鼓型堰ないし分割型堰付き浸漬ノズルを用いる極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法
【課題】低炭素鋼等を鋳造するに際し、ホール性欠陥とパウダー性欠陥を同時に低減できる技術を提供する。
【解決手段】浸漬ノズル１の内側底面３に延在方向中央が狭窄された整流突部４を設けた浸漬ノズル１を採用する。溶鋼の渦は整流突部４の延在方向中央で拘束されるので、鋳型厚み方向の偏流のみならず鋳型幅方向の偏流をも低減できるようになる。
【解決手段】浸漬ノズル１の内側底面３に延在方向中央が狭窄された整流突部４を設けた浸漬ノズル１を採用する。溶鋼の渦は整流突部４の延在方向中央で拘束されるので、鋳型厚み方向の偏流のみならず鋳型幅方向の偏流をも低減できるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先ず、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］が０．０６以下である極低炭素鋼や低炭素鋼（以下、単に低炭素鋼等と称する。）を、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］が０．０７以上である中高炭素鋼（以下、単に中高炭素鋼と称する。）と比較して種々の観点から紹介する。
【０００３】
一般に、低炭素鋼等は、中高炭素鋼と比較して加工性に優れるので、プレス成型などに使われる薄鋼板に用いられることが多い。この低炭素鋼等は、連続鋳造の観点から言えば、凝固が開始する所謂液相線温度が高く、固液共存温度範囲も狭いため、著しい凝固遅れを生じ難く、従って、鋳造速度を高く設定しても安定して連続鋳造できるとされる。
【０００４】
しかし、上記の低炭素鋼等については、下記第一及び第二の問題点が周知となっている。
【０００５】
＜第一の問題点＞
低炭素鋼は、液相線温度が高く、固液共存温度範囲が狭いので、凝固が完了する固相線温度が高い。このため、安定した凝固殻厚みを確保し易い特徴があり、この点は、上述したように、生産性を高める上での大きなメリットとなっている。しかしながら、反面、凝固が進行することが望ましくない鋳型内の溶鋼メニスカス（即ち、溶鋼とその上に浮かべている鋳型フラックスとの界面）直下においても、僅かに温度が低下するだけで凝固が進行し易いという問題がある。メニスカスに凝固殻が形成される、所謂「皮張り」と呼ばれる現象や、鋳型銅板と溶融の間に成長する凝固上端がメニスカス側に折れ曲がって成長する、所謂「爪」と呼ばれる現象が発生すると、鋳型内の溶鋼中を浮上してきた気泡が鋳型フラックスを通って空気中に抜けることが遮られ、「皮張り」や「爪」の部分に気泡が捕捉され易くなる。この結果、スラブ表層には、ブローホール（スラブ表面に接続しているホール）やピンホール（スラブ表面に接続していないホール）といった欠陥（以下、ホール性欠陥と称する。）が生じ易い。
【０００６】
なお、上記「介在物」は、主としてアルミナを指し、アルミニウム等により脱酸する通常の操業においては不可避的に発生する。また、上記「気泡」は、Ａｒ気泡を指し、上記のアルミナが浸漬ノズル内壁に付着することのないよう浸漬ノズル内にＡｒガスを吹き込む通常の操業においては不可避の存在である。また、ホール性欠陥は主としてＡｒ気泡が固液界面に捕捉されることに起因するものであり、このホール性欠陥は介在物を伴うもの場合と介在物を伴わない場合とがある。
【０００７】
＜第二の問題点＞
また、著しい凝固遅れを生じ難い低炭素鋼等の特長を生かすため、鋳造速度を高いレベルに設定したい。しかし、斯かる場合、溶鋼吐出流の流量が大きいため、メニスカスが波立ってパウダー巻き込みが発生し、スラブ表層には、パウダー性の欠陥（以下、パウダー性欠陥と称する。）が生じ易い。
【０００８】
＜第一・第二の問題点の総括＞
そして、上記のホール性欠陥やパウダー性欠陥は、スラブを圧延し、薄鋼板製品とした段階で通称スリバーと称される表面欠陥（以下、スリバー欠陥と称する。）となり、薄鋼板製品の品質を著しく低下させてしまう。
【０００９】
ところで、上記のホール性欠陥を防止するには、鋳型内で溶鋼を攪拌し、固液界面から気泡や介在物を洗い流すこと（以下、気泡等洗浄）が有効とされる。気泡等洗浄を実現する方法として、下記（ａ）〜（ｃ）の手段が考えられる。
【００１０】
（ａ）即ち、浸漬ノズルの溶鋼吐出孔の孔径を絞ったり、鋳造速度を一層高く設定して、溶鋼吐出流の流速を高め、固液界面近傍の溶鋼流速を上げる。（ｂ）固液界面近傍の溶鋼に水平旋回性の流速を付与する鋳型内電磁攪拌ＭＥＭＳを実施する。（ｃ）鋳型内の溶鋼の流速が局所的に過大となることがないように、鋳型内に、２０００〜５０００ｇａｕｓｓ程度の静磁場を作用させる電磁ブレーキ（ＬＭＦ）を実施する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記（ａ）〜（ｃ）の何れの手段を採用しても、そもそも従来の浸漬ノズルを用いる場合は、溶鋼が鋳型厚み方向や鋳型幅方向に偏ったかたちで浸漬ノズルから吐出されるので、溶鋼流速にムラがあり、溶鋼流速が過大な領域と過小な領域が併存する。従って、過大な領域においてはパウダー巻き込みが発生するし、過小な領域においては気泡等洗浄の効果が十分には得られない。
【００１２】
そこで、上記の溶鋼流速のムラ（以下、偏流とも称する。）を解消する技術として、例えば、特許文献１（国際公開第２００５／０７０５８９号パンフレット）には、吐出方向に平行に延びた１本の尾根状突起をノズル底部内面に設けた浸漬ノズルが開示されている（同文献１図１０及び図１１参照）。この尾根状突起によれば、対向する２つの吐出孔に向かう安定な渦流が、尾根状突起により分けられた２つの領域にそれぞれ形成され、吐出流が安定する、とされる。特許文献２（特開２００５−２４６４４２号公報）や特許文献３（特開２００５−１２５３８９号公報）にも、似たような突起部らしきものが開示されている。特許文献４（特開２００７−３３１００３号公報）は、本願出願人によるものであって、鋳型厚み方向の偏流に配慮したものである。しかし、何れの技術も、鋳型厚み方向と鋳型幅方向の偏流に同時に配慮したものではないだろう。
【００１３】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、低炭素鋼等を鋳造するに際し、ホール性欠陥とパウダー性欠陥を同時に低減できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１５】
本発明の観点によれば、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造は、以下のような方法で行われる。即ち、鋳型幅Ｗ［ｍｍ］を８００〜２１００とし鋳型厚みＤ［ｍｍ］を２００〜３２０とする鋳型と、タンディッシュ内に保持される溶鋼を前記鋳型に注湯するのに供される有底円筒状の浸漬ノズルであって、該浸漬ノズルの内側底面から所定距離上方へ離れた位置において該浸漬ノズルの周壁に一対の対向する溶鋼吐出孔が穿孔されると共に、前記溶鋼吐出孔の流路断面積A[mm2]を直径［ｍｍ］を７０〜１２０とする円の面積［ｍｍ２］とし、前記溶鋼吐出孔の下向き吐出角θ１［ｄｅｇ．］を１５〜５５とし、前記溶鋼吐出孔の内周側開口縁の下端と前記内側底面との距離Ｈ［ｍｍ］を１０〜５０とするものと、を用いて連続鋳造する。鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］を１．８〜２．５とし、溶鋼過熱度ΔＴ［℃］を２０〜４５とする。（Ｘ）前記浸漬ノズルの内側底面には、前記溶鋼吐出孔の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部が設けられ、前記整流突部はその延在方向中央において狭窄され、前記浸漬ノズルの内径をＤｓｎとし、前記浸漬ノズルの底面視における前記整流突部の上面の幅であって、該整流突部の延在方向端部における幅をａとし、前記浸漬ノズルの底面視における前記整流突部の上面の幅であって、該整流突部の延在方向中央における幅をｂとし、前記整流突部の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（２）を満たすように構成される。又は、（Ｙ）前記浸漬ノズルの内側底面には、前記溶鋼吐出孔の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部が同列状に一対で設けられ、前記浸漬ノズルの内径をＤｓｎとし、前記一対の整流突部の相互離間距離をｃとし、前記整流突部の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（３）を満たすように構成される。
【００１６】
【数１】
【００１７】
【数２】
【００１８】
【数３】
【００１９】
以上の方法によれば、ホール性欠陥やパウダー性欠陥の少ない高品質なスラブを製造できる。従って、例えばこのスラブを薄鋼板コイルに圧延した場合は、スリバー欠陥の発生も抑えられる。
【００２０】
また、鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］を５００〜１０００とするとよい。以上の方法によれば、鋳片に対する手入れ工程を省略できるので、生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の第一・第二実施形態を説明する。第一実施形態と第二実施形態は、連続鋳造するに際して使用する浸漬ノズルの形状が若干相違し、第一実施形態の特徴図は図３であり、第二実施形態の特徴図は図９である。先ず、第一実施形態に係る低炭素鋼等の連続鋳造方法を詳細に説明し、次いで、第二実施形態に係る浸漬ノズルを説明する。
【００２２】
＜第一実施形態＞
（連続鋳造機の構成等）
先ず、図１を参照されたい。図１は、本発明の第一実施形態に係る連続鋳造機の正面概略図である。本図に示されるように、連続鋳造機１００は、注湯される溶鋼を冷却して所定形状の凝固シェルを形成するための鋳型１０１と、図略のタンディッシュに保持される溶鋼を鋳型１０１へ所定流量で滑らかに注湯するための浸漬ノズル１と、鋳型１０１の直下から鋳造経路Ｑに沿って複数で並設されるロール対１０２と、を備える。本実施形態において前記の鋳造経路Ｑは、その上流側から順に、略鉛直方向に延びる垂直経路部と、この垂直経路部に接続され、円弧状に延びる円弧経路部と、更にその下流側に設けられ、水平方向に延びる水平経路部と、前記の円弧経路部及び水平経路部を滑らかに接続するための矯正経路部と、から成る。
【００２３】
また、前記のロール対１０２の夫々は、鋳造対象としての鋳片を、両広面でもって挟持する一対のロール１０２ａから構成される。この一対のロール１０２ａのロール面間の最短距離としてのロールギャップは適宜の手段により調節可能に構成される。
【００２４】
また、前記の鋳造経路Ｑの上流には、鋳型１０１内で形成され、該鋳型１０１から引き抜かれる凝固シェルに対して所定の流量で冷却水を噴霧する冷却スプレー１０３が適宜に設けられる。一般に、前記の鋳型１０１が１次冷却帯と称されるのに対して、この意味で、冷却スプレー１０３が配される経路部は２次冷却帯と称される。
【００２５】
鋳型１０１から引き抜かれ、鋳造経路Ｑに沿って搬送される凝固シェルは、自然放熱や、上記冷却スプレー１０３などにより更に冷却されて収縮する。従って、上記のロール対１０２のロールギャップは、一般に、鋳造経路Ｑの下流側へ進むに連れて緩やかに狭くなるように設定される。
【００２６】
以上の構成で、低炭素鋼等の連続鋳造を開始するときは、鋳型１０１へ溶鋼を注湯する前に予め図略のダミーバーを前記の鋳造経路Ｑ内に挿入しておき、浸漬ノズル１を介して鋳型１０１へ溶鋼を所定流量で注湯し始めると共に上記ダミーバーを下流側へ所定速度で引き抜く。そして、このダミーバーは、所定のメニスカス距離に到達したときに、適宜の手段により回収する。これで、低炭素鋼等が連続的に鋳造されるようになる。
【００２７】
次に、上記の連続鋳造機１００の一般的な操業条件を簡単に紹介する。
・鋳型幅Ｗ［ｍｍ］は、８００〜２１００とする。
・鋳型厚みＤ［ｍｍ］は、２００〜３２０とする。
・鋳型高さＨ［ｍｍ］は、８００〜１０００とする。
・鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］は、１．０〜２．５とする。
・溶鋼過熱度ΔＴ［℃］は、１０〜４５とする。
・比水量Ｗｔ［Ｌ／ｋｇＳｔｅｅｌ］は、１〜３とする。
・鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］は、０〜１０００とする。
・溶鋼成分は、当事者間の協定に基づく。代表的な成分は、ＣやＳｉ、Ｍｎである。これに、ＣｒやＴｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕなどが適宜に添加される。通常Ｐ及びＳは極力少なくなるように調整される。被削性その他の要求からあえて１５０ｐｐｍ程度のＰ及びＳを添加する場合もある。その他の不可避の不純物を含む。
【００２８】
ここで、各用語を簡単に説明する。
・鋳型幅Ｗ［ｍｍ］及び鋳型厚みＤ［ｍｍ］は、鋳型１０１の上端で観念される。
・鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］は、鋳片の引抜速度であって、前記複数のロール対１０２のうち最上流に配されるロール対１０２の周速度で観念される。
・溶鋼過熱度ΔＴ［℃］は、鋳型１０１内へ注湯される溶鋼の温度の指標である。詳細は、本明細書の末尾に記載する。
・メニスカス距離Ｍ［ｍ］は、鋳型１０１内の溶鋼の湯面（メニスカス）を起点とし、鋳造経路Ｑに沿って観念する距離［ｍ］を意味する。
・比水量Ｗｔ［Ｌ／ｋｇＳｔｅｅｌ］は、鋼１ｋｇに対して用いられる冷却水の容積を意味する。この冷却水は、０．８〜３７のメニスカス距離［ｍ］で観念される上記の２次冷却帯で鋳片に対して噴射／噴霧される。
・鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］は、鋳型１０１内の溶鋼を攪拌するために作用される磁場の強度の指標である。詳細は、本明細書の末尾に記載する。
【００２９】
次に、本実施形態に係る連続鋳造機１００の具体的な操業条件を説明する。本実施形態に係る連続鋳造では、以下のような条件で操業する。
【００３０】
・対象鋼種：炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼
・鋳型幅Ｗ［ｍｍ］：８００〜２１００
・鋳型厚みＤ［ｍｍ］：２００〜３２０
・鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］：１．８〜２．５
・溶鋼過熱度ΔＴ［℃］：２０〜４５（経験的に、２０未満だとノズル詰まりが発生し、４５を超えるとブレークアウトを頻発することが判っているから）
・鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］：０、望ましくは５００〜１０００（本実施形態では、鋳型１０１の長辺側に電磁コイルを埋設し、この電磁コイルに１〜４Ｈｚの電圧を印加する。本実施形態では３Ｈｚを採用する。これにより、鋳型の平面図である図１６において太線矢印で示されるように、鋳型内の溶鋼に対して水平旋回性の流速が付与される。この旋回方向は本実施形態では逆転させないようにしている（所謂一方向旋回攪拌）。）
・浸漬ノズル：以下の形状等の浸漬ノズルを採用することとする。なお、以下に示される浸漬ノズル１は、以前に本願出願人が出願したものである（特願２００６−３５５９７８号明細書、特願２００６−３５６０６８号明細書）。この浸漬ノズル１は、各明細書に示されるように、鋳型厚み方向の偏流のみならず鋳型幅方向の偏流をも抑制できる有意な効果を奏するものである。
【００３１】
（浸漬ノズルの概要）
以下、本実施形態に係る浸漬ノズル１の構成を説明する。図２は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの斜視図である。本図に示される浸漬ノズル１は、タンディッシュ内に保持される溶鋼を鋳型内へ注湯するのに供されるものであって、有底円筒状に形成される。
【００３２】
図３は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの一部切欠き斜視図である。本図に示されるように、浸漬ノズル１の周壁には、一対の対向する溶鋼吐出孔２が、浸漬ノズル１の内側底面３から若干上方へ離れた位置に、穿孔される。そして、浸漬ノズル１の内側底面３には、溶鋼吐出孔２の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部４が設けられる。この整流突部４は、その延在方向中央において狭窄される。端的に言えば、整流突部４はその延在方向中央に向かって狭窄される鼓型である。
【００３３】
一般に、浸漬ノズル１の溶鋼吐出孔２から吐出される溶鋼の吐出流と、鋳型の幅方向及び厚み方向と、は技術的に密接に関連するので、各図２・３には、鋳型幅方向と鋳型厚み方向を具体的に図示した。図３に示されるように、一般に、浸漬ノズル１は、溶鋼吐出孔２の穿孔方向が鋳型幅方向と一致するように鋳型内に配される。各図２・３には、鋳型幅方向及び鋳型厚み方向の何れにも直交する関係にある浸漬ノズル１の軸心方向も併せて図示した。
【００３４】
図４〜６を参照されたい。図４は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの正面部分断面図である。図５は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの側面部分断面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。図４及び図５に表れる各断面は、浸漬ノズル１の軸心（以下、単に軸心とも称する。）を含む。
【００３５】
（浸漬ノズル１）
各図に示されるように浸漬ノズル１は、内径Ｄｓｎを有する有底円筒状であって、整流突部４と共に耐火物で一体形成される。
【００３６】
（溶鋼吐出孔２）
溶鋼吐出孔２は、図５に示されるように浸漬ノズル１の内周から外周へ向かって若干斜め下向きに傾斜し、図４に示されるように浸漬ノズル１の内周面７においては丸みを帯びた矩形の輪郭を有し、浸漬ノズル１の外周面１１においても同様に丸みを帯びた矩形の輪郭を有する（図２を併せて参照）。また、溶鋼吐出孔２は、図６に示されるように浸漬ノズル１の内周面７から外周面１１へ向かって緩やかに幅広となるように形成される。ここで、図４において、溶鋼吐出孔２の内周側開口縁１２の下端１２ｂと内側底面３との間の距離を符号Ｈで観念する。一般に、この符号Ｈで観念される空間は湯溜り部と称され、主として鋳造開始時の溶鋼の飛び散りを防止する機能を有する。この距離Ｈ［ｍｍ］は１０〜５０とする。図４において平面的に現れる内周側開口縁１２によって観念される、溶鋼吐出孔２の流路断面積A[mm2]は直径［ｍｍ］を７０〜１２０とする円の面積［ｍｍ２］とする。図５に示される溶鋼吐出孔２の下面５の水平に対する傾斜角として観念される下向き吐出角θ１［ｄｅｇ．］は概ね１０〜５５とする。
【００３７】
（整流突部４）
図４及び図５における二点鎖線は、整流突部４と他の部分との境界のみを示すものである。＜長さ＞図５に示されるように整流突部４は、両端が内周面７に対して接続するように内側底面３上において十分延在しており、即ち、整流突部４の延在長さは浸漬ノズル１の内径Ｄｓｎと等しい。＜突出高さ＞また、本図において符号ｈで特定される整流突部４の突出高さは、前述した湯溜り部の高さである距離Ｈと等しい。即ち、本実施形態ではｈ＝Ｈの関係が成立する。＜断面＞また、図４に示されるように整流突部４の長手に対して垂直な断面は、略台形状であって、内側底面３から離れる方向へ向かって狭窄される。本図における整流突部４の側面は、内側底面３を基準として概ね６０〜８５°で傾斜する。＜狭窄形状＞図６に示されるように、延在方向中央において狭窄されるとした整流突部４は、詳しくは、延在方向中央に向かってＶ字状に滑らかに狭窄される。符号ａは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの幅であって、該整流突部４の延在方向端部における幅を示す。符号ｂは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの幅であって、該整流突部４の延在方向中央における幅を示す。符号ｓは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの投影面積を示す。符号Ｓは、内周面７や内径Ｄｓｎによって観念される浸漬ノズル１内の流路の断面積である。そして、本実施形態において、整流突部４は、下記式（１）・（２）を満たす。
【００３８】
【数１】
【００３９】
【数２】
【００４０】
以上に、本実施形態に係る浸漬ノズル１の構成を説明した。なお、種々の観点から、面と面は鈍角で交差するものとし、面と面の交差する部位には適度な丸みを付すのが好ましい。
【００４１】
（浸漬ノズル内の溶鋼の流れ）
次に、上記の浸漬ノズル１を採用することで実現される溶鋼の特異な流れを、図７〜８に基づいて説明する。図７は、従来の浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図である。図８は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図である。各図７・８においては、溶鋼の流れを立体的に観念できるよう、正面断面図と側面断面図、平面断面図を並べて描いた。なお、溶鋼の流れの技術的な差異を強調するため、各図に描いた流れは、定量的側面については実際のものと異なる場合があることを予め理解されたい。
【００４２】
＜図７：従来（特許文献１等）の浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れ＞
上述の特許文献１に記載されているような浸漬ノズルを採用すると、本図（ａ）・（ｃ）に示されるように、内側底面の中央に延在する突部を挟む、一対の渦流が形成される。しかし、本図（ｂ）に示されるように、この一対の渦流は、鋳型幅方向において全く拘束されないため、各渦流の基点は、突部の長手に沿って自由に移動してしまう。
【００４３】
＜図８：上記実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れ＞
これに対して、上記実施形態に係る浸漬ノズルを採用すると、本図（ｃ）に示されるように、上記一対の渦流は整流突部の狭窄された形状と係合することで鋳型幅方向において拘束され、各渦流の基点は整流突部の長手に沿って移動できないようになり、もって、鋳型幅方向における偏流が低減される。
【００４４】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態に係る浸漬ノズル１の構成を説明する。図９は、本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの一部切欠き斜視図である。本図に示されるように、浸漬ノズル１の内側底面３には、溶鋼吐出孔２の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部４が、溶鋼吐出孔２の穿孔方向に沿って同列状に一対で、相互に若干の距離を隔てて、設けられる。
【００４５】
本図においても、図３と同様、鋳型幅方向や鋳型厚み方向、浸漬ノズル１の軸心方向を具体的に図示した。
【００４６】
図１０〜１２を参照されたい。図１０は、本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの正面部分断面図である。図１１は、本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの側面部分断面図である。図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図である。図１０及び図１１に表れる各断面は、浸漬ノズル１の軸心を含む。
【００４７】
（整流突部４）
図１１における二点鎖線は、整流突部４と他の部分との境界のみを示すものである。＜長さ＞図１１に示されるように各整流突部４は、内周面７を基点とし、浸漬ノズル１の軸心へ向かって延在する。図１２における符号ｃは、一対の整流突部４の相互離間距離を示し、具体的には、内側底面３の面上において観念する一対の整流突部４の相互離間距離を示す。つまり、図１１において、相互離間距離ｃは、整流突部４の下端をもって観念する。＜突出高さ＞また、本図において符号ｈで特定される整流突部４の突出高さは、前述した湯溜り部の高さである距離Ｈと等しい。即ち、本実施形態ではｈ＝Ｈの関係が成立する。＜断面＞また、図１０に示されるように整流突部４の長手に対して垂直な断面は、略台形状であって、内側底面３から離れる方向へ向かって狭窄される。本図における整流突部４の側面は、内側底面３を基準として概ね６０〜８５°で傾斜する。＜狭窄形状＞図１２に示されるように、各整流突部４は、軸心へ向かって截頭Ｖ字状に狭窄される。符号ａは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの幅の最大値を示す。符号ｄは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの幅の最小値を示す。本実施形態ではａ＞ｄの関係が成立する。符号ｓは、浸漬ノズル１の底面視における各整流突部４の上面４ａの投影面積を示す。ただし、上記第一実施形態に係る上面４ａの投影面積と、本実施形態に係る上面４ａの投影面積と、を容易に比較できるよう、本図における符号ｓは、一方の整流突部４の上面４ａの投影面積と、他方のそれと、を合計したものを示すこととして取り扱うのが合理的である。そして、本実施形態において、各整流突部４は、下記式（１）・（３）を満たす。
【００４８】
【数１】
【００４９】
【数３】
【００５０】
以上に、本実施形態に係る浸漬ノズル１の構成を説明した。なお、種々の観点から、面と面は鈍角で交差するものとし、面と面の交差する部位には適度な丸みを付すのが好ましい。
【００５１】
（浸漬ノズル内の溶鋼の流れ）
次に、上記の浸漬ノズル１を採用することで実現される溶鋼の特異な流れを、図７と図１３に基づいて説明する。図１３は、本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図である。図１３においては、溶鋼の流れを立体的に観念できるよう、正面断面図と側面断面図、平面断面図を並べて描いた。なお、溶鋼の流れの技術的な差異を強調するため、各図に描いた流れは、定量的側面については実際のものと異なる場合があることを予め理解されたい。
【００５２】
＜図７：従来（特許文献１等）の浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れ＞
上述の特許文献１に記載されているような浸漬ノズルを採用すると、本図（ａ）・（ｃ）に示されるように、内側底面の中央に延在する突部を挟む、一対の渦流が形成される。しかし、本図（ｂ）に示されるように、この一対の渦流は、鋳型幅方向において全く拘束されないため、各渦流の基点は、突部の長手に沿って自由に移動してしまう。
【００５３】
＜図１３：上記実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れ＞
これに対して、上記実施形態に係る浸漬ノズルを採用すると、本図（ｃ）に示されるように、上記一対の渦流は一対の整流突部の間の間隙と係合することで鋳型幅方向において拘束され、各渦流の基点は整流突部の長手に沿って移動できないようになり、もって、鋳型幅方向における偏流が低減される。
【００５４】
（技術試験）
以下、上記第一・第二実施形態に係る連続鋳造方法の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。上述した各数値範囲などは、下記の確認試験により合理的に裏付けられている。
【００５５】
≪第一試験≫
先ず、上記第一実施形態に係る連続鋳造方法の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。
【００５６】
≪第一試験：指標と、その評価方法、評価基準≫
先ず、各確認試験の評価に供される指標と、その評価方法、評価基準に関して説明する。
【００５７】
≪第一試験：指標：スラブ品質≫
本指標「スラブ品質」は、主として、スラブ鋳片の表面に発生し得るホール性欠陥又はパウダー性欠陥に着目するものである。その評価方法は、以下の通りとする。即ち、先ず、ボトム側から３本目のスラブ鋳片（概ね１２．５［ｍ］）の反基準面（反基準面とは、水平経路部において上側の面を意味する。）を検査用に深さ１ｍｍ程度スカーフ（チェックスカーフとも称する。）した後、目視で観察し、ホール性又はパウダー性の表面疵の有無を確認する。ボトム側から３本目のスラブ鋳片を検査対象とするのは、過去にスラブ鋳片を全量検査したことがあり、ボトム側から３本目のスラブ鋳片に、表面品質に関して代表性があることが判っているからである。また、検査用に深さ１ｍｍ程度スカーフするのは、黒皮（酸化鉄）を剥ぎ取って、ホール性欠陥やパウダー性欠陥の有無を確認可能とするためである。また、「ホール性の表面疵（ホール性欠陥）」とは「鋳型内に吹き込んだＡｒガス気泡の痕跡として直径１ｍｍ以上の球形状の凹みが認められる疵」を意味し、ホール性の表面疵の凹みの曲面にはアルミナなどの介在物が付着している場合が多い。「パウダー性の表面疵（パウダー性欠陥）」とは「鋳型パウダーが鋳片に噛み込まれた形となっている外接円直径１ｍｍ以上の大きさの疵」を意味する。
【００５８】
◆上記目視観察において如何なる欠陥も視認されなかった場合は、何ら手入れをすることなくそのまま圧延しても差し支えないので、この場合の試験はスラブ品質に関して「◎（大変良好）」と評価することとする。◆一方、上記目視観察において表面欠陥が視認されたが、上記反基準面をホットスカーフ又はグラインダーによって約１．５［ｍｍ］研削し再び上記目視観察したところ、該目視観察において如何なる表面欠陥も視認されなかった場合は、鋳片表面を手入れすることにより製品採取できるという意味で、この場合の試験はスラブ品質に関して「○（良好）」と評価することとする。◆しかし、上記研削の後の目視観察においても表面欠陥が視認された場合は、製品を採取できず、従って、この場合の試験はスラブ品質に関して「×（不良）」と評価することとする。なお、上記においてホットスカーフ等による切削量を１．５［ｍｍ］としたのは、深さ１．５［ｍｍ］以下の疵がない場合は圧延後の製品品質が良好であることが経験的に判っているからである。
【００５９】
≪第一試験：指標：スリバー≫
本指標「スリバー」は、鋳片を適宜に圧延して得られた厚み１．０〜２．０ｍｍ程度の薄鋼板コイルの表面欠陥に着目するものである。その評価方法は、以下の通りとする。即ち、上記のスラブ品質の項目において「◎（大変良好）」と評価されたか、「○（良好）」と評価された鋳片は、その後、「加熱→熱間圧延→酸洗→冷間圧延→連続焼鈍」という工程を経て、厚み１．０〜２．０ｍｍ程度の薄鋼板コイルとされる。そして、この薄鋼板コイルの表面を圧延方向に概ね３０００ｍ程度、目視観察し、目視観察を通じて発見した表面欠陥を考察する。具体的には、薄鋼板コイルの表面に視認し得る表面欠陥は、上述のスリバー欠陥（ホール性欠陥やパウダー性欠陥によるもの、圧延後に圧延方向に沿って表れる概ね２０ｍｍ以上のスジ状の疵）と、例えば圧延ローラ表面疵などの他の要因によるものと、に容易に分類できるので、前者たるスリバー欠陥が圧延方向１００ｍあたり何個確認できたかを記録する。この圧延方向１００ｍあたりのスリバー欠陥の個数をスリバー指数と定義する。
【００６０】
◆上記スリバー指数が０．１０以下である薄鋼板コイルは、通常の等級として問題なく出荷できるので、この場合の試験を「○（良好）」と評価することとする。◆外板向けの表面品質厳格材では、スリバー指数が０．０７以下であることが求められるので、この厳しい条件を満たす薄鋼板コイルに係る試験を「◎（大変良好）」と評価することとする。◆一方、上記スリバー指数が０．１１以上である薄鋼板コイルは製品として出荷できないので、この場合の試験を「×（不良）」と評価することとする。
【００６１】
≪第一試験：共通試験方法≫
次に、各確認試験に共通する試験方法について説明する。後記する表１を併せて参照されたい。以下、表１中、試験Ｎｏ．１で示される確認試験の試験方法について説明する（特記ない限り、上述した連続鋳造の操業に倣う。）。試験Ｎｏ．１で示される確認試験は、あるチャージ分（１チャージ２５０［ｔｏｎ］）の連造鋳造に１対１の関係で対応する。
【００６２】
先ず、試験Ｎｏ．１に対応する取鍋に収容されている溶鋼の成分を、タンディッシュへ注湯する前にサンプリングして確認し、その溶鋼の成分を記録する。次に、試験Ｎｏ．１のチャージを鋳造するときに用いられる鋳型１０１と浸漬ノズル１に関する内容を記録する。そして、鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］と鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］の設定値ないし測定値を記録すると共に、鋳造中、溶鋼過熱度ΔＴ［℃］を測定して記録する。更に、鋳造された１次切断スラブにおいてスラブ品質を調査し、上記圧延後、スリバー欠陥を調査し、夫々記録する。
【００６３】
≪第一試験：共通試験条件≫
次に、各確認試験に共通する試験条件について説明する。鋳型高さＨ［ｍｍ］は９００とし、比水量Ｗｔ［Ｌ／ｋｇＳｔｅｅｌ］は、Ｗｔ＝Ｖｃ＋０．７５とする。
【００６４】
≪第一試験：個別試験条件及びその試験結果≫
次に、各確認試験の個別の試験条件とその試験結果を下記表１に示す。下記表１において、列タイトル「(A) mm２」は「溶鋼吐出孔の流路断面積A[mm2]を円の面積[mm2]に換算したときのその円の直径[mm]」を意味する。列タイトル「鋳造」は「正常に連続鋳造を実施できたか否か」を意味し、「○」は正常を意味し、「×」は異常を意味する。列タイトル「スラブ品質」には、前述したスラブ品質についての評価に付記するかたちで、具体的な欠陥の別を記載した。なお、下記表１において、試験Ｎｏ．１１と試験Ｎｏ．３４では、整流突部の上端が欠けてしまうという特別な問題が発生した。
【００６５】
【表１】
【００６６】
≪第二試験≫
次に、上記第二実施形態に係る連続鋳造方法の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。
【００６７】
≪第二試験：指標と、その評価方法、評価基準≫
各確認試験の評価に供される指標と、その評価方法、評価基準に関しては、上記第一試験と同様である。
【００６８】
≪第二試験：共通試験方法≫
共通試験方法については、上記第一試験と同様である。
【００６９】
≪第二試験：共通試験条件≫
共通試験条件については、上記第一試験と同様である。
【００７０】
≪第二試験：個別試験条件及びその試験結果≫
次に、各確認試験の個別の試験条件とその試験結果を下記表２に示す。下記表２において、各列タイトルは上記第一試験と同様である。なお、下記表２において、試験Ｎｏ．６５と試験Ｎｏ．８８では、整流突部の上端が欠けてしまうという特別な問題が発生した。
【００７１】
【表２】
【００７２】
（まとめ１）
以上説明したように、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造は、以下のような方法で行われる。即ち、鋳型幅Ｗ［ｍｍ］を８００〜２１００とし鋳型厚みＤ［ｍｍ］を２００〜３２０とする鋳型１０１と、タンディッシュ内に保持される溶鋼を前記鋳型１０１に注湯するのに供される有底円筒状の浸漬ノズル１であって、該浸漬ノズル１の内側底面３から所定距離上方へ離れた位置において該浸漬ノズル１の周壁に一対の対向する溶鋼吐出孔２が穿孔されると共に、前記溶鋼吐出孔２の流路断面積A[mm2]を直径［ｍｍ］を７０〜１２０とする円の面積［ｍｍ２］とし、前記溶鋼吐出孔２の下向き吐出角θ１［ｄｅｇ．］を１５〜５５とし、前記溶鋼吐出孔２の内周側開口縁１２の下端１２ｂと前記内側底面３との距離Ｈ［ｍｍ］を１０〜５０とするものと、を用いて連続鋳造する。鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］を１．８〜２．５とし、溶鋼過熱度ΔＴ［℃］を２０〜４５とする。（Ｘ）前記浸漬ノズル１の内側底面３には、前記溶鋼吐出孔２の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部４が設けられ、前記整流突部４はその延在方向中央において狭窄され、前記浸漬ノズル１の内径をＤｓｎとし、前記浸漬ノズル１の底面視における前記整流突部４の上面４ａの幅であって、該整流突部４の延在方向端部における幅をａとし、前記浸漬ノズル１の底面視における前記整流突部４の上面４ａの幅であって、該整流突部４の延在方向中央における幅をｂとし、前記整流突部４の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（２）を満たすように構成される。又は、（Ｙ）前記浸漬ノズル１の内側底面３には、前記溶鋼吐出孔２の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部４が同列状に一対で設けられ、前記浸漬ノズル１の内径をＤｓｎとし、前記一対の整流突部４の相互離間距離をｃとし、前記整流突部４の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（３）を満たすように構成される。
【００７３】
【数１】
【００７４】
【数２】
【００７５】
【数３】
【００７６】
以上の方法によれば、ホール性欠陥やパウダー性欠陥の少ない高品質なスラブを製造できる（上記表１及び表２参照）。従って、例えばこのスラブを薄鋼板コイルに圧延した場合は、スリバー欠陥の発生も抑えられる。
【００７７】
（まとめ２）
また、鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］を５００〜１０００とするとよい。以上の方法によれば、鋳片に対する手入れ工程を省略できるので（上記表１及び表２）、生産性が向上する。
【００７８】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。
【００７９】
即ち、鋳型内の溶鋼に対して水平旋回性の流速を付与する鋳型内電磁攪拌は省略してもよいし（各表１、２）、この鋳型内電磁攪拌に代えて電磁ブレーキを実施してもよい。
【００８０】
（幅ａと幅ｄとの大小関係について）
以下、上記第二実施形態に係る整流突部４の形状について、図１２、１４、１５に基づいて付言する。図１４、１５は、本発明の第二実施形態の第一、第二変形例に係る浸漬ノズルの各断面図である。即ち、上記第二実施形態では、図１２に示されるように各整流突部４は、内周面７から軸心へ向かってＶ字状に狭窄されながら延在し、この延在は、軸心に至る前に終了する、いわば台形形状となっている。上記実施形態において、幅ａ（台形の下底に相当する。）と幅ｄ（台形の上底に相当する。）の比率は、概ね、ａ：ｂ＝１．５：１となっている。
【００８１】
・第一変形例
次に、図１４に基づいて、上記第二実施形態に係る整流突部４の第一変形例を説明する。本変形例では、本図に示されるように整流突部４は、内周面７から軸心へ向かって狭窄されることなく直線的に延在し、この延在は、軸心へ至る前に終了する、いわば長方形形状とされる。上記実施形態における符号ａ、符号ｄ（図１２）で表現するならば、ａ：ｄ＝１：１の関係が成立している。このように、上記第二実施形態に係る整流突部４の延在態様を直線的に変更した浸漬ノズル１も採用して各種の技術的な調査を行ってみたが、現時点では、上記第二実施形態と本変形例の効果上の特筆すべき差異はないと判断している。
【００８２】
・第二変形例
次に、図１５に基づいて、上記第二実施形態に係る整流突部４の第二変形例を説明する。本変形例では、本図に示されるように整流突部４は、内周面７から軸心へ向かって狭窄されながら延在し、この延在は、軸心へ至る前に滑らかに終了する、角の丸められたＶ字状とされる。このように、上記第二実施形態に係る整流突部４の延在態様を「角の丸められたＶ字状」に変更した浸漬ノズル１も採用して各種の技術的な調査を行ってみたが、上記変形例と同様、現時点では、上記第二実施形態と本変形例の効果上の特筆すべき差異はないと判断している。
【００８３】
以下、参考資料である。
＜溶鋼過熱度ΔＴ［℃］＞
定義：鋳型内へ注湯される溶鋼の温度の指標である。
（１）『測定時刻』は、「事前に充分に加熱されたタンディッシュを用いて鋳造を開始して、同一鋳型幅で鋳造速度が一定になり、かつ、タンディッシュ内溶鋼の体積が一定になる、即ち、取鍋からタンディッシュへの注湯量速度（ｔｏｎ／ｍｉｎ）とタンディッシュから鋳型への注湯量速度（ｔｏｎ／ｍｉｎ）が略一致し、定常状態に至った時刻」とする。
（２）『測定地点』は、以下の通りとする。即ち、「水平位置」はタンディッシュの底面に備え付けられる浸漬ノズルの軸心とし、「鉛直位置」はタンディッシュ内に保持されている溶鋼の湯面を基準として深さ１００ｍｍとする。
（３）『測定器具』は、消耗型熱電対を用いる構成とする。上記の通り、深さ１００ｍｍの地点に消耗型熱電対を浸漬させることから、適宜に用意した棒の先端に消耗型熱電対を取着した構成が適する。
（４）上記の『測定時刻』及び『測定地点』、『測定器具』に準じて測定した溶鋼の温度と、溶鋼の溶鋼成分により唯一に求められる液相線温度と、を比較する。そして上述した溶鋼過熱度ΔＴ［℃］は、前者から後者を引いた残りとして求めることとする。
【００８４】
＜鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］＞
定義：鋳型内の溶鋼を攪拌するために作用される磁場の強度の指標である。
（１）『測定時刻』は、鋳型が空の状態であれば、任意である。
（２）『測定地点』は、以下の通りとする。即ち、「水平位置」は、（ｉ）鋳型幅方向においては中央とし、（ｉｉ）鋳型厚み方向においては鋳型内壁面から中心へ向かって１５［ｍｍ］とし、（ｉｉｉ）鋳型高さ方向においては鋳型に埋設される電磁コイルの鉄芯中心と揃えるものとする。この測定地点を図１６において符号Ｂで図示したので、図１６を併せて参照されたい。
（３）『測定器具』は、適宜のガウスメータを用いる。
（４）上記の『測定時刻』及び『測定地点』、『測定器具』に準じて複数回測定する。そして上述した鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］は、上記複数の測定値を平均化して求めることとする。
（５）なお、種々の観点から、上記鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］は０〜１０００が好ましいとされ、鋳型内の溶鋼に作用される磁場の周波数［Ｈｚ］（「磁場の周波数」とは、上記電磁コイルに導通される電流が１秒間に向きを変える回数を意味する。）は１〜４が好ましいとされ、一般に、この磁場の周波数［Ｈｚ］として２〜３が採用される。上記表１及び表２に係る試験では、一律に、３Ｈｚとした。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る連続鋳造機の正面概略図
【図２】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの斜視図
【図３】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの一部切欠き斜視図
【図４】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの正面部分断面図
【図５】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの側面部分断面図
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図
【図７】従来の浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図
【図８】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図
【図９】本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの一部切欠き斜視図
【図１０】本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの正面部分断面図
【図１１】本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの側面部分断面図
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図
【図１３】本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図
【図１４】本発明の第二実施形態の第一変形例に係る浸漬ノズルの各断面図
【図１５】本発明の第二実施形態の第二変形例に係る浸漬ノズルの各断面図
【図１６】鋳型の平面図
【符号の説明】
【００８６】
１ 浸漬ノズル
４ 整流突部
１００ 連続鋳造機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先ず、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］が０．０６以下である極低炭素鋼や低炭素鋼（以下、単に低炭素鋼等と称する。）を、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］が０．０７以上である中高炭素鋼（以下、単に中高炭素鋼と称する。）と比較して種々の観点から紹介する。
【０００３】
一般に、低炭素鋼等は、中高炭素鋼と比較して加工性に優れるので、プレス成型などに使われる薄鋼板に用いられることが多い。この低炭素鋼等は、連続鋳造の観点から言えば、凝固が開始する所謂液相線温度が高く、固液共存温度範囲も狭いため、著しい凝固遅れを生じ難く、従って、鋳造速度を高く設定しても安定して連続鋳造できるとされる。
【０００４】
しかし、上記の低炭素鋼等については、下記第一及び第二の問題点が周知となっている。
【０００５】
＜第一の問題点＞
低炭素鋼は、液相線温度が高く、固液共存温度範囲が狭いので、凝固が完了する固相線温度が高い。このため、安定した凝固殻厚みを確保し易い特徴があり、この点は、上述したように、生産性を高める上での大きなメリットとなっている。しかしながら、反面、凝固が進行することが望ましくない鋳型内の溶鋼メニスカス（即ち、溶鋼とその上に浮かべている鋳型フラックスとの界面）直下においても、僅かに温度が低下するだけで凝固が進行し易いという問題がある。メニスカスに凝固殻が形成される、所謂「皮張り」と呼ばれる現象や、鋳型銅板と溶融の間に成長する凝固上端がメニスカス側に折れ曲がって成長する、所謂「爪」と呼ばれる現象が発生すると、鋳型内の溶鋼中を浮上してきた気泡が鋳型フラックスを通って空気中に抜けることが遮られ、「皮張り」や「爪」の部分に気泡が捕捉され易くなる。この結果、スラブ表層には、ブローホール（スラブ表面に接続しているホール）やピンホール（スラブ表面に接続していないホール）といった欠陥（以下、ホール性欠陥と称する。）が生じ易い。
【０００６】
なお、上記「介在物」は、主としてアルミナを指し、アルミニウム等により脱酸する通常の操業においては不可避的に発生する。また、上記「気泡」は、Ａｒ気泡を指し、上記のアルミナが浸漬ノズル内壁に付着することのないよう浸漬ノズル内にＡｒガスを吹き込む通常の操業においては不可避の存在である。また、ホール性欠陥は主としてＡｒ気泡が固液界面に捕捉されることに起因するものであり、このホール性欠陥は介在物を伴うもの場合と介在物を伴わない場合とがある。
【０００７】
＜第二の問題点＞
また、著しい凝固遅れを生じ難い低炭素鋼等の特長を生かすため、鋳造速度を高いレベルに設定したい。しかし、斯かる場合、溶鋼吐出流の流量が大きいため、メニスカスが波立ってパウダー巻き込みが発生し、スラブ表層には、パウダー性の欠陥（以下、パウダー性欠陥と称する。）が生じ易い。
【０００８】
＜第一・第二の問題点の総括＞
そして、上記のホール性欠陥やパウダー性欠陥は、スラブを圧延し、薄鋼板製品とした段階で通称スリバーと称される表面欠陥（以下、スリバー欠陥と称する。）となり、薄鋼板製品の品質を著しく低下させてしまう。
【０００９】
ところで、上記のホール性欠陥を防止するには、鋳型内で溶鋼を攪拌し、固液界面から気泡や介在物を洗い流すこと（以下、気泡等洗浄）が有効とされる。気泡等洗浄を実現する方法として、下記（ａ）〜（ｃ）の手段が考えられる。
【００１０】
（ａ）即ち、浸漬ノズルの溶鋼吐出孔の孔径を絞ったり、鋳造速度を一層高く設定して、溶鋼吐出流の流速を高め、固液界面近傍の溶鋼流速を上げる。（ｂ）固液界面近傍の溶鋼に水平旋回性の流速を付与する鋳型内電磁攪拌ＭＥＭＳを実施する。（ｃ）鋳型内の溶鋼の流速が局所的に過大となることがないように、鋳型内に、２０００〜５０００ｇａｕｓｓ程度の静磁場を作用させる電磁ブレーキ（ＬＭＦ）を実施する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記（ａ）〜（ｃ）の何れの手段を採用しても、そもそも従来の浸漬ノズルを用いる場合は、溶鋼が鋳型厚み方向や鋳型幅方向に偏ったかたちで浸漬ノズルから吐出されるので、溶鋼流速にムラがあり、溶鋼流速が過大な領域と過小な領域が併存する。従って、過大な領域においてはパウダー巻き込みが発生するし、過小な領域においては気泡等洗浄の効果が十分には得られない。
【００１２】
そこで、上記の溶鋼流速のムラ（以下、偏流とも称する。）を解消する技術として、例えば、特許文献１（国際公開第２００５／０７０５８９号パンフレット）には、吐出方向に平行に延びた１本の尾根状突起をノズル底部内面に設けた浸漬ノズルが開示されている（同文献１図１０及び図１１参照）。この尾根状突起によれば、対向する２つの吐出孔に向かう安定な渦流が、尾根状突起により分けられた２つの領域にそれぞれ形成され、吐出流が安定する、とされる。特許文献２（特開２００５−２４６４４２号公報）や特許文献３（特開２００５−１２５３８９号公報）にも、似たような突起部らしきものが開示されている。特許文献４（特開２００７−３３１００３号公報）は、本願出願人によるものであって、鋳型厚み方向の偏流に配慮したものである。しかし、何れの技術も、鋳型厚み方向と鋳型幅方向の偏流に同時に配慮したものではないだろう。
【００１３】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、低炭素鋼等を鋳造するに際し、ホール性欠陥とパウダー性欠陥を同時に低減できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１５】
本発明の観点によれば、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造は、以下のような方法で行われる。即ち、鋳型幅Ｗ［ｍｍ］を８００〜２１００とし鋳型厚みＤ［ｍｍ］を２００〜３２０とする鋳型と、タンディッシュ内に保持される溶鋼を前記鋳型に注湯するのに供される有底円筒状の浸漬ノズルであって、該浸漬ノズルの内側底面から所定距離上方へ離れた位置において該浸漬ノズルの周壁に一対の対向する溶鋼吐出孔が穿孔されると共に、前記溶鋼吐出孔の流路断面積A[mm2]を直径［ｍｍ］を７０〜１２０とする円の面積［ｍｍ２］とし、前記溶鋼吐出孔の下向き吐出角θ１［ｄｅｇ．］を１５〜５５とし、前記溶鋼吐出孔の内周側開口縁の下端と前記内側底面との距離Ｈ［ｍｍ］を１０〜５０とするものと、を用いて連続鋳造する。鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］を１．８〜２．５とし、溶鋼過熱度ΔＴ［℃］を２０〜４５とする。（Ｘ）前記浸漬ノズルの内側底面には、前記溶鋼吐出孔の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部が設けられ、前記整流突部はその延在方向中央において狭窄され、前記浸漬ノズルの内径をＤｓｎとし、前記浸漬ノズルの底面視における前記整流突部の上面の幅であって、該整流突部の延在方向端部における幅をａとし、前記浸漬ノズルの底面視における前記整流突部の上面の幅であって、該整流突部の延在方向中央における幅をｂとし、前記整流突部の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（２）を満たすように構成される。又は、（Ｙ）前記浸漬ノズルの内側底面には、前記溶鋼吐出孔の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部が同列状に一対で設けられ、前記浸漬ノズルの内径をＤｓｎとし、前記一対の整流突部の相互離間距離をｃとし、前記整流突部の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（３）を満たすように構成される。
【００１６】
【数１】
【００１７】
【数２】
【００１８】
【数３】
【００１９】
以上の方法によれば、ホール性欠陥やパウダー性欠陥の少ない高品質なスラブを製造できる。従って、例えばこのスラブを薄鋼板コイルに圧延した場合は、スリバー欠陥の発生も抑えられる。
【００２０】
また、鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］を５００〜１０００とするとよい。以上の方法によれば、鋳片に対する手入れ工程を省略できるので、生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の第一・第二実施形態を説明する。第一実施形態と第二実施形態は、連続鋳造するに際して使用する浸漬ノズルの形状が若干相違し、第一実施形態の特徴図は図３であり、第二実施形態の特徴図は図９である。先ず、第一実施形態に係る低炭素鋼等の連続鋳造方法を詳細に説明し、次いで、第二実施形態に係る浸漬ノズルを説明する。
【００２２】
＜第一実施形態＞
（連続鋳造機の構成等）
先ず、図１を参照されたい。図１は、本発明の第一実施形態に係る連続鋳造機の正面概略図である。本図に示されるように、連続鋳造機１００は、注湯される溶鋼を冷却して所定形状の凝固シェルを形成するための鋳型１０１と、図略のタンディッシュに保持される溶鋼を鋳型１０１へ所定流量で滑らかに注湯するための浸漬ノズル１と、鋳型１０１の直下から鋳造経路Ｑに沿って複数で並設されるロール対１０２と、を備える。本実施形態において前記の鋳造経路Ｑは、その上流側から順に、略鉛直方向に延びる垂直経路部と、この垂直経路部に接続され、円弧状に延びる円弧経路部と、更にその下流側に設けられ、水平方向に延びる水平経路部と、前記の円弧経路部及び水平経路部を滑らかに接続するための矯正経路部と、から成る。
【００２３】
また、前記のロール対１０２の夫々は、鋳造対象としての鋳片を、両広面でもって挟持する一対のロール１０２ａから構成される。この一対のロール１０２ａのロール面間の最短距離としてのロールギャップは適宜の手段により調節可能に構成される。
【００２４】
また、前記の鋳造経路Ｑの上流には、鋳型１０１内で形成され、該鋳型１０１から引き抜かれる凝固シェルに対して所定の流量で冷却水を噴霧する冷却スプレー１０３が適宜に設けられる。一般に、前記の鋳型１０１が１次冷却帯と称されるのに対して、この意味で、冷却スプレー１０３が配される経路部は２次冷却帯と称される。
【００２５】
鋳型１０１から引き抜かれ、鋳造経路Ｑに沿って搬送される凝固シェルは、自然放熱や、上記冷却スプレー１０３などにより更に冷却されて収縮する。従って、上記のロール対１０２のロールギャップは、一般に、鋳造経路Ｑの下流側へ進むに連れて緩やかに狭くなるように設定される。
【００２６】
以上の構成で、低炭素鋼等の連続鋳造を開始するときは、鋳型１０１へ溶鋼を注湯する前に予め図略のダミーバーを前記の鋳造経路Ｑ内に挿入しておき、浸漬ノズル１を介して鋳型１０１へ溶鋼を所定流量で注湯し始めると共に上記ダミーバーを下流側へ所定速度で引き抜く。そして、このダミーバーは、所定のメニスカス距離に到達したときに、適宜の手段により回収する。これで、低炭素鋼等が連続的に鋳造されるようになる。
【００２７】
次に、上記の連続鋳造機１００の一般的な操業条件を簡単に紹介する。
・鋳型幅Ｗ［ｍｍ］は、８００〜２１００とする。
・鋳型厚みＤ［ｍｍ］は、２００〜３２０とする。
・鋳型高さＨ［ｍｍ］は、８００〜１０００とする。
・鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］は、１．０〜２．５とする。
・溶鋼過熱度ΔＴ［℃］は、１０〜４５とする。
・比水量Ｗｔ［Ｌ／ｋｇＳｔｅｅｌ］は、１〜３とする。
・鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］は、０〜１０００とする。
・溶鋼成分は、当事者間の協定に基づく。代表的な成分は、ＣやＳｉ、Ｍｎである。これに、ＣｒやＴｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕなどが適宜に添加される。通常Ｐ及びＳは極力少なくなるように調整される。被削性その他の要求からあえて１５０ｐｐｍ程度のＰ及びＳを添加する場合もある。その他の不可避の不純物を含む。
【００２８】
ここで、各用語を簡単に説明する。
・鋳型幅Ｗ［ｍｍ］及び鋳型厚みＤ［ｍｍ］は、鋳型１０１の上端で観念される。
・鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］は、鋳片の引抜速度であって、前記複数のロール対１０２のうち最上流に配されるロール対１０２の周速度で観念される。
・溶鋼過熱度ΔＴ［℃］は、鋳型１０１内へ注湯される溶鋼の温度の指標である。詳細は、本明細書の末尾に記載する。
・メニスカス距離Ｍ［ｍ］は、鋳型１０１内の溶鋼の湯面（メニスカス）を起点とし、鋳造経路Ｑに沿って観念する距離［ｍ］を意味する。
・比水量Ｗｔ［Ｌ／ｋｇＳｔｅｅｌ］は、鋼１ｋｇに対して用いられる冷却水の容積を意味する。この冷却水は、０．８〜３７のメニスカス距離［ｍ］で観念される上記の２次冷却帯で鋳片に対して噴射／噴霧される。
・鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］は、鋳型１０１内の溶鋼を攪拌するために作用される磁場の強度の指標である。詳細は、本明細書の末尾に記載する。
【００２９】
次に、本実施形態に係る連続鋳造機１００の具体的な操業条件を説明する。本実施形態に係る連続鋳造では、以下のような条件で操業する。
【００３０】
・対象鋼種：炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼
・鋳型幅Ｗ［ｍｍ］：８００〜２１００
・鋳型厚みＤ［ｍｍ］：２００〜３２０
・鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］：１．８〜２．５
・溶鋼過熱度ΔＴ［℃］：２０〜４５（経験的に、２０未満だとノズル詰まりが発生し、４５を超えるとブレークアウトを頻発することが判っているから）
・鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］：０、望ましくは５００〜１０００（本実施形態では、鋳型１０１の長辺側に電磁コイルを埋設し、この電磁コイルに１〜４Ｈｚの電圧を印加する。本実施形態では３Ｈｚを採用する。これにより、鋳型の平面図である図１６において太線矢印で示されるように、鋳型内の溶鋼に対して水平旋回性の流速が付与される。この旋回方向は本実施形態では逆転させないようにしている（所謂一方向旋回攪拌）。）
・浸漬ノズル：以下の形状等の浸漬ノズルを採用することとする。なお、以下に示される浸漬ノズル１は、以前に本願出願人が出願したものである（特願２００６−３５５９７８号明細書、特願２００６−３５６０６８号明細書）。この浸漬ノズル１は、各明細書に示されるように、鋳型厚み方向の偏流のみならず鋳型幅方向の偏流をも抑制できる有意な効果を奏するものである。
【００３１】
（浸漬ノズルの概要）
以下、本実施形態に係る浸漬ノズル１の構成を説明する。図２は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの斜視図である。本図に示される浸漬ノズル１は、タンディッシュ内に保持される溶鋼を鋳型内へ注湯するのに供されるものであって、有底円筒状に形成される。
【００３２】
図３は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの一部切欠き斜視図である。本図に示されるように、浸漬ノズル１の周壁には、一対の対向する溶鋼吐出孔２が、浸漬ノズル１の内側底面３から若干上方へ離れた位置に、穿孔される。そして、浸漬ノズル１の内側底面３には、溶鋼吐出孔２の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部４が設けられる。この整流突部４は、その延在方向中央において狭窄される。端的に言えば、整流突部４はその延在方向中央に向かって狭窄される鼓型である。
【００３３】
一般に、浸漬ノズル１の溶鋼吐出孔２から吐出される溶鋼の吐出流と、鋳型の幅方向及び厚み方向と、は技術的に密接に関連するので、各図２・３には、鋳型幅方向と鋳型厚み方向を具体的に図示した。図３に示されるように、一般に、浸漬ノズル１は、溶鋼吐出孔２の穿孔方向が鋳型幅方向と一致するように鋳型内に配される。各図２・３には、鋳型幅方向及び鋳型厚み方向の何れにも直交する関係にある浸漬ノズル１の軸心方向も併せて図示した。
【００３４】
図４〜６を参照されたい。図４は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの正面部分断面図である。図５は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの側面部分断面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。図４及び図５に表れる各断面は、浸漬ノズル１の軸心（以下、単に軸心とも称する。）を含む。
【００３５】
（浸漬ノズル１）
各図に示されるように浸漬ノズル１は、内径Ｄｓｎを有する有底円筒状であって、整流突部４と共に耐火物で一体形成される。
【００３６】
（溶鋼吐出孔２）
溶鋼吐出孔２は、図５に示されるように浸漬ノズル１の内周から外周へ向かって若干斜め下向きに傾斜し、図４に示されるように浸漬ノズル１の内周面７においては丸みを帯びた矩形の輪郭を有し、浸漬ノズル１の外周面１１においても同様に丸みを帯びた矩形の輪郭を有する（図２を併せて参照）。また、溶鋼吐出孔２は、図６に示されるように浸漬ノズル１の内周面７から外周面１１へ向かって緩やかに幅広となるように形成される。ここで、図４において、溶鋼吐出孔２の内周側開口縁１２の下端１２ｂと内側底面３との間の距離を符号Ｈで観念する。一般に、この符号Ｈで観念される空間は湯溜り部と称され、主として鋳造開始時の溶鋼の飛び散りを防止する機能を有する。この距離Ｈ［ｍｍ］は１０〜５０とする。図４において平面的に現れる内周側開口縁１２によって観念される、溶鋼吐出孔２の流路断面積A[mm2]は直径［ｍｍ］を７０〜１２０とする円の面積［ｍｍ２］とする。図５に示される溶鋼吐出孔２の下面５の水平に対する傾斜角として観念される下向き吐出角θ１［ｄｅｇ．］は概ね１０〜５５とする。
【００３７】
（整流突部４）
図４及び図５における二点鎖線は、整流突部４と他の部分との境界のみを示すものである。＜長さ＞図５に示されるように整流突部４は、両端が内周面７に対して接続するように内側底面３上において十分延在しており、即ち、整流突部４の延在長さは浸漬ノズル１の内径Ｄｓｎと等しい。＜突出高さ＞また、本図において符号ｈで特定される整流突部４の突出高さは、前述した湯溜り部の高さである距離Ｈと等しい。即ち、本実施形態ではｈ＝Ｈの関係が成立する。＜断面＞また、図４に示されるように整流突部４の長手に対して垂直な断面は、略台形状であって、内側底面３から離れる方向へ向かって狭窄される。本図における整流突部４の側面は、内側底面３を基準として概ね６０〜８５°で傾斜する。＜狭窄形状＞図６に示されるように、延在方向中央において狭窄されるとした整流突部４は、詳しくは、延在方向中央に向かってＶ字状に滑らかに狭窄される。符号ａは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの幅であって、該整流突部４の延在方向端部における幅を示す。符号ｂは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの幅であって、該整流突部４の延在方向中央における幅を示す。符号ｓは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの投影面積を示す。符号Ｓは、内周面７や内径Ｄｓｎによって観念される浸漬ノズル１内の流路の断面積である。そして、本実施形態において、整流突部４は、下記式（１）・（２）を満たす。
【００３８】
【数１】
【００３９】
【数２】
【００４０】
以上に、本実施形態に係る浸漬ノズル１の構成を説明した。なお、種々の観点から、面と面は鈍角で交差するものとし、面と面の交差する部位には適度な丸みを付すのが好ましい。
【００４１】
（浸漬ノズル内の溶鋼の流れ）
次に、上記の浸漬ノズル１を採用することで実現される溶鋼の特異な流れを、図７〜８に基づいて説明する。図７は、従来の浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図である。図８は、本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図である。各図７・８においては、溶鋼の流れを立体的に観念できるよう、正面断面図と側面断面図、平面断面図を並べて描いた。なお、溶鋼の流れの技術的な差異を強調するため、各図に描いた流れは、定量的側面については実際のものと異なる場合があることを予め理解されたい。
【００４２】
＜図７：従来（特許文献１等）の浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れ＞
上述の特許文献１に記載されているような浸漬ノズルを採用すると、本図（ａ）・（ｃ）に示されるように、内側底面の中央に延在する突部を挟む、一対の渦流が形成される。しかし、本図（ｂ）に示されるように、この一対の渦流は、鋳型幅方向において全く拘束されないため、各渦流の基点は、突部の長手に沿って自由に移動してしまう。
【００４３】
＜図８：上記実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れ＞
これに対して、上記実施形態に係る浸漬ノズルを採用すると、本図（ｃ）に示されるように、上記一対の渦流は整流突部の狭窄された形状と係合することで鋳型幅方向において拘束され、各渦流の基点は整流突部の長手に沿って移動できないようになり、もって、鋳型幅方向における偏流が低減される。
【００４４】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態に係る浸漬ノズル１の構成を説明する。図９は、本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの一部切欠き斜視図である。本図に示されるように、浸漬ノズル１の内側底面３には、溶鋼吐出孔２の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部４が、溶鋼吐出孔２の穿孔方向に沿って同列状に一対で、相互に若干の距離を隔てて、設けられる。
【００４５】
本図においても、図３と同様、鋳型幅方向や鋳型厚み方向、浸漬ノズル１の軸心方向を具体的に図示した。
【００４６】
図１０〜１２を参照されたい。図１０は、本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの正面部分断面図である。図１１は、本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの側面部分断面図である。図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図である。図１０及び図１１に表れる各断面は、浸漬ノズル１の軸心を含む。
【００４７】
（整流突部４）
図１１における二点鎖線は、整流突部４と他の部分との境界のみを示すものである。＜長さ＞図１１に示されるように各整流突部４は、内周面７を基点とし、浸漬ノズル１の軸心へ向かって延在する。図１２における符号ｃは、一対の整流突部４の相互離間距離を示し、具体的には、内側底面３の面上において観念する一対の整流突部４の相互離間距離を示す。つまり、図１１において、相互離間距離ｃは、整流突部４の下端をもって観念する。＜突出高さ＞また、本図において符号ｈで特定される整流突部４の突出高さは、前述した湯溜り部の高さである距離Ｈと等しい。即ち、本実施形態ではｈ＝Ｈの関係が成立する。＜断面＞また、図１０に示されるように整流突部４の長手に対して垂直な断面は、略台形状であって、内側底面３から離れる方向へ向かって狭窄される。本図における整流突部４の側面は、内側底面３を基準として概ね６０〜８５°で傾斜する。＜狭窄形状＞図１２に示されるように、各整流突部４は、軸心へ向かって截頭Ｖ字状に狭窄される。符号ａは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの幅の最大値を示す。符号ｄは、浸漬ノズル１の底面視における整流突部４の上面４ａの幅の最小値を示す。本実施形態ではａ＞ｄの関係が成立する。符号ｓは、浸漬ノズル１の底面視における各整流突部４の上面４ａの投影面積を示す。ただし、上記第一実施形態に係る上面４ａの投影面積と、本実施形態に係る上面４ａの投影面積と、を容易に比較できるよう、本図における符号ｓは、一方の整流突部４の上面４ａの投影面積と、他方のそれと、を合計したものを示すこととして取り扱うのが合理的である。そして、本実施形態において、各整流突部４は、下記式（１）・（３）を満たす。
【００４８】
【数１】
【００４９】
【数３】
【００５０】
以上に、本実施形態に係る浸漬ノズル１の構成を説明した。なお、種々の観点から、面と面は鈍角で交差するものとし、面と面の交差する部位には適度な丸みを付すのが好ましい。
【００５１】
（浸漬ノズル内の溶鋼の流れ）
次に、上記の浸漬ノズル１を採用することで実現される溶鋼の特異な流れを、図７と図１３に基づいて説明する。図１３は、本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図である。図１３においては、溶鋼の流れを立体的に観念できるよう、正面断面図と側面断面図、平面断面図を並べて描いた。なお、溶鋼の流れの技術的な差異を強調するため、各図に描いた流れは、定量的側面については実際のものと異なる場合があることを予め理解されたい。
【００５２】
＜図７：従来（特許文献１等）の浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れ＞
上述の特許文献１に記載されているような浸漬ノズルを採用すると、本図（ａ）・（ｃ）に示されるように、内側底面の中央に延在する突部を挟む、一対の渦流が形成される。しかし、本図（ｂ）に示されるように、この一対の渦流は、鋳型幅方向において全く拘束されないため、各渦流の基点は、突部の長手に沿って自由に移動してしまう。
【００５３】
＜図１３：上記実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れ＞
これに対して、上記実施形態に係る浸漬ノズルを採用すると、本図（ｃ）に示されるように、上記一対の渦流は一対の整流突部の間の間隙と係合することで鋳型幅方向において拘束され、各渦流の基点は整流突部の長手に沿って移動できないようになり、もって、鋳型幅方向における偏流が低減される。
【００５４】
（技術試験）
以下、上記第一・第二実施形態に係る連続鋳造方法の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。上述した各数値範囲などは、下記の確認試験により合理的に裏付けられている。
【００５５】
≪第一試験≫
先ず、上記第一実施形態に係る連続鋳造方法の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。
【００５６】
≪第一試験：指標と、その評価方法、評価基準≫
先ず、各確認試験の評価に供される指標と、その評価方法、評価基準に関して説明する。
【００５７】
≪第一試験：指標：スラブ品質≫
本指標「スラブ品質」は、主として、スラブ鋳片の表面に発生し得るホール性欠陥又はパウダー性欠陥に着目するものである。その評価方法は、以下の通りとする。即ち、先ず、ボトム側から３本目のスラブ鋳片（概ね１２．５［ｍ］）の反基準面（反基準面とは、水平経路部において上側の面を意味する。）を検査用に深さ１ｍｍ程度スカーフ（チェックスカーフとも称する。）した後、目視で観察し、ホール性又はパウダー性の表面疵の有無を確認する。ボトム側から３本目のスラブ鋳片を検査対象とするのは、過去にスラブ鋳片を全量検査したことがあり、ボトム側から３本目のスラブ鋳片に、表面品質に関して代表性があることが判っているからである。また、検査用に深さ１ｍｍ程度スカーフするのは、黒皮（酸化鉄）を剥ぎ取って、ホール性欠陥やパウダー性欠陥の有無を確認可能とするためである。また、「ホール性の表面疵（ホール性欠陥）」とは「鋳型内に吹き込んだＡｒガス気泡の痕跡として直径１ｍｍ以上の球形状の凹みが認められる疵」を意味し、ホール性の表面疵の凹みの曲面にはアルミナなどの介在物が付着している場合が多い。「パウダー性の表面疵（パウダー性欠陥）」とは「鋳型パウダーが鋳片に噛み込まれた形となっている外接円直径１ｍｍ以上の大きさの疵」を意味する。
【００５８】
◆上記目視観察において如何なる欠陥も視認されなかった場合は、何ら手入れをすることなくそのまま圧延しても差し支えないので、この場合の試験はスラブ品質に関して「◎（大変良好）」と評価することとする。◆一方、上記目視観察において表面欠陥が視認されたが、上記反基準面をホットスカーフ又はグラインダーによって約１．５［ｍｍ］研削し再び上記目視観察したところ、該目視観察において如何なる表面欠陥も視認されなかった場合は、鋳片表面を手入れすることにより製品採取できるという意味で、この場合の試験はスラブ品質に関して「○（良好）」と評価することとする。◆しかし、上記研削の後の目視観察においても表面欠陥が視認された場合は、製品を採取できず、従って、この場合の試験はスラブ品質に関して「×（不良）」と評価することとする。なお、上記においてホットスカーフ等による切削量を１．５［ｍｍ］としたのは、深さ１．５［ｍｍ］以下の疵がない場合は圧延後の製品品質が良好であることが経験的に判っているからである。
【００５９】
≪第一試験：指標：スリバー≫
本指標「スリバー」は、鋳片を適宜に圧延して得られた厚み１．０〜２．０ｍｍ程度の薄鋼板コイルの表面欠陥に着目するものである。その評価方法は、以下の通りとする。即ち、上記のスラブ品質の項目において「◎（大変良好）」と評価されたか、「○（良好）」と評価された鋳片は、その後、「加熱→熱間圧延→酸洗→冷間圧延→連続焼鈍」という工程を経て、厚み１．０〜２．０ｍｍ程度の薄鋼板コイルとされる。そして、この薄鋼板コイルの表面を圧延方向に概ね３０００ｍ程度、目視観察し、目視観察を通じて発見した表面欠陥を考察する。具体的には、薄鋼板コイルの表面に視認し得る表面欠陥は、上述のスリバー欠陥（ホール性欠陥やパウダー性欠陥によるもの、圧延後に圧延方向に沿って表れる概ね２０ｍｍ以上のスジ状の疵）と、例えば圧延ローラ表面疵などの他の要因によるものと、に容易に分類できるので、前者たるスリバー欠陥が圧延方向１００ｍあたり何個確認できたかを記録する。この圧延方向１００ｍあたりのスリバー欠陥の個数をスリバー指数と定義する。
【００６０】
◆上記スリバー指数が０．１０以下である薄鋼板コイルは、通常の等級として問題なく出荷できるので、この場合の試験を「○（良好）」と評価することとする。◆外板向けの表面品質厳格材では、スリバー指数が０．０７以下であることが求められるので、この厳しい条件を満たす薄鋼板コイルに係る試験を「◎（大変良好）」と評価することとする。◆一方、上記スリバー指数が０．１１以上である薄鋼板コイルは製品として出荷できないので、この場合の試験を「×（不良）」と評価することとする。
【００６１】
≪第一試験：共通試験方法≫
次に、各確認試験に共通する試験方法について説明する。後記する表１を併せて参照されたい。以下、表１中、試験Ｎｏ．１で示される確認試験の試験方法について説明する（特記ない限り、上述した連続鋳造の操業に倣う。）。試験Ｎｏ．１で示される確認試験は、あるチャージ分（１チャージ２５０［ｔｏｎ］）の連造鋳造に１対１の関係で対応する。
【００６２】
先ず、試験Ｎｏ．１に対応する取鍋に収容されている溶鋼の成分を、タンディッシュへ注湯する前にサンプリングして確認し、その溶鋼の成分を記録する。次に、試験Ｎｏ．１のチャージを鋳造するときに用いられる鋳型１０１と浸漬ノズル１に関する内容を記録する。そして、鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］と鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］の設定値ないし測定値を記録すると共に、鋳造中、溶鋼過熱度ΔＴ［℃］を測定して記録する。更に、鋳造された１次切断スラブにおいてスラブ品質を調査し、上記圧延後、スリバー欠陥を調査し、夫々記録する。
【００６３】
≪第一試験：共通試験条件≫
次に、各確認試験に共通する試験条件について説明する。鋳型高さＨ［ｍｍ］は９００とし、比水量Ｗｔ［Ｌ／ｋｇＳｔｅｅｌ］は、Ｗｔ＝Ｖｃ＋０．７５とする。
【００６４】
≪第一試験：個別試験条件及びその試験結果≫
次に、各確認試験の個別の試験条件とその試験結果を下記表１に示す。下記表１において、列タイトル「(A) mm２」は「溶鋼吐出孔の流路断面積A[mm2]を円の面積[mm2]に換算したときのその円の直径[mm]」を意味する。列タイトル「鋳造」は「正常に連続鋳造を実施できたか否か」を意味し、「○」は正常を意味し、「×」は異常を意味する。列タイトル「スラブ品質」には、前述したスラブ品質についての評価に付記するかたちで、具体的な欠陥の別を記載した。なお、下記表１において、試験Ｎｏ．１１と試験Ｎｏ．３４では、整流突部の上端が欠けてしまうという特別な問題が発生した。
【００６５】
【表１】
【００６６】
≪第二試験≫
次に、上記第二実施形態に係る連続鋳造方法の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。
【００６７】
≪第二試験：指標と、その評価方法、評価基準≫
各確認試験の評価に供される指標と、その評価方法、評価基準に関しては、上記第一試験と同様である。
【００６８】
≪第二試験：共通試験方法≫
共通試験方法については、上記第一試験と同様である。
【００６９】
≪第二試験：共通試験条件≫
共通試験条件については、上記第一試験と同様である。
【００７０】
≪第二試験：個別試験条件及びその試験結果≫
次に、各確認試験の個別の試験条件とその試験結果を下記表２に示す。下記表２において、各列タイトルは上記第一試験と同様である。なお、下記表２において、試験Ｎｏ．６５と試験Ｎｏ．８８では、整流突部の上端が欠けてしまうという特別な問題が発生した。
【００７１】
【表２】
【００７２】
（まとめ１）
以上説明したように、炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造は、以下のような方法で行われる。即ち、鋳型幅Ｗ［ｍｍ］を８００〜２１００とし鋳型厚みＤ［ｍｍ］を２００〜３２０とする鋳型１０１と、タンディッシュ内に保持される溶鋼を前記鋳型１０１に注湯するのに供される有底円筒状の浸漬ノズル１であって、該浸漬ノズル１の内側底面３から所定距離上方へ離れた位置において該浸漬ノズル１の周壁に一対の対向する溶鋼吐出孔２が穿孔されると共に、前記溶鋼吐出孔２の流路断面積A[mm2]を直径［ｍｍ］を７０〜１２０とする円の面積［ｍｍ２］とし、前記溶鋼吐出孔２の下向き吐出角θ１［ｄｅｇ．］を１５〜５５とし、前記溶鋼吐出孔２の内周側開口縁１２の下端１２ｂと前記内側底面３との距離Ｈ［ｍｍ］を１０〜５０とするものと、を用いて連続鋳造する。鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］を１．８〜２．５とし、溶鋼過熱度ΔＴ［℃］を２０〜４５とする。（Ｘ）前記浸漬ノズル１の内側底面３には、前記溶鋼吐出孔２の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部４が設けられ、前記整流突部４はその延在方向中央において狭窄され、前記浸漬ノズル１の内径をＤｓｎとし、前記浸漬ノズル１の底面視における前記整流突部４の上面４ａの幅であって、該整流突部４の延在方向端部における幅をａとし、前記浸漬ノズル１の底面視における前記整流突部４の上面４ａの幅であって、該整流突部４の延在方向中央における幅をｂとし、前記整流突部４の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（２）を満たすように構成される。又は、（Ｙ）前記浸漬ノズル１の内側底面３には、前記溶鋼吐出孔２の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部４が同列状に一対で設けられ、前記浸漬ノズル１の内径をＤｓｎとし、前記一対の整流突部４の相互離間距離をｃとし、前記整流突部４の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（３）を満たすように構成される。
【００７３】
【数１】
【００７４】
【数２】
【００７５】
【数３】
【００７６】
以上の方法によれば、ホール性欠陥やパウダー性欠陥の少ない高品質なスラブを製造できる（上記表１及び表２参照）。従って、例えばこのスラブを薄鋼板コイルに圧延した場合は、スリバー欠陥の発生も抑えられる。
【００７７】
（まとめ２）
また、鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］を５００〜１０００とするとよい。以上の方法によれば、鋳片に対する手入れ工程を省略できるので（上記表１及び表２）、生産性が向上する。
【００７８】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。
【００７９】
即ち、鋳型内の溶鋼に対して水平旋回性の流速を付与する鋳型内電磁攪拌は省略してもよいし（各表１、２）、この鋳型内電磁攪拌に代えて電磁ブレーキを実施してもよい。
【００８０】
（幅ａと幅ｄとの大小関係について）
以下、上記第二実施形態に係る整流突部４の形状について、図１２、１４、１５に基づいて付言する。図１４、１５は、本発明の第二実施形態の第一、第二変形例に係る浸漬ノズルの各断面図である。即ち、上記第二実施形態では、図１２に示されるように各整流突部４は、内周面７から軸心へ向かってＶ字状に狭窄されながら延在し、この延在は、軸心に至る前に終了する、いわば台形形状となっている。上記実施形態において、幅ａ（台形の下底に相当する。）と幅ｄ（台形の上底に相当する。）の比率は、概ね、ａ：ｂ＝１．５：１となっている。
【００８１】
・第一変形例
次に、図１４に基づいて、上記第二実施形態に係る整流突部４の第一変形例を説明する。本変形例では、本図に示されるように整流突部４は、内周面７から軸心へ向かって狭窄されることなく直線的に延在し、この延在は、軸心へ至る前に終了する、いわば長方形形状とされる。上記実施形態における符号ａ、符号ｄ（図１２）で表現するならば、ａ：ｄ＝１：１の関係が成立している。このように、上記第二実施形態に係る整流突部４の延在態様を直線的に変更した浸漬ノズル１も採用して各種の技術的な調査を行ってみたが、現時点では、上記第二実施形態と本変形例の効果上の特筆すべき差異はないと判断している。
【００８２】
・第二変形例
次に、図１５に基づいて、上記第二実施形態に係る整流突部４の第二変形例を説明する。本変形例では、本図に示されるように整流突部４は、内周面７から軸心へ向かって狭窄されながら延在し、この延在は、軸心へ至る前に滑らかに終了する、角の丸められたＶ字状とされる。このように、上記第二実施形態に係る整流突部４の延在態様を「角の丸められたＶ字状」に変更した浸漬ノズル１も採用して各種の技術的な調査を行ってみたが、上記変形例と同様、現時点では、上記第二実施形態と本変形例の効果上の特筆すべき差異はないと判断している。
【００８３】
以下、参考資料である。
＜溶鋼過熱度ΔＴ［℃］＞
定義：鋳型内へ注湯される溶鋼の温度の指標である。
（１）『測定時刻』は、「事前に充分に加熱されたタンディッシュを用いて鋳造を開始して、同一鋳型幅で鋳造速度が一定になり、かつ、タンディッシュ内溶鋼の体積が一定になる、即ち、取鍋からタンディッシュへの注湯量速度（ｔｏｎ／ｍｉｎ）とタンディッシュから鋳型への注湯量速度（ｔｏｎ／ｍｉｎ）が略一致し、定常状態に至った時刻」とする。
（２）『測定地点』は、以下の通りとする。即ち、「水平位置」はタンディッシュの底面に備え付けられる浸漬ノズルの軸心とし、「鉛直位置」はタンディッシュ内に保持されている溶鋼の湯面を基準として深さ１００ｍｍとする。
（３）『測定器具』は、消耗型熱電対を用いる構成とする。上記の通り、深さ１００ｍｍの地点に消耗型熱電対を浸漬させることから、適宜に用意した棒の先端に消耗型熱電対を取着した構成が適する。
（４）上記の『測定時刻』及び『測定地点』、『測定器具』に準じて測定した溶鋼の温度と、溶鋼の溶鋼成分により唯一に求められる液相線温度と、を比較する。そして上述した溶鋼過熱度ΔＴ［℃］は、前者から後者を引いた残りとして求めることとする。
【００８４】
＜鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］＞
定義：鋳型内の溶鋼を攪拌するために作用される磁場の強度の指標である。
（１）『測定時刻』は、鋳型が空の状態であれば、任意である。
（２）『測定地点』は、以下の通りとする。即ち、「水平位置」は、（ｉ）鋳型幅方向においては中央とし、（ｉｉ）鋳型厚み方向においては鋳型内壁面から中心へ向かって１５［ｍｍ］とし、（ｉｉｉ）鋳型高さ方向においては鋳型に埋設される電磁コイルの鉄芯中心と揃えるものとする。この測定地点を図１６において符号Ｂで図示したので、図１６を併せて参照されたい。
（３）『測定器具』は、適宜のガウスメータを用いる。
（４）上記の『測定時刻』及び『測定地点』、『測定器具』に準じて複数回測定する。そして上述した鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］は、上記複数の測定値を平均化して求めることとする。
（５）なお、種々の観点から、上記鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］は０〜１０００が好ましいとされ、鋳型内の溶鋼に作用される磁場の周波数［Ｈｚ］（「磁場の周波数」とは、上記電磁コイルに導通される電流が１秒間に向きを変える回数を意味する。）は１〜４が好ましいとされ、一般に、この磁場の周波数［Ｈｚ］として２〜３が採用される。上記表１及び表２に係る試験では、一律に、３Ｈｚとした。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る連続鋳造機の正面概略図
【図２】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの斜視図
【図３】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの一部切欠き斜視図
【図４】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの正面部分断面図
【図５】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルの側面部分断面図
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図
【図７】従来の浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図
【図８】本発明の第一実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図
【図９】本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの一部切欠き斜視図
【図１０】本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの正面部分断面図
【図１１】本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルの側面部分断面図
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図
【図１３】本発明の第二実施形態に係る浸漬ノズルを用いた場合の溶鋼の流れをイメージした図
【図１４】本発明の第二実施形態の第一変形例に係る浸漬ノズルの各断面図
【図１５】本発明の第二実施形態の第二変形例に係る浸漬ノズルの各断面図
【図１６】鋳型の平面図
【符号の説明】
【００８６】
１ 浸漬ノズル
４ 整流突部
１００ 連続鋳造機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼を、
鋳型幅Ｗ［ｍｍ］を８００〜２１００とし鋳型厚みＤ［ｍｍ］を２００〜３２０とする鋳型と、
タンディッシュ内に保持される溶鋼を前記鋳型に注湯するのに供される有底円筒状の浸漬ノズルであって、該浸漬ノズルの内側底面から所定距離上方へ離れた位置において該浸漬ノズルの周壁に一対の対向する溶鋼吐出孔が穿孔されると共に、前記溶鋼吐出孔の流路断面積A[mm2]を直径［ｍｍ］を７０〜１２０とする円の面積［ｍｍ２］とし、前記溶鋼吐出孔の下向き吐出角θ１［ｄｅｇ．］を１５〜５５とし、前記溶鋼吐出孔の内周側開口縁の下端と前記内側底面との距離Ｈ［ｍｍ］を１０〜５０とするものと、
を用いて連続鋳造する、極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法において、
鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］を１．８〜２．５とし、
溶鋼過熱度ΔＴ［℃］を２０〜４５とし、
（Ｘ）
前記浸漬ノズルの内側底面には、前記溶鋼吐出孔の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部が設けられ、
前記整流突部はその延在方向中央において狭窄され、
前記浸漬ノズルの内径をＤｓｎとし、前記浸漬ノズルの底面視における前記整流突部の上面の幅であって、該整流突部の延在方向端部における幅をａとし、前記浸漬ノズルの底面視における前記整流突部の上面の幅であって、該整流突部の延在方向中央における幅をｂとし、前記整流突部の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（２）を満たすように構成される、又は、
（Ｙ）
前記浸漬ノズルの内側底面には、前記溶鋼吐出孔の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部が同列状に一対で設けられ、
前記浸漬ノズルの内径をＤｓｎとし、前記一対の整流突部の相互離間距離をｃとし、前記整流突部の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（３）を満たすように構成される、
ことを特徴とする、極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法
【数１】
【数２】
【数３】
【請求項２】
請求項１に記載の極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法において、
鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］を５００〜１０００とする、
ことを特徴とする極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法
【請求項１】
炭素含有量Ｃ［ｗｔ％］を０．０６以下とする極低炭素鋼又は低炭素鋼を、
鋳型幅Ｗ［ｍｍ］を８００〜２１００とし鋳型厚みＤ［ｍｍ］を２００〜３２０とする鋳型と、
タンディッシュ内に保持される溶鋼を前記鋳型に注湯するのに供される有底円筒状の浸漬ノズルであって、該浸漬ノズルの内側底面から所定距離上方へ離れた位置において該浸漬ノズルの周壁に一対の対向する溶鋼吐出孔が穿孔されると共に、前記溶鋼吐出孔の流路断面積A[mm2]を直径［ｍｍ］を７０〜１２０とする円の面積［ｍｍ２］とし、前記溶鋼吐出孔の下向き吐出角θ１［ｄｅｇ．］を１５〜５５とし、前記溶鋼吐出孔の内周側開口縁の下端と前記内側底面との距離Ｈ［ｍｍ］を１０〜５０とするものと、
を用いて連続鋳造する、極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法において、
鋳造速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］を１．８〜２．５とし、
溶鋼過熱度ΔＴ［℃］を２０〜４５とし、
（Ｘ）
前記浸漬ノズルの内側底面には、前記溶鋼吐出孔の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部が設けられ、
前記整流突部はその延在方向中央において狭窄され、
前記浸漬ノズルの内径をＤｓｎとし、前記浸漬ノズルの底面視における前記整流突部の上面の幅であって、該整流突部の延在方向端部における幅をａとし、前記浸漬ノズルの底面視における前記整流突部の上面の幅であって、該整流突部の延在方向中央における幅をｂとし、前記整流突部の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（２）を満たすように構成される、又は、
（Ｙ）
前記浸漬ノズルの内側底面には、前記溶鋼吐出孔の穿孔方向に対して平行に延びる整流突部が同列状に一対で設けられ、
前記浸漬ノズルの内径をＤｓｎとし、前記一対の整流突部の相互離間距離をｃとし、前記整流突部の突出高さをｈとすると、下記式（１）及び（３）を満たすように構成される、
ことを特徴とする、極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法
【数１】
【数２】
【数３】
【請求項２】
請求項１に記載の極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法において、
鋳型内電磁攪拌強度ＭＥＭＳ［ｇａｕｓｓ］を５００〜１０００とする、
ことを特徴とする極低炭素鋼又は低炭素鋼の連続鋳造方法
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−２０２１６５（Ｐ２００９−２０２１６５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４４１７４（Ｐ２００８−４４１７４）
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【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９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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