から、検討の余地が残されている。

ところで、鋳塊中の上記異物は、鋳塊の表面近傍に存在することから、鋼板における上記の表面欠陥は、鋳塊の表面を適宜に研削することによって抑制することができる。しかしながら、鋳塊を研削しすぎると、研削に要する時間が長くなるとともに、研削された金属成分が鋳塊から失われる。このため、鋳塊の研削しすぎは、鋳塊の歩留りを低減させることがあり、鋳塊およびそれから製造される鋼板の生産性を低減させることがある。このように、従来の連続鋳造法で製造される鋳塊は、鋳塊の研削の歩留りを高めつつ鋼板における表面欠陥の発生を抑制する観点から、検討の余地が残されている。

本発明の一態様は、鋳塊の歩留りが高く、かつ鋼板における鋳塊中の異物由来の表面欠陥の発生を抑制可能な鋳塊を実現することを第一の目的とする。

また、本発明の一態様は、鋳塊中の異物由来の表面欠陥の発生が抑制された鋼板を提供することを第二の目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る鋳塊は、連続鋳造法によって溶鋼から連続して製造される鋳塊であって、上記連続鋳造法での上記鋳塊の移動方向における上記鋳塊の、溶鋼の電磁撹拌を開始した位置よりも後方の位置であって上記鋳塊の表面から２ｍｍの深さの位置における欠陥の個数は、５．０×１０^−５／ｍｍ^２以下である。

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る鋳塊の製造方法は、ノズルからモールド内に溶鋼を連続して供給して前記モールドから鋳塊を連続して排出する工程と、前記モールド内の前記溶鋼を電磁撹拌する工程と、前記モールドから連続して排出される前記鋳塊の表面を研削する工程と、を含む鋳塊の製造方法であって、前記研削する工程は、電磁撹拌された溶鋼から生成した鋳塊の表面の、前記鋳塊の幅方向の中央部を、前記鋳塊の幅方向における側部、および、電磁撹拌される前の前記溶鋼から生成した鋳塊の先端部、のいずれよりも浅く研削する。

さらに、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る鋼板の製造方法は、上記
の鋳塊の製造方法で製造された鋳塊を用いて鋼板を製造する。

本発明の一態様によれば、鋳塊の歩留りが高く、かつ鋼板における鋳塊中の異物由来の表面欠陥の発生を抑制可能な鋳塊を実現することができる。

本実施の形態に係る鋳造を製造可能な連続鋳造装置の構成を模式的に示す図である。 モールド内の溶鋼の湯面高さにおける水平面で上記連続鋳造装置を切断したときの断面を模式的に示す図である。 モールドの中心を通り、モールドの長辺モールドに平行な平面で上記連続鋳造装置を切断したときの湯面付近の断面を模式的に示す図である。 （ａ）は、本発明の実施例および比較例における鋳塊の表面から２ｍｍの深さの位置における地疵の個数を示すグラフであり、（ｂ）は、上記鋳塊の表面から３ｍｍの深さの位置における地疵の個数を示すグラフである。 本発明の実施例の鋳塊における研削位置および研削量を説明するための図である。 本発明の比較例の鋳塊における研削位置および研削量を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

［鋳塊］
本発明の一実施の形態に係る鋳塊は、連続鋳造法によって溶鋼から連続して製造される鋳塊である。ここで、「鋳塊」とは、連続鋳造法におけるモールドに供給された溶鋼から形成された鋳造物であって、矩形または円形などの所定の断面形状を有する帯状の鋳造物である。上記鋳塊の温度、は限定されないが、上記鋳塊は、溶鋼から形成されていることから、通常、６００〜９００℃の温度を有している。

上記鋳塊の特定の位置における欠陥の個数は、５．０×１０^−５／ｍｍ^２以下である。「特定の位置」とは、連続鋳造法での鋳塊の移動方向における鋳塊の、溶鋼の電磁撹拌を開始した位置（電磁撹拌開始位置）よりも後方の位置であって、鋳塊の表面から２ｍｍの深さの位置である。

上記電磁撹拌開始位置は、鋳塊の表面近傍の欠陥の分布によって特定することが可能である。たとえば、電磁撹拌開始位置は、鋳塊の幅方向における中心部の、表面から２ｍｍの深さの欠陥を鋳塊の移動方向（長手方向）に沿って検出したときに、上記欠陥の分布が断続的に減少する位置として検出され得る。

上記の「特定の位置」は、上記電磁撹拌開始位置よりも後方であればよく、上記電磁撹拌開始位置の実質的に直後であることが好ましい。上記電磁撹拌開始位置は、通常、上記鋳塊の移動方向におけるモールドの長さに応じて適宜に決めることが可能である。鋳塊が通常の連続鋳造法で製造される場合には、上記電磁撹拌開始位置は、生産性などの観点から、通常、鋳塊の先端から１０００ｍｍ未満の位置にある。よって、上記の「特定の位置」は、１０００ｍｍとすることも可能である。

上記欠陥の個数は、上記の特定の位置にあっても５．０×１０^−５／ｍｍ^２以下であることが、鋳塊の歩留りの向上および当該鋳塊から製造される鋼板の品質維持の観点から好ましい。

上記欠陥の個数を測定するための鋳塊の幅方向における位置は、限定されないが、当該幅方向の中央部であることが好ましい。当該幅方向とは、鋳塊を平面視したときの上記移動方向に直交する方向である。また、上記中央部とは、鋳塊の幅方向における中心を含む部分であり、例えば、鋳塊の幅方向における中心から２００ｍｍ（計４００ｍｍ幅）の部分である。

上記欠陥は、上記凝固シェルに捕捉された異物に起因する鋳塊の形状の乱れである。当該欠陥は、「地疵」とも言われる。上記欠陥の例には、凝固シェルへ投入されたモールドパウダーの混入に起因した異物および線状疵が含まれる。上記欠陥の大きさは、凝固シェルに捕捉された補捉物に依存する。当該補捉物の例には、前述した異物、上記モールドパウダー、および上記異物を補捉している上記モールドパウダーが含まれる。よって、上記欠陥の大きさは、通常、長径で、０．１〜２ｍｍである。当該長径とは、その鋳塊における欠陥の大きさを代表する寸法であればよく、例えば、鋳塊における上記欠陥を平面視したときの二次元投影像における最長径の平均値であってよい。

上記鋳塊における上記の特定の位置での上記欠陥は、鋳塊の放射線透過検査によって検出することが可能である。当該欠陥の個数は、上記の検査による画像の適当な画像処理によって求めることが可能である。

また、上記鋳塊における上記位置での上記欠陥の個数は、モールドにおける溶鋼の撹拌効率を高めることによって減らすことが可能である。特に、モールドにおける浸漬ノズルの周辺は、溶鋼の流動性が低下しやすく、凝固シェルへ異物が捕捉されやすい。よって、モールドにおける浸漬ノズルの周辺での溶鋼の流動性を高めるように、溶鋼の撹拌効率を高めることが、上記欠陥の個数を減らす観点から好ましい。このような溶鋼の撹拌には、モールド内の溶鋼を撹拌するための電磁撹拌装置によって実現することが可能である。

また、上記欠陥の個数の低減には、モールドに溶鋼を供給する浸漬ノズルに、その吐出孔が水平方向よりも上方に向けて開口している浸漬ノズルを用いることも有効である。

上記鋳塊の金属材料は、連続鋳造法による鋳塊の製造およびその後の圧延による鋼板の製造が可能は範囲において適宜に選択することが可能である。当該金属材料の例には、ステンレスの各種鋼種が含まれる。

［鋳塊の製造］
上記鋳塊は、モールド内の溶鋼の撹拌効率を適切に高めることが可能な公知の製造装置を用いて製造することが可能である。たとえば、上記鋳塊は、ノズルからモールド内に溶鋼を連続して供給して上記モールドから鋳塊を連続して排出する工程と、上記モールド内の上記溶鋼を電磁撹拌する工程と、上記モールドから連続して排出される上記鋳塊の表面を研削する工程と、を含む鋳塊の製造方法によって製造することが可能である。以下、上記鋳塊の製造方法の一例を説明する。図１は、本実施の形態に係る鋳造を製造可能な連続鋳造装置の構成を模式的に示す図である。

（連続鋳造装置の構成）
図１に示すように、連続鋳造装置１Ａは、精錬工程から供給された溶鋼を受け取る取鍋２と、タンディッシュ３と、モールド１０と、浸漬ノズル４０Ａと、電磁攪拌装置（攪拌装置）５０Ａ、５０Ｂとを備えている。

タンディッシュ３は、取鍋２から注湯された溶鋼を貯留し、酸化物などの異物を取り除くための部材である。

モールド１０は、注湯された溶鋼を冷却して内表面に凝固シェルＣを形成し、モールド１０の底部から送出するための鋳型である。図２は、モールド１０内の溶鋼の湯面高さにおける水平面で連続鋳造装置１Ａを切断したときの断面を模式的に示す図である。図２に示すように、モールド１０における水平面で切断した内面の輪郭形状は、長方形である。モールド１０は、互いに対向する一組の長辺モールド１１Ａ、１１Ｂと、互いに対向する１組の短辺モールド１２Ａ、１２Ｂとを備えている。

長辺モールド１１Ａ、１１Ｂは、それぞれモールド１０の内面を構成する長辺面（第１面）１１Ａａ、１１Ｂａを備えている。短辺モールド１２Ａ、１２Ｂは、それぞれモールド１０の内面を構成する短辺面（第２面）１２Ａａ、１２Ｂａを備えている。すなわち、長辺面１１Ａａ、１１Ｂａと、長辺面１１Ａａ、１１Ｂａと交差する短辺面１２Ａａ、１２Ｂａによって囲繞構造が形成されている。以降の説明では、図２に示すように、長辺モールド１１Ａ、１１Ｂに平行な水平方向を「長辺方向ＬＤ」、短辺モールド１２Ａ、１２Ｂに平行な水平方向を「短辺方向ＳＤ」と呼称する。

浸漬ノズル４０Ａは、タンディッシュ３に貯留された溶鋼をモールド１０に注湯するための部材である。浸漬ノズル４０Ａは、上端がタンディッシュ３に接続されており、下端がモールド１０の略中心（すなわち、図２において、長辺面１１Ａａ、１１Ｂａおよび短辺面１２Ａａ、１２Ｂａによって形成される長方形の略中心）に位置するように載置されている。

図３は、モールド１０の中心を通り、モールド１０の長辺モールド１１Ａ、１１Ｂに平行な平面で連続鋳造装置１Ａを切断したときの湯面Ｓ付近の断面を模式的に示す図である。なお、連続鋳造装置１Ａは、浸漬ノズル４０Ａに関して対称な構造となっているため、図３では、浸漬ノズル４０Ａと、短辺モールド１２Ｂとを含む領域を拡大して図示している。

浸漬ノズル４０Ａは、図３に示すように、二つの吐出孔４１Ａを備えている。吐出孔４１Ａは、モールド１０内に配置されており、タンディッシュ３から供給され、浸漬ノズル４０Ａの内部を通過した溶鋼を吐出するための孔である。

吐出孔４１Ａは、浸漬ノズル４０Ａの長辺方向ＬＤの両側にそれぞれ形成されている。吐出孔４１Ａは、吐出流の吐出方向６０が水平面に対して上向きとなるように形成されている。以降では、吐出孔４１Ａの吐出方向６０と水平面とのなす角度を吐出角度θと呼称する。

電磁攪拌装置５０Ａ、５０Ｂは、電磁力によってモールド１０の湯面Ｓ近傍の溶鋼に対して攪拌流（旋回流）を発生させるための装置である。電磁攪拌装置５０Ａ、５０Ｂは、長辺モールド１１Ａ、１１Ｂの背面にそれぞれ設置されている。電磁攪拌装置５０Ａ、５０Ｂは、撹拌コイルコアをそれぞれ備えている。そして、電磁攪拌装置５０Ａ、５０Ｂは、それらの撹拌コイルコアの上端が湯面Ｓから下方に所定の距離離れた位置になるように配置されている。

電磁攪拌装置５０Ａの撹拌コイルコアは、長辺モールド１１Ａの近傍の溶鋼に対して、長辺方向ＬＤに平行でありかつ短辺面１２Ａａに向かう方向の電磁力を付与するように配置されている。同様に、電磁攪拌装置５０Ｂの撹拌コイルコアは、長辺モールド１１Ｂの近傍の溶鋼に対して、長辺方向ＬＤに平行でありかつ短辺面１２Ｂａに向かう方向の電磁力を付与するように配置されている。

そして、上記撹拌コイルコアは、鉛直方向において吐出孔４１Ａ全体と重なる位置に設置されている。このように、連続鋳造装置１Ａは、吐出孔４１Ａから吐出された溶鋼には吐出孔４１Ａから吐出された時点から撹拌コイルコアからの電磁力が付与されるように構成されている。

なお、連続鋳造装置１Ａは、吐出角度θ、吐出孔４１Ａの中心と湯面Ｓとの距離Ｌ、および短辺モールド１２Ａと短辺モールド１２Ｂとの距離Ｗ（すなわち、長辺面１１Ａａ、１１Ｂａの水平方向の長さ）が適宜に設定されている。より詳しくは、連続鋳造装置１Ａは、浸漬ノズル４０Ａの吐出孔４１Ａから吐出された溶鋼の略全量が湯面Ｓに到達するように構成されている。

たとえば、連続鋳造装置１Ａにおける距離Ｗが５２０ｍｍよりも大きい場合では、吐出角度θは３０°、距離Ｌは１５０ｍｍ、吐出孔４１Ａの上下方向の幅は５８ｍｍ、湯面Ｓから吐出孔４１Ａの上端までの距離は１２１ｍｍ、とすることができる。

（凝固シェルによる異物の捕捉抑制メカニズム）
連続鋳造装置１Ａでは、浸漬ノズル４０Ａの吐出孔４１Ａからモールド１０に溶鋼が連続供給され、モールド１０内の所定の高さ位置に溶鋼の湯面Ｓ（メニスカスとも呼称される）が形成される。なお、連続鋳造中には、湯面Ｓは多少揺れ動くが、本明細書では平均湯面高さを湯面Ｓの位置とする。また、湯面Ｓ上には、気泡や酸化物などの異物を補捉するためのモールドパウダー（不図示）が添加されている。

より詳しくは、溶鋼は、取鍋２からタンディッシュ３を介して浸漬ノズル４０Ａに供給される。浸漬ノズル４０Ａは、吐出孔４１Ａを介してモールド１０内に溶鋼を供給する。吐出孔４１Ａは、長辺面１１Ａａ、１１Ｂａに沿う方向に溶鋼を吐出する。

上記撹拌コイルコアは、撹拌コイルコアが設置されている高さにおいて、モールド１０内の溶鋼に対して電磁力を付与する。この電磁力により、連続鋳造装置１Ａは、モールド１０内の湯面Ｓの近傍の水平方向において、図２において黒矢印に示すような攪拌流を溶鋼に形成する。攪拌流は、モールド１０中の溶鋼における撹拌コイルコアが設置されている部分に形成される。この撹拌流によって、上記部分から上下方向に一定の距離の範囲の領域に存在する溶鋼もモールド１０内を旋回する。溶鋼の流速は、例えば、０．２０〜０．４０ｍ／ｓである。

こうして、吐出孔４１Ａから吐出された高温の溶鋼の大半が湯面Ｓに到達する。したがって、湯面Ｓ近傍での溶鋼の凝固を遅らせることができる。そのため、湯面Ｓ近傍での電磁攪拌装置５０Ａ、５０Ｂによる撹拌の効果が増大され、溶鋼中の異物が凝固シェルＣに捕捉されることを効果的に抑制される。

また、吐出孔４１Ａから湯面Ｓまでの距離は、比較的短い。そのため、図３の点Ｐで示されるように、吐出孔４１Ａから吐出する溶鋼の流れ（吐出流）の流速が低下しないうちに吐出流が湯面Ｓに到達する。点Ｐは、吐出孔４１Ａから吐出された溶鋼が直進した場合に、吐出孔４１Ａから吐出された溶鋼が湯面Ｓに到達する点である。したがって、流速の速い吐出流によって、溶鋼中の気泡や介在物などの異物が浮上しやすくなり、当該異物がモールドパウダーに捕捉させやすくなる。

また、吐出孔４１Ａから湯面Ｓまでの距離が比較的短いため、吐出流が湯面Ｓに到達するまでの流路における吐出流の拡散が抑制される。よって、攪拌流を阻害することを避けることができる。

さらに、湯面Ｓに到達した吐出流は、図３に示すように、短辺モールド１２Ａ、１２Ｂ側と、浸漬ノズル４０Ａ側（すなわち、モールド１０の中心側）とに分流する。その結果、湯面Ｓ近傍の溶鋼温度が均一に高められる。

上記のように、溶鋼は、浸漬ノズル４０Ａからモールド１０内に連続して供給され、そして、鋳塊が、モールド１０から連続して排出される。通常、溶鋼がモールド１０中に十分に満たされた後に電磁撹拌が開始され、以下連続して電磁撹拌が行われる。

モールドから連続して排出される鋳塊は、複数のロールで構成されている搬送路を通る。そして、当該搬送路中に配置されている研削装置によって、鋳塊の表面における特定の位置が特定の深さで研削される。この研削では、電磁撹拌された溶鋼から生成した鋳塊の表面の、上記鋳塊の幅方向の中央部は、上記鋳塊の幅方向における側部、および、電磁撹拌される前の上記溶鋼から生成した鋳塊の先端部、のいずれよりも浅く研削される。このため、鋳塊の幅方向の位置に応じて研削深さが異なる従来の研削に比べると、上記の研削の歩留りは高くなる。

鋳塊における研削の深さは、凝固シェルＣが捕捉した異物に由来する欠陥を除去可能な範囲において適宜に決めることが可能である。このような研削の深さは、例えば、鋳塊における平面視したときの上記欠陥の配置および量に応じて、鋳塊の表面の特定の部分で異なっていてよい。

たとえば、上記中央部は、溶鋼への電磁撹拌の影響が比較的強いため、異物が凝固シェルＣに捕捉されにくい。これに対して上記側部は、特に角部において溶鋼が比較的滞留しやすく凝固シェルＣが発生しやすい。このため、上記側部では、上記中央部に比べて、より深い位置で異物が凝固シェルＣに捕捉されやすい。また、上記先端部は、鋳塊における溶鋼が電磁撹拌される前の部分である。上記先端部は、溶鋼が電磁撹拌されずに鋳塊になった部分であるため、上記中央部に比べてより深い位置で異物が凝固シェルＣに捕捉されやすい。

モールド１０内には、前述したように、水平方向よりも上方に向けて溶鋼を吐出して溶鋼が連続して供給される。よって、モールド１０内において溶鋼が水平方向または下方に供給される場合に比べて、モールド１０内での溶鋼の撹拌効率が向上し、凝固シェルＣへの異物の捕捉がより抑制される。

さらに、前述したように、モールド１０を平面視したときの形状が矩形であり、モールド１０の長手方向に沿って、溶鋼が浸漬ノズル４０Ａからモールド１０内に供給される。このため、浸漬ノズル４０Ａから吐出された溶鋼のほぼすべてが、電磁撹拌装置５０Ａ、５０Ｂによって電磁撹拌される。よって、溶鋼がモールド１０内において電磁撹拌されない場合に比べて、モールド１０内での溶鋼の撹拌効率が向上し、凝固シェルＣへの異物の捕捉がより抑制される。

そして、前述したように、鋳塊の表面の、鋳塊の移動方向における電磁撹拌を開始した位置は、通常、鋳塊の先端から１０００ｍｍ未満の位置となる。よって、前述した「特定の位置」を、連続鋳造法によって製造される鋳塊であれば、一律に鋳塊の先端から１０００ｍｍの位置とし得る。

［鋼板の製造］
上記の研削された鋳塊は、常法によって鋼板となる。すなわち、鋼板は、前述の鋳塊の製造方法で製造された鋳塊を用いて製造される。たとえば、鋼板は、前述したように、連続鋳造法で製造された（研削後の）鋳塊を切断してスラブ（鋳片）を製造し、スラブを熱間圧延してホットコイルと呼ばれる厚めの鋼帯を製造し、この鋼帯を冷間圧延することによって製造される。上記鋳塊から鋼板を製造することにより、表面欠陥を実質的に有さない鋼板、例えば、実使用上問題のない表面性状を有する鋼板、が得られる。

［まとめ］
本実施の形態に係る鋳塊は、連続鋳造法によって溶鋼から連続して製造される鋳塊であって、連続鋳造法での鋳塊の移動方向における鋳塊の、溶鋼の電磁撹拌を開始した位置よりも後方の位置であって鋳塊の表面から２ｍｍの深さの位置における欠陥の個数は、５．０×１０^−５／ｍｍ^２以下である。よって、上記鋳塊は、鋳塊の歩留りが高く、かつ鋼板における鋳塊中の異物由来の表面欠陥の発生を抑制することができる。

本実施の形態において、溶鋼の電磁撹拌を開始した位置よりも後方の位置は、鋳塊の先端から１０００ｍｍの位置であってよい。

また、本実施の形態において、上記鋳塊の金属材料はステンレス鋼を含む各種鋼種であってよい。

また、本実施の形態における鋳塊の製造方法は、ノズル（浸漬ノズル４０Ａ）からモールド１０内に溶鋼を連続して供給してモールド１０から鋳塊を連続して排出する工程と、モールド１０中の溶鋼を電磁撹拌する工程と、モールド１０から連続して排出される鋳塊の表面を研削する工程と、を含み、この研削する工程では、電磁撹拌された溶鋼から生成した鋳塊の表面の、鋳塊の幅方向の中央部を、鋳塊の幅方向における側部、および、電磁撹拌される前の溶鋼から生成した鋳塊の先端部、のいずれよりも浅く研削する。よって、当該製造方法によれば、鋳塊の歩留りが高く、かつ鋼板における鋳塊中の異物由来の表面欠陥の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態では、モールド１０内において水平方向よりも上方に向けて溶鋼を吐出して溶鋼をモールド１０内に連続して供給することは、凝固シェルＣへの異物の捕捉を抑制する観点からより一層効果的である。

また、本実施の形態では、モールド１０を平面視したときの形状が矩形であり、モールドの長手方向に沿って溶鋼を浸漬ノズル４０Ａからモールド１０内に供給することは、当該長手方向に一般に配置される電磁撹拌装置５０Ａ、５０Ｂによって、溶鋼のモールド１０への供給時においてほぼすべての溶鋼を電磁撹拌することが可能にある。よって、凝固シェルＣへの異物の捕捉を抑制する観点からより一層効果的である。

また、本実施の形態では、鋳塊の表面の、鋳塊の移動方向における電磁撹拌を開始した位置は、鋳塊の先端から１０００ｍｍ未満の位置であってよい。

さらに、本実施の形態に係る鋼板の製造方法は、上記の鋳塊の製造方法で製造された鋳塊を用いて鋼板を製造する。

よって、当該鋼板の製造方法によれば、鋳塊中の異物由来の表面欠陥の発生が抑制された鋼板を提供することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

［実施例１］
図１〜３に示すような連続鋳造装置を用いて、下記の条件でのオーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３０４の連続鋳造を行い、帯状の鋳塊（鋳塊実施例）を製造した。上記連続鋳造では、モールド１０中の溶鋼を電磁攪拌装置５０Ａ、５０Ｂによって撹拌した。モールド１０中において、吐出孔４１Ａから吐出された溶鋼のうちの略全量の溶鋼が、モールド１０の短辺面１２Ａａ、１２Ｂａに直接到達した。当該溶鋼は、吐出孔４１Ａから吐出されてからモールド１０の短辺面１２Ａａ、１２Ｂａに到達するまでの間、電磁攪拌装置５０Ａ、５０Ｂによって形成される撹拌領域を通過する。なお、電磁攪拌装置５０Ａ、５０Ｂによる溶鋼の撹拌は、モールド１０から排出された鋳塊の長さが９００ｍｍになった時点から行った。

（連続鋳造条件）
吐出孔４１Ａの吐出角度φ：５°
吐出孔４１Ａの鉛直方向の幅：５０ｍｍ
湯面Ｓから吐出孔４１Ａの中心までの鉛直方向の距離Ｌ：２２０ｍｍ
短辺モールド１２Ａ、１２Ｂ間の距離Ｗ：１０３８ｍｍ
鋳造速度：１．４０ｍ／ｍｉｎ
吐出速度：９３２ｍｍ／ｓ
スラブ厚み：２００ｍｍ

［比較例１］
電磁攪拌装置５０Ａ、５０Ｂによる撹拌を行わない以外は実施例１と同様にして、鋳塊（鋳塊比較例）を製造した。

［評価］
（１）鋳塊中の欠陥の数
鋳塊実施例および鋳塊比較例のそれぞれについて、放射線透過検査により、その表面から２ｍｍおよび３ｍｍの位置における、地疵（凝固シェルへのモールドパウダーの混入に起因する異物および線状疵）の個数を計測した。当該地疵は、前述の欠陥に相当する。計測位置は、鋳塊の長手方向における、連続鋳造法での鋳塊の移動方向の先端から８００、１０００、１２００、１５００、２０００、２５００および３０００ｍｍの位置であって、鋳塊の幅方向における中央部（鋳塊の幅方向における中心から２００ｍｍ以内の位置）である。なお、本評価では、地疵の直径（長径）が０．１５ｍｍ以上である地疵の個数を計測した。

計測結果を図４に示す。図４は、鋳塊実施例および鋳塊比較例における、１ｍｍ^２あたりの地疵の個数を示す図である。図４の（ａ）は、鋳塊の表面から２ｍｍの深さの位置における地疵の個数を示すグラフであり、（ｂ）は、鋳塊の表面から３ｍｍの深さの位置における地疵の個数を示すグラフである。

図４の（ａ）および図４の（ｂ）に示すように、実施例１における表面から２ｍｍおよび３ｍｍの深さの位置における地疵の数は、比較例１におけるそれらに比べて十分に少なかった。これは、実施例１では、モールド内の溶鋼が十分に撹拌され、凝固シェルへの異物の補捉が十分に抑制されたため、と考えられる。

特に、比較例１では１０００〜２０００ｍｍにおいて多数の地疵が計測されているのに対して、実施例１では、１０００〜２０００ｍｍにおいても計測される地疵の個数が５．０×１０^−５／ｍｍ^２以下と十分に少なかった。

（２）研削の歩留り
鋳塊実施例および鋳塊比較例のそれぞれについて、スラブ研削設備を用いて、上記の地疵の個数に応じた研削を行った。

鋳塊実施例の研削量（研削深さ）は、図５に示されるように、鋳塊実施例の先端部Ｅおよび側部Ｒで鋳塊実施例の表面から３ｍｍであり、鋳塊実施例の中央部Ｍで鋳塊実施例の表面から２ｍｍである。先端部Ｅは、鋳塊実施例の長さ方向における鋳塊実施例の先端から１０００ｍｍまで部分である。側部Ｒは、鋳塊実施例における先端部Ｅよりも後ろの部分であって、鋳塊実施例の側縁から２５０ｍｍの部分である。中央部Ｍは、鋳塊実施例における先端部Ｅよりも後ろの部分であって、鋳塊実施例の幅方向における側部Ｒ以外の部分である。図中の矢印Ｘは、連続鋳造法における鋳塊実施例の移動方向を示している。

鋳塊比較例の研削量は、図６に示されるように、鋳塊の中心部Ｍ１で鋳塊の表面から４ｍｍであり、鋳塊の中間部Ｍ２で鋳塊の表面から２ｍｍであり、鋳塊の側部Ｒで鋳塊の表面から３ｍｍである。中心部Ｍ１は、鋳塊における幅方向の中心から２００ｍｍまで（計４００ｍｍの幅）の部分であり、中間部Ｍ２は、中心部Ｍ１と側部Ｒとの間の部分である。

鋳塊実施例および鋳塊比較例のそれぞれについて、鋳塊の研削における歩留りを求めた。その結果、鋳塊実施例の研削の歩留りは９７．５％であり、鋳塊比較例の研削の歩留りは９６．８％であった。このように、鋳塊実施例の研削の歩留りは、鋳塊比較例のそれに比べて高いことがわかる。

（３）鋼板の品質
研削後の鋳塊実施例を用いて一般的なオーステナイト系ステンレス鋼板の製造工程（熱間圧延、焼鈍、酸洗、冷間圧延、焼鈍、酸洗）を行い、板厚１ｍｍの複数枚の鋼板（鋼板実施例）を製造した。また、研削後の鋳塊比較例を用いて鋼板実施例と同様にして、板厚１ｍｍの複数枚の鋼板（鋼板比較例１）を製造した。

さらに、鋳塊比較例を用いて鋳塊実施例と同様に研削した鋳塊を別途製造し、この鋳塊を用いて鋼板実施例と同様にして、板厚１ｍｍの複数枚の鋼板（鋼板比較例２）を製造した。

そして、鋼板実施例、鋼板比較例１および鋼板比較例２のそれぞれについて、表面検査を行い、製品としての品質を有しているかどうかについて判定した。

その結果、鋼板実施例では、いずれの鋼板実施例も製品として十分な（実用上問題のない）表面性状を有していた。

これに対して、鋳塊比較例では、モールド内での溶鋼の滞留の影響が現われやすい（凝固シェルに異物が捕捉されやすい）中心部Ｂ１をより深く研削した場合において、５．６％の鋼板比較例１が、実用上問題となる表面性状を有していた。

また、鋼板比較例２は、そのほとんどが実用上問題となる表面性状を有していた。これは、上記鋳塊比較例から異物の影響を排除するためには、実施例の研削の条件では不十分であるため、と考えられる。

１Ａ 連続鋳造装置
２ 取鍋
３ タンディッシュ
１０ モールド
１１Ａ、１１Ｂ 長辺モールド
１１Ａａ、１１Ｂａ 長辺面
１２Ａ、１２Ｂ 短辺モールド
１２Ａａ、１２Ｂａ 短辺面
４０Ａ 浸漬ノズル
４１Ａ 吐出孔
５０Ａ、５０Ｂ 電磁攪拌装置
６０ 吐出方向
Ｃ 凝固シェル
Ｅ 先端部
Ｌ 吐出孔の中心と湯面との距離
ＬＤ 長辺方向
Ｍ 中央部
Ｍ１ 中心部
Ｍ２ 中間部
Ｐ 吐出孔から吐出された溶鋼が直進した場合に湯面に到達する点
Ｒ 側部
Ｓ 湯面
ＳＤ 短辺方向
Ｗ 短辺モールド間の距離

Claims (8)

1. 連続鋳造法によって溶鋼から連続して製造される鋳塊であって、
   前記連続鋳造法での前記鋳塊の移動方向における前記鋳塊の、溶鋼の電磁撹拌を開始した位置よりも後方の位置であって前記鋳塊の表面から２ｍｍの深さの位置における欠陥の個数は、５．０×１０^−５／ｍｍ^２以下である、鋳塊。
2. 前記溶鋼の電磁撹拌を開始した位置よりも後方の位置は、前記鋳塊の先端から１０００ｍｍの位置である、請求項１に記載の鋳塊。
3. 前記鋳塊の金属材料は、ステンレス鋼を含む、請求項１または２に記載の鋳塊。
4. ノズルからモールド内に溶鋼を連続して供給して前記モールドから鋳塊を連続して排出する工程と、
   前記モールド内の前記溶鋼を電磁撹拌する工程と、
   前記モールドから連続して排出される前記鋳塊の表面を研削する工程と、を含む鋳塊の製造方法であって、
   前記研削する工程は、電磁撹拌された溶鋼から生成した鋳塊の表面の、前記鋳塊の幅方向の中央部を、前記鋳塊の幅方向における側部、および、電磁撹拌される前の前記溶鋼から生成した鋳塊の先端部、のいずれよりも浅く研削する、鋳塊の製造方法。
5. 前記モールド内において水平方向よりも上方に向けて前記溶鋼を吐出して前記溶鋼を前記モールド内に連続して供給する、請求項４に記載の鋳塊の製造方法。
6. 前記モールドを平面視したときの形状が矩形であり、
   前記モールドの長手方向に沿って前記溶鋼を前記ノズルから前記モールド内に供給する、請求項４または５に記載の鋳塊の製造方法。
7. 前記鋳塊の表面の、前記鋳塊の移動方向における電磁撹拌を開始した位置は、鋳塊の先端から１０００ｍｍ未満の位置である、請求項４〜６のいずれか一項に記載の鋳塊の製造方法。
8. 請求項４〜７のいずれか一項に記載の鋳塊の製造方法で製造された鋳塊を用いて鋼板を製造する、鋼板の製造方法。

Images