本發(fā)明涉及能夠防止鑄模內(nèi)的凝固殼的不均勻冷卻所引起的鑄片表面裂紋而進(jìn)行連續(xù)鑄造的連續(xù)鑄造用鑄模、以及使用該鑄模的鋼的連續(xù)鑄造方法。

背景技術(shù)：

鋼的連續(xù)鑄造中，注入至鑄模內(nèi)的鋼水由水冷式鑄模冷卻，在與鑄模的接觸面將鋼水凝固而生成凝固層(稱(chēng)為“凝固殼”)。以該凝固殼為外殼且以?xún)?nèi)部為未凝固層的鑄片一邊被設(shè)置于鑄模的下游側(cè)的水噴霧、氣水噴霧冷卻一邊被連續(xù)地抽出至鑄模下方。鑄片是通過(guò)利用水噴霧、氣水噴霧的冷卻凝固至厚度的中心部為止，其后，利用氣割機(jī)等進(jìn)行切割而制造規(guī)定長(zhǎng)度的鑄片。

若鑄模內(nèi)的冷卻變得不均勻，則凝固殼的厚度在鑄片的鑄造方向和鑄片寬度方向變得不均勻。在凝固殼上，凝固殼的收縮、變形所引起的應(yīng)力發(fā)揮作用。在凝固初期，該應(yīng)力集中于凝固殼的薄壁部，由于該應(yīng)力而在凝固殼的表面產(chǎn)生裂紋。該裂紋通過(guò)由其后的熱應(yīng)力、連續(xù)鑄造機(jī)的輥所致的彎曲應(yīng)力和矯正應(yīng)力等外力而擴(kuò)大，成為大的表面裂紋。存在于鑄片的表面裂紋在接下來(lái)的工序的軋制工序中成為鋼制品的表面缺陷。因此，為了防止鋼制品的表面缺陷的產(chǎn)生，需要對(duì)鑄片的表面進(jìn)行火焰清理或磨削而在鑄片階段除去該表面裂紋。

鑄模內(nèi)的不均勻凝固特別容易發(fā)生在含碳量為0.08～0.17質(zhì)量％的鋼中。含碳量為0.08～0.17質(zhì)量％的鋼中，在凝固時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng)。認(rèn)為鑄模內(nèi)的不均勻凝固是起因于由該包晶反應(yīng)引起的從δ鐵(鐵素體)向γ鐵(奧氏體)的相變時(shí)的體積收縮所致的相變應(yīng)力。即，通過(guò)該相變應(yīng)力所引起的應(yīng)變而凝固殼變形，由于該變形，凝固殼從鑄模內(nèi)壁面脫離。從鑄模內(nèi)壁面脫離的部位的由鑄模所致的冷卻下降，在從該鑄模內(nèi)壁面脫離的部位(將從該鑄模內(nèi)壁面脫離的部位稱(chēng)為“凹陷”)的凝固殼厚度變薄。認(rèn)為由于凝固殼厚度變薄，上述應(yīng)力在該部分集中，產(chǎn)生表面裂紋。

尤其是在鑄片抽出速度增加的情況下，不僅從凝固殼向鑄模冷卻水的平均熱通量增加(凝固殼被急速冷卻)，而且熱通量的分布變得不規(guī)則且不均勻，因此存在鑄片表面裂紋的產(chǎn)生增加的趨勢(shì)。具體而言，鑄片厚度為200mm以上的鋼坯連續(xù)鑄造機(jī)中，若鑄片抽出速度為1.5m/min以上，則容易產(chǎn)生表面裂紋。

以往，以防止伴隨著上述包晶反應(yīng)的鋼種(稱(chēng)為“中碳鋼”)的鑄片表面裂紋為目的，嘗試使用容易結(jié)晶化的組成的保護(hù)渣(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。這是因?yàn)?，在容易結(jié)晶化的組成的保護(hù)渣中，保護(hù)渣層的熱阻增大，凝固殼緩慢冷卻。因?yàn)橥ㄟ^(guò)緩慢冷卻使作用于凝固殼的應(yīng)力下降，表面裂紋變少。然而，只有由保護(hù)渣所致的緩慢冷卻效果無(wú)法得到充分的不均勻凝固的改善，在伴隨著相變的體積收縮量大的鋼種中，無(wú)法防止表面裂紋的產(chǎn)生。

此外，也提出了使保護(hù)渣流入至設(shè)置于鑄模內(nèi)壁面的凹部(縱槽、格子槽、圓孔)，給予規(guī)則的傳熱分布而減少不均勻凝固量的方法(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。然而，該方法中，在保護(hù)渣向凹部的流入不充分時(shí)，存在如下問(wèn)題：鋼水侵入凹部而產(chǎn)生限制性漏鋼(ブレークアウト)，或者填充于凹部的保護(hù)渣在鑄造中剝離，鋼水侵入該部位而產(chǎn)生限制性漏鋼。

另一方面，以給予規(guī)則的傳熱分布而減少不均勻凝固為目的，提出了對(duì)鑄模銅板的內(nèi)壁面實(shí)施槽加工(縱槽、格子槽)，在該槽中填充低熱導(dǎo)率材料的方法(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3和專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。該方法中，存在如下問(wèn)題：在填充于縱槽或格子槽的低熱導(dǎo)率材料與鑄模銅板的邊界面、以及格子部的正交部，由低熱導(dǎo)率材料與鑄模銅板的熱應(yīng)變差所致的應(yīng)力起作用，而在鑄模銅板的表面產(chǎn)生裂紋。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2005－297001號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平9－276994號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)平2－6037號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)平7－284896號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的是提供一種連續(xù)鑄造用鑄模，在連續(xù)鑄造用鑄模的內(nèi)壁面，分別獨(dú)立地形成多個(gè)埋入熱傳導(dǎo)率比鑄模低或高的與鑄模不同種類(lèi)的金屬的部位，由此，能在不會(huì)發(fā)生由限制性漏鋼的產(chǎn)生和鑄模表面的裂紋所致的鑄模壽命下降的情況下，防止由凝固初期的凝固殼的不均勻冷卻所致的表面裂紋，即，防止由凝固殼厚度的不均勻所致的表面裂紋。此外，提供一種使用該連續(xù)鑄造用鑄模的鋼的連續(xù)鑄造方法。

用于解決上述課題的本發(fā)明的主旨如下。

[1]一種連續(xù)鑄造用鑄模，具備銅制或銅合金制的鑄模銅板，其特征在于，

至少在從彎月面到距離該彎月面20mm以上的下方的位置的區(qū)域的上述鑄模銅板的內(nèi)壁面的一部分或整體，分別獨(dú)立地具有直徑2～20mm或等效圓直徑2～20mm的多個(gè)異種金屬填充部，該異種金屬填充部是將熱傳導(dǎo)率相對(duì)于上述鑄模銅板的熱傳導(dǎo)率為80％以下或125％以上的金屬填充在設(shè)置于上述內(nèi)壁面的圓形凹槽或準(zhǔn)圓形凹槽而形成的，

上述鑄模銅板的維氏硬度hvc[kgf/mm²]與所填充的金屬的維氏硬度hvm[kgf/mm²]的比滿(mǎn)足下述(1)式，并且，

上述鑄模銅板的熱膨脹系數(shù)αc[μm/(m×k)]與所填充的金屬的熱膨脹系數(shù)αm[μm/(m×k)]的比滿(mǎn)足下述(2)式。

0.3≤hvc/hvm≤2.3···(1)

0.7≤αc/αm≤3.5···(2)

[2]如上述[1]所述的連續(xù)鑄造用鑄模，其特征在于，在上述鑄模銅板的內(nèi)壁面形成有斷裂伸長(zhǎng)率為8.0％以上的利用電鍍方法或噴鍍方法得到的被覆層，以該被覆層覆蓋上述異種金屬填充部。

[3]如上述[2]所述的連續(xù)鑄造用鑄模，其特征在于，上述被覆層由鎳或鎳－鈷合金(鈷含量；50質(zhì)量％以上)形成。

[4]一種鋼的連續(xù)鑄造方法，使用上述[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的連續(xù)鑄造用鑄模，其特征在于，對(duì)上述鑄模注入鋼水，以該鑄模冷卻鋼水而使凝固殼形成，將以該凝固殼為外殼且使內(nèi)部為未凝固鋼水的鑄片從上述鑄模抽出而制造鑄片。

[5]如上述[4]所述的鋼的連續(xù)鑄造方法，其特征在于，使上述鑄模銅板振動(dòng)，并且向被注入于上述鑄模中的鋼水的表面投入保護(hù)渣，該保護(hù)渣含有cao、sio2、al2o3、na2o和li2o，由保護(hù)渣中的cao濃度與sio2濃度的比(質(zhì)量％cao/質(zhì)量％sio2)表示的堿度為1.0～2.0，且na2o濃度和li2o濃度的和為5.0質(zhì)量％～10.0質(zhì)量％。

[6]如上述[5]所述的鋼的連續(xù)鑄造方法，其特征在于，以上述鑄模的總排熱量q為0.5mw/m²～2.5mw/m²的方式冷卻上述鑄模。

根據(jù)本發(fā)明，將多個(gè)異種金屬填充部設(shè)置在包含彎月面位置的彎月面附近的連續(xù)鑄造用鑄模銅板的寬度方向和鑄造方向，因此在彎月面附近的鑄模寬度方向和鑄造方向的連續(xù)鑄造用鑄模的熱阻規(guī)則地且周期性地增減。由此，彎月面附近，即，從凝固初期的凝固殼向連續(xù)鑄造用鑄模的熱通量規(guī)則地且周期性地增減。通過(guò)該熱通量規(guī)則地且周期性地增減，由從δ鐵向γ鐵的相變所致的應(yīng)力、熱應(yīng)力減少，通過(guò)這些應(yīng)力而產(chǎn)生的凝固殼的變形變小。由于凝固殼的變形變小，使凝固殼的變形所引起的不均勻的熱通量分布均勻化，且所產(chǎn)生的應(yīng)力被分散而各個(gè)應(yīng)變量變小。其結(jié)果，可防止在凝固殼表面的裂紋的產(chǎn)生。

進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，鑄模銅板的維氏硬度hvc與異種金屬的維氏硬度hvm的比、以及鑄模銅板的熱膨脹系數(shù)αc與異種金屬的熱膨脹系數(shù)αm的比成為規(guī)定的范圍，因此可以將由鑄模銅板與異種金屬填充部的硬度的不同所致的鑄模銅板表面的磨損量的差和熱膨脹的差所引起的施加于鑄模銅板表面的應(yīng)力減少。因此，鑄模銅板的壽命變得更長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1是對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的連續(xù)鑄造用鑄模的一部分的鑄模長(zhǎng)邊銅板從內(nèi)壁面?zhèn)冗M(jìn)行觀(guān)察的示意圖。

圖2是圖1所示的鑄模長(zhǎng)邊銅板的形成有異種金屬填充部的部位的放大圖。

圖3是將具有異種金屬填充部的鑄模長(zhǎng)邊銅板的三處位置的熱阻與異種金屬填充部的位置對(duì)應(yīng)地進(jìn)行概念性表示的圖。

圖4是表示將用于保護(hù)鑄模銅板表面的鍍覆層設(shè)置于鑄模銅板內(nèi)壁面的例子的圖。

圖5是表示異種金屬填充部的直徑與鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度的關(guān)系的圖。

圖6是表示hvc/hvm與在異種金屬和鑄模銅板的邊界部分的龜裂深度的關(guān)系的圖。

圖7是表示αc/αm與在異種金屬和鑄模銅板的邊界部分的龜裂深度的關(guān)系的圖。

圖8是表示保護(hù)渣的堿度與結(jié)晶化溫度的關(guān)系的圖。

圖9是表示保護(hù)渣的na2o和li2o的濃度的和與鑄?？偱艧崃縬的關(guān)系的圖。

圖10是表示鑄?？偱艧崃縬與鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度指數(shù)的關(guān)系的圖。

圖11是表示被覆層的斷裂伸長(zhǎng)率與銅板的龜裂個(gè)數(shù)的關(guān)系的圖。

圖12是表示對(duì)實(shí)施例中的鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度進(jìn)行比較的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。圖1是對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子所涉及的連續(xù)鑄造用鑄模的一部分的鑄模長(zhǎng)邊銅板從內(nèi)壁面?zhèn)冗M(jìn)行觀(guān)察的示意圖。圖1所示的連續(xù)鑄造用鑄模是用于鑄造鋼坯鑄片的連續(xù)鑄造用鑄模的例子，鋼坯鑄片用的連續(xù)鑄造用鑄模是將一對(duì)鑄模長(zhǎng)邊銅板和一對(duì)鑄模短邊銅板組合而構(gòu)成的。圖1顯示其中的鑄模長(zhǎng)邊銅板。

在從距離鑄模長(zhǎng)邊銅板1中的穩(wěn)定鑄造時(shí)的彎月面的位置為距離q(距離q為零以上的任意的值)的上方的位置、到距離彎月面為距離r(距離r為20mm以上的任意的值)的下方的位置的內(nèi)壁面的范圍，設(shè)置有多個(gè)圓形凹槽(參照?qǐng)D2中的(b)的符號(hào)2)。在該圓形凹槽填充具有比鑄模銅板的熱傳導(dǎo)率低或高的熱傳導(dǎo)率的金屬(以下記為“異種金屬”)而形成多個(gè)異種金屬填充部3。另外，圖1中的符號(hào)l是鑄模下部的未形成異種金屬填充部3的范圍的鑄造方向長(zhǎng)度，表示從異種金屬填充部3的下端位置到鑄模下端位置的距離。

這里，“彎月面”是指“鑄模內(nèi)鋼水液面”，雖然在非鑄造中其位置尚不明確，但在通常的鋼的連續(xù)鑄造操作中，將彎月面位置設(shè)為距離鑄模銅板的上端50mm至200mm左右的下方的位置。因此，即使彎月面位置為距離鑄模長(zhǎng)邊銅板1的上端50mm下方的位置，或是距離上端200mm下方的位置，只要將距離q和距離r以滿(mǎn)足以下說(shuō)明的本發(fā)明的條件的方式配置異種金屬填充部3即可。

即，若考慮到對(duì)凝固殼的初期凝固的影響，則異種金屬填充部3的設(shè)置區(qū)域至少需要設(shè)為從彎月面到彎月面的下方20mm的位置的區(qū)域，因此，距離r需要設(shè)為20mm以上。

連續(xù)鑄造用鑄模的排熱量在彎月面位置附近比其它部位高。即，彎月面位置附近的熱通量q與其它部位的熱通量q相比高。本發(fā)明的發(fā)明人等所做的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，雖然也取決于冷卻水對(duì)鑄模的供給量、鑄片抽出速度，但在距離彎月面30mm下方的位置，熱通量q低于1.5mw/m²，而在距離彎月面20mm下方的位置，熱通量q大致為1.5mw/m²以上。

本發(fā)明中，在彎月面位置附近的鑄模內(nèi)壁面使熱阻變動(dòng)。由此，可充分地確保異種金屬填充部3的熱通量的周期性變動(dòng)的效果，即使在容易產(chǎn)生表面裂紋的高速鑄造時(shí)或中碳鋼的鑄造時(shí)，也能夠充分得到鑄片表面裂紋的防止效果。即，若考慮到對(duì)初期凝固的影響，則需要至少在熱通量q大的距離彎月面20mm下方的位置配置異種金屬填充部3。在距離r小于20mm時(shí)，鑄片表面裂紋的防止效果變得不充分。

另一方面，異種金屬填充部3的上端部的位置只要是與彎月面相同的位置或比彎月面位置更上方，就可以是任意位置，因此，距離q可以是零以上的任意的值。但是，彎月面需要在鑄造中存在于異種金屬填充部3的設(shè)置區(qū)域，并且，彎月面在鑄造中在上下方向變動(dòng)，因此為了使異種金屬填充部3的上端部總是成為比彎月面更上方的位置，優(yōu)選將異種金屬填充部3設(shè)置到距離假定的彎月面位置10mm左右的上方位置，優(yōu)選為20mm～50mm左右的上方位置。

省略了圖示的鑄模短邊銅板也與鑄模長(zhǎng)邊銅板1同樣地在其內(nèi)壁面?zhèn)刃纬捎挟惙N金屬填充部3，以下省略對(duì)鑄模短邊銅板的說(shuō)明。然而，在鋼坯鑄片中，由于其形狀而使在長(zhǎng)邊面?zhèn)鹊哪虤と菀滓饝?yīng)力集中，在長(zhǎng)邊面?zhèn)热菀桩a(chǎn)生表面裂紋。因此，在鋼坯鑄片用的連續(xù)鑄造用鑄模的鑄模短邊銅板不一定要設(shè)置異種金屬填充部3。此外，圖1中，在鑄模長(zhǎng)邊銅板1的內(nèi)壁面的鑄片寬度方向整體設(shè)置有異種金屬填充部3，但也可以?xún)H在鑄片的凝固殼上容易發(fā)生應(yīng)力集中的相當(dāng)于鑄片的寬度方向中央部的部位設(shè)置異種金屬填充部3。

圖2是圖1所示的鑄模長(zhǎng)邊銅板的形成有異種金屬填充部的部位的放大圖，圖2中的(a)是從內(nèi)壁面?zhèn)扔^(guān)察的部位的圖，圖2中的(b)是圖2中的(a)的x－x’斷面圖。異種金屬填充部3是在鑄模長(zhǎng)邊銅板1的內(nèi)壁面?zhèn)确謩e獨(dú)立地加工而成的直徑d為2～20mm的圓形凹槽2的內(nèi)部，利用鍍覆方法、噴鍍方法等，填充熱傳導(dǎo)率相對(duì)于鑄模銅板的熱傳導(dǎo)率為80％以下或125％以上的異種金屬而形成的。圖2中的符號(hào)5為冷卻水流路，符號(hào)6為背板。

應(yīng)予說(shuō)明，異種金屬填充部3中的異種金屬的填充厚度h優(yōu)選設(shè)為0.5mm以上。通過(guò)將填充厚度設(shè)為0.5mm以上，異種金屬填充部3中的熱通量的下降變得充分。異種金屬填充部彼此的間隔p無(wú)需在全部異種金屬填充部彼此相同。然而，為了使后述的熱阻的變動(dòng)可靠地呈現(xiàn)周期性，優(yōu)選全部異種金屬填充部彼此的間隔p相同。

圖3是將鑄模長(zhǎng)邊銅板1的三處位置中的熱阻與異種金屬填充部3的位置對(duì)應(yīng)地進(jìn)行概念性表示的圖。通過(guò)將填充有熱傳導(dǎo)率比鑄模銅板低的金屬的異種金屬填充部3，即，熱阻比鑄模長(zhǎng)邊銅板1高的異種金屬填充部3在包含彎月面位置的彎月面附近的連續(xù)鑄造用鑄模的寬度方向和鑄造方向設(shè)置多個(gè)，從而在彎月面附近的鑄模寬度方向和鑄造方向的連續(xù)鑄造用鑄模的熱阻規(guī)則地且周期性地增減。由此，在彎月面附近，即，從凝固初期的凝固殼向連續(xù)鑄造用鑄模的熱通量規(guī)則地且周期性地增減。通過(guò)該熱通量規(guī)則地且周期性地增減，由于從δ鐵向γ鐵的相變而產(chǎn)生的應(yīng)力、熱應(yīng)力減少，通過(guò)這些應(yīng)力而產(chǎn)生的凝固殼的變形變小。由于凝固殼的變形變小，使凝固殼的變形所引起的不均勻的熱通量分布均勻化，且所產(chǎn)生的應(yīng)力被分散而各個(gè)應(yīng)變量變小。其結(jié)果，可防止在凝固殼表面的表面裂紋的產(chǎn)生。

本發(fā)明中，使用純銅或銅合金作為鑄模銅板。作為用作鑄模銅板的銅合金，一般而言，只要使用用作連續(xù)鑄造用鑄模銅板的添加有微量的鉻(cr)、鋯(zr)等的銅合金即可。近年來(lái)，為了鑄模內(nèi)的凝固的均勻化或防止鋼水中夾雜物在凝固殼中的捕捉，通常設(shè)置對(duì)鑄模內(nèi)的鋼水進(jìn)行攪拌的電磁攪拌裝置。在設(shè)置電磁攪拌裝置時(shí)，為了抑制從電磁線(xiàn)圈向鋼水的磁場(chǎng)強(qiáng)度的衰減，使用減少了導(dǎo)電率的銅合金。在這種情況下，熱傳導(dǎo)率也根據(jù)導(dǎo)電率的下降而減少，有時(shí)也使用具有純銅(熱傳導(dǎo)率；398w/(m×k))的大致1/2的熱傳導(dǎo)率的銅合金制鑄模銅板。一般而言，用作鑄模銅板的銅合金與純銅相比熱傳導(dǎo)率低。

作為填充于圓形凹槽2的異種金屬，需要使用其熱傳導(dǎo)率相對(duì)于鑄模銅板的熱傳導(dǎo)率為80％以下或125％以上的金屬。若異種金屬的熱傳導(dǎo)率相對(duì)于鑄模銅板的熱傳導(dǎo)率大于80％或小于125％，則由異種金屬填充部3所致的熱通量的周期性變動(dòng)的效果不充分，因此在容易產(chǎn)生鑄片表面裂紋的高速鑄造時(shí)、中碳鋼的鑄造時(shí)，鑄片表面裂紋的防止效果變得不充分。

作為填充于圓形凹槽2的異種金屬，優(yōu)選為容易進(jìn)行鍍覆、噴鍍的鎳(ni，熱傳導(dǎo)率；約90w/(m·k))、鎳合金(熱傳導(dǎo)率；約40～90w/(m·k))、鉻(cr，熱傳導(dǎo)率；67w/(m×k))、鈷(co，熱傳導(dǎo)率；70w/(m×k))等。此外，也可以根據(jù)鑄模銅板的熱傳導(dǎo)率將銅合金(熱傳導(dǎo)率：約100～398w/(m·k))、純銅用作填充于圓形凹槽2的金屬。在使用熱傳導(dǎo)率低的銅合金作為鑄模銅板、使用純銅作為異種金屬時(shí)，設(shè)置有異種金屬填充部3的部位與鑄模銅板的部位相比熱阻變小。

圖1和圖2中，異種金屬填充部3在鑄模長(zhǎng)邊銅板1的內(nèi)壁面的形狀為圓形，但無(wú)需設(shè)為圓形。例如只要是如橢圓形的不具有所謂的“角”的接近圓形的形狀，就可以是任意形狀。以下，將接近圓形的形狀稱(chēng)為“準(zhǔn)圓形”。在異種金屬填充部3的形狀為準(zhǔn)圓形時(shí)，將為了形成異種金屬填充部3而在鑄模長(zhǎng)邊銅板1的內(nèi)壁面進(jìn)行加工的槽稱(chēng)為“準(zhǔn)圓形槽”。準(zhǔn)圓形例如是橢圓形、在角部形成有圓弧的長(zhǎng)方形等不具有角部的形狀，進(jìn)而，也可以是如花瓣圖案的形狀。準(zhǔn)圓形的大小是以由準(zhǔn)圓形的面積求出的等效圓直徑進(jìn)行評(píng)價(jià)。該準(zhǔn)圓形的等效圓直徑d由下述(3)式算出。

等效圓直徑d＝(4×s/π)^1/2···(3)

其中，在(3)式中，s為異種金屬填充部3的面積(mm²)。

如專(zhuān)利文獻(xiàn)4那樣設(shè)置縱槽或格子槽且在該槽中填充異種金屬時(shí)，會(huì)引起如下問(wèn)題：在異種金屬與銅的邊界面以及格子部的正交部，由異種金屬與銅的熱應(yīng)變差所致的應(yīng)力會(huì)集中，在鑄模銅板表面產(chǎn)生裂紋。與此相對(duì)，通過(guò)如本發(fā)明那樣將異種金屬填充部3的形狀設(shè)為圓形或準(zhǔn)圓形，異種金屬與銅的邊界面成為曲面狀，因此呈現(xiàn)在邊界面應(yīng)力難以集中、在鑄模銅板表面難以產(chǎn)生裂紋的優(yōu)點(diǎn)。

異種金屬填充部3的直徑d或等效圓直徑d需要為2～20mm。通過(guò)設(shè)為2mm以上，在異種金屬填充部3的熱通量的下降變得充分，可得到上述效果。此外，通過(guò)設(shè)為2mm以上，將異種金屬利用鍍覆方法、噴鍍方法填充于圓形凹槽2、準(zhǔn)圓形凹槽(未圖示)的內(nèi)部變得容易。另一方面，通過(guò)將異種金屬填充部3的直徑d或等效圓直徑d設(shè)為20mm以下，可抑制異種金屬填充部3中的熱通量的下降，即，抑制在異種金屬填充部3的凝固延遲而防止應(yīng)力集中在該位置的凝固殼，防止在凝固殼產(chǎn)生表面裂紋。即，若直徑d或等效圓直徑d大于20mm，則產(chǎn)生表面裂紋，因此異種金屬填充部3的直徑d或等效圓直徑d需要設(shè)為20mm以下。

此外，在形成有異種金屬填充部3的鑄模銅板內(nèi)壁面，以防止由凝固殼所致的磨損、熱經(jīng)歷產(chǎn)生的鑄模表面的裂紋為目的，優(yōu)選設(shè)置由鍍覆層、噴鍍層形成的被覆層。圖4是表示在鑄模銅板內(nèi)壁面設(shè)置用于保護(hù)鑄模銅板表面的鍍覆層4的例子的圖。鍍覆層4以通常使用的鎳或鎳系合金，例如鎳－鈷合金(ni－co合金，鈷含量；50質(zhì)量％以上)等進(jìn)行鍍覆即可。其中，鍍覆層4的厚度h優(yōu)選設(shè)為2.0mm以下。通過(guò)將鍍覆層4的厚度h設(shè)為2.0mm以下，可以減少鍍覆層4對(duì)熱通量造成的影響，可以充分得到異種金屬填充部3產(chǎn)生的熱通量的周期性變動(dòng)的效果。在以噴鍍層形成被覆層的情況下也按照上述內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置即可。

應(yīng)予說(shuō)明，圖1中，在鑄造方向或鑄模寬度方向設(shè)置了相同形狀的異種金屬填充部3，但在本發(fā)明中不一定要設(shè)置相同形狀的異種金屬填充部3。此外，若異種金屬填充部3的直徑或等效圓直徑為2～20mm的范圍內(nèi)，則也可以將直徑不同的異種金屬填充部3設(shè)置在鑄造方向或鑄模寬度方向。在這種情況下也能夠防止鑄模內(nèi)的凝固殼的不均勻冷卻所引起的鑄片表面裂紋。

＜實(shí)驗(yàn)1＞

為了對(duì)形成于鑄模銅板的內(nèi)壁面的異種金屬填充部3的直徑d與使用該鑄模制造的鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度的關(guān)系進(jìn)行研究而進(jìn)行了試驗(yàn)。該試驗(yàn)中，使用具有長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度2.1m、短邊的長(zhǎng)度0.25m的內(nèi)面空間尺寸且在內(nèi)壁面形成有異種金屬填充部3的水冷銅鑄模。從水冷銅鑄模的上端到下端的長(zhǎng)度(＝鑄模長(zhǎng))為900mm，試驗(yàn)中，將彎月面設(shè)為距離鑄模上端80mm的下方的位置，在從距離彎月面30mm的上方到距離彎月面190mm的下方的位置的范圍(范圍長(zhǎng)度；(距離q+距離r)＝220mm)的鑄模內(nèi)壁面形成異種金屬填充部3。

該試驗(yàn)中，使用熱傳導(dǎo)率λc為119w/(m·k)的銅合金作為鑄模銅板，且使用鎳合金(熱傳導(dǎo)率；90w/(m·k))作為異種金屬，使用形成有多個(gè)填充厚度h為0.5mm的圓形的異種金屬填充部3的連續(xù)鑄造用鑄模，進(jìn)行多次鋼的連續(xù)鑄造。

在各連續(xù)鑄造試驗(yàn)中，變更圓形凹槽2的直徑d，即，異種金屬填充部3的直徑d，測(cè)定所鑄造的鋼坯鑄片的表面裂紋密度。鋼坯鑄片的表面裂紋的個(gè)數(shù)根據(jù)染色探傷法以目視確認(rèn)，對(duì)產(chǎn)生于鑄片表面的縱裂紋的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定，在長(zhǎng)度為1cm以上時(shí)視為表面裂紋而進(jìn)行計(jì)數(shù)，算出表面裂紋個(gè)數(shù)密度(個(gè)/m²)。

將異種金屬填充部3的直徑d與鋼坯鑄片表面裂紋個(gè)數(shù)密度的關(guān)系示于圖5。在異種金屬填充部3的直徑小于2mm和大于20mm的情況下，在鋼坯鑄片產(chǎn)生大量表面裂紋。推測(cè)在異種金屬填充部3的直徑小于2mm和大于20mm的情況下，由凝固殼相變時(shí)的體積收縮所致的相變應(yīng)力無(wú)法分散而引起應(yīng)力集中，由此，鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度與設(shè)置有將直徑d設(shè)為2～20mm的異種金屬填充部3的情況相比變大。

＜實(shí)驗(yàn)2＞

異種金屬填充部3的膨脹率等物性值與鑄模銅板(純銅或銅合金)的物性值不同，因此異種金屬填充部3在與鑄模銅板的邊界部分容易剝離。由此引起本發(fā)明所涉及的連續(xù)鑄造用鑄模的壽命與未形成異種金屬填充部3的以往的鑄模相比容易變短。因此，本發(fā)明的發(fā)明人等對(duì)異種金屬填充部3的物性值進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果獲得以下結(jié)論：鑄模的耐久性是與鑄模銅板的維氏硬度與異種金屬的維氏硬度的比、以及鑄模銅板的熱膨脹系數(shù)與異種金屬的熱膨脹系數(shù)的比相關(guān)的。為了確認(rèn)該結(jié)論而進(jìn)行了試驗(yàn)。

試驗(yàn)是使用比實(shí)驗(yàn)1中使用的鑄模小的尺寸的鑄模，進(jìn)行300次試驗(yàn)性連續(xù)鑄造，從而進(jìn)行鑄模的極限確認(rèn)試驗(yàn)。若進(jìn)行300次試驗(yàn)性連續(xù)鑄造，大致的情況下，存在在內(nèi)壁面的鑄模銅板與異種金屬的邊界部分產(chǎn)生龜裂的趨勢(shì)。將該試驗(yàn)性的300次連續(xù)鑄造進(jìn)行多次。各試驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)構(gòu)成鑄模銅板的金屬(純銅、銅合金)和構(gòu)成異種金屬填充部3的金屬進(jìn)行變更，使用hvc/hvm和αc/αm不同的鑄模。對(duì)于所產(chǎn)生的龜裂的深度，即，在邊界部分產(chǎn)生的鑄模的裂紋，利用超聲波探傷法測(cè)定從鑄模表面起算的裂紋的深度。將hvc/hvm與在異種金屬與鑄模銅板的邊界部分的龜裂深度的關(guān)系示于圖6的圖，將αc/αm與上述龜裂深度[mm]的關(guān)系示于圖7的圖。

由圖6和圖7可知，若hvc/hvm為0.3～2.3、αc/αm為0.7～3.5，則與不是上述范圍的情況相比，即使在鑄模的內(nèi)壁面產(chǎn)生龜裂的情況下，也能夠極度抑制龜裂深度。

即，本發(fā)明中，鑄模銅板的維氏硬度與異種金屬的維氏硬度的比需要滿(mǎn)足下述(1)式。

0.3≤hvc/hvm≤2.3···(1)

其中，(1)式中，hvc表示鑄模銅板的維氏硬度(單位；kgf/mm²)，hvm表示異種金屬的維氏硬度(單位；kgf/mm²)。維氏硬度hv可以通過(guò)以jisz2244規(guī)定的維氏硬度試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，在采用純銅作為鑄模銅板時(shí)，維氏硬度hvc為37.6kgf/mm²，在采用鎳作為異種金屬時(shí)，維氏硬度hvm為65.1kgf/mm²。

此外，本發(fā)明中，鑄模銅板的熱膨脹系數(shù)與異種金屬的熱膨脹系數(shù)的比需要滿(mǎn)足下述(2)式。

0.7≤αc/αm≤3.5···(2)

其中，(2)式中，αc表示鑄模的熱膨脹系數(shù)(單位；μm/(m×k))，αm表示異種金屬的熱膨脹系數(shù)(單位；μm/(m×k))。熱膨脹系數(shù)α能夠以熱機(jī)械分析裝置(tma：thermalmechanicalanalysis)進(jìn)行測(cè)定。熱膨脹系數(shù)αc例如在采用純銅作為鑄模銅板時(shí)為16.5μm/(m×k)，在采用鎳作為異種金屬時(shí)，αm為13.4μm/(m×k)。

維氏硬度hv、熱膨脹系數(shù)α的值可以通過(guò)變更金屬的組成或變更金屬的材料來(lái)改變。例如，若采用鉻代替鎳作為異種金屬，則hvm提高，但αm下降。

在滿(mǎn)足(1)式和(2)式的連續(xù)鑄造用鑄模中，在鋼的連續(xù)鑄造時(shí)在鑄模表面，異種金屬不易剝離，此外，不易形成龜裂。此外，即使產(chǎn)生龜裂，其龜裂深度也不易變大，鑄模的壽命變長(zhǎng)。這里，龜裂是指在鑄模銅板的內(nèi)壁面產(chǎn)生的裂紋，該裂紋特別容易產(chǎn)生在內(nèi)壁面的鑄模銅板與異種金屬的邊界部分。

＜實(shí)驗(yàn)3＞

在進(jìn)行鋼的連續(xù)鑄造時(shí)，對(duì)連續(xù)鑄造用鑄模注入鋼水，使鑄模振動(dòng)，并且，在被注入到鑄模中的鋼水的表面投入保護(hù)渣，一邊將鑄模冷卻一邊從鑄模抽出凝固殼而制造鑄片。以往，以防止伴隨著包晶反應(yīng)的中碳鋼的鑄片表面裂紋為目的，嘗試使用容易結(jié)晶化的組成的保護(hù)渣。因容易結(jié)晶化的組成的保護(hù)渣而使保護(hù)渣層的熱阻增大，促進(jìn)凝固殼的緩慢冷卻。如上所述，在使用起到由異種金屬填充部3所致的熱通量的周期性變動(dòng)的效果的連續(xù)鑄造用鑄模時(shí)，即使不在保護(hù)渣的組成下功夫，也可通過(guò)緩慢冷卻而降低作用于凝固殼的應(yīng)力，即使是相變量大的鋼種，也可期待能夠防止表面裂紋的效果。

然而，在使用上述連續(xù)鑄造用鑄模對(duì)中碳鋼的鑄片進(jìn)行連續(xù)鑄造時(shí)，以進(jìn)一步防止鑄片表面裂紋為目的，本發(fā)明的發(fā)明人等對(duì)促進(jìn)在異種金屬填充部3的緩慢冷卻的保護(hù)渣的組成進(jìn)行了研究。

在通常的鑄模中，若使用促進(jìn)緩慢冷卻的保護(hù)渣，則有可能由于鑄模的排熱量的下降而凝固殼的厚度不足。然而，在上述連續(xù)鑄造用鑄模中，彎月面附近的凝固殼的變形變小，因此存在凝固殼與鑄模表面的密合性提高、鑄模的排熱量變大的趨勢(shì)，因此可以抑制凝固殼的厚度的下降，目前為止無(wú)法使用的促進(jìn)緩慢冷卻的保護(hù)渣變得能夠使用。以下，對(duì)這種保護(hù)渣組成進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明中，使用含有cao、sio2和al2o3作為主成分的保護(hù)渣，將由該保護(hù)渣中的cao濃度與sio2濃度的比(質(zhì)量％cao/質(zhì)量％sio2)表示的堿度設(shè)為1.0～2.0。這里，保護(hù)渣的主成分是指cao、sio2和al2o3的濃度的和達(dá)到80～90質(zhì)量％。堿度是用于生成均勻的槍晶石結(jié)晶的重要指標(biāo)，本發(fā)明的發(fā)明人等對(duì)保護(hù)渣的堿度與保護(hù)渣結(jié)晶化的溫度(結(jié)晶化溫度)的關(guān)系進(jìn)行了研究。將該關(guān)系示于圖8。

由圖8可知，在保護(hù)渣的堿度為1.0～2.0的范圍內(nèi)，結(jié)晶化溫度高，可以期待在鑄模內(nèi)有效地發(fā)揮由緩慢冷卻效果所致的裂紋抑制作用。在堿度小于1.0或大于2.0時(shí)，結(jié)晶化溫度低，可預(yù)想由保護(hù)渣的結(jié)晶化所致的緩慢冷卻效果變小。

由上述說(shuō)明中可知，在堿度為1.0～2.0的范圍時(shí)，結(jié)晶化溫度上升，本發(fā)明的發(fā)明人等對(duì)將不會(huì)過(guò)量地結(jié)晶化而抑制過(guò)度促進(jìn)鑄模內(nèi)的緩慢冷卻化的成分，即，抑制在鑄模出側(cè)的凝固殼厚變得過(guò)薄的成分添加于保護(hù)渣的情況進(jìn)行了研究。

其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若保護(hù)渣進(jìn)一步含有na2o和li2o且na2o濃度和li2o濃度的和為5.0質(zhì)量％～10.0質(zhì)量％，則可以一邊緩慢冷卻凝固殼一邊增厚鑄模內(nèi)的凝固殼。以下，對(duì)發(fā)現(xiàn)最佳的保護(hù)渣的試驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。

試驗(yàn)中，使用以異種金屬填充部3的直徑d為20mm的鑄模，使用含有cao、sio2和al2o3作為主成分且進(jìn)一步含有na2o和li2o的保護(hù)渣。其它條件與實(shí)驗(yàn)1中使用的條件同樣地進(jìn)行多次鋼的連續(xù)鑄造。試驗(yàn)中，使用堿度恒定為1.5、但na2o濃度和li2o濃度的和不同的保護(hù)渣。為了使保護(hù)渣對(duì)鑄模排熱量產(chǎn)生的影響明確化，冷卻水向鑄模的供給量在所有試驗(yàn)中相同。

根據(jù)多次試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)保護(hù)渣的na2o濃度和li2o濃度的和對(duì)鑄?？偱艧崃縬產(chǎn)生的影響進(jìn)行研究。圖9中示出表示保護(hù)渣的na2o濃度和li2o濃度的和與鑄?？偱艧崃縬的關(guān)系的圖。

由圖9可知，在na2o濃度和li2o濃度的和小于5.0質(zhì)量％時(shí)，存在鑄?？偱艧崃縬變大的趨勢(shì)，難以達(dá)成鑄模內(nèi)的緩慢冷卻。另一方面，在na2o濃度和li2o濃度的和大于10.0質(zhì)量％時(shí)，會(huì)過(guò)度促進(jìn)保護(hù)渣的結(jié)晶化，過(guò)度促進(jìn)鑄模內(nèi)的緩慢冷卻化，在鑄模出側(cè)的凝固殼厚變薄，有可能產(chǎn)生漏鋼?？芍舯Ｗo(hù)渣中的na2o濃度和li2o濃度的和為5.0質(zhì)量％～10.0質(zhì)量％，則鑄?？偱艧崃縬成為中程度的值。即，在與由埋入異種金屬所致的殼凝固的均勻化的效果的基礎(chǔ)上，可以更加良好地減少鑄片表面裂紋。

保護(hù)渣含有cao、sio2和al2o3作為主成分，且含有na2o和li2o，進(jìn)而，也可以具有其它成分。也可以在保護(hù)渣中添加例如mgo、caf2、bao、mno、b2o3、fe2o3、zro2等、或用于控制保護(hù)渣的熔融速度的碳，保護(hù)渣也可以含有其它不可避免的雜質(zhì)。

投入至彎月面的保護(hù)渣熔融而混入振動(dòng)的鑄模的內(nèi)壁與凝固殼之間，可以設(shè)為此時(shí)的振動(dòng)沖程為4～10mm、振動(dòng)頻率為50～180cpm的條件。

＜實(shí)驗(yàn)4＞

進(jìn)行使用將na2o濃度和li2o濃度的和設(shè)為7.5質(zhì)量％的保護(hù)渣，變更對(duì)鑄模的冷卻水的量，強(qiáng)制性變更鑄?？偱艧崃縬的試驗(yàn)。其它條件與實(shí)驗(yàn)3中使用的條件同樣地多次進(jìn)行鋼的連續(xù)鑄造。

根據(jù)多次的試驗(yàn)求出鑄?？偱艧崃縬與鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度的關(guān)系。試驗(yàn)中，將使用未形成異種金屬填充部3的以往的鑄模作為連續(xù)鑄造用鑄模的鋼的連續(xù)鑄造中制造的鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度(個(gè)/m²)設(shè)為1.0，求出以各試驗(yàn)中鑄造的鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度(個(gè)/m²)的比例進(jìn)行評(píng)價(jià)的表面裂紋個(gè)數(shù)密度指數(shù)，作為表面裂紋個(gè)數(shù)的尺度。

圖10中示出表示鑄模總排熱量q與鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度指數(shù)的關(guān)系的圖。由圖10可知，若鑄?？偱艧崃縬為0.5mw/m²～2.5mw/m²，則能夠大幅度抑制表面裂紋個(gè)數(shù)。另外，觀(guān)察到在鑄?？偱艧崃縬約為1.5～2.5mw/m²的范圍內(nèi)，存在隨著鑄?？偱艧崃縬的增加，表面裂紋個(gè)數(shù)密度指數(shù)若干增加的趨勢(shì)，推測(cè)該趨勢(shì)是因?yàn)?，雖然具有埋入異種金屬埋的效果，但緩慢冷卻的效果減弱。

即，在對(duì)形成有異種金屬填充部3的連續(xù)鑄造用鑄模注入鋼水，將含有cao、sio2和al2o3作為主成分且含有na2o和li2o的保護(hù)渣投入至鑄模內(nèi)的鋼水表面而進(jìn)行鋼的連續(xù)鑄造時(shí)，優(yōu)選以鑄?？偱艧崃縬為0.5mw/m²～2.5mw/m²的方式冷卻鑄模。由此，能夠大幅度抑制鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)。

＜實(shí)驗(yàn)5＞

研究了形成于鑄模銅板的內(nèi)壁面的被覆層(鍍覆層或噴鍍層)的斷裂伸長(zhǎng)率對(duì)鑄模表面的龜裂的產(chǎn)生造成的影響。被覆層的斷裂伸長(zhǎng)率是通過(guò)jisz2241所記載的金屬材料拉伸試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定的“斷裂伸長(zhǎng)率”。

在銅板的表面形成多個(gè)異種金屬填充部3，進(jìn)而，將覆蓋該異種金屬填充部3的被覆層利用鍍覆方法形成，制作具有斷裂伸長(zhǎng)率不同的被覆層的樣品。對(duì)這些樣品實(shí)施熱疲勞試驗(yàn)(jis2278，高溫側(cè)；700℃，低溫側(cè)；25℃)，基于在樣品表面產(chǎn)生的龜裂的個(gè)數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)鑄模壽命。圖11中示出表示被覆層的斷裂伸長(zhǎng)率與銅板的龜裂個(gè)數(shù)的關(guān)系的圖。

確認(rèn)了在被覆層的斷裂伸長(zhǎng)率為8％以上時(shí)，能夠抑制由銅板和異種金屬填充部3的熱膨脹所致的銅板表面的龜裂。此外，在被覆層的斷裂伸長(zhǎng)率小于8％時(shí)，無(wú)法抑制銅板和異種金屬填充部3的熱膨脹的影響，在銅板表面容易產(chǎn)生龜裂，因此不優(yōu)選。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，將多個(gè)異種金屬填充部3設(shè)置在包含彎月面位置的彎月面附近的連續(xù)鑄造用鑄模的寬度方向和鑄造方向，因此在彎月面附近的鑄模寬度方向和鑄造方向的連續(xù)鑄造用鑄模的熱阻規(guī)則地且周期性地增減。由此，彎月面附近，即，從凝固初期的凝固殼向連續(xù)鑄造用鑄模的熱通量規(guī)則地且周期性地增減。通過(guò)該熱通量規(guī)則地且周期性地增減，由從δ鐵向γ鐵的相變所致的應(yīng)力、熱應(yīng)力減少，由這些應(yīng)力而產(chǎn)生的凝固殼的變形變小。由于凝固殼的變形變小，使凝固殼的變形所引起的不均勻的熱通量分布均勻化，且所產(chǎn)生的應(yīng)力被分散而各個(gè)應(yīng)變量變小。其結(jié)果，可防止在凝固殼表面的裂紋的產(chǎn)生。

進(jìn)而，由于鑄模銅板的維氏硬度hvc與異種金屬的維氏硬度hvm的比、以及鑄模銅板的熱膨脹系數(shù)αc與異種金屬的熱膨脹系數(shù)αm的比為規(guī)定的范圍，因此可以將由鑄模銅板與異種金屬填充部的硬度不同所致的鑄模表面的磨損量的差和熱膨脹差所引起的施加于鑄模表面的應(yīng)力減少，鑄模的壽命變得更長(zhǎng)。

此外，通過(guò)調(diào)整保護(hù)渣的組成、調(diào)整冷卻水的供給量來(lái)將鑄?？偱艧崃縬調(diào)整為規(guī)定的范圍，因此可以防止在凝固殼表面的裂紋的產(chǎn)生，抑制鋼坯鑄片上產(chǎn)生的裂紋的產(chǎn)生。

實(shí)施例

準(zhǔn)備在鑄模銅板的內(nèi)壁面形成有多個(gè)直徑為20mm的圓形的異種金屬填充部的如圖1所示的水冷銅鑄模，用所準(zhǔn)備的水冷銅鑄模鑄造中碳鋼(化學(xué)成分，c；0.08～0.17質(zhì)量％，si；0.10～0.30質(zhì)量％，mn；0.50～1.20質(zhì)量％，p；0.010～0.030質(zhì)量％，s；0.005～0.015質(zhì)量％，al；0.020～0.040質(zhì)量％)，進(jìn)行了研究鑄造后的鑄片的表面裂紋的試驗(yàn)。水冷銅鑄模具有長(zhǎng)邊長(zhǎng)度為1.8m、短邊長(zhǎng)度為0.26m的內(nèi)面空間尺寸。

從所使用的水冷銅鑄模的上端到下端的長(zhǎng)度(＝鑄模長(zhǎng))為900mm，將穩(wěn)定鑄造時(shí)的彎月面(鑄模內(nèi)鋼水液面)的位置設(shè)定為距離鑄模上端100mm的下方位置。在從距離鑄模上端80mm的下方的位置到距離鑄模上端的300mm的下方的位置的范圍(距離q＝20mm，距離r＝200mm，范圍長(zhǎng)度(距離q+距離r)＝220mm)的鑄模銅板內(nèi)壁面實(shí)施圓形凹槽的加工，在該圓形凹槽的內(nèi)部使用鍍覆方法填充鎳合金(熱傳導(dǎo)率：80w/(m·k))等異種金屬，形成異種金屬填充部。

使用熱傳導(dǎo)率約為380w/(m·k)、維氏硬度hvc為37.6kgf/mm²、熱膨脹系數(shù)αc為16.5μm/(m·k)的銅合金作為鑄模銅板，變更填充至圓形凹槽的異種金屬，進(jìn)而，變更所使用的保護(hù)渣的組成、鑄模總排熱量q而進(jìn)行多次的鋼的連續(xù)鑄造(本發(fā)明例1～11和比較例1～7)。此外，為了與本發(fā)明例1～11和比較例1～7進(jìn)行比較，進(jìn)行使用未形成異種金屬填充部的通常的連續(xù)鑄造用鑄模的鋼的連續(xù)鑄造(以往例)。

將本發(fā)明例1～11和比較例1～7中使用的連續(xù)鑄造鑄模的異種金屬的維氏硬度hvm和熱膨脹系數(shù)αm，本發(fā)明例1～11、比較例1～7和以往例中使用的保護(hù)渣的堿度，na2o濃度和li2o濃度的和，以及鑄?？偱艧崃縬的條件等示于表1。

[表1]

本發(fā)明例1～11的鑄模中，鑄模的維氏硬度hvc與所填充的金屬的維氏硬度hvm的比(hvc/hvm)為0.3～2.3，且鑄模的熱膨脹系數(shù)αc與所填充的金屬的熱膨脹系數(shù)αm的比(αc/αm)滿(mǎn)足0.7～3.5。因此，本發(fā)明例1～11的鑄模滿(mǎn)足(1)和(2)式。另一方面，在比較例中，并不滿(mǎn)足(1)和(2)式中的任一者或兩者。

在本發(fā)明例1～11、比較例1～7和以往例中，測(cè)定所制造的鋼坯鑄片的表面裂紋密度。表面裂紋的個(gè)數(shù)根據(jù)染色探傷法以目視確認(rèn)，對(duì)產(chǎn)生于鑄片表面的縱裂紋的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定，在長(zhǎng)度為1cm以上時(shí)視為表面裂紋進(jìn)行計(jì)數(shù)，算出表面裂紋個(gè)數(shù)密度(個(gè)/m²)。將以往例中的鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度(個(gè)/m²)設(shè)為1.0，求出以各試驗(yàn)的鋼坯鑄片的表面裂紋個(gè)數(shù)密度(個(gè)/m²)與該以往例中的表面裂紋個(gè)數(shù)密度的比例進(jìn)行評(píng)價(jià)的表面裂紋個(gè)數(shù)密度指數(shù)，作為表面裂紋個(gè)數(shù)的尺度。將本發(fā)明例1～11和比較例1～7中的表面裂紋個(gè)數(shù)密度指數(shù)示于圖12。

如圖12所示，本發(fā)明例1～11中，表面裂紋個(gè)數(shù)密度指數(shù)小于0.4，與此相對(duì)，在比較例1～7中大于0.4。因此，可以確認(rèn)根據(jù)滿(mǎn)足(1)式和(2)式的本發(fā)明，可防止在凝固殼表面的裂紋的產(chǎn)生，抑制鋼坯鑄片所產(chǎn)生的裂紋的產(chǎn)生。

符號(hào)說(shuō)明

1鑄模長(zhǎng)邊銅板

2圓形凹槽

3異種金屬填充部

4鍍覆層

5冷卻水流路

6背板