Способ непрерывной разливки стали и способ производства стального листа

Способ непрерывной разливки стали и способ производства стального листа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу непрерывной разливки стали, в котором получается листовая заготовка путем разливки расплавленной стали, при регулировании потока расплавленной стали в литейной форме под действием электромагнитной силы, и к способу производства стального листа с использованием листовой заготовки, полученной путем разливки с использованием способа непрерывной разливки.

Уровень техники

При непрерывной разливке стали, расплавленную сталь загружают в разливочное устройство и заливают в литейную форму для непрерывной разливки через погружаемый патрубок, соединенный с нижней частью разливочного устройства. В указанном случае поток расплавленной стали, выпущенный внутрь литейной формы из выпускных отверстий погружаемого патрубка, содержит неметаллические включения, такие как кластеры оксида алюминия и пузырьки инертного газа, который вдувается из поверхности внутренней стенки верхнего патрубка (инертный газ вдувается для предотвращения закупоривания патрубка, вызванного адгезией или прилипанием оксида алюминия или тому подобного). Когда эти неметаллические включения и пузырьки захватываются затвердевающей коркой, возникают дефекты продукта (дефекты, вызванные включениями, дефекты, вызванные пузырьками). Кроме того, флюс литейной формы (гранулированный порошок) увлекается восходящим потоком расплавленной стали, который достигает мениска, так что флюс литейной формы также захватывается затвердевающей коркой, приводя к дефектам продукта.

Традиционно, для предотвращения захвата неметаллических включений, флюса литейной формы и пузырьков затвердевающей коркой и попадания в расплавленную сталь с образованием дефекта продукта, на поток расплавленной стали в литейную форму воздействует магнитное поле, причем поток расплавленной стали регулируется под действием электромагнитной силы, генерируемой магнитным полем. В связи с указанной технологией были предложены многие технические решения.

Например, в патентном документе 1 описан способ, в котором поток расплавленной стали тормозится магнитным полем постоянного тока, приложенным к паре верхних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, прослоенной между полюсами, причем пара нижних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, прослоенной между полюсами. В этом способе, вне потока расплавленной стали, который разделяется на восходящий поток и нисходящий поток, после разгрузки из выпускных отверстий погружаемого патрубка нисходящий поток тормозится нижним магнитным полем постоянного тока, а восходящий поток тормозится верхним магнитным полем постоянного тока, и таким образом, предотвращается захват затвердевающей коркой неметаллических включений и флюса литейной формы, содержащихся в потоке расплавленной стали.

В патентном документе 2 раскрыт способ, в котором поток расплавленной стали тормозится магнитным полем постоянного тока, приложенным к паре верхних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, прослоенной между полюсами, причем пара нижних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, прослоенной между полюсами таким же образом, как в патентном документе 1, и магнитное поле переменного тока прилагается к верхним полюсам магнита или к нижним полюсам магнита накладывающимся образом. Этот способ обеспечивает торможение потока расплавленной стали магнитным полем постоянного тока таким же образом, как в патентном документе 1, а также направлен на получение очищающего действия в отношении неметаллических включений или тому подобного на поверхности раздела затвердевающей корки, благодаря перемешиванию расплавленной стали под действием магнитного поля переменного тока.

Кроме того, в патентном документе 3 раскрыт способ, где поток расплавленной стали тормозится магнитным полем постоянного тока, которое приложено к паре верхних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, прослоенной между полюсами, причем пара нижних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, соответственно прослоенной между полюсами. В этом способе интенсивность магнитного поля постоянного тока и отношение интенсивностей магнитного поля постоянного тока верхних полюсов магнита и магнитного поля постоянного тока нижних полюсов магнита имеет заданное значение, находящееся в конкретном численном диапазоне.

Кроме того, в патентных документах 4, 5 описан способ непрерывной разливки, в котором захват пузырьков затвердевающей коркой может быть подавлен путем регулирования поверхностного натяжения, благодаря градиенту концентрации С, S, N, О в расплавленной стали на передней поверхности затвердевающей корки, то есть путем регулирования концентраций С, S, N, О в расплавленной стали таким образом, чтобы поверхностное натяжение стало равным или ниже заданного значения.

Патентный документ 1: JP-A-3-142049

Патентный документ 2: JP-A-10-305353

Патентный документ 3: JP-A-2008-200732

Патентный документ 4: JP-A-2003-205349

Патентный документ 5: JP-A-2003-251438

Раскрытие изобретения

Наряду с современной тенденцией ужесточения требований к качеству стального листа для обшивки автомобиля, в настоящее время считаются проблемными дефекты, вызванные увлечением мелких пузырьков, мелких неметаллических включений и мелких частиц флюса литейной формы, которые ранее не трактовались как проблема. Способ непрерывной разливки, раскрытый в патентных документах 1-3, не способен эффективно справиться с указанным ужесточением требований к качеству. Особенно при производстве стального листа, оцинкованного горячим способом, после нанесения покрытия погружением в расплав стальной лист нагревается в такой степени, что компонент железа в стальном листе материала подложки диффундирует в оцинкованный слой, и поэтому качество поверхностного слоя стального листа материала подложки значительно влияет на качество отожженного и оцинкованного стального листа, полученного погружением в расплав. Другими словами, когда дефекты, вызванные пузырьками, дефекты, вызванные включениями, или дефекты, вызванные флюсом литейной формы, присутствуют в поверхностном слое материала подложки стального листа, и поэтому возникают неоднородности толщины покрытого слоя, даже в случае мелких дефектов, причем эти неоднородности появляются как полосообразные дефекты на поверхности стального листа материала подложки, так что указанный стальной лист нельзя использовать в тех областях, где предъявляются жесткие требования к качеству, например, в качестве листа для обшивки автомобиля.

Кроме того, в патентном документе 4 и в патентном документе 5, вообще не исследован захват неметаллических включений, таких как оксид алюминия, затвердевающей коркой. Более того, хотя в этих документах предполагается, что на захват пузырьков затвердевающей коркой влияет соответствующий состав расплавленной стали, не выяснено соотношение между захватом пузырьков и скоростью течения расплавленной стали на поверхности раздела «расплавленная сталь/затвердевающая корка», и поэтому нельзя количественно контролировать захват пузырьков. Это связано с тем, что внутри реальной литейной формы сопротивление, приписываемое скорости течения расплавленной стали, работает одновременно с поверхностным натяжением (равно захватывающему усилию затвердевающей корки), генерированным распределением концентрации С, S, N, О, а также и поэтому, при исследовании захвата пузырьков и неметаллических включений затвердевающей коркой, необходимо учитывать сопротивление под действием скорости течения расплавленной стали на поверхности раздела расплавленная сталь/затвердевающая корка.

Соответственно, целью настоящего изобретения является разработка способа непрерывной разливки стали с очень малым содержанием углерода, в котором могут быть преодолены указанные выше недостатки уровня техники, и за счет регулирования течения расплавленной стали в литейной форме с помощью электромагнитной силы, может быть получена листовая заготовка, обладающая высоким качеством, не только с малым количеством дефектов, вызванных неметаллическими включениями и флюсом литейной формы, которые традиционно рассматриваются как проблемные, но также с малым количеством дефектов, вызванных увлечением мелких пузырьков, мелких неметаллических включений и мелких частиц флюса литейной формы.

Авторы настоящего изобретения исследовали различные условия разливки во время регулирования течения расплавленной стали в литейной форме с использованием электромагнитной силы для преодоления указанных выше недостатков. В результате этого исследования, авторы изобретения установили, что в способе непрерывной разливки стали с очень малым содержанием углерода при торможении течения расплавленной стали магнитным полем постоянного тока, приложенным к паре верхних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, прослоенной между полюсами, и пара нижних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, соответственно прослоенной между полюсами, химический состав стали с очень малым содержанием углерода регулируется в заданном диапазоне, который определяется с учетом градиента натяжения на поверхности раздела в концентрационном граничном слое на передней поверхности затвердевающей корки; причем интенсивности магнитного поля постоянного тока, приложенным соответственно к верхним полюсам магнита и к нижним полюсам магнита, оптимизированы в соответствии с шириной листовой заготовки, которая будет отлита, и скоростью разливки, таким образом, что расплавленная сталь в литейной форме будет приведена в соответствующее состояние течения, в котором неметаллические включения и пузырьки не захватываются затвердевающей коркой, и не наблюдается увлечение гранулированного порошка, в результате чего возможно получение листовой заготовки, имеющей высокое качество, не только с малым количеством дефектов, вызванных неметаллическими включениями и флюсом литейной формы, которые традиционно рассматриваются как проблемные, но также с малым количеством дефектов, вызванных мелкими пузырьками, мелкими неметаллическими включениями и мелкими частицами флюса литейной формы. Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что для получения листовой заготовки, обладающей высоким качеством, в таком способе непрерывной разливки с глубиной погружения патрубка, существует оптимальный диапазон относительно внутреннего диаметра погружаемого патрубка, толщины листовой заготовки и тому подобного, причем в этом диапазоне выгодные эффекты настоящего изобретения могут быть достигнуты в наибольшей степени.

При непрерывной отливке листовой заготовки путем регулирования потока расплавленной стали в литейной форме с помощью магнитного поля постоянного тока, приложенного соответственно к верхним полюсам магнита, и к нижним полюсам магнита, можно предотвратить образование дефектов, вызванных увлечением частиц флюса литейной формы, а также дефектов, вызванных пузырьками и неметаллическими включениями, имеющими относительно большой размер (обычно диаметром 1 мм или больше). Однако в указанном способе непрерывной разливки, несомненно, трудно предотвратить улавливание более мелких пузырьков и мелких неметаллических включений затвердевающей коркой, и поэтому существует вероятность возникновения поверхностных дефектов, вызванных увлечением таких мелких пузырьков и мелких неметаллических включений. Напротив, путем регулирования химического состава стали с очень малым содержанием углерода в заданном диапазоне, с учетом градиента натяжения на поверхности раздела в концентрационном граничном слое на передней поверхности затвердевающей корки, а также путем оптимизации интенсивности магнитного поля постоянного тока, приложенного к верхним полюсам магнита и к нижним полюсам магнита, в соответствии с шириной листовой заготовки, которая будет отлита, и скоростью разливки, возможно подавление захвата мелких пузырьков и мелких неметаллических включений затвердевающей коркой. Соответственно можно предотвратить увлечение частиц флюса литейной формы, а также захват пузырьков и неметаллических включений затвердевающей коркой независимо от размера пузырьков и неметаллических включений, и поэтому возможно производство стального листа, имеющего высокое качество, с очень небольшим количеством поверхностных дефектов, вызванных увлечением пузырьков, неметаллических включений и частиц флюса литейной формы.

Кроме того, установлено, что за счет использования травления и холодной прокатки для горячекатаного стального листа, полученного путем прокатки листовой заготовки, полученной при разливке указанным выше способом непрерывной разливки при определенных условиях, можно производить стальной лист, имеющий высокое качество с очень небольшим количеством газовых раковин.

Настоящее изобретение было выполнено на основе указанных исследований, причем сущность настоящего изобретения заключается в следующем.

1. Способ непрерывной разливки стали, в котором сталь с очень малым содержанием углерода, содержащая 0,003 мас.% С или меньше, непрерывно разливается с использованием машины непрерывной разливки, где пара верхних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, прослоенной между полюсами, и пара нижних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, соответственно прослоенной между полюсами, предусмотрены на внешней стороне литейной формы, предусмотрен погружаемый патрубок с углом наклона при выгрузке расплавленной стали из выпускного отверстия, направленного вниз от горизонтального направления на уровне 10° или больше и меньше чем 30°, причем выпускное отверстие расплавленной стали расположено между точкой максимума магнитного поля верхних полюсов магнита и точкой максимума магнитного поля нижних полюсов магнита, в то время как течение расплавленной стали тормозится магнитным полем постоянного тока, приложенным к паре верхних полюсов магнита и к паре нижних полюсов магнита, в котором расплавленная сталь, содержащая химические компоненты, где параметр X, определяемый следующей ниже формулой (1), удовлетворяет условию Х≤5000, непрерывно разливается со скоростью 0,75 м/мин или больше и в соответствии со следующими условиями (X), (Y):

X = 24989 ⋅ [ % T i ] + 386147 ⋅ [ % S ] + 853354 ⋅ [ % O ]   …   ( 1 )

Здесь [%Ti] означает содержание Ti в расплавленной стали (мас.%), [%S]: содержание S в расплавленной стали (мас.%) и [%O]: содержание О в расплавленной стали (мас.%).

Условие (X): Когда ширина листовой заготовки, которая будет отлита, и скорость разливки попадает в следующие ниже диапазоны от (а) до (i), интенсивность магнитного поля постоянного тока, приложенного к верхним полюсам магнита, составляет от 0,03 до 0,15 Тесла (Т) и интенсивность магнитного поля постоянного тока, приложенного к нижним полюсам магнита, составляет от 0,24 до 0,45 Т.

(а) Ширина листовой заготовки составляет меньше чем 950 мм, и скорость разливки составляет меньше чем 2,05 м/мин,

(b) ширина листовой заготовки составляет 950 мм или больше и меньше чем 1050 мм, и скорость разливки - меньше чем 2,25 м/мин,

(c) ширина листовой заготовки составляет 1050 мм или больше и меньше чем 1350 мм, и скорость разливки - меньше чем 2,35 м/мин,

(d) ширина листовой заготовки составляет 1350 мм или больше и меньше чем 1450 мм, и скорость разливки - меньше чем 2,25 м/мин,

(e) ширина листовой заготовки составляет 1450 мм или больше и меньше чем 1650 мм, и скорость разливки - меньше чем 2,15 м/мин,

(f) ширина листовой заготовки составляет 1650 мм или больше и меньше чем 1750 мм, и скорость разливки - меньше чем 2,05 м/мин,

(g) ширина листовой заготовки составляет 1750 мм или больше и меньше чем 1850 мм, и скорость разливки - меньше чем 1,95 м/мин,

(h) ширина листовой заготовки составляет 1850 мм или больше и меньше чем 1950 мм, и скорость разливки - меньше чем 1,85 м/мин, и

(i) ширина листовой заготовки составляет 1950 мм или больше и меньше чем 2150 мм, и скорость разливки - меньше чем 1,75 м/мин.

Условие (Y): когда ширина листовой заготовки, которая будет отлита, и скорость разливки попадает в следующие ниже диапазоны от (j) до (s), интенсивность магнитного поля постоянного тока, приложенного к верхним полюсам магнита, составляет больше чем 0,15-0,30 Т, и интенсивность магнитного поля постоянного тока, приложенного к нижним полюсам магнита, составляет от 0,24 до 0,45 Т.

(j) Ширина листовой заготовки составляет меньше чем 950 мм, и скорость разливки составляет 2,05 м/мин или больше и 3,05 м/мин или меньше,

(k) ширина листовой заготовки составляет 950 мм или больше и меньше чем 1050 мм, и скорость разливки составляет 2,25 м/мин или больше и 3,05 м/мин или меньше,

(l) ширина листовой заготовки составляет 1050 мм или больше и меньше чем 1350 мм, и скорость разливки составляет 2,35 м/мин или больше и 3,05 м/мин или меньше,

(m) ширина листовой заготовки составляет 1350 мм или больше и меньше чем 1450 мм, и скорость разливки составляет 2,25 м/мин или больше и 3,05 м/мин или меньше,

(n) ширина листовой заготовки составляет 1450 мм или больше и меньше чем 1550 мм, и скорость разливки составляет 2,15 м/мин или больше и 3,05 м/мин или меньше,

(о) ширина листовой заготовки составляет 1550 мм или больше и меньше чем 1650 мм, и скорость разливки составляет 2,15 м/мин или больше и 2,85 м/мин или меньше,

(р) ширина листовой заготовки составляет 1650 мм или больше и меньше чем 1750 мм, и скорость разливки составляет 2,05 м/мин или больше и 2,65 м/мин или меньше,

(q) ширина листовой заготовки составляет 1750 мм или больше и меньше чем 1850 мм, и скорость разливки составляет 1,95 м/мин или больше и 2,55 м/мин или меньше,

(r) ширина листовой заготовки составляет 1850 мм или больше и меньше чем 1950 мм, и скорость разливки составляет 1,85 м/мин или больше и 2,55 м/мин или меньше, и

(s) ширина листовой заготовки составляет 1950 мм или больше и меньше чем 2150 мм, и скорость разливки составляет 1,75 м/мин или больше и 2,55 м/мин или меньше.

2. Способ производства стального листа, где горячекатаный стальной лист получают путем горячей прокатки листовой заготовки, полученной при разливке с использованием способа непрерывной разливки в указанном выше пункте [1], горячекатаный стальной лист подвергается травлению, и впоследствии, при использовании холодной прокатки горячекатаного стального листа, время t и/или максимальная температура поверхности Т стального листа регулируется таким образом, чтобы соответствовать следующей формуле (1а).

H c / H o > exp { − 0,002 ⋅ ( T + t / 100 ) }   ( 1 a )

Здесь Но: концентрация водорода (м.д. по массе) в стальном листе сразу после окончания травления.

Hc: критическая концентрация водорода (м.д. по массе) в стальном листе непосредственно до холодной прокатки, на которой возникают дефекты качества поверхности за счет газовых раковин, причем критическая концентрация водорода определяется на основе условий холодной прокатки.

t: время до начала холодной прокатки после окончания травления (секунды).

Т: максимальная температура поверхности Т (К) стального листа после окончания травления и до начала холодной прокатки (температура поверхности стального листа также включает температуру поверхности стального листа, когда стальной лист нагревается после окончания травления и до холодной прокатки).

3. В способе непрерывной разливки стали или способе производства стального листа в указанном выше пункте [1] или [2], глубина погружения патрубка имеет значение, которое попадает в диапазон от 230 до 290 мм.

4. В способе непрерывной разливки стали или способе производства стального листа в любом указанном выше пункте [1]-[3], внутренний диаметр погружаемого патрубка (внутренний диаметр патрубка в позиции, где образуется выпускное отверстие для расплавленной стали) имеет значение, которое попадает в диапазон от 70 до 90 мм.

5. В способе непрерывной разливки стали или способе производства стального листа в любом указанном выше пункте [1]-[4], пропускное сечение каждого выпускного отверстия погружаемого патрубка для расплавленной стали имеет значение, которое попадает в диапазон от 3600 до 8100 мм².

6. В способе непрерывной разливки стали или способе производства стального листа в любом указанном выше пункте [1]-[5], что касается расплавленной стали в литейной форме, энергия турбулентности расплавленной стали на верхней поверхности имеет значение, которое попадает в диапазон от 0,0010 до 0,0015 м² /с², скорость течения расплавленной стали на верхней поверхности составляет 0,30 м/с или меньше, и скорость течения расплавленной стали на поверхности раздела расплавленная сталь/затвердевающая корка имеет значение, которое попадает в диапазон от 0,08 до 0,15 м/с.

7. В способе непрерывной разливки стали или способе производства стального листа в указанном выше пункте [6], что касается расплавленной стали в литейной форме, скорость течения расплавленной стали на верхней поверхности имеет значение, которое попадает в диапазон от 0,05 до 0,30 м/с.

8. В способе непрерывной разливки стали или способе производства стального листа в указанном выше пункте [6] или [7], что касается расплавленной стали в литейной форме, отношение А/В между скоростью течения расплавленной стали А на поверхности раздела расплавленная сталь/затвердевающая корка и скоростью течения расплавленной стали В на верхней поверхности имеет значение, которое попадает в диапазон от 1,0 до 2,0.

9. В способе непрерывной разливки стали или способе производства стального листа в любом указанном выше пункте [6]-[8], что касается расплавленной стали в литейной форме, концентрация пузырьков на поверхности раздела расплавленная сталь/затвердевающая корка составляет 0,008 кг/м³ или меньше.

10. В способе непрерывной разливки стали или способе производства стального листа в указанном выше пункте [9], толщина листовой заготовки, которая будет отлита, имеет значение, которое попадает в диапазон от 220 до 300 мм, и количество выпускаемого инертного газа с поверхности внутренней стенки погружаемого патрубка имеет значение, которое попадает в диапазон от 3 до 25 норм. л/мин.

11. В способе производства стального листа в любом указанном выше пункте [2]-[10], горячекатаный стальной лист после травления и до холодной прокатки нагревается до температуры выше, чем температура стального листа сразу после окончания травления.

В способе непрерывной разливки стали согласно настоящему изобретению, путем регулирования химического состава стали с очень малым содержанием углерода в определенном диапазоне, с учетом градиента натяжения на поверхности раздела в концентрационном граничном слое на передней поверхности затвердевающей корки, а также путем оптимизации интенсивности магнитного поля постоянного тока приложенного соответственно к верхним полюсам магнита, и нижним полюсам магнита в соответствии с шириной листовой заготовки, которая будет отлита, и со скоростью разливки, возможно получение листовой заготовки, имеющей высокое качество, не только с малым количеством дефектов, вызванных неметаллическими включениями и флюсом литейной формы, которые традиционно рассматриваются как проблемные, но также с малым количеством дефектов, вызванных мелкими пузырьками и мелкими неметаллическими включениями.

Кроме того, в частности, путем оптимизации глубины погружения патрубка, внутреннего диаметра погружаемого патрубка и пропускного сечения выпускного отверстия для расплавленной стали, возможно получение листовой заготовки, обладающей улучшенным качеством.

К тому же, согласно способу производства стального листа, может быть получен стальной лист, имеющий высокое качество, с очень небольшим количеством газовых раковин.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан продольный вид поперечного сечения литейной формы машины непрерывной разливки и погружаемого патрубка варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой горизонтальный вид поперечного сечения литейной формы и погружаемого патрубка варианта осуществления, показанного на фиг.1.

На фиг.3 показана зависимость частоты появления поверхностных дефектов (коэффициент дефектов) от угла наклона погружаемого патрубка при выгрузке расплавленной стали.

На фиг.4 показана зависимость между параметром Х расплавленной стали, скоростью течения расплавленной стали на поверхности раздела расплавленная сталь/затвердевающая корка, и интенсивностью захвата неметаллических включений затвердевающей коркой.

На фиг.5 показан график влияния глубины погружения погружаемого патрубка (влияние, которое проявляется на дефектах, вызванных флюсом литейной формы, и дефектах, вызванных пузырьками) в способе настоящего изобретения.

На фиг.6 показан график влияния внутреннего диаметра погружаемого патрубка (влияние, которое проявляется на дефектах, вызванных флюсом литейной формы) в способе настоящего изобретения.

На фиг.7 показан график влияния пропускного сечения соответствующих выпускных отверстий погружаемого патрубка для расплавленной стали (влияние, которое проявляется на дефектах, вызванных флюсом литейной формы и дефектах, вызванных пузырьками) в способе настоящего изобретения.

Фиг.8 дает концептуальное представление для объяснения энергии турбулентности расплавленной стали на верхней поверхности, скорости течения расплавленной стали на затвердевающей поверхности раздела (скорость течения расплавленной стали на поверхности раздела расплавленной стали с затвердевающей коркой), скорости течения расплавленной стали на верхней поверхности и концентрации пузырьков на затвердевающей поверхности раздела (концентрация пузырьков на поверхности раздела расплавленной стали с затвердевающей коркой) расплавленной стали в литейной форме.

На фиг.9 показан график влияния энергии турбулентности расплавленной стали на верхней поверхности на интенсивность поверхностных дефектов (количество дефектов) в расплавленной стали в литейной форме.

На фиг.10 показан график влияния скорости течения расплавленной стали на верхней поверхности на интенсивность поверхностных дефектов (количество дефектов) в расплавленной стали в литейной форме.

На фиг.11 показан график влияния скорости течения расплавленной стали на затвердевающей поверхности раздела (скорость течения расплавленной стали на поверхности раздела расплавленной стали с затвердевающей коркой) на интенсивность поверхностных дефектов (количество дефектов) в расплавленной стали в литейной форме.

На фиг.12 показан график влияния отношения А/В между скоростью течения расплавленной стали на затвердевающей поверхности раздела А и скоростью течения расплавленной стали на верхней поверхности В на интенсивность поверхностных дефектов (количество дефектов) в расплавленной стали в литейной форме.

На фиг.13 показан график влияния концентрации пузырьков на затвердевающей поверхности раздела (концентрации пузырьков на поверхности раздела расплавленной стали с затвердевающей коркой) на интенсивность поверхностных дефектов (количество дефектов) в расплавленной стали в литейной форме.

На фиг.14 показан график влияния уменьшения массы горячекатаного стального листа под действием травления на концентрацию водорода Но в стальном листе сразу после окончания травления.

На фиг.15 показан график зависимости Но·ехр{-0,002×(Tо+t1/100)} от концентрации водорода H₁ в стальном листе в момент времени t₁ после окончания травления, где концентрация водорода в горячекатаном стальном листе сразу после окончания травления принята равной Но и от температуры поверхности стального листа То.

На фиг.16 показан график влияния концентрации водорода Н в стальном листе непосредственно до холодной прокатки на частоту появления дефектов - газовых раковин - в зависимости от толщины готовой холоднокатаной пластины.

Осуществление изобретения

В способе непрерывной разливки стали согласно настоящему изобретению, сталь с очень малым содержанием углерода непрерывно разливают с использованием машины непрерывной разливки, где пара верхних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, прослоенной между полюсами, и пара нижних полюсов магнита, лицевые поверхности которых расположены противоположно длинной стороне литейной формы, прослоенной между полюсами, предусмотрены на внешней стороне литейной формы (тыльная поверхность боковой стенки литейной формы), предусмотрен погружаемый патрубок с углом наклона α при выгрузке расплавленной стали из выпускного отверстия для направления вниз от горизонтального уровня, составляющим 10° или больше и меньше чем 30°, причем выпускное отверстие расплавленной стали расположено между точкой максимума магнитного поля верхних полюсов магнита и точкой максимума магнитного поля нижних полюсов магнита. Сталь с очень малым содержанием углерода непрерывно разливают, причем поток расплавленной стали тормозят магнитным полем постоянного тока, приложенным к паре верхних полюсов магнита и паре нижних полюсов магнита.

Авторы настоящего изобретения исследовали указанный выше способ непрерывной разливки, проведя численное моделирование процесса и тому подобное, и в результате этого исследования было установлено, что факторами, влияющими на появление дефектов, вызванных пузырьками, дефектов, вызванных включениями и дефектов, вызванных флюсом литейной формы (основными факторами), являются энергия турбулентности расплавленной стали на верхней поверхности (относится к возникновению вихревого течения вблизи верхней поверхности), скорость течения расплавленной стали на поверхности раздела расплавленной стали с затвердевающей коркой (в последующем может просто называться "затвердевающей поверхностью раздела") (в последующем может просто называться "скорость течения расплавленной стали на затвердевающей поверхности раздела") и скоростью течения расплавленной стали на верхней поверхности, причем указанные факторы влияют на возникновение дефектов. В частности, авторы изобретения обнаружили, что скорость течения расплавленной стали на верхней поверхности и энергия турбулентности расплавленной стали на верхней поверхности влияют на увлечение флюса литейной формы, а скорость течения расплавленной стали на затвердевающей поверхности раздела влияет на дефекты, вызванные пузырьками, и дефекты, вызванные включениями. На основе указанных данных авторы настоящего изобретения исследовали различные эффекты, возникающие под действием верхнего магнитного поля постоянного тока и нижнего магнитного поля постоянного тока, приложенного к потоку расплавленной стали, и ниже приведено разъяснение результатов указанного исследования.

(1) Когда магнитное поле постоянного тока приложено к верхним полюсам магнита, восходящий поток расплавленной стали (восходящий поток, который генерируется, когда поток расплавленной стали, выдуваемый из выпускного отверстия, сталкивается с торцом литейной формы и возвращается обратно) тормозится таким образом, что могут быть снижены скорость течения расплавленной стали на верхней поверхности и энергия турбулентности расплавленной стали на верхней поверхности. Однако только с таким магнитным полем постоянного тока, в идеальном состоянии, нельзя контролировать скорость течения расплавленной стали на верхней поверхности, энергию турбулентности расплавленной стали на верхней поверхности и скорость течения расплавленной стали на затвердевающей поверхности раздела.

(2) С указанной выше точки зрения, полагают, что приложение магнитного поля постоянного тока к верхним полюсам магнита является эффективным для предотвращения как дефектов, вызванных пузырьками/дефектов, вызванных включениями, так и дефектов, вызванных флюсом литейной формы. Однако, когда магнитное поле постоянного тока прилагается только к верхним полюсам магнита, не может быть получен достаточно выгодный эффект торможения, и условия разливки (ширина листовой заготовки, которая будет отлита, скорость разливки), причем условия применения магнитного поля постоянного тока, приложенного соответственно к верхним полюсам магнита, и к нижним полюсам магнита, взаимно влияют друг на друга, и в отношении этих условий существует оптимальный диапазон.

(3) В частности, для предотвращения захвата затвердевающей коркой мелких неметаллических включений или тому подобного необходимо отрегулировать химический состав расплавленной стали в диапазоне композиции, где неметаллические включения или тому подобное едва захватываются затвердевающей коркой на поверхности раздела расплавленная сталь/затвердевающая корка (то есть в диапазоне, определенным с учетом градиента натяжения на поверхности раздела в концентрационном граничном слое на передней поверхности затвердевающей корки), и на основе указанной регулировки, необходимо установить на соответствующем уровне скорость течения расплавленной стали на затвердевающей поверхности раздела, путем оптимизации интенсивности указанного выше магнитного поля постоянного тока, и, таким образом, получить очищающий эффект на поток расплавленной стали.

В настоящем изобретении непрерывная разливка стали с очень малым содержанием углерода осуществляется в следующих условиях (А), (В) на основе указанных данных, и при такой непрерывной разливке можно эффективно подавить как образование дефектов, вызванных пузырьками/дефектов, вызванных включениями, так и появление дефектов, вызванных флюсом литейной формы.

Условие (А): химический состав расплавленной стали (стали с очень малым содержанием углерода) регулируется в определенном диапазоне, который определяется с учетом градиента натяжения на поверхности раздела в концентрационном граничном слое передней поверхности затвердевающей корки.

Условие (В): Интенсивности магнитного поля постоянного тока, приложенного соответственно к верхним полюсам магнита, нижним полюсам магнита, оптимизированы в соответствии с шириной листовой заготовки, которая будет отлита, и скоростью разливки.

На фиг.1 и 2 показана литейная форма машины непрерывной разливки и погружаемый патрубок одного варианта осуществления настоящего изобретения, где на фиг.1 показан продольный вид поперечного сечения литейной формы и погружаемого патрубка, и фигура 2 представляет собой горизонтальный вид поперечного сечения литейной формы и погружаемого патрубка (поперечное сечение сделано вдоль линии II-II на фиг.1).

На чертеже позиция 1 обозначает литейную форму, где форма 1 образуется из длинных боковых частей 10 литейной формы (боковые стенки литейной формы) и коротких боковых частей 11 литейной формы (боковые стенки литейной формы) и имеет прямоугольную форму, если смотреть на горизонтальное сечение.

Позиция 2 обозначает погружаемый патрубок, причем расплавленную сталь в разливочном устройстве (на чертеже не показано), расположенном выше литейной формы 1, заливают в литейную форму 1 через погружаемый патрубок 2. Этот погружаемый патрубок 2 имеет нижнюю часть 21 на нижнем конце цилиндрического корпуса патрубка и пару выпуск