JPH07290193A - 冷延表面性状の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片及びその製造方法 - Google Patents

冷延表面性状の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片及びその製造方法

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JPH07290193A
JPH07290193A JP8515294A JP8515294A JPH07290193A JP H07290193 A JPH07290193 A JP H07290193A JP 8515294 A JP8515294 A JP 8515294A JP 8515294 A JP8515294 A JP 8515294A JP H07290193 A JPH07290193 A JP H07290193A
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JP
Japan
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slab
cooling drum
cooling
stainless steel
surface roughness
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Withdrawn
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JP8515294A
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English (en)
Inventor
Eiichirou Ishimaru
詠一朗 石丸
Toshiyuki Suehiro
利行 末広
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶湯を冷却ドラムにより急冷凝固して製造さ
れる薄肉鋳片に生じる凝固組織差を軽減することで冷延
板に生じるマクロ光沢むらを防止する。 【構成】 Cr−Ni系ステンレス鋼の溶湯を冷却ドラ
ムにより急冷凝固して製造した薄肉鋳片であって、該薄
肉鋳片はクラウン量Hが200μm以下であり、かつ鋳
片の左右両側部の板厚tが板幅中心部の板厚tc×0.8
=tKとなる点Kから板幅中心までの距離をLKとしたと
き、LK=(100〜200)×tKの範囲であることを特
徴とするCr−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片。冷却ドラ
ム周面の左右両端から冷却ドラム幅W×0.05〜冷却
ドラム幅W×0.2までの部分の表面粗さX(μm)と
他の部分の表面粗さY(μm)との比X/Yを1.1〜
1.2の範囲内に調整した冷却ドラムを用いて連続鋳造
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Cr−Ni系ステンレ
ス鋼の溶湯を冷却ドラムにより急冷凝固して製造した冷
延表面性状の優れた薄肉鋳片及びその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】溶湯を冷却ドラムにより急冷凝固して薄
肉鋳片を製造するための装置としては、例えば図1に示
す双ドラム式連続鋳造機が知られている。この鋳造機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の両端面に接触して設けられた一
対のサイド堰3,3(反対側は図示しない)とによって
形成された湯溜まり部4に溶融金属(以下、溶湯とい
う)を供給し、湯溜まり部4内の溶湯を一対の冷却ドラ
ム2,2の周面で冷却凝固して凝固シェルを生成させ、
各凝固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
を鋳造することができる。これによって、従来の熱延工
程を省略できるため、製造コストを大幅に削減できる。
【0003】しかし、この薄肉鋳片は、肉厚が最終製品
のそれに近いためにトータル圧延率が小さいので、表面
性状が良好であること、凝固組織が微細均一であること
が、表面性状の優れた冷延薄板を得るために重要であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
連続鋳造装置によって鋳造された鋳片には特に幅方向両
端部において顕著な凝固組織むらが生じ易い。このよう
な鋳片を冷間圧延すると、凝固組織むらに対応した部位
の冷延薄板の表面に亀甲状の光沢むらか発生する。この
光沢むらは、鋳片両端部に多く発生する。以下、この亀
甲状の光沢むらを端部マクロ光沢むらという。本発明者
等は、このような端部マクロ光沢むらは、鋳造時の凝固
速度や鋳造直後の復熱の大きさが鋳片幅方向で変動する
ために、すなわち凝固モードや固相変態の様相が鋳片幅
方向で変動しているために凝固組織むらが生じ、この凝
固組織むらが冷延工程で解消されずにそのまま残存する
ことによって生じると考えた。
【0005】このような問題を解決する方法として、冷
却ドラム周面の酸化皮膜をブラシロールを用いて除去す
ることで、冷却むらによって鋳片表層に生成する初晶オ
ーステナイトの生成を防止する技術(CAMP−ISI
J vol. 5 (1992) p321)、及び冷却ドラムの圧着力を調
整することで冷却むらに伴う凝固組織むらを防止する技
術(CAMP−ISIJ vol. 6 (1993) p1141)が知ら
れているが、これらの技術では端部マクロ光沢むらは改
善されなかった。さらには、凝固時のマッシブ変態に伴
って鋳片表層に生成するマッシブオーステナイトによっ
て凝固組織むらが発生することが知られている(CAM
P−ISIJ vol. 5 (1992) p1020)が、この凝固組織
むらを改善する手段は示されていない。
【0006】本発明は、Cr−Ni系ステンレス鋼の溶
湯を冷却ドラムにより急冷凝固して製造された薄肉鋳片
の両端部に生じる凝固組織むらを防止することを課題と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のCr−Ni系ス
テンレス鋼薄肉鋳片は、Cr−Ni系ステンレス鋼の溶
湯を冷却ドラムにより急冷凝固して製造した板厚10mm
以下の薄肉鋳片であって、該薄肉鋳片はクラウン量Hが
200μm以下であり、かつ鋳片の板厚tが板幅中央位
置の板厚tcに対してtc×0.8=tKとなる位置Kから板
幅中央位置までの距離をLKとしたとき、LK=(100〜
200)×tKの関係にあることを特徴とする。
【0008】また、本発明のCr−Ni系ステンレス鋼
薄肉鋳片の連続鋳造方法は、Cr−Ni系ステンレス鋼
の溶湯を冷却ドラムにより急冷凝固して薄肉鋳片を連続
鋳造する方法において、前記冷却ドラムの周面の表面粗
さを、冷却ドラムの幅Wに対してドラム端から(0.0
5〜0.06)×Wの位置にある点をA、(0.15〜
0.20)×Wの位置にある点をBとするとき、A〜B
間の範囲における表面粗さXが他の部分の表面粗さYに
対してX=(1.1〜1.2)×Yとなるように調整し
た冷却ドラムを用いて鋳造することを特徴とする。
【0009】
【作用】注湯ノズルから湯溜まり部に供給された溶湯の
吐出流は、冷却ドラム周面に衝突し、その後、冷却ドラ
ム両端部へと流れていくために、湯溜まり部内の溶湯温
度は、冷却ドラム中央部が高く、中央部から遠くなるほ
ど低くなる。一方、冷却ドラムの最端部では、冷却ドラ
ムの冷却能が小さいためやサイド堰が高温に保たれてい
るために溶湯温度は高くなる。従って、冷却ドラム両端
部の溶湯温度は他の部分(中央部及び最端部)と比較し
て低くなり、この部分の凝固冷却速度は他の部分と比べ
て大きくなる。
【0010】Cr−Ni系ステンレス鋼においては、一
般に凝固冷却速度が大きいほど、安定相であるγ相が多
く晶出する。また、凝固冷却速度が大きいとマッシブ変
態が発生し易く、マッシブオーステナイト(異常組織)
が多く晶出する。従って、前記のように鋳片両端部は他
の部分と冷却速度が異なるために、凝固モードが異な
り、これによって凝固組織に差が生じる。この凝固組織
差が冷延後も残存しマクロ光沢むらを呈する。
【0011】鋳片両端部の凝固冷却速度が他の部分と比
べて大きい場合には、この部分の凝固収縮量が大きくな
るために、鋳片5の横断面形状は図2に示すように山型
となり、この場合は凝固組織差が生じる。一方、鋳片両
端部の凝固冷却速度が他の部分と比べて差が小さい場合
には、この部分の凝固収縮量は他の部分と等しくなるた
めに、鋳片5の横断面形状は図3に示すように台形状と
なり、この場合は凝固組織差が生じない。従って、凝固
組織差を小さくするためには、鋳片形状が図3に示す台
形状となるように鋳造すればよい。
【0012】鋳片形状を図3に示す台形状にする方法と
しては、冷却ドラムのイニシャルクラウンを調整して
冷却ドラムの圧着力(圧下力)を幅方向で均一にする方
法、溶湯の温度を低下させて凝固冷却速度を小さくす
ることでその差を小さくする方法、鋳片両端部に対応
する冷却ドラム周面の表面粗さを他の部分と比べて大き
くすることで鋳片両端部の凝固冷却速度を小さくするこ
と等の方法があるが、上記3つの方法のうち、鋳片両端
部に対応する冷却ドラム周面の表面粗さを大きくする方
法が最も実用的でかつ有効である。即ち、表面粗さが大
きくなると冷却ドラムと鋳片の間に生成するエアギャッ
プが大きくなって、冷却ドラムによる冷却効率が低下す
るために凝固冷却速度が小さくなる。
【0013】本発明者等は前記知見に基づいて、多数の
鋳片の横断面形状と冷延薄板の端部マクロ光沢むらとの
関係を調査して、冷延薄板において端部マクロ光沢むら
の発生しない最適鋳片形状が存在することを見い出し、
さらに、冷却ドラム周面の表面粗さを幅方向で変化させ
て最適な表面粗さ分布とすることによって前記最適鋳片
形状とすることができることを見い出した。
【0014】本発明者等は先ず、次のようにして薄肉鋳
片を製造した。即ち、18Cr−8Ni系を基本とした
オーステナイト系ステンレス鋼を溶製した後、図1に示
す冷却ドラム2,2の周面に多数の窪みを設けた双ドラ
ム式連続鋳造機により、板厚1.6〜10mmの薄肉鋳片
を鋳造した。ここで、冷却ドラム周面については、図5
に示すように表面粗さを幅方向で変化させた。次に、鋳
造した薄肉鋳片のクラウン量及び両端部の形状を測定し
た。さらに、この薄肉鋳片を板厚0.3〜1.2mmの冷
延薄板に冷間圧延した後、焼鈍酸洗し冷延薄板表面の端
部マクロ光沢むらの有無を調査した。なお、鋳片のクラ
ウン量及び両端部の形状はX線板厚計を用いて測定し
た。
【0015】図6は、図4に示す鋳片5の厚みtが鋳片
の幅方向中央位置Cの厚みtcの80%の値、即ちtK=
0.8tcとなる位置Kから鋳片中央位置Cまでの距離を
Lk としたのときtK及びLKと冷延薄板表面における端部
マクロ光沢むら発生の有無の関係を示している。図6か
ら明らかなように、100tK≦LK≦200tKの範囲にお
いて端部マクロ光沢むらは発生していない。従って、LK
=(100〜200)×tKの範囲内に制御することが必
要である。
【0016】冷却ドラムの表面粗さの調整条件は次のよ
うにして求めた。平均表面粗さRは(1)式で表され、
冷却ドラム周面の各凹部の面積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
に以下の手法で求められる。即ち、冷却ドラムの周面の
任意の部位に合成樹脂を流し込んでレプリカを採取し、
そのレプリカの平均粗度(μm)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率SAを求め、(2)式に
より簡易的に表面粗さRAを求める。
【数1】 この簡易的表面粗さRAは、平均表面粗さと5%以下の
誤差範囲内であることから平均表面粗さRとみなしてよ
い。
【0017】図7は図5に示す冷却ドラム5の周面の左
右両側の領域Dの表面粗さX(μm)と他の部分の表面
粗さY(μm)との比X/Yと領域Dの開始点A(L1/
W)及び終了点B(L2/W)との関係を示した図であ
る。図7から明らかなように、X/Yが1.1〜1.2
の範囲内でかつL1/Wが0.05〜0.065の範囲内
であり、かつL2/Wが0.15〜0.2の範囲内におい
て、本発明の鋳片形状であるLK=(100〜200)×
tKの範囲になっている。従って、本発明の鋳片形状を得
るためには表面粗さ比X/Yを1.1〜1.2の範囲内
にし、かつ表面粗さ差を設ける範囲の開始点を、冷却ド
ラムの左右両端から冷却ドラム幅W×(0.05〜0.
06)の範囲内とし、終了点を冷却ドラム幅W×(0.
15〜0.2)の範囲内にすればよい。
【0018】ここで、図4に示す鋳片クラウン量Hが2
00μmを超える場合及びLK/tKの値が100未満の場
合は、冷延において圧下負荷が過大になり、冷延板に形
状及び寸法精度の不良が発生する。
【0019】なお、表面粗さ比X/Yが1.1未満の場
合は、鋳片表面に割れが発生し易く、冷延板の歩留が低
下する。さらに、X/Yが1.2を超える場合は、鋳片
の形状が不良になり易く、また、冷延において圧下負荷
が過大になり、冷延板に形状及び寸法精度の不良が発生
する場合がある。
【0020】また、冷延ドラムの左右両端からドラム幅
W×0.05の間の領域は、冷却能が小さいために表面
粗さを大きくして凝固冷却速度を小さくする必要はな
い。さらに、冷延ドラム両端からの距離がドラム幅W×
0.2mmを超える部分も溶湯ノズルからの吐出流による
供給熱が大きく、凝固冷却速度が小さいために、表面粗
さを大きくする必要はない。なお、冷間圧延前の鋳片焼
鈍は特に実施しなくてよいが、必要に応じて(例えば巻
取り温度が低温の場合)実施してもよい。
【0021】
【実施例】ドラム径が1200mm、ドラム幅が1330
mm又は800mmのCu製冷却ドラムを用いた双ドラム式
連続鋳造機によって、1.6〜5mm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に示す通りである。鋳造を行うに際し、冷却ド
ラム周面の表面粗さを表2に示すように変化させて鋳造
した。得られた鋳片の中心板厚tc及び鋳片左右側部の板
厚tがtK=tc×0.8となる位置Kから鋳片中心までの
距離をLKとした際のLK/tKを求めた。この鋳片を冷間圧
延し焼鈍酸洗した。酸洗後の鋳片について両側部の組
織、及び冷延について、マクロ光沢むらの有無を調査し
た。結果は表2に示す通りであった。
【0022】表2に示すように、本発明の範囲内である
No.9〜16の本発明例の鋳片は、組織むらの発生が極
く僅かであり、冷延板表面にマクロ光沢むらは発生しな
かった。これに対して、本発明の範囲を外れたNo.1〜
8の鋳片は、組織むらが観察され、冷延薄板表面にマク
ロ光沢むらが発生した。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【表3】
【0026】
【発明の効果】本発明によって製造されたCr−Ni系
ステンレス鋼薄肉鋳片は、その両側部には凝固組織むら
や異常凝固組織等の凝固組織差が殆ど発生しない。この
ため、この鋳片を冷間圧延して得られる冷延薄板には、
凝固組織差によるマクロ光沢むらは発生しないため、表
面品質の優れた製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための双ドラム式連続鋳造機
を示す一部透視図である。
【図2】鋳片左右両端部が過大に冷却された場合の鋳片
形状を示す図である。
【図3】鋳片左右両端部が適正に冷却された場合の鋳片
形状を示す図である。
【図4】鋳片左右両端部の形状を測定する方法を説明す
る図である。
【図5】冷却ドラムの周面の表面粗さの分布を示した図
である。
【図6】鋳片の横断面形状を表す指標であるLK及びtKと
冷延薄板表面におけるマクロ光沢むら発生の有無の関係
を示す図である。
【図7】冷却ドラム周面の中央部と両側部との表面粗さ
比X/Y及び表面粗さを大きくする範囲Cと冷延薄板表
面におけるマクロ光沢むら発生の有無の関係を示す図で
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 サイド堰 4 湯溜まり部 5 薄肉鋳片

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cr−Ni系ステンレス鋼の溶湯を冷却
    ドラムにより急冷凝固して製造した板厚10mm以下の薄
    肉鋳片であって、該薄肉鋳片はクラウン量Hが200μ
    m以下であり、かつ鋳片の板厚tが板幅中央位置tcに対
    してtc×0.8=tKとなる位置Kから板幅中央位置まで
    の距離をLKとしたとき、LK=(100〜200)×tKの
    関係にあることを特徴とする冷延表面性状の優れたCr
    −Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片。
  2. 【請求項2】 Cr−Ni系ステンレス鋼の溶湯を冷却
    ドラムにより急冷凝固して薄肉鋳片を連続鋳造する方法
    において、前記冷却ドラムの周面の表面粗さを、冷却ド
    ラムの幅Wに対してドラム端から(0.05〜0.0
    6)×Wの位置にある点をA、(0.15〜0.20)
    ×Wの位置にある点をBとするとき、A〜B間の範囲に
    おける表面粗さXが他の部分の表面粗さYに対してX=
    (1.1〜1.2)×Yとなるように調整した冷却ドラ
    ムを用いて鋳造することを特徴とする冷延表面性状の優
    れたCr−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片の製造方法。
JP8515294A 1994-04-22 1994-04-22 冷延表面性状の優れたCr−Ni系ステンレス鋼薄肉鋳片及びその製造方法 Withdrawn JPH07290193A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2771034A1 (fr) * 1997-11-14 1999-05-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Bande de metal de coulee
JP2007021504A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 双ロール鋳造機

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