JPH01273652A - 金属薄板の連続鋳造方法 - 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〕 本発明は、金属溶湯特に溶鋼から直接薄板を製造するロ
ール式薄板連続鋳造方法の改善に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、溶鋼から直接厚さ数ｍｍ以下の薄板に鋳造成形す
る薄板鋳造技術に関する研究開発が盛ん行なわれるよう
になった。その代表的方法としては単ロール法（例えば
特開昭６１−７４７５９号公報）や双ロール法（例えば
特開昭５５−７７９６２号公報）が提案されている。し
かし、いずれの技術も溶鋼を対象としてはまだ開発途上
にあり完全な実用化の段階には至っていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ロール式薄板連鋳機では１回転する内部冷却ロールの円
周面に溶湯を接触させ、その円周面上に形成される凝固
シェルをロールの回転に伴って連続的に円周面から取出
すことになるが、単ロール式では１枚のシェルから薄板
が製造され、双ロール式では双ロールの各シェルがロー
ルギャップで圧着されて薄板となる。そのさい、いずれ
の場合でも、ロール円周面から取り出される鋳造中の薄
板には板広面においてかなりの温度むらが生ずることは
避けられない。鋳造される薄板の広面に局部的な高温部
が発生すると、その後の冷却過程で収縮力を受けて表面
割れを生しる原因となる。薄板鋳造において表面割れは
致命的な欠陥であり。

解決されねばならない重要課題である。

（問題点を解決するための手段〕 本発明は前記の問題を解決せんとするものであり、その
要旨とするところは２回転する内部冷却ロールの円周面
に湯溜りを形成させ、該円周面上に形成される凝固シェ
ルを該ロールの回転に伴って連続的に円周面から取出し
て金属薄板を製造するさいに、溶湯と接することになる
円周面の最外表面に、厚さ２０〜５００μＩのサーメッ
ト層を形成したロールを使用し、湯溜り内湯の平均滞留
時間τを９　ｓｅｃ以下として鋳造を行うことを特徴と
する。平均滞留時間τは？ａ溜り内湯の容積を単位時間
あたりに鋳造するｇｔ板の容積で除したものであり、下
式で与えられる。

τ−（Ｒ（３６０ｓｉｎθ−１８０ｓｉｎθｃｏｓθ−
πθ）３０００　ＩＩ。Ｖ ＋３６０１１゜ｓｉｎθ〕　　　　・・・（１）ただし
、τ：平均滞留時間（ｓｅｅ） Ｒ：ロール半径（ｍｍ） Ｈｏ：ロールギャンブ（ｌＩＩＩｌｌ）Ｖ：鋳造速度（
ｍ／ｍ１ｎ） θ：湯溜り角度 尚、各記号の意味を第１図に示した。

本発明法は特に溶鋼から直接薄板を製造する場合に好適
なものであり、以下の説明は鋼の薄板製造を対象として
説明するが、鋼以外の金属または合金の薄板製造にも適
用可能である。

〔発明の詳細な 説明者らは前記の課題解決を目的に種々の試験研究を重
ねてきたが、ロール式薄板連鋳の場合には１周知の連鋳
スラブ製造の場合のように鋳片とモールド間に低熱伝導
率のモールドパウダー等を介在させることが出来ないの
で、溶湯と接することになるロール表面（ロール円周面
）の状態が薄板の温度むらに顕著に影響を与えることが
わかった。そして、厚さ２０〜５００μｍのサーメット
層をロール円周面の最外層に形成させたロールを使用し
、平均滞留時間τを９　ｓｅｃ以下として鋳造すると、
薄板の温度むらは顕著に減少することが判明した。サー
メットは周知の如く酸化物２炭化物。

窒化物等のセラミックスとメタルの混合物であり。

種々の成分・組成のものが本発明に適用できるが。

例えば、Ｃｒ５Ｃｚ、ＴｉＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，Ｚｒ０ｔ
。

Ｓｉ３Ｎ、等のセラミックスと、　　Ｎｉ、Ｃｏ、Ｎｉ
−Ｃｒ等のメタルとの混合物が適当である。

本発明が対象とするロール式連鋳機は単ロール式でも双
ロール式でもよいが、板厚が０．５〜１０ｍｍ範囲の薄
板を鋳造するものである。ただし、単ロール式の場合は
（１）式は成立しないので、各装置の湯溜り容積に基づ
きτを計算する必要がある。したがって、アモルファス
や急冷薄板といった板厚が０．５ｍｍ未満の特殊な極薄
板を対象とするものではない。

第１図に本発明で対象とする双ロール弐連鋳機の代表例
を示した。互いに反対方向に回転する内部冷却式双ロー
ルｌａ、ｌｂをギャップ２を開けて対向配置し、ロール
ｌａ、　ｌｂの円周面上に湯溜り３を形成させる。湯溜
り３はロールｌａ、ｌｂの両端にサイドダム４を配置す
ることによって形成される。

湯溜り３内の溶湯はロールｌａ、　ｌｂの円周面と接す
る部分で冷却され凝固シェル５ａ、５ｂとなるが、これ
がロールの回転に従って互いに合体しギャップ２を通過
する時点で圧延され、薄板６となって連続的に取り出さ
れる。

第２図は第１図のＡ部（？！ｈ溜り内の溶湯と接する部
分）のロール円周面の構造を拡大断面で示したものであ
る。第２図において、７はロールスリーブの本体であり
、このスリーブ母材は銅合金または鋼が使用される。銅
合金を使用する場合には高強度銅合金２例えばＣｒ、Ｚ
ｒ等を少量添加した析出硬化型銅合金等が適している。

このスリーブ７の裏面には冷却水通路８が形成される。

本発明に従うと、スリーブ７の外側表面に対して、下地
層９を介してサーメット層１０が被覆される。この被覆
はサーメット被覆の最も一般的な方法である溶射法で行
なうことができる。下地層９としては金属メツキを採用
する。最も好ましい態様では。

スリーブ７の表面にＮｉメツキを施す。更にほこのＮｉ
メツキの表面に他のメタル層・ンキを施す。

この下地メンキ層９を設けることによって、スリーブ７
の母材金属とサーメット層１０との熱膨張差を緩和する
ことができるので、サーノ・ント層ｌＯの耐剥離性が良
好となる。またこのメタル層からなる下地層９の熱伝導
率等の熱的物性は、サーノ・ント層ＩＯよりはスリーブ
７の母材の方に近くなる。

したがって２本発明でいうサーメット層ｌＯの厚さには
この下地層９の厚さは含めない。

サーメット層１０の厚みは２０〜５００μ翔の範囲とす
ル必要がある。２０１１２未満ではサーメント被覆技術
上、被覆層厚さの均一性が保障できず、このために層厚
が不均一になるとロールの冷却能に不均一が生じ、かえ
って板の温度むらを増大してしまう不都合を生じる。ま
た層厚さ５００μｍを越えるとロールの冷却能が著しく
低下してしまい平均滞留時間τを長くしなければならず
、後述する線状ブレークアウトが避は難くなる。

第１表は、銅合金スリーブのロールに対して各種セラミ
ックスまたはサーメットをいずれも１００μｍの厚さで
溶射によって被覆し、後記の実施例と同様の操業テスト
を各１０回行った場合の板温度むらの発生状況を評価し
たものである。

第１表 但し、×印：板温度むら有り △印：板温度むら少しあり ○印：板温度むら無し この結果に示されるごとく、被覆なしでは著しい温度む
らが、セラミックス単味層では若干の温度むらが観察さ
れたのに対し、サーメット層の場合はほとんど温度むら
が認められなかった。これは次のように考えることがで
きる。ロール円周面はロール回転により周期的に溶湯と
接触するために極めて苛酷な熱疲労が加わることになる
が、セラミックス単味層よりもサーメット層の方が該熱
疲労に対する耐剥離性や耐摩耗性に優れていることから
被覆層厚みの均一性が長時間にわたって保持されたこと
によると考えられる。すなわち均一な厚みのサーメット
層の存在が板温度の均一化に寄与したものと考えられる
。この板温度が均一となる結果表面割れも著しく減少す
ることがわかった。

このようにしてサーメットを被覆したロールを使用する
ことにより、薄板の表面割れの問題は解決されたが、サ
ーメット被覆ロールがもつ特有の問題として新たに第３
図の写真に示すような欠陥（これを線状ブレークアウト
と呼ぶ）が薄板広面に発生した。これは凝固シェル５ａ
、５ｂに亀裂が生し内部の溶湯が線状に板表面し滲み出
したものであることが断面の顕微鏡観察により明らかと
なった。この新たな問題を解決するために種々実験を行
った結果、平均滞留時間τを適正にすればこれが解決で
きることがわかった。すなわち、２０〜５００μｍの厚
さのサーメット層を被覆したうえ５９ｓｅｃ以下の平均
滞留時間とすればよいことがわかった。第２表は該試験
の代表例を示したものであり、サーメット層はＺｒ０２
−Ｎｉ（３０％）で２００　μｍ厚さにン容射したもの
である。

第２表 ・：有り、Ｏ：無し 平均滞留時間τが適正時間より長くなると、　ｔＩＪ溜
り表面での渦流れが停滞し、この結果湯溜り表面が冷却
され場面に凝固フィルムが生成し易くなり、そのフィル
ムがロールに引き込まれ何らかのテンションにより亀裂
を生ずることが、線状ブレークアウトの原因と推定され
る。なお、所定の板厚の薄板を鋳造するに際し、平均滞
留時間を短くするためには、ロール径を大きくした上で
湯溜り角度θを小さくすることにより達成される。

結局１本発明に従って適当な厚みのサーメット被覆ロー
ルを用い、適切な平均滞留時間で鋳造することが欠陥の
ない良好な表面品質の３板を鋳造するうえで重要な要件
となる。

〔実施例〕

４００ｍｍφＸ　２００ｍｍ幅の銅合金製ロールを有す
る双ロール式薄板連鋳機を使用し、　５ＬＩＳ３０４溶
鋼を厚さ２１ＭＩＩ＋の薄板に１５ｍ／ｌｌｌ１ｎの速
度で鋳造した。湯溜り角度θ＝４０’、平均滞留時間τ
＝８．６ｓｅｃであった。サーメット被覆としては、　
Ｗ　Ｃ−Ｃｏ（１，５％）粉末を３００μｍ厚さに）８
射した。下地処理としてはＮｉメツキを１００μｍ厚さ
に行った。鋳造された薄板は表面割れも線状ブレークア
ウトもなく良好な表面品質であり、焼鈍、酸洗として冷
延を行った後の板表面も良好であった。すなわち冷延用
コイルとして充分な表面品質であった。尚、鋳造後ロー
ルのサーメット溶射層の剥離はまったくなく認められな
かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を適用する双ロール式連鋳機の代表例
を示す略断面図、第２図は第１図のＡ部を拡大して示し
たロール表面の部分断面図、第３図は鋳造された薄板の
線状ブレークアウトを示す金属表面写真である。 ７・・ロールスリーブ、　　９・・下地層。 １０・　・サーメット層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転する内部冷却ロールの円周面に湯溜りを形成させ、
   該湯溜りのロール円周面上に形成される凝固シェルを該
   ロールの回転に伴って連続的に円周面から取出して金属
   薄板を製造する薄板連続鋳造方法において、溶湯と接す
   ることになるロール円周面の最外表面に厚さ２０〜５０
   ０μｍのサーメット層を形成したロールを使用し、下式
   に従う湯溜り内溶湯の平均滞留時間τが９ｓｅｃ以下と
   なるように鋳造することを特徴とする金属薄板の連続鋳
   造方法、 τ＝（Ｒ／３０００Ｈ＿０Ｖ）〔Ｒ（３６０ｓｉｎθ−
   １８０ｓｉｎθｃｏｓθ−πθ）＋３６０Ｈ＿０ｓｉｎ
   θ〕 ただし、τ：平均滞留時間（ｓｅｃ） Ｒ：ロール半径（ｍｍ） Ｈ＿０：ロールギャップ（ｍｍ） Ｖ；鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ） θ：湯溜り角度。