JPH0342148A - 微細な表層結晶組織を有するＣｒ―Ｎｉ系ステンレス薄肉鋳片の製造方法 - 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〕 本発明は鋳型壁面が鋳片と同期して移動する連続鋳造機
によりＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の薄肉鋳片を鋳造する
方法に関し、特に表層組織が微細化された薄肉鋳片を製
造する方法に関する。

〔従来の技術〕

金属の連続鋳造の分野において、省エネルギーによる製
造コストの低減や難可塑性材料の薄板形成のために、最
終形状に近い１〜１０ｍｍ程度の厚さの薄肉鋳片を鋳造
する技術が種々提案されている。

例えば、冷却機構を内蔵したドラム式連続鋳造機（鋳型
壁面が鋳片と同期して移動する鋳造機）により溶湯を急
冷して薄肉鋳片を鋳造する技術があるが、これらの鋳造
方法においては、鋳造から製品までの工程が簡略化され
るために鋳片の表面性状を安定して高水準に維持するこ
とが重要である。

特にステンレス鋼はその製品表面の平滑度や光沢度等が
問題となるが、か＼るステンレス鋼の薄肉鋳片を前述の
方法で鋳造した場合、その鋳造性状が製品の表面特性に
鋭敏に影響を与える。すなわち、優れた表面性状を有す
る製品を得るためには優れた鋳片を得る必要がある。

この問題を解決する技術として特開昭６０−１８４４４
９号公報が開示されている。該公報ではドラム式連続鋳
造機の冷却ドラム表面に凹凸部を形成し空気膜を介して
凝固殻を均等に冷却することにより、凝固殻厚みを板幅
方向に均一化して形状特性の良い薄肉鋳片を製造するこ
とを提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記公報で提案された装置によって製造された
鋳片の結晶粒は非常に大きくなり、特にオーステナイト
系ステンレス鋼の場合、光沢むらやロービング現象と呼
ばれる表面欠陥が顕著に生じるのである。

本発明は鋳片の表面結晶組織を微細にすることにより、
ロービング等の表面欠陥のないオーステナイト系ステン
レス鋼薄板を容易に得ることのできる製造方法を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨はＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の主要成分に
重量％で、ＡＩ！：　　０．００５〜０．１％、Ｎｂ：
０．００５〜１％、Ｔｉ　　：　　０．００５〜１％又
はＢ（ボロン）　　：０．０ＯＯ１〜０．０１％の少く
とも１種を添加した溶鋼を、窒素雰囲気において、鋳型
壁面が鋳片に同期して移動する連続鋳造機により厚さ１
０肋以下の薄肉鋳片に連続鋳造することを特徴とする微
細な表面結晶組織を有するＣｒ−Ｎｉ系ステンレス薄肉
鋳片の製造方法にある。

〔作　用〕

本発明者等はＣｒ−Ｎｉ系ステンレスの溶湯をドラム式
連続鋳造機で鋳造し、冷却して巻取ったものをデスケー
リング後冷間圧延し、最終焼鈍し、酸洗して２Ｂ製品と
したものの表面性状を究明したところ、ロービングやオ
レンジピール又は光沢むらが発生する可能性があること
が判明した。そしてか覧る表面欠陥を防止するには薄肉
鋳片そのもののオーステナイト粒を微細にすること、特
に核粒の平均粒径を５０ｎ以下にすることが極めて有効
であること、また、薄肉鋳片の表面の結晶組織を微細化
すれば、表面欠陥を効率的に防止しうろこと等が明らか
となった。

そこで、本発明は溶鋼中のＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の
主要成分に窒化物生成元素例えばＡｌ。

Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ等を添加し、鋳造時の溶湯溜り部を窒素
雰囲気にして溶鋼表面を窒化し、該溶鋼を急冷すること
により窒素高濃度の鋳片表層から窒化物を析出せしめて
表面組織を微細化し、而して製品表面性状を改善するの
である。

こ＼で、本発明の成分について説明する。

Ｃｒ　　Ｎｉ系ステンレス鋼の主要成分に、窒化物生成
元素として、ＡＮ　：　　０．００５〜０．１％、Ｎｂ
：０．００５〜１％、Ｔｉ　　：　　０．００５〜１％
又はＢ　：　０．０００１〜０．０１％の１種又は２種
以上を添加する。それぞれの成分の下限値未満は窒化物
の生成量が少くて組織の微細化に効果がなく、又上限値
超では窒化物の生成量に変化がなく、添加元素の浪費と
なる。

なお、上記元素を２種以上添加する場合は、合計で０．
０００１〜１％の範囲とする。

本発明では上記溶鋼を窒素雰囲気で鋳造するが、その際
、溶鋼に添加された窒化物生成元素は特に溶鋼表層部に
おいて窒化されて窒化物Ａｊ！Ｎ　。

ＴｉＮ、　ＮｂＮ又はＢＮを生成する。そして、溶鋼か
ら冷却ドラムにより凝固殻が生成される際、その表層部
に上記窒化物が効率的に生成され、この窒化物により多
数の結晶核が発生する。

このように、薄肉鋳片の表層部に生成した窒化物は結晶
核を増加させ、且つ結晶粒の成長自体を抑制するので上
記表層部の組織が極めて緻密になる。

凝固開始後、結晶粒は成長を開虻するが、その成長速度
は高温程大きく、かつ時間とともに成長する。結晶粒が
最も顕著に成長する凝固開始後の極力高温から１２００
℃迄の温度範囲をできるだけ高速で冷却することが望ま
しいが、本発明の場合には１００℃／秒において成長抑
制効果があられれてくる。従って、オーステナイト粒の
平均粒径を確実に５０μ以下とするため、凝固開始から
１２００’Ｃまでの温度域における冷却速度を１００℃
／秒以上とする。

なお、湯溜り部の雰囲気の窒素濃度は鋳片表層の窒素濃
度を１　、０００〜５．０００ｐｐｍの範囲に窒化する
必要から、鋳造速度との関係より、５０〜１００％の範
囲が適当である。

すなわち、第１図に示すように、鋳造速度の大きさによ
って雰囲気窒素濃度を変えることにより、所望の上記鋳
片表層の窒素濃度にする。

このようにして、鋳片のオーステナイト粒の平均粒径を
５０μ以下としたとき、該鋳片から冷間圧延して得られ
た薄板はロービングや光沢むらのない極めて良好な表面
状態をもつものとなる。第２図はこのオーステナイト粒
の平均粒径とロービング発生との関係を表したグラフで
ある。一対のドラム式連続鋳造機で窒素雰囲気で、窒化
物生成元素を添加しない方法で鋳造した薄肉鋳片を冷間
圧延（圧下率５０％）した薄板の表面にはオーステナイ
ト粒の平均粒径が５０μ超となり、高さ１−の凹凸が現
われる。しかし、これに対し、本発明の方法によると、
オーステナイト粒の平均粒径が５０−以下となり、凹凸
の高さは０．２　ｐｐｍを下回り、良好な表面性状を示
す。従って、オーステナイト粒の平均粒径を５０ｎ以下
に抑えた場合にロービングを防止できるのである。

〔実施例〕

第１表に示す１８Ｃｒ−８Ｎｉを基本成分とするステン
レス溶鋼に第２〜第５表に示す各種の窒化物生成元素を
１種又は２種以上添加し、一対のドラム式連続鋳造機に
よって肉厚２４１！１ｍの薄肉鋳片を製造した。

雰囲気の窒素濃度は１００％、鋳造速度は６５ｍ／ｗｉ
ｎであった。このとき、溶鋼が冷却、凝固してできた凝
固殻の温度が１２００℃に達するまで、冷却速度１００
℃／秒で冷却を行った。

得られた鋳片におけるオーステナイト粒の平均粒径は第
２表〜第５表に示す通りであった。

なお、鋳片の表層の窒素濃度は２５００ｐｐｍであった
。

第１表 第 表 第 表 第 表 なお、第２表は各種微細化元素の添加量（モル％）とオ
ーステナイト粒の平均粒径（ハ）との関係を示したもの
で、本発明の範囲内の添加量の鋳片はいずれもオーステ
ナイト粒径が５０Ｉ！ｍ以下であったが、上記添加量が
本発明の範囲未満のものは８０ｎ以上の大きいオーステ
ナイト粒径を示した。

第３表はＴｉに他の微細化元素を加えた場合のオーステ
ナイト粒径を見たものであり、又、第４表はＮｂとＡ４
２　、　Ｂを、第５表はＢとＡｌをそれぞれ加えた場合
のオーステナイト粒径を測定したものである。各表の微
細化元素はいずれも本発明の添加範囲内であるため、オ
ーステナイト粒径が５０ｐ以下のものが得られた。

上記の各種の鋳片に対して、デスケーリング（ショット
ピーニング及び酸洗）を施し、次いで圧下率５０％の冷
間圧延を行って製品表面特性を調査した。

本発明例のものはいずれもロービングのうねりの高さが
０．２　ｔｎ以下であってロービングとは判定されず、
製品として問題はなかった。また、表面光沢が良好で光
沢むらも認められなかった。

これに対して、比較例のものはロービングが消失せず、
また、光沢むらも生じて製品として不適当であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、窒化物生成元
素の添加と鋳造雰囲気の窒素濃度の調整により、鋳片の
冷却速度が比較的大きくない範囲においても、少くとも
鋳片表層のオーステナイト粒径を５０−以下に形成する
ことができるので、このようにして得られた薄肉鋳片を
圧延するとき、ロービングや光沢ムラのない優れた表面
性状の製品が得られ、その工業的効果は甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における鋳造雰囲気の窒素濃度と鋳造速
度の関係を表したグラフ、第２図はロービング高さとオ
ーステナイト粒の平均粒径の関係を表したグラフである
。 ケ洩 ７ 畷 鋳造速度（ｍ／ｍ１ｎ） 手 続 補 正 書 （自発） 平成２午Ｆ月

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の主要成分に、重量％で
   Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎｂ：０．００５〜１％
   、Ｔｉ：０．００５〜１％又はＢ（ボロン）：０．００
   ０１〜０．０１％の１種又は２種以上、但し、２種以上
   は合計で０．０００１〜１％添加した溶鋼を、窒素雰囲
   気において、鋳型壁面が鋳片に同期して移動する連続鋳
   造機により厚さ１０μｍ以下の薄肉鋳片に連続鋳造する
   ことを特徴とする微細な表層結晶組織を有するＣｒ−Ｎ
   ｉ系ステンレス薄肉鋳片の製造方法。 ２、前記鋳造の雰囲気の窒素濃度を１０〜１００ｐｐｍ
   とする請求項１記載の方法。 ３、前記溶鋼の凝固開始から１２００℃までの温度範囲
   を１００℃／秒以上の冷却速度で冷却する請求項１記載
   の方法。 ４、前記鋳片の表層のオーステナイト粒の平均粒径が５
   ０μｍ以下である請求項１記載の方法。