JP3488093B2 - 溶鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
溶鋼の連続鋳造方法Info
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Description
には、中心にポロシティを伴う最終凝固部を取り囲むよ
うに配された中心近傍の粗い粒状晶部と、粗い粒状晶部
を取り囲む粗い柱状晶部とが観察される。この粗い粒状
晶と粗い柱状晶とを微細な等軸晶にすることができれ
ば、例えばスラブを薄板にした際には成形加工性が顕著
に優れた薄板になり、また例えば厚板にした際には低温
靱性に優れた厚板となる。本発明は、この粗い粒状晶と
柱状晶を微細な等軸晶にできる溶鋼の連続鋳造方法およ
びそれを用いて鋳造した微細な凝固組織を有する連続鋳
造鋳片に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】「鉄鋼便覧」第３版、II 製銑・製鋼、
ｐ．６５３には、等軸晶は溶鋼過熱度が低いと増加する
ことから、等軸晶化には低温鋳造が有効であることが示
されている。また、特開昭５０−２３３３８号公報に
は、誘導電磁攪拌装置を用いて、凝固界面近傍の溶鋼に
一方向の旋回流を与え、柱状デンドライトを分断するこ
とにより柱状晶を等軸晶にする技術が記載されている。
現状、凝固組織の等軸晶化には上記２つの技術が最も効
果的であるとされており、これら技術は単独で、又は、
組み合わせて使用することにより凝固組織をある程度等
軸晶化し、鋳片の中心偏析低減に効果を発揮している。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低温鋳
造では、溶融金属の過熱度を液相線に近い温度にし、こ
れを浸漬ノズルから鋳型内に注入する必要があるため、
浸漬ノズルの閉塞や鋳型内でのディッケル生成等の凝固
異常を招く場合がある。このため、現状の連続鋳造では
注入する溶融金属の過熱度は２０〜３０Ｋ程度を採用し
ており、このような温度条件では薄板の成形加工性や厚
板の低温靱性を改善できる程の微細等軸晶化は達成され
ていない。また、誘導電磁攪拌を用いる方法について
も、材質が改善できるまでの十分な微細等軸晶が安定し
て得られているわけではなく、例えば等軸晶が生成し難
いＣ含有率が０．１％以下の溶鋼に対しては、柱状晶を
十分に等軸晶化することは難しい。 【０００４】本発明は、このような現状を鑑み、中心近
傍の粗い粒状晶とそれを取り囲む粗い柱状晶を、共に微
細な等軸晶にできる連続鋳造方法およびそれを用いて鋳
造した微細な凝固組織を有する連続鋳造鋳片の提供を課
題としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、（１）鋳型内
メニスカス〜鋳型下１０ｍの間に誘導電磁攪拌装置を有
する連続鋳造装置を用いて、Ａｌ濃度が０．０５％以下
の溶鋼に、取鍋、タンディッシュあるいは鋳型で溶鋼中
にＭｇを０．０００２〜０．０１％になるように含有せ
しめ、該誘導電磁攪拌装置により水平面内で溶鋼を旋回
流速が３０〜１００ｃｍ／ｓで旋回させながら鋳造する
ことを特徴とする連続鋳造方法である。本発明における
％表示は、すべて重量％を意味する。 【０００６】 【発明の実施の形態】本発明の基本思想は、微細な酸化
物を溶鋼中に分散させ、これに電磁攪拌を加え溶鋼の過
熱度を低下させることにより、微細に分散させた酸化物
を等軸晶生成の核として効率的に活用し、鋳片内に微細
な等軸晶を生成させることにある。この基本思想を実現
するためには、鋳片内で等軸晶の核となり得る微細な
酸化物を生成させる方法と、微細な酸化物を起点に生
成した等軸晶核の再溶解を防止できるように溶鋼過熱度
を低減させた上で、微細に分散させた酸化物が凝集・合
体しない電磁攪拌条件を明らかにすることが重要であ
る。 【０００７】まず、の方法について述べる。Ａｌ脱酸
溶鋼には多数のＡｌ2 Ｏ3 系介在物が存在するが、この
介在物は極めて凝集・合体し易く粗大な酸化物となるた
め、等軸晶の核として有効に作用しない。これに対し、
本発明者らは、溶鋼中にＭｇを添加し、Ａｌ2 Ｏ3 系介
在物をＭｇＯ、或いはＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 に改質するこ
とにより、微細な酸化物を溶鋼中に均一に分散できるこ
と、さらにこれら酸化物が等軸晶生成の核になり易いこ
とを見いだした。これは、Ａｌ2 Ｏ3 と比較して、Ｍｇ
ＯやＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は溶鋼と濡れ易いためだと考え
られる。本発明では、溶鋼中のＡｌ濃度は０．０５％以
下であり、これを超えるＡｌ濃度ではＭｇを添加しても
Ａｌ2 Ｏ3 系介在物をＭｇＯ、或いはＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 に改質できず、微細な酸化物を溶鋼中に分散できな
い。また、Ｍｇの添加量は０．０００２〜０．０１％に
規定した。これは、Ｍｇ濃度が０．０００２％未満では
微細な酸化物の量が少なくなることにより、Ｍｇ濃度が
０．０１％を超えると酸化物が粗大化し易くなることに
より、何れも鋳片内の凝固組織を微細な等軸晶にする効
果が失われるためである。 【０００８】次に、について述べる。一般に、電磁攪
拌では、凝固界面の溶鋼に旋回流を付与するため、この
旋回流が柱状デンドライトを分断し、等軸晶化を促進す
ると考えられている。しかし、本発明者等の知見では、
電磁攪拌は柱状デンドライトを流れの上流側に傾ける効
果を有するものの、従来から言われている柱状デンドラ
イトを分断する効果は比較的小さく、むしろ電磁攪拌に
より凝固シェルと溶鋼間の熱伝達が促進され、溶鋼の過
熱度を低下させる効果が高いことを見いだした。本発明
では、この電磁攪拌の溶鋼過熱度を低下させる効果を活
用しており、電磁攪拌により微細な酸化物を起点に生成
した等軸晶核の再溶解を防止している。しかしながら、
電磁攪拌による溶鋼過熱度の低減効果を高めていくため
には、旋回流速を速くする必要があり、その場合微細な
酸化物が凝集・合体により粗大化し、等軸晶の核として
有効に機能しなくなる。そこで、Ｍｇを添加した溶鋼の
連続鋳造実験により等軸晶粒径に及ぼす電磁攪拌の旋回
流速の影響を調査した。なお、柱状晶の場合の粒径も同
時に評価できるように等軸晶粒径は２（ａ・ｂ）0.5 と
定義した（ａは結晶粒の長径、ｂは結晶粒の短径であ
る。）。鋳片横断面の平均等軸晶粒径と電磁攪拌の旋回
流速との関係を図１に示す。図１から分かるように、Ｍ
ｇを添加した鋳片の平均等軸晶粒径は溶鋼の旋回流速が
３０ｃｍ／ｓ以上になると小さくなるが、１００ｃｍ／
ｓを超えると反対に鋳片の平均等軸晶粒径は大きくなり
始める。この原因は、電磁攪拌の旋回流速が３０ｃｍ／
ｓ以上になると微細酸化物を起点に生成した等軸晶核の
再溶鋼が抑制されるのに対し、旋回流速が１００ｃｍ／
ｓを超えるとＭｇＯやＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 でも、凝集・
合体による粗大化が進行し、等軸晶の核として機能しな
くなるためだと考えられる。したがって、鋳片の凝固組
織を微細な等軸晶にするためには、電磁攪拌の旋回流速
を３０〜１００ｃｍ／ｓに制御する必要がある。また、
鋳型下１０ｍよりも更に下方では、既に鋳片表層の凝固
はほぼ完了しているため、誘導電磁攪拌は凝固の始まる
鋳型内メニスカスから鋳型下１０ｍの位置に設置すれば
良い。 【０００９】本発明は、上記説明からも分かるように、
スラブへの適用に限られたものではなく、ブルームやビ
レットに適用しても、十分な凝固組織の微細化効果が得
られる。 【００１０】 【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
について説明する。 （実施例１）炭素濃度０．１％、Ａｌ濃度０．０３８％
の取鍋内の溶鋼に１０％Ｍｇ−Ｎｉ合金を添加し、Ｍｇ
濃度を０．００２％に調整した。タンディッシュ内で溶
鋼温度を１５５０℃とし、厚み２５０ｍｍ×幅１５００
ｍｍの鋳片を鋳造速度１．８ｍ／ｍｉｎで鋳造した。誘
導電磁攪拌は鋳型内メニスカスに設置されており、鋳造
中はこの電磁攪拌装置に５００Ａ、周波数２Ｈｚの電流
を流して凝固界面の溶鋼を５０ｃｍ／ｓの旋回流速で攪
拌した。本発明の方法で得られた鋳片を調査したとこ
ろ、鋳片横断面の凝固組織は全て等軸晶化し、その平均
等軸晶粒径は２．３ｍｍであり、鋳片全面の凝固組織は
微細化していた。 【００１１】（比較例１）炭素濃度０．１％、Ａｌ濃度
０．０３８％の取鍋内の溶鋼に１０％Ｍｇ−Ｎｉ合金を
添加し、Ｍｇ濃度を０．００２％に調整した。タンディ
ッシュ内で溶鋼温度を１５５０℃とし、厚み２５０ｍｍ
×幅１５００ｍｍの鋳片を鋳造速度１．８ｍ／ｍｉｎで
鋳造した。鋳造中は電磁攪拌を使用しなかった。本鋳造
で得られた鋳片を調査したところ、鋳片横断面には比較
的長い柱状晶が残留しており、そのため平均等軸晶粒径
も５．０ｍｍで、凝固組織は微細化されていなかった。 【００１２】（比較例２）炭素濃度０．１％、Ａｌ濃度
０．０３８％、溶鋼温度１５５０℃の溶鋼をタンディッ
シュから鋳型内に注入し、厚み２５０ｍｍ×幅１５００
ｍｍの鋳片を鋳造速度１．８ｍ／ｍｉｎで鋳造した。溶
鋼へのＭｇ添加は実施しなかった。誘導電磁攪拌は鋳型
内メニスカスに設置されており、鋳造中はこの電磁攪拌
装置に５００Ａ、周波数２Ｈｚの電流を流して凝固界面
の溶鋼を５０ｃｍ／ｓの旋回流速で攪拌した。本鋳造で
得られた鋳片を調査したところ、鋳片横断面には比較的
長い柱状晶が残留しており、そのため平均等軸晶粒径も
４．１ｍｍで、凝固組織は微細化されていなかった。 【００１３】 【発明の効果】以上に説明したように、本発明による
と、鋳片表層と鋳片内部の凝固組織を、共に微細に等軸
晶化した連続鋳造鋳片を製造することができるため、薄
板では成形加工性に、厚板では低温靱性に優れた材料を
製造することが可能となる。
流速との関係を示す図。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 鋳型内メニスカス〜鋳型下１０ｍの間に
誘導電磁攪拌装置を有する連続鋳造装置を用いて、Ａｌ
濃度が０．０５％以下の溶鋼に、取鍋、タンディッシュ
あるいは鋳型で溶鋼中にＭｇを０．０００２〜０．０１
％になるように含有せしめ、該誘導電磁攪拌装置により
水平面内で溶鋼を旋回流速が３０〜１００ｃｍ／ｓで旋
回させながら鋳造することを特徴とする連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
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| JP23508498A JP3488093B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 溶鋼の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=16980839
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| JP23508498A Expired - Lifetime JP3488093B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 溶鋼の連続鋳造方法 |
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- 1998-08-21 JP JP23508498A patent/JP3488093B2/ja not_active Expired - Lifetime
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