【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造鋳片の加熱方法に関し、とくにステンレス鋼や高クロム合金鋼などの連鋳鋳片の表面性状を簡便な手法にて改善するための加熱前処理方法についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、金属の連続鋳造、とくに、鋼の連続鋳造の分野においては、省エネルギーの観点から、ホットチャージ圧延 (以下、「ＨＣＲ」という）あるいは直接圧延 (以下、「ＤＨＣＲ」という）検討されている。
上記のＨＣＲやＤＨＣＲを実施する際に必要な条件は、連続鋳造により得られた鋳片の表面やその表皮下に、割れ、非金属介在物、偏析あるいはノロ噛み等の欠陥がないことである。そのため、従来は、鋳造速度の上限を規制したり、鋳型潤滑剤の改良を図ったり、二次冷却条件の最適化、鋳型内における溶鋼の流動を制御するための電磁ブレーキ設備を設置したり、あるいは鋳型内溶鋼の湯面制御などの各種の対策を試みてきた。
【０００３】
しかしながら、このような対策を施しても実際のところは鋳片の表面欠陥を完全に無くすまでには至っておらず、これに起因した製品品質の不良を招くことがしばしばであった。このため、このような品質不良が発生する恐れがある場合には、ＨＣＲやＤＨＣＲの適用を避け、常法に従って高温の鋳片をいったん冷却するか、あるいは高温のままでその表面をスカーフィングして予め鋳片表面の欠陥を取り除く方法に変更していた。しかし、このような対策では、鋳片の温度低下、スカーフィング工程の追加、歩留り (良片歩留り) の低下が避けられないという既存の問題点がそのまま残った。しかも、こうした対策については、ＨＣＲやＤＨＣＲの本来の目的である省エネルギーの効果が十分に達成できないという不具合があった。
【０００４】
かかる不具合を解消する手段として従来、特開平８−49018 号公報では、18wt％以上のクロム含有高合金鋼を対象に、加熱炉に装入する前に、スラブ表面にアルカリ金属もしくは、アルカリ土類金属の酸化物、無機酸塩または有機酸塩の１種類または２種類以上を 100 g/m2 以上塗布し、酸化雰囲気中において1200℃以上の温度で30分以上加熱することによって、鋳片表面の酸化を促進し、表面欠陥をスケールと共に剥離する方法を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術の場合、以下のような問題点が挙げられる。
ａ．酸化促進剤として使う、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物、無機酸塩または有機酸塩というのは、酸化腐食能が極めて高く、鋼と反応すると低融点酸化物を形成しやすい。そのため、このような低融点酸化物が加熱炉内において鋳片の支持金具と反応し、この支持金具の寿命を短くすること、
ｂ．鋳片の表裏面に塗布した酸化防止剤は、鋼との反応によって加熱炉温度よりも低い低融点酸化物を形成する。この低融点酸化物のうち、とくに鋳片下面に形成されたものは、鋼を十分に酸化させる前に重力により落下しやすいため、鋳片下面においては上面に比べてスケール厚みが薄くなる。従って、下面側に当たる圧延製品表面での欠陥発生が防止できないという問題点があった。
ｃ．アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の化合物は、酸化性が強く、酸化しやすい他の鋼種に適用する場合、条件によっては粒界酸化を促進し、逆に製品表面にヘゲを発生するという問題点がある。
【０００６】
本発明の主たる目的は、従来技術が抱えている上述した問題点を解決し、連続鋳造鋳片の表面酸化膜を有利に形成するための方法を提案することにある。
本発明の他の目的は、低融点酸化物の形成や不均一酸化膜の形成、あるいは粒界酸化を助長させないための鋳片の加熱前処理方法を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上掲の目的を実現するための鋳片の加熱方法, とくに加熱前処理の方法として本発明は、連続鋳造鋳片を加熱炉にて加熱するに当たり、その加熱炉へ装入する前の、無手入れ状態の該鋳片表面に、主成分としてCaO とSiO2を含み、かつMgO, Na2O, Al2O3, B2O3, Fe2O3, Fe3O4, BaO, Li2O および MnOのうちから選ばれる少なくとも１種以上の酸化物を含有する酸化促進剤を塗布し、その後加熱炉に装入して加熱することを特徴とする連続鋳造鋳片の加熱方法を提案する。
本発明においては、酸化促進剤の塗布量を固形分で50〜300 g/m2とすることが好ましい。
また、本発明においては、塗布前の鋳片表面温度を 200〜900 ℃に保持することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、特に、ＨＣＲやＤＨＣＲの本来の目的である無手入れ圧延や省エネルギーの効果を十分に発揮することを本来の目標とする技術である。
従って、本発明において重要なことは、連続鋳造された鋼鋳片を加熱炉に装入するまえに、無手入れ状態のまま、即ち酸化スケールを除去していない鋳片表面上に、酸化スケールの生成を促進する複数の酸化物を含有する酸化促進剤を、鋳片の上下面にスプレー塗布し、その後加熱炉に装入して加熱することである。
【０００９】
本発明で使用する酸化促進剤の化学成分につき、主成分をCaO とSiO2をベースとして用いる理由は、酸化促進剤の反応性を制御しやすいからである。これらCaO , SiO2は各々５〜80mass％, 合計では20〜85mass％以上含有させることが好ましい。この理由は、少なすぎると低融点化しすぎたり、あるいはスケール生成促進効果が乏しく、一方、多すぎると多寡融点化し、スケール生成促進効果が乏しくなるためである。
【００１０】
上記の主成分に対しては、さらにMgO, Na2O, Al2O3, B2O3, Fe2O3, Fe3O4, BaO, Li2O, MnOのうちから選ばれる少なくとも１種以上の酸化物を各々５〜30mass％の範囲内で添加含有させることが好ましい。この範囲が好ましい理由は、鋳片表面に生成した酸化スケールとの低融点酸化物を生成させ、地鉄と酸化促進剤の境界での酸素イオンおよび鉄イオンなどの酸化に寄与する元素イオンの拡散移動速度および／または拡散移動量を増し、酸化スケール生成速度を高めるためである。従って、少なすぎたり多すぎたりすると、鋳片表面に生成した酸化スケールとの低融点酸化物を生成し難くなるからである。
なお、上記添加酸化物のMgO, Na2O, Al2O3, Li2O, BaO, Fe3O4, MnO またはFe2O3 については、５〜20mass％の範囲内で含有させるのが一層好適である。
【００１１】
また、発明者らは、鋳片表面に存在する酸化スケールとその表面に塗布した上記酸化促進剤との関係について調査した。その結果によると、鋳片表面から予め酸化スケールを除去せずその上に酸化促進剤を塗布したほうが、予め酸化スケールを除去してから酸化促進剤を塗布した場合よりも酸化スケールがより厚く、例えば極低炭素鋼, SPCC, SUS 304, SUS 430では 5〜15％増加することがわかった。
従って、本発明方法については、鋳片表面の酸化スケールを除去しないで、無手入れのまま酸化促進剤を塗布することが望ましい。
【００１２】
なお、本発明においては、鋳片表面に塗布する酸化促進剤の塗布量は、塗布剤の酸化スケール促進効果の程度と加熱温度、雰囲気条件に従って増減すればよく、固形分換算で50〜300 g/m2とする。その理由は、この塗布量が50 g/cm2未満ではスケール生成が不均一になり、一方 300 g/m2 を超えるとスケール生成促進効果が飽和するためである。
【００１３】
酸化促進剤を塗布する鋳片は、200 〜900 ℃程度の熱鋳片の表面に均一にかつムラなく効率的に塗布する。鋳片の温度は高すぎても低すぎても好ましくない。すなわち、900 ℃超ではムラが発生しやすくなり、また、200 ℃未満では塗料の乾燥が不十分で、時として塗料がダレ落ちる。
また、該酸化促進剤は水溶液に調整するが、上記の成分に加えてさらに分散剤や増粘剤を添加してもよい。
また、塗布の方法としては、スプレー塗布法が好ましい。これは、高温鋳片への塗布の場合、刷毛やどぶ付け法では均一にムラなく塗布できないためである。
【００１４】
【実施例】
表１に示す成分組成を有する２種の鋼をそれぞれ、連続鋳造設備 (機長38.6m)を用いて、鋳造速度1.2 〜2.0 m/min のもとで連続鋳造し、得られた長さ10ｍ，幅 900〜1560mm, 厚さ 260mmの連鋳鋳片を、ＤＨＣＲ (加熱炉への装入時の鋳片表面温度：710 〜830 ℃、加熱炉内温度1150℃、在炉時間 110〜130 分) し、これを最終的に 0.4〜1.5 mm厚に冷間圧延した。こうして得られた冷延鋼板について、その表面欠陥 (ヘゲ、スリーバー) の発生率［＝ (欠陥発生長さ／コイル長さ) ×100 ］を調査した。
【００１５】
また、この実施例では、図１に示すように、二次冷却帯１を出た任意の長さに切断された高温の連鋳鋳片２を、加熱炉３の入り側において、空気圧力：3.5 kgf/cm2 , ノズル本数10本／片面、ノズル間隔：150 mm、空気流量：36 Nl/min/本、ノズルチップ先端から鋳片までの距離：200 mm、鋳片幅方向に対する垂直方向となすノズルからのスプレー噴射角度：０度、スプレー噴射開き角度：20度、ノズル振り角度：15度、のスプレーヘッダー４を用いてスプレー塗布を実施した。なお、図示の５は酸化促進剤用タンクである。
塗布前の鋳片表面温度は 750〜860 ℃であった。酸化促進剤の塗布量 (水分抜き) については、鋳片搬送速度を調整することによって極低炭素鋼で 100〜150 g/m2、低炭素鋼で50〜80g/m2に調整した。そして、鋳片への塗布は、排気・集塵設備を備えた塗布用チャンバー内を通過させながら実施した。
なお、スプレー塗布は、切断した値への長さ半分のみとし、残りの半分は比較例とするため塗布しない条件で実施した。
表２は酸化促進剤の組成を示し、また、表３には冷延板表面欠陥発生率を示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
表３に示す結果から明らかなように、発明例では比較例に比べ冷延板欠陥率が激減しており、この発明によれば、連続鋳造における特有の表面欠陥をほぼ完全に回避できることが確認できた。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、連続鋳造において発生する鋳片表面欠陥を、余分な鋳片表面手入れ工程を付加することなしにほぼ100 ％回避でき、スケール生成, 除去できる程度の表面欠陥の存在する鋳片をＨＣＲ，ＤＨＣＲし、無欠陥製品が製造できるという格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続鋳造設備から加熱炉までの構成図である。
【符号の説明】
１ ２次冷却帯
２ 連鋳鋳片
３ 加熱炉
４ スプレーヘッダー
５ 酸化促進剤用タンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for heating a continuous cast slab, and in particular, a proposal for a heating pretreatment method for improving the surface properties of continuous cast slabs such as stainless steel and high chromium alloy steel by a simple method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, hot charge rolling (hereinafter referred to as “HCR”) or direct rolling (hereinafter referred to as “DHCR”) has been studied from the viewpoint of energy saving in the field of continuous casting of metals, particularly continuous casting of steel.
The conditions necessary for carrying out the above HCR and DHCR are that there are no defects such as cracks, non-metallic inclusions, segregation, or bite in the surface of the slab obtained by continuous casting or in the subsurface. . Therefore, conventionally, the upper limit of the casting speed is regulated, the mold lubricant is improved, the secondary cooling condition is optimized, the electromagnetic brake equipment for controlling the flow of molten steel in the mold is installed, Alternatively, various measures such as control of the molten steel surface in the mold have been tried.
[0003]
However, even if such measures are taken, the surface defects of the slab have not been completely eliminated in practice, and product quality defects due to this have often been caused. For this reason, if there is a possibility that such quality defects may occur, avoid applying HCR or DHCR and cool the high-temperature slab once according to a conventional method, or scarf the surface at a high temperature. The method has been changed in advance to remove defects on the surface of the slab. However, such measures still have the existing problems that the slab temperature drop, the addition of the scarfing process, and the yield (good piece yield) are unavoidable. In addition, such countermeasures have a problem that the energy saving effect that is the original purpose of HCR and DHCR cannot be achieved sufficiently.
[0004]
As a means for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-49018 has hitherto disclosed a high alloy steel containing 18 wt% or more of chromium containing high-alloy metal or alkaline earth on the slab surface before charging into the heating furnace. The surface of the slab is coated with 100 g / m 2 or more of one or more of metal oxide, inorganic acid salt or organic acid salt and heated in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1200 ° C or higher for 30 minutes or longer. Have proposed a method of promoting the oxidation of the surface and exfoliating the surface defects together with the scale.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, this conventional technique has the following problems.
a. Alkali metal or alkaline earth metal oxides, inorganic acid salts, or organic acid salts used as oxidation promoters have extremely high oxidative corrosion ability, and easily form low-melting point oxides when reacted with steel. Therefore, such a low-melting point oxide reacts with the slab support metal in the heating furnace to shorten the life of the support metal,
b. The antioxidant applied to the front and back surfaces of the slab forms a low melting point oxide lower than the furnace temperature by reaction with steel. Among these low melting point oxides, especially those formed on the lower surface of the slab are likely to fall by gravity before the steel is sufficiently oxidized, and therefore the scale thickness is thinner on the lower surface of the slab than on the upper surface. Therefore, there is a problem that it is impossible to prevent the occurrence of defects on the surface of the rolled product that hits the lower surface side.
c. Alkali metal or alkaline earth metal compounds have strong oxidizability and, when applied to other oxidizable steel types, promote grain boundary oxidation depending on the conditions, and conversely generate lashes on the product surface. There is.
[0006]
The main object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to propose a method for advantageously forming a surface oxide film of a continuous cast slab.
Another object of the present invention is to propose a pre-heating method for a slab that does not promote formation of a low melting point oxide, formation of a heterogeneous oxide film, or grain boundary oxidation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a method for heating a slab to achieve the above-mentioned purpose, particularly as a pretreatment method for heating, the present invention is a method for heating a continuous cast slab in a heating furnace before charging it into the heating furnace. The slab surface in a state of care contains CaO and SiO 2 as main components, and MgO, Na 2 O, Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , BaO, Li 2 A method for heating a continuous cast slab characterized in that an oxidation accelerator containing at least one oxide selected from O and MnO is applied, and then charged in a heating furnace and heated. .
In the present invention, the coating amount of the oxidation accelerator is preferably 50 to 300 g / m 2 in terms of solid content.
Moreover, in this invention, it is preferable to hold | maintain the slab surface temperature before application | coating at 200-900 degreeC.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In particular, the present invention is a technique whose original goal is to sufficiently exhibit the effects of no-maintenance rolling and energy saving, which are the original purposes of HCR and DHCR.
Therefore, what is important in the present invention is that before the continuously cast steel slab is charged into the heating furnace, the oxide scale is left on the surface of the slab in an unclean state, that is, on the surface of the slab where the oxide scale is not removed. An oxidation accelerator containing a plurality of oxides that promote the formation is spray-coated on the upper and lower surfaces of the slab, and then charged in a heating furnace and heated.
[0009]
The reason why the main components of the oxidation accelerator used in the present invention are CaO and SiO 2 is that it is easy to control the reactivity of the oxidation accelerator. These CaO and SiO 2 are preferably contained in an amount of 5 to 80 mass%, and in total, 20 to 85 mass%. The reason for this is that if the amount is too small, the melting point is too low or the effect of promoting scale formation is poor, while if too large, the melting point is increased so that the effect of promoting scale formation becomes poor.
[0010]
For the main component, at least one selected from MgO, Na 2 O, Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , BaO, Li 2 O, and MnO. It is preferable to add and contain an oxide of at least a seed within a range of 5 to 30 mass%. The reason why this range is preferable is that a low melting point oxide with the oxide scale formed on the surface of the slab is formed, and diffusion of element ions that contribute to oxidation of oxygen ions and iron ions at the boundary between the base iron and the oxidation promoter This is to increase the moving speed and / or the amount of diffusion and increase the oxide scale generation speed. Therefore, if it is too little or too much, it becomes difficult to produce a low melting point oxide with the oxide scale produced on the surface of the slab.
Incidentally, MgO, Na 2 O, Al 2 O 3 , Li 2 O, BaO, Fe 3 O 4 , MnO or Fe 2 O 3 of the above added oxides should be contained within a range of 5 to 20 mass%. More preferred.
[0011]
In addition, the inventors investigated the relationship between the oxide scale present on the surface of the slab and the oxidation accelerator applied to the surface. According to the result, it is better to apply the oxidation accelerator on the slab surface without removing the oxide scale beforehand than to apply the oxidation accelerator after removing the oxidation scale beforehand, For example, for ultra-low carbon steel, SPCC, SUS 304, SUS 430, it was found to increase by 5-15%.
Therefore, in the method of the present invention, it is desirable to apply the oxidation accelerator without taking care without removing the oxide scale on the surface of the slab.
[0012]
In the present invention, the coating amount of the oxidation accelerator applied to the surface of the slab may be increased or decreased according to the degree of oxidation scale acceleration effect of the coating agent, the heating temperature, and the atmospheric conditions. / m 2 The reason for this is that when the coating amount is less than 50 g / cm 2 , scale generation becomes non-uniform, while when it exceeds 300 g / m 2 , the effect of promoting scale formation is saturated.
[0013]
The slab to which the oxidation accelerator is applied is uniformly and uniformly applied to the surface of the hot slab of about 200 to 900 ° C. It is not preferable that the temperature of the slab is too high or too low. That is, unevenness tends to occur above 900 ° C., and below 200 ° C., the paint is not sufficiently dried, and the paint sometimes drops.
Moreover, although this oxidation accelerator is adjusted to aqueous solution, you may add a dispersing agent and a thickener in addition to said component.
Moreover, as a coating method, a spray coating method is preferable. This is because in the case of application to a high-temperature slab, it cannot be applied uniformly and uniformly with a brush or bumping method.
[0014]
【Example】
Each of the two types of steel having the composition shown in Table 1 was continuously cast at a casting speed of 1.2 to 2.0 m / min using a continuous casting facility (machine length: 38.6 m). Continuous cast slab of width 900 to 1560mm, thickness 260mm, DHCR (Slab surface temperature at the time of charging into the heating furnace: 710 to 830 ° C, furnace temperature 1150 ° C, furnace duration 110 to 130 minutes) This was finally cold rolled to a thickness of 0.4 to 1.5 mm. The cold-rolled steel sheet thus obtained was examined for the surface defect (hege, three bar) occurrence rate [= (defect generation length / coil length) × 100].
[0015]
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a high-temperature continuous cast slab 2 cut to an arbitrary length that has exited the secondary cooling zone 1 is air pressure: 3.5 kgf / cm 2 , Nozzle number 10 / single side, Nozzle spacing: 150 mm, Air flow rate: 36 Nl / min / line, Nozzle tip to slab distance: 200 mm, perpendicular to slab width direction Spray application was performed using a spray header 4 having a spray spray angle from the formed nozzle of 0 °, a spray spray opening angle of 20 °, and a nozzle swing angle of 15 °. In addition, 5 of illustration is a tank for oxidation promoters.
The slab surface temperature before application was 750 to 860 ° C. The coating amount of oxidation promoting agent (moisture vent), 100~150 g / m 2 at an extremely low carbon steel by adjusting the slab transport speed was adjusted to 50 to 80 g / m 2 of low carbon steel. The slab was applied while passing through a coating chamber equipped with exhaust and dust collection equipment.
The spray application was carried out under the condition of no application because only the half length to the cut value was used and the remaining half was used as a comparative example.
Table 2 shows the composition of the oxidation accelerator, and Table 3 shows the incidence of cold-rolled plate surface defects.
[0016]
[Table 1]
[0017]
[Table 2]
[0018]
[Table 3]
[0019]
As is apparent from the results shown in Table 3, in the inventive examples, the cold rolled sheet defect rate is drastically reduced as compared with the comparative examples, and according to the present invention, it is confirmed that the surface defects peculiar to continuous casting can be almost completely avoided. did it.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, slab surface defects that occur in continuous casting can be avoided almost 100% without adding an extra slab surface care process, and surface defects that can be scaled and removed. It is possible to produce a defect-free product by HCR and DHCR.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram from a continuous casting facility to a heating furnace.
[Explanation of symbols]
1 Secondary cooling zone 2 Continuous cast slab 3 Heating furnace 4 Spray header 5 Oxidation accelerator tank