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公開番号2025031590
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2024128787
出願日2024-08-05
発明の名称鋳型及び鋼の連続鋳造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B22D 11/04 20060101AFI20250228BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】溶融モールドフラックスとの濡れ性を向上できる鋳型を提供する。
【解決手段】複数の鋳型銅板から構成され、鋼の連続鋳造に用いられる鋳型であって、鋳型の溶鋼接触面が、金属炭化物、金属窒化物及び金属炭窒化物のうちの1種又は2種以上を含むコーティングで被覆されており、且つコーティングの下には鋳型銅板とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填された異種物質充填部が設けられている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の鋳型銅板から構成され、鋼の連続鋳造に用いられる鋳型であって、
前記鋳型の溶鋼接触面が、金属炭化物、金属窒化物及び金属炭窒化物のうちの１種又は２種以上を含むコーティングで被覆されており、且つ前記コーティングの下には前記鋳型銅板とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填された異種物質充填部が設けられている、鋳型。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
前記コーティングは、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＦｅのうちの１種からなる金属又は２種以上からなる合金を２０質量％以上含む、請求項１に記載の鋳型。
【請求項３】
前記コーティングの厚さは、５０μｍ以上１０ｍｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載の鋳型。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の鋳型を用いて鋼を連続鋳造する、鋼の連続鋳造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の鋳型を用いて鋼を連続鋳造する、鋼の連続鋳造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼の連続鋳造に用いられる鋳型及び当該鋳型を用いる鋼の連続鋳造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
連続鋳造において、鋳造速度の増速は生産性の向上のために必要不可欠であるが、モールドフラックス消費量不足による凝固シェルの焼き付きや、モールドフラックスの不均一流入による凝固不均一といった課題がある。モールドフラックスの不均一流入が起こると、モールドフラックス-鋳型間に熱伝導率の低いエアギャップ層が形成され、溶鋼の抜熱が部分的に小さくなる。これにより、溶鋼に抜熱量が多い領域と少ない領域が生じ、凝固シェルの厚さが不均一になる凝固不均一の問題が発生する。凝固不均一の問題が発生すると、連続鋳造によって製造されるスラブに縦割れ等の表面欠陥が発生する。さらに、亜包晶鋼等の中炭鋼種では、高速鋳造時の上記の問題に加えて、凝固時のδ／γ変態による体積変化が大きくなるので、凝固不均一の問題は更に大きくなる傾向がある。
【０００３】
このような問題に対し、特許文献１には、鋳型の溶鋼接触面に鉄合金やニッケル合金からなるアモルファス合金のコーティングが施された連続鋳造用の鋳型が開示されている。特許文献１によれば、当該コーティングを施すことで高い耐摩耗性を鋳型に持たせることができ、これにより、円滑な鋼の連続鋳造と鋳型の長寿命化が図れるとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、鋳型の溶鋼接触面に鋳型とは熱伝導率が異なる熱伝導率の金属が充填された異種伝導金属充填部を規則的に設けた鋳型が開示されている。特許文献２によれば、異種伝導金属充填部を設けて鋳型の熱抵抗を周期的に増減させることで、凝固シェルの相変態による応力を低減させて凝固シェルの変形を小さくし、これにより、凝固シェルの不均一凝固が抑制できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００１－１０５１０３号公報
特開２０１７－２４０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された連続鋳造用の鋳型では、鋳造空間側の面をアモルファス合金の溶融層にてコーティングしているが、当該コーティングは溶融モールドフラックスとの濡れ性が低い。このため、高速鋳造条件で溶融モールドフラックスが溶鋼と鋳型との間に流れ込みづらくなった場合に鋳型と凝固シェルとで焼き付きが発生する。また、通常の鋳造条件においても、当該コーティングと溶融モールドフラックスとの濡れ性が低いために、溶融モールドフラックスが不均一に流入し、これによりエアギャップ層が形成され、溶鋼の凝固不均一が発生するという課題がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示された異種伝導金属充填部を規則的に設けた鋳型も、溶融モールドフラックスとの濡れ性が低いので、鋳型と凝固シェルとの焼き付きや、エアギャップ層の形成により溶鋼の凝固不均一の問題が発生するという課題がある。また、エアギャップ層が形成されると、異種伝導金属充填部を設けて凝固シェルの変形を小さくする効果が小さくなるという課題もある。
【０００８】
さらに、エアギャップ層が形成されることで鋳型抜熱量も低下するので、鋳造速度を向上させて鋳型の生産能力を向上させることが困難になるという課題もある。本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、その目的は、溶融モールドフラックスとの濡れ性を向上させ、エアギャップ層の形成を抑制できる鋳型及び当該鋳型を用いる鋼の連続鋳造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］複数の鋳型銅板から構成され、鋼の連続鋳造に用いられる鋳型であって、前記鋳型の溶鋼接触面が、金属炭化物、金属窒化物及び金属炭窒化物のうちの１種又は２種以上を含むコーティングで被覆されており、前記コーティングの下には前記鋳型銅板とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填された異種物質充填部が設けられている、鋳型。
［２］前記コーティングは、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＦｅのうちの１種からなる金属又は２種以上からなる合金を２０質量％以上含む、［１］に記載の鋳型。
［３］前記コーティングの厚さは、５０μｍ以上１０ｍｍ以下である、［１］又は［２］に記載の鋳型。
［４］［１］～［３］のいずれかに記載の鋳型を用いて鋼を連続鋳造する、鋼の連続鋳造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る鋳型は、従来の鋳型よりも高温下での溶融モールドフラックスとの濡れ性が高く、溶融モールドフラックスとの接触角が小さくなるので、溶融モールドフラックスの不均一流入を抑制できる。これにより、溶融モールドフラックスと鋳型との間にエアギャップ層が形成されることが抑制され、溶鋼の凝固不均一を抑制できる。また、鋳型内で潤滑剤の役割を担う溶融モールドフラックスが溶鋼と鋳型の間に流入しやすくなるので、凝固シェルと鋳型との焼き付きが抑制され、鋼の高速連続鋳造の安定操業が実現できるようになる。さらに、エアギャップ層が形成されることを抑制することで鋳型抜熱量が増加するので、鋳造速度を向上させて鋳型の生産能力を向上できるようになる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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