JPH01249244A - 薄板直接製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は薄板直接製造方法に関し、特に溶融金属を水
冷ドラム（ロール）などを介して急冷凝固させることに
より薄板状の鋳片を直接かつ連続的に鋳造するストリッ
プキャスターの分野に属する技術についての提案である
。

〔従来の技術〕

近年、鉄鋼業界などにおいて、溶融金属を急冷凝固させ
ることにより、薄板状の鋳片を溶融金属から直接かつ連
続的に鋳造する技術に関しての研究が盛んになってきた
。しかし、この新技術について考えるとき、次のような
大きな課題、すなわち、凝固に際し収縮による熱応力や
機械振動からくる応力が凝固遅れの部分に集中すること
によって、該鋳片に縦割れや横割れを発生させることで
ある。こうした鋳片の割れは、それがたとえ浅い割れで
も疵取りのための工程が必要となるし、−方深い場合に
は疵の除去が不完全になることが多（製品価値を失うた
め、その制御は極めて重要な問題である。要するに、薄
板直接鋳造法の分野にあっては、鋳片割れを防止できる
か否かが技術の成立を左右する大問題なのである。

従来、この鋳片割れ防止技術として、特開昭５９−２１
５２５６号公報には、凝固シェルがドラムにより圧延さ
れる際の該凝固シェルにかかる圧下刃を測定することに
より、該圧下刃が設定値より大きいときドラム冷却長さ
を短くし、逆に該圧下刃が設定値より小さいときはドラ
ム冷却長さが長くなるようにバレルシールを移動させる
という圧下力調整により、ひび割れのない金属帯板を連
続的に鋳造する双ドラム方式連続方法が開示されている
。

また、特開昭５９−１９３７４０号公報には、ギャップ
一定制御中に、ドラム押付圧力が設定値を超えるときに
はギャップが所定寸法未満になるまでドラム押付圧力を
一定値に制御することにより、鋳片破断のない金属板の
鋳造を安定して行う双ドラム式金属板連続鋳造法が開示
されている。これらの公知技術は、いずれも高温鋳片を
圧下するときのロール押付力を制御ることによって鋳片
ひび割れを防止する技術に関するものである。

さらに、特開昭６０−１８４４４９号公報では、ロール
表面に凹凸部を点状の態様に形成させたドラム式連鋳機
および該ドラム表面を清浄化する清浄化装置を設けたド
ラム式連鋳機を利用する方法を開示している。この既知
技術は、凝固シェルとドラム表面との接触部分に空気層
を介在させることにより、該凝固シェルの均等冷却を実
現して幅方向の凝固厚みを均一化し、もって品質のよい
鋳片の製造を目指す方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明した各従来技術は、押付力の制御もしくは均等
冷却制御によって、ともに割れの防止を図るものである
が、これらの方法は鋳片割れを完全に防止するまでに到
っていない。しかも、この薄板直接製造の分野における
鋳片割れについては、現象そのものの解明が未だ不充分
であり、従って薄板直接鋳造法としての一日も早い技術
の確立が待たれているのが実情である。

本発明の目的は、ドラム式薄板直接鋳造機による鋼の直
接鋳造に際し、鋳片割れが全く無いか、少なくとも実用
上は許される程度の割れしか発生していない薄板を連続
的に直接鋳造する技術を確立することにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記課題解決のために本発明者らは、鋳片割れの起点と
なる凝固遅れ部に着目したところ、その凝固遅れを解消
すれば割れを完全に無くすか、少なくとも実用上は障害
とならない程度にしか発生しないようにすることができ
ることを知見した。

すなわち、溶融金属が冷却ドラムに接することにより凝
固シェルが生成しそして次第に成長する間の、いわゆる
該凝固シェルが溶融金属から離れて鋳片になるまでの時
間を短縮すればする程、凝固シェルの成長に差がなくな
り、また該凝固シェルの鋳造完了時の温度が比較的高い
ほど凝固収縮量が小さくなり、その結果、熱応力集中に
よる鋳片割れが防止できることを知見したのである。

このような知見にもとづき本発明者らは、薄板状の鋼片
を、双ドラム方式によって溶融金属から直接かつ連続的
に鋳造するに当り、この溶融金属の凝固時間を、水冷ド
ラムのドラム径、湯溜り部の湯面高さおよび鋳造速度と
の関連において制御することを特徴とする薄板直接製造
方法、を開発した。

上記凝固時間の制御に当たっては、 まず第１に、下記（１）式にて示される溶融金属凝固時
間りを、下記（２）式にて示される臨界凝固時間ｔＣと
の関係において、 ｔ≦ｔｃを満足するように制御することを特徴とする請
求項１に記載の薄板直接製造方法、ｔ　　＝６０Ｄθ／
　２　Ｖ　　　（ｓｅｃ）　　　（１）ｔｃ＝６０Ｄθ
／　２　Ｖ　ｃ（ｓｅｃ）　　　（２）ここで： Ｖｃ　　＝７５Ｄ＋３５　　　　　（ｍ／＋＋＋ｉｎ）
Ｖｃ　：臨界鋳造速度（ｍ／ｎ＋ｉ口）Ｄニドラム径（
ｍ）。

θ：湯面高さ（ｒａｄ　） そして第２に、下記（１）式にて示される溶融金属凝固
時間【を、下記（３）式にて示される臨界凝固時間１）
０との関係において、ｔ≦ｔ′ｃを満足するように制御
することを特徴とする請求項１に記載の薄板直接製造方
法、 ｔ　　＝６０Ｄθ／　２　Ｖ　　　（ｓｅｃ）　　　（
１）ｔ′ｃ　＝６０Ｄθ／　２　Ｖ　′ｃ（ｓｅｃ）　
　　ｆ３）ここで、 Ｖ′ｃ　＝５８Ｄ　−３５（ｍ／ｍｉｎ）ｖ′ｅ：許容
限界鋳造速度　（ｍ／ｗｉｎ）Ｄ＝ニドラム径ｍ）。

θ：湯面高さ（ｒａｄ　） を、課題解決手段として採用することが有利であること
を突きとめた。

〔作　用〕

本発明者らは、薄板直接鋳造に際しての鋳片割れについ
て調べるために次のような試験を行った。

まず、ＳＯ５３０４ステンレス？容鋼を用い、これを第
１図に示すような０．８ｍ直径の双ドラム式直接鋳造機
にて鋳造し、その際の鋳片割れを調査した。

その結果を第２図に示す、この第２図から明らかなよう
に、鋳片の縦割れ、横割れともに、９５ｍ／ｍｉｎ以上
のドラム周速（鋳造速度ｍ／ｗｉｎ）および０．１８ｓ
ｅｃ　、以下の凝固時間で鋳造した場合に皆無となるこ
とが判った。

第３図は、鋳片割れが皆無の範囲、縦割れ、ブリードな
ど鋳片欠陥の少ない範囲を、ドラム径りに対して臨界鋳
造速度■、との関係で図示したものである。

この第３図から判るように、鋳片割れが皆無になる臨界
速度域を示す境界上の直線■。は次式で表すことができ
る。

Ｖｃ　＝７５Ｄ＋３５　　　（ｍ／ｍｉｎ）ＶｃｓＰ界
鋳造速度（ｍ／ｗｉｎ） Ｄ　ニドラム径（ｍ） 以上説明したところから明らかなように、鋳片割れをな
くすためには、下記（１）式にて示される鋳片凝固時間
りを、下記（２）式で示される臨界凝固時間ｔｃとの関
連において、Ｌ≦ｔ、を満足するような短い時間で鋳造
すればよいことが判った。

ｔ　　＝６０Ｄθ／　２　Ｖ　　　（ｓｅｃ）　　　（
１）ｔｃ＝６０ｎθ／　２　Ｖ　ｃ（ｓｅｃ）　　　（
２１ここで、 Ｖｃ　＝７５０　＋３５　　（ａ＋／ｌｌｌ１ｎ）Ｄ　
ニドラム径　（ｍ） Ｖｃ　：Ｐｇ界鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）θ　：湯面高さ
（ｒａｄ）：第１図参照。

また、本発明にあっては、上述のような鋳片割れを完全
に無くす場合だけに限らず、完全ではないものの仕上げ
圧延工程に送る素材（ストリップ）としては合格品であ
るような、いわゆる許容し得る程度の鋳片割れの発生を
認めてもよい場合がある。

第３図に示す鋳片欠陥の発生が少ない許容限界速度域を
示す直線Ｖ′ｃは次式で示される。

Ｖ′ｃ＝５８Ｄ　−３５（ｍ／ｍｉｎ）■′ｃ：許容限
界鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）Ｄ　ニドラム径（ｍ） 従って、許容し得る程度の鋳片割れを起こす限界に止め
るためには、上記（１）式にて示される鋳片凝固時間ｔ
を、下記（３）式にて示される許容限界凝固時間Ｌ′ｃ
との関連において、ｔ≦ｔ／６を満足するように制御す
る゛ことが必要である。

ｔ′ｃ　＝６０Ｄθ／　２　Ｖ　′ｃ　　（ｓｅｃ）　
　　（３）〔実施例〕 第１表は本発明方法の実施例を各種比較方法と対比して
示すものである。実施例Ａ、Ｂ、Ｃは本発明方法を満足
する鋳造条件であり、凝固時間ｔは（１）式より求めら
れる臨界凝固時間ｔｃより短い場合で、いずれも鋳片割
れが皆無であった。

比較方法として示したＣ、Ｈは、本発明にかかる鋳造条
件をいずれも満足しない場合で、横割れ、縦割れが顕著
に発生した。

第　　２　　表 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明方法によれば、凝固シェル成
長時の熱応力、機械振動による応力等による鋳片割れを
完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、双ドラム直接鋳造機の概略図、第２図は、鋳
片割れ指数と鋳造速度および凝固時間との関係を示すグ
ラフ、 第３図は、鋳片厚みと鋳造速度および鋳造時間との関係
ならびに鋳片割れのない鋳造板厚範囲を示すグラフ、 第４図は、臨界鋳造速度ＶＣとドラム径りとの関係を示
すグラフである。 ■、２・・・水冷ドラム 特許出願人　日本冶金工業株式会社 代理人　弁理士　　小　川　順　三 同　　弁理士　　中　村　盛　夫 ｈ 第２図 凝固時間　（ｓｅｃ） 第ε図 鋳ｉ、７；速度　（ｍ／ｒｎｉｎ） 第４図 ドラム径　（ｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薄板状の鋼片を、双ドラム方式によって溶融金属か
   ら直接かつ連続的に鋳造するに当り、この溶融金属の凝
   固時間を、水冷ドラムのドラム径、湯溜り部の湯面高さ
   および鋳造速度との関連において制御することを特徴と
   する薄板直接製造方法。 ２、上記凝固時間の制御に当り、下記（１）式にて示さ
   れる溶融金属凝固時間ｔを、下記（２）式にて示される
   臨界凝固時間ｔ＿ｃとの関係において、ｔ≦ｔ＿ｃを満
   足するように制御することを特徴とする請求項１に記載
   の薄板直接製造方法。 ｔ＝６０Ｄθ／２Ｖ（ｓｅｃ）（１） ｔ＿ｃ＝６０Ｄθ／２Ｖ＿ｃ（ｓｅｃ）（２） ここで； Ｖ＿ｃ＝７５Ｄ＋３５（ｍ／ｍｉｎ） Ｖ＿ｃ：臨界鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ） Ｄ：ドラム径（ｍ）、 θ：湯面高さ（ｒａｄ） ３、上記凝固時間の制御に当り、下記（１）式にて示さ
   れる溶融金属凝固時間ｔを、下記（３）式にて示される
   臨界凝固時間ｔ′＿ｃとの関係において、ｔ≦ｔ′＿ｃ
   を満足するように制御することを特徴とする請求項１に
   記載の薄板直接製造方法。 ｔ＝６０Ｄθ／２Ｖ（ｓｅｃ）（１） ｔ′＿ｃ＝６０Ｄθ／２Ｖ′＿ｃ（ｓｅｃ） （３）ここで、 Ｖ′＿ｃ＝５８Ｄ−３５（ｍ／ｍｉｎ） Ｖ′＿ｃ：許容限界鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ） Ｄ：ドラム径（ｍ）、 θ：湯面高さ（ｒａｄ）