JP4636052B2 - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
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Description
ここで、αminは鋳片の厚さ中心部における成分元素の負偏析度の最小値(=Cmin/Co)(−)を、Coは鋳込み時の成分元素の平均含有率(質量%)を、Cminは圧下後の鋳片の厚さ中心部における成分元素含有率の最小値(質量%)を、Xは機械的性能または耐食性能の向上に寄与する成分元素の、鋳込み時における溶鋼中の適正含有率(質量%)を、そして、Xo1〜Xo2(但し、Xo1≦Xo2)は機械的性能または耐食性能の向上に寄与する成分元素の、製品中における目標含有率範囲(質量%)を、それぞれ表す。
本発明の方法は、前記のとおり、未凝固部を含む鋳片を、圧下ロール対を用いて圧下することにより中心偏析を低減する連続鋳造方法において、Mn、Cr、MoおよびNiのうちの少なくとも1つの成分元素について、圧下後の鋳片の厚さ中心部における成分元素の含有率を鋳込み時の該成分元素の平均含有率により除した値を成分元素の負偏析度とし、予め求めた鋳片の厚さ中心部における成分元素の負偏析度の最小値αminおよび鋳片の厚さ中心部における成分元素の負偏析度の最大値αmax、ならびに前記各成分元素の、製品中における目標含有率範囲Xo 1 〜Xo 2 を用いて、上記(1)式により表される関係を満足するように前記各成分元素の鋳込み時における溶鋼中の含有率Xを調整し、鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法である。
成分元素の含有率Xは、下記の方法により求める。すなわち、まず、成分元素ごとに予め鋳片の厚さ中心部における成分元素の負偏析度の最小値αminを求める。ここで、最小値αminは、圧下後の鋳片の厚さ中心部における成分元素含有率の最小値Cmin(質量%)を、鋳込み時の成分元素の平均含有率Co(質量%)により除すことにより求める。
そして、上記(1)式により示される含有率X(質量%)の適正範囲を満足するように、鋳込み時の成分元素の含有率を制御し、連続鋳造する。
前記図1に示した垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて、既述の方法により、鋳片のバルジングを行わない条件で鋳造試験を行った。
鋳造には、鋼成分組成が質量%で、C:0.13〜0.15%、Si:0.18〜0.24%、Mn:1.15〜1.45%、P:0.020%以下、S:0.006%以下、Ni:1.70〜2.20%、Cr:0.80〜1.00%およびMo:0.30〜0.40%の溶鋼を用いて、表1に示す成分を有する厚さ300mm、幅1800mmの極厚鋼板用鋳片を鋳造した。
各鋳造試験により得られた鋳片から鋳造方向に長さ150mmの鋳片サンプルを切り出し、マクロ組織を観察後、鋳片の横断面から、板サンプルを切り出し、EPMAによるマッピング分析(以下、「MA分析」とも称する)を行うことにより、鋳片における成分元素の偏析状況を調査した。
上記の知見を踏まえ、強度向上に寄与する成分元素として、Mn、Cr、NiおよびMoの鋳込み時の成分含有率の下限を厚板製品の目標含有率範囲の下限よりも高くしておき、未凝固圧下を行う本発明例の試験番号2の試験、および鋳込み時の成分含有率を厚板製品の目標含有率のままとする比較例の試験番号1の連続鋳造試験を実施した。
成分元素中のMn、Cr、MoおよびNiを例にとり、下記に説明する。
製品中におけるMnの目標含有率範囲の下限は1.15質量%であるが、負偏析化を考慮せずに未凝固圧下した場合には、前記図3(b)の結果、すなわち、負偏析度が0.80〜0.90であることから、負偏析部におけるMn含有率は、0.92〜1.04質量%にまで低下し、焼入れ性などが不足することが予想された。
すなわち、
X≧1.36 ・・・・(2)
である。
製品中におけるCrの目標含有率範囲の下限は0.80質量%であるが、負偏析化を考慮せずに未凝固圧下した場合には、前記図3(b)の結果、すなわち、負偏析度が0.92〜0.95であることから、負偏析部におけるCr含有率は、0.74〜0.76質量%にまで低下し、厚さ方向強度などが不足することが予想された。
すなわち、
X≧0.87 ・・・・(3)
である。
製品中におけるMoの目標含有率範囲の下限は0.30質量%であるが、負偏析化を考慮せずに未凝固圧下した場合には、前記図3(b)の結果、すなわち、負偏析度が0.80〜0.90であることから、負偏析部におけるMo含有率は、0.24〜0.27質量%にまで低下し、厚さ方向の強度などが不足することが予想された。
すなわち、
X≧0.38 ・・・・(4)
である。
前記のとおり、負偏析現象は、Cr、Ni、Moなどの成分元素についても発生していた。この負偏析現象は、鉄の固相と液相との間における成分元素の平衡分配係数または実効分配係数により支配される。本来、これらの分配係数は元素ごとに相違するので、各成元素ごとに負偏析度を求めることが好ましいが、本検討では、他の元素についてのデータから推測することとした。凝固相がγ相のときの平衡分配係数の値は、Cr:0.85〜0.87、Mn:0.75〜0.98、Mo:0.57〜0.60、およびNi:0.85〜0.95であり、それらの各中間値をとると、Cr:0.86、Mn:0.87、Mo:0.59、およびNi:0.90となる。したがって、Niの平衡分配係数はMnの平衡分配係数に最も近い。
すなわち、
X≧2.13 ・・・・(5)
となる。
Mn、Cr、NiおよびMoの鋳込み時の成分含有率を厚板製品の目標含有率のままとする比較例の試験番号1の連続鋳造試験を実施した。
表2に、比較例および本発明例について、鋳造試験および圧延試験の条件、ならびに機械的性能の例としての鋼板の板厚方向の引張強さを示し、また、図5には、比較例および本発明例について、連続鋳造により得られた鋳片を素材として製造した鋼板の板厚方向の引張強さを比較して示した。
6:ガイドロール、 7:圧下ロール対、 8:鋳片、 9:未凝固部
Claims (1)
- 未凝固部を含む鋳片を、圧下ロール対を用いて圧下することにより中心偏析を低減する連続鋳造方法において、
Mn、Cr、MoおよびNiのうちの少なくとも1つの成分元素について、
圧下後の鋳片の厚さ中心部における成分元素の含有率を鋳込み時の該成分元素の平均含有率により除した値を成分元素の負偏析度とし、
予め求めた鋳片の厚さ中心部における成分元素の負偏析度の最小値αminおよび鋳片の厚さ中心部における成分元素の負偏析度の最大値αmax、ならびに前記各成分元素の、製品中における目標含有率範囲Xo1〜Xo2(但し、Xo1≦Xo2)を用いて、
下記(1)式により表される関係を満足するように前記各成分元素の鋳込み時における溶鋼中の含有率Xを調整し、鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
Xo2≧X≧Xo1/αmin ・・・・・(1)
ここで、αminは鋳片の厚さ中心部における成分元素の負偏析度の最小値(=Cmin/Co)(−)を、Coは鋳込み時の成分元素の平均含有率(質量%)を、Cminは圧下後の鋳片の厚さ中心部における成分元素含有率の最小値(質量%)を、Xは前記各成分元素の、鋳込み時における溶鋼中の適正含有率(質量%)を、そして、Xo1〜Xo2(但し、Xo1≦Xo2)は前記各成分元素の、製品中における目標含有率範囲(質量%)を、それぞれ表す。
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- 2007-06-29 JP JP2007171731A patent/JP4636052B2/ja active Active
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