JPH0399757A - 双ロール式薄板連続鋳造方法 - 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、溶融金属から直接薄板状の鋳片を製造する双
ロール式薄板連続鋳造方法に関する。

〔従来の技術〕

回転する二つのロールの間隙に溶融金属を注湯し、この
金属を凝固させ圧延することによって薄板状鋳片を製造
する方法はヘッセマー法として知られている。この方法
では、得られる鋳片の厚さが数ｍｍであり、従来法の鋼
塊および連鋳スラブと比べ非常に薄く、冷間圧延での鋳
片の圧下率を大きくとることができないため、鋳造のま
までの鋳片の表面性状、特に表面のしわや割れが重要な
問題となる。したがって、鋳片の表面性状を精度よく制
御することが重要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来鋳片の表面性状を改善する目的で、特公昭５１２３
３２７号公報などに示されているように、注湯ノズルを
改善し、ロール間隙への溶融金属の供給を静かに行い、
鋳片表面の湯じわの原因となるメニスカス部の変動をで
きる限り小さくず４試みがなされている。しかしながら
これらの方法では、メニスカス部の湯面変動を完全に無
くすことは困難であり、鋳片表面を平滑にすることは困
難であった。

一方注湯方法の問題を解決するために、特開昭５８−１
４８０５６号、特開昭６１−３０２６０号、特開昭６０
２１１６１号、および特開昭６１−１８６１５３号の各
公報に示されているように、凝固シェルの生成を溶融金
属のメニスカスより下で開始させ、鋳片の表面性状を良
好にする試みがなされている。しかしながらこの方法に
おいても、あらゆる鋳造条件で鋳片表面のしわや割れを
完全に防止することは困難であった。

本発明は、制限板を用いた双ロール式薄板連続鋳造方法
において、鋳片のしわや割れを完全に防止し、良好な表
面性状の鋳片を得るための双ロール式薄板連続鋳造方法
を提供することを目的とする。

（課題を解決するだめの手段〕 本発明の要旨は、二つのロールの間隙に溶融金属を注湯
し、この金属を凝固させ圧延することによって、薄板状
鋳片を製造する制限板を使用した双ロール式薄板連続鋳
造方法において、Ｕ≧ｄ　／　ａ　　・・・・・・・・
・　　（１）の条件で鋳造することを特徴とする双ロー
ル式薄板連続鋳造方法である。

ここで、Ｕはロール表面速度（ｍ／ｓ）　、ｄは制限板
の下端厚さ（ｍｍ）、ａは溶融金属に依存する係数であ
る。

なお双ロール法として、垂直型、傾斜型、異径型等の鋳
造形式が異なるものの、いずれにも適用可能である。

〔作　用〕

以下、作用とともに本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に適用する双ロール式薄板連続鋳造機の
一例を示す側面図である。制限板２，２は溶融金属５と
ロール１．１′の接触面積を調整し、凝固シェルフ、７
°の生成を湯面下で開始させてるための付属物であり、
左右各ロールに下端部が密接するように取り付けられて
いる。ロール１，１゛が回転する際は、ロール表面が制
限板２．２”の下端部を摺動する。また制限２．２゛は
、メニスカス４の表面に浮」ニしているスラグや酸化物
等の除去、およびロール表面に付着した凝固物の剥離機
能の役割も同時に行う。制限板２，２”の材質は、例え
ば八１□０３、ＢＮ、　ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＮ　、　
ＳｉＣなどの耐火物やセラミックスのように、熱伝導性
の悪い材料が好ましいが、特に制限されない。湯溜り部
への浸漬部分は、制限板２，２゛の表面での溶融金属の
凝固・付着を防止するため、鋳造前に加熱されているほ
うが望ましい。また制限板２．２゛の湯溜りへの浸漬深
さは、湯溜り表面のメニスカス４の変動の大きさによっ
て調節する。

本発明者らは、制限板を用いた双ロール式薄板連続鋳造
実験で、必ずしも良好な鋳片の表面性状が得られないこ
とに着目し、しわや割れが発生する原因を究明するため
、第１図に示した双ロール式薄板連続鋳造機を使って以
下に示す実験を行った。

市販のオーステナイト系ステンレス１（ＳＵＳ３０４）
をＡｒ雰囲気中で高周波溶解炉を使って加熱・溶解し、
１５１０°Ｃに温度を調整した後、溶融金属を制限板２
３２゛の下端部がロール表面に密接して設置された回転
する一対の調合金製のロール１．１’（直径３００ｍ＋
ｎ、幅１００ｍｍ）の間に供給し、連続薄板を得た。制
限板２，２°の形状として、第３図（ａ）　、　（ｂ）
　、　（ｃ）に示す３種類を用いた。またロール間隙　
に溶湯プールを形成させ、制限板２，２の浸漬深さを十
分（約５〜５０ｍｍ　）確保するため、ロール側面に第
１図に示すようにサイド堰６を設置した。操作条件とし
て、制限板２，２゛の下端厚さおよびロール表面速度を
、各々１〜１０ｍｍ、０．１５〜１．４ｍ／ｓの範囲で
種々変化させた。

鋳片の表面性状に及ぼす制限板２，２°の、下端厚さと
、ロール表面速度の関係を影響を第４図に示す。ロール
表面速度ｕ　（ｍ／ｓ）がＵ≧ｄ　／６．５・・・・・
・　　（２）で示される条件で表面性状の良好な鋳片が
得られた。ここで、ｄ（ｍ＋ｎ）は制限板２．２゛の下
端厚さである。

第６図は（ａ）、（ｂ）は上記の実験で得られたＳＵ、
５３０４鋳片の表面性状を示す写真（尺度１／２）であ
る。第６図（ａ）は平滑表面を有する鋳片の例であり、
第６図（ｂ）は表面にしわを有する鋳片の例である。（
２）式を満足する鋳造条件では、第６図（ａ）に示すよ
うな平滑表面を持つ鋳片が得られる。

なお、鋳片の表面性状に及ぼす制限板２．２゛の下端部
の形状および制限板の浸漬深さの効果はなかった。

次にＦｅ　−３ｗｔ％Ｓｉ　と不可避不純物からなる合
金を、Ａｒ雰囲気中で高周波溶解炉を使って加熱・溶解
し、１５９０°Ｃに温度を調整した後、溶融金属を制限
板２，２゛の下端部がロール表面に密接して設置された
回転する一対の調合金製のロール１゜１’　（直径３０
０朧、幅１０相１の間に供給し、連続薄板をｍだ。制限
板２．２′の形状として、第３図（ａ）、　（ｂ）、　
（Ｃ）に示す３種類を用いた。またロール間隙に溶湯プ
ールを形成させ、制限板２．２”の浸漬深さを十分（約
５〜５０ｍｍ）確保するため、ロール側面に第２図に示
すようにサイド堰６を設置した。

操作条件として、制限板の下端厚さおよびロール表面速
度を各々１〜１０ｍｍ、０．１５〜１．４ｍ／ｓの範囲
で種々変化させた。

鋳片の表面性状に及ぼす制限板２，２゛の　下端厚さと
、ロール表面速度の関係の影響を第５図に示す。ロール
表面速度ｕ　（ｍ／ｓ）がＵ≧ｄ、／９．０・・・・・
・　　（３）で示される条件で表面性状の良好な鋳片が
得られた。ここで、ｄ（ｍｍ）は制限板２．２”の下端
厚さである。

第７図は（ａ）、（ｂ）は上記の実験で得られたＦｅ　
−３ｗｔ％Ｓｉ合金鋳片の表面性状を示す写真（尺度１
／２）である。第７図（ａ）は平滑表面を有する鋳片の
例であり、第７図（１））は表面にしわを有する鋳片の
例である。（３ン式を満足する鋳造条件では、第７図（
ａ）に示すような平滑表面を持つＵｉ片が得られる。

なお、５ＵＳ３０４鋼の場合と同様、鋳片の表面性状に
及ぼす制限板２，２゛の下端部の形状および制限板の浸
漬深さの効果はなかった。

以上の実験結果から、良好表面の鋳片を製造するだめの
鋳造方法として、ロール表面速度を／ａ）の条件で鋳造
することと制限した。

以上のような実験を繰り返すことによって、下記第１表
に示すように、各鋳造金属に依存する係数ａの値を得た
。

第　　１　　表 第１表に示す溶融金属を用いた鋳造実験から、鋳片表面
のしわや割れの発生は、第２図に示すように、制限板２
，２゛の先端部に形成される自由液面９，９゛の形状と
振動の大きさに起因することが推測された。このことは
、制限板２．２′を使用しない鋳造で得られる鋳片表面
のしわや割れが、湯溜り表面のメニスカスの変動に依っ
て形成されるという事実からも容易に理解できる。

なおこの様に各種の組成を持つ溶融金属について、係数
ａの値を求めれば表面品質の良好な鋳片を得ることがで
きるが、ここに例示した以外の金属についても、ロール
表面速度と制限板の下端厚さを変化させる方法で簡便に
ａの値を求めればよい。

第２図は、第１図におけるロール間隙部の拡大図であり
、制限板２，２゛の先端部における自由液面９．９゛を
示す説明図である。自由液面９，９゛の形状と振動の大
きさは、制限板２，２゛の下端形状（特に厚さ）、溶融
金属５の表面張力や粘性、およびロール表面速度などに
よっ°ζ支配される。

なお本発明における制限板２，２゛の下端厚さとは、第
３図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）に示す如く、制限板の
最大厚さまたは制限板の先端の厚さを示す。また、この
制限板２，２°は、第１図および第２図に示す如く、そ
の平面部分がロールの表面と密接するように設置される
。

〔実施例〕

以下に本発明の代表的な実施例を示す。

（ａ）　　市販のオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ３０４）８ｋｇを、Ａｒ雰囲気中で高周波溶解炉を使
って加熱・溶解し、１５１０’Ｃに温度を調０ 整した後、該溶融金属を幅４　ｍｍ、長さ９５胴の開口
部をもつスリット状の注湯ノズルに通し、制限板の下端
部がロール表面に密接して設置された回転する一対の銅
合金製のロール（直径３００Ｍ、幅１００肛）の間に供
給し、厚さ約０．７〜４ｍｍ、幅約１０ｃｍ、長さ約４
〜１０ｍの連続薄板を得た。制限板はアルミナ系の耐火
物から成り、制限板の形状として、第３図（ａ）、　（
ｂ）、　（Ｃ）に示す３種類を用いた。制限板の浸漬深
さは約２５脳であった。操作変数として、制限板の下端
厚さを４ｍｍとし、ロール表面速度を０．１５〜１．４
ｍへの範囲で変化させた。その結果、ロール表面速度が
約０．６４ｍ／ｓ　、以上で良好な表面性状の鋳片が得
られた。

第６図（ａ）はロール表面速度が１．１８ｍ／ｓ　、制
限板の下端厚さが２胴の条件下で鋳造された良好な表面
性状を有する鋳片の一例である。また、第６図（ｂ）は
ロール表面速度が０．８ｍ／ｓ、制限板の下端厚さが６
ｍｍの条件下で鋳造された表面じわを有する鋳片の一例
である。

（ｂ）　　Ｆｅ　−３ｉｖｔ％Ｓｉ　と不可避不純物か
らなる■ 合金８ｋｇをＡｒ雰囲気中で高周波溶解炉を使って加熱
・溶解し、１５９０°Ｃに温度を調整した後、該熔融金
属を輻４柵、長さ９５ｍｍの開口部をもつスリット状の
注湯ノズルに通し、制限板の下端部がロール表面に密接
して設置された回転する一対の銅合金製のロール（直径
３００ｍｎ＋、幅１００ｍｍ）の間に供給し、厚さ約０
．８〜５ｍｍ、幅約１０ｃｍ、長さ約３〜１０ｍの連続
薄板を得た。制限板はアルミナ系の耐火物であり、制限
板の形状として、第３図（ａ）、　（ｂ）。

（Ｃ）に示す３種類を用いた。制限板の浸漬深さは約１
５＋ｙ＋＋ｒｌであった。制限板の下端厚さを２＋ｎｍ
とし、ロール表面速度を０．１５〜］、４ｍ／ｓの範囲
で変化させた。

その結果、ロール表面速度が約０゜２１ｍ／ｓ以上で良
好な表面性状の鋳片が得られた。

第７図（ａ）はロール表面速度が０．４７ｍ／ｓ　、制
限板の下端厚さが３ｍｍの条件下で鋳造された良好表面
を有する鋳片の一例である。また、第７図（ｂ）はロー
ル表面速度が０．６ｍ／ｓ、制限板の下端厚さが６ｍｍ
の条件下で鋳造された表面じわを有する鋳片の一例であ
る。

〔発明の効果］ 本発明の制限板を用いた双ロール式薄板連続鋳造方法に
よって、鋳造方向および幅方向でロールと溶融金属の間
の均一な接触が確実に実現され、良好な表面を有する薄
板状鋳片を容易に得ることが可能となる。したがって、
従来双ロール法で得られる鋳片の最大の欠点であったし
わや割れ等の発生に関する問題点は解決され、薄板鋳片
の品質向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用する双ロール式薄板連続鋳造機の
一例を示す側面回、第２図は第１図におけるロール間隙
部の拡大図で、制限板の先端部に形成される自由液面を
示す図面、第３図（ａ）、　（ｂ）。 （Ｃ）は本発明法で用いた制限板を示す斜視図、第４図
は制限板の下端厚さとロール表面速度の関係が５ｔＪＳ
３０４鋼鋳片の表面状態に及ばず影響を示す図面、第５
図は制限板下端厚さとロール表面速度の関係がＦｅ’−
３ｗｔ％Ｓｉ合金鋳片の表面状態に及ぼす影響を示す図
面、第６図（ａ）、　（ｂ）は実施例３ により得られた５ＵＳ３０４鋳片の表面状態を示す写真
、第７図（ａ）、　（ｂ）は実施例により得られたＦｅ
−３ｗｔ％Ｓｉ合金鋳片の表面状態を示す写真である。 １．１゛・・・ロール、２，２゛・・・制限板、３・・
・注湯ノズル、４・・・湯溜り表面のメニスカス、５・
・・溶融金属、６・・・サイ而７，７’・・・凝固シェ
ル、８・・・薄板状鋳片、９．９′・・・制限板先端部
の自由液面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　制限板を取付けた二つのロールの間隙に溶融金属を注
   湯し、この金属を凝固させ圧延することによって、薄板
   状鋳片を製造する双ロール式薄板連続鋳造方法において
   、 ｕ≧ｄ／ａ の条件で鋳造することを特徴とする双ロール式薄板連続
   鋳造方法。 ここで、ｕはロール表面速度（ｍ／ｓ）、ｄは制限板の
   下端厚さ（ｍｍ）、ａは溶融金属に依存する係数