[发明专利]连续铸造用铸模及钢的连续铸造方法

说明书

一种连续铸造用铸模，具有低导热金属填充部，该低导热金属填充部通过向设置在构成水冷式的连续铸造用铸模的铜合金制的铸模铜板的内壁面的从弯液面上方的任意的位置起至弯液面下方的任意的位置为止的范围内的多个凹槽填充低导热金属而形成，低导热金属的导热率λ_m(W/(m×K))相对于铸模铜板的导热率λ_c(W/(m×K))为80％以下，通过下述的(1)式而定义的热阻比R为5％以上。R＝{(T‑H)/(1000×λ_c)+H/(1000×λ_m)‑T/(1000×λ_c)}/{T/(1000×λ_c)}×100…(1)，在此，R是所述低导热金属填充部与所述铸模铜板的热阻比(％)，T是从成为铸模冷却水的流路的铸模铜板的狭缝的底面至铸模铜板表面的距离(mm)，H是低导热金属的填充厚度(mm)。

技术领域

本发明涉及抑制以铸模内的凝固壳的不均匀冷却为起因的铸片表面破裂而能够连续铸造钢液的连续铸造用铸模、及使用了该铸模的钢的连续铸造方法。

背景技术

在钢的连续铸造中，向铸模内注入的钢液通过水冷式连续铸造用铸模来冷却，钢液在与铸模接触的接触面处凝固而生成凝固壳(也称为“凝固层”)。以该凝固壳为外壳且内部为未凝固层的铸片一边利用设置在铸模的下游侧的水喷射器或气水喷射器来冷却，一边被向铸模下方连续地拉拔。铸片通过基于水喷射器或气水喷射器的冷却而凝固至厚度中心部，然后，通过气体切断机等切断，来制造规定长度的铸片。

当铸模内的冷却变得不均匀时，凝固壳的厚度在铸片的铸造方向及铸模宽度方向上变得不均匀。在凝固壳上作用有以凝固壳的收缩或变形为起因的应力，在凝固初期，该应力集中于凝固壳的薄壁部，由于该应力而在凝固壳的表面产生破裂。该破裂由于之后的热应力或由连续铸造机的辊产生的弯曲应力及矫正应力等外力而扩大，成为大的表面破裂。在凝固壳厚度的不均匀度大的情况下，也有时会成为铸模内的纵向破裂而产生钢液从该纵向破裂流出的漏钢。存在于铸片的破裂在后续工序的轧制工序中成为表面缺陷，因此在铸造后的铸片的阶段，需要对铸片的表面进行保养来除去表面破裂。

铸模内的不均匀凝固特别是在碳含量为0.08～0.17质量％的钢(称为中碳钢)中容易发生。在碳含量为0.08～0.17质量％的钢中，在凝固时发生包晶反应。铸模内的不均匀凝固可认为以该包晶反应产生的从δ铁(铁素体)向γ铁(奥氏体)的相变时的体积收缩产生的相变应力为起因。即，由于以该相变应力为起因的应变而凝固壳变形，由于该变形而凝固壳从铸模内壁面分离。从铸模内壁面分离的部位的基于铸模的冷却下降，该从铸模内壁面分离的部位(将该从铸模内壁面分离的部位称为“下陷处”)的凝固壳厚度变薄。由于凝固壳厚度变薄而在该部分集中有上述应力，可认为会产生表面破裂。

特别是在增加了铸片拉拔速度的情况下，不仅是从凝固壳向铸模的平均热流通量增加(凝固壳被急速冷却)，而且热流通量的分布变得不规则且不均匀，因此铸片表面破裂的发生成为增加倾向。具体而言，在铸片厚度为200mm以上的钢坯连续铸造机中，当铸片拉拔速度成为1.5m/min以上时，容易发生表面破裂。

因此，以往，为了抑制容易发生表面破裂的钢种的表面破裂(特别是纵向破裂)而提出了各种方法。

例如，专利文献1提出了使用容易结晶化的组成的保护渣，使保护渣层的热阻增大而对凝固壳进行缓冷的方案。这是利用缓冷却使作用于凝固壳的应力下降来抑制表面破裂的技术。然而，仅仅是基于保护渣的缓冷却效果的话，无法充分地改善不均匀凝固，特别是由于与凝固相伴的些许的温度下降而产生从δ铁向γ铁的相变的中碳钢中，实际情况是无法充分地抑制表面破裂的发生。