[发明专利]钢的连续铸造方法

说明书

本发明减少连续铸造铸片的中心偏析在铸片宽度方向上的整体偏析等级，并且还降低偏析度在铸片宽度方向上的偏差。本发明的钢的连续铸造方法使配置于连续铸造机的多对铸片支承辊的辊开度朝向铸造方向下游侧阶段性地增加，来使在内部具有未凝固层的铸片的长边面以3～10mm的有意膨凸总量膨凸，然后，在使多对铸片支承辊的辊开度朝向铸造方向下游侧阶段性地减少的轻压下带中压下铸片的长边面，在所述轻压下带中，以0.3～2.0mm/min的压下速度、且以所述有意膨凸总量以下的压下总量压下铸片的长边面，将所述铸片的铸造方向形状从圆弧状矫正为直线状的矫正带中的铸片的厚度中心的固相率为小于0.2或为流动极限固相率以上且1.0以下。

技术领域

本发明涉及抑制在连续铸造铸片的厚度中心部产生的成分偏析、即中心偏析，能够得到耐氢致裂纹试验的成绩也良好且没有内部裂纹的铸片的钢的连续铸造方法。

背景技术

在钢的凝固过程中，碳(C)、磷(P)、硫(S)、锰(Mn)等溶质元素因凝固时的再分配而集中在未凝固的液相侧。这是形成在枝晶树间的微观偏析。由于铸片的凝固收缩、热收缩以及在连续铸造机的辊间产生的凝固壳的膨凸等，在连续铸造中的铸片的厚度中心部会形成空隙或产生负压。

当在铸片厚度中心部形成空隙或产生负压时，钢液被该部分吸收。在该情况下，由于在凝固末期的未凝固层不存在足够量的钢液，所以由于上述的微观偏析而发生浓缩的钢液流动，并聚集于铸片中心部而凝固。如此形成的偏析点的溶质元素的浓度与钢液的初始浓度相比成为格外高的浓度。通常将其称为宏观偏析，根据其存在部位称为中心偏析。

用于输送原油或天然气等的管线管用的钢材由于中心偏析而使质量恶化。如果在中心偏析部生成锰的硫化物(MnS)或铌的碳化物(NbC)，则由于腐蚀反应而侵入到钢内部的氢扩散并集聚在钢中的锰的硫化物或铌的碳化物的周围，由于氢的内压而在钢中产生裂纹。而且，由于中心偏析部变硬，因此裂纹传播。该裂纹被称为氢致裂纹(也记为“HIC”)，成为使在酸气环境中使用的管线管用钢材的质量恶化的主要原因。

为了应对该问题，提出了许多从连续铸造工序到轧制工序为止，减少铸片的中心偏析或使铸片的中心偏析无害化的对策。

例如，在专利文献1及专利文献2中，提出了如下的方法：在连续铸造机内，一边利用铸片支承辊以相当于凝固收缩量与热收缩量之和的程度的压下量逐渐地压下具有未凝固层的凝固末期的铸片，一边进行连续铸造。如专利文献1及专利文献2那样，在连续铸造机内以相当于凝固收缩量与热收缩量之和的程度的压下量逐渐地压下铸造中的铸片的技术被称为“轻压下”或“轻压下法”。

该轻压下是如下的技术：使用在铸造方向上排列的多对辊，以与凝固收缩量和热收缩量之和相应的压下量逐渐地压下铸片而使未凝固层的体积减小，防止铸片中心部处的空隙或负压部的形成，同时防止形成在枝晶树间的浓化钢液的流动，由此减轻铸片的中心偏析。

另外，近年来的连续铸造机的主流是由具备多对辊的区段构成的分段方式的连续铸造机。在分段方式的连续铸造机的情况下，实施轻压下的压下辊组(称为“轻压下带”)也由多个区段构成。在由区段构成的轻压下带中构成为，通过在区段的入口侧和出口侧将相对的辊的开度调整为入口侧比出口侧大，从而将规定的压下量赋予到铸片。

然而，已知铸片的凝固完成位置在铸片宽度方向上的形状与中心偏析存在密切的关系。例如，在专利文献3中提出了如下方法：检测铸片宽度方向上的凝固完成位置，并调整铸模内的钢液流动或者调整二次冷却的宽度切割量，以使检测出的凝固完成位置的最短部与最长部之差处于基准内。该技术是能够防止如下情况的技术：在铸片宽度方向上凝固完成位置不同的情况下，轻压下带中的压下量在铸片宽度方向各位置处不同，在凝固完成位置延伸到铸造方向下游侧的位置处，压下量变少，不能得到充分的中心偏析改善效果。

另外，已知铸片在辊间的膨凸也会对中心偏析造成影响。例如，在专利文献4中提出了如下的连续铸造方法：通过非稳态传热凝固计算来计算轻压下带中的铸片的辊间膨凸，并根据所计算出的辊间膨凸来变更赋予到铸片的压下速度。