JPH02207947A - 薄肉鋳片の連続鋳造方法 - 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、ツインドラム方式、単ドラム方式等によって
、溶融金属から薄肉鋳片を直接製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、金属の連続鋳造の分野では、製造コストの切下げ
、新材質の創出等を狙って最終形状に近い薄肉鋳片を製
造する技術の開発が強く望まれている。この要求に対し
て各種の方法が提案され、その一部は工業生産のレベル
まで達している。しかし、これまでの方法は、生産性、
鋳片品質の確保等の点で未だ充分なものとはいえない。

これらの薄肉鋳片の連続鋳造方法の中で、構造が比較的
簡単な設備を使用するものとして、鋳型の主構成要素と
して内部水冷機構を備えた一対の冷却ドラムを使用する
ツインドラム方式、１本の冷却ドラムを使用する単ドラ
ム方式、冷却ドラムとベルトとの間に湯溜り部を形成す
るドラム−ベルト方式がある。

第３図は、その−例として、ツインドラム方式の連続鋳
造設備の概略を示す。クンデイフシ５１等の中間容器か
ら浸漬ノズル２を介し、一対の冷却ドラム３ａ、　３ｂ
の間に形成された湯溜り部４に溶融金属が供給される。

湯溜り部４の溶融金属は、冷却ドラム３ａ、　３ｂを介
して抜熱され、冷却ドラム３ａ、　３ｂの周面に凝固シ
ェルを形成する。この凝固シェルは、キッシングポイン
ト５に送られる間に成長する。そして、両方の冷却ドラ
ム３ａ、　３ｂ周面に形成された凝固シェルは、キッシ
ングポイント５で一体化され、薄肉鋳片６となって送り
出される。薄肉鋳片６は、ピンチロール７等を経て後工
程に送られる。

薄肉鋳片６の鋳造過程で、冷却ドラム３ａ、　３ｂの周
面を清浄な状態に維持することが、凝固シェルの生成・
成長を安定化させる上で必要となる。そこで、クリーニ
ングブラシ８によって、冷却ドラム３ａ、　３ｂの周面
を磨きながら鋳造を継続する方法が知られている（特開
昭６０−１８４４４９号公報参照）。

また、ドラムコータ９によって、セラミックスを冷却ド
ラム３ａ、　３ｂの周面に吹き付け、緩冷却条件下で凝
固シェルを生成・成長させる方法も知られている（特開
昭６０−１３６８４９号公報参照）。

これらの鋳造法においては、鋳片の表面性状を安定して
高水準に維持することが重要な問題である。すなわち、
従来の連続鋳造設備によって製造されるスラブの場合と
異なり、以後の工程で圧延される度合を小さくすること
ができる薄肉鋳片を得ることを狙って開発されたもので
あるため、鋳造された鋳片の表面性状が製品の表面状態
に大きな影響を与える。

ところが、湯溜り部４に注入された溶融金属の湯面に、
スカムが浮遊する。このスカムは、冷却ドラム３ａ、　
３ｂの回転に伴って流動する溶融金属に随伴し、冷却ド
ラム３ａ、　３ｂの周面で生成・成長する凝固シェルに
巻き込まれ昌い。その結果、鋳造された薄肉鋳片６に、
肌荒れ０割れ等の欠陥が発生する。

この欠点を解消するためには、湯溜り部４を非酸化性雰
囲気として、スカムの発生を抑制することが考えられる
。しかし、湯溜り部４を保護雰囲気とすることは、設備
構成が複雑となる。また、溶融金属の種類や清浄度等に
よっては、非酸化性の雰囲気であっても、湯溜り部４に
注湯された溶融金属から酸化物等が浮上してスカムとな
る場合がある。

そこで本発明は、湯溜り部に発生するスカム性状を改善
することにより、特別な保護雰囲気を必要とすることな
く、スカムに起因する鋳片欠陥の発生を防止し、表面割
れの少ない優れた品質の薄肉鋳片を製造することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の薄肉鋳片の連続鋳造方法は、その目的を達成す
るために、冷却ドラム面で溶融金属を急冷・凝固して薄
肉鋳片を製造する際、湯溜り部に浮遊するスカムの粘度
η（ｐｏｉｓｅ）　をη≧５あるいはη≦１に調整する
か、または前記スカムの粘度ηが１くηく５の範囲にあ
ってはスカムの熱伝導率λ（Ｋｃａｌ／ｍ−ｈ　−ｄｅ
ｇ）とスカムの粘度ηとの間にλ≧（η２＋８η−１）
　／１６の関係を満足するようにスカム性状を調整する
ものである。

スカム性状の調整手段としては、予め溶融金属中に脱酸
能力を有する元素、たとえば、Ａ　Ｉ、　Ｃａ。

Ｔｉ　などを微量添加し、注湯時の温度低下に伴う化学
反応を利用する方法、あるいは、湯溜り部に直接所定量
の酸化物、フッ化物等の化合物を添加する等の方法を用
いることができる。

〔作用〕

本発明においては、湯溜り部に浮遊するスカムの粘度η
を特定の範囲に調整するか、またはスカムの粘度ηがこ
の特定の範囲内にないときは、スカムの熱伝導率λがス
カムの粘度ηに対して一定の関係となるようにスカムの
性状を調整して、鋳片の表面割れの発生を防止するもの
である。

本発明者等は、湯溜り部に生成するスカムの性状と鋳片
の表面割れ発生との関係について研究を重ね、第１図及
び第２図に示すような結果を得た。

第１図はスカムの粘度ηと鋳片の表面割れ発生との関係
を示すグラフであり、第２図はスカムの熱伝導率λと鋳
片の表面割れ発生との関係を示すグラフである。

第１図に示すように、スカムの粘度ηが１以下の領域Ｉ
では、鋳片の表面割れは発生しない。この領域では、ス
カムの粘度ηが小さいので流動性が良く、スカムが冷却
ドラムと凝固シェルとの間にドラム幅方向に均一に流入
するために、スカム巻込みによる局部的な凝固遅れが発
生せず、したがって鋳片割れが発生しない。

また、スカムの粘度Ｖが５以上の領域■でも、鋳片の表
面割れは発生しない。この領域では、スカムの粘度ηが
極端に高く流動性がほとんど無いので、スカムは湯溜り
部に浮遊するのみで、冷却ドラムと凝固シェルとの間に
スカムが巻き込むという現象が発生しにくくなり、した
がって鋳片割れが発生しない。

スカムの粘度ηが１超５未満の領域■では、鋳片の表面
割れが発生し易い。この領域では、中程度の流動性があ
るので、スカムの一部は冷却ドラムと凝固シェルとの間
に巻き込まれ、一部は湯溜り部に浮遊するという現象が
生じる。このため、冷却ドラムと凝固シェルとの間への
スカムの巻込みは、ドラム幅方向に対して不均一となり
、スカムを巻き込んだ部分と巻き込まない部分とが鋳片
に存在するために、鋳片の凝固が不均一となり、鋳片表
面に割れが発生し易い。

これらのことから、鋳片の表面割れの発生を防止するた
めには、湯溜り部のスカムの粘度ηを１以下あるいは５
以上に維持すればよいことがわかった。

ところが、鋳造する鋼種によっては、湯溜り部のスカム
の粘度ηを１以下あるいは５以上に維持することが困難
な場合がある。たとえば、原子力用材料のように化学成
分範囲の規制が非常に厳しい鋼種では、スカムの粘度を
調整する目的で添加した元素の一部が溶鋼中に残存し、
このため成分規格外れとなり製品として出荷できなくな
る。

一方、スカムの粘度ηが１超５未満の領域Ｈにおいて、
鋳片割れが発生するときと発生しないときがあることか
ら、さらに他の要因との関係について研究した結果、第
２図に示すように、スカ１４の粘度ηが１超５未満の領
域Ｈにおいても、熱伝導率λがスカムの粘度ηに対しで
ある一定の関係にあれば、鋳片割れが発生しないことが
判った。

すなわち、同図に示すように、スカムの粘度ηに対して
熱伝導率λが、図中の曲線よりも下にある場合は鋳片割
れが発生するが（図中・印）、曲線上または曲線より上
にある場合は鋳片割れは発生しない（図中Ｏ印）。この
割れを発生しない臨界曲線は、λ＝（η２＋８η−１）
　／１６で表される。熱伝導率λがこの曲線上または曲
線よりも上にある場合に鋳片割れが発生しない理由は、
熱伝導率λがある程度大きい場合は、たとえスカムの不
均一巻込みが生じても、鋳片の割れに至るまでの凝固遅
れを生じないためであると推察される。

上記のことから、湯溜り部のスカムの粘度ηを１以下あ
るいは５以上に維持することが困難な場合には、熱伝導
率λがλ≧（η２＋８η−１）　／１６の関係を満足す
るようにスカム性状を調整することによって、鋳片の割
れ発生を防止することができる。

〔実施例〕

５ＵＳ３０４組成をもち温度１５００℃のステンレス溶
鋼を、第３図で示した冷却ドラム３ａ、　３ｂ間の湯溜
り部４に注湯し、肉厚２鮒、板幅８００ｍｍの薄肉鋳片
６を鋳造速度８０ｍ／分で製造した。

このとき、湯溜り［４に注湯されたステンレス溶鋼の湯
面には、膜厚０，５＋ｎｍ程度のスカムが浮遊していた
。そこで、 処理方法Ａ：タンディッシニの溶鋼中にＣａを添加 処理方法Ｂ：タンディッシュの溶鋼中にＡＩを添加 処理方法Ｃ：湯溜り部にＣａＯを添加 処理方法Ｄ：湯溜り部にＣａＦｓを添加によってスカム
の粘度η及び熱伝導率λを調整した。その結果、第１表
に示すように、鋳造された薄肉鋳片の表面欠陥が減少し
た。

なお、以上の例においては、ツインドラム方式の連続鋳
造機を使用した場合について説明した。

しかし、本発明は、これに拘束されるものではなく、冷
却ドラムの周面で溶融金属が急冷・凝固して凝固シェル
を生成する限り、単ドラム方式、ドラム−ベルト方式等
の他の連続鋳造方法に対しても同様に適用されることは
勿論である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、湯溜り部の
湯面に浮遊するスカムの物性を調整することによって、
冷却ドラムの回転に伴って流動する溶融金属の流れにス
カムが随伴されることを防止又は均一化し、或いはスカ
ムの巻込みが仮に不均一であっても凝固不均一を軽減し
ている。そのため、冷却ドラムの周面で生成・成長する
凝固シェルは均一なものとなり、スカムに起因した肌荒
れ１割れ等の欠陥がない薄肉鋳片を製造することが旬能
となる。

【図面の簡単な説明】

覚１図及び第２図はスカムの粘度及び熱伝導率と鋳片割
れ発生との関係を示すグラフであり、第３図はツインド
ラム方式の連続鋳造機を示す概略図である。 ｌ：タンデイツシユ ３ａ、３ｂ：冷却ノズル ５：キッシングポイント ７：ピンチロール ９；ドラムコータ ２：浸漬ノズル ４：湯溜り部 ６：薄肉鋳片 ８：クリーニングブラシ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷却ドラム面で溶融金属を急冷・凝固して薄肉鋳片
   を製造する際、湯溜り部に浮遊するスカムの粘度η（ｐ
   ｏｉｓｅ）をη≧５あるいはη≦１に調整するか、また
   は前記スカムの粘度ηが１＜η＜５の範囲にあってはス
   カムの熱伝導率λ（Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・ｄｅｇ）とスカ
   ムの粘度ηとの間にλ≧（η＾２＋８η−１）／１６の
   関係を維持することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方
   法。