JP2001314944A - 薄鋳片連続鋳造機用冷却ドラムおよび薄鋳片連続鋳造方法 - Google Patents

薄鋳片連続鋳造機用冷却ドラムおよび薄鋳片連続鋳造方法

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JP2001314944A
JP2001314944A JP2000132490A JP2000132490A JP2001314944A JP 2001314944 A JP2001314944 A JP 2001314944A JP 2000132490 A JP2000132490 A JP 2000132490A JP 2000132490 A JP2000132490 A JP 2000132490A JP 2001314944 A JP2001314944 A JP 2001314944A
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cooling drum
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Hideaki Yamamura
英明 山村
Hidekazu Takeuchi
英一 竹内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄鋳片の連続鋳造方法において、薄鋳片の表
面割れおよび凸転写に起因した表面疵を防止するととも
に、スカムの巻き込みに起因する鋳片表面の割れの発生
を防止して、表面性状に優れた薄肉鋳片を製造する。 【解決手段】 周面に直径が200〜2000μm、深
さが80〜200μmの窪みが30〜80%の面積率で
形成され、かつ、凸部の表面が窪み部の材料の熱伝導率
よりも低い熱伝導率を有する物質で被覆されている冷却
ドラムを用いて薄鋳片を連続鋳造する。上記物質は、冷
却ドラム表面上の凸部のみに塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は普通鋼、ステンレス
鋼、合金鋼、珪素鋼およびその他の金属の溶湯から、直
接に薄肉鋳片を鋳造する単ドラム式連続鋳造機や双ドラ
ム式連続鋳造機の冷却ドラム、および、これを用いて薄
肉鋳片を連続鋳造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造によって、ホットストリップと
同等かそれに近い厚さの鋳片を製造する装置として、例
えば、双ドラム式連続鋳造装置が知られている。この装
置は、図1に示すように、軸を水平にし互いに接近して
並行に設置され、且つ、互いに逆方向に回転する一対の
冷却ドラム1、1’と、冷却ドラム1、1’の両端面に
圧着されたサイド堰2(仮想線で示す)とを主要な構成
部材としている。
【0003】冷却ドラム1、1’とサイド堰2とで形成
された湯溜まり部3の上方にはシールチャンバー4が設
けられ、シールチャンバー4内には不活性ガスが供給さ
れる。湯溜まり部3にタンディッシュ5から溶湯を連続
的に供給することにより、溶湯は冷却ドラム1との接触
部で凝固シェルを形成し、凝固シェルは冷却ドラム1、
1’の回転に伴ってキッシングポイント6で圧着され薄
鋳片Cとなる。
【0004】薄鋳片Cは板厚が1〜7mm程度と薄いた
め、その表面は凝固シェルの形成状態の影響を著しく受
け、急冷による凝固シェル厚の不均一等により表面割れ
が発生するという問題がある。表面割れの発生を防止す
るために、冷却ドラム周面にショットブラスト、フォト
エッチ、レーザー加工等により多数の窪みを設ける技術
が、例えば、特開昭60−184449号公報に開示さ
れている。
【0005】この窪みによって冷却ドラムと凝固シェル
との間に断熱層となるガスギャップを形成することによ
り、溶湯の緩慢な冷却を行い、また、窪みに溶湯を適度
に入り込ませて鋳片表面に凸転写を形成させ、凸転写の
周縁から凝固を開始させることで、凝固シェル厚の均一
化を図ることができる。また、湯溜まり部の溶湯表面の
酸化を防止するために、湯溜まり部にシールチャンバー
を設け、チャンバー内にアルゴンガスを供給する技術
が、例えば、特開昭63−177945号公報に開示さ
れている。しかし、アルゴンガスを供給した場合は、窪
み内のアルゴンガスの膨張によって、鋳片表面に凸転写
を形成することができない。
【0006】湯溜まり部の溶湯表面の酸化を防止すると
共に、鋳片表面に凸転写を形成する技術として、チャン
バー内に溶湯に可溶な窒素ガスを供給する技術が、例え
ば、特開平3−77747号公報に開示されている。し
かし、この技術によって鋳片表面割れを防止するに必要
な凸転写を形成すると、鋳片表面に凸転写に起因する光
沢むらや表面疵等(以下、単に表面疵という)が発生す
る。
【0007】また、湯溜まり部に注入された溶融金属
(溶湯)の表面に浮遊する酸化物(スカム)が、冷却ド
ラムの回転とともに、流れ込む溶湯に付随して引き込ま
れ、鋳片の凝固シェルの表面に付着して鋳造される場合
がある。この結果、鋳造された薄肉鋳片のスカム流入部
と健全部との間に凝固不均一が生じて割れが発生し、鋳
片の品質が損なわれる。
【0008】特開平6−339754号公報には、湯溜
まり部内にスカム堰を配し、スカム堰とサイド堰に囲ま
れたスペースにスカムを溶融状態に保つフラックスを添
加しながら溶湯を注入し、溶融状のスカムを除去しなが
ら鋳造を行う方法が記載されている。しかしながら、ス
カムはスカム堰とドラムとの間にも生成し、これを巻き
込むことによって欠陥が生じる。また、溶融状のスカム
を除去することは困難である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、薄
鋳片の表面割れおよび凸転写に起因した表面疵の両方を
防止するとともに、スカムの巻き込みに起因する鋳片表
面の割れの発生を防止して、表面性状に優れた薄肉鋳片
を製造するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)冷却ド
ラムの周面に、直径が200〜2000μm、深さが8
0〜200μmの窪みが30〜80%の面積率で形成さ
れ、かつ、凸部の表面が窪み部の材料の熱伝導率よりも
低い熱伝導率を有する物質で被覆されていることを特徴
とする薄鋳片連続鋳造機用冷却ドラムであり、(2)冷
却ドラムの周面に直径が200〜2000μm、深さが
80〜200μmの窪みを30〜80%の面積率で形成
し、凸部にドラム材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率を
有する物質を塗布しながら鋳造することを特徴とする薄
鋳片の連続鋳造方法であり、さらに、(3)上記(1)
記載の薄鋳片連続鋳造機用ドラムを用いることを特徴と
する薄鋳片の連続鋳造方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】図2は、本発明の冷却ドラムの断
面を一部拡大して示す図である。図3は、本発明を実施
する双ドラム式連続鋳造装置の断面を示す図である。図
3において、冷却ドラム1、1’の外筒部1A、1A’
の内面には、冷却水が循環する冷却水孔(図示しない)
が設けられている。外筒部1A、1A’は、その周面で
凝固シェルを速やかに形成させるために、熱伝導性のよ
い銅あるいは銅合金の材料で形成されている。
【0012】銅あるいは銅合金の外筒部1A、1A’
は、熱伝導度が大き過ぎるため、その表面は高温の溶湯
と接触する度に急速加熱され、長時間の操業で微細割れ
が発生する。また、凝固シェルは、熱伝導度の大きい外
筒部1A、1A’によって急冷されるため、それによる
収縮応力によって鋳片に表面割れが発生する。外筒部1
A、1A’の微細割れ発生および鋳片の表面割れ発生を
防止するために、外筒部1A、1A’の表面には熱伝導
度を調整するNiが、メッキや溶射によって被覆されて
Ni層7が形成されている。
【0013】Niは加工性が良いので、Ni層7には、
ショットブラストなどによって窪みの加工が施こされ
る。このような窪みをつけた冷却ドラムを用いて溶湯を
鋳造すると、まず凸部8に溶鋼が接触して凝固核の生成
が起こり、凹部9では鋳片表面10との間にガスギャッ
プ11が形成されて、凝固核の生成は遅れる。凸部8で
の凝固核の発生によって、凝固収縮応力は分散、緩和さ
れ、割れの発生は抑制される。
【0014】この窪みの深さを深くすることによって、
スカムの流入部の凝固シェルと健全部の凝固シェルの厚
みの不均一によって生じる割れを抑制することが可能で
ある。しかし、窪みを深くしすぎると凹部のガスギャッ
プの厚みが増大し、凹部の凝固シェルの生成が大きく遅
れ、結局、凸部の凝固シェルとの間の厚みの不均一が拡
大して割れが発生する。
【0015】そこで、薄鋳片に発生する表面割れを防止
するため、冷却ドラムの周面に、ショットブラスト、フ
ォトエッチ、レーザー加工等により、多数の窪みを設け
る。窪みの直径は200〜2000μm、深さは80〜
200μm、面積率は30〜80%とする。窪みの直径
が200μm以下では凹部へ溶鋼が侵入せず、2000
μm以上では核発生起点の間隔が広すぎることになり、
割れの抑制が不十分となる。窪みの深さが80μm以下
ではスカム流入部での割れを防止できず、一方、200
μm以上では窪み部に侵入した溶鋼が形成する鋳片の突
起に起因して表面疵が発生する。
【0016】ドラム表面の凸部の熱伝導率を下げること
で、凸部での凝固核生成開始を遅らせ、溶鋼の窪み内へ
の侵入を促進してガスギャップを低減させ、凹部での凝
固シェル生成の遅延を抑制することにより、凝固シェル
の不均一を軽減し、応力の分散を促進し、割れの発生を
防ぐ。ドラム表面の凸部の熱伝導率を下げる方法として
は、凸部のドラム表面被覆材料12を、窪み部の材料の
熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する物質で構成する
か、凸部に、ドラム材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率
を有する物質をコーティングする。
【0017】凸部のドラム表面被覆材料12を窪み部の
材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する物質で構成
する方法としては、窪み加工を行う前のドラム表面に、
熱伝導率の低い材料をメッキや溶射等によって薄く被覆
し、その後、レーザーやフォトエッチング、機械加工等
で凹み部となる部分の低熱伝導材料とドラム表面部材と
を一緒に取り除いて窪み加工を行う方法や、窪み加工を
行ったドラム表面の凹部に充填剤を充填した後、熱伝導
率の低い材料を塗布、メッキ、溶射等でコーティングし
た後、凹部の充填材のみを剥離する方法等がある。
【0018】また、酸化物粉末等の剥離しやすい材料を
塗布する場合には鋳造中に塗布してもよい。この塗布
は、ロール13やフェルト、刷毛等の塗布部材を用いて
行うが、塗布剤14が凹部にまで入り込まないように、
塗布部材の強度や押しつけ力等を適宜選ぶ必要がある。
凸部の熱伝導率の低い材料は、ドラム表面材料の熱伝導
率より熱伝導率の低い物質であれば、金属、酸化物、炭
化物、窒化物等いずれでもよいが、溶鋼と反応しない物
質が望ましい。
【0019】
【実施例】オーステナイト系ステンレス鋼(SUS30
4)の溶鋼を、図3に示す双ドラム式連続鋳造装置によ
り板厚3mmの帯状の薄鋳片に鋳造し、鋳造に引続いて熱
間圧延し、その後に冷間圧延して、板厚0.5mmの薄板
製品を製造した。上記薄鋳片を鋳造するに際し、幅80
0mm、直径1200mmの冷却ドラムの周面に、表1に示
す条件で窪みを加工した。加工方法としてショットブラ
スト法またはレーザー法を用いた。ショットブラスト法
では、ショットブラストでくぼみ加工を行った後、凸部
を被覆した、レーザー法では、ドラム表面の全面を被覆
した後、レーザー光を照射してくぼみ加工を行った。
【0020】No.1〜8は本発明例を示す。No.9
および10は比較例を示す。本発明例では薄鋳片に表面
割れの発生はなく、圧延後の薄板製品にも表面疵は発生
しなかった。比較例では薄鋳片表面に割れが発生し、圧
延後の薄板製品に表面疵が発生した。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、双ドラム式連続鋳造装
置等によって製造される薄鋳片の表面割れを防止すると
ともに、表面割れ防止のために冷却ドラム周面に設けた
窪みの鋳片への凸転写に起因した薄板製品の光沢むらや
表面疵等を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の双ドラム式連続鋳造装置の側面図であ
る。
【図2】本発明の冷却ドラムにおける窪みと凸部の拡大
断面図である。
【図3】本発明を実施する双ドラム式連続鋳造装置の断
面図である。
【符号の説明】
1、1’…冷却ドラム 1A、1A’…冷却ドラムの外筒部 2…サイド堰 3…湯溜まり部 4…シールチャンバー 5…タンディッシュ 6…キッシングポイント 7…Ni層(ドラム表面部材) 8…凸部 9…凹部 10…鋳片表面 11…ガスギャップ 12…凸部のドラム表面被覆材料(低熱伝導性) 13、13’…塗布ロール 14、14’…塗布剤 C…薄鋳片 d、d’…ドラム表面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに反対方向に回転する一対の冷却ド
    ラムの間隙の上部に形成された湯溜まり部に、溶湯を連
    続的に供給して薄鋳片を連続鋳造する薄鋳片連続鋳造機
    に用いる冷却ドラムであって、冷却ドラムの周面に、直
    径が200〜2000μm、深さが80〜200μmの
    窪みが、30〜80%の面積率で形成され、かつ、凸部
    の表面が、窪み部の材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率
    を有する物質で被覆されていることを特徴とする薄鋳片
    連続鋳造機用冷却ドラム。
  2. 【請求項2】 互いに反対方向に回転する一対の冷却ド
    ラムの間隙の上部に形成された湯溜まり部に、溶湯を連
    続的に供給して薄鋳片を連続鋳造する方法において、冷
    却ドラムの周面に直径が200〜2000μm、深さが
    80〜200μmの窪みを30〜80%の面積率で形成
    し、凸部にドラム材料の熱伝導率よりも低い熱伝導率を
    有する物質を塗布しながら薄鋳片を連続鋳造することを
    特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。
  3. 【請求項3】 互いに反対方向に回転する一対の冷却ド
    ラムの間隙の上部に形成された湯溜まり部に、溶湯を連
    続的に供給して薄鋳片を連続鋳造する方法において、該
    冷却ドラムとして、周面に、直径が200〜2000μ
    m、深さが80〜200μmの窪みが、30〜80%の
    面積率で形成され、かつ、凸部の表面が、窪み部の材料
    の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する物質で被覆され
    ている薄鋳片連続鋳造機用冷却ドラムを用いることを特
    徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101524739B1 (ko) * 2007-01-24 2015-06-01 오토쿰프 니로스타 게엠베하 2-롤 주조기용 주조 롤 및 2-롤 주조기
JP2020175394A (ja) * 2019-04-15 2020-10-29 日本製鉄株式会社 冷却ロール、双ロール式連続鋳造装置、薄肉鋳片の鋳造方法、及び、冷却ロールの製造方法

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