連続鋳造方法
【課題】極低炭素鋼などを鋳造する際に、浸漬ノズルの詰まりがなく、品質の良好な鋳片を得ることができる鋼の連続鋳造方法の提供。
【解決手段】溶鋼中に不活性ガスを１．０〜２．５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの流量で吹き込み、かつ、鋳型の２つの長辺の外側に鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置をメニスカス近傍（磁場強度Ｂ１）、浸漬ノズルの吐出孔の近傍(磁場強度Ｂ２)および鋳型の下端近傍(磁場強度Ｂ３)に各１対を設け、磁場強度Ｂ１、Ｂ２およびＢ３が、Ｂ２を基準として下記（Ａ）式を満足するように電磁力を作用させる方法。Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３＝０〜１：１：１〜３・・・（Ａ） ここで、５００（Ｇａｕｓｓ）≦Ｂ２≦１０００（Ｇａｕｓｓ）、Ｂ２の磁場印加方向：Ｂ１およびＢ３と反対方向。
【解決手段】溶鋼中に不活性ガスを１．０〜２．５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの流量で吹き込み、かつ、鋳型の２つの長辺の外側に鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置をメニスカス近傍（磁場強度Ｂ１）、浸漬ノズルの吐出孔の近傍(磁場強度Ｂ２)および鋳型の下端近傍(磁場強度Ｂ３)に各１対を設け、磁場強度Ｂ１、Ｂ２およびＢ３が、Ｂ２を基準として下記（Ａ）式を満足するように電磁力を作用させる方法。Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３＝０〜１：１：１〜３・・・（Ａ） ここで、５００（Ｇａｕｓｓ）≦Ｂ２≦１０００（Ｇａｕｓｓ）、Ｂ２の磁場印加方向：Ｂ１およびＢ３と反対方向。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造時のノズル詰まりがなく、表面品質の良好な鋳片が得られる極低炭素鋼の連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】表面欠陥が少なく、かつ成形性に優れていることが要求される鋼板、たとえば、自動車の外装用鋼板には、極低炭素鋼が用いられている。真空下での脱炭処理後にＡｌによる脱酸処理を行った極低炭素鋼の取鍋内において、その後の連続鋳造が終了するまでの間に、溶鋼中のＡｌとスラグ中のＦｅＯやＭｎＯなどの低級酸化物とが反応し、Ａｌの酸化物（Ａｌ2 Ｏ3 ）が生成しやすい。
【０００３】このＡｌの酸化物は、連続鋳造中に浸漬ノズルが閉塞する原因となったり、また、連続鋳造中のタンデイッシュ内や鋳型内の溶鋼から除去されずに鋳片表層部にＡｌ2 Ｏ3 系の非金属介在物として残存し、鋼板の表面欠陥の原因となったりする。
【０００４】浸漬ノズルの閉塞を防止するために、タンディッシュの溶鋼出口から浸漬ノズルの吐出孔までの間で不活性ガスを溶鋼中に吹き込むことが一般的に行われている。たとえば、特開平２−３７９４８号公報では、浸漬ノズルを通過する溶鋼中に、鋳造速度に応じた吹き込み流量で、Ａｒガスを吹き込む方法が提案されている。また、特開平９−１９２８０３号公報では、吹き込んだ不活性ガスの鋳型内の溶鋼中での浮上量が、浸漬ノズルを挟んで両側で同じになるように、鋳型の外側に配置した移動磁場印加装置を用いて溶鋼の流動を制御することが提案されている。いずれの方法でも、吹き込む不活性ガスの流量が、３〜５リットル／溶鋼ｔｏｎ程度と多く、浸漬ノズルの閉塞の防止には効果があるが、鋳片表層部に気泡性欠陥が発生する場合がある。
【０００５】一方、鋳片表層部での非金属介在物の集積や気泡性欠陥の発生の防止、また、高速鋳造時のブレークアウトの発生防止などを目的に、鋳型内の溶鋼の流動を制動する手段が採られている。たとえば、特開平１１−１０２９０号公報では、鋳型の高さ方向の上段、中段および下段の３段の位置に静磁場印加装置を配置し、各段の電磁力の強度を調整して、鋳型内の溶鋼の流動を制動する方法が提案されている。
【０００６】しかし、この特開平１１−１０２９０号公報の方法では、吹き込む不活性ガスの流量によっては、メニスカス近傍の溶鋼の流動が変化することが考慮されていない。つまり、鋳型の短辺から浸漬ノズルの方向に向かうメニスカス近傍の溶鋼の流れに作用させる静磁場の強度が強く、さらにこのとき、浸漬ノズルを通過する溶鋼中に多くの流量で不活性ガスを吹き込むと、不活性ガスの気泡による溶鋼の流れが形成され、そのために、メニスカス近傍の溶鋼の流れが部分的に停滞したり、溶鋼の湯面が波立ったりする場合がある。
【０００７】メニスカス近傍の溶鋼の流れが停滞すると、鋳片表層部に非金属介在物が集積しやすくなったり、また、停滞した部分の溶鋼温度が低下するため、溶融スラグ（溶融したモールドパウダー）の流れ込みが不均一になり、そのため、鋳片表面に割れが発生する場合がある。また、溶鋼の湯面が波立つと、溶融スラグや未溶融のモールドパウダーが鋳型内の溶鋼中に巻き込まれ、鋳片表層部にパウダー性欠陥が発生しやすくなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、不活性ガスの吹き込み流量が適正でない場合には、浸漬ノズルの閉塞を防止できなかったり、浸漬ノズルの閉塞は防止できても、鋳片表層部にパウダー性欠陥、気泡性欠陥などが発生しやすくなる。また、鋳型内の溶鋼に上段、中段および下段の３段の静磁場の電磁力を印加して、溶鋼の流動を制動する方法においても、不活性ガスの吹き込み流量および静磁場の磁場強度を適正にしないと、鋳片表層部に非金属介在物の集積やパウダー性欠陥の発生、また、鋳片表面に割れの発生などが起こりやすくなる。
【０００９】本発明は、極低炭素鋼などを鋳造する際に、浸漬ノズルに詰まりが発生することもなく、安定した鋳造作業が可能で、また、鋳片表層部にモールドパウダーを巻き込んだパウダー性欠陥や不活性ガスの気泡を捕捉した気泡性欠陥などがなく、Ａｌ2 Ｏ3 などの非金属介在物の集積のない、さらに、鋳片表面に割れなどのない、品質の良好な鋳片を得ることができる鋼の連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、つぎの（ａ）〜（ｄ）を特徴とする連続鋳造方法にある。
【００１１】（ａ）矩形断面鋳片用の鋳型および浸漬ノズルを用いる溶鋼の連続鋳造方法であること。
【００１２】（ｂ）タンディッシュの溶鋼出口から浸漬ノズルの吐出孔までの間で、溶鋼中に不活性ガスを１．０〜２．５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの流量で吹き込むこと。
【００１３】（ｃ）鋳型の２つの長辺の外側に鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置を、浸漬ノズルを挟んでメニスカス近傍、鋳型の両短辺方向に開口する浸漬ノズルの各吐出孔から流れ出た直後の吐出流の近傍（以下、吐出孔の近傍と記す）および浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍に各１対をそれぞれ設けること。
【００１４】（ｄ）メニスカス近傍、吐出孔の近傍および鋳型の下端近傍のそれぞれの溶鋼流動制動装置の磁場強度を、それぞれＢ１、Ｂ２およびＢ３とし、これらの磁場強度Ｂ１、Ｂ２およびＢ３が、Ｂ２を基準として下記（Ａ）式を満足するように電磁力を作用させること。
【００１５】
Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３＝０〜１：１：１〜３ ・・・（Ａ）
ここで、５００（Ｇａｕｓｓ）≦Ｂ２≦１０００（Ｇａｕｓｓ）
Ｂ２の磁場印加方向：Ｂ１およびＢ３と反対方向本発明者らは、前述する本発明の課題を、下記の■、■の知見をもとに、■および■の対策を採ることによって解決した。なお、本発明の方法では、吐出孔が２孔で、それぞれの吐出流が鋳型の短辺方向に向いている浸漬ノズルを用いる。吐出孔の角度は、とくにこだわらない。一般的な下向き角度３０〜４５°のものでよい。
【００１６】■メニスカス近傍の溶鋼の流れは、吐出流の影響によって、鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう流れとなる。ただし、浸漬ノズルを通過する溶鋼に不活性ガスを吹き込んでいる場合には、不活性ガスによって形成されるメニスカス近傍の溶鋼の流れを考慮する必要がある。すなわち、浸漬ノズルを通過する溶鋼中に吹き込まれ不活性ガスの気泡の一部は、吐出孔近傍から、すぐに溶鋼中を浮上する。この浮上する気泡によって、メニスカス近傍において浸漬ノズル周辺から鋳型の短辺方向に向かう溶鋼の流れが形成される。
【００１７】■したがって、浸漬ノズルなどを通過する溶鋼に不活性ガスを吹き込む場合で、かつ、メニスカス近傍の溶鋼に静磁場の電磁力を作用させる場合には、吹き込む不活性ガスの流量および磁場強度を同時に適正な条件の範囲とする必要がある。すなわち、不活性ガスの吹き込み流量を考慮せずに、鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れを制動するように静磁場の電磁力を作用させるとき、不活性ガスによって形成された溶鋼の流れによる減衰効果に加え、鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れが過度に制動される場合がある。鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れが過度に制動されると、凝固殻の溶鋼側の面に付着する気泡や酸化物を洗い流す効果が減少し、鋳片表層部に気泡性欠陥が発生したり、非金属介在物が集積する。
【００１８】■本発明の方法では、タンディッシュの溶鋼出口から浸漬ノズルの吐出孔までの間で、溶鋼中に不活性ガスを１．０〜２．５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの流量で吹き込む条件下で、鋳型の高さ方向の上段、中段、下段に配置した静磁場の溶鋼流動制動装置の各磁場強度を前述する（Ａ）式を満足するように作用させる。これによって、メニスカス近傍の鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れを適正に制動できる。そのため、鋳片表層部の気泡性欠陥やパウダー性欠陥の発生、非金属介在物の集積および鋳片表面の割れの発生をそれぞれ防止できる。
【００１９】■また、本発明の方法では、溶鋼中に吹き込む不活性ガスの流量の下限を１．０Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎとするので、浸漬ノズルの詰まりを防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の方法を実施する場合の装置の例を模式的に示す図である。溶鋼１２は、タンディッシュ１から鋳型への注入口である上ノズル耐火物２、溶鋼の流量制御用のスライディングプレート３（図１では３層プレートの場合で示す）、浸漬ノズル４（通常用いられる２孔のノズルを示す）を経て、吐出孔５から鋳型内に注入される。
【００２１】図１では、溶鋼の流量制御用にスライディングプレートを用いる例を示しているが、ロッドタイプのストッパーを用いてもよい。また、上ノズル耐火物２、スライディングプレート３または浸漬ノズル４に配置した多孔質耐火物や鋼製の細管などからなる不活性ガスの吹き込み口１０から不活性ガスを溶鋼中に吹き込むのがよい。図１では、スライディングプレート３−１から吹き込む例を示す。
【００２２】図２は、図１の各位置での水平断面を示す図である。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、それぞれ図１のＡ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２の各線における水平断面を模式的に示す。鋳型の長辺の外側には、鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置９を、浸漬ノズルを挟んでメニスカス近傍に９−１、鋳型の両短辺方向に開口する浸漬ノズルの各吐出孔の近傍に９−２、浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍に９−３の各１対を、それぞれ配置する。
【００２３】図３は、鋳型内の溶鋼の流動を模式的に示す図である。吐出流６、６は、短辺側の凝固殻１１に衝突後、上昇流７−１、７−１および下降流７−２、７−２に分岐する。上昇流は、溶鋼表面に達した後、鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れ７−３、７−３となる。一方、吹き込まれた不活性ガスの気泡の一部は、吐出孔近傍から、すぐに溶鋼中を浮上し、その浮上する気泡によって、溶鋼表面では、浸漬ノズルから鋳型の短辺方向に向かう溶鋼の流れ８、８が形成される。また、鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れ７−３、７−３は浸漬ノズルの手前で、溶鋼中に潜り込み、循環流を形成する。これらの溶鋼の流れは、浸漬ノズルを挟んで左右に形成される。
【００２４】本発明の方法では、鋳型の上段に配置する静磁場の溶鋼流動制動装置９−１を用いて作用させる電磁力により、吐出流が鋳片の短辺と衝突した後の上昇流が溶鋼表面に達して生成した鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れ７−３、７−３が制動される。鋳型の中段に配置する静磁場の溶鋼流動制動装置９−２を用いて作用させる電磁力によって、吐出流６、６の流速が制動される。鋳型の下段に配置する静磁場の溶鋼流動制動装置９−３を用いて作用させる電磁力によって、吐出流が鋳片の短辺と衝突した後の下降流７−２、７−２が制動される。
【００２５】本発明の方法では、タンディッシュの溶鋼出口から浸漬ノズルの吐出孔までの間で、溶鋼中に不活性ガスを１．０〜２．５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの流量で吹き込む。２．５を超えると、鋳型内の湯面がボイリング（湯面が不活性ガス湧出によって泡だつ状態）し、溶融スラグや未溶融のモールドパウダーを溶鋼中に巻き込みやすくなる。１．０未満では、浸漬ノズルの閉塞防止の効果が少ない。
【００２６】一方、静磁場の電磁力を作用させない場合には、４．０Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎを超えると、鋳片表層部に気泡性欠陥が発生しやすい。また、１．０Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎ未満では、鋳片表層部に非金属介在物が集積しやすい。このように、静磁場の電磁力を作用させることにより、適正な不活性ガスの吹き込み流量の範囲を広くすることができる。
【００２７】本発明の方法では、上段、中段および下段の静磁場の各溶鋼流動制動装置の磁場強度Ｂ１、Ｂ２およびＢ３を、Ｂ２を基準として、前述する（Ａ）式を満足する磁場強度の比とする。なお、本発明の方法でいう静磁場の磁場強度とは、各溶鋼流動制動装置の各コイルの高さ位置におけるコイル幅の中心位置で、かつ、鋳型の厚み中心部の位置における磁場強度を意味する。
【００２８】浸漬ノズルの吐出孔近傍の溶鋼に作用させる磁場強度Ｂ２は５００〜１０００Ｇａｕｓｓとする。この範囲の磁場強度が、吐出流の流速の制動、浸漬ノズルを挟んだ左右の吐出流の流れの方向や流速の均等化にもっとも効果的である。１０００Ｇａｕｓｓを超えると、吐出流の流速が遅くなり、鋳片の短辺に衝突した後の上昇流の流速が遅すぎる。したがって、鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れの速度も遅すぎる。そのため、凝固殻を洗浄する効果が少なくなり、鋳片表層部に気泡性欠陥が発生したり、非金属介在物などが集積しやすくなる。また、５００Ｇａｕｓｓ未満では、吐出流の流速を制動する効果が小さい。したがって、磁場強度Ｂ２は５００〜１０００Ｇａｕｓｓとする。
【００２９】メニスカス近傍の溶鋼に作用させる磁場強度Ｂ１は、磁場強度Ｂ２を１とするとき、指数０〜１とする。
【００３０】前述するように、溶鋼中に吹き込まれた不活性ガスの気泡によって形成されるメニスカス近傍の溶鋼の流れは、メニスカス近傍の溶鋼に作用させる磁場強度と同じ効果を有する。
【００３１】そこで、たとえば１８００ｍｍ程度以上の広幅の鋳型の場合には、鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れの流速は遅い。このとき、上述のように不活性ガスの気泡によって形成された溶鋼の流れがあるため、磁場強度Ｂ１の指数は０または０近傍とする。鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れを過度に制動しないためである。
【００３２】また、たとえば１６００ｍｍ程度以下の狭幅の鋳型の場合には、鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れの流速は速い。したがって、上述のように不活性ガスの気泡によって形成された溶鋼の流れがあっても、磁場強度Ｂ１の指数を１またはそれ以下で１近傍とする。鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れを強く制動するためである。
【００３３】したがって、鋳造する鋳型幅の条件から、磁場強度Ｂ１は指数０〜１とする。いずれの場合にも、鋳型の短辺から鋳型長辺の１／４で、鋳型の長辺から短辺厚みの１／２の位置での、鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れの流速は３０ｃｍ／秒程度とするのが望ましい。
【００３４】浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍の溶鋼に作用させる磁場強度Ｂ３は、磁場強度Ｂ２を１とするとき、指数１〜３する。磁場強度Ｂ３を作用させるのは、溶鋼の下方への流れを抑制することにより、相対的に鋳型の上方への溶鋼の流れを増やすためである。これにより、溶鋼中の酸化物の浮上を促進できるし、また、溶鋼表面の温度を高温に保持できる。指数１未満では、溶鋼の下方への流れを抑制する効果が少ない。また、指数３を超えると、溶鋼の下方への流れを過度に制動するため、鋳型内で偏流が生じやすく、鋳型の長辺方向での凝固殻の厚みが不均一になり、鋳片表面に割れが発生したり、鋳片表層部に局部的に非金属介在物が集積しやすくなる。したがって、磁場強度Ｂ３は指数１〜３とする。
【００３５】本発明の方法では、吹き込む不活性ガスの流量および静磁場の磁場強度を同時に適正な条件の範囲とすることにより、鋳片表面から厚み方向に１０ｍｍまでの鋳片表層部の５０μｍ以上の非金属介在物の個数を、鋼１ｋｇ当たり２０個以下となるような鋳造条件を選ぶのが望ましい。２０個以下とすることにより、この鋳片を素材とする鋼板の表面欠陥の発生を効果的に防止できる。
【００３６】本発明の方法は、浸漬ノズル内の溶鋼のスループット（単位時間当たりの溶鋼通過量）が６．５ｔｏｎ／分程度までの範囲で適用すると特に効果的である。
【００３７】
【実施例】垂直曲げ型連続鋳造機を用いて、断面形状が厚み２７０ｍｍ、幅１５００ｍｍの鋳片を鋳造した。用いた鋼は炭素含有率が０．００４重量％の極低炭素鋼で、１．５ｍ／分の速度で鋳造した。このときの浸漬ノズルのスループットは約４．３ｔｏｎ／分である。各試験では３ヒートの連々鋳を行った。各ヒートの溶鋼量は約２５０ｔｏｎである。
【００３８】タンディッシュから鋳型への溶鋼の流量制御用装置には、図１に示す３層のスライディングプレートを用いた。また、３層のスライディングプレートの最上部のプレートに配置した鋼製の細管から、不活性ガスを吹き込んだ。内径が１ｍｍである細管を耐火物に１０個埋め込んだものを用いた。不活性ガスの吹き込み流量は０〜５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの範囲内とした。また、浸漬ノズルはアルミナグラファイト製で、吐出孔が通常の２孔で、吐出孔の角度は、下向き角度３０゜のものを用いた。
【００３９】鋳型の長辺の外側には、鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置を、浸漬ノズルを挟んでメニスカス近傍に各１対、鋳型の短辺方向に開口する浸漬ノズルの吐出孔の近傍に各１対、浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍に各１対をそれぞれ配置した。これら上段、中段、下段の静磁場の溶鋼流動制動装置の磁場強度Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を変化させて試験した。
【００４０】鋳造中には、カルマン渦流式流速計を用いて、鋳型の短辺から鋳型長辺の１／４で、鋳型の長辺から短辺の厚みの１／２の位置での鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流速を随時測定した。また、浸漬ノズルに詰まりが発生するかどうか観察した。また、各試験毎に６ヒートの連々鋳の各ヒートから定常状態で鋳造された鋳片（１０ｍ長さ）を各１個採取した。
【００４１】採取した鋳片については、まず最初に、鋳片表層部のパウダー性欠陥の発生個数を目視で調査した。次に、鋳片の長辺側の表面を全面にわたって、３ｍｍ溶削した後、目視観察により直径１ｍｍ以上の気泡性欠陥の発生個数を調査した。さらに、鋳片表面の割れの発生状況を目視で観察した。
【００４２】パウダー性欠陥または気泡性欠陥の発生個数については、各ヒートの鋳片毎に発生個数を調査し、その値の平均値を、その試験のパウダー性欠陥または気泡性欠陥の発生個数とし、その発生個数から次のような指数１、２および３に区分した。
【００４３】すなわち、パウダー性欠陥発生指数または気泡性欠陥発生指数の指数１は、これらの欠陥が発生していないか、発生していても軽微で手入れの必要が無い程度のものを意味する。指数２は、手入れが必要な程度のこれらの欠陥が発生しており、もし、手入れしない鋳片を熱間圧延した場合には、製品に表面欠陥が若干発生する程度のものを意味する。また、指数３は、これらの欠陥の発生が著しく、もし鋳片を手入れせずに熱間圧延した場合には、製品が屑になる程度の表面欠陥が発生するものを意味する。
【００４４】非金属介在物の集積状況については、鋳片横断面で、鋳片長辺の幅の１／４、１／２、３／４の各位置の鋳片表面から厚み１０ｍｍ、幅９０ｍｍで鋳造方向に１２０ｍｍ（約０．８５ｋｇ）のサンプルを採取し、電解法（スライム抽出法）により非金属介在物を抽出し、５０μｍ以上の大きさの非金属介在物の個数を調査した。鋳片１ｋｇ当たりの非金属介在物の個数に換算して、非金属介在物の発生状況を評価した。表１に、試験条件および試験結果を示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】本発明例の試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４では、本発明の方法で規定する条件の範囲内の流量でＡｒガスを溶鋼中に吹き込み、かつ、本発明の方法で規定する条件の範囲内の静磁場の電磁力を作用させて、鋳型内の溶鋼の流動を制動した。鋳造中に浸漬ノズルが詰まることはなく、鋳片表層部にパウダー性欠陥または気泡性欠陥の発生はなく、また、非金属介在物量は１４〜１９個／ｋｇしかなく、非金属介在物の集積は発生しなかった。さらに、鋳片表面に割れの発生もなかった。これら試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４では、鋳型内の溶鋼の流速は、３０〜３５ｃｍ／秒であった。
【００４７】比較例の試験Ｎｏ．５では、Ａｒガスを吹き込まなかったが、静磁場の電磁力は３段とも作用させ、本発明の方法で規定する条件の範囲内の静磁場の磁場強度とした。鋳片表層部の品質は問題なかったが、Ａｒガスを吹き込まなかったために、鋳造の後半には浸漬ノズルの詰まりが発生した。
【００４８】比較例の試験Ｎｏ．６では、Ａｒガスを、本発明の方法で規定する範囲を超える流量の４．６５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎで吹き込み、また、静磁場の電磁力は３段とも作用させ、本発明の方法で規定する条件の範囲内の静磁場の磁場強度として試験した。鋳型内の湯面にボイリングが発生したため、指数３の著しいパウダー性欠陥が発生した。
【００４９】比較例の試験Ｎｏ．７では、Ａｒガスを、本発明の方法で規定する範囲内の流量の１．１６Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎで吹き込んだが、静磁場の電磁力は作用させなかった。メニスカス近傍の溶鋼表面が、鋳型の短辺から浸漬ノズルの方向の溶鋼の流れによって、時々波立つ現象が見られた。そのため、鋳片表層部には、指数３の著しいパウダー性欠陥が発生した。また、下段の静磁場の電磁力を作用させなかったため、メニスカス近傍の溶鋼の温度が低下し、そのため、溶鋼中の酸化物の浮上が阻害され、鋳片表層部に非金属介在物量が８０個／ｋｇ程度存在し、鋳片品質は不良であった。
【００５０】比較例の試験Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１１では、Ａｒガスを、本発明の方法で規定する範囲内の流量の１．１６Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎで吹き込み、静磁場の磁場強度は、本発明の方法で規定する条件を外して試験した。
【００５１】中段の１段のみ静磁場の電磁力を作用させた試験Ｎｏ．８では、下段の静磁場の電磁力を作用させなかったため、メニスカス近傍の溶鋼の温度が低下し、そのため、溶鋼中の酸化物の浮上が阻害され、鋳片表層部の非金属介在物量が７５個／ｋｇと悪かった。
【００５２】上段と中段の２段の静磁場の電磁力を作用させ、かつ上段の静磁場の磁場強度を中段の２倍とした試験Ｎｏ．９では、メニスカスの溶鋼の流速が１２ｃｍ／秒に低下し、鋳型内の凝固殻を洗浄する効果が小さくなったため、指数３の著しい気泡性欠陥が発生するとともに、鋳片表層部の非金属介在物量も８５個／ｋｇと悪かった。
【００５３】中段と下段の２段の静磁場の電磁力を作用させ、かつ下段の静磁場の磁場強度を中段の４倍とした試験Ｎｏ．１０では、鋳片表面に割れが発生した。鋳型内の溶鋼の流れに偏流が発生し、鋳型の幅方向での凝固殻の厚みが不均一になったためである。また、鋳片表層部に、部分的に非金属介在物が集積しやすくなったために、非金属介在物量も４０個／ｋｇと悪かった。
【００５４】上段、中段、下段の３段の静磁場の電磁力を作用させ、かつ上段の静磁場の磁場強度を中段の２倍とし、下段の静磁場の磁場強度を中段の４倍とした試験Ｎｏ．１１では、試験Ｎｏ．９に比べ、メニスカス近傍の溶鋼の流速が２０ｃｍ／秒にまで増加したが、鋳型内の溶鋼の流れに偏流が発生しやすくなり、溶鋼の流れの滞留部において、指数３の著しい気泡性欠陥が発生するとともに、鋳片表層部の非金属介在物量の個数も４５個／ｋｇと悪かった。
【００５５】
【発明の効果】本発明の方法を適用することにより、極低炭素鋼などを鋳造する際に、浸漬ノズルの詰まりが発生することもなく安定した鋳造作業が可能で、鋳片表層部にモールドパウダーの巻き込みや気泡性欠陥や割れの発生がなく、かつ、Ａｌ2 Ｏ3などの非金属介在物の集積のない、品質の良好な鋳片を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する場合の装置の例を模式的に示す図である。
【図２】図１の各位置での水平断面を示す図である。
【図３】鋳型内の溶鋼の流動を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１：タンディッシュ ２：上ノズル耐火物
３：スライディングプレート ４：浸漬ノズル
５：吐出孔 ６：吐出流
７−１：上昇流 ７−２：下降流
７−３：鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れ
８：浸漬ノズルから鋳型の短辺に向かう溶鋼の流れ
９：溶鋼流動制動装置 １０：不活性ガスの吹き込み口
１１：凝固殻 １２：溶鋼
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造時のノズル詰まりがなく、表面品質の良好な鋳片が得られる極低炭素鋼の連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】表面欠陥が少なく、かつ成形性に優れていることが要求される鋼板、たとえば、自動車の外装用鋼板には、極低炭素鋼が用いられている。真空下での脱炭処理後にＡｌによる脱酸処理を行った極低炭素鋼の取鍋内において、その後の連続鋳造が終了するまでの間に、溶鋼中のＡｌとスラグ中のＦｅＯやＭｎＯなどの低級酸化物とが反応し、Ａｌの酸化物（Ａｌ2 Ｏ3 ）が生成しやすい。
【０００３】このＡｌの酸化物は、連続鋳造中に浸漬ノズルが閉塞する原因となったり、また、連続鋳造中のタンデイッシュ内や鋳型内の溶鋼から除去されずに鋳片表層部にＡｌ2 Ｏ3 系の非金属介在物として残存し、鋼板の表面欠陥の原因となったりする。
【０００４】浸漬ノズルの閉塞を防止するために、タンディッシュの溶鋼出口から浸漬ノズルの吐出孔までの間で不活性ガスを溶鋼中に吹き込むことが一般的に行われている。たとえば、特開平２−３７９４８号公報では、浸漬ノズルを通過する溶鋼中に、鋳造速度に応じた吹き込み流量で、Ａｒガスを吹き込む方法が提案されている。また、特開平９−１９２８０３号公報では、吹き込んだ不活性ガスの鋳型内の溶鋼中での浮上量が、浸漬ノズルを挟んで両側で同じになるように、鋳型の外側に配置した移動磁場印加装置を用いて溶鋼の流動を制御することが提案されている。いずれの方法でも、吹き込む不活性ガスの流量が、３〜５リットル／溶鋼ｔｏｎ程度と多く、浸漬ノズルの閉塞の防止には効果があるが、鋳片表層部に気泡性欠陥が発生する場合がある。
【０００５】一方、鋳片表層部での非金属介在物の集積や気泡性欠陥の発生の防止、また、高速鋳造時のブレークアウトの発生防止などを目的に、鋳型内の溶鋼の流動を制動する手段が採られている。たとえば、特開平１１−１０２９０号公報では、鋳型の高さ方向の上段、中段および下段の３段の位置に静磁場印加装置を配置し、各段の電磁力の強度を調整して、鋳型内の溶鋼の流動を制動する方法が提案されている。
【０００６】しかし、この特開平１１−１０２９０号公報の方法では、吹き込む不活性ガスの流量によっては、メニスカス近傍の溶鋼の流動が変化することが考慮されていない。つまり、鋳型の短辺から浸漬ノズルの方向に向かうメニスカス近傍の溶鋼の流れに作用させる静磁場の強度が強く、さらにこのとき、浸漬ノズルを通過する溶鋼中に多くの流量で不活性ガスを吹き込むと、不活性ガスの気泡による溶鋼の流れが形成され、そのために、メニスカス近傍の溶鋼の流れが部分的に停滞したり、溶鋼の湯面が波立ったりする場合がある。
【０００７】メニスカス近傍の溶鋼の流れが停滞すると、鋳片表層部に非金属介在物が集積しやすくなったり、また、停滞した部分の溶鋼温度が低下するため、溶融スラグ（溶融したモールドパウダー）の流れ込みが不均一になり、そのため、鋳片表面に割れが発生する場合がある。また、溶鋼の湯面が波立つと、溶融スラグや未溶融のモールドパウダーが鋳型内の溶鋼中に巻き込まれ、鋳片表層部にパウダー性欠陥が発生しやすくなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、不活性ガスの吹き込み流量が適正でない場合には、浸漬ノズルの閉塞を防止できなかったり、浸漬ノズルの閉塞は防止できても、鋳片表層部にパウダー性欠陥、気泡性欠陥などが発生しやすくなる。また、鋳型内の溶鋼に上段、中段および下段の３段の静磁場の電磁力を印加して、溶鋼の流動を制動する方法においても、不活性ガスの吹き込み流量および静磁場の磁場強度を適正にしないと、鋳片表層部に非金属介在物の集積やパウダー性欠陥の発生、また、鋳片表面に割れの発生などが起こりやすくなる。
【０００９】本発明は、極低炭素鋼などを鋳造する際に、浸漬ノズルに詰まりが発生することもなく、安定した鋳造作業が可能で、また、鋳片表層部にモールドパウダーを巻き込んだパウダー性欠陥や不活性ガスの気泡を捕捉した気泡性欠陥などがなく、Ａｌ2 Ｏ3 などの非金属介在物の集積のない、さらに、鋳片表面に割れなどのない、品質の良好な鋳片を得ることができる鋼の連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、つぎの（ａ）〜（ｄ）を特徴とする連続鋳造方法にある。
【００１１】（ａ）矩形断面鋳片用の鋳型および浸漬ノズルを用いる溶鋼の連続鋳造方法であること。
【００１２】（ｂ）タンディッシュの溶鋼出口から浸漬ノズルの吐出孔までの間で、溶鋼中に不活性ガスを１．０〜２．５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの流量で吹き込むこと。
【００１３】（ｃ）鋳型の２つの長辺の外側に鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置を、浸漬ノズルを挟んでメニスカス近傍、鋳型の両短辺方向に開口する浸漬ノズルの各吐出孔から流れ出た直後の吐出流の近傍（以下、吐出孔の近傍と記す）および浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍に各１対をそれぞれ設けること。
【００１４】（ｄ）メニスカス近傍、吐出孔の近傍および鋳型の下端近傍のそれぞれの溶鋼流動制動装置の磁場強度を、それぞれＢ１、Ｂ２およびＢ３とし、これらの磁場強度Ｂ１、Ｂ２およびＢ３が、Ｂ２を基準として下記（Ａ）式を満足するように電磁力を作用させること。
【００１５】
Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３＝０〜１：１：１〜３ ・・・（Ａ）
ここで、５００（Ｇａｕｓｓ）≦Ｂ２≦１０００（Ｇａｕｓｓ）
Ｂ２の磁場印加方向：Ｂ１およびＢ３と反対方向本発明者らは、前述する本発明の課題を、下記の
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の方法を実施する場合の装置の例を模式的に示す図である。溶鋼１２は、タンディッシュ１から鋳型への注入口である上ノズル耐火物２、溶鋼の流量制御用のスライディングプレート３（図１では３層プレートの場合で示す）、浸漬ノズル４（通常用いられる２孔のノズルを示す）を経て、吐出孔５から鋳型内に注入される。
【００２１】図１では、溶鋼の流量制御用にスライディングプレートを用いる例を示しているが、ロッドタイプのストッパーを用いてもよい。また、上ノズル耐火物２、スライディングプレート３または浸漬ノズル４に配置した多孔質耐火物や鋼製の細管などからなる不活性ガスの吹き込み口１０から不活性ガスを溶鋼中に吹き込むのがよい。図１では、スライディングプレート３−１から吹き込む例を示す。
【００２２】図２は、図１の各位置での水平断面を示す図である。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、それぞれ図１のＡ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２の各線における水平断面を模式的に示す。鋳型の長辺の外側には、鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置９を、浸漬ノズルを挟んでメニスカス近傍に９−１、鋳型の両短辺方向に開口する浸漬ノズルの各吐出孔の近傍に９−２、浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍に９−３の各１対を、それぞれ配置する。
【００２３】図３は、鋳型内の溶鋼の流動を模式的に示す図である。吐出流６、６は、短辺側の凝固殻１１に衝突後、上昇流７−１、７−１および下降流７−２、７−２に分岐する。上昇流は、溶鋼表面に達した後、鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れ７−３、７−３となる。一方、吹き込まれた不活性ガスの気泡の一部は、吐出孔近傍から、すぐに溶鋼中を浮上し、その浮上する気泡によって、溶鋼表面では、浸漬ノズルから鋳型の短辺方向に向かう溶鋼の流れ８、８が形成される。また、鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れ７−３、７−３は浸漬ノズルの手前で、溶鋼中に潜り込み、循環流を形成する。これらの溶鋼の流れは、浸漬ノズルを挟んで左右に形成される。
【００２４】本発明の方法では、鋳型の上段に配置する静磁場の溶鋼流動制動装置９−１を用いて作用させる電磁力により、吐出流が鋳片の短辺と衝突した後の上昇流が溶鋼表面に達して生成した鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れ７−３、７−３が制動される。鋳型の中段に配置する静磁場の溶鋼流動制動装置９−２を用いて作用させる電磁力によって、吐出流６、６の流速が制動される。鋳型の下段に配置する静磁場の溶鋼流動制動装置９−３を用いて作用させる電磁力によって、吐出流が鋳片の短辺と衝突した後の下降流７−２、７−２が制動される。
【００２５】本発明の方法では、タンディッシュの溶鋼出口から浸漬ノズルの吐出孔までの間で、溶鋼中に不活性ガスを１．０〜２．５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの流量で吹き込む。２．５を超えると、鋳型内の湯面がボイリング（湯面が不活性ガス湧出によって泡だつ状態）し、溶融スラグや未溶融のモールドパウダーを溶鋼中に巻き込みやすくなる。１．０未満では、浸漬ノズルの閉塞防止の効果が少ない。
【００２６】一方、静磁場の電磁力を作用させない場合には、４．０Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎを超えると、鋳片表層部に気泡性欠陥が発生しやすい。また、１．０Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎ未満では、鋳片表層部に非金属介在物が集積しやすい。このように、静磁場の電磁力を作用させることにより、適正な不活性ガスの吹き込み流量の範囲を広くすることができる。
【００２７】本発明の方法では、上段、中段および下段の静磁場の各溶鋼流動制動装置の磁場強度Ｂ１、Ｂ２およびＢ３を、Ｂ２を基準として、前述する（Ａ）式を満足する磁場強度の比とする。なお、本発明の方法でいう静磁場の磁場強度とは、各溶鋼流動制動装置の各コイルの高さ位置におけるコイル幅の中心位置で、かつ、鋳型の厚み中心部の位置における磁場強度を意味する。
【００２８】浸漬ノズルの吐出孔近傍の溶鋼に作用させる磁場強度Ｂ２は５００〜１０００Ｇａｕｓｓとする。この範囲の磁場強度が、吐出流の流速の制動、浸漬ノズルを挟んだ左右の吐出流の流れの方向や流速の均等化にもっとも効果的である。１０００Ｇａｕｓｓを超えると、吐出流の流速が遅くなり、鋳片の短辺に衝突した後の上昇流の流速が遅すぎる。したがって、鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れの速度も遅すぎる。そのため、凝固殻を洗浄する効果が少なくなり、鋳片表層部に気泡性欠陥が発生したり、非金属介在物などが集積しやすくなる。また、５００Ｇａｕｓｓ未満では、吐出流の流速を制動する効果が小さい。したがって、磁場強度Ｂ２は５００〜１０００Ｇａｕｓｓとする。
【００２９】メニスカス近傍の溶鋼に作用させる磁場強度Ｂ１は、磁場強度Ｂ２を１とするとき、指数０〜１とする。
【００３０】前述するように、溶鋼中に吹き込まれた不活性ガスの気泡によって形成されるメニスカス近傍の溶鋼の流れは、メニスカス近傍の溶鋼に作用させる磁場強度と同じ効果を有する。
【００３１】そこで、たとえば１８００ｍｍ程度以上の広幅の鋳型の場合には、鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れの流速は遅い。このとき、上述のように不活性ガスの気泡によって形成された溶鋼の流れがあるため、磁場強度Ｂ１の指数は０または０近傍とする。鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れを過度に制動しないためである。
【００３２】また、たとえば１６００ｍｍ程度以下の狭幅の鋳型の場合には、鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れの流速は速い。したがって、上述のように不活性ガスの気泡によって形成された溶鋼の流れがあっても、磁場強度Ｂ１の指数を１またはそれ以下で１近傍とする。鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流れを強く制動するためである。
【００３３】したがって、鋳造する鋳型幅の条件から、磁場強度Ｂ１は指数０〜１とする。いずれの場合にも、鋳型の短辺から鋳型長辺の１／４で、鋳型の長辺から短辺厚みの１／２の位置での、鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れの流速は３０ｃｍ／秒程度とするのが望ましい。
【００３４】浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍の溶鋼に作用させる磁場強度Ｂ３は、磁場強度Ｂ２を１とするとき、指数１〜３する。磁場強度Ｂ３を作用させるのは、溶鋼の下方への流れを抑制することにより、相対的に鋳型の上方への溶鋼の流れを増やすためである。これにより、溶鋼中の酸化物の浮上を促進できるし、また、溶鋼表面の温度を高温に保持できる。指数１未満では、溶鋼の下方への流れを抑制する効果が少ない。また、指数３を超えると、溶鋼の下方への流れを過度に制動するため、鋳型内で偏流が生じやすく、鋳型の長辺方向での凝固殻の厚みが不均一になり、鋳片表面に割れが発生したり、鋳片表層部に局部的に非金属介在物が集積しやすくなる。したがって、磁場強度Ｂ３は指数１〜３とする。
【００３５】本発明の方法では、吹き込む不活性ガスの流量および静磁場の磁場強度を同時に適正な条件の範囲とすることにより、鋳片表面から厚み方向に１０ｍｍまでの鋳片表層部の５０μｍ以上の非金属介在物の個数を、鋼１ｋｇ当たり２０個以下となるような鋳造条件を選ぶのが望ましい。２０個以下とすることにより、この鋳片を素材とする鋼板の表面欠陥の発生を効果的に防止できる。
【００３６】本発明の方法は、浸漬ノズル内の溶鋼のスループット（単位時間当たりの溶鋼通過量）が６．５ｔｏｎ／分程度までの範囲で適用すると特に効果的である。
【００３７】
【実施例】垂直曲げ型連続鋳造機を用いて、断面形状が厚み２７０ｍｍ、幅１５００ｍｍの鋳片を鋳造した。用いた鋼は炭素含有率が０．００４重量％の極低炭素鋼で、１．５ｍ／分の速度で鋳造した。このときの浸漬ノズルのスループットは約４．３ｔｏｎ／分である。各試験では３ヒートの連々鋳を行った。各ヒートの溶鋼量は約２５０ｔｏｎである。
【００３８】タンディッシュから鋳型への溶鋼の流量制御用装置には、図１に示す３層のスライディングプレートを用いた。また、３層のスライディングプレートの最上部のプレートに配置した鋼製の細管から、不活性ガスを吹き込んだ。内径が１ｍｍである細管を耐火物に１０個埋め込んだものを用いた。不活性ガスの吹き込み流量は０〜５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの範囲内とした。また、浸漬ノズルはアルミナグラファイト製で、吐出孔が通常の２孔で、吐出孔の角度は、下向き角度３０゜のものを用いた。
【００３９】鋳型の長辺の外側には、鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置を、浸漬ノズルを挟んでメニスカス近傍に各１対、鋳型の短辺方向に開口する浸漬ノズルの吐出孔の近傍に各１対、浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍に各１対をそれぞれ配置した。これら上段、中段、下段の静磁場の溶鋼流動制動装置の磁場強度Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を変化させて試験した。
【００４０】鋳造中には、カルマン渦流式流速計を用いて、鋳型の短辺から鋳型長辺の１／４で、鋳型の長辺から短辺の厚みの１／２の位置での鋳型の短辺から浸漬ノズル向かう溶鋼の流速を随時測定した。また、浸漬ノズルに詰まりが発生するかどうか観察した。また、各試験毎に６ヒートの連々鋳の各ヒートから定常状態で鋳造された鋳片（１０ｍ長さ）を各１個採取した。
【００４１】採取した鋳片については、まず最初に、鋳片表層部のパウダー性欠陥の発生個数を目視で調査した。次に、鋳片の長辺側の表面を全面にわたって、３ｍｍ溶削した後、目視観察により直径１ｍｍ以上の気泡性欠陥の発生個数を調査した。さらに、鋳片表面の割れの発生状況を目視で観察した。
【００４２】パウダー性欠陥または気泡性欠陥の発生個数については、各ヒートの鋳片毎に発生個数を調査し、その値の平均値を、その試験のパウダー性欠陥または気泡性欠陥の発生個数とし、その発生個数から次のような指数１、２および３に区分した。
【００４３】すなわち、パウダー性欠陥発生指数または気泡性欠陥発生指数の指数１は、これらの欠陥が発生していないか、発生していても軽微で手入れの必要が無い程度のものを意味する。指数２は、手入れが必要な程度のこれらの欠陥が発生しており、もし、手入れしない鋳片を熱間圧延した場合には、製品に表面欠陥が若干発生する程度のものを意味する。また、指数３は、これらの欠陥の発生が著しく、もし鋳片を手入れせずに熱間圧延した場合には、製品が屑になる程度の表面欠陥が発生するものを意味する。
【００４４】非金属介在物の集積状況については、鋳片横断面で、鋳片長辺の幅の１／４、１／２、３／４の各位置の鋳片表面から厚み１０ｍｍ、幅９０ｍｍで鋳造方向に１２０ｍｍ（約０．８５ｋｇ）のサンプルを採取し、電解法（スライム抽出法）により非金属介在物を抽出し、５０μｍ以上の大きさの非金属介在物の個数を調査した。鋳片１ｋｇ当たりの非金属介在物の個数に換算して、非金属介在物の発生状況を評価した。表１に、試験条件および試験結果を示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】本発明例の試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４では、本発明の方法で規定する条件の範囲内の流量でＡｒガスを溶鋼中に吹き込み、かつ、本発明の方法で規定する条件の範囲内の静磁場の電磁力を作用させて、鋳型内の溶鋼の流動を制動した。鋳造中に浸漬ノズルが詰まることはなく、鋳片表層部にパウダー性欠陥または気泡性欠陥の発生はなく、また、非金属介在物量は１４〜１９個／ｋｇしかなく、非金属介在物の集積は発生しなかった。さらに、鋳片表面に割れの発生もなかった。これら試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４では、鋳型内の溶鋼の流速は、３０〜３５ｃｍ／秒であった。
【００４７】比較例の試験Ｎｏ．５では、Ａｒガスを吹き込まなかったが、静磁場の電磁力は３段とも作用させ、本発明の方法で規定する条件の範囲内の静磁場の磁場強度とした。鋳片表層部の品質は問題なかったが、Ａｒガスを吹き込まなかったために、鋳造の後半には浸漬ノズルの詰まりが発生した。
【００４８】比較例の試験Ｎｏ．６では、Ａｒガスを、本発明の方法で規定する範囲を超える流量の４．６５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎで吹き込み、また、静磁場の電磁力は３段とも作用させ、本発明の方法で規定する条件の範囲内の静磁場の磁場強度として試験した。鋳型内の湯面にボイリングが発生したため、指数３の著しいパウダー性欠陥が発生した。
【００４９】比較例の試験Ｎｏ．７では、Ａｒガスを、本発明の方法で規定する範囲内の流量の１．１６Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎで吹き込んだが、静磁場の電磁力は作用させなかった。メニスカス近傍の溶鋼表面が、鋳型の短辺から浸漬ノズルの方向の溶鋼の流れによって、時々波立つ現象が見られた。そのため、鋳片表層部には、指数３の著しいパウダー性欠陥が発生した。また、下段の静磁場の電磁力を作用させなかったため、メニスカス近傍の溶鋼の温度が低下し、そのため、溶鋼中の酸化物の浮上が阻害され、鋳片表層部に非金属介在物量が８０個／ｋｇ程度存在し、鋳片品質は不良であった。
【００５０】比較例の試験Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１１では、Ａｒガスを、本発明の方法で規定する範囲内の流量の１．１６Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎで吹き込み、静磁場の磁場強度は、本発明の方法で規定する条件を外して試験した。
【００５１】中段の１段のみ静磁場の電磁力を作用させた試験Ｎｏ．８では、下段の静磁場の電磁力を作用させなかったため、メニスカス近傍の溶鋼の温度が低下し、そのため、溶鋼中の酸化物の浮上が阻害され、鋳片表層部の非金属介在物量が７５個／ｋｇと悪かった。
【００５２】上段と中段の２段の静磁場の電磁力を作用させ、かつ上段の静磁場の磁場強度を中段の２倍とした試験Ｎｏ．９では、メニスカスの溶鋼の流速が１２ｃｍ／秒に低下し、鋳型内の凝固殻を洗浄する効果が小さくなったため、指数３の著しい気泡性欠陥が発生するとともに、鋳片表層部の非金属介在物量も８５個／ｋｇと悪かった。
【００５３】中段と下段の２段の静磁場の電磁力を作用させ、かつ下段の静磁場の磁場強度を中段の４倍とした試験Ｎｏ．１０では、鋳片表面に割れが発生した。鋳型内の溶鋼の流れに偏流が発生し、鋳型の幅方向での凝固殻の厚みが不均一になったためである。また、鋳片表層部に、部分的に非金属介在物が集積しやすくなったために、非金属介在物量も４０個／ｋｇと悪かった。
【００５４】上段、中段、下段の３段の静磁場の電磁力を作用させ、かつ上段の静磁場の磁場強度を中段の２倍とし、下段の静磁場の磁場強度を中段の４倍とした試験Ｎｏ．１１では、試験Ｎｏ．９に比べ、メニスカス近傍の溶鋼の流速が２０ｃｍ／秒にまで増加したが、鋳型内の溶鋼の流れに偏流が発生しやすくなり、溶鋼の流れの滞留部において、指数３の著しい気泡性欠陥が発生するとともに、鋳片表層部の非金属介在物量の個数も４５個／ｋｇと悪かった。
【００５５】
【発明の効果】本発明の方法を適用することにより、極低炭素鋼などを鋳造する際に、浸漬ノズルの詰まりが発生することもなく安定した鋳造作業が可能で、鋳片表層部にモールドパウダーの巻き込みや気泡性欠陥や割れの発生がなく、かつ、Ａｌ2 Ｏ3などの非金属介在物の集積のない、品質の良好な鋳片を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する場合の装置の例を模式的に示す図である。
【図２】図１の各位置での水平断面を示す図である。
【図３】鋳型内の溶鋼の流動を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１：タンディッシュ ２：上ノズル耐火物
３：スライディングプレート ４：浸漬ノズル
５：吐出孔 ６：吐出流
７−１：上昇流 ７−２：下降流
７−３：鋳型の短辺から浸漬ノズルに向かう溶鋼の流れ
８：浸漬ノズルから鋳型の短辺に向かう溶鋼の流れ
９：溶鋼流動制動装置 １０：不活性ガスの吹き込み口
１１：凝固殻 １２：溶鋼
【特許請求の範囲】
【請求項１】矩形断面鋳片用の鋳型および浸漬ノズルを用いる溶鋼の連続鋳造方法であって、タンディッシュの溶鋼出口から浸漬ノズルの吐出孔までの間で、溶鋼中に不活性ガスを１．０〜２．５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの流量で吹き込み、かつ、鋳型の２つの長辺の外側に鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置を、浸漬ノズルを挟んでメニスカス近傍、鋳型の両短辺方向に開口する浸漬ノズルの各吐出孔から流れ出た直後の吐出流の近傍および浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍に各１対をそれぞれ設け、メニスカス近傍、吐出流の近傍および鋳型の下端近傍のそれぞれの溶鋼流動制動装置の磁場強度を、それぞれＢ１、Ｂ２およびＢ３とし、これらの磁場強度Ｂ１、Ｂ２およびＢ３が、Ｂ２を基準として下記（Ａ）式を満足するように電磁力を作用させることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３＝０〜１：１：１〜３ ・・・（Ａ）
ここで、５００（Ｇａｕｓｓ）≦Ｂ２≦１０００（Ｇａｕｓｓ）
Ｂ２の磁場印加方向：Ｂ１およびＢ３と反対方向
【請求項１】矩形断面鋳片用の鋳型および浸漬ノズルを用いる溶鋼の連続鋳造方法であって、タンディッシュの溶鋼出口から浸漬ノズルの吐出孔までの間で、溶鋼中に不活性ガスを１．０〜２．５Ｎリットル／溶鋼ｔｏｎの流量で吹き込み、かつ、鋳型の２つの長辺の外側に鋳型を挟んで対向する組を１対とする静磁場の溶鋼流動制動装置を、浸漬ノズルを挟んでメニスカス近傍、鋳型の両短辺方向に開口する浸漬ノズルの各吐出孔から流れ出た直後の吐出流の近傍および浸漬ノズルの延長線を挟んで鋳型の下端近傍に各１対をそれぞれ設け、メニスカス近傍、吐出流の近傍および鋳型の下端近傍のそれぞれの溶鋼流動制動装置の磁場強度を、それぞれＢ１、Ｂ２およびＢ３とし、これらの磁場強度Ｂ１、Ｂ２およびＢ３が、Ｂ２を基準として下記（Ａ）式を満足するように電磁力を作用させることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３＝０〜１：１：１〜３ ・・・（Ａ）
ここで、５００（Ｇａｕｓｓ）≦Ｂ２≦１０００（Ｇａｕｓｓ）
Ｂ２の磁場印加方向：Ｂ１およびＢ３と反対方向
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００１−４７２０３（Ｐ２００１−４７２０３Ａ）
【公開日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−２２６８５６
【出願日】平成１１年８月１０日（１９９９．８．１０）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年８月１０日（１９９９．８．１０）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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