ブルームの鋳造方法
【課題】狭面側のバルジングの発生を抑えることでブルームの内部割れや表面割れをより抑制する。
【解決手段】垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機１で、鋳造するブルームの狭面サイズが２５０ｍｍ〜４５０ｍｍ、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％のブルームを鋳造するブルームの鋳造方法であって、ブルーム連続鋳造機１の鋳造速度、鋳型４から最上流側の狭面サポートロール７までの距離、各種位置での狭面中央部での表面温度及び冷却速度を適宜規定する。
【解決手段】垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機１で、鋳造するブルームの狭面サイズが２５０ｍｍ〜４５０ｍｍ、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％のブルームを鋳造するブルームの鋳造方法であって、ブルーム連続鋳造機１の鋳造速度、鋳型４から最上流側の狭面サポートロール７までの距離、各種位置での狭面中央部での表面温度及び冷却速度を適宜規定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブルームの鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機によって、ブルームを鋳造する連続鋳造方法は数多く開発されている。ブルームの鋳造においては、鋳型から引き抜かれた鋳片の広面を広面サポートロールでサポートすると共に、鋳片の狭面を狭面サポートロールでサポートすることによって、バルジングの発生の抑制や防止を図っている。
ブルーム（鋳片）の狭面側は広面側に比べて厚みが小さく、狭面側ではバルジングが発生し難いとのことから、垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機にあっては、狭面サポートロールを鋳型から数ｍ程度しか設置していないのが実情である。
【０００３】
しかしながら、近年、生産性を上げるために、ブルームの大断面化、鋳造速度の高速化が進んでおり、この結果、バルジングが発生し難い狭面側においても、バルジングの発生を無視できなくなってきている。
そこで、ブルームの狭面側のバルジングの発生を抑制することで、当該ブルームの内部割れや表面割れなどを抑制する技術が数多く考えられている（例えば、特許文献１）。
特許文献１では、狭面サポートロールを鋳型の下端の２.５ｍの位置までの範囲に配備し、狭面サポートロールの設置ピッチを、広面サポートロールの設置ピッチよりも大きく、且つ、鋳型の下端からの距離によって規定される値よりも小さい値に設定することで、狭面側のバルジングの発生を抑え、ブルームの内部割れを抑制している。
【特許文献１】特開２００６−２３９７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、狭面側のバルジングの発生を抑えるこでブルームの内部割れなどを抑制することができるものの、他に考慮するファクターなどがあり、実機に適用するには未だ改善の余地が残されているのが実情である。
そこで、本発明では、狭面側のバルジングの発生を抑えることでブルームの内部割れなどをより抑制することができるブルームの鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機で、鋳造するブルームの狭面サイズが２５０ｍｍ〜４５０ｍｍ、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％のブルームを鋳造するブルームの鋳造方法であって、前記ブルーム連続鋳造機の鋳造速度を０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎの範囲で、且つ、式（１）〜式（５）を満たす条件下でブルームを鋳造する点にある。
【０００６】
【数２】
【０００７】
図３はバルジングが発生した際のブルームの狭面側の断面図を示す図である。この図に示すように、バルジングが発生した状態では、狭面中央部２０の凝固界面には圧縮歪みが作用するため内部割れは発生しないが、凝固シェル（鋳片）の基部界面２１はバルジングによって引っ張り歪が作用するため、この基部２１に内部割れ２２が発生することになる。
ここで、内部割れを抑制するために、狭面サポートロールの直下で過剰に冷却を行うと、鋳片のコーナ部は過冷却されて当該コーナ部の温度が脆化温度域に入ってしまい、鋳片のアウト側（曲げの外側）に表面割れが発生してしまうことになる。そのため、バルジングによる内部割れを抑制する場合であっても、鋳片の狭面側の表面温度を所定以上にする必要がある。
【０００８】
以上のことから、発明者は、鋳片の基部における内部割れの抑制すると共に、表面割れの防止するための条件を様々な観点から検証した。
その結果、鋳型から最上流側の狭面サポートロールまでの長さ、鋳造速度、各種位置での狭面中央部での表面温度及び冷却速度、ブルームの狭面サイズ、ブルームの炭素成分及びクロム成分を適宜規定することで、内部割れの抑制でき且つ表面割れの防止できるようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、狭面側のバルジングの発生を抑えることでブルームの内部割れや表面割れをより抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のブルームの鋳造方法について説明する。
図１は、垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機を示していて、本発明のブルームの鋳造方法を行う装置である。なお、ブルーム連続鋳造機は、次に示す装置に限定されない。
図１に示すように、連続鋳造機１は、溶鋼２を一時的に貯留するタンディッシュ３と、このタンディッシュ３からの溶鋼２が供給される鋳型４と、鋳型４により鋳造された鋳片５の広面をサポートする広面サポートロール６と、鋳片５の狭面をサポートする狭面サポートロール７と、鋳片５を冷却する冷却手段（冷却ノズル）８とを有している。
【００１１】
タンディッシュ３は、全体として有底箱形となっており、タンディッシュ３の底部に浸漬ノズル９が設けられている。浸漬ノズル９は、スライドバルブにより開閉可能となっており、浸漬ノズル９の開閉により鋳型４への溶鋼２の注入及び停止が行われる。
広面サポートロール６は、鋳型４から下流側に向けて鋳片５の広面をサポートするように複数配置されている。即ち、このブルーム連続鋳造機１は、広面サポートロール６が鋳型４から下流側に向けて垂直方向に並べられた垂直部１０と、広面サポートロール６が垂直部１０から続いて曲がって並べられた曲げ部１１と、広面サポートロール６が曲げ部１１から続いて円弧状に並べられた円弧部１２と、広面サポートロール６が円弧部１２から続いて並べられた矯正部１３とを備えている。
【００１２】
言い換えれば、ブルーム連続鋳造機１は、鋳型４の直下で鋳片５を垂直に支持する垂直部１０と、垂直部１０に続いて鋳片５を曲げ始める曲げ部１１と、曲げ部１１に続いて鋳片５を一定の曲率で円弧状にする円弧部１２と、円弧部１２に続いて鋳片を直線状に矯正する矯正部１３とを備えている。
狭面サポートロール７は鋳型４から下流側に向けて鋳片５の狭面をサポートするように複数配置されている。広面サポートロール６は、垂直部１０から矯正部１３までの広範囲に亘って配置されているが狭面サポートロール７の配置領域は広面サポートロール６の領域よりも狭く、狭面サポートロール７は、例えば、鋳型４の下面から下流側に向けて少なくとも２ｍまでの領域に配置されている。
【００１３】
冷却ノズル８は、鋳型４で１次冷却された鋳片５を、鋳型４の下流側で２次冷却するものであって、冷却媒体（例えば、水）を鋳片５に吹き付けることによって鋳片５の広面側及び狭面側を冷却することができ、冷却媒体の水量、圧力などは適宜設定可能である。
この連続鋳造機１では、転炉や二次精錬設備等から出鋼された溶鋼２を取鍋によってタンディッシュ３まで搬送し、搬送された取鍋内の溶鋼２をタンディッシュ３へ注入後、浸漬ノズル９を開いて溶鋼２を鋳型４に装入することで鋳造することができる。鋳型４で鋳造された鋳片５は、広面サポートロール６及び狭面サポートロール７によって支持されながら下流側に引き抜かれると共に、冷却ノズル８によって徐々にその表面及び内部が冷却される。
【００１４】
以下、本発明のブルームの鋳造方法について説明する。
ブルームを鋳造するにあたっては、ブルームの狭面サイズ（鋳片の狭面側の幅）は、２５０ｍｍ〜４５０ｍｍとしている。鋳造するブルームの鋼種の成分は、炭素が０．４％〜１．０％、クロムが０．２〜１．６％含むものとしている。鋳造速度は、０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎとしている。
さらに、鋳造するにあたっては、式（１）及び式（２）を満たす条件下で鋳造するものとしている。
【００１５】
【数３】
【００１６】
図１に示すように、式（１）は、鋳片５から最下流側に位置する狭面サポートロール（最下流狭面ロールということがある）７ａまでの距離（狭面サポート長さということがある）Ｌと、鋳造速度Ｖｃと、最下流狭面ロール７ａから下流側へ１ｍ進んだエリア（以降、第１温度制御エリアということがある）Ｅ１における鋳片５の幅方向狭面中央部の表面温度の最大値Ｔｍａｘ１との関係を示したものである。
ブルームを鋳造する際は、まず、狭面サポート長さＬ、鋳造速度Ｖｃを上述した条件（Ｌ≧２、Ｖｃ＝０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎ）を満たすように予め設定する。その上で、鋳造中は、第１温度制御エリアＥ１での最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たすように、第１温度制御エリアＥ１に配置された冷却ノズル８の水量、圧力、散布状況（スプレー、シャワー、ミスト）などを制御する。
【００１７】
式（１）は実験により求めたものである。表１は、式（１）を満たすようにブルームを鋳造した実験と、式（１）を満たさないようにブルームを鋳造した実験とをまとめたものである。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
実験１〜実験２１において、鋳造するブルームの鋼種は、表２に示す鋼種のうち、鋼種Ａで示されるものとした。また、狭面サポート長さＬは２．０ｍ、鋳型４の長さ（上下高さ）は９００ｍｍ、メニスカスは鋳型４の上端から１００ｍｍとした。
この実験では、放射温度計にて第１温度制御エリアＥ１での最大表面温度Ｔｍａｘ１を測定した。放射温度計は、(株)チノー製のIR−FAINLNで、測定範囲が３００℃〜１３００℃である。測定誤差は±５℃又は±０．５％の大きい方とした。
また、図２に示すように、この実験では、鋳片５のコーナ部において表面から３０ｍｍ〜７０ｍｍの深さでの内部割れ２２の長さの総合計が２０ｍｍ以下（内部割れ評点が２０以下）であるものを、良品（表の「○」）、内部割れ評点が２０以上であるものを、不良品（表の「×」）とした。
【００２１】
ブルーム鋳造後の加工時における大きな内部割れの防止や製品製作後の品質を保つといった様々な観点から内部割れ２２の長さの総合計（内部割れ評点）が２０以下となることが必要とされているため、評価の基準とした。
表１に示すように、鋼種Ａ、Ｌ＝２．０ｍにおいて、第１温度制御エリアＥ１の最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れ評点が２０以下とすることができ、ブルームの内部割れを非常に抑制することができた。
一方で、鋼種Ａにおいて、第１温度制御エリアＥ１の最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たさない場合は、内部割れ評点が２０よりも大きくなり、必要とされている内部割れの基準を満たすことができなかった（内部割れを抑制することができない）。
【００２２】
表３は、上記実験に対して、鋼種を変更したもので、表２に示す鋼種Ｂにて実験を行った結果をまとめたものである。
【００２３】
【表３】
【００２４】
表３に示すように、鋼種Ｂ、Ｌ＝２．０ｍにおいても、第１温度制御エリアＥ１の最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れ評点が２０以下とすることができた。
表４は、上記実験に対して、鋼種を変更したもので、表２の鋼種Ｃにて実験を行った結果をまとめたものである。
【００２５】
【表４】
【００２６】
表４に示すように、鋼種Ｃ、Ｌ＝２．０ｍにおいても、第１温度制御エリアＥ１の最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れ評点が２０以下とすることができた。
表１〜表４の実験によって、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％を含むブルームを鋳造するにあたっては、Ｌ＝２．０ｍ、鋳造速度０．７〜１．１ｍ／ｍｉｎ及び式（１）を満たすようにすれば、内部割れ評点が２０以下とすることができる。なお、鋳造速度を１．２ｍ／ｍｉｎに変更したり、鋼種Ｄを鋳造した場合であっても、内部割れ評点２０以下であることを確認している。
【００２７】
表５〜６は、狭面サポート長さＬ＝２．０ｍのみでなく、Ｌ≧２．０ｍした場合について検証した実験結果を示したものである。
表５は、鋼種Ａを鋳造するにあたって狭面サポート長さＬを変更した結果をまとめたものである。表５において、実験３６〜実験５６ではＬ＝４．０ｍとし、実験５７〜実験７０ではＬ＝７．０ｍとして鋼種Ａの鋳造を行った。
【００２８】
【表５】
【００２９】
表５に示すように、鋼種Ａを鋳造するにあたっては、上述したようにＬ＝２．０ｍに限らず、Ｌ≧２．０ｍあれば、内部割れを防止することができる。
表６は、狭面サポート長さＬ≧２．０ｍとし、他の鋼種についても実験を行った結果をまとめたものである。即ち、表６において、Ｌ＝４．０ｍに固定し、実験７１〜７７は鋼種Ｂ、実験７８〜８４は鋼種Ｃ、実験８５〜１０５は鋼種Ｄの結果を示したものである。
【００３０】
【表６】
【００３１】
以上、表５〜表６の実験によって、各鋼種Ａ〜Ｄを鋳造するにあたってＬ＝２．０ｍだけでなくＬ＞２．０ｍと（Ｌ≧２．０ｍ）すれば、内部割れを防止できる。
また、ブルームを鋳造するにあたっては、上述した条件の他に式（３）を満たす条件下で鋳造を行うようにしている。
【００３２】
【数４】
【００３３】
図１に示すように、式（３）は、最下流狭面ロール７ａの直下の１．５ｍから曲げ終了位置（曲げ部１１の終了）までのエリア（以降、第２温度制御エリアということがある）Ｅ２における鋳片５の幅方向狭面中央部の表面温度Ｔ１の範囲を示したものである。言い換えれば、式（３）は、第１温度制御エリアＥ１の最下流端から０．５ｍの時点〜曲げ部１１の終了までの表面温度Ｔ１を示したものである。
ブルームを鋳造する際は、鋳造中は、第２温度制御エリアＥ２での表面温度Ｔ１が式（３）を満たすように、第１温度制御エリアＥ１に配置された冷却ノズル８の水量などや第２温度制御エリアＥ２に配置された冷却ノズル８の水量などを制御する。
【００３４】
式（３）は実験により求めたものである。表７は、式（３）を満たすようにブルームを鋳造した実験と、式（３）を満たさないようにブルームを鋳造した実験とをまとめたものである。
表７において、Ｌ＝２．０ｍに固定し、実験１０６〜実験１１２は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験１１３〜実験１１９は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝１．１ｍ／ｍｉｎ）、実験１２０〜実験１２５は鋼種Ｂ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験１２６〜実験１３１は鋼種Ｃ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）の結果を示したものである。
【００３５】
図２に示すように、この実験では、鋳片５のコーナ部において表面から７０ｍｍ〜９０ｍｍの深さでの内部割れ２２の長さの総合計が２０ｍｍ以下（内部割れ評点が２０以下）であるものを、良品（表の「○」）、内部割れ評点が２０以上であるものを、不良品（表の「×」）とした。
また、鋳片５のコーナ部において表面割れ２３が生じていないものを、良品（表の「○」）、表面割れ２３が発生しているものを、不良品（表の「×」）とした。
【００３６】
【表７】
【００３７】
表７に示すように、鋼種Ａ〜Ｃ、Ｌ＝２．０ｍにおいて、第２温度制御エリアＥ２の表面温度Ｔ１が式（３）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れ評点が２０以下とすることができ、ブルームの内部割れを非常に抑制することができると共に、コーナ部の表面割れを防止することができた。
一方で、第２温度制御エリアＥ２の表面温度が式（３）を満たさず、表面温度Ｔ１が１１５０℃を超えると内部割れ評点が２０よりも大きくなり、必要とされている内部割れの基準を満たすことができなかった。また、第２温度制御エリアＥ２の表面温度が式（３）を満たさず、表面温度Ｔ１が１０４０℃未満であると、コーナ部の表面割れが発生した。
【００３８】
表８は、狭面サポート長さＬを変更した結果をまとめたものである。表８において、Ｌ＝４．０ｍに固定し、実験１３２〜１３８は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験１３９〜１４５は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝１．１ｍ／ｍｉｎ）、実験１４６〜実験１５２は鋼種Ｂ（鋳造速度Ｖｃ＝１．１ｍ／ｍｉｎ）、実験１５３〜実験１５９は鋼種Ｃ、実験１６０〜実験１６９は鋼種Ｄ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）の結果を示したものである。
【００３９】
【表８】
【００４０】
表８に示すように、鋼種Ａ〜Ｄにおいて、Ｌ＝２．０だけでなくＬ＞２．０であっても、の表面温度Ｔ１が式（３）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れを抑制することができると共に、コーナ部の表面割れを防止することができた。
さらに、ブルームを鋳造するにあたっては、上述した条件の他に式（４）を満たす条件下で鋳造を行うようにしている。
【００４１】
【数５】
【００４２】
図１に示すように、式（４）は、矯正開始位置から矯正終了位置（矯正部１３の開始から矯正部１３の終わり）までのエリア（以降、第３温度制御エリアということがある）Ｅ３における鋳片５の幅方向狭面中央部の表面温度Ｔ２の範囲を示したものである。
ブルームを鋳造する際は、鋳造中は、第３温度制御エリアＥ３での表面温度Ｔ２が式（４）を満たすように、第１温度制御エリアＥ１に配置された冷却ノズル８の水量、圧力や第２温度制御エリアＥ２に配置された冷却ノズル８の水量、圧力を制御する。
式（４）は実験により求めたものである。表９は、式（４）を満たすようにブルームを鋳造した実験と、式（４）を満たさないようにブルームを鋳造した実験とをまとめたものである。
【００４３】
表９において、Ｌ＝２．０ｍに固定し、実験１７０〜実験１８０は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験１８１〜実験１９１は鋼種Ｃ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）の結果を示したものである。表９の内部割れ評点１は第１温度制御エリアＥ１での評点を示しており、内部割れ評点２は第２温度制御エリアＥ２での評点を示している。
表９での実験では、鋳片５のコーナ部において表面から９０ｍｍ以上の深さでの内部割れ２２の長さの総合計が２０ｍｍ以下（内部割れ評点３が２０以下）であるものを、良品（表の「○」）、内部割れ評点が２０以上であるものを、不良品（表の「×」）とした。また、鋳片５のコーナ部（内側のコーナ部）において表面割れ２３が生じていないものを、良品（表の「○」）、表面割れが発生しているものを、不良品（表の「×」）とした。
【００４４】
【表９】
【００４５】
表９に示すように、鋼種Ａ、Ｃにおいて、第３温度制御エリアＥ３の表面温度Ｔ２が式（４）を満たす条件下でブルームを鋳造した場合、内部割れ評点３が２０以下とすることができ、ブルームの内部割れを非常に抑制することができると共に、コーナ部の表面割れを防止することができた。
一方で、第３温度制御エリアＥ３の表面温度が式（４）を満たさず、表面温度Ｔ２が１００℃を超えると内部割れ評点３が２０よりも大きくなり、必要とされている内部割れの基準を満たすことができなかった。また、第３温度制御エリアＥ３の表面温度が式（４）を満たさず、表面温度Ｔ２が７５０℃未満であると、コーナ部の表面割れが発生した。
【００４６】
他の鋼種についても、狭面サポート長さＬ、鋳造速度等を変更して鋳造を行ったが、Ｌ≧２．０ｍ、鋳造速度０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎで式（４）を満たせば、９０ｍｍ以上の深さの内部割れを抑制することができ且つコーナ部の表面割れを防止することができることを確認している。
また、ブルームを鋳造するにあたっては、上述した条件の他に式（５）を満たす条件下で鋳造を行うようにしている。
【００４７】
【数６】
【００４８】
図１に示すように、式（５）は、曲げ終了位置から矯正開始位置（円弧部１２の開始から円弧部１２の終わり）までのエリア（以降、第４温度制御エリアということがある）Ｅ４における鋳片５の幅方向狭面中央部の平均冷却温度Ｒを示したものである。
ブルームを鋳造する際は、鋳造中は、第４温度制御エリアＥ４での平均冷却温度Ｒ２が式（５）を満たすように、第１温度制御エリアＥ１に配置された冷却ノズル８の水量、圧力や第２温度制御エリアＥ２に配置された冷却ノズル８の水量、圧力を制御する。
式（５）は実験により求めたものである。表１０は、式（５）を満たすようにブルームを鋳造した実験と、式（５）を満たさないようにブルームを鋳造した実験とをまとめたものである。
【００４９】
表１０において、Ｌ＝２．０ｍに固定し、実験１９２〜実験２０５は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験２０６〜２１９は鋼種Ｃ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）の結果を示したものである。
表１０での実験では、鋳片５のコーナ部において表面から９０ｍｍ以上の深さでの内部割れ２２の総合計が２０ｍｍ以下（内部割れ評点３が２０以下）であるものを、良品（表の「○」）、内部割れ評点が２０以上であるものを、不良品（表の「×」）とした。また、鋳片５のコーナ部（内側のコーナ部）において熱応力による割れが生じていないものを、良品（表の「○」）、表面割れ２３が発生しているものを、不良品（表の「×」）とした。
【００５０】
【表１０】
【００５１】
表１０に示すように、鋼種Ａ、Ｃにおいて、第４温度制御エリアＥ４の冷却速度Ｒが式（５）を満たす条件下でブルームを鋳造した場合、内部割れ評点３が２０以下とすることができ、ブルームの内部割れを非常に抑制することができると共に、コーナ部の熱応力による割れを防止することができた。
一方で、第４温度制御エリアＥ４の冷却速度が式（５）を満たさず、冷却速度Ｒが２．０ｍ未満であると内部割れ評点３が２０よりも大きくなり、必要とされている内部割れの基準を満たすことができなかった。また、第４温度制御エリアＥ４の冷却速度Ｒが式（５）を満たさず、冷却速度Ｒが２８よりも大きくなると、コーナ部に熱応力による割れが発生した。
【００５２】
他の鋼種についても、狭面サポート長さＬ、鋳造速度等を変更して鋳造を行ったが、Ｌ≧２．０ｍ、鋳造速度０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎで式（５）を満たせば、９０ｍｍ以上の深さの内部割れを抑制することができ且つコーナ部における熱応力による割れを防止することができることを確認している。
以上、本発明のブルームの鋳造方法によれば、鋳造するブルームの鋼種の成分を、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％を含むものとし、鋳造速度を０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎとし、式（１）〜式（５）を満たす条件下で鋳造することによって、ブルームの内部割れを抑制することができると共に、コーナ部の割れを防止することができる。
【００５３】
なお、上記の実験では、ブルームのサイズは、６００×３００ｍｍ、４００×３００ｍｍで行った。ここで、梁の曲げモデルを用いてバルジングの変位量と鋳片５の狭面側の幅との関係を求めると図４に示すものとなる。即ち、梁の曲げモデルにおいて狭面サポートロール７のロールピッチを３３０ｍｍとし、凝固界面基部（基部２１）の歪みに対する鋳片５の狭面側の厚み（狭面側の幅）を求めると図４のようになった。なお、梁の曲げモデルでは、鋳片５の狭面側の幅が３００ｍｍの場合での凝固界面基部（基部２１）の歪みを１．０として規格化（正規化）した。
【００５４】
図４に示すように、鋳片５の狭面側の幅が３００ｍｍであるときの歪みを１．０としたとき、バルジングによって発生する歪みが０．９となる鋳片５に対しては同等のものとして適用できると考えられる。即ち、歪みが０．９以上となる鋳片５狭面側の幅の範囲は、２５０ｍｍ〜４５０ｍｍであり、この範囲においては上記実験と殆ど変わらず同等と考えられるため、ブルームの狭面サイズは２５０ｍｍ〜４５０ｍｍとする範囲で同様の効果を得ることができる。実際にブルームの狭面サイズが２５０ｍｍ又は４５０ｍｍとなるブルームに対して本発明と同様の実験を行った結果、内部割れ及び表面割れに関する効果は、上述した実験と同じであることも確認している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】連続鋳造機の概念図である。
【図２】鋳型の内面割れ及び表面割れを示した図である。
【図３】鋳片の厚みと凝固界面基部歪みとの関係を示す図である。
【図４】バルジングが発生した際のブルームの狭面側の断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ ブルーム連続鋳造機
２ 溶鋼
３ タンディッシュ
４ 鋳型
５ 鋳片
６ 広面サポートロール
７ 狭面サポートロール
７ａ 最下流狭面ロール
８ 冷却ノズル
９ 浸漬ノズル
Ｅ１ 第１温度制御エリア
Ｅ２ 第２温度制御エリア
Ｅ３ 第３温度制御エリア
Ｅ４ 第４温度制御エリア
Ｌ 狭面サポート長さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブルームの鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機によって、ブルームを鋳造する連続鋳造方法は数多く開発されている。ブルームの鋳造においては、鋳型から引き抜かれた鋳片の広面を広面サポートロールでサポートすると共に、鋳片の狭面を狭面サポートロールでサポートすることによって、バルジングの発生の抑制や防止を図っている。
ブルーム（鋳片）の狭面側は広面側に比べて厚みが小さく、狭面側ではバルジングが発生し難いとのことから、垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機にあっては、狭面サポートロールを鋳型から数ｍ程度しか設置していないのが実情である。
【０００３】
しかしながら、近年、生産性を上げるために、ブルームの大断面化、鋳造速度の高速化が進んでおり、この結果、バルジングが発生し難い狭面側においても、バルジングの発生を無視できなくなってきている。
そこで、ブルームの狭面側のバルジングの発生を抑制することで、当該ブルームの内部割れや表面割れなどを抑制する技術が数多く考えられている（例えば、特許文献１）。
特許文献１では、狭面サポートロールを鋳型の下端の２.５ｍの位置までの範囲に配備し、狭面サポートロールの設置ピッチを、広面サポートロールの設置ピッチよりも大きく、且つ、鋳型の下端からの距離によって規定される値よりも小さい値に設定することで、狭面側のバルジングの発生を抑え、ブルームの内部割れを抑制している。
【特許文献１】特開２００６−２３９７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、狭面側のバルジングの発生を抑えるこでブルームの内部割れなどを抑制することができるものの、他に考慮するファクターなどがあり、実機に適用するには未だ改善の余地が残されているのが実情である。
そこで、本発明では、狭面側のバルジングの発生を抑えることでブルームの内部割れなどをより抑制することができるブルームの鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機で、鋳造するブルームの狭面サイズが２５０ｍｍ〜４５０ｍｍ、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％のブルームを鋳造するブルームの鋳造方法であって、前記ブルーム連続鋳造機の鋳造速度を０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎの範囲で、且つ、式（１）〜式（５）を満たす条件下でブルームを鋳造する点にある。
【０００６】
【数２】
【０００７】
図３はバルジングが発生した際のブルームの狭面側の断面図を示す図である。この図に示すように、バルジングが発生した状態では、狭面中央部２０の凝固界面には圧縮歪みが作用するため内部割れは発生しないが、凝固シェル（鋳片）の基部界面２１はバルジングによって引っ張り歪が作用するため、この基部２１に内部割れ２２が発生することになる。
ここで、内部割れを抑制するために、狭面サポートロールの直下で過剰に冷却を行うと、鋳片のコーナ部は過冷却されて当該コーナ部の温度が脆化温度域に入ってしまい、鋳片のアウト側（曲げの外側）に表面割れが発生してしまうことになる。そのため、バルジングによる内部割れを抑制する場合であっても、鋳片の狭面側の表面温度を所定以上にする必要がある。
【０００８】
以上のことから、発明者は、鋳片の基部における内部割れの抑制すると共に、表面割れの防止するための条件を様々な観点から検証した。
その結果、鋳型から最上流側の狭面サポートロールまでの長さ、鋳造速度、各種位置での狭面中央部での表面温度及び冷却速度、ブルームの狭面サイズ、ブルームの炭素成分及びクロム成分を適宜規定することで、内部割れの抑制でき且つ表面割れの防止できるようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、狭面側のバルジングの発生を抑えることでブルームの内部割れや表面割れをより抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のブルームの鋳造方法について説明する。
図１は、垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機を示していて、本発明のブルームの鋳造方法を行う装置である。なお、ブルーム連続鋳造機は、次に示す装置に限定されない。
図１に示すように、連続鋳造機１は、溶鋼２を一時的に貯留するタンディッシュ３と、このタンディッシュ３からの溶鋼２が供給される鋳型４と、鋳型４により鋳造された鋳片５の広面をサポートする広面サポートロール６と、鋳片５の狭面をサポートする狭面サポートロール７と、鋳片５を冷却する冷却手段（冷却ノズル）８とを有している。
【００１１】
タンディッシュ３は、全体として有底箱形となっており、タンディッシュ３の底部に浸漬ノズル９が設けられている。浸漬ノズル９は、スライドバルブにより開閉可能となっており、浸漬ノズル９の開閉により鋳型４への溶鋼２の注入及び停止が行われる。
広面サポートロール６は、鋳型４から下流側に向けて鋳片５の広面をサポートするように複数配置されている。即ち、このブルーム連続鋳造機１は、広面サポートロール６が鋳型４から下流側に向けて垂直方向に並べられた垂直部１０と、広面サポートロール６が垂直部１０から続いて曲がって並べられた曲げ部１１と、広面サポートロール６が曲げ部１１から続いて円弧状に並べられた円弧部１２と、広面サポートロール６が円弧部１２から続いて並べられた矯正部１３とを備えている。
【００１２】
言い換えれば、ブルーム連続鋳造機１は、鋳型４の直下で鋳片５を垂直に支持する垂直部１０と、垂直部１０に続いて鋳片５を曲げ始める曲げ部１１と、曲げ部１１に続いて鋳片５を一定の曲率で円弧状にする円弧部１２と、円弧部１２に続いて鋳片を直線状に矯正する矯正部１３とを備えている。
狭面サポートロール７は鋳型４から下流側に向けて鋳片５の狭面をサポートするように複数配置されている。広面サポートロール６は、垂直部１０から矯正部１３までの広範囲に亘って配置されているが狭面サポートロール７の配置領域は広面サポートロール６の領域よりも狭く、狭面サポートロール７は、例えば、鋳型４の下面から下流側に向けて少なくとも２ｍまでの領域に配置されている。
【００１３】
冷却ノズル８は、鋳型４で１次冷却された鋳片５を、鋳型４の下流側で２次冷却するものであって、冷却媒体（例えば、水）を鋳片５に吹き付けることによって鋳片５の広面側及び狭面側を冷却することができ、冷却媒体の水量、圧力などは適宜設定可能である。
この連続鋳造機１では、転炉や二次精錬設備等から出鋼された溶鋼２を取鍋によってタンディッシュ３まで搬送し、搬送された取鍋内の溶鋼２をタンディッシュ３へ注入後、浸漬ノズル９を開いて溶鋼２を鋳型４に装入することで鋳造することができる。鋳型４で鋳造された鋳片５は、広面サポートロール６及び狭面サポートロール７によって支持されながら下流側に引き抜かれると共に、冷却ノズル８によって徐々にその表面及び内部が冷却される。
【００１４】
以下、本発明のブルームの鋳造方法について説明する。
ブルームを鋳造するにあたっては、ブルームの狭面サイズ（鋳片の狭面側の幅）は、２５０ｍｍ〜４５０ｍｍとしている。鋳造するブルームの鋼種の成分は、炭素が０．４％〜１．０％、クロムが０．２〜１．６％含むものとしている。鋳造速度は、０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎとしている。
さらに、鋳造するにあたっては、式（１）及び式（２）を満たす条件下で鋳造するものとしている。
【００１５】
【数３】
【００１６】
図１に示すように、式（１）は、鋳片５から最下流側に位置する狭面サポートロール（最下流狭面ロールということがある）７ａまでの距離（狭面サポート長さということがある）Ｌと、鋳造速度Ｖｃと、最下流狭面ロール７ａから下流側へ１ｍ進んだエリア（以降、第１温度制御エリアということがある）Ｅ１における鋳片５の幅方向狭面中央部の表面温度の最大値Ｔｍａｘ１との関係を示したものである。
ブルームを鋳造する際は、まず、狭面サポート長さＬ、鋳造速度Ｖｃを上述した条件（Ｌ≧２、Ｖｃ＝０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎ）を満たすように予め設定する。その上で、鋳造中は、第１温度制御エリアＥ１での最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たすように、第１温度制御エリアＥ１に配置された冷却ノズル８の水量、圧力、散布状況（スプレー、シャワー、ミスト）などを制御する。
【００１７】
式（１）は実験により求めたものである。表１は、式（１）を満たすようにブルームを鋳造した実験と、式（１）を満たさないようにブルームを鋳造した実験とをまとめたものである。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
実験１〜実験２１において、鋳造するブルームの鋼種は、表２に示す鋼種のうち、鋼種Ａで示されるものとした。また、狭面サポート長さＬは２．０ｍ、鋳型４の長さ（上下高さ）は９００ｍｍ、メニスカスは鋳型４の上端から１００ｍｍとした。
この実験では、放射温度計にて第１温度制御エリアＥ１での最大表面温度Ｔｍａｘ１を測定した。放射温度計は、(株)チノー製のIR−FAINLNで、測定範囲が３００℃〜１３００℃である。測定誤差は±５℃又は±０．５％の大きい方とした。
また、図２に示すように、この実験では、鋳片５のコーナ部において表面から３０ｍｍ〜７０ｍｍの深さでの内部割れ２２の長さの総合計が２０ｍｍ以下（内部割れ評点が２０以下）であるものを、良品（表の「○」）、内部割れ評点が２０以上であるものを、不良品（表の「×」）とした。
【００２１】
ブルーム鋳造後の加工時における大きな内部割れの防止や製品製作後の品質を保つといった様々な観点から内部割れ２２の長さの総合計（内部割れ評点）が２０以下となることが必要とされているため、評価の基準とした。
表１に示すように、鋼種Ａ、Ｌ＝２．０ｍにおいて、第１温度制御エリアＥ１の最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れ評点が２０以下とすることができ、ブルームの内部割れを非常に抑制することができた。
一方で、鋼種Ａにおいて、第１温度制御エリアＥ１の最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たさない場合は、内部割れ評点が２０よりも大きくなり、必要とされている内部割れの基準を満たすことができなかった（内部割れを抑制することができない）。
【００２２】
表３は、上記実験に対して、鋼種を変更したもので、表２に示す鋼種Ｂにて実験を行った結果をまとめたものである。
【００２３】
【表３】
【００２４】
表３に示すように、鋼種Ｂ、Ｌ＝２．０ｍにおいても、第１温度制御エリアＥ１の最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れ評点が２０以下とすることができた。
表４は、上記実験に対して、鋼種を変更したもので、表２の鋼種Ｃにて実験を行った結果をまとめたものである。
【００２５】
【表４】
【００２６】
表４に示すように、鋼種Ｃ、Ｌ＝２．０ｍにおいても、第１温度制御エリアＥ１の最大表面温度Ｔｍａｘ１が式（１）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れ評点が２０以下とすることができた。
表１〜表４の実験によって、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％を含むブルームを鋳造するにあたっては、Ｌ＝２．０ｍ、鋳造速度０．７〜１．１ｍ／ｍｉｎ及び式（１）を満たすようにすれば、内部割れ評点が２０以下とすることができる。なお、鋳造速度を１．２ｍ／ｍｉｎに変更したり、鋼種Ｄを鋳造した場合であっても、内部割れ評点２０以下であることを確認している。
【００２７】
表５〜６は、狭面サポート長さＬ＝２．０ｍのみでなく、Ｌ≧２．０ｍした場合について検証した実験結果を示したものである。
表５は、鋼種Ａを鋳造するにあたって狭面サポート長さＬを変更した結果をまとめたものである。表５において、実験３６〜実験５６ではＬ＝４．０ｍとし、実験５７〜実験７０ではＬ＝７．０ｍとして鋼種Ａの鋳造を行った。
【００２８】
【表５】
【００２９】
表５に示すように、鋼種Ａを鋳造するにあたっては、上述したようにＬ＝２．０ｍに限らず、Ｌ≧２．０ｍあれば、内部割れを防止することができる。
表６は、狭面サポート長さＬ≧２．０ｍとし、他の鋼種についても実験を行った結果をまとめたものである。即ち、表６において、Ｌ＝４．０ｍに固定し、実験７１〜７７は鋼種Ｂ、実験７８〜８４は鋼種Ｃ、実験８５〜１０５は鋼種Ｄの結果を示したものである。
【００３０】
【表６】
【００３１】
以上、表５〜表６の実験によって、各鋼種Ａ〜Ｄを鋳造するにあたってＬ＝２．０ｍだけでなくＬ＞２．０ｍと（Ｌ≧２．０ｍ）すれば、内部割れを防止できる。
また、ブルームを鋳造するにあたっては、上述した条件の他に式（３）を満たす条件下で鋳造を行うようにしている。
【００３２】
【数４】
【００３３】
図１に示すように、式（３）は、最下流狭面ロール７ａの直下の１．５ｍから曲げ終了位置（曲げ部１１の終了）までのエリア（以降、第２温度制御エリアということがある）Ｅ２における鋳片５の幅方向狭面中央部の表面温度Ｔ１の範囲を示したものである。言い換えれば、式（３）は、第１温度制御エリアＥ１の最下流端から０．５ｍの時点〜曲げ部１１の終了までの表面温度Ｔ１を示したものである。
ブルームを鋳造する際は、鋳造中は、第２温度制御エリアＥ２での表面温度Ｔ１が式（３）を満たすように、第１温度制御エリアＥ１に配置された冷却ノズル８の水量などや第２温度制御エリアＥ２に配置された冷却ノズル８の水量などを制御する。
【００３４】
式（３）は実験により求めたものである。表７は、式（３）を満たすようにブルームを鋳造した実験と、式（３）を満たさないようにブルームを鋳造した実験とをまとめたものである。
表７において、Ｌ＝２．０ｍに固定し、実験１０６〜実験１１２は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験１１３〜実験１１９は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝１．１ｍ／ｍｉｎ）、実験１２０〜実験１２５は鋼種Ｂ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験１２６〜実験１３１は鋼種Ｃ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）の結果を示したものである。
【００３５】
図２に示すように、この実験では、鋳片５のコーナ部において表面から７０ｍｍ〜９０ｍｍの深さでの内部割れ２２の長さの総合計が２０ｍｍ以下（内部割れ評点が２０以下）であるものを、良品（表の「○」）、内部割れ評点が２０以上であるものを、不良品（表の「×」）とした。
また、鋳片５のコーナ部において表面割れ２３が生じていないものを、良品（表の「○」）、表面割れ２３が発生しているものを、不良品（表の「×」）とした。
【００３６】
【表７】
【００３７】
表７に示すように、鋼種Ａ〜Ｃ、Ｌ＝２．０ｍにおいて、第２温度制御エリアＥ２の表面温度Ｔ１が式（３）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れ評点が２０以下とすることができ、ブルームの内部割れを非常に抑制することができると共に、コーナ部の表面割れを防止することができた。
一方で、第２温度制御エリアＥ２の表面温度が式（３）を満たさず、表面温度Ｔ１が１１５０℃を超えると内部割れ評点が２０よりも大きくなり、必要とされている内部割れの基準を満たすことができなかった。また、第２温度制御エリアＥ２の表面温度が式（３）を満たさず、表面温度Ｔ１が１０４０℃未満であると、コーナ部の表面割れが発生した。
【００３８】
表８は、狭面サポート長さＬを変更した結果をまとめたものである。表８において、Ｌ＝４．０ｍに固定し、実験１３２〜１３８は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験１３９〜１４５は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝１．１ｍ／ｍｉｎ）、実験１４６〜実験１５２は鋼種Ｂ（鋳造速度Ｖｃ＝１．１ｍ／ｍｉｎ）、実験１５３〜実験１５９は鋼種Ｃ、実験１６０〜実験１６９は鋼種Ｄ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）の結果を示したものである。
【００３９】
【表８】
【００４０】
表８に示すように、鋼種Ａ〜Ｄにおいて、Ｌ＝２．０だけでなくＬ＞２．０であっても、の表面温度Ｔ１が式（３）を満たすように、ブルームを鋳造した場合、内部割れを抑制することができると共に、コーナ部の表面割れを防止することができた。
さらに、ブルームを鋳造するにあたっては、上述した条件の他に式（４）を満たす条件下で鋳造を行うようにしている。
【００４１】
【数５】
【００４２】
図１に示すように、式（４）は、矯正開始位置から矯正終了位置（矯正部１３の開始から矯正部１３の終わり）までのエリア（以降、第３温度制御エリアということがある）Ｅ３における鋳片５の幅方向狭面中央部の表面温度Ｔ２の範囲を示したものである。
ブルームを鋳造する際は、鋳造中は、第３温度制御エリアＥ３での表面温度Ｔ２が式（４）を満たすように、第１温度制御エリアＥ１に配置された冷却ノズル８の水量、圧力や第２温度制御エリアＥ２に配置された冷却ノズル８の水量、圧力を制御する。
式（４）は実験により求めたものである。表９は、式（４）を満たすようにブルームを鋳造した実験と、式（４）を満たさないようにブルームを鋳造した実験とをまとめたものである。
【００４３】
表９において、Ｌ＝２．０ｍに固定し、実験１７０〜実験１８０は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験１８１〜実験１９１は鋼種Ｃ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）の結果を示したものである。表９の内部割れ評点１は第１温度制御エリアＥ１での評点を示しており、内部割れ評点２は第２温度制御エリアＥ２での評点を示している。
表９での実験では、鋳片５のコーナ部において表面から９０ｍｍ以上の深さでの内部割れ２２の長さの総合計が２０ｍｍ以下（内部割れ評点３が２０以下）であるものを、良品（表の「○」）、内部割れ評点が２０以上であるものを、不良品（表の「×」）とした。また、鋳片５のコーナ部（内側のコーナ部）において表面割れ２３が生じていないものを、良品（表の「○」）、表面割れが発生しているものを、不良品（表の「×」）とした。
【００４４】
【表９】
【００４５】
表９に示すように、鋼種Ａ、Ｃにおいて、第３温度制御エリアＥ３の表面温度Ｔ２が式（４）を満たす条件下でブルームを鋳造した場合、内部割れ評点３が２０以下とすることができ、ブルームの内部割れを非常に抑制することができると共に、コーナ部の表面割れを防止することができた。
一方で、第３温度制御エリアＥ３の表面温度が式（４）を満たさず、表面温度Ｔ２が１００℃を超えると内部割れ評点３が２０よりも大きくなり、必要とされている内部割れの基準を満たすことができなかった。また、第３温度制御エリアＥ３の表面温度が式（４）を満たさず、表面温度Ｔ２が７５０℃未満であると、コーナ部の表面割れが発生した。
【００４６】
他の鋼種についても、狭面サポート長さＬ、鋳造速度等を変更して鋳造を行ったが、Ｌ≧２．０ｍ、鋳造速度０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎで式（４）を満たせば、９０ｍｍ以上の深さの内部割れを抑制することができ且つコーナ部の表面割れを防止することができることを確認している。
また、ブルームを鋳造するにあたっては、上述した条件の他に式（５）を満たす条件下で鋳造を行うようにしている。
【００４７】
【数６】
【００４８】
図１に示すように、式（５）は、曲げ終了位置から矯正開始位置（円弧部１２の開始から円弧部１２の終わり）までのエリア（以降、第４温度制御エリアということがある）Ｅ４における鋳片５の幅方向狭面中央部の平均冷却温度Ｒを示したものである。
ブルームを鋳造する際は、鋳造中は、第４温度制御エリアＥ４での平均冷却温度Ｒ２が式（５）を満たすように、第１温度制御エリアＥ１に配置された冷却ノズル８の水量、圧力や第２温度制御エリアＥ２に配置された冷却ノズル８の水量、圧力を制御する。
式（５）は実験により求めたものである。表１０は、式（５）を満たすようにブルームを鋳造した実験と、式（５）を満たさないようにブルームを鋳造した実験とをまとめたものである。
【００４９】
表１０において、Ｌ＝２．０ｍに固定し、実験１９２〜実験２０５は鋼種Ａ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）、実験２０６〜２１９は鋼種Ｃ（鋳造速度Ｖｃ＝０．７ｍ／ｍｉｎ）の結果を示したものである。
表１０での実験では、鋳片５のコーナ部において表面から９０ｍｍ以上の深さでの内部割れ２２の総合計が２０ｍｍ以下（内部割れ評点３が２０以下）であるものを、良品（表の「○」）、内部割れ評点が２０以上であるものを、不良品（表の「×」）とした。また、鋳片５のコーナ部（内側のコーナ部）において熱応力による割れが生じていないものを、良品（表の「○」）、表面割れ２３が発生しているものを、不良品（表の「×」）とした。
【００５０】
【表１０】
【００５１】
表１０に示すように、鋼種Ａ、Ｃにおいて、第４温度制御エリアＥ４の冷却速度Ｒが式（５）を満たす条件下でブルームを鋳造した場合、内部割れ評点３が２０以下とすることができ、ブルームの内部割れを非常に抑制することができると共に、コーナ部の熱応力による割れを防止することができた。
一方で、第４温度制御エリアＥ４の冷却速度が式（５）を満たさず、冷却速度Ｒが２．０ｍ未満であると内部割れ評点３が２０よりも大きくなり、必要とされている内部割れの基準を満たすことができなかった。また、第４温度制御エリアＥ４の冷却速度Ｒが式（５）を満たさず、冷却速度Ｒが２８よりも大きくなると、コーナ部に熱応力による割れが発生した。
【００５２】
他の鋼種についても、狭面サポート長さＬ、鋳造速度等を変更して鋳造を行ったが、Ｌ≧２．０ｍ、鋳造速度０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎで式（５）を満たせば、９０ｍｍ以上の深さの内部割れを抑制することができ且つコーナ部における熱応力による割れを防止することができることを確認している。
以上、本発明のブルームの鋳造方法によれば、鋳造するブルームの鋼種の成分を、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％を含むものとし、鋳造速度を０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎとし、式（１）〜式（５）を満たす条件下で鋳造することによって、ブルームの内部割れを抑制することができると共に、コーナ部の割れを防止することができる。
【００５３】
なお、上記の実験では、ブルームのサイズは、６００×３００ｍｍ、４００×３００ｍｍで行った。ここで、梁の曲げモデルを用いてバルジングの変位量と鋳片５の狭面側の幅との関係を求めると図４に示すものとなる。即ち、梁の曲げモデルにおいて狭面サポートロール７のロールピッチを３３０ｍｍとし、凝固界面基部（基部２１）の歪みに対する鋳片５の狭面側の厚み（狭面側の幅）を求めると図４のようになった。なお、梁の曲げモデルでは、鋳片５の狭面側の幅が３００ｍｍの場合での凝固界面基部（基部２１）の歪みを１．０として規格化（正規化）した。
【００５４】
図４に示すように、鋳片５の狭面側の幅が３００ｍｍであるときの歪みを１．０としたとき、バルジングによって発生する歪みが０．９となる鋳片５に対しては同等のものとして適用できると考えられる。即ち、歪みが０．９以上となる鋳片５狭面側の幅の範囲は、２５０ｍｍ〜４５０ｍｍであり、この範囲においては上記実験と殆ど変わらず同等と考えられるため、ブルームの狭面サイズは２５０ｍｍ〜４５０ｍｍとする範囲で同様の効果を得ることができる。実際にブルームの狭面サイズが２５０ｍｍ又は４５０ｍｍとなるブルームに対して本発明と同様の実験を行った結果、内部割れ及び表面割れに関する効果は、上述した実験と同じであることも確認している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】連続鋳造機の概念図である。
【図２】鋳型の内面割れ及び表面割れを示した図である。
【図３】鋳片の厚みと凝固界面基部歪みとの関係を示す図である。
【図４】バルジングが発生した際のブルームの狭面側の断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ ブルーム連続鋳造機
２ 溶鋼
３ タンディッシュ
４ 鋳型
５ 鋳片
６ 広面サポートロール
７ 狭面サポートロール
７ａ 最下流狭面ロール
８ 冷却ノズル
９ 浸漬ノズル
Ｅ１ 第１温度制御エリア
Ｅ２ 第２温度制御エリア
Ｅ３ 第３温度制御エリア
Ｅ４ 第４温度制御エリア
Ｌ 狭面サポート長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機で、ブルームの狭面サイズが２５０ｍｍ〜４５０ｍｍ、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％のブルームを鋳造するブルームの鋳造方法であって、
前記ブルーム連続鋳造機の鋳造速度を０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎの範囲で、且つ、式（１）〜式（５）を満たす条件下でブルームを鋳造することを特徴とするブルームの鋳造方法。
【数１】
【請求項１】
垂直曲げ型のブルーム連続鋳造機で、ブルームの狭面サイズが２５０ｍｍ〜４５０ｍｍ、炭素成分が０．４％〜１．０％、クロム成分が０．２〜１．６％のブルームを鋳造するブルームの鋳造方法であって、
前記ブルーム連続鋳造機の鋳造速度を０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎの範囲で、且つ、式（１）〜式（５）を満たす条件下でブルームを鋳造することを特徴とするブルームの鋳造方法。
【数１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１４２８３８（Ｐ２００９−１４２８３８Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２１１８９（Ｐ２００７−３２１１８９）
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]