阅读说明：本技术 奥氏体系不锈钢板坯的制造方法 (Method for manufacturing austenitic stainless steel slab ) 是由 江原靖弘 斋藤俊 森田一成 森川广 于 2018-03-14 设计创作，主要内容包括：【课题】提供稳定且显著地抑制在奥氏体系不锈钢连续铸造板坯的长度方向(铸造方向)产生的表面缺陷的连续铸造技术。【解决手段】奥氏体系不锈钢板坯的制造方法,其中,在奥氏体系不锈钢的连续铸造中,以至少长边方向中央位置的凝固壳厚成为5～10mm的深度区域的钢水中产生在两个长边侧彼此相反方向的长边方向流动的方式施加电力来进行电磁搅拌(EMS),控制铸造条件使得满足10＜ΔT＜50×F<Sub>EMS</Sub>+10。其中,ΔT＝平均钢水温度(℃)与该钢水的凝固开始温度(℃)的差,F<Sub>EMS</Sub>为由电磁搅拌所引起的长边方向的钢水流速和铸造速度的函数所表示的搅拌强度指标。(To provide a continuous casting technique which stably and remarkably suppresses surface defects generated in the longitudinal direction (casting direction) of an austenitic stainless steel continuously cast slab. [ MEANS FOR solving PROBLEMS ] A method for producing a slab of austenitic stainless steel, wherein in the continuous casting of austenitic stainless steel, a solidified shell at least at the center in the longitudinal direction is thickenedApplying electric power to cause the molten steel in a depth region of 5-10 mm to flow in the longitudinal direction in the opposite directions of the two longitudinal sides, and performing electromagnetic stirring (EMS), wherein casting conditions are controlled so as to satisfy a relationship of 10 < DeltaT < 50 XF EMS +10. Wherein Δ T is a difference between an average molten steel temperature (c) and a solidification start temperature (c) of the molten steel, and F is EMS Is an index of stirring intensity expressed as a function of the flow rate of molten steel in the longitudinal direction and the casting speed caused by electromagnetic stirring.)

奥氏体系不锈钢板坯的制造方法

技术领域

本发明涉及采用利用了电磁搅拌(EMS)的连续铸造来制造奥氏体系不锈钢板坯的方法。

背景技术

作为以SUS304为代表的奥氏体系不锈钢的熔炼方法，广泛地利用连续铸造法。得到的连续铸造板坯经过热轧、冷轧的工序，可制成薄板钢带。现今已确立了该制造技术，奥氏体系不锈钢的薄板钢带在很多用途中用作制品原材料。但是，即使是这样的奥氏体系不锈钢的薄板钢带，有时显现被认为是源自于铸造板坯的表面缺陷的表面瑕疵。通过导入利用研磨机对板坯表面进行磨削的工序，大多数情况下可避免在薄板钢带的表面瑕疵的问题。但是，利用研磨机的表面磨削会增加成本。期望即使省略表面磨削，在薄板钢带的表面瑕疵也不会成为问题那样的连续铸造板坯的制造技术。

在专利文献1中，公开了在奥氏体系不锈钢的连续铸造板坯中减轻起因于振痕的表面缺陷的技术。另外，在钢的连续铸造中，作为抑制异物混入凝固壳的措施，电磁搅拌(EMS：Electro-Magnetic Stirrer)是有效的，被广泛地利用(例如专利文献2等)。在专利文献3中，示出了通过进行电磁搅拌并且使从浸渍喷嘴的吐出角度提高5°从而减轻在中碳钢、低碳钢的连续铸造板坯中产生的气泡缺陷、裂痕的例子。但是，即使将这些以往技术应用于奥氏体系不锈钢，也难以稳定且显著地减轻在其薄板钢带中起因于铸造板坯的表面瑕疵的产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-190507号公报

专利文献2：日本特开2004-98082号公报

专利文献3：日本特开平10-166120号公报

专利文献4：日本特开2005-297001号公报

专利文献5：日本特开2017-24078号公报

发明内容

发明所要解决的课题

根据发明人的研究，确认了：显现于奥氏体系不锈钢的薄板钢带、特别是在要求美丽表面外观的用途中容易成为问题的表面瑕疵主要起因于与在连续铸造板坯的长度方向(即铸造方向)产生的裂痕相伴的表面缺陷。以下，将这种板坯表面的缺陷称作“铸造方向表面缺陷”。起因于铸造方向表面缺陷的在薄板钢带的表面瑕疵的产生即使实施专利文献1所公开的那样的振痕的平滑化也不能解决。

根据发明人的调查，认为上述的连续铸造板坯的铸造方向表面缺陷如下那样地产生。

在连续铸造工序的铸模内的冷却变得不均匀时，发生凝固壳的厚度的不均匀，其后起因于凝固收缩、钢水静压的应力在此集中，从而产生微细的裂痕。这在钢坯表面作为铸造方向表面缺陷而呈现。该裂痕不会生长为使已经形成的凝固壳破裂的程度的深度，因此不至于发展到会对连续铸造的操作造成妨碍那样的严重事态。

上述的局部的冷却速度的下降发生的原因虽然尚不能充分确定，但在观察铸造方向表面缺陷的部位时大多比周围更凹陷，因此认为是由于在凝固初期发生了凝固壳局部地与模具分离的现象。其中考虑了模具粉末的流入的不均匀、与凝固壳的凝固收缩相伴的变形的不均匀等多个主要因素。另外，与铁素体系不锈钢钢种等相比，这种铸造方向表面缺在陷奥氏体系不锈钢钢种中特别容易成为问题，认为其起因于凝固模式的不同。

铸模内冷却的不均匀已知因强冷却条件而助长，以往提出了利用铸模中的缓慢冷却来抑制板坯表面的铸造方向表面缺陷产生的手段。例如，在专利文献4中，提出了通过使用容易结晶化的模具粉末，使模具粉末层的热阻增大以缓慢冷却凝固壳。但是，只靠模具粉末时，缓慢冷却的效果不能说充分，还不至根除奥氏体系不锈钢板坯的表面铸造方向表面缺陷。另外，模具粉末的改变存在对振痕深度等其它品质因素的影响、对铸漏(breakout)发生的影响，因此并不简单。在专利文献5中，通过将热导率低的金属填充于铸模内壁面，实现了铸模的缓慢冷却化。但是，只靠该手段时，不能完全抑制板坯表面的铸造方向表面缺陷。另外，在应用这种铸模的情况下，不能只适用于铸造方向表面缺陷成为问题的钢种，要适用于全部钢种，因此，在这些钢种中会成为其它的表面品质劣化的主要因素。

本发明公开在奥氏体系不锈钢中稳定且显著地抑制在连续铸造板坯的长度方向(即铸造方向)产生的上述“铸造方向表面缺陷”的连续铸造技术，目的在于，提供即使省略利用研磨机的连续铸造板坯表面的修整，在一直加工到薄板钢带时表面瑕疵也非常难以产生的奥氏体系不锈钢的连续铸造板坯。

用于解决课题的手段

鉴于上述实际情况，发明人对奥氏体系不锈钢板坯表面的铸造方向表面缺陷的抑制方法进行了专心研究，结果发现，通过组合“铸造温度的低温化”和“模具内电磁搅拌”来实现模具中的均匀缓慢冷却的方法。确认了在应用该方法时，能在既有的连续铸造设备中稳定且显著地抑制铸造方向表面缺陷。本发明是基于这种见解而完成的。

即，在本发明中，公开以下的发明。

奥氏体系不锈钢板坯的制造方法，其中，在使用在水平面切断了的模具内面的轮廓形状为长方形的模具的钢的连续铸造中，将构成上述长方形的长边的两个模具内壁面称作“长边面”、将构成短边的两个模具内壁面称作“短边面”、将与长边面平行的水平方向称作“长边方向”、将与短边面平行的水平方向称作“短边方向”时，

从设置于模具内的长边方向和短边方向的中心的具有两个吐出孔的浸渍喷嘴吐出以质量％计包含C：0.005～0.150％、Si：0.10～3.00％、Mn：0.10～6.50％、Ni：1.50～22.00％、Cr：15.00～26.00％、Mo：0～3.50％、Cu：0～3.50％、N：0.005～0.250％、Nb：0～0.80％、Ti：0～0.80％、V：0～1.00％、Zr：0～0.80％、Al：0～1.500％、B：0～0.010％、稀土元素与Ca的合计：0～0.060％、余量Fe和不可避免的杂质、且由下式(4)式定义的A值为20.0以下的化学组成的奥氏体系不锈钢的钢水，并且以至少长边方向中央位置的凝固壳厚成为5～10mm的深度区域的凝固壳附近的钢水中产生在两个长边侧彼此相反方向的长边方向流动的方式施加电力来进行电磁搅拌(EMS)，控制连续铸造条件使得满足下述(1)式：

10＜ΔT＜50×F_EMS+10 (1)，

其中，ΔT和F_EMS分别由下述(2)式和(3)式表示，

ΔT＝T_L－T_S (2)

F_EMS＝V_EMS×(0.18×V_C+0.71) (3)，

其中，T_L为长边方向1/4位置且短边方向1/2位置的平均液面深度20mm处的平均钢水温度(℃)，T_S为该钢水的凝固开始温度(℃)，F_EMS为搅拌强度指标，V_EMS为由电磁搅拌所赋予的长边方向中央位置的凝固壳厚度成为5～10mm的深度区域的长边方向平均钢水流速(m/s)，V_C为相当于铸造板坯长度方向的行进速度的铸造速度(m/min)，

A＝3.647(Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb)－2.603(Ni+30C+30N+0.5Mn)－32.377 (4)，

在此，(4)式的元素符号的位置代入以质量％表示的该元素的含量的值。

在上述连续铸造中，更优选控制连续铸造条件，使得还进一步满足下述(5)式。也可以采用下述(6)式代替(5)式。

ΔT≤25 (5)

ΔT≤20 (6)

另外，更优选控制连续铸造条件，使得还进一步满足下述(7)式。也可以采用下述(8)式代替(7)式。

F_EMS≤0.50 (7)

F_EMS≤0.40 (8)

在模具内，钢水的液面在连续铸造操作中因钢水流动、振动而起伏波动。“平均液面深度”是以钢水的液面的平均位置为基准的铅直向下方向的深度。“长边方向1/4位置且短边方向1/2位置”是在模具内夹持中央的浸渍喷嘴的两个部位。平均钢水温度T_L(℃)是这两个部位各自的平均液面深度20mm处的钢水温度的平均值。凝固开始温度T_S(℃)是相当于液相线温度的温度。

发明效果

根据本发明的连续铸造板坯的制造方法，在奥氏体系不锈钢的连续铸造板坯中，上述“铸造方向表面缺陷”的生成被显著抑制，在省略了利用研磨机的连续铸造板坯的表面修整的制造过程中，可避免在奥氏体系不锈钢的薄板钢带中出现的起因于板坯的表面瑕疵问题。

附图说明

图1是产生了铸造方向表面缺陷的奥氏体系不锈钢连续铸造板坯的表面外观照片。

图2是产生了起因于板坯的铸造方向表面缺陷的表面瑕疵的奥氏体系不锈钢冷轧钢板的表面外观照片。

图3是产生了铸造方向表面缺陷的奥氏体系不锈钢连续铸造板坯的表面附近的断面组织照片。

图4是关于能应用于本发明的连续铸造装置，示意性地例示了在模具内钢水的液面高度沿水平面切断的断面结构的图。

图5是以符号P₁、P₂示出在图4所示的模具内“长边方向1/4位置且短边方向1/2位置”的图。

图6是通过使用电磁搅拌的方法得到的按照本发明的奥氏体系不锈钢连续铸造板坯的与铸造方向垂直的断面的金属组织照片。

图7是通过未使用电磁搅拌的方法得到的奥氏体系不锈钢连续铸造板坯的与铸造方向垂直的断面的金属组织照片。

图8是标绘出ΔT与F_EMS的关系的坐标图。

具体实施方式

在连续铸造中，一般而言，在模具内钢水的液面上形成有模具粉末熔融而成的熔剂层。该熔剂在铸造中从液面进入钢水与模具的间隙，在凝固壳与模具之间形成熔剂膜，以担负两者的润滑。通常，在相同的铸造方向位置(距液面的深度相同的位置)，由熔剂膜所隔开的凝固壳与模具的距离大致均等，自模具的散热也大致均等。但是，有时由于异物进入凝固壳与模具间等一些原因，凝固初期的壳与模具的间距变得比周围大的部位产生。在该部位，凝固壳的表面比周围更凹陷，并且冷却速度与周围相比下降，因此，在凝固壳的厚度比周围薄的状态下进行凝固。从上方往铸造方向看，在上述间距变大的位置，一直到该间距变大的主要原因(异物的卡入等)的影响被消除为止，在一段时间内，凝固壳的厚度比周围薄的状态继续。即，在模具内部的凝固壳中形成凝固壳薄的部分向铸造方向延伸的区域。在应力集中于凝固壳薄的部分、其表面部承受不了应力时，在模具内部产生向铸造方向延伸的表面裂痕。不过，该裂痕微小，不至于发生钢水从该处泄露的事故(铸漏)。在奥氏体系不锈钢的连续铸造板坯中生成的“铸造方向表面缺陷”认为由这种机制而产生。

主要的奥氏体系不锈钢大多以δ铁素体相为初晶而凝固，但根据化学组成，也可能有δ铁素体相的生成比非常低的情形、奥氏体单相凝固的情形。作为钢中的杂质的P、S等与奥氏体相中相比，更容易固溶在δ铁素体相中，因此，特别是在δ铁素体相的生成比例低的钢种中，P、S等容易偏析于奥氏体相的晶界，使这些部位的强度下降。因此，认为在奥氏体系不锈钢中，与铁素体系不锈钢相比，与表面裂痕相伴的上述“铸造方向表面缺陷”不容易生成。

与上述的表面裂痕相伴的铸造方向表面缺陷大多在板坯的长度方向以从数厘米到数十厘米的长度观察到。在板坯的目视检查中表面裂痕的发生程度非常大的情况下，有时也进行利用研磨机对该部分重点修整的操作。但是，这种表面裂痕存在于板坯表面较浅之处，因此，通常在热轧、冷轧中裂痕不会进一步扩展。因此，在特别是SUS304等通用钢种中，通常进入热轧、冷轧的工序而不对连续铸造板坯实施特殊的表面修整。存在于连续铸造板坯的表面的、某种程度规模的铸造方向表面缺陷在冷轧钢板中成为在轧制方向连续或间歇地延伸的表面瑕疵而呈现。因此，为了得到高品质的奥氏体系不锈钢冷轧钢板，在连续铸造阶段中制造铸造方向表面缺陷的生成尽可能少的板坯是有效的。

图1中例示产生了大规模的铸造方向表面缺陷的奥氏体系不锈钢连续铸造板坯的表面外观照片。相对于照片的长边，平行方向相当于板坯的长度方向(铸造方向)，直角方向相当于板坯的宽度方向。在箭头的部位看到长度超过27cm的铸造方向表面缺陷。

图2中例示产生了起因于板坯的铸造方向表面缺陷的表面瑕疵的奥氏体系不锈钢冷轧钢板的表面外观照片。与测度平行的方向相当于轧制方向。在切板样品的中央部看到在轧制方向延伸的表面瑕疵。该照片的例子是产生了非常大的瑕疵的事例。通过瑕疵产生部位的元素分析，检测出大量的模具粉末所包含的元素(Na等)，因此，特定为该表面瑕疵起因于板坯的铸造方向表面缺陷。

图3中例示产生了比较大规模的铸造方向表面缺陷的奥氏体系不锈钢连续铸造板坯的表面附近的断面组织照片。相对于照片的长边，平行方向相当于板坯的宽度方向，与照片的长边和短边垂直的方向相当于铸造方向。产生有裂痕的附近的板坯表面比周围更凹陷，因此，认为在形成初期的凝固壳时由于某些原因使得凝固壳与模具的距离变得大于周围。因此，认为自模具的散热与周围相比变得缓慢而凝固速度下降，在凝固壳的厚度比周围薄的状态下进行铸造，应力集中于薄的凝固壳的部分而造成裂痕。

关于发生了这种裂痕的事例，将靠近板坯表面的金属组织在裂痕附近与正常部进行比较时，不论哪个事例，在裂痕附近，枝晶二次臂间距都大于正常部，因此确认了：发生了铸造方向表面缺陷的部分的凝固速度比周围小。

为了实现初期凝固的均匀化和缓慢冷却化，首先研究了使模具内的钢水温度与钢的凝固开始温度之差变小的操作(低温铸造)。由此，期待使模具散热量整体下降。根据实验的结果，利用低温铸造实现了缓慢冷却化，但将钢水温度在铸造的整个期间保持在较低的固定温度是非常困难的，在钢水温度过高的情况下，没有缓慢冷却的效果，而在钢水温度过低时，中间包(tundish)的喷嘴堵塞等麻烦发生，对操作产生阻碍。因此，接着，除了低温铸造外，还对模具内电磁搅拌(EMS)的应用进行了研究。这是因为，在进行电磁搅拌时，可发挥在模具长边方向使液面温度均匀化的作用。根据实验的结果，通过两种方法的组合，不进行极端的低温铸造就能使初期凝固缓慢冷却后、均匀化，显著地减轻了铸造方向表面缺陷的形成。

予以说明，在不使铸造温度成为低温铸造而在通常的温度下进行了铸造的情况下，即使应用模具内电磁搅拌，也不能充分地缓慢冷却，关于使铸造方向表面缺陷减少，也得不到预期程度的效果。

在本发明中，将具有以下的化学组成的奥氏体系不锈钢作为对象。

以质量％计包含C：0.005～0.150％、Si：0.10～3.00％、Mn：0.10～6.50％、Ni：1.50～22.00％、Cr：15.00～26.00％、Mo：0～3.50％、Cu：0～3.50％、N：0.005～0.250％、Nb：0～0.80％、Ti：0～0.80％、V：0～1.00％、Zr：0～0.80％、Al：0～1.500％、B：0～0.010％、稀土元素与Ca的合计：0～0.060％、余量Fe和不可避免的杂质、且由下式(4)式定义的A值为20.0以下的化学组成。

A＝3.647(Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb)－2.603(Ni+30C+30N+0.5Mn)－32.377 (4)

在此，(4)式的元素符号的位置代入以质量％表示的该元素的含量的值。关于未含有的元素，代入0。

上述的(4)式的A值原本利用作为表示在焊接时产生的凝固组织中的铁素体相的比例(体积％)的指标，但在用于识别连续铸造板坯的铸造方向表面缺陷的减轻效果大的奥氏体系钢种方面也确认是有意义的指标。在该值为20.0以下的不锈钢钢种中，在连续铸造时δ铁素体相的结晶量少，或者成为奥氏体单相凝固，因此容易产生铸造方向表面缺陷。在本发明中，将这种奥氏体系钢种作为对象来谋求铸造方向表面缺陷的显著减轻。A值为负值的钢种可视为大概会成为奥氏体单相凝固的钢种。对A值的下限可以不特别设定，通常，应用－20.0以上的钢是更有效的。

图4中关于能应用于本发明的连续铸造装置，示意性地例示在模具内钢水的液面高度沿水平面切断的断面结构的图。“液面”为钢水的液面。液面上通常形成有模具粉末的层。在对置的两组模板(11A、11B)、(21A、21B)所包围的区域的中央设置有浸渍喷嘴30。浸渍喷嘴在液面下方具有两个吐出孔，从这些吐出孔向模具内部连续供给钢水40，在模具内的规定高度位置形成液面。沿水平面切断的模具内壁面的轮廓形状为长方形，图4中将构成长方形的长边的“长边面”用附图标记12A、12B表示，将构成短边的“短边面”用附图标记22A、22B表示。另外，将与长边面平行的水平方向称作“长边方向”、将与短边面平行的水平方向称作“短边方向”。图4中利用白色箭头，用附图标记10表示长边方向，用附图标记20表示短边方向。在液面高度处，长边面12A与12B的距离(后述图5的t)例如为150～300mm，短边面22A与22B的距离(后述图5的W)例如为600～2000mm。

在模板11A和11B的背面分别设置电磁搅拌装置70A和70B，使得至少在沿着长边面12A和12B的表面所形成的凝固壳的厚度成为5～10mm的深度区域中能对钢水赋予长边方向的流动力。在此，“深度”是以液面的高度位置为基准的深度。在连续铸造中，液面多少会起伏波动，在本说明书中，将平均液面高度设为液面的位置。凝固壳的厚度成为5～10mm的深度区域虽然也依赖于铸造速度、自模具的散热速度，但一般而言，存在于距液面的深度为300mm以下的范围内。因此，电磁搅拌装置70A、70B设置在能对从液面到300mm深度左右的钢水赋予流动力的位置。

图4中，分别用黑色箭头60A和60B示出在凝固壳的厚度成为5～10mm的深度区域中因电磁搅拌装置70A和70B的电磁力而产生的长边面附近的钢水流方向。由电磁搅拌引起的流动动向设计为在两个长边侧产生彼此相反方向的长边方向流动。该情况下，在至凝固壳的厚度成为10mm左右为止的深度区域，与已形成的凝固壳接触的钢水的水平方向流动成为在模具内描绘漩涡般的流动。利用该涡流，在模具内靠近液面的钢水不发生停滞地顺畅地流动，使初期的凝固壳形成的液面正下方的钢水与模具壁接触时的钢水温度在模具内均匀化的效果提高。

图5以符号P₁、P₂示出在图4所示的模具内“长边方向1/4位置且短边方向1/2位置”。上述的平均钢水温度T_L(℃)表示为P₁位置处的平均液面深度20mm处的钢水温度(℃)与P₂位置处的平均液面深度20mm处的钢水温度(℃)的平均值。

在本发明中，以满足下述(1)式的方式在尽可能低的温度下进行铸造。更有效的是，以满足下述(1)’式的方式进行铸造。

10＜ΔT＜50×F_EMS+10 (1)

10＜ΔT＜50×F_EMS+8 (1)’

ΔT表示铸造时的钢水温度与该钢水的凝固开始温度的温度差。具体地，定义为下述(2)式。

ΔT＝T_L－T_S (2)

作为铸造时的钢水温度，采用平均钢水温度T_L(℃)。T_L是图5所示的P₁、P₂位置的两个部位的平均液面深度20mm处的钢水温度(℃)的平均值。钢水的凝固开始温度T_S(℃)可对于相同组成的钢通过实验室实验测定液相线温度来掌握。在实际操作中，可基于预先就各目标组成而掌握的凝固温度的数据来控制上述ΔT。

在ΔT成为10℃以下那样的低温的操作中，在发生了意外的温度变动的情况下，导致中间包的喷嘴堵塞等麻烦的危险性高，难以在工业上实施。另一方面，ΔT的上限的容许范围因模具内钢水的搅拌效果而变动。基本上，由电磁搅拌引起的搅拌力越大，液面附近的钢水温度越均匀化，ΔT的容许上限扩大。因此，如果不使用模具内电磁搅拌而仅使ΔT下降，则不能充分地得到板坯表面铸造方向表面缺陷的抑制效果。不过，已知为了精度良好地评价搅拌效果，也不能忽视供给至模具内的钢水的吐出量的影响。表示该搅拌效果的指标为下述(3)式的搅拌强度指标F_EMS。

F_EMS＝V_EMS×(0.18×V_C+0.71) (3)

在此，V_EMS为在由电磁搅拌所赋予的在长边方向中央位置的凝固壳厚度成为5～10mm的深度区域中与凝固壳表面接触的钢水的长边方向平均流速(m/s)，V_C为铸造速度(m/min)。铸造速度V_C变得越大，随着从浸渍喷嘴的吐出流量增大，模具内的钢水搅拌也越活化。(3)式的搅拌强度指标F_EMS可理解为加上钢水吐出量的影响而对电磁搅拌对于搅拌效果的贡献予以修正的参数。

通过将该搅拌强度指标F_EMS应用于上述(1)式、更优选(1)’式，可精度良好地估算ΔT的容许上限。具体地，通过在如(1)式所示那样ΔT小于50×F_EMS+10的条件下、更优选在如(1)’式所示那样ΔT小于50×F_EMS+8的条件下进行连续铸造，能显著地减轻起因于铸造方向表面缺陷的冷轧钢板的表面瑕疵。钢水搅拌的速度(搅拌强度指标F_EMS)越大，ΔT的容许上限越广。不过，F_EMS过大时，液面的起伏波动变得激烈，从而容易使模具粉末粒子、浮在液面上的夹杂物等异物卷入凝固壳中。

为了以更进一步的高水平发挥起因于铸造方向表面缺陷的冷轧钢板的表面瑕疵的产生防止效果，更优选除了上述(1)式或(1)’式以外，还以满足下述(5)式的方式控制连续铸造条件，进一步优选满足下述(6)式。

ΔT≤25 (5)

ΔT≤20 (6)

另外，为了有效地防止起因于液面的起伏波动的异物的混入，更优选以满足下述(7)式的方式控制连续铸造条件，进一步优选满足下述(8)式。

F_EMS≤0.50 (7)

F_EMS≤0.40 (8)

图6中例示通过使用电磁搅拌的方法得到的按照本发明的奥氏体系不锈钢连续铸造板坯的与铸造方向垂直的断面的金属组织照片。与照片的长边平行的方向为板坯的宽度方向，与短边平行的方向为板坯的厚度方向。该照片为照片的下端相当于距板坯表面(模具接触面)15mm的距离的视场，板坯的表面位于照片的上端侧。

已知在熔融金属相对于铸模而流动的情况下，结晶的凝固向流动的上游侧倾斜而进行，流速越大，结晶生长的倾斜角度变得越大。在图6的例子中，枝晶一次臂的生长方向向右侧倾斜。因此可知，与凝固壳接触的钢水从照片的右向左流动。与凝固壳接触的钢水的流动速度和结晶生长的倾斜角度的关系例如可通过使用了旋转的棒状散热体的凝固实验来获得。基于预先通过实验室实验求出的数据，可推定连续铸造时的凝固壳接触的钢水的流速。在凝固壳的厚度成为5～10mm的深度区域凝固壳表面接触的钢水的长边方向平均流速V_EMS可通过从这样的断面照片对距表面5～10mm的距离的枝晶一次臂的平均倾斜角度进行测定来掌握。在图6的例子中，推定V_EMS为约0.3m/s。V_EMS例如在0.1～0.6mm/s的范围进行调整，这在一般的连续铸造装置中是实用的。也可以控制为0.2～0.4mm/s。

在实际操作中，上述的钢水流速V_EMS可通过施加于电磁搅拌装置的电流值(以下称作“电磁搅拌电流”)来控制。在具备电磁搅拌装置的连续铸造设备中，预先通过计算机模拟、钢水流动速度的实测实验以及关于在许多的操作实绩中所采取的板坯的上述那样的组织观察，将“电磁搅拌电流与模具内各位置的钢水流速的关系”作为数据储存。在实际操作中，可基于这样的储存数据，利用电磁搅拌电流将上述V_EMS控制为规定值。

图7中例示通过未使用电磁搅拌的方法得到的奥氏体系不锈钢的连续铸造板坯的与铸造方向垂直的断面的金属组织照片。试样的观察位置与图6同样。该情况下，观察不到在枝晶的生长方向朝一定方向的倾斜。即，可知该铸片的凝固壳厚度为5～10mm的部分是在未产生钢水的长边方向流动的状态下凝固而成的。

实施例

用连续铸造装置铸造表1所示的化学组成的奥氏体系不锈钢，制造了铸片(板坯)。

表1

连续铸造模具是与钢水的接触面由铜合金构成的一般的水冷铜合金模具。关于连续铸造的模具尺寸，在液面高度处，短边长度设为200mm，长边长度设定在700～1650mm的范围内。模具下端的尺寸考虑凝固收缩而比上述略小。浸渍喷嘴将在长边方向的两侧具有两个吐出孔的喷嘴设置于长边方向和短边方向的中心位置。浸渍喷嘴的外径为105mm。两个吐出孔相对于通过喷嘴中心且与短边面平行的平面为对称形状。在对置的两长边的模具背面分别设置电磁搅拌装置，以对从模具内的液面附近的深度位置到约200mm深度位置的钢水赋予长边方向的流动力的方式进行电磁搅拌。如图1所示那样，在对置的两长边侧使流动方向成为相反方向。在凝固壳的厚度成为5～10mm的深度区域凝固壳表面接触的钢水的长边方向平均流速V_EMS通过基于对该连续铸造设备预先求出的“电磁搅拌电流和模具内各位置的钢水流速的关系”的储存数据调整电磁搅拌电流来控制。利用热电偶分别测定图5所示的P₁、P₂位置的2个位置处的平均液面深度20mm处的钢水温度(℃)，采用这两个位置的平均值作为平均钢水温度T_L(℃)。

表2中示出各例的铸造条件。ΔT为由上述的(2)式所表示的平均钢水温度T_L(℃)与凝固开始温度T_S(℃)之差。凝固开始温度T_S(℃)记载在表1中。在“(1)式判定”一栏中，将满足上述(1)式的要件的情形表示为○，将不满足的情形表示为×。

表2中的每个例No.按照其连续铸造条件制造了多个长度约8m的连续铸造板坯。选择其中的一个作为该例No.的代表板坯。目视观察代表板坯的单侧表面，调查有无与表面裂痕相伴的铸造方向表面缺陷。将以目视确认有明显表面裂痕的存在的情形在表2中以“板坯表面裂痕；有”示出。

将各例No.的代表板坯以通常的热轧工序和冷轧工序制成板厚0.6～2.0mm的冷轧卷材。没有进行板坯表面的使用研磨机的修整。将得到的卷材通板于具备激光照射式表面检查装置的输送线，以一定的检测基准遍及全长检查卷材的单侧表面，调查表面瑕疵的存在。在将卷材全长在长度方向以每1m区分的区域(以下称作“片段”)中检测到表面瑕疵的情况下，将该片段认定为“有瑕疵片段”。求出卷材全长的片段总数中“有瑕疵片段”的数所占的比例(以下称作“缺陷发生率”)，将缺陷发生率超过3％的情形判定为×(表面性状：不良)，将3％以下的情形判定为○(表面性状：良好)。将其结果表示在表2中的“冷轧卷材表面瑕疵评价”一栏中。该检测基准相当严格，还检测出源自于连续铸造板坯的铸造方向表面缺陷的瑕疵以外的瑕疵。通常，即使是上述缺陷发生率超过3％的冷轧卷材也可应用于很多用途，但有时在重视表面性状的用途中不能使用。另一方面，上述缺陷发生率为3％以下的冷轧卷材可评价为呈现非常良好的表面性状，因为瑕疵而受到用途上的限制变得非常少。

表2

*1：V_EMS(0.18V_C+0.71)

图8中示出标绘出表2的ΔT与F_EMS的关系的坐标图。标绘的○标记和×标记与表2中记载的冷轧卷材表面瑕疵评价相一致。图8中用虚线示出上述(1)式的ΔT上限容许边界线(ΔT＝50×F_EMS+10)。即使在ΔT大于该线的情况下，也存在冷轧卷材的表面瑕疵非常少且为○评价的例子。但是，为了稳定地实现○评价的良好表面形状，采用ΔT位于该线下侧的条件是非常有效的。

附图标记说明

10 长边方向

11A、11B 模板

12A、12B 长边面

20 短边方向

21A、21B 模板

22A、22B 短边面

30 浸渍喷嘴

40 钢水

42 凝固壳

60A、60B 由电磁搅拌引起的钢水流方向

70A、70B 电磁搅拌装置