本發(fā)明涉及鑄坯的連續(xù)鑄造方法，特別是涉及使用弧型或者立彎型的連續(xù)鑄造機來連續(xù)鑄造鑄坯的方法。

背景技術：

連續(xù)鑄造中，將鋼水從澆包注入到中間包內(nèi)，進而，將鋼水從中間包注入到鑄模內(nèi)。在鑄模內(nèi)，在鋼水的外周部形成凝固殼，該狀態(tài)的鑄坯(凝固殼以及內(nèi)部的鋼水)被拉拔到鑄模的下方。之后，通過用噴霧器帶進行二次冷卻，從而直至內(nèi)部使鑄坯凝固。如此而得到的鑄坯被截斷為恰當?shù)拇笮?，根?jù)情況，通過開坯再加熱而成為恰當?shù)臏囟戎蟊怀踯垺?/p>

在開坯再加熱時在鑄坯表面會因鑄坯的冷卻條件而產(chǎn)生裂紋。因此，為了防止這樣的裂紋，對鑄坯的冷卻方法下工夫。例如，為了使鑄坯表層的組織微細化，對截斷后的鑄坯使用作為連續(xù)鑄造機外的冷卻裝置的鋼塊冷卻器(ブルームクーラー)進行冷卻(三次冷卻)。

專利文獻1中記載了將連續(xù)鑄造的鑄坯截斷為規(guī)定的長度之后，使用鋼塊冷卻器，從略高于ar3點的溫度域冷卻的方法。專利文獻1中，將水平地配置的鑄坯上面的水量密度設為5×10^-4～4×10^-3m³/sm²(＝30～240l/分/m²)而進行冷卻，使該鑄坯的側面以及下面的水量密度與該鑄坯上面的水量密度不同，從而可以防止在冷卻時發(fā)生的裂紋。

此外，專利文獻2中記載了使用鋼塊冷卻器，對溫度略高于ar3點的鑄坯進行冷卻時，將鑄坯的移動速度設為3～10m/分鐘。在專利文獻2中，可以由此使鑄坯下面均勻地冷卻。

專利文獻1以及2的方法例如在進行開坯再加熱時，有意地在鑄坯的表層存在γ粒被微細化的組織。

另一方面，在專利文獻3中，通過在二次冷卻時將鑄坯驟冷，從而將鑄坯表層的組織改性為高溫延性高的組織，從而得到表面沒有裂紋的鑄坯。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平10-1719號公報

專利文獻2:日本特開2005-40837號公報

專利文獻3:日本特開2002-307149號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

但是，即便采用專利文獻1以及2的任一方法，有時也在鑄坯的回熱時產(chǎn)生裂紋，此外，例如在初軋時產(chǎn)生裂紋。認為這是由于在鑄坯被驟冷時，鑄坯的一部分發(fā)生馬氏體化而在回熱時膨脹，以及在開坯再加熱時在鑄坯的表層與內(nèi)部之間產(chǎn)生熱應力。

進而，近年來提出了使三次冷卻的冷卻能力極度降低的方法等，但均不能得到足夠的效果。

此外，鑄坯的角部在冷卻時會在鑄坯的寬度方向(長邊方向)以及厚度方向(短邊方向)這2個方向收縮。因此，采用專利文獻3的方法實施僅對鑄坯的長邊面的組織進行改性的驟冷時，存在在角部的裂紋增加的傾向。

本發(fā)明的目的在于提供可以制造從二次冷卻至初軋的工序中不易產(chǎn)生表面裂紋的鑄坯的連續(xù)鑄造方法。

用于解決問題的方案

本發(fā)明人等將用于在二次冷卻時使鑄坯的組織改性的冷卻分為：用于僅對鑄坯的角部(在本發(fā)明中，是指鑄坯的距頂點以及棱20mm以內(nèi)的區(qū)域。在以下同樣。)進行組織改性的冷卻(第1水冷工序)、和用于對鑄坯的角部以外的部位進行組織改性的冷卻(第2水冷工序)。對鑄坯進行冷卻以使僅鑄坯的角部的表面溫度不足ar3點的第1水冷工序終止后，進行使鑄坯的包含角部的鑄坯的長邊面整面回熱為ar3點以上的溫度的回熱工序，進行回熱工序之后，進行將鑄坯的包含角部的鑄坯的長邊面整面冷卻至不足ar3點的溫度的第2水冷工序。并且，在第2水冷工序終止后，使鑄坯的角部停留在不足ar3點的溫度，并且使鑄坯的除角部以外的部位回熱到ar3點以上的溫度。其結果，得到鑄坯的包含角部的整個表面被組織改性的鑄坯，可以在從二次冷卻至初軋的工序防止表面裂紋。本發(fā)明是基于這樣的見解而完成的。以下，對于本發(fā)明進行說明。在以下的說明中，“ar3點～900℃”意味著ar3點以上且不足900℃。此外的代表數(shù)值范圍的“x～y”若無特別限定，則意味著x以上且y以下。

本發(fā)明的主旨在于鑄坯的連續(xù)鑄造方法，其為使用弧型或者立彎型的連續(xù)鑄造機對鑄坯進行連續(xù)鑄造的方法，其中，對于從鑄模拉拔的鑄坯自上述鑄模的正下方進行冷卻的、二次冷卻帶的工序中包含：第1水冷工序，在該第1水冷工序之后進行的第1回熱工序，在該第1回熱工序之后進行的第2水冷工序，以及在該第2水冷工序之后進行的第2回熱工序，

上述第1水冷工序為如下的工序：通過對表面溫度為1000℃以上的鑄坯的寬幅面供給冷卻水，從而對鑄坯進行冷卻，以使僅角部的表面溫度不足ar3點、且除上述角部以外的鑄坯的部位的表面溫度保留在ar3點以上，所述角部為鑄坯的距頂點以及棱20mm以內(nèi)的區(qū)域，

上述第1回熱工序為使鑄坯回熱以使包含上述角部的鑄坯的整體的表面溫度為ar3點以上的工序，

上述第2水冷工序為如下的工序：通過對表面溫度為ar3點～900℃的鑄坯的寬幅面供給冷卻水，從而對鑄坯進行冷卻，以使包含上述角部的鑄坯的整體的表面溫度不足ar3點，

上述第2回熱工序為使鑄坯回熱以使上述角部的表面溫度保留在不足ar3點的溫度、且除上述角部以外的鑄坯的部位的表面溫度為ar3點以上的工序。

其中，本發(fā)明中的“鑄坯”為厚度為200mm以上的大截面的鑄坯，本發(fā)明中的鑄坯中包含所述“厚板(厚板鑄坯)”以及“鋼塊(鋼塊鑄坯)”。此外，作為基于第1水冷工序的開始冷卻時的鑄坯的表面溫度的“1000℃以上”、作為基于第2水冷工序的開始冷卻時的鑄坯的表面溫度的“ar3點～900℃”為鑄坯的寬度方向中央的距表面深度為10mm的部位的溫度。此外，通過冷卻、回熱，控制到不足ar3點或者為ar3點以上的、鑄坯的角部、除角部以外的部位的“表面溫度”也為距鑄坯的表面的深度為10mm的部位的溫度。這些表面溫度例如可以通過基于凝固傳熱解析的計算而求出。此外，“寬幅面”是指不包含對于用以鑄坯的長度方向為法線方向的平面截斷鑄坯而得到的截面進行劃定的長邊(鑄坯的寬度方向的邊)以及短邊(鑄坯的厚度方向的邊)之中短邊的面。換言之，寬幅面意味著鑄坯的上面以及下面。此外，本發(fā)明中的“第1水冷工序”以及“第2水冷工序”為自鑄坯的上面?zhèn)纫约跋旅鎮(zhèn)?，在鑄坯為厚板鑄坯的情況下，通過向鑄坯的寬幅面整面供給冷卻水，在鑄坯為鋼塊鑄坯的情況下，通過向鑄坯的寬幅面的除角部以外的部位供給冷卻水，從而對鑄坯的包含角部的鑄坯的寬幅面整面進行水冷的工序。

在利用在鑄坯的內(nèi)部存在的未凝固的鋼水的顯熱、潛熱的第1回熱工序中使在第1水冷工序中冷卻到不足ar3點的溫度的角部回熱到ar3點以上的溫度，從而可以僅在鑄坯的角部的表層(稱為距鑄坯的最表面5～10mm的厚度的區(qū)域。在以下也同樣)形成γ晶界不清晰的組織。該組織為鐵素體以及珠光體的混合組織。更具體而言，從高溫側將鑄坯冷卻到低于ar3點的低溫側時，為鐵素體在γ晶界呈粒狀生成的狀態(tài)的凝固組織，該組織具有高溫延性。其中，為了形成γ晶界不清晰的組織，暫時制成不足ar3點的溫度之后，需要將該溫度回復至ar3點以上。在本發(fā)明中，第1水冷工序以及第1回熱工序中的、鑄坯的除角部以外的部位的表面溫度為ar3點以上的溫度。因此，即便經(jīng)過第1水冷工序以及第1回熱工序，在鑄坯的除角部以外的部位也未形成γ晶界不清晰的組織。

接著，在利用在鑄坯的內(nèi)部存在的未凝固的鋼水的顯熱、潛熱的第2回熱工序中使在第2水冷工序中冷卻至不足ar3點的溫度的除角部以外的部位回熱至ar3點以上的溫度，從而可以在鑄坯的除角部以外的部位的表層形成與在鑄坯的角部形成的組織同樣的、γ晶界不清晰的組織。另一方面，通過第1水冷工序以及第1回熱工序而形成γ晶界不清晰的組織的鑄坯的角部通過在第2水冷工序冷卻之后，在第2回熱工序中被回熱，從而溫度上升，但該溫度停留在不足ar3點。暫時形成的γ晶界不清晰的組織未達到ar3點以上的溫度就進一步受到二維地冷卻，因此未形成逆相變組織(基于γ→相變?yōu)棣?鐵素體)+p(珠光體)的、組織的再結晶的微細化組織)。因此，即便經(jīng)過第2水冷工序以及第2回熱工序，該組織也被維持。因此，通過經(jīng)過上述4個工序，從而可以制造鑄坯的角部以及除角部以外的部位的表層被組織改性的鑄坯。通過對鑄坯的全部表層進行組織改性，從而可以在從二次冷卻至初軋的工序中防止表面裂紋。

此外，在上述本發(fā)明中，優(yōu)選在第1水冷工序中向鑄坯供給的冷卻水的水量密度為170～290l/分/m²，并且，在第1水冷工序中向鑄坯供給冷卻水的時間為0.95～4.0分鐘。

此外，在上述本發(fā)明中，優(yōu)選在第2水冷工序中向鑄坯供給的冷卻水的水量密度為170～290l/分/m²，并且，在第2水冷工序中向鑄坯供給冷卻水的時間為0.95～4.0分鐘。

在本發(fā)明中，“冷卻水的水量密度”是指分別向鑄坯的上面以及下面供給的冷卻水的水量密度，為鑄坯的每單位表面積的每單位時間所供給的水量。此外，“供給冷卻水的時間”是指分別向鑄坯的上面以及下面供給冷卻水的時間(冷卻時間)。

將第1水冷工序、第2水冷工序中的水量密度以及供給冷卻水的時間設為上述的范圍內(nèi)，從而通過基于與以往相比少量的冷卻水的冷卻，變得容易在角部以及除角部以外的部位的表層形成γ晶界不清晰的組織。由此，即便與以往相比減少在二次冷卻帶中使用的冷卻水的量，也可以在自二次冷卻至初軋的工序中防止表面裂紋。其中，對于鑄坯的長度方向，作為第2水冷工序作用的水冷對象的部分與作為第1水冷工序作用的水冷對象的部分相比，處于鑄坯移動方向的下游側，因此溫度低。因此，在第2水冷工序中，與第1水冷工序相比，即便減少使用的冷卻水的量，也可以使鑄坯的除角部以外的部位冷卻到不足ar3點的溫度。

此外，在上述本發(fā)明中，優(yōu)選在第1回熱工序中使鑄坯回熱的時間為2分鐘以上。

此外，在上述本發(fā)明中，優(yōu)選在第2回熱工序中使鑄坯回熱的時間為2分鐘以上。

在第1回熱工序中，例如，通過將使鑄坯回熱的時間設為2分鐘以上，從而在實質上在鑄坯表面的寬度方向的整個區(qū)域，容易使鑄坯的表層回熱至ar3點以上的溫度。此外，在第2回熱工序中，例如，通過使將鑄坯回熱的時間設為2分鐘以上，從而容易使鑄坯的除角部以外的部位的表層回熱至ar3點以上的溫度。冷卻至不足ar3點的溫度之后，回熱至ar3點以上的溫度，從而可以形成γ晶界不清晰的組織，因此通過制成這樣的形態(tài)，從而在自二次冷卻至初軋的工序中容易防止表面裂紋。

圖1為對于水冷的鑄坯示出經(jīng)過時間與鑄坯的表面以及內(nèi)部的溫度的關系的一個例子的圖。表面溫度為利用在鑄坯的表面設置的熱電偶所測定的溫度，內(nèi)部溫度為利用在鑄坯的距表面深度22mm的部位設置的熱電偶而測定的溫度。該例中，ar3點為1123k。自停止水冷之時(由點劃線t0表示。)開始，在經(jīng)過2分鐘時(由點劃線t2表示。)與經(jīng)過3分鐘時(由點劃線t3表示。)之間使鑄坯的表面溫度回熱到ar3點以上。

另一方面，如圖1所示，即便將回熱時間延長到長于3分鐘，回熱到ar3點以上的效果已飽和。因此，回熱時間例如，優(yōu)選設為2～3分鐘。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，可以抑制在鑄坯的角部的裂紋，并且制造在鑄坯表面的大致整個區(qū)域形成高溫延性高的組織的鑄坯。由此，在自二次冷卻至初軋的工序(例如，二次冷卻工序、回熱工序、開坯再加熱工序、以及初軋工序)中可以防止在鑄坯的表面產(chǎn)生裂紋。

附圖說明

圖1為對于水冷的鑄坯示出經(jīng)過時間與鑄坯的表面以及內(nèi)部的溫度的關系的一個例子的圖。

圖2為說明本發(fā)明的鑄坯的連續(xù)鑄造方法的圖。

圖3為示出在鑄坯截面中包含觀察組織的位置的區(qū)域的圖。

圖4為說明實施比較例1的連續(xù)鑄造方法的鑄坯的角部的截面的圖。

圖5為說明實施比較例6的連續(xù)鑄造方法的鑄坯的中央部的截面的圖。

圖6為說明實施比較例6的連續(xù)鑄造方法的鑄坯的角部的截面的圖。

圖7為說明實施實施例1的連續(xù)鑄造方法的鑄坯的角部的截面的圖。

具體實施方式

以下，對于本發(fā)明的實施方式進行說明。需要說明的是，在以下示出的形態(tài)為本發(fā)明的例子，本發(fā)明并不限于以下示出的方式。本發(fā)明中具體地特定對拉拔到鑄模的下方的鑄坯進行冷卻的二次冷卻帶中的、冷卻形態(tài)以及回熱形態(tài)。

圖2為說明本發(fā)明的鑄坯的連續(xù)鑄造方法的圖。如圖2所示，本發(fā)明具有第1水冷工序(s1)、第1回熱工序(s2)、第2水冷工序(s3)、和第2回熱工序(s4)。s1～s4為二次冷卻帶中所包含的工序。

＜第1水冷工序(s1)＞

第1水冷工序(在以下，稱為“s1”)為如下的工序，對表面溫度為1000℃以上的鑄坯的寬幅面供給冷卻水，從而對鑄坯進行冷卻，以使僅鑄坯的角部的表面溫度不足ar3點、并且除角部以外的鑄坯的部位的表面溫度停留在ar3點以上。

如上所述，在本發(fā)明中，分別進行鑄坯的角部的組織改性和鑄坯的除角部以外的部位的組織改性，進行鑄坯的角部的組織改性之后，進行鑄坯的除角部以外的部位的組織改性。s1是為了進行僅鑄坯的角部的組織改性而進行必要的冷卻的工序。其中，為了進行本發(fā)明中的組織改性，需要暫時將希望進行組織改性的部位冷卻到不足ar3點的溫度。s1為為了進行鑄坯的角部的組織改性而進行必要的冷卻的工序，因此在s1中，使冷卻至不足ar3點的溫度的部位僅為鑄坯的角部，鑄坯的除角部以外的部位的表面溫度停留在ar3點以上的溫度。即，在s1中，通過將冷卻水供給至鑄坯從而對鑄坯進行冷卻，以使鑄坯的除角部以外的部位的表面溫度停留于ar3點以上、并且、鑄坯的角部的表面溫度不足ar3點。

鑄坯的除角部以外的部位的表面僅為1個，與之相對，鑄坯的角部的表面為2個以上。因此，鑄坯的角部與鑄坯的除角部以外的部位相比容易冷卻，不易回熱。鑄坯的角部與鑄坯的除角部以外的部位相比容易冷卻，因此通過使用與以往相比少量的冷卻水來對鑄坯進行冷卻，從而可以冷卻鑄坯以使僅鑄坯的角部的表面溫度不足ar3點、且除角部以外的鑄坯的部位的表面溫度停留于ar3點以上。

在本發(fā)明中，對于s1，若可以對鑄坯進行冷卻以使僅鑄坯的角部的表面溫度不足ar3點、且除角部以外的鑄坯的部位的表面溫度停留于ar3點以上，則其形態(tài)沒有特別限定。對于這樣的冷卻，例如，通過制成向鑄坯持續(xù)0.95～4.0分鐘供給水量密度為170～290l/分鐘/m²的冷卻水的形態(tài)，從而可以容易地進行。因此，在s1中優(yōu)選向鑄坯供給的冷卻水的水量密度為170～290l/分鐘/m²，并且，在s1中向鑄坯供給冷卻水的時間為0.95～4.0分鐘。

＜第1回熱工序(s2)＞

第1回熱工序(在以下，稱為“s2”。)為接著s1而進行的工序，是為了進行僅鑄坯的角部的組織改性而進行必要的回熱的工序。對于s2，具體而言，為使鑄坯回熱以使包含角部的鑄坯的整體的表面溫度為ar3點以上的工序。如上所述，在s1中，鑄坯的角部被冷卻以使其表面溫度為不足ar3點。因此，通過在s2使鑄坯回熱以使鑄坯的包含角部的整體的表面溫度為ar3點以上，從而可以在鑄坯的角部的表層形成γ晶界不清晰的組織。該組織具有高溫延性。需要說明的是，s2中，鑄坯的除角部以外的部位的表面溫度也為ar3點以上。但是，鑄坯的除角部以外的部位在s1中表面溫度也為ar3點以上。因此，即便進行s2，在鑄坯的除角部以外的部位也未形成γ晶界不清晰的組織。

在本發(fā)明中，對于s2，若可以使鑄坯回熱以使包含角部的鑄坯的整體的表面溫度為ar3點以上，則其方式?jīng)]有特別限定。這樣的回熱例如通過使鑄坯回熱的時間至少為2分鐘以上，優(yōu)選為2～3分鐘，從而可以容易地進行。需要說明的是，在圖1中示出的例子中，從停止水冷時開始，在經(jīng)過2分鐘時和經(jīng)過3分鐘時之間，使鑄坯的表面溫度回熱到ar3點以上，本發(fā)明人等確認通過使鑄坯回熱持續(xù)2分鐘以上，從而可以使鑄坯回熱到ar3點以上的溫度。

＜第2水冷工序(s3)＞

第2水冷工序(在以下，稱為“s3”。)為對表面溫度為ar3點～900℃的鑄坯的寬幅面供給冷卻水，從而對鑄坯進行冷卻以使包含角部的鑄坯的整體的表面溫度不足ar3點的工序。

s3是為了進行鑄坯的除角部以外的部位的組織改性而進行必要的冷卻的工序。如上所述，為了進行本發(fā)明中的組織改性，需要暫時對希望進行組織改性的部位冷卻至不足ar3點的溫度，因此在s3中，對鑄坯進行冷卻以使鑄坯的除角部以外的部位的表面溫度不足ar3點。其中，如上所述，鑄坯的角部與鑄坯的除角部以外的部位相比容易冷卻，因此鑄坯的角部的表面溫度比鑄坯的除角部以外的部位的表面溫度低。因此，對鑄坯進行冷卻以使鑄坯的除角部以外的部位的表面溫度不足ar3點時，鑄坯的角部的表面溫度也不足ar3點。因此，s3可以表示為對鑄坯進行冷卻以使包含角部的鑄坯的整體的表面溫度不足ar3點的工序。

在本發(fā)明中，對于s3，若可以對鑄坯進行冷卻以使包含角部的鑄坯的整體的表面溫度不足ar3點，則對其形態(tài)沒有特別限定。對于這樣的冷卻，例如，通過制成向鑄坯持續(xù)0.95～4.0分鐘供給水量密度為170～290l/分鐘/m²的冷卻水的形態(tài)，從而可以容易地進行。因此，優(yōu)選在s3中向鑄坯供給的冷卻水的水量密度為170～290l/分鐘/m²，并且，在s3中將冷卻水供給至鑄坯的時間為0.95～4.0分鐘。需要說明的是，在s3中所冷卻的鑄坯的表面溫度比在s1中所冷卻的鑄坯的表面溫度低。因此，即便將冷卻水的水量密度以及冷卻水的供給時間設為與s1同樣，也可以將鑄坯的除角部以外的部位以及鑄坯的角部冷卻至低于s1的溫度。

＜第2回熱工序(s4)＞

第2回熱工序(在以下，稱為“s4”。)為接著s3進行的工序，是為了進行鑄坯的除角部以外的部位的組織改性而進行必要的回熱的工序。對于s4，具體而言，是使鑄坯回熱以使角部的表面溫度停留在不足ar3點的溫度，并且除角部以外的鑄坯的部位的表面溫度為ar3點以上的工序。如上所述，在s3中，對于鑄坯的除角部以外的部位(以及角部)進行冷卻，以使其的表面溫度不足ar3點。因此，通過在s4中使鑄坯回熱以使鑄坯的除角部以外的部位的表面溫度為ar3點以上，從而可以在鑄坯的除角部以外的部位的表層形成γ晶界不清晰的組織。該組織具有高溫延性。對于經(jīng)過s1～s4的鑄坯，鑄坯的包含角部的長邊面整面的表層被改性為γ晶界不清晰的組織。

需要說明的是，在s4中，鑄坯的角部的表面溫度停留在不足ar3點。這是基于如下等理由：鑄坯的角部的組織改性在s1以及s2中完成，因此在s4中不需要使角部的表面溫度為ar3點以上。在s3中冷卻之后的鑄坯的角部的表面溫度比在s1中冷卻之后的鑄坯的角部的表面溫度低，并且，鑄坯的角部難以回熱，因此在s4中，可以容易地使角部的表面溫度停留在不足ar3點。

在本發(fā)明中，對于s4，若可以使鑄坯回熱以使角部的表面溫度停留在不足ar3點，并且除角部以外的部位的表面溫度為ar3點以上，則其形態(tài)沒有特別限定。這樣的回熱例如通過使鑄坯回熱的時間至少為2分鐘以上，優(yōu)選為2～3分鐘，從而可以容易地進行。

若基于具有s1～s4的本發(fā)明，則可以分別地對鑄坯的角部和其它部分進行改性，可以防止包含角部的鑄坯的表層整個區(qū)域的裂紋。此外，在s4終止后，在鑄坯的表層的大致整個區(qū)域形成高溫延性高的組織。由此，可以減少會在鑄坯的表層與內(nèi)部之間產(chǎn)生的熱應力。其結果，不僅在第1以及第2水冷工序中的冷卻時，而且即便在第1以及第2回熱工序中的回熱、二次冷卻后的回熱、開坯再加熱、以及初軋時，也可抑制鑄坯的表面裂紋。即，若根據(jù)本發(fā)明，則在自二次冷卻至初軋的工序中，可以使鑄坯的表面裂紋不易產(chǎn)生。

需要說明的是，作為不使用本發(fā)明的、用于將角部的組織與其它部分分別地進行改性的方法，考慮僅對鑄坯的端部進行冷卻，以及僅對除該端部以外的部分進行冷卻。但是，實際上進行這樣的冷卻是困難的。例如，為了不使冷卻水直接接觸鑄坯的端部，考慮對噴霧器配置等下工夫。但是，在鑄模正下方，設置有支撐鑄坯的輥，因此噴射到鑄坯的冷卻水介沿著該輥而供給到角部。對于角部，從供給有冷卻水的寬幅面以及其的側面開始冷卻，因此容易過冷，并且，難以回熱。

實施例

參照實施例并且對本發(fā)明進一步繼續(xù)說明。

為了確認本發(fā)明的效果，使用實際生產(chǎn)規(guī)模的鑄造機，進行鑄坯的冷卻試驗，調查冷卻條件(水量密度、以及冷卻時間)與鑄坯表層的組織的關系。作為實施例(本發(fā)明例)，實施第1水冷工序中的水冷、第1回熱工序中的回熱、第2水冷工序中的水冷、以及第2回熱工序中的回熱。并且，作為基于以往的技術的比較例，實施在連續(xù)的1個冷卻工序中的冷卻而不分為兩個冷卻，在之后實施回熱工序。所有冷卻工序中，均對鑄坯的長邊面以及短邊面，利用噴霧器噴嘴噴射冷卻水來冷卻。

具體而言，在以0.6～0.8m/分鐘的鑄造速度連續(xù)鑄造c含量為0.15～0.23wt％的寬435mm×厚度315mm的鑄坯時，進行冷卻試驗。在實施例中，第1水冷工序以及第2水冷工序中的噴霧器水量密度設為170～290l/分鐘/m²，在第1水冷工序以及第2水冷工序中向鑄坯供給冷卻水的時間(冷卻時間)設為0.95～3.7分鐘。需要說明的是，在一部分的比較例中，將鑄坯的尺寸設為寬為650mm、且厚度為300mm。在表1中示出實施例的試驗條件以及有無裂紋存在的結果，在表2中示出比較例的試驗條件以及有無裂紋存在的結果。在各個試驗中，對于有無裂紋存在，切取該鑄坯樣品、酸洗去除氧化皮，之后用目視判斷裂紋的有無。具體而言，用目視觀察到裂紋時，判斷為“有裂紋”；用目視未觀察到裂紋時，判斷為“無裂紋”。需要說明的是，表2中的“-”意味著不實施該工序。

[表1]

[表2]

全部的實施例中，通過傳熱解析和鑄坯表面的溫度測定而確認了鑄坯表面的冷卻速度為1.0～3.0℃/秒鐘。

用以長度方向為法線方向的平面截斷所得到的鑄坯，用光學顯微鏡觀察截面的組織。圖3中示出截面中的包含組織觀察位置的區(qū)域。觀察在角部fcorner、以及在鑄坯1的與寬幅面鄰接的區(qū)域且鑄坯1的寬度方向中央部(在以下，僅稱為“中央部”。)fcenter進行。

圖4～圖7中示出鑄坯的截面照片。圖4為實施比較例1的連續(xù)鑄造方法的鑄坯的角部的照片。圖5為實施比較例6的連續(xù)鑄造方法時，對于實施第1水冷工序以及第1回熱工序之后的鑄坯拍攝截面的中央部的照片。圖6為實施比較例6的連續(xù)鑄造方法時，對于實施了第1水冷工序以及第1回熱工序的鑄坯拍攝截面的角部的照片。圖7為實施實施例1的連續(xù)鑄造方法時，對于第2回熱工序后的鑄坯拍攝截面的中央部的照片。

如圖4所示，比較例1的鑄坯中，在角部形成γ晶界清晰的組織。認為這是由于在冷卻時的水量密度大的比較例1中，被過冷卻的角部在之后的回熱工序中未能達到ar3點以上的溫度，未能改性為γ晶界不清晰的組織。與之相對，如圖5所示，在比較例6的鑄坯中，在中央部形成γ晶界清晰的組織。認為這是由于在冷卻時的水量密度小的比較例6中，中央部的冷卻不充分，鑄坯中央部表層的溫度未下降到不足ar3點。

另一方面，如圖6所示，在比較例6的鑄坯中，在角部形成γ晶界不清晰的組織。認為這是由于角部與其它部分相比被強烈地冷卻，因此角部的溫度下降到不足ar3點，在之后的回熱中被組織改性，從而形成γ晶界不清晰的組織。角部與其它部分相比被強烈地冷卻的理由認為是由于例如供給到鑄坯的長邊面的冷卻水的大部分沿著輥移動到角部而將角部冷卻，并且也被噴射到鑄坯的短邊面的冷卻水冷卻。此外，如圖7所示，在第2回熱工序后的實施例1的鑄坯的中央部形成γ晶界不清晰的組織。省略圖示，第2回熱工序后的實施例1的鑄坯的角部也形成同樣的組織。

此外，比較例1的鑄坯在第1水冷工序中冷卻時，在角部產(chǎn)生裂紋，與之相對，在實施例1的鑄坯中，從第1水冷工序的開始時至第2回熱工序的終止時為止，在表面的整面不產(chǎn)生裂紋。

此外，如表1所示，包含實施例1的全部實施例中，在鑄坯的角部以及中央部(即，表面的整面。在以下相同。)不產(chǎn)生裂紋。認為這是由于分別進行鑄坯的角部的組織改性、以及鑄坯的除角部以外的組織改性，從而可以在鑄坯的角部以及中央部的表層形成γ晶界不清晰的組織，通過形成該組織，從而可以防止裂紋的發(fā)生。

與之相對，如表2所示，未應用本發(fā)明的比較例中，其全部在鑄坯的角部、鑄坯的中央部產(chǎn)生裂紋。具體而言，未將冷卻工序分為2個，僅實施1次的比較例1～6以及比較例15～16在角部、中央部產(chǎn)生裂紋。

更具體而言，比較例1～5以及比較例15中，在可以防止中央部的裂紋的冷卻條件(與實施例相比水量密度高的條件)下進行冷卻。如以往的技術那樣，在防止中央部的裂紋的冷卻條件下進行冷卻時，角部被過冷卻，因此即便進行回熱工序，也不能使角部的表面溫度為ar3點以上。因此，在比較例1～5以及比較例15中，在角部的表層未能形成γ晶界不清晰的組織，作為結果在角部產(chǎn)生裂紋。

此外，在比較例6以及比較例16中，在第1水冷工序中可以進行冷卻而僅使角部的表面溫度不足ar3點，在之后的第1回熱工序中，可以使鑄坯回熱以使包含角部的鑄坯的整體的表面溫度為ar3點以上。其結果，在這些比較例中，在角部的表層形成了γ晶界不清晰的組織，因此在角部不產(chǎn)生裂紋。但是，在比較例6以及比較例16中，不進行第2水冷工序以及第2回熱工序，因此在中央部不能形成γ晶界不清晰的組織，作為結果在中央部產(chǎn)生裂紋。

此外，對于比較例7～10，在第1水冷工序中，對鑄坯進行冷卻，可以使僅角部的表面溫度為不足ar3點，在之后的第1回熱工序中，使鑄坯回熱，可以使包含角部的鑄坯的整體的表面溫度為ar3點以上。其結果，在比較例7～10中，在角部的表層形成了γ晶界不清晰的組織，因此在角部不產(chǎn)生裂紋。

但是，在比較例7中，在第2水冷工序中，對鑄坯進行冷卻卻未能使中央部的表面溫度不足ar3點。其結果，在比較例7中，不能在中央部形成γ晶界不清晰的組織，因此在中央部產(chǎn)生裂紋。

此外，在比較例8中，在第2水冷工序對中央部進行過度冷卻，因此在第2回熱工序中，使鑄坯回熱卻未能使中央部的表面溫度為ar3點以上。其結果，在比較例8中，不能在中央部形成γ晶界不清晰的組織，因此在中央部產(chǎn)生裂紋。

此外，在比較例9中，在第2水冷工序中，對鑄坯進行冷卻卻未能使中央部的表面溫度不足ar3點。其結果，在比較例9中，不能在中央部形成γ晶界不清晰的組織，因此在中央部產(chǎn)生裂紋。

此外，在比較例10中，在第2水冷工序對中央部進行過度冷卻，因此在第2回熱工序中，使鑄坯回熱卻未能使中央部的表面溫度為ar3點以上。其結果，在比較例10中，不能在中央部形成γ晶界不清晰的組織，因此在中央部產(chǎn)生裂紋。

此外，關于比較例11～14，在第2水冷工序中，對鑄坯進行冷卻，可以使包含角部的鑄坯的整體的表面溫度不足ar3點，在之后的第2回熱工序中，使鑄坯回熱，可以使角部的表面溫度停留在不足ar3點的溫度，并且使中央部的表面溫度為ar3點以上。其結果，比較例11～14中，可以在中央部的表層形成γ晶界不清晰的組織，因此在中央部不產(chǎn)生裂紋。

但是，在比較例11中，在第1水冷工序中，對鑄坯進行冷卻卻未能使角部的表面溫度不足ar3點。其結果，在比較例11中，不能在角部形成γ晶界不清晰的組織，因此在角部產(chǎn)生裂紋。

此外，在比較例12中，在第1水冷工序中，角部過度冷卻，因此在第1回熱工序中，使鑄坯回熱卻未能使角部的表面溫度為ar3點以上。其結果，在比較例12中，不能在角部形成γ晶界不清晰的組織，因此在角部產(chǎn)生裂紋。

此外，在比較例13中，在第1水冷工序中，對鑄坯進行冷卻卻未能使角部的表面溫度不足ar3點。其結果，在比較例13中，不能在角部形成γ晶界不清晰的組織，因此在角部產(chǎn)生裂紋。

此外，在比較例14中，在第1水冷工序中，對中央部過度冷卻，因此在第1回熱工序中，使鑄坯回熱卻未能使角部的表面溫度為ar3點以上。其結果，在比較例14中，不能在角部形成γ晶界不清晰的組織，因此在角部產(chǎn)生裂紋。

此外，關于比較例17～20，在第1水冷工序中，對鑄坯進行冷卻使得包含角部的鑄坯的整體的表面溫度不足ar3點。但是，在比較例17～20中，在第1水冷工序中，對角部進行過度冷卻，因此在第1回熱工序中，使鑄坯回熱卻未能使角部的表面溫度為ar3點以上。其結果，在比較例17～20中，不能在角部形成γ晶界不清晰的組織，因此在角部產(chǎn)生裂紋。

附圖標記說明

1…鑄坯