JPH0366458A - 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、鋳型の一部としてロール、ベルト等の冷却体
を用いた連続鋳造において、薄肉鋳片に発生する割れを
防止し、薄肉鋳片の表面を平滑にする為の連続鋳造方法
に関する。

（従来の技術） 近年金属の連続鋳造の分野では、製造コストの切り下げ
、新材質の創出などを目的に薄肉鋳片の鋳造技術の開発
が強く望まれ、各種の方法が提案され、その一部は工業
生産のレベルに達しているが、生産性、鋳片品質確保等
の点で未だ完成の域に達していない。

それらの薄肉鋳片の連続鋳造方式の一つとして、ロール
又はベルトを移動鋳型の主構成要素とする連続鋳造法が
あるが、これ等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事が重要な課題である。因に
薄肉鋳片は、従来の連続鋳造設備に依って鋳造されるス
ラブの場合と異なり、以後の工程で圧延される度合いが
小さい為に、薄肉鋳片の表面の微細な割欠陥や凹凸が製
品表面の欠陥となり、その商品価値を著しく損なう危険
性が大きい。

薄肉鋳片の連続鋳造において、良好な表面品質の鋳片を
安定して得る手段として種々の方法が併用されているが
、その−として、冷却体表面に積極的に凹凸を付けて冷
却体と凝固殻との間にガスギャップを作り、冷却を緩や
かにして凝固殻内部に発生する歪みを小さ（する事によ
り、割れの無い表面の平滑な薄肉鋳片を得る方法がある
。（参考技術　特開昭６０−１８４４４９号公報）上記
特開昭６０−１８４４４９号公報に記載の冷却ロールは
、表面に４μｍ以上の凹凸を均一に付ける事によって、
凝固殻とドラム表面との間に空気膜を介在させる事が可
能となり、それにより凝固厚みが板幅方向に均一化させ
て品質の良い鋳片の製造が可能になるとしている。

しかし本発明者等の実験に依れば、冷却体、例えば冷却
ロールの表面に特定深さの凹凸を均一に付け、それを維
持する様にしただけでは充分な効果が安定して得られな
い事が判った。即ち凹凸の均一性を確保し、凹凸深さを
特定する事の他に、凹凸の形状や凹部の大きさが効果を
大きく左右する事が判った。また溶融金属の酸化を防止
するために、鋳造雰囲気にアルゴンガスを使用した場合
には、溶融金属によって凹部に閉じ込められたアルゴン
ガスが溶融金属により加熱されて膨張し、不均一なガス
ギャップを生じて鋳片品質改善の効果を充分に発揮出来
ないことが判った。

従来この不均一なガスギャップの発生を防止するために
、冷却体の表面にガス抜き溝を設けたも術では、鋳型表
面の粗面のピーク部とだけ溶湯が接触し、ピーク部間の
谷が相互に連絡されていて、前記溶湯が鋳型に接触する
ときに解放される気体が鋳型表面に平行に逃げることが
出来る様になり、気体圧力の過度の上昇によって前記溶
湯が鋳型表面から持ち上げられるのが防止されるとされ
ている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら特公昭６４−１２２７号公報に記載の技術
では、溶湯に溶けていたガスが溶湯温度低下に伴う溶解
度の低下により放出される場合に、放出されたガスに通
路を与えることを目的に提案されたものであるが、本発
明者等の実験に拠れば、鋳片の谷状に連続した凹部に相
対して凝固した部分には、凝固遅れに起因する割れ欠陥
の発生頻度が極めて高く、実用的とは言い難い。

本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みなされたもの
で、薄肉鋳片に発生する割れを防止し、表面を平滑にす
る連続鋳造方法を提供する。

（課題を解決するための手段） 本発明は、移動する冷却体の表面に溶融金属を供給して
凝固させる薄肉鋳片の連続鋳造方法において、移動する
冷却体の表面に直径が０．１〜１．２鴫の円形又は長円
形の開口部を有する５〜１１００ｕ深さの富みを互いに
接することな（設け、連続鋳造操業に際して該移動する
冷却体の表面と供給される溶融金属との境界部に金属に
吸収され易い窒素ガスと他の不活性ガスとの混合ガスを
封入し、溶融金属と前記富み間におけるガスの過大滞留
を抑制して各窪みのガスギャップを分断させることを特
徴とするものであり、また上記発明において、混合ガス
を予熱して予め膨張させてから封入し、また混合ガス中
の窒素ガスの体積比を３０〜８０％とし、また表面にセ
ラミック被膜を施した窪みを冷却体外周面に形成し、該
冷却体を用いる薄肉鋳片の連続鋳造方法である。

（作　用） 本発明に用いる冷却体は、その表面に多数の円形又は長
円形の窪みが形成されており、鋳造時に窪みの中に閉じ
込められたガスは溶融金属又は凝表面で凝固殻が形成さ
れたとき、この窪みは互いに連続しない独立したガスギ
ャップを形成する。

そのため、このガスギャップによって緩冷却された未だ
剛性の低い状態にある高温部は互いに分断されたものと
なる。そしてこの周囲を冷却体に直接接触することによ
り、充分に冷却された剛性の大きな部分が取り囲む、そ
の結果、凝固殻の収縮に伴う引張応力が分断された複数
の剛性低下部に夫々分散し、特定部分への大きな応力の
集中が抑制されて鋳片の割れの発生が防止され、又ガス
の過大滞留を防止し、各窪みによるガスギャップを均一
化できるので、鋳造された鋳片表面の平滑度を向上させ
ることができる。

（実施例） 以下に本発明を実施例に基づき詳しく説明する。

第１図〜第３図は、本発明を鋼鋳造用の所謂双ロール型
連続鋳造機に適用した実施例に於ける連続鋳造設備の構
造を示す。先ず第１図および第２図において、タンデイ
ツシュ１からノズルＮを経て一対の冷却ロール２とサイ
ド堰Ｓ等で構成する鋳型に注入された溶鋼３は、冷却ロ
ール２の表面で凝固し、冷却ロール２の回転によって下
方に移動し、キッシングポイント４でニ枚の凝固殻が貼
り合わされて一枚の薄肉鋳片５となって冷却ロール２を
はなれ、ループを描き乍らビンチロール６に向かう。

冷却ロール２の溶１４３と接する表面には、第３図にそ
の部分の模様を拡大して示す様に、耐熱性と硬度に優れ
た平滑な冷却ロール２の表面に、直径が０．１〜１．２
ｍの円形の開口部を持った深さ５〜１００μｍの多数の
窪み２ａがお互いに接する事なく配置されている。ここ
では後述の理由から、この窪み２ａの面積率が、３０〜
７０％になるように窪みの直径。深さ、数、配列が決め
られている。

冷却ロール２の近傍にはクリーニングブラシ７が設けら
れており、溶融金属と接する前に冷却ロール２の外周表
面や富み２ａ内を清浄化するようになっており、清浄に
した冷却ロール２の外周面には、必要に応じてロールコ
ータ−８に依りジルコン及びアルミナを主成分とする塗
布材Ｃによる被膜が施され、鋳片の一層の品質向上と冷
却ロール２の寿命の延長が図られる。

冷却ロール２と溶鋼３が最初に接触するメニスカス部分
には、混合ガスＧを封入するためのガス吹き出し口９が
メニスカスの近くに配設されている。この吹き出し口９
は、冷却ロール２の全幅に亘って混合ガスを均一にある
いは偏在させて封入できるように配設されている。この
場合、ガス吹き出し口９の配役に代えて、湯溜り部又は
鋳造装置全体をチャンバーで覆う場合よりもガス封入効
率を高める上で有利といえる。

前記の窪み２ａは線状、矩形状、扁平状の開口部を持つ
窪みと異なり、割れ発生の起点となり易い角部を持たな
い。また窪み２ａの開口部としては、円形状の他に長円
状のものも使用される。但し長円の幅と長さは０．１〜
１．２ａｍの範囲にする。

本発明者等の実験に依れば、溶鋼を対象とする場合には
、窪み２ａの開口直径が０．１ｍ＋ａ以下では緩冷却効
果が少なく、冷却ロール表面の打疵や汚れの影響を受は
易（、加工も難しい。他方窪み２ａの直径が１．２ｍを
超えると、窪み自体が微小割れの起点になり易い。また
窪み２ａが５μｍ以下の浅いものであると、形成される
ガスギャップの断熱効果が殆ど無い、一方１００μｍを
超える深さを持つ窪み２ａにあっては、開口直径１．２
ｍ＋ａ以下の窪みに関する限り効果の増大は認められず
、整備上の不具合を生ずるのみであった。

第４図（ａ）、　（ｂ）は発明者等が、鋳造中に冷却ロ
ール２と溶鋼が最初に接する所謂メニスカス部に各種の
ガスを封入して鋳造した場合の鋳片表面性状の変化を示
す。

第４図（ａ）は窪み２ａの面積率（冷却ロール２の外周
面積に占める開口端の平面積の割合）と鋳片表面微小割
れ発生率との関係を示す。図に示す様に、−船釣に窪み
面積率の増大と共に表面微小割れ発生率は小さくなるが
、アルゴン封入の場合では、表面微小割れ発生率が充分
に低くなる前に面積率アップの効果が飽和してしまう。

窒素封入の場合では、面積率を２５％以上にすることに
より、表面微小割れ発生率を充分に低く出来るが、低面
積率側で効果が低い。それに対し、窒素ガスとアルゴン
ガスの混合ガスを封入した場合には、かなり面積率の広
い範囲にわたって充分な割れ発生防止効果が得られ、又
窒素ガスとヘリュウムガスとの混合ガスの場合にも、は
り同様の結果が得られることが判った。

第４図（ｂ）は窪み面積率と鋳片表面平滑度との関係を
示す。図に示す様に、−船釣に富み面積率の増大と共に
鋳片表面平滑度は向上するが、アルゴンガス封入の場合
には、窪み面積率が約１０％で表面平滑度改善の効果が
飽和し、約２０％を超えると融状の表面欠陥が生じて総
合的には却って改善効果が低下する。窒素ガス封入の場
合には、面積率を約３０％以上にすることにより、鋳片
表面平滑度を充分に改善出来るが低面積率側で効果が低
い。

それに対し、窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスを封入
した場合には、低面積率側でも鋳片表面平滑度を充分に
改善でき、しかも、高面積率側でも改善効果の低下がな
い。

又窒素ガスとへリュウムガスの混合ガス封入の場合にも
、はり同様の結果が得られることが判った。この窒素ガ
スとアルゴンガス、又はヘリュウムガスの混合割合につ
いては、窪みの面積率が高くなるほど、そして富みが深
くなるほど窒素ガスの配合率を高く設定することができ
る。°通常の場合窒素ガス配合割合を、３０〜８０％の
範囲から選ぶことが最適であることが判、た。尚窒素ガ
スの使用が鋼の品質を害する場合にはコスト上不利とな
るが、窒素ガスの配合を極力少なくして、窒素ガスに代
えてへりュームガスをアルゴンガスと混合して用いるこ
とにより、諮問等の効果が得られる。

（発明の効果） 以上説明したごとく本発明の薄肉鋳片の連続鋳造方法は
、冷却体の外周表面に適度の開口径と深さを有する多数
の独立した窪みを設け、連続鋳造に際して、この冷却体
と溶融金属との間に両者を適度に分断したガスギャップ
を形成し熱緩衝するようにしているので、薄肉鋳片の割
れ、しわなどの表面欠陥の発生を防止することができ、
さらに表面平滑度を高位に維持することができ、薄肉鋳
片鋳造の生産性ならびに品質の向上を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する双ロール型連続鋳造設備の一
例を示す略側断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’部矢視
断面図、第３図は冷却ロール表面における富みの配列例
を示す展開平面図、第４図（ａ）は本発明の実験例に基
づく冷却ロール表酊窪み面積率と封入ガスの種類および
鋳片表面割発生率と関係を示す図面、第４図し）は同様
に鋳片表面平滑度との関係を示す図面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）移動する冷却体の表面に溶融金属を供給して凝固
   させる薄肉鋳片の連続鋳造方法において、移動する冷却
   体の表面に直径が０．１〜１．２ｍｍの円形又は長円形
   の開口部を有する５〜１００μｍ深さの窪みを互いに接
   することなく設け、連続鋳造操業に際して該移動する冷
   却体の表面と供給される溶融金属との境界部に金属に吸
   収され易い窒素ガスと他の不活性ガスとの混合ガスを封
   入し、溶融金属と前記窪み間におけるガスの過大滞留を
   抑制して各窪みのガスキャップを分断させることを特徴
   とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。（２）移動する冷却体
   の表面と供給される溶融金属との境界部に封入する窒素
   ガスと他の不活性ガスとの混合ガスを、予熱して予め膨
   張させてから封入する請求項（１）記載の薄肉鋳片の連
   続鋳造方法。 （３）移動する冷却体の表面と供給される溶融金属との
   境界部に封入する窒素ガスと他の不活性ガスとの混合ガ
   スにおいて、窒素ガスの体積比を３０〜８０％とする請
   求項（１）記載の薄肉鋳片の連続鋳造方法。 （４）表面にセラミックによる被覆を施した窪みを冷却
   体外周面に形成し、該冷却体を用いる請求項（１）記載
   の薄肉鋳片の連続鋳造方法。