JP2003305548A

JP2003305548A - 薄肉鋳片及びその連続鋳造方法

Info

Publication number: JP2003305548A
Application number: JP2002110643A
Authority: JP
Inventors: Isao Mizuchi; 功水地; Hiroshi Isaki; 弘伊崎; Tadahiro Izu; 忠浩伊豆; Hideaki Kobayashi; 英明小林
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】双ドラム式連続鋳造法を用いた薄肉鋳片の連
続鋳造方法において、薄鋳片の表面割れと表面疵の両方
を防止するとともに、凝固シェルから冷却ドラムへの熱
流束を低下し、冷却ドラムの寿命を十分に長くすること
のできる薄肉鋳片の連続鋳造方法を提供する。【解決手段】一対の冷却ドラム１を用いた双ドラム式
連続鋳造方法であって、冷却ドラム１はその周面に平均
深さが６０μｍ以上で円相当の径が１０００μｍ以上で
ある窪み１０が、窪み１０の頂部を介して相互に隣接し
て形成されているとともに、平均深さが１５μｍ以上で
円相当の径が２００μｍ以下である細孔１１が形成さ
れ、前記溶湯と接する雰囲気は溶湯に可溶なガスと溶湯
に非可溶なガスの混合ガスであり、溶湯に非可溶なガス
の混合比率が０．１〜２５容積％であることを特徴とす
る薄肉鋳片の連続鋳造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、双ドラム式連続鋳
造装置を用いて鋳造した薄肉鋳片及び該薄肉鋳片の連続
鋳造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】同期式連続鋳造プロセスとは、例えば
「鉄と鋼」’８５−Ａ１９７〜Ａ２５６に特集された論
文に紹介されているような、双ドラム法（双ロール法と
もいう）、双ベルト法、単ロール法等、鋳片と鋳型内壁
面の間に相対速度差のない同期式連続鋳造プロセスであ
る。これら同期式連続鋳造プロセスの一つである双ドラ
ム式連続鋳造法は、図４に示すように、平行または傾斜
配置した一対の同径あるいは異径冷却ドラム１と、その
両端面をシールするサイド堰２とによって構成された湯
溜り部３に溶鋼を注入し、両冷却ドラムの円周面上にそ
れぞれ凝固殻を生成させ、回転する両冷却ドラム１の最
接近位置（所謂「キッシングポイント６」）付近で凝固
殻同士を合体させて、一体の薄帯状鋳片７とする連続鋳
造法である。湯溜り部３の上部にはシールチャンバー４
が配置され、シールチャンバー４内の雰囲気を制御する
ことにより、溶湯に接する雰囲気を制御することができ
る。

【０００３】薄肉鋳片５の板厚は１〜７mm程度と薄いた
め、凝固シェルの形成状態により、その表面性状が著し
く影響を受け、凝固シェル厚の不均一などにより鋳片表
面に割れなどの欠陥が生じることがある。かかる問題点
を解決するために、冷却ドラム周面に多数の窪みを設け
ることが特開昭６０−１８４４４９号公報に開示されて
いる。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し、冷却ドラムの抜
熱量を小さくして溶湯の緩慢な冷却を行い、凝固シェル
厚を板幅方向で均一にしようとするものである。

【０００４】周面に窪みを持つ冷却ドラムを用い、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で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。凸転
写とは、冷却ドラムの窪みに応じて凸状の突起を鋳片表
面に形成することをいう。

【０００５】冷却ドラム周面に凝固シェルが成長を開始
する初期において、冷却ドラムの窪みと凝固シェルとの
間の空間に雰囲気ガスが閉じこめられる。溶湯に可溶な
ガス（たとえばＮ₂ガス）雰囲気下で鋳造した場合に
は、窪みに閉じこめられたガスが凝固シェルに溶け込む
ので、鋳片表面には窪み深さに近い高さの凸転写が形成
される。凸転写の転写高さが大きくなると、冷延後に転
写痕となって表面に残存したり、転写の有無に対応した
組織むらに起因して光沢むらが発生する場合があるな
ど、薄板製品表面に悪影響を及ぼす場合がある。一方、
鋳造雰囲気が溶湯に非可溶な不活性ガス（たとえばＡｒ
ガス）の場合では、熱膨張した窪み内のガスは凝固シェ
ルに溶け込まず逆に熱膨張するので、ガスによって冷却
ドラムの窪みが鋳片に凸転写されない又は凹転写される
ため、凸転写の周縁部から凝固を開始させるという凝固
開始点の制御が不安定となり、割れを完全には防止でき
ない場合がある。

【０００６】薄鋳片の表面割れと表面疵の両方を防止す
る技術として、特開平６−３２８２０４号公報において
は、冷却ドラムの周面に小径で深い窪み（直径１００〜
３００μｍ、深さ１００〜５００μｍ）と大径で浅い窪
み（直径４００〜１０００μｍ、深さ１０〜１００μ
ｍ）を設けることを特徴とする発明が開示されている。
小径で深い窪みにより、冷却ドラムと凝固シェルとの間
にガスギャップを形成させて凝固シェルを緩冷却させる
とともに、小径であるために凸転写が高すぎる弊害を防
止できる。また、大径で浅い窪みに凸転写を形成させ、
凸転写の周縁部から凝固を開始させかつ凝固を鋳片幅方
向で均一にするとともに、浅い窪みであるために凸転写
が高すぎる弊害を防止できる。当該公報においては、溶
湯に可溶なガスあるいは、溶湯に可溶なガス及び溶湯に
非可溶な不活性ガスとの混合ガスの雰囲気下で鋳造する
ことが記載され、混合ガスの使用に関しては、非可溶な
ガスの混合比率が５０％の例が記載されている。

【０００７】しかし、この技術によっても表面割れと表
面疵の両方の発生を十分に防止できない場合がある。ま
た、大径で浅い窪みは、深さが１００μm 以下と浅いた
め、磨滅により寿命が短いという問題があり、小径で深
い窪みはレーザー照射などの手段によって形成するが、
１００μｍ以上の深さが必要であり、工程が煩雑にな
る。

【０００８】特開平１１−１０２８８号公報において
は、冷却ドラムの周面に直径が４００〜２０００μｍ、
深さが１０〜２００μｍの窪みを３０〜７０％の面積率
で形成し、湯溜まり部の溶湯上面の雰囲気を窒素ガスま
たは窒素ガスにアルゴンガスを混合した雰囲気とし、前
記窪みの傾斜面と冷却ドラムの表面とでなす角度βと前
記雰囲気中のアルゴンガスの体積比ｙとの関係が所定の
範囲となる鋳造方法が記載されている。これにより、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。また、窪み深さが１０〜２００μｍと広範囲である
ため、窪みの磨滅による寿命が延長するとしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】双ドラム式の連続鋳造
においては、鋳片の表面割れと表面疵の両方の発生を防
止するとともに、凝固シェルから冷却ドラムへの熱流束
をできる限り小さくし、それによって冷却ドラムの寿命
を延長することが必要である。

【００１０】特開平６−３２８２０４号公報に記載され
た、図２（ａ）に示すような冷却ドラムの周面に小径で
深い窪みと大径で浅い窪みの２種類の窪みを設ける方法
においては、大径の窪みは深さが浅く、エアギャップの
形成を小径の窪みのみで担うこととなるため、熱流束を
十分に低減することができない。また、同公報に記載の
ようにアルゴンガスを５０％混合した雰囲気ガスを用い
た場合には、割れ防止のための本来目的のひとつであ
る、窪み凸転写の周縁部から凝固を開始させるという凝
固開始点の制御が不十分になり、割れを完全に防止でき
なくなるとともに、図２（ｂ）に示すように上記部分的
凹転写１６の発生とそれに伴う鋳片割れが発生する場合
がある。また、同号証に記載のものは、大径で浅い窪み
は、深さが１００μm 以下と浅いため、磨滅により寿命
が短いという問題があり、小径で深い窪みはレーザー照
射などの手段によって形成するが、１００μｍ以上の深
さが必要であり、工程が煩雑になるという問題も有す
る。

【００１１】特開平１１−１０２８８号公報に記載され
ているように、図３（ａ）に示すように冷却ドラム１の
周面に直径が４００〜２０００μｍ、深さが１０〜２０
０μｍの単一の窪み１０を形成した上で、雰囲気を窒素
ガスとアルゴンガスの混合雰囲気とした場合には、窪み
内にガスが残存することによってエアギャップが形成さ
れるために凝固シェルから冷却ドラムへの熱流束を小さ
くすることができる。しかし、窒素ガス中にアルゴンガ
スを数％含有する雰囲気ガスを用いた場合、鋳片の凸転
写高さが減少するとともに、図３（ｂ）に示すように窪
み凸転写１２の頂部に微小な窪み１６が形成されること
があり、安定した効果が得られない。この微小な窪みを
ここでは「部分的凹転写１６」とよぶ。部分的凹転写１
６が発生すると、これが鋳片割れの原因となる場合があ
るので好ましくない。

【００１２】本発明は、双ドラム式連続鋳造法を用いた
薄肉鋳片の連続鋳造方法において、薄鋳片の表面割れと
表面疵の両方を防止するとともに、凝固シェルから冷却
ドラムへの熱流束を低下し、冷却ドラムの寿命を十分に
長くすることのできる薄肉鋳片の連続鋳造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、その要旨とするところ
は以下のとおりである。（１）一対の冷却ドラム１とサイド堰２とで形成された
湯溜り部に溶湯を注入し、該溶湯を冷却ドラム１の周面
で冷却凝固させる鋳造方法であって、冷却ドラム１はそ
の周面に平均深さが６０μｍ以上で円相当の平均径が５
００μｍ以上である窪み１０が、窪み１０の頂部を介し
て相互に隣接して形成されているとともに、平均深さが
１５μｍ以上で円相当の平均径が２００μｍ以下である
細孔１１が形成され、前記溶湯と接する雰囲気は溶湯に
可溶なガスと溶湯に非可溶なガスの混合ガスであり、溶
湯に非可溶なガスの混合比率が０．１〜２５容積％であ
ることを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。（２）一対の冷却ドラム１とサイド堰２とで形成された
湯溜り部３に溶湯を注入し、該溶湯を冷却ドラム１の周
面で冷却凝固させる鋳造方法であって、冷却ドラム１は
その周面に平均深さが６０μｍ以上で円相当の平均径が
５００μｍ以上である窪み１０が、窪み１０の頂部を介
して相互に隣接して形成されているとともに、平均深さ
が１５μｍ以上で円相当の平均径が２００μｍ以下であ
る細孔１１が形成され、前記溶湯と接する雰囲気は溶湯
に可溶なガスと溶湯に非可溶なガスの混合ガスであり、
薄肉鋳片７の表面には、個数比で窪み１０の５０％以上
が凸転写され、細孔１１の２０％以上が凹転写されるこ
とを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。（３）前記冷却ドラム周面の細孔１１は、５個／ｍｍ²
以上の密度で形成されていることを特徴とする上記
（１）又は（２）に記載の薄肉鋳片の連続鋳造方法。（４）鋳型が鋳片と同期して移動する連続鋳造装置によ
って鋳造されたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の薄肉鋳片で
あって、該薄肉鋳片の表面には円相当の平均径が５００
μｍ以上の窪み凸転写が面積率５０％以上で形成されて
おり、且つ円相当の平均径が２００μｍ以下の細孔凹転
写が１個／ｍｍ²以上形成されていることを特徴する薄
肉鋳片。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明において、冷却ドラム周面
には径の大きな凹み部と径の小さな凹み部の２種類の凹
み部を有している。図１（ａ）に示すような冷却ドラム
周面の凹み部形状において、円相当の平均径が５００μ
ｍ以上の凹み部を「窪み１０」と称し、円相当の平均径
が２００μｍ以下の凹み部を「細孔１１」と称する。

【００１５】本発明においては、冷却ドラム周面に平均
深さが６０μｍ以上で円相当の平均径が５００μｍ以上
である窪み１０を有し、溶湯と接する雰囲気は溶湯に可
溶なガスと溶湯に非可溶なガスの混合ガスとすることに
より、窪み部において冷却ドラムと凝固シェルの間に十
分な断熱性能を有するエアギャップを形成することがで
きる。図３（ａ）に示すように冷却ドラム１が窪み１０
のみを有する場合に雰囲気を混合ガスとすると、図３
（ｂ）に示すように鋳片表面に部分的凹転写１６が発生
する。本発明においては、図１（ａ）に示すように窪み
１０とともに平均深さが１５μｍ以上で円相当の平均径
が２００μｍ以下である細孔１１を形成することによ
り、雰囲気ガスを混合ガスとしても図１（ｂ）に示すよ
うに鋳片７の表面には部分的凹転写１６が発生しないこ
とを見いだした。図１（ｂ）は、図１（ａ）に断面形状
を示す冷却ドラム１を用い、雰囲気ガスを混合ガスとし
た場合の鋳片断面形状を示す。部分的凹転写１６は発生
していない。

【００１６】図２（ａ）に示すように窪み１０と細孔１
１をともに形成した場合においても、雰囲気ガス中の非
可溶性ガス比率が高すぎると部分的凹転写１６が発生す
る。図２（ｂ）はそのときの鋳片断面形状である。これ
に対し、雰囲気ガス中の非可溶性ガス比率を２５％以下
とすることによって部分的凹転写１６の発生が防止でき
ることを見いだした。即ち、雰囲気ガス中に非可溶性ガ
ス比率２５％以下の範囲で非可溶性ガスを混合すること
により、部分的凹転写１６の発生を防止しつつ、凝固シ
ェルから冷却ドラムへの熱流束を低減して冷却ドラムの
寿命を延ばすことを可能にした。

【００１７】冷却ドラム周面に窪み１０と細孔１１の両
方を形成し、雰囲気ガスを溶湯に可溶なガスと溶湯に非
可溶なガスの混合ガスとした場合において、雰囲気ガス
中の非可溶ガス比率を種々変化させると、鋳片表面に形
成される転写パターンを制御することができる。

【００１８】雰囲気ガスが可溶性ガスのみあるいは非可
溶性ガスがわずかに含まれるガスの場合には、冷却ドラ
ムの窪みに対応する部分の鋳片表面には凸転写が形成さ
れる（窪み凸転写１２）。図１（ｂ）の場合であれば、
窪み１０の４箇所（図１（ａ））のうち、３箇所に窪み
凸転写１２が形成されている。雰囲気ガス中の非可溶性
ガス比率を増大していくと、窪み対応部のうちで凸転写
される部位の個数比率が減少していく。そして、窪み１
０の個数に対する窪み凸転写１２の個数比率（以下「窪
み凸転写比率」という。）が５０％以上であれば、凸転
写の周縁部から凝固を開始させるという凝固開始点の制
御が必要最小限は確保でき、割れの発生を防止できる。
通常は、雰囲気ガス中の非可溶性ガス比率を２５％以下
とすることにより、窪み凸転写比率を５０％以上とする
ことができる。上記条件で鋳造を行ったとき、図１
（ｂ）に示す鋳片７の表面には円相当の平均径が５００
μｍ以上の窪み凸転写１２が５０％以上の面積率で形成
される。

【００１９】雰囲気ガスが可溶性ガスのみあるいは非可
溶性ガスがわずかに含まれるガスの場合において、冷却
ドラムの細孔１１に対応する部分の鋳片表面にも凸転写
が形成されると従来は考えられていた（細孔凸転写１
４）。ところが、鋳片表面を子細に観察した結果、図１
（ｂ）に示すように、細孔１１に対応する部分には相当
の個数比で凹転写が形成されることが明らかになった
（細孔凹転写１３）。そして、雰囲気ガス中の非可溶性
ガス比率を増大していくと、細孔個数に対する細孔凹転
写１３の個数比率が減少していく。細孔１１の個数に対
する細孔凹転写１３の個数比率（以下「細孔凹転写比
率」という。）が２０％以上であれば、部分的凹転写１
６の発生が防止でき、それにともなう割れの発生を防止
できる。通常は、雰囲気ガス中の非可溶性ガス比率を２
５％以下とすることにより、細孔凹転写比率を２０％以
上とすることができる。上記条件で鋳造を行ったとき、
図１（ｂ）に示す鋳片７の表面には円相当の平均径が２
００μｍ以下の細孔凹転写１３が１個／ｍｍ²以上で形
成される。

【００２０】以上に述べたとおり、本発明は冷却ドラム
１周面に窪み１０と細孔１１の両方を形成し、雰囲気ガ
スを溶湯に可溶なガスと溶湯に非可溶なガスの混合ガス
とし、非可溶性ガス比率を２５％以下に限定することに
より、鋳片の窪み対応部における部分的凹転写１６の発
生を防止し、かつ窪み凸転写比率を５０％以上かつ細孔
凹転写比率を２０％以上として鋳片表面の転写形状を良
好に保つことができ、鋳片における表面疵や光沢むらの
発生を防止しつつ、凝固シェルから冷却ドラムへの熱流
束を効果的に低減し、これによって鋳片割れを防止でき
ることはもちろん、冷却ドラムへの熱負荷を低減して冷
却ドラム寿命を延長することができるという顕著な効果
を発揮することが可能になる。

【００２１】本発明においては、冷却ドラム周面に平均
深さが６０μｍ以上で円相当の平均径が５００μｍ以上
である窪み１０が、窪み１０の頂部を介して相互に隣接
して形成されている。窪み１０の平均深さが６０μｍ未
満であると、鋳片に形成する窪み凸転写１２の形状が不
十分となり、窪み凸転写１２の周縁部から凝固を開始さ
せて鋳片幅方向で均一な凝固を行わせることが難しくな
り、鋳片７に割れが発生する。一方、窪み１０の平均深
さが２００μｍ以下であれば、窪み底部近傍への溶湯の
進入が十分になされるので好ましい。以上のように、本
発明において、冷却ドラム周面の窪み１０の深さは６０
μｍ以上であればいいので、特開平１１−１０２８８号
公報に記載の発明のように、窪みの深さが１００μm 以
下と浅いために磨滅により寿命が短いという問題は発生
しない。

【００２２】窪み１０の大きさについては、円相当の平
均径が５００μｍ未満であると、窪み底部への溶湯の進
入が不十分となるので、円相当平均径を５００μｍ以上
とする。窪み１０の円相当平均径は、１０００μｍ以上
とするとより好ましい。一方、窪み１０の円相当平均径
が３０００μｍ以下であれば、窪み単位での応力・歪み
の蓄積が多くならず、割れが発生しにくいので好まし
い。

【００２３】冷却ドラム周面に窪み１０を形成するに際
し、窪み１０が周面を覆う程度が十分でないと、冷却ド
ラムの表面に元の周面そのものが残存することとなる。
これでは凝固シェルの冷却と凝固を安定して行うことが
できない。本発明において、窪み１０は窪みの頂部を介
して相互に隣接して形成されることにより、冷却ドラム
周面における良好な窪み形状を実現することができる。

【００２４】本発明においては、雰囲気ガス中に非可溶
性ガスを混合することにより、窪みの凸転写高さそのも
のは非可溶性ガスの熱膨張によって１００％可溶性ガス
時に比べ低めに抑えられており、またそれにより凸転写
部分の組織差も軽微になっていることから、転写痕や光
沢むらの発生はない。

【００２５】冷却ドラム周面への窪み形成は、ショット
ブラスト加工が最適であり、投射圧力、投射時間、ショ
ット粒径、ショット粒硬度などを調整することによって
好適な形状の窪みを形成することができる。

【００２６】本発明においては、冷却ドラム周面に平均
深さが１５μｍ以上で円相当の平均径が２００μｍ以下
である細孔１１が形成されている。細孔１１の平均深さ
が１５μｍ未満であると、細孔凹転写比率２０％以上を
確保することが困難になり、鋳片に割れが発生する。細
孔１１の平均深さがさらに浅くなると、窪み凸転写比率
５０％を確保することが困難になると同時に、窪み１０
の凸転写部に部分的凹転写１６の発生が見られるように
なり、鋳片の割れが激しくなる。細孔１１の平均深さを
深くするほど、細孔凹転写比率が高くなる。細孔１１の
平均深さ上限は特に規定しないが、平均深さ２００μｍ
以下であれば細孔形成における工程負荷を軽減すること
ができる。以上のように、本発明において細孔の深さは
１５μｍ以上であればよいので、特開平１１−１０２８
８号公報に記載の発明のように、細孔の深さが１００μ
ｍ以上であって細孔形成の工程が煩雑になるという問題
も発生しない。

【００２７】細孔１１の大きさについては、円相当平均
径が２００μｍを超えると、最後部にまで溶湯が浸入
し、浸入した溶湯が凝固して凝固シェルを拘束し、歪み
の集中を起こし割れの発生を助長するので、上限は２０
０μｍとする。一方、細孔の円相当平均径が５μｍ以上
であれば、細孔による作用を十分に発揮することができ
るので好ましい。

【００２８】冷却ドラム周面における細孔１１の存在密
度が低すぎると、細孔１１による作用を十分に発揮する
ことができない。本発明においては、冷却ドラム周面の
細孔１１は、５個／ｍｍ²以上の密度で形成することに
より、本発明の効果を十分に発揮することができ、好ま
しい。細孔１１の密度は１０個／ｍｍ²以上であればよ
り好ましい。

【００２９】冷却ドラム周面への細孔１１の形成は、レ
ーザー加工が最適であるが、その他フォトエッチング加
工、電子ビーム加工、プラズマ加工等が好ましい。

【００３０】本発明においては、溶湯と接する雰囲気は
溶湯に可溶なガスと溶湯に非可溶なガスの混合ガスと
し、溶湯に非可溶なガスの混合比率が０．１〜２５容積
％とする。溶湯に可溶なガスとしては窒素ガスが好まし
く、溶湯に非可溶なガスとしてはアルゴンガスが好まし
い。

【００３１】溶湯に非可溶なガスの混合比率を０．１％
以上とすれば、溶湯に可溶なガスのみを雰囲気とした場
合と比較し、凝固シェルから冷却ドラムへの熱流束を減
少させることができ、冷却ドラムの寿命延長効果を得る
ことができる。非可溶ガス混合比率を増大するに従い、
熱流束低減による冷却ドラム寿命延長効果が増大する。
従って、溶湯に非可溶なガスの混合比率を０．１％以上
とすればより好ましい。非可溶なガスの混合比率を１％
以上とすればさらに好ましい。

【００３２】また、溶湯に非可溶なガスの混合比率を２
５％以下とすることにより、窪み１０に対応する窪み凸
転写１２における部分的凹転写１６の発生を防止し、窪
み凸転写比率５０％以上を確保し、細孔凹転写比率２０
％以上を確保することが可能になり、その結果として鋳
片の割れ発生を防止することができる。

【００３３】ただし、溶湯に非可溶なガスの混合比率を
上げることは、凝固開始点の制御を不十分な側にシフト
させていることは事実であり、他の操業外乱に対しての
裕度は小さくなる。従って、溶湯に非可溶なガスの混合
比率は２０％以下とすれば好ましく、１０％以下とすれ
ばさらに好ましい。

【００３４】溶湯に非可溶なガスの混合比率を具体的に
規定するかわりに、窪み凸転写比率、細孔凹転写比率を
規定することとしても良い。即ち、溶湯と接する雰囲気
は溶湯に可溶なガスと溶湯に非可溶なガスの混合ガスで
あり、薄肉鋳片の表面には、個数比で窪みの５０％以上
が凸転写され（窪み凸転写比率５０％以上）、細孔の２
０％以上が凹転写されること（細孔凹転写比率２０％以
上）とすることにより、本発明の効果を発揮することが
可能である。細孔の２０％以上が凹転写される条件を採
用すれば、同時に窪みに対応する凸転写部における部分
的凹転写１６の発生をも防止することができる。溶湯に
非可溶なガスの混合比率を調整することにより、窪み凸
転写比率５０％以上、細孔凹転写比率２０％以上に調整
することが可能である。

【００３５】

【実施例】図４に示す双ドラム式連続鋳造装置を用い、
ＳＵＳ３０４系ステンレス鋼を板厚３ｍｍの薄肉鋳片に
連続鋳造するに際し、本発明を適用した。連続鋳造装置
において、一対の冷却ドラム１の両端面にサイド堰２を
圧着して形成された湯溜り部３に溶鋼を注入し、両冷却
ドラム１の円周面上にそれぞれ凝固シェルを生成させ、
キッシングポイント６付近で凝固シェル同士を合体させ
て、一体の薄帯状鋳片７とする。湯溜り部３の上部には
シールチャンバー４を設け、シールチャンバー内の雰囲
気を制御することにより、溶湯と接する雰囲気を制御す
る。鋳造した鋳片は、板厚０．５ｍｍに冷間圧延し、そ
の後酸洗焼鈍を行った。

【００３６】冷却ドラム１は幅１３３０ｍｍ、直径１２
００ｍｍであり、冷却ドラム周面に窪み１０および細孔
１１を形成する加工を行った。窪み１０はショットブラ
ストによって形成し、細孔１１はレーザー加工によって
形成した。窪み１０の平均円相当径は１８００μｍと
し、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されるよう
に密接して配置した。細孔１１の平均円相当径は１７０
μｍ、細孔１１の冷却ドラム周面における密度は１６個
／ｍｍ²とした。窪み１０の平均深さおよび細孔１１の
平均深さは表１に示すように変化させた。

【００３７】シールチャンバー内の雰囲気は窒素ガスと
アルゴンガスとの混合ガスとし、アルゴンガスの体積比
率を表１に示すように０％から３０％まで変化させた。

【００３８】冷却ドラム周面の窪み１０及び鋳片表面の
窪み凸転写１２の測定方法は、２次元粗度計を用いて１
０００ｍｍの長さについて測定した。また、冷却ドラム
周面の細孔１１及び鋳片表面の細孔凹転写１３の測定方
法は、３次元粗度計を用いて５箇所の１０ｍｍ×１０ｍ
ｍのエリアについて測定した。

【００３９】上記の測定結果から、窪み１０の個数密度
および細孔１１の個数密度を定めた。また、窪みに対応
する窪み凸転写１２の個数密度、窪みに対応する窪み凸
転写部における部分的凹転写１６の有無、細孔１１に対
応する細孔凹転写１３の個数密度を定めた。これらの結
果に基づき、窪み凸転写比率、細孔凹転写比率を算出し
た。転写については、高さ（凸転写の場合）、深さ（凹
転写の場合）が３μｍ程度より大きいものについて評価
した。３μｍ程度より小さいものについては、判断が困
難であるので転写なしと判断した。

【００４０】割れ発生については、鋳片を酸洗してスケ
ールを完全に除去した上で、×１５及び×５０のルーペ
で目視観察して評価した。

【００４１】熱流束については、冷却ドラムの冷却水温
の上昇を元に算出し、他の条件が同じでアルゴンガス混
合比０％のものに対しての熱流束比で算出した。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１において、Ｎｏ．１〜１４が本発明例
である。本発明例Ｎｏ．１〜５は、窪み平均深さ８０μ
ｍ、細孔平均深さ５０μｍの冷却ドラムを用い、雰囲気
中ガスのアルゴンガス比率を本発明範囲の０．１％から
２５％まで変化させたものである。窪み凸転写比率、細
孔凹転写比率はいずれも良好な値であり、部分的凹転写
１６の発生もなく、割れの発生もない。熱流束はアルゴ
ンガス比率の増大に伴って減少している。本発明例Ｎ
ｏ．６〜１１は、細孔平均深さを本発明範囲内の１５μ
ｍから２００μｍまで変化させ、その他の条件は本発明
例Ｎｏ．３と同一としたものである。鋳片状況は良好で
あり、割れ発生はない。細孔平均深さが深くなるほど細
孔凹転写比率が増大していることがわかる。本発明例Ｎ
ｏ．１２〜１４は、窪み平均深さを本発明範囲内の６０
〜１３０μｍまで変化させ、その他の条件は本発明例Ｎ
ｏ．３と同一としたものである。鋳片状況は良好であ
り、割れ発生はない。

【００４４】表１のＮｏ．１５〜２４が比較例である。
本発明例Ｎｏ．３を基準とし、いずれかの条件が本発明
範囲から外れる条件としている。比較例Ｎｏ．１５、１
６は、雰囲気ガス中のアルゴンガス濃度が本発明範囲よ
り低い値となっており、いずれも熱流束の値が本発明例
に対して高い値となった。比較例Ｎｏ．１７〜２０は雰
囲気ガス中のアルゴンガス濃度が本発明の上限を外れて
おり、窪み凸転写比率は良好範囲を低めに外れ、部分的
凹転写が発生しており、細孔凹転写比率は良好範囲を低
めに外れ、結果として割れが発生している。細孔凹転写
比率は、細孔平均深さが浅くなるほど値が低くなる傾向
にある。比較例Ｎｏ．２１は細孔を形成させない場合、
比較例Ｎｏ．２２は細孔平均深さが５μｍしかなく、い
ずれもアルゴンガス比率が５％であるにもかかわらず部
分的凹転写が発生しており、窪み凸転写比率、細孔凹転
写比率ともに良好範囲を外れており、割れが発生してい
る。比較例Ｎｏ．２３は細孔平均深さが１０μｍと本発
明下限以下であり、細孔凹転写比率が良好範囲から外
れ、割れが発生している。比較例Ｎｏ．２４は窪み平均
深さが本発明下限以下であり、割れが発生している。

【００４５】本発明例および比較例において冷却ドラム
の寿命を比較したところ、熱流束を約１０％低下させる
ことにより、約３倍の寿命となった。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、冷却ドラム周面に窪みと細孔
の両方を形成し、雰囲気ガスを溶湯に可溶なガスと溶湯
に非可溶なガスの混合ガスとすることにより、鋳片の窪
み対応部における部分的凹転写の発生を防止し、かつ窪
み凸転写比率を５０％以上かつ細孔凹転写比率を２０％
以上として鋳片表面の転写形状を良好に保つことがで
き、鋳片における表面疵や光沢むらの発生を防止しつ
つ、凝固シェルから冷却ドラムへの熱流束を効果的に低
減し、これによって鋳片割れを防止できることはもちろ
ん、冷却ドラムへの熱負荷を低減して冷却ドラム寿命を
延長することができるという顕著な効果を発揮する。雰
囲気中の非可溶性ガス比率を２５％以下に限定すること
よって上記効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却ドラム周面の部分断面と鋳片の部
分断面を示す図であり、（ａ）は冷却ドラム、（ｂ）は
鋳片を示す図である。

【図２】従来の冷却ドラム周面の部分断面と鋳片の部分
断面を示す図であり、（ａ）は冷却ドラム、（ｂ）は鋳
片を示す図である。

【図３】従来の冷却ドラム周面の部分断面と鋳片の部分
断面を示す図であり、（ａ）は冷却ドラム、（ｂ）は鋳
片を示す図である。

【図４】本発明に用いる双ドラム式連続鋳造装置を示す
側面図である。

【符号の説明】

１冷却ドラム２サイド堰３湯溜り部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鋳片１０窪み１１細孔１２窪み凸転写１３細孔凹転写１４細孔凸転写１６部分的凹転写

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊豆忠浩光市大字島田3434番地新日本製鐵株式会社光製鐵所内 (72)発明者小林英明光市大字島田3434番地新日本製鐵株式会社光製鐵所内Ｆターム(参考） 4E004 DA13 MB20 NB07 NC02 QA01 SB07 SD02 TB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の冷却ドラムとサイド堰とで形成さ
れた湯溜り部に溶湯を注入し、該溶湯を冷却ドラムの周
面で冷却凝固させる鋳造方法であって、前記冷却ドラム
はその周面に平均深さが６０μｍ以上で円相当の平均径
が５００μｍ以上である窪みが、窪みの頂部を介して相
互に隣接して形成されているとともに、平均深さが１５
μｍ以上で円相当の平均径が２００μｍ以下である細孔
が形成され、前記溶湯と接する雰囲気は溶湯に可溶なガ
スと溶湯に非可溶なガスの混合ガスであり、溶湯に非可
溶なガスの混合比率が０．１〜２５容積％であることを
特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。
【請求項２】一対の冷却ドラムとサイド堰とで形成さ
れた湯溜り部に溶湯を注入し、該溶湯を冷却ドラムの周
面で冷却凝固させる鋳造方法であって、前記冷却ドラム
はその周面に平均深さが６０μｍ以上で円相当の平均径
が５００μｍ以上である窪みが、窪みの頂部を介して相
互に隣接して形成されているとともに、平均深さが１５
μｍ以上で円相当の平均径が２００μｍ以下である細孔
が形成され、前記溶湯と接する雰囲気は溶湯に可溶なガ
スと溶湯に非可溶なガスの混合ガスであり、薄肉鋳片の
表面には、個数比で前記窪みの５０％以上が凸転写さ
れ、前記細孔の２０％以上が凹転写されることを特徴と
する薄肉鋳片の連続鋳造方法。
【請求項３】前記冷却ドラム周面の細孔は、５個／ｍ
ｍ²以上の密度で形成されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載の薄肉鋳片の連続鋳造方法。
【請求項４】鋳型が鋳片と同期して移動する連続鋳造
装置によって鋳造されたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の薄
肉鋳片であって、該薄肉鋳片の表面には円相当の平均径
が５００μｍ以上の窪み凸転写が面積率５０％以上で形
成されており、且つ円相当の平均径が２００μｍ以下の
細孔凹転写が１個／ｍｍ²以上形成されていることを特
徴する薄肉鋳片。