JP2991220B2 - FeNi合金の双ロール式薄板連続鋳造方法 - Google Patents

FeNi合金の双ロール式薄板連続鋳造方法

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JP2991220B2 JP4114217A JP11421792A JP2991220B2 JP 2991220 B2 JP2991220 B2 JP 2991220B2 JP 4114217 A JP4114217 A JP 4114217A JP 11421792 A JP11421792 A JP 11421792A JP 2991220 B2 JP2991220 B2 JP 2991220B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はFeNi合金の溶湯から
直接的に薄板を連続鋳造するための双ロール式薄板連鋳
法の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】互いに反対方向に回転する一対の内部冷
却ロールを適当な間隙をあけて平行に対向配置し、この
間隙(ロールギャップ)上部のロール円周面上に湯溜り
を形成させ、この湯溜り中の溶湯を回転するロール円周
面で冷却しながら、該ロールギャップを経て薄板に連続
鋳造する双ロール式連鋳機が知られている。
【0003】しかしながら、ロール円周面上で凝固する
シェルは、多少なりとも厚みむらや冷却むらを生じ、こ
れらに起因して各種の表面性状の欠陥を招来する。
【0004】そこで、 特開平3―193244においては、双ロール式薄板
連鋳機で、ロール対間隙から出る薄板の幅方向の表面温
度が設定範囲に収まるようにロール回転速度を制御する
ことにより、高品質薄板の安定鋳造を図る方法が提案さ
れ、
【0005】特開平1―83342においては、冷却
ロールの表面に特定形状、寸法、分布状態のくぼみを形
成することにより、冷却ロールによる凝固シェルへの冷
却条件を緩和し、割れのない平滑な表面を有する鋳片を
安定して製造する方法が提案され、
【0006】特開平1―162544においては、回
転するロール表面にコーティング材を連続的に塗布し、
その塗布量をロールの表面温度に基づいて制御すること
により、薄板の冷却ムラ防止を図る方法が提案されてい
る。
【0007】しかしながら、においては、鋳片の温度
測定位置で鋳片表面温度が当然異なり、評価指標として
普遍性がなく、、においては、緩冷却化という定性
的な指標のみで、定量的な値の記述がなく、より精度の
高い表面欠陥防止方法の開発が望まれている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、厚さ10m
m以下のFeNi合金の薄板を双ロール式連鋳機を用い
直接製造し、又は得られた薄板をさらに熱延することな
く冷延することにより製造する方法である。
【0009】さらに詳しくは、精度及び確実性の高い鋳
片欠陥防止連鋳法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (1)30〜80wt%のNiを含み、あるいは更にM
o,Mn,Si,Cr,Bをから選ばれる1種又は2種
以上の元素を合計で15wt%以下含有し、残部は実質
的にFeであるFeNi合金の双ロール式薄板連続鋳造
方法において、鋳片表面温度から求まるロールとメタル
間の熱伝達係数の変動範囲Δhを0.018(cal/
cm2 ・s・℃)以内にすることにより鋳片欠陥を防止
することを特徴とするFeNi合金の双ロール式薄板連
続鋳造方法、
【0011】(2)30〜80wt%のNiを含み、あ
るいは更にMo,Mn,Si,Cr,Bをから選ばれる
1種又は2種以上の元素を合計で15wt%以下含有
し、残部は実質的にFeであるFeNi合金の双ロール
式薄板連続鋳造方法において、鋳片表面温度から求まる
ロールとメタル間の熱伝達係数を連続的に求め、その変
動範囲Δhが0.018(cal/cm2 ・s・℃)以
内の所定範囲に収まるようにロール表面の凹みの面積率
(凹みの占める面積/ロール全表面積×100)
〔%〕、ロールメッキ又はロールコーティング厚さ、あ
るいは接触制限板の浸漬量を制御することを特徴とする
FeCu合金の双ロール式薄板連続鋳造方法、である。
【0012】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。
【0013】本発明の基材は、30〜80wt%のNi
を含み、残部がFeを必須成分とし、その他の任意成分
として、Mo,Mn,Si.Cr,Cu,Al,Bをそ
れらの合計が15wt%以下となるように含有してもよ
いFeNi合金である。
【0014】従来、ロール表面へのくぼみ形成、ドラム
コーティング、接触制限板付与の如き方法が提案され、
試みられたが、前記したような問題点がある他、結果の
精度、確実性が未だ不充分であった。
【0015】本発明者らは、鋳造条件によらず、式
(1)〜(5) (基礎式)
【0016】
【数1】 ∂H/∂Z=(k/ρu)(∂2T/∂y2) ・・・(1)
【0017】
【数2】H=cT+(1−gs)ΔH ・・・(2)
【0018】
【数3】
【0019】(境界条件)
【0020】
【数4】 鋳片表面でk(∂T/∂y)=h(T−TR) ・・・(4)
【0021】
【数5】 鋳片中心でk(∂T/∂y)=0 ・・・(5)
【0022】ただし、 H:鋳造金属のエンタルピー、 Z:メニスカスからの距離、 k:鋳造金属の熱伝導率(cal/cm・s・℃)、 ρ:密度(g/cm3)、 u:鋳造速度、 T:鋳造金属の温度、Tmax、Tminを代入(実測値から
求める)、 y:鋳片表面からの厚さ方向への距離(任意に与え
る)、 c:比熱(cal/g・℃)、 Tl:液相線温度(℃)、 Ts:固相線温度(℃)、 ΔH:潜熱(cal/g)、
【0023】(出所:Proceedings of
the First European Confer
ence on Advanced Material
s and Processes, 1(1989),
p93,DeutscheGesselsehaft
fuer Metallkunde EV)
【0024】で表される伝熱計算からロールとメタル間
の熱伝達係数hの変動値Δhを求め、ΔhとFeNi合
金に顕著な板厚変動、大型ポロシティ数、縦割れ長さと
の関係を調べたところ、図1〜図3に示したように、Δ
h≦0.018とすることにより、鋳片欠陥をほぼ完全
に防止できることを見いだした。
【0025】この理由については明らかではないが、Δ
hはロールとメタル間へのガスの巻込み、接触位置の変
動の評価指数となっているためと思われる。
【0026】Δhは、hの最高値hmax と最低値hmin
の差式(6) によって求められる。
【0027】
【数6】Δh=hmax −hmin ・・・(6)
【0028】hは実施例に具体的に示すごとく、ロール
キス点からの一定距離、実施例では80cmにおける測
定温度からTmax 及びTmin を求め、これから式(1)
〜(5)によってhmax 及びhmin が定まり、式(6)
によりΔhが求められる。
【0029】鋳片の表面温度測定手段としては、通常の
2色温度計や図4のような赤外線温度計やサーモグラフ
ィ装置などでよい。
【0030】現在鋳片欠陥の判定は鋳片酸洗後に目視観
察によっているが、本発明においては、実施例のごと
く、各種鋼種における欠陥防止の臨界Δhが実験から得
られる。鋳造中のΔhを管理することによって、欠陥発
生位置、個数、頻度等を鋳片の目視検査なく、管理する
ことができ、コスト的、時間的にもメリットが大であ
る。
【0031】なお、表面性状が悪化したとき、得られた
Δhに応じ、凹み面積率を大きく、ドラムコーティング
厚さを厚く、あるいは接触制限板の浸漬量を大きくする
などして鋳片表面性状を管理することができる(図
4)。
【0032】以下実施例に基づき説明する。
【0033】
【実施例1】次の条件によって薄板を鋳造し、表面性状
を調査した。
【0034】a)鋳造条件 冷却ロール 材質:銅製、内部冷却式 寸法:直径400mm、幅350mm 操作条件 鋳造速度:35〜85m/分(=冷却ロール周速度) 板厚:1.2〜3.0mm 鋳造温度:1450〜1550℃ ロール/メタル間接触弧長:約170mm
【0035】b)試料成分(wt%;Bのみppm)
【0036】
【表1】
【0037】c)実験条件:Δhを変えるために以下の
ように実験条件を変えた。
【0038】・冷却ロール表面の条件変化・・・Niメ
ッキ厚、ディンプル面積率 ・ロール/メタル間接触弧長の変化・・・接触制限板の
浸漬量の変更
【0039】
【表2】
【0040】※ディンプル・・・深さ約60〜100μ
m、1〜1.5mm径のくぼみを冷却ロール表面にラン
ダムに打刻する。面積率=(くぼみの占める面積/ロー
ル全表面積)×100[%] ※接触制限板・・・Al23系耐火物製、先端部がロー
ルと接触するように設置して、冷却ロールと溶鋼との接
触開始点を湯面下に規定する。
【0041】d)鋳片表面温度の測定 走査型赤外線放射温度計で、ロールキス点から80cm
地点における鋳片全表面幅範囲に亘って測り、この測温
値を使って式(1)〜(6)によりΔhを求めた。
【0042】e)表面性状の測定 《板厚変動率の測定法》全幅(350mm)の両端1c
mずつを除いた330mm幅を5mm間隔にマイクロメ
ータで板厚を測定して、折れ線グラフを作成する。
【0043】1cm以内(即ち、隣接する2つ目の測定
点まで)での板厚変化が最大のものをΔtmax.とする。
このΔtmax.を平均板厚tで割った値を板厚変動率Δt
max./tとする。結果を図1に示した。
【0044】《円相当径100μm以上の大型ポロシテ
ィ数の測定法》幅方向断面(350mm幅×1.2〜
3.0mm厚)を光学顕微鏡で観察。この観察像を画像
処理装置に入力して、各ポロシティの面積および円相当
径の度数分布を測定して、円相当径100μm以上の個
数を数えた。結果を図2に示した。
【0045】《縦割れ長さの測定法》鋳片の酸洗板(3
50mm幅×1m)の両面を目視観察、縦割れの長さを
測り、総和を求める。結果を図3に示した。
【0046】グラフ中の記号は次のとおりである。
【0047】
【表3】
【0048】f)実験結果 Δhと板厚変動率の関係は、板厚変動防止の臨界Δh=
0.018、Δhと円相当径100μm以上の大型ポロ
シティ数の関係は、臨界Δh=0.019、Δhと酸洗
板の縦割れ長さの関係は防止の臨界Δh=0.029で
あった。
【0049】結局、Δh≦0.018とすることによ
り、鋳片欠陥(板厚変動、大型ポロシティの発生、縦割
れ)を全て防止することができた。
【0050】g)Δhの求め方 (1)〜(5)式で、未知数はhのみなので、実測の鋳
片表面の最高温度Tmax、最低温度Tminに一致するよう
に、hを決定する。
【0051】Tmaxに計算結果が一致するように得られ
たhをhmax、Tminから得られたhをhminとすると、
Δhは(6)式から決定できる。
【0052】各実験ごとに実測値と計算値からΔhを求
め、鋳片欠陥(板厚変動、大型ポロシティ数、縦割れ長
さ)との関係を表したのが図1〜3である。
【0053】なお、Δhの計算においては次の数値を使
用した。
【0054】k=0.08cal/cm・s・℃ ρ=8.6g/cm3 c=0.11cal/g・℃ u=58.3cm/s TR=150℃ TO(鋳造温度)=1470℃ Tl(液相線温度)=1430℃ Ts(固相線温度)=1420℃ Δh(潜熱)=65cal/g
【0055】
【発明の効果】双ロール式連続鋳造によるFeNi合金
の鋳造において、実機生産で欠陥発生位置、頻度を鋳片
表面の目視検査なしに判定することができる。また、鋳
造機に依らずディンプル、コーティング、フラッパー等
の使用条件の設定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】Δhと板厚変動率の関係図である。
【図2】Δhと円相当径100μm以上の大型ポロシテ
ィ数の関係図である。
【図3】Δhと縦割れ長さの関係図(酸洗板)である。
【図4】Δhによる鋳片欠陥発生位置、個数、頻度の管
理方法の説明図である。
【符号の説明】
1 ロール 2 鋳片 3 コイラー 4 赤外線放射温度計 5 CPU
フロントページの続き (72)発明者 荻林 成章 富津市新富20―1 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平5−318048(JP,A) 特開 平5−285603(JP,A) 特開 昭64−17823(JP,A) 特開 昭62−124264(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 11/06 330 B22D 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 30〜80wt%のNiを含み、あるい
    は更にMo,Mn,Si,Cr,Bをから選ばれる1種
    又は2種以上の元素を合計で15wt%以下含有し、残
    部は実質的にFeであるFeNi合金の双ロール式薄板
    連続鋳造方法において、鋳片表面温度から求まるロール
    とメタル間の熱伝達係数の変動範囲Δhを0.018
    (cal/cm2 ・s・℃)以内にすることにより鋳片
    欠陥を防止することを特徴とするFeNi合金の双ロー
    ル式薄板連続鋳造方法。
  2. 【請求項2】 30〜80wt%のNiを含み、あるい
    は更にMo,Mn,Si,Cr,Bをから選ばれる1種
    又は2種以上の元素を合計で15wt%以下含有し、残
    部は実質的にFeであるFeNi合金の双ロール式薄板
    連続鋳造方法において、鋳片表面温度から求まるロール
    とメタル間の熱伝達係数を連続的に求め、その変動範囲
    Δhが0.018(cal/cm2 ・s・℃)以内の所
    定範囲に収まるようにロール表面の凹みの面積率(凹み
    の占める面積/ロール全表面積×100)〔%〕、ロー
    ルメッキ又はロールコーティング厚さ、あるいは接触制
    限板の浸漬量を制御することを特徴とするFeCu合金
    の双ロール式薄板連続鋳造方法。
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