JPH06297109A - 表面性状の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片の製造方法 - Google Patents

表面性状の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片の製造方法

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JPH06297109A
JPH06297109A JP8844693A JP8844693A JPH06297109A JP H06297109 A JPH06297109 A JP H06297109A JP 8844693 A JP8844693 A JP 8844693A JP 8844693 A JP8844693 A JP 8844693A JP H06297109 A JPH06297109 A JP H06297109A
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cooling drum
weight
heat flux
kcal
cooling
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JP8844693A
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Eiichirou Ishimaru
詠一朗 石丸
Toshiyuki Suehiro
利行 末広
Yoshimori Fukuda
義盛 福田
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 同期式連続鋳造プロセスによって組織むらの
ない薄肉鋳片を製造することを目的とする。 【構成】 Cr−Ni系ステンレス鋼からなる溶湯を冷
却ドラムにより急冷・凝固して薄肉鋳片を製造するに際
し、冷却ドラムの熱流束を500×104 +40×10
4 ×δ−Fe量(体積%)(kcal/m2hr)以上に調整して
鋳造する。 【効果】 鋳片の凝固組織差を無くすことで、冷間圧延
後の冷延板のマクロ光沢むら、ミクロクラックを無く
し、冷延板歩留を大幅に向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は双ドラム式連続鋳造法等
のような同期式連続鋳造法によって、溶融金属からCr
−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片を直接製造する方法に関
するものである。。
【0002】
【従来の技術】同期式連続鋳造機として図2に示す双ド
ラム式連続鋳造機1は、互いに反対方向へ回転する一対
の冷却ドラム2,2と冷却ドラム2,2両端面に圧着し
て設けた一対のサイド堰4(反対側は図示しない)とに
よって形成した湯溜まり部3に溶融金属(以下溶湯)を
供給し、湯溜まり部3内の溶湯を一対の冷却ドラム2,
2で冷却凝固して凝固シェルを形成させ、各シェルを一
対の冷却ドラム2,2によって圧着することによって1
〜10mm程度の肉厚をもつ薄肉鋳片5を鋳造する装置
である。この薄肉鋳片は肉厚が最終製品のそれに近いた
めに、表面性状が良好であること、且つ、凝固組織が微
細均一化であることが表面性状の優れた最終製品を得る
ために重要である。
【0003】ところが、かかる連続鋳造によって、鋳造
された薄肉鋳片には組織むらが生じることがあり、その
ような鋳片を冷間圧延すると、冷却板に光沢むら、肌荒
れ及び割れが発生する。このような問題を解決する方法
として、冷却ドラムの表面のディンプル間隔を調整して
冷延板の光沢むらを防止する技術(特開平1−2452
79号公報)、及び湯溜まり部内のスカムを冷却ドラム
の表面の巻き込ませないために湯溜まり部内にスカム堰
を設ける技術(特開平2−283315号公報)等が提
案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷却ド
ラム表面のディンプル間隔を調整する技術(特開平1−
245279号公報)は、冷延板のミクロ光沢むら防止
に対しては効果があるが、板幅方向のマクロ光沢むら及
びマクロ光沢むらに起因する割れを防止することはでき
なかった。また、スカム堰を設ける技術(特開平2−2
83315号公報)は光沢むらの低減には効果がある
が、スカムが介在物の浮上や溶湯の酸化によっても生成
するため、その発生及び冷却ドラムへの巻き込みを完全
に防止できず、従って、スカムの冷却ドラムへの巻き込
みによって冷延板の光沢むら及びマクロ光沢むらに起因
する割れや肌荒れの殆どない鋳片を得ることができなか
った。そこで本発明者は、薄肉鋳片を冷延することによ
って製造される冷延板の光沢むら及びマクロ光沢むらに
起因する割れや肌荒れを防止することを目的とするもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の表面性状の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳
片の製造方法は、Cr−Ni系ステンレス鋼からなる溶
湯を冷却ドラムにより急冷凝固して薄肉鋳片を製造する
に際し、(1)式で示される溶湯のδ−Fe量(体積
%)を−2〜10%とし、(2)式で示される冷却ドラ
ムの熱流束Hを(3)式の範囲に制御して鋳造すること
を特徴とする。
【0006】 δ−Fe量(体積%)=3×(Cr重量%+1.5 ×Si重量%+Mo重量%) −2.8 ×{Ni重量%+30×( C重量%+N 重量%)+0.5Mn 重量%} −19.8 ・・・・・・・・・・・・・(1) H=H0 +ΔH=H0 +a・V+b・R ・・・・・・・(2) H0 ;メッキ厚み一定の冷却ドラムでの鋳造速度0(m/
hr) のときの、見かけ上の冷却ドラムの熱流束(kcal/m
2hr) ΔH;鋳造速度による熱流束の上昇分{kcal/m2hr/(m/h
r)} a ;鋳造速度による増加定数{kcal/m2hr/(m/hr)} V ;鋳造速度 (m/hr) b ;冷却ドラムの表面粗度による変化定数{kcal/m2h
r/(μm )} R ;冷却ドラムの平均表面粗度(μm ) H ≧500×104 +40×104 ×δ−Fe量(体積%)・・・(3)
【0007】
【作用】冷却ドラムによる冷却が幅方向において均一で
且つ十分に行われない場合の鋳片は固相率が低くなり復
熱によって凝固組織が再結晶して成長し不均一となる。
その結果、残留δ−フェライトが多く存在する組織と残
留δ−フェライトが全く存在しない組織とが混在する。
すなわち、冷却ドラムによる冷却が幅方向において、均
一で且つ十分に行われた場合の鋳片凝固組織は、γ相中
に残留δ−フェライトが点在する組織であるのに対し、
復熱によって鋳片内部温度が上昇した場合の鋳片凝固組
織は、γ相中に残留δ−フェライトが全く存在しない。
このような鋳片の凝固組織の不均一さが冷延板の表面に
光沢むらを発生させる原因となる。
【0008】また、溶湯の成分から計算されるδ−Fe
量が低いほど、凝固冷却速度が速いほど準安定γ相が生
成しやすくなり、部分的に凝固モードが不均一となる。
その結果、鋳造された薄肉鋳片の凝固組織が不均一とな
り、冷間圧延された冷延板に光沢むら及び光沢むらに起
因する割れや肌荒れを発生する原因となる。そこで、こ
の鋳片凝固組織差を低減するために、冷却ドラムによる
薄肉鋳片の冷却を幅方向において均一に且つ十分に行
い、鋳片の復熱をなくすこと、または復熱しても凝固組
織差が目視上観察できないように凝固冷却速度を制御す
ることが必要である。
【0009】本発明者等は、冷却ドラム表面の材質や表
面粗度を変化させることによって、冷却ドラムの抜熱量
である熱流束を変化させ、凝固冷却速度を種々変化させ
た結果、溶湯の成分に応じた最適熱流束が存在すること
を見いだした。本発明者等は先ず、次の工程によって薄
肉鋳片を製造した。すなわち、18Cr−8Ni系を基
本とし、主としてNi量を変化させたオーステナイト系
ステンレス鋼を溶製した後、図2に示した冷却ドラム
2,2の表面にディンプルを配設した双ドラム式連続鋳
造装置により板厚1.6〜5.0mmの薄肉鋳片を鋳造
した。その際、冷却ドラムの抜熱量である熱流束を、冷
却ドラムの表面材質、メッキ厚みや表面粗度を変えるこ
とによって変化させ、且つ、溶湯成分を変化させて下記
の式による溶湯のδ−Fe量をそれぞれ求めた。 δ−Fe量(体積%)=3×(Cr重量%+1.5 ×Si重量%+Mo重量%) −2.8 ×{Ni重量%+30×( C重量%+N 重量%)+0.5Mn 重量%} −19.8 ・・・・・・・・・・・・・(1)
【0010】次いで、熱流束とδ−Fe量の関係を基に
得られた鋳片の組織むらの状態を調査した。これを図1
に示す。図1は、主に組織むらの面積率を示したもので
ある。冷却ドラムの熱流束Hは、冷却ドラムの材質、メ
ッキ厚みによって決定される項と鋳造速度によって決定
される項及び冷却ドラムの平均表面粗度によって決定さ
れる項によって分離できる。これを式で表すと、(2)
式となる。
【0011】 H=H0 +ΔH=H0 +a・V+b・R ・・・・・・(2) ここで、H0 ;メッキ厚み一定の冷却ドラムでの鋳造速
度0(m/hr) のときの、見かけ上の冷却ドラムの熱流束
(kcal/m2hr) ΔH;鋳造速度による熱流束の上昇分{kcal/m2hr/(m/h
r)} a ;鋳造速度による増加定数{kcal/m2hr/(m/hr)} V ;鋳造速度 (m/hr) b ;冷却ドラムの表面粗度による変化定数{kcal/m2h
r/(μm )} R ;冷却ドラムの平均表面粗度(μm )
【0012】(3)式で求められる範囲に熱流束Hを制
御することにより、組織むらを面積率が0.5%未満と
なり、組織むらに伴う割れが発生しないか、発生しても
極く僅かとなった。 H ≧500×104 +40×104 ×δ−Fe量(体積%)・・・(3)
【0013】図1から明らかなように、熱流束Hが50
0×104 +40×104 ×δ−Fe量より小さくなる
と、冷却ドラムによる鋳片の冷却が十分に行われないた
めに組織むらやそれに伴う割れが発生した。ここで、δ
−Fe量を−2%以下とするためには、C、N、Niの
元素を増加させる必要がある。しかし、Cの増加は耐食
性を損なう危険性があり、Nの増加は軟質化に対して不
利である。また、Niの増加はコストの制約を受けるこ
とからCr−Ni系ステンレス鋼の実用鋼としては望ま
しくない。δ−Fe量が10%以上では、冷延板の伸び
が著しく低下するため望ましくない。
【0014】(2)式に示されるように鋳造速度V、δ
−Fe量及び冷却ドラムのメッキ厚みが決定している場
合は、冷却ドラムの平均表面粗度Rを変化させることで
前記(3)式を満たす範囲にHを制御することが可能で
あることがわかる。更に、熱流束Hの制御が冷却ドラム
の平均表面粗度のみで解決できない場合は、冷却ドラム
の材質や、メッキ厚みを変えることが必要となる。通
常、熱流束を下げる場合はメッキ厚みを厚くすることが
有効である。ここでaの値は、冷却ドラム表面のメッキ
厚みを同一にして鋳造速度を変化させたときの熱流束の
増加分であり、bの値は冷却ドラム表面のメッキ厚みを
同一にして冷却ドラムの表面粗度を変化させたときの熱
流束の減少分である。例えば、Cu製冷却ドラムに厚さ
1mmのNiメッキをした場合のaの値は240×10
4 例えば、{kcal/m2hr/(m/hr)}、bの値は−25×1
4 (kcal/m2hr)である。さらにNiメッキの厚みの影
響は、200×104 (kcal/m2hr/m)であった。またH
0 は鋳造速度0(m/hr) のときの切片であり、冷却ドラ
ムのメッキ厚やメッキ材質によって変化させることがで
きる。この場合、鋼種が異なるときやメッキの劣化や消
耗により熱流束をメッキ面の粗度のみで制御できない場
合にとる対策として有効である。
【0015】冷却ドラムの平均表面粗度Rは、(4)式
で表され、冷却ドラム表面の各凹部の面積Siとその深
さDiの積の合計を測定面積Sで除した値である。この
値は簡易的に次の手法で求められる。すなわち、冷却ド
ラムの周囲の任意の部位に合成樹脂を流し込んでレプリ
カを採取し、そのレプリカの凹凸を2次元粗度計で測定
し、平均深さDAを求め、一方レプリカの拓本を画像解
析することで凹部の占有面積SAを求め、(5)式で簡
易的に表面粗度RAを求める。
【0016】 表面粗度R=ΣSiDi/S ・・・・・・・・・・・(4) ここで、Si;{(凹部巾)/2}2 ×π (μm
2 ) Di;凹部深さ (μm) S ;測定面積 (μm2 ) 簡易的表面粗度=DA×SA/S ・・・・・・・・・・・(5) ここで、DA;レプリカの2次元粗度計から求めた平均
深さ (μm) SA;レプリカ拓本の画像解析より求めた凹部の占有面
積率(%) このRAはRと5%以下の誤差範囲内であることからR
とみなしてよい。
【0017】
【実施例】ドラム径が1200mm、ドラム幅が800
mmでCu製の冷却ドラムを用いた双ドラム式連続鋳造
機によって、1.5〜5mm厚みのCr−Ni系ステン
レス鋼薄肉鋳片を鋳造した。鋳造した鋼の成分組成は表
1に示す通りであった。得られた鋳片の表面組織を観察
した結果は、表2に示すごとく熱流束Hが本発明の範囲
内であるNo.6〜12の鋳片は組織むらの面積率が
0.5%未満で、組織むらに起因する割れも発生しない
か極く僅かであり、95%以上の冷延板歩留が得られ
た。これに対して、熱流束Hが本発明の範囲を外れたN
o.1〜5の鋳片は組織むらの面積率が3.1%以上で
組織むらに伴う割れが発生し、冷延後の冷延板歩留は1
7%以下であった。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、薄肉鋳片
表面に凝固組織むらが生じないか、または生じても組織
差が小さい。このため、組織むら及び組織むらに起因す
る割れ、及び、その後冷間圧延されて得られる冷延板に
光沢むら及び割れが発生せず、表面品質の優れたステン
レス薄板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】冷却ドラムの熱流束及びδ−Fe量と鋳片の組
織むらの関係を示す図、
【図2】本発明を実施するための双ドラム式連続鋳造機
を示す一部破壊図である。
【符号の説明】
1 双ドラム式連続鋳造機 2 冷却ドラム 3 湯溜まり部 4 サイド堰 5 薄肉鋳片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/40

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cr−Ni系ステンレス鋼からなる溶湯
    を冷却ドラムにより急冷凝固して薄肉鋳片を製造するに
    際し、(1)式で示される溶湯のδ−Fe量(体積%)
    を−2〜10%とし、(2)式で示される冷却ドラムの
    熱流束Hを(3)式の範囲に制御して鋳造することを特
    徴とする表面性状の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄
    肉鋳片の製造方法。 δ−Fe量(体積%)=3×(Cr重量%+1.5 ×Si重量%+Mo重量%) −2.8 ×{Ni重量%+30×( C重量%+N 重量%)+0.5Mn 重量%} −19.8 ・・・・・・・・・・・・・(1) H=H0 +ΔH=H0 +a・V+b・R ・・・・・・・(2) H0 ;メッキ厚み一定の冷却ドラムでの鋳造速度0(m/
    hr) のときの、見かけ上の冷却ドラムの熱流束(kcal/m
    2hr) ΔH;鋳造速度による熱流束の上昇分{kcal/m2hr/(m/h
    r)} a ;鋳造速度による増加定数{kcal/m2hr/(m/hr)} V ;鋳造速度 (m/hr) b ;冷却ドラムの表面粗度による変化定数{kcal/m2h
    r/(μm )} R ;冷却ドラムの平均表面粗度(μm ) H ≧500×104 +40×104 ×δ−Fe量(体積%)・・・(3)
JP8844693A 1993-04-15 1993-04-15 表面性状の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片の製造方法 Withdrawn JPH06297109A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105143491A (zh) * 2013-01-25 2015-12-09 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 制造具有非晶态、部分非晶态或细晶微结构的扁钢产品的方法及具有此特性的扁钢产品
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