JPH057997A - 薄肉鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

薄肉鋳片の連続鋳造方法

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JPH057997A
JPH057997A JP3161796A JP16179691A JPH057997A JP H057997 A JPH057997 A JP H057997A JP 3161796 A JP3161796 A JP 3161796A JP 16179691 A JP16179691 A JP 16179691A JP H057997 A JPH057997 A JP H057997A
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貴士 新井
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安夫 松原
Hidetaka Oka
秀毅 岡
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健介 下村
Isao Mizuchi
功 水地
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動鋳型式連続鋳造機の鋳造を連続して長期
間、かつ効率良く行うことを目的とする。 【構成】 周期的分布状態で窪みを形成した冷却ドラム
で鋳造したあと、この窪みが摩滅した表面に更にショッ
トブラストを施して平均深さ50μ以上、平均面積率2
0%以上の窪みを形成する。 【効果】 表面微細割れや光沢むらのない鋳片を容易に
効率良く製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は移動鋳型たとえば内部に
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、
あるいは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−ベルト方式等の鋳造装置により薄肉鋳片を鋳
造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、金属の連続鋳造分野において、鋳
造コストの低減、新材質の創出等を目的として、最終製
品形状に近い板厚(2〜10mm厚み)の薄肉鋳片を内部
に冷却機構を設けた冷却ドラムを用いた連続鋳造装置に
より鋳造する技術が種々提案されている。
【0003】かゝる鋳造技術においては、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課題であ
り、このため、凝固シェルの均一生成を達成する手段と
して、たとえば冷却ドラムと凝固シェルとの間に断熱層
となるエアギャップを形成するように、冷却ドラム周面
に多数の窪みを設ける技術が特開昭60-184449 号公報に
開示されている。
【0004】また、かゝる技術を改良したものとして、
窪みの深さ、直径、離間距離、窪みのモチーフなどを特
定した技術が特開昭64-83342号公報に開示されている。
また、窪みの加工手段として、ショットブラスト、電解
法、放電加工法、電子ビーム加工法などの手段が特開昭
62-254953 号公報に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】移動鋳型式連続鋳造機
を用いて好ましい薄肉鋳片を継続して得るためには、該
鋳型としての冷却ドラム外周面の清浄化及び外周表面に
施されている窪みの形状の維持(規定された深さ、径、
および面積率の維持)が必要である。溶湯と接する冷却
ドラム外周面では凝固シェルの生成離脱が繰り返され、
初期の好ましい窪みが摩滅する。また、冷却ドラム外周
面を清浄に保つために用いられるドラム表面のブラッシ
ングでもその毛先のかき取りによって窪みの摩滅が生じ
る。
【0006】かゝる摩滅の影響を減らすため、初期の窪
みの深さを必要以上に大きくすると、窪みの底部に酸化
物等の異物が堆積し、ドラムを洗浄しても除去できず、
窪みの効果が低下するだけでなく、ドラムの熱流束が低
下するといった問題が生ずる。従って、窪み深さを必要
以上に大きくせずにかゝる摩滅が進行すると、窪みの再
加工が必要となるが、前述の従来技術ではいずれもこの
ような冷却ドラムの窪み再加工の示唆はない。
【0007】本発明は薄肉鋳片の連続鋳造に際し、特に
冷却ドラムの表面再加工において、従来技術のかゝる問
題点を解決するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はその表面に直径
0.1〜1.2mm、平均深さ50μm以上、面積率20%以
上の円形又は長円状の開口を有する初期の窪みを形成し
た冷却ドラムを有する連続鋳造機により薄肉鋳片を連続
鋳造し、前記初期の窪みの平均深さが30μm以下にな
る前に、前記冷却ドラムの表面にショットブラストを施
して前記初期の窪みの平均深さを50μm以上に形成さ
せた後、鋳造を再開することを要旨とするもので、これ
により、極めて容易に健全な鋳片を得ることができる。
【0009】本発明において、初期の窪みとは、窪みが
形成されていない平滑な冷却ドラムの表面に形成された
窪みである。初期の窪みは直径が0.1〜1.2mm、平均深
さが30μm以上、面積率が20%以上であり、各数値
のうち1つ以上が外れた冷却ドラムを用いて鋳造する
と、鋳片表面に割れが発生する。したがって、冷却ドラ
ムの表面にショットブラストを施すときの窪みの平均深
さは30μm以上であることが必要である。また初期の
窪みの、平均深さは鋳造によって減少するため、減少代
を考慮して50μmとした。
【0010】本発明における初期の窪みの面積率とは、
下記(1)式によって定義される。
【0011】
【数1】
【0012】ただし S;冷却ドラムの周面積 Si;初期の窪みiの周縁で囲まれた面積 di;初期の窪みiの直径(長円状の窪みは長径と短径
の平均値) 本発明における隣り合う初期の窪みの最接近距離Lは0.
1〜2mmが、また長円状の初期の窪みの短径と長径の比
は0.6以上が、ともに鋳片表面割れ防止のうえで好まし
い。
【0013】本発明において上記ショットブラストを施
して上記冷却ドラム表面に所要の窪みを形成させると
き、1回の投射幅より広い面積を加工する場合には1回
の投射幅の1/3以上を重ね合わせながら順次加工を施
す。このように補修した窪み(以下、補修窪みという)
を形成した冷却ドラムにより鋳片を鋳造すると鋳片の表
面微細割れおよび光沢むらを防止することができる。
【0014】上記鋳造によって初期の窪みが摩滅した後
は、再度ショットブラストを施して鋳造することができ
る。このようにして、複数回ショットブラストを施して
鋳造した後、冷却ドラム表面に初期の窪みを形成する。
なお、冷却ドラム表面に初期の窪みを形成するにはフォ
トエッチング法、電子ビーム加工法、レーザ加工法等お
よびこれらとショットブラスト加工の組合せが使用され
る。
【0015】窪みを形成した冷却ドラムの表面に、ショ
ットブラストを施すことによって、該窪みの深さを大き
くするためには、投射したショットが窪みの底面に高い
確率で衝突する必要がある。図1に示すショットZが斜
線で囲まれた窪みAの円内に投射される確率Pは、窪み
径(D)とショット径(d)の比によって決まり、
(2)式によって定義される。
【0016】 D;窪み径(長円状の場合は長径と短径の平均値)(mm) d;ショット径(mm) 図2はショットが窪みAに衝突する確率Pと窪み径Dと
ショット径dの比d/Dとの関係を示す。図2からd/
Dが0.5を超えると確率Pが著しく低下する。またショ
ット径dが0.15mm未満では、ショットの運動エネルギー
が小さく、有効な窪みが得にくい。したがってショット
径dは(3)式を満足することが好ましい。
【0017】0.15mm≦d≦0.5×D …(3)
【0018】
【作用】本発明者は冷却ドラム表面の窪みと鋳片表面割
れの関係を種々検討したところ、その表面に初期の窪み
を設けた冷却ドラムを用いて所定量鋳造すると、該窪み
は摩滅するが、かゝる表面にショットブラストをランダ
ムに投射すると残存した窪みの影響によって必要とする
深さの窪みを形成することができることを見い出した。
図3は窪みAの断面形状を示し、(A)は初期の窪み、
(B)は鋳造に使用し摩滅した窪み、(C)は(B)に
ショットブラストを施した後の補修窪みである。図4の
(A)〜(C)に示すように、ショットブラストを施す
と、ショットZによる窪みaの周縁部に突出部tが形成
される。したがって図3(C)においてショットによる
窪みaおよび突出部tが形成される。窪みAに形成され
たショットによる窪みaによって窪みAの容積が大きく
なり、この分だけ溶鋼表面と窪みAの底面の間に形成さ
れるエアーギャップ量が大きくなる。また平面域Sに形
成されたショットによる窪みaによっても前記エアーギ
ャップが形成される。これらエアーギャップによる鋳片
の緩冷却作用によって、鋳片の表面割れが防止されるの
で、窪み深さは図3(B)のL1から図3(C)のL2
に実質的に増大したことになる。図3(C)に示すよう
な補修窪みを設けた冷却ドラムを用いて鋳造した結果、
鋳片表面の割れを防止することができることを確認し
た。
【0019】この結果を図5に示す。図5は次の条件に
よって得られたものである。先ず、冷却ドラム幅:800m
m 、径:1200mm、表面:Niメッキの双ドラム式連続鋳
造機を用い、鋼種:SUS304の溶湯を急冷凝固して鋳造速
度:80m/mim で引抜き、鋳造厚み2.3mmの鋳片を得
た。上記冷却ドラム表面にはフォトエッチングによって
平均深さ50〜 100μm 、径0.1〜1.2mm平均面積率20〜
60%の初期の窪みが形成されている。
【0020】上記鋳造を繰り返した後、上記窪みの平均
深さは29μm となり、窪みの効果が減少して鋳片表面
に割れが発生した。そこで、上記の冷却ドラム表面に次
の条件によりショットブラストを施した。すなわち、空
圧投射式ブラスターを用い、鋼球ショット(径0.15〜0.
6mmのマルテンサイト)を、投射空圧:4〜7kg/c
m2、1回の投射幅20mmによって、窪みの深さと面積率
を図5に示すように変化させて補修窪みを形成した。
【0021】以上のようにして表面を再加工した冷却ド
ラムにより更に上記と同様な鋳造条件で鋳片を製造し、
得られた鋳片の表面割れ発生量を調査した。図5に示す
ように割れ発生なしの領域は、平均深さ30μm以上、
平均面積率20%以上の補修窪みを形成したときである
ことがわかった。
【0022】
【実施例】先ず、本発明で用いる連続鋳造機について図
6で説明すると、該連続鋳造機は冷却ドラム1,1を平
行にかつ逆方向に回転するように配置し、該冷却ドラム
1,1の両端面にサイド堰2,2を設けて湯溜り部4を
構成し、該湯溜り部内の溶湯5を冷却ドラム1,1の回
転によって冷却しつゝ薄鋳片Sを鋳造するようになって
いる。また、サイド堰2,2は冷却ドラム1,1の両端
面に押付けられ、冷却ドラムの回転による摩耗によって
シール状態を維持して湯漏れを防止している。Aは初期
の窪みである。この窪みAはフォトエッチング又はショ
ットブラストにより表1の窪み形状に形成されている。
【0023】かゝる装置で鋳造を開始し、前述の鋳造条
件に基づき継続して鋳造した。表1中の試験No.1−
1,1−2,2−1,4−1,5−1がそれである。更
に、その後、摩滅した初期の窪みを有する冷却ドラム表
面に投射幅20mmのショットブラストをオンラインで施
し、表1に示す補修窪みを形成して鋳造を再開した。表
1中の試験No.1−3,1−4,2−2,3−2,4−
2,4−3,4−4,4−5がそれである。試験No.1
−5は、試験No.1−4の冷却ロールに、再度ショット
ブラストを施して窪みを補修した後の鋳造結果を示す。
一例として図7に試験No.2−1,2−2の冷却ドラム
の表面断面形状を示す。(a)は初期の窪み(ショット
ブラスト施行前)(2−1)、(b)は補修窪み(ショッ
トブラスト施行後)(2−2)である。
【0024】
【表1】
【0025】このようにして得られた鋳片表面の微細割
れ発生の有無、光沢むらの有無等を観察した。その結果
を表1に示す。表1に示す通り、本発明法で鋳造した鋳
片表面には微細割れがなく、又光沢むらの不良もなかっ
た。すなわち、鋳造に伴い、初期の窪みの深さが不足
し、鋳片表面に割れが発生しても(試験No.1−2,2
−1,4−1)、これにショットブラストを施して窪み
の深さを深くすることにより(試験No.1−3,2−
2,3−2,4−2,4−3;50μm 以上深くする)
割れの発生をなくすことができた。
【0026】また、鋳造に伴い補修窪みの深さが割れの
発生しない領域を確保できなかった場合(試験No.1−
4)でも、再度ショットブラストを施すことにより深さ
を大にして微細割れをなくすことができた(試験No.1
−5)。また、ショットブラストにおける投射幅を少な
くとも1回の投射幅の1/3以上重ねることにより濃淡
縞を発生させず、光沢むら及び割れを皆無にすることが
できた(試験No.4−2,4−3)。試験No.4−4,
4−5は重なり量が不足のためショットによる窪みのむ
らによって光沢むらが生じ、その部分に僅かな割れが発
生した。
【0027】試験No.5−1はショットブラストのみに
よる場合であるが、窪み深さを必要深さにするには(シ
ョット径を大きくしなければならず、またショットによ
る窪みが重なって、初期の窪み径が過大になり、これに
より光沢むらが発生した。従って、この場合において十
分な窪み深さと光沢むら発生防止を両立せしめることは
困難であった。
【0028】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、オン
ライン(鋳造機の上方ないし側方)で簡単に、冷却ドラ
ム表面の窪みを割れの発生しない領域の深さ及び面積率
に形成することができるので再加工の工期及び費用の削
減などが可能となり、その工業的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】窪みの底面へのショットの投射状況を示す。
【図2】ショットが窪み底面に衝突する確率を示す。
【図3】本発明方法によって窪み深さが増す状況を示
す。
【図4】ショットブラストを施すことによって冷却ドラ
ム表面が変形する状況を示す。
【図5】本発明方法によって得られた、窪み深さ及び窪
み面積率と鋳片表面の割れ発生量との関係を示す。
【図6】本発明を実施する双ドラム式連続鋳造機の斜視
図である。
【図7】冷却ドラム表面の断面拡大図であり、(a)は
本発明実施前、(b)は本発明実施後のドラム表面状況
を示す。
【符号の説明】
1…冷却ドラム 2…サイド堰 3…溶湯吐出ノズル 4…湯溜り部 5…溶湯 A…窪み D…窪み径 S…薄鋳片 a…ショットによる窪み d…ショットによる窪み径 t…ショットによる突出部 z…ショット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 健介 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 水地 功 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その表面に直径0.1〜1.2mm、平均深さ
    50μm以上、面積率20%以上の円形又は長円状の開
    口を有する初期の窪みを形成した冷却ドラムを有する連
    続鋳造機により薄肉鋳片を連続鋳造し、前記初期の窪み
    の平均深さが30μm以下になる前に、前記冷却ドラム
    の表面にショットブラストを施して前記初期の窪みの平
    均深さを50μm以上に形成した後、鋳造を再開するこ
    とを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。
  2. 【請求項2】 前記冷却ドラム表面にショットブラスト
    を施すに際し、1回の投射幅の1/3以上を重ね合わせ
    ながら順次投射を行う請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記冷却ドラム表面に初期の窪みを形成
    する表面加工がフォトエッチング法、電子ビーム加工法
    又はレーザ加工法のいずれかの方法で行われる請求項1
    記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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