冷間圧延炭素鋼板用スラブの連続鋳造方法

【目的】スラブの連続鋳造において、鋳型内湯面部の皮張りを防止すると共に、ブロホール発生とシェル表層内への介在物捕捉を防止し、表面及び内部ともに欠陥の無い高品質の冷間圧延炭素鋼板用スラブを確実に高位安定して得る。
【構成】Ｃ＜0.10％、Mn＜0.55％、Si＜0.03％、Ｐ＜0.05％、Ｓ＜0.03％、0.003 ％＜Al＜0.1 ％、厚み＞200mm 、幅＞900mm の冷間圧延炭素鋼板用スラブを、鋳型のメニスカスから20ｍ以上の垂直部とこれに続く湾曲部と水平部を形成した連続鋳造機で連続鋳造する。その際、鋳造ノズルからの吐出溶鋼中に１l/min以上の不活性ガスを混入して溶鋼を鋳型内に注出すると共に、この鋳型のメニスカスに粘性が1.０ポアズ以上のパウダーを添加しながら1.0m/min以上で且つ4.0ton/min以上の鋳造速度で鋳造し、鋳型のメニスカスから1.5m以内の垂直部にある溶鋼を電磁攪拌する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷間圧延炭素鋼板用スラブの連続鋳造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】冷間圧延炭素鋼板用スラブの連続鋳造に際しては、製品の表面及び内部欠陥防止上、および鋳造ノズルの注出孔狭窄による生産性（ｔｏｎ／ｈｒ）阻害防止上、従来から溶鋼中のＡｌ₂Ｏ₃等の酸化生成介在物の低減対策が種々とられてきた。
【０００３】その代表的な従来からの手段は、鋳造ノズルの内壁と溶鋼流との間に、不活性ガスカーテンを形成して、鋳造ノズル内壁への溶鋼中Ａｌ₂Ｏ₃付着防止を図ると共に、その不活性ガスを鋳造ノズルの吐出溶鋼中に随伴させて通常湾曲した鋳型内に注出し、該ガスの鋳型内浮上作用によって鋳型内溶鋼中のＡｌ₂Ｏ₃等の介在物を浮上促進しメニスカス部のパウダーに捕捉させその清浄化を図ってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの従来の方法では、鋳造ノズルからの吐出溶鋼中に随伴した不活性ガスによる問題がいまだ解決されていない。
【０００５】即ち、湾曲鋳型内において、鋳造ノズルからの吐出溶鋼中に随伴した不活性ガスは、多少多いと浮上過程で凝固シェル内表面の半凝固界面部にトラップされて鋼中に気泡として残留する。又不活性ガスの量が多過ぎると浮上ガス上流による上昇溶鋼流が強くこれがメニスカス部で反転し下降流となり、この下降流によりメニスカス部にある溶融パウダーが溶鋼中に巻き込まれ溶鋼を著しく汚染しスラブ品質を低下させるばかりか、溶鋼の凝固シェル生成過程で噛み込み大型介在物となって、ブレイクアウトを惹起させる等の操業上の問題が発生する。更に不活性ガスの量が少な過ぎると、湾曲鋳型内の溶鋼からＡｌ₂Ｏ₃等の介在物を浮上除去する効果を減少させる結果、該鋳型内壁面近傍の溶鋼中に残留しているＡｌ₂Ｏ₃等の介在物は凝固シェル生成によりそのままシェル表層内に捕捉されるため冷間圧延したときスリバー欠陥などの表面欠陥の多い冷間圧延炭素鋼板となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、Ｃ＜０．１０％、Ｍｎ＜０．５５％、Ｓｉ＜０．０３％、Ｐ＜０．０５％、Ｓ＜０．０３％、０．００３％＜Ａｌ＜０．１％、厚み＞２００ｍｍ、幅＞９００ｍｍの冷間圧延炭素鋼板用スラブを、鋳型のメニスカスから２．０ｍ以上の垂直部とこれに続く湾曲部と水平部を形成した連続鋳造機で連続鋳造するに際し、鋳造ノズルから溶鋼と共に１〜５０ｌ／ｍｉｎの不活性ガスを鋳型内に吐出すると共に、この鋳型のメニスカスに粘性が１．０〜８．０ポアズのパウダーを添加しながら１．０ｍ／ｍｉｎ以上で且つ４．０ｔｏｎ／ｍｉｎ以上の鋳造速度で鋳造し、鋳型のメニスカスから１．５ｍ以内の垂直部にある溶鋼を電磁攪拌（攪拌方向等の限定が必要）することを特徴とする冷間圧延炭素鋼板用スラブの連続鋳造方法である。
【０００７】
【作用】本発明は、図１に示す如く、鋳型内の溶鋼滞留量時間を短縮して、表面内部の品質劣化に起因する鋳型内湯面部の皮張りを防止するための鋳造速度として１．０ｍ／ｍｉｎ以上で４．０ｔｏｎ／ｍｉｎ以上に維持する。かくすると溶鋼中の不活性ガスの残留気泡によるブロホールが増大する。この残留気泡を全量浮上してＡｌ₂Ｏ₃等の溶鋼中介在物を円滑に略全量浮上促進してブロホール発生とシェル表層内へのＡｌ₂Ｏ₃等の介在物捕捉を積極的に防止するため、図２に示すごとく、該溶鋼流の反転下降流を５〜７ｃｍ／ｓｅｃに規定する。又図３に示す如く、該溶鋼流の反転下降流によって鋳型のメニスカス部にある溶融パウダー溶鋼中に巻き込まれないように、またブレイクアウト等の操業異常が起こらないように添加パウダーの粘性を１．０〜８．０ポアズに規定する。そして更にこれらの効果を確実且つ高位安定して得るため図４に示す如く、鋳型のメニスカスから２．０ｍ以上を垂直部とし、且つ鋳型のメニスカスから１．５ｍ以内の垂直部にある溶鋼を電磁攪拌するものであり、その好ましい攪拌条件は、図５に示す如く、水平方向の溶鋼流速を１５〜４０ｃｍ／ｓｅｃの範囲とするものである。
【０００８】そこで、上記各技術条件の根拠について、該当各図と共に詳細に説明する。
【０００９】尚、この各データは、表１に示す連続鋳造操業条件下で得たものであり、本発明が前提条件とするものである。
【００１０】
【表１】

【００１１】図１は、鋳型内湯面部の皮張り発生と残留気泡の状況を鋳造速度（ｍ／ｍｉｎとｔｏｎ／ｍｉｎ）との関係で示すものであり、この図から明らかなように、鋳造速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以上で４．０ｔｏｎ／ｍｉｎ以上の領域が皮張りが発生しない良好操業域であるが、鋳造速度の増加に伴い残留気泡は増加する。
【００１２】図２は、溶鋼流の反転下降流が２〜１０ｃｍ／ｓｅｃ生ずる鋳造ノズルから溶鋼と共に吐出する不活性ガスによる残留気泡が主因となって発生するブロホールと層内へのＡｌ₂Ｏ₃等の介在物量との関係を示すものでありこの図から明らかなように反転下降流５〜７ｃｍ／ｓｅｃの範囲がブロホール発生量とシェル表層内へのＡｌ₂Ｏ₃等の介在物量の両者を共に許容範囲内に低減せしめるものである。つまり反転下降流５ｃｍ／ｓｅｃ未満であるとシェル表層内へのＡｌ₂Ｏ₃等の介在物量が許容範囲を超え、７ｃｍ／ｓｅｃを超えるとブロホール発生量が許容範囲を超えてしまうものである。ここで許容範囲とは、冷間圧延炭素鋼板として実用上問題の無い範囲をいう。
【００１３】図３は、上記反転下降流５〜７ｃｍ／ｓｅｃの範囲において、添加パウダーの粘性と溶融パウダー溶鋼中巻き込みによるブレークアウト発生及びスラブ内部のパウダー巻き込みによる大型介在物個数との関係を示すものであり、この図から明らかなように、パウダーの粘性が１．０〜８．０ポアズの範囲が各発生量の最も少ない領域である。ここで上限を８．０ポアズとした理由は、８．０ポアズを超えるとブレークアウトと大型介在物は殆ど発生しないが、パウダー本来の機能、つまり鋳型内壁面−凝固シェル表面間への均一流入と鋳型メニスカス部での浮上不純物捕捉能を損なわせるからである。
【００１４】図４は、本発明における条件の電磁攪拌を実施する垂直部の領域と、前記各図に示した本発明の各条件による効果との関係を示したものであり、この図から明らかなように、鋳型のメニスカスから１．５ｍ以内の垂直部にある溶電磁攪拌することにより本発明の各条件による効果をより高位安定して確実に得られる。そして電磁攪拌条件として水平方向の溶鋼流速を１５〜４０ｃｍ／ｓｅｃの範囲とする理由は、図５に電磁攪拌条件と本発明の各条件による効果の向上率との関係を示す如く水平方向の溶鋼流速を１５ｃｍ／ｓｅｃ未満とすると該向上は殆ど得られなく又水平方向の溶鋼流速が４０ｃｍ／ｓｅｃを超えると該向上率が変わらず、５０ｃｍ／ｓｅｃを超えると効果の向上は無く急激に低下しむしろ悪化するため好ましくない。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例Ｎｏ．１〜６を比較例Ｎｏ．７〜１２と共に表２〜５に示す。
【００１６】
【表２】

【００１７】
【表３】

【００１８】
【表４】

【００１９】
【表５】

【００２０】
【発明の効果】本発明は、スラブの連続鋳造において、鋳型内の溶鋼滞留量時間を短縮して、表面内部の品質劣化に起因する鋳型内湯面部の皮張りを防止すると共に、鋳型のメニスカス部にある溶融パウダーを溶鋼中に巻き込むことなく、Ａｌ₂Ｏ₃等の溶鋼中介在物を円滑に略全量浮上促進してブロホール発生とシェル表層内へのＡｌ₂Ｏ₃等の介在物捕捉を積極的に防止し、表面及び内部ともに欠陥の無い高品質の冷間圧延炭素鋼板用スラブを確実に高位安定して得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳型内湯面部の皮張り発生と残留気泡の状況を鋳造速度との関係で示す図である。
【図２】残留気泡が主因となって発生するブロホールと層内へのＡｌ₂Ｏ₃等の介在物量との関係を示す図である。
【図３】添加パウダーの粘性と溶融パウダー溶鋼中巻き込みによるブレークアウト発生及びスラブ内部のパウダー巻き込みによる大型介在物個数との関係を示す図である。
【図４】電磁攪拌を実施する垂直部の領域と本発明の効果との関係を示す図である。
【図５】電磁攪拌条件と本発明の効果の向上率との関係を示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】Ｃ＜０．１０％、Ｍｎ＜０．５５％、Ｓｉ＜０．０３％、Ｐ＜０．０５％、Ｓ＜０．０３％、０．００３％＜Ａｌ＜０．１％、厚み＞２００ｍｍ、幅＞９００ｍｍの冷間圧延炭素鋼板用スラブを、鋳型のメニスカスから２０ｍ以上の垂直部とこれに続く湾曲部と水平部を形成した連続鋳造機で連続鋳造するに際し、鋳造ノズルからの吐出溶鋼中に１ｌ／ｍｉｎ以上の不活性ガスを混入して溶鋼を鋳型内に注出すると共に、この鋳型のメニスカスに粘性が１．０ポアズ以上のパウダーを添加しながら１．０ｍ／ｍｉｎ以上で且つ４．０ｔｏｎ／ｍｉｎ以上の鋳造速度で鋳造し、鋳型のメニスカスから１．５ｍ以内の垂直部にある溶鋼を（攪拌方向等の限定が必要）電磁攪拌することを特徴とする冷間圧延炭素鋼板用スラブの連続鋳造方法。

【図１】