JPH02200361A - 鋼鋳片の組織微細化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鋼の連続鋳造において、得られる鋳片の金属
組織の微細化をはかる方法に関するものである。

［従来の技術］ 連続鋳造・において、鋳造段階からの組織制御、特に組
織の微細化は重要な技術であり、鋳片の薄肉化にともな
い増々重要視されている。鋳片の組織を微細化すること
で、マクロ偏析の低減、鋳造後の材質造り込み工程、い
わゆる制御圧延・制御冷却工程、の大幅省略かできる。

特に薄肉連続鋳造においては、鋳片を圧延して成品にす
る際、圧下率を大きくすることができない。従って、凝
固組織が粗大の場合には、制御圧延による材質造り込み
不十分となるため、凝固組織微細化は、通常の連続鋳造
にも増して重要である。

従来鋳造組織の微細化については、例えば「鉄と鋼Ｊ　
６６（１９８０）、ｐ６３８にあるようなモールド内電
磁攪拌などの機械的な柱状デンドライトの変形・剪断に
よるもの、タンデイツシュ内溶鋼加熱度の低下によるも
の、まだ、例えば「鉄と鋼」６６（１９８０）、ｐ　６
１８にあるような微量元素添加によるものなどが報告さ
れている。

モールド内電磁攪拌は主としてステンレス鋼に対するも
のであり、リジング対策を目的としている。まだ、微量
元素添加による方法は、添加元素としてＺｒや希土類元
素など酸化物を生成しやすい元素を用い、オーステナイ
ト粒界をピンニングすることでオーステナイトの成長を
抑制するものである。この方法も主にステンレス鋼に関
するものである。

本発明に示されるような連続鋳造直後の圧延による鋳造
Ｍ線制御法としては、特公昭５４−３８９７８、特公昭
５４−３９２１５、特公昭５４−３９２１６号公報があ
るが、いずれも２対以トの圧下ロールにより圧延してお
り、圧下率もせいぜい４　％（＝　０．０４）以下であ
る。まだその目的は、組織微細化よりもむしろセンター
ポロシティや中心偏析などの内部欠陥低減にある。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の鋳造組織微細化技術のうち、モールド内電磁攪拌
などの機械的な柱状テンドライトの変形・剪断による方
法では、センターポロシティや中心偏析がなくなり、か
つ等軸孔率の向上による組織微細化ははかれるが、せい
ぜい５０主位が限界と考えられる。まだ、攪拌条件によ
っては局在的な偏析が発生する場合もあり、必ずしもす
べての面で有効な結果が得られるとは限らない。

タンデイツシュ内の溶鋼温度を低くすることによっても
等軸孔率を増加させて組織を微細化することが可能であ
るが、この場合注入温度を低下させると、ノズル詰まり
を起こし易く、安定した鋳造を行なえないため、操業上
好ましくない。

まだ、微量元素添加による方法では、等軸孔率向上しろ
か、コスｌ−のかかる割りには小さく、大幅な改善は期
待できない。

一方、特公昭５４−３８９７８、特公昭５４−３９２１
５、特公昭５４−３９２１６号公報による連続鋳造法で
の圧延では、前述の通りセンターポロシティや中心偏析
などの内部欠陥低減には効果があるものの、等軸孔率向
上などによる組織微細化の効果は非常に小さい。

以上述べてきたように、既存の技術を用いて等軸孔率の
向上による大幅な組織微細化をはかり、等軸孔率で６０
を以上、８０ｔレベルを確保することは、不可能である
。

本発明では、この等軸孔率６０を以上を達成し、マクロ
偏析のない、微細な組織を造り出す技術を確立すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、 １、両面での鋼の連続鋳造において、まだ鋳片内部に固
液共存相があるうちに外部から鋳片を圧延する際に、そ
の圧延時の圧下率をＲ，鋳片厚をＤ、固相厚をＤｓとし
たとき、Ｄｓ≧１．５ｍｍかつＤｓ／Ｄ≦０．１２の条
件下で、 １．０−　４．５Ｘ（Ｄ　ｓ／Ｄ　）≧Ｒ≧４．０Ｘ（
Ｄ　！Ｉ／Ｄ　）・・・・■ なる圧延を１対の圧下ロールを用いて行なうことを特徴
とする鋼鋳片の組織微細化方法、並びに、２、片面での
鋼の連続鋳造において、まだ鋳片内部に固液共存相があ
るうちに外部から鋳片を圧延する際に、その圧延時の圧
下率をＲ，鋳片厚をＤ、固相厚をＤｇとし・たとき、Ｄ
、ｌ≧１．５ｍｍかつＤｓ／Ｄ≦０．２４の条件下で、 １．０　２．２５Ｘ（Ｄ　ｓｌｏ　）≧Ｒ≧２．０Ｘ（
Ｄ　ｓ／Ｄ　）・・・・■ なる圧延を１対の圧下ロールを用いて行なうことを特徴
とする鋼鋳片の組織微細化方法。

である。

ここで、００式の下限は、等軸孔生成に必要な最小の変
形量を与える式である。上限は、こわを超えると、生成
した等軸孔が圧延によってモールド側に押し出されてし
まい、等軸孔率が著しく減少する。まだ、固相Ｓｏｓが
１．５１未満の場合には、圧下に耐えきれずに、破損す
る場合が見られるため、Ｄｓは１．５ｔｉｍ以上を必要
とする。

圧延時に、圧延直前の未凝固領域側から、固相域内に向
かう内部割れの発生の懸念が考えられるので、圧延後の
試料について、広範囲かつ、詳細な１ｇを行なったか、
そのような割れは全く認められなかった。

なお、使用する連続鋳造機は、その種類を問わない。

本発明の特徴とするところは、鋳造している鋳片厚と圧
延位置での固相厚とにより定量的に適切な圧下率を与え
る点にある。

第１図に、連続鋳造法において、鋳片に未凝固領域かあ
る際のロール配置等の状況を示す。図において支持ロー
ル群１に保持され矢印方向に走行する鋳片には、中央部
の未凝固域２と周囲部の固相域３が存在する。４は鋳片
を所定位置で圧下する圧下ロールである。

まだ、第２図に示すものは、双ベルト式薄肉連続鋳造機
の例であり、鋳片５はプーリ６にて回動する対向無端ベ
ルト７にて挟持されて鋳造されてくるが、ベルトから排
出され所定位置で圧下ロール８にて圧延される。さらに
、第３図は、片ヘルド式薄肉連続鋳造機の例を示し、９
は鋳片、１ｏはブー１月１により回動する無端ベルト、
１２は圧下ロールである。

ここで、固相厚を決定する方法の一つとして、電磁波法
かある。これは電磁波の速度が固相と液相とで異なるこ
とを利用した方法である。この他にも同相厚を決定する
方法としては、硫黄添加法、錨打ち法、凝固＝を算など
がある。まだ、本発明の方法により生成した等軸孔の結
晶粒径は、従来の等軸孔（６００〜７００μ＠後）に比
べて微細であり、約１７２程度の粒径である。

［作用］ 本発明は、圧延という機械的な手段で通常の連続鋳造で
発生する柱状デンドライト生成を抑止して、鋳片厚の６
０を以上等軸晶化し、この等軸孔を変形によりさらに微
細化した上で、温度低下により変態が起こった場合でも
、その組織は微細なものとなるように制御している。ま
だ、圧延時の圧Ｆ率を指標としており、定量的に把握で
きるため、操業条件の決定が容易で、安定した操業を行
なうことができる。

［実施例コ 以下に本発明による具体的な実施例を示す。

（実施例１） 第２図に示す双ベルト式薄肉連続鋳造機（両面鋳造）並
びに、第３図に示す片ベルト式連続鋳造機（片面鋳造）
の２通りの装置を用いて、第１表にボすよつな条件で、
炭素鋼の薄肉鋳片を製造し、まだ内部が固まらないうち
にこれを１対の圧下ロールで圧延した。

第１表 ８ｍｍの９水準の値にとり、圧下率Ｒを０．３．０．５
゜０．７の３水準の値にとってテストしてみた。なお、
圧下率Ｒは第１図より −ｄ Ｒ＝− で与えられる。その結果を第４図に示す。これより、等
軸孔率６Ｈ以上を有する領域は、実線で囲まれた部分で
あり、詳しくは、両面鋳造の場合、を満足するときであ
り、まだ片面鋳造の場合は、注入する溶鋼温度と鋳造速
度から、計算により圧延位置での固相厚Ｄｓが求められ
る。この方法にて、Ｄｓを１．１．５，２，３，４，５
，６，７゜を満足するときである。この条件下で製造し
た薄肉鋳片の断面を詳細に調査したが、内部割れは認め
られなかった。

第２表には、第４図における代表点について、等軸孔率
および等軸孔部分の結晶粒径の値を示す。いずれも双ベ
ルト式薄肉連続鋳造機のデータである。

第２表 肉鋳片を製造し、まだ内部が固まらないうちにこれを１
対の圧五ロールで圧延した。

第３表 結晶粒径は、本発明条件範囲内でも範囲外でも大差ない
が、等軸孔率は、本発明条件範囲内では８０に以−トを
実現しており、本発明条件が等軸孔率の向上に必要であ
ることがわかる。まだ、結晶粒径については、従来レベ
ルのＩ／２〜１／３程度となっており、末法か結晶細粒
化にも有効であることかわかる。

（実施例２） 実施例１と同じ２通りの連続鋳造機を用いて、第３表の
ように鋳片厚さ１５ｍｍの条件で炭素鋼の薄実施例１と
同様にして固相厚Ｄｓを１．２，１．５１．８ｍｍの３
水準の値にとり、圧下率Ｒも０．３，０，５゜０．７の
３水準の値にとってテストしてみた。その結果を第５図
に示す。ここでも実施例１と同しような条件範囲を満足
するときに、′８＠晶率６ｏ＊以−Ｆを達成している。

この場合も内部割れは認められなかった。

第４表には、第５図における代表点について、等軸孔率
および等軸孔部分の結晶粒径の値を示す。いずれも双ベ
ルト式薄肉連続鋳造機のデータである。

第４表 まらないうちに、これを１対の圧下ロールで圧延した。

第５表 実施例１と比較すると、本発明条件範囲内にあフても等
軸孔率は６０’４台まで低下しているが、条件範囲外の
比較例と比べてがなり大きな値となっており、まだ結晶
粒径も従来レベルの１７３位となっており、本発明か有
効であることがわかる。

（実施例３） 現在広く用いられている鋳型式連続鋳造機（両面鋳造）
を用い、第５表のように鋳片厚さ２５ｏＩＩＩＩＩ＋の
条件で、炭素鋼の鋳片を製造し、まだ内部が固同相厚Ｄ
ｓを２．５．２５．４０ｍｍ　（７）　３水準の値にと
り、圧下千Ｒを０．５および０．７の２水準の値にとっ
てテストしてみた。その結果、および従来技術である電
磁攪拌により組織微細化をはがった場合を第６表に示す
。

第６表 実施例１の鋳片厚５０＋＋ｍの場合と比べて、等軸孔率
も向上し、９０９６以上のケースもある。まだ、有効な
りｓ／Ｄの範囲も小さい値の方へ拡がっており、本発明
の条件範囲が拡大している。しかし、本発明の条件範囲
からはずれた比較例では、やはり等軸孔率が６０を未満
となっており、本発明の有効性が認められる。従来技術
の場合は、等軸孔率６Ｈか実現できない。まだ、結晶粒
径も本発明および比較例が従来レベルの１７２前後とな
っている。

以上の実施例により、本発明によるＤｓ、Ｄｓ／Ｄおよ
びＲの条件を満たずことによって、少なくとも鋳片厚り
が１５ｍｍ〜２５０ｍａ＋の範囲では、組織の微細化が
はかられる。

［発明の効果］ 本発明を実施することにより、組織の微細な鋳片を効率
よく、製造することができる。まだ、この結果、マクロ
偏析の低減、鋳造後の材質造り込み工程の大幅省略か可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、連続鋳造機を用いての本発明による圧延の一
般例（両面鋳造の場合）を示す。 第２図は、双ベルト式薄肉連続鋳造機を用いての圧延の
例を示す。 第３図は、片ヘルド式薄肉連続鋳造機を用いての圧延を
示す。 第４図は、鋳片厚ｏ　＝　５０［＋１１１１のときのり
、／ＤとＲと等軸孔率の関係を示す。 まだ、第５図は、鋳片厚Ｄ　＝　１５［ｍｍｌのときの
Ｄｓ／ＤとＲと等軸孔率の関係を示す。 支持ロール 未凝固域 固相域 ８、＋２：圧をロール ９：鋳片 １１：プーリ １０：無端ベルト ９’　、　＋４：無端ベルト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、両面での鋼の連続鋳造において、まだ鋳片内部に固
   液共存相があるうちに外部から鋳片を圧延する際に、そ
   の圧延時の圧下率をＲ、鋳片厚をＤ、固相厚をＤｓとし
   たとき、Ｄｓ≧１．５ｍｍかつＤｓ／Ｄ≦０．１２の条
   件下で、 １．０−４．５×（Ｄｓ／Ｄ）≧Ｒ≧４．０×（Ｄｓ／
   Ｄ）なる圧延を、１対の圧下ロールを用いて行なうこと
   を特徴とする鋼鋳片の組織微細化方法。 ２、片面での鋼の連続鋳造において、まだ鋳片内部に固
   液共存相があるうちに外部から鋳片を圧延する際に、そ
   の圧延時の圧下率をＲ、鋳片厚をＤ、固相厚をＤｓとし
   たとき、Ｄｓ≧１．５ｍｍかつＤｓ／Ｄ≦０．２４の条
   件下で、 １．０−２．２５×（Ｄｓ／Ｄ）≧Ｒ≧２．０×（Ｄｓ
   ／Ｄ）なる圧延を、１対の圧下ロールを用いて行なうこ
   とを特徴とする鋼鋳片の組織微細化方法。