JPH08309491A - 金属ストリップ連続鋳造方法及び装置 - Google Patents

金属ストリップ連続鋳造方法及び装置

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JPH08309491A
JPH08309491A JP8095342A JP9534296A JPH08309491A JP H08309491 A JPH08309491 A JP H08309491A JP 8095342 A JP8095342 A JP 8095342A JP 9534296 A JP9534296 A JP 9534296A JP H08309491 A JPH08309491 A JP H08309491A
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    • B22D11/0648—Casting surfaces
    • B22D11/0651—Casting wheels

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 双ロール鋳造機にきめ付け鋳造表面を用いる
ことにより鉄系金属の凝固時に高熱流束値を得ることが
できるようにすると共に、溶融金属へ硫黄を制御して加
えることにより凝固時の局部的過冷却を防止することが
できるようにする。 【解決手段】 溶融金属を一対の平行な鋳造ロール８間
のロール間隙へと、ロール間隙上方に配した金属供給ノ
ズルを介し導入して、ロール間隙直上のロール鋳造表面
１０上に支持された溶融金属鋳造溜めを造り、鋳造ロー
ル８を回転させて凝固ストリップをロール間隙から下方
に送給する金属ストリップ鋳造方法において、鋳造ロー
ル８のロール鋳造表面１０に、周方向に延びるほぼ一定
の深さ及びピッチの溝・尾根形成部１１１を設けること
によりきめ付けし、きめの尾根頂から溝底までの深さを
５〜５０ミクロンの範囲とし、ピッチを１００〜２５０
ミクロンの範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属ストリップ連続鋳造
方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】双ロール鋳造機で連続鋳造することによ
り金属ストリップを鋳造することが公知である。この技
術では、冷却され相反方向に回転する一対の水平鋳造ロ
ール間に溶融金属を導入し、動いているロール表面上で
金属殻を凝固させ、ロール間隙にてそれら金属殻を合体
させて凝固したストリップ品としてロール間隙から下方
ヘ送給する。本明細書では、「ロール間隙」という語は
ロール同士が最接近する領域全般を指す。溶融金属は取
鍋から小容器へと注がれ、更にはそこからロール間隙上
方に位置した金属供給ノズルに流れてロール間隙へと向
かい、その結果、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支
持されロール間隙長さ方向に延びる溶融金属鋳造溜めを
形成することができる。通常、この鋳造溜めの端を構成
するのは、鋳造溜め両端からの溢流をせき止めるようロ
ール端面に摺動係合して保持される側部堰であるが、電
磁バリヤ等の代替手段も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】双ロール鋳造は、冷却
によって急速に凝固する非鉄系金属にはある程度の成功
をおさめているが、鉄系金属の鋳造技術に適用するには
いろいろ問題がある。一つの大きな問題として、如何に
してロール表面上に金属を充分急速且つ均一に冷却させ
るかということがある。特に、滑らかな鋳造表面を持つ
鋳造ロール上では充分な高凝固速度を得ることが難しい
ことが判明しているので、規則的に離間した突起形成部
によって意図的にきめ付けした(textured)鋳造表面を持
つロールを使って、熱伝達を高めることにより凝固時に
鋳造表面で得られる熱流束を増加させることが提案され
ている。
【０００４】鉄系金属を薄板ストリップへと鋳造する場
合、凝固時の熱流束は重要な基準となるばかりでなく、
良質の顕微鏡組織を得るためにも非常に重要である。こ
のことは、製造したストリップを後で熱処理することな
しに「鋳放し」状態で使う場合に特にそうである。即
ち、鋳放しストリップが粗粒構造になることを避けるこ
とが望ましく、理想的は微細オーステナイト構造とする
のが望ましい。
【０００５】発明者はきめ付けした表面上での鉄系金属
の凝固について詳細に研究した結果、双ロール鋳造機で
の金属凝固時に熱流束と顕微鏡組織の両方の最適化を可
能にする非常に特殊な種類のきめ付け鋳造表面を開発す
ることができた。望ましいきめは、ロール鋳造表面の周
方向に延びる一連の溝・尾根形成部である。
【０００６】製造するストリップに表面欠陥が生じるの
を避けるために双ロール鋳造機の鋳造ロールに周溝を提
供することは公知であり、例として、石川島播磨重工業
株式会社の日本特許公開公報平成３年第１２８１４９
号、バートレット(Bartlett)のアメリカ特許第４,８６
５,１１７号、ユクモト他(Yukumoto et al.)のアメリカ
特許第５,０１０,９４７号がある。しかしながら、これ
ら文献はいずれも、本発明によって開発された非常に微
細なきめ溝・尾根形成部によるものよりもはるかに大き
なピッチ間隔で配したはるかに大きなサイズの溝として
いる。
【０００７】上記した日本特許公開公報平成３年第１２
８１４９号は、溶融金属と溝表面の大部分との間にはっ
きりした空間が残るように溶融金属を溝底部に触れるこ
となく溝に広げることを目的とした、深さが０.２ｍ
ｍ、ピッチが０.６ｍｍ台の溝を提案している。これに
より初期凝固時の熱伝達が減少し、極端な熱勾配による
縦割れの発生を防止できると言われている。
【０００８】アメリカ特許第４,８６５,１１７号も、凝
固時に液体金属が溝を完全に満たさないようにした溝を
設けることを提案している。ロール表面に沿い軸線方向
に計測して１ｃｍ当たり８〜３５の頻度で溝を配すると
しており、これは１ｍｍをはるかに越えたピッチに相当
する。この明細書は、深さが最大２ｍｍで溝幅が０.１
５ｍｍを越える溝を考えている。これらの値では、本発
明による微細なきめによるものよりもはるかに粗い溝パ
ターンとなる。
【０００９】アメリカ特許第５,０１０,９４７号は、一
方のロールと他方のロールの溝の位相が合わないように
した溝ロールを開示している。そのためには溝を溝幅の
割に広く離間させる必要があり、明細書では溝幅、深さ
及びピッチを非常に広範な可能範囲で規定しているもの
の、実際上、本発明の深さ及びピッチの微細きめ溝・尾
根形成部よりも大きなサイズで且つはるかに大きなピッ
チの溝となる。
【００１０】凝固時に高熱流束値が得られるよう双ロー
ル鋳造機にきめ付け鋳造表面を用いることは、いわゆる
「鰐肌」という欠陥につながる虞れがある。「鰐肌」
は、きめ付けされた鋳造表面の特定点で局部的過冷却が
起き、その後にストリップ表面上の諸々の地点で局部変
形が起きることに起因する。発明者は、きめ付けした表
面上での鉄系金属の凝固を詳細に研究した結果、この種
の欠陥が、溶融金属へ硫黄を制御して加えることによっ
て軽減できることを見知した。本明細書で後述するよう
に、硫黄含量を増やすことは、局部的過冷却の原因であ
るロールの酸化溶融の始まりを遅らせることになる。
【００１１】本発明により開発された最適の鋳造表面き
めは双ロール鋳造に特に適用されるが、溶鋼の鋳造溜め
を動いている鋳造表面と接触した状態で形成して、鋳造
溜めの溶鋼が動いている鋳造表面上で凝固するようにし
た類似の鋳造技術にも適用可能である。このような鋳造
技術としては、例えば、１ロールドラグ鋳造機や移動ベ
ルト鋳造機がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、１つ又
は複数の冷却された鋳造表面上で溶鋼の鋳造溜めを支持
し、冷却された鋳造表面を動かして鋳造溜めから出てい
く凝固ストリップを製造する金属ストリップ鋳造方法に
おいて、前記１つ又は複数のロール鋳造表面に、ほぼ一
定の深さ及びピッチの溝・尾根形成部を設けることによ
りきめ付けし、きめの尾根頂から溝底までの深さを５〜
５０ミクロンの範囲とし、ピッチを１００〜２５０ミク
ロンの範囲とすることを特徴とする、金属ストリップ連
続鋳造方法が提供される。
【００１３】間にロール間隙を形成して相反方向に回転
される一対の冷却された鋳造ロールの周方向鋳造表面上
で鋳造溜めを支持し、ロール間隙から下方へ出ていく凝
固ストリップを製造することができる。
【００１４】各鋳造表面の溝・尾根形成部を、鋳造表面
を周方向に延び前記ピッチで鋳造表面長手方向に規則的
に離間した一連の平行な環状溝により形成することがで
きる。
【００１５】或いは、各鋳造表面の溝・尾根形成部を、
鋳造表面を螺旋状に延びる１つ又は複数の溝により形成
することができる。
【００１６】好ましくは、溝はほぼＶ字の断面を有し、
尾根は鋭角の周端を有する。
【００１７】好適な成果を得るためには、きめの深さが
１５〜２５ミクロンの範囲であり、ピッチが１５０〜２
５０ミクロンの範囲であることが好ましい。最適の成果
はきめの深さが約２０ミクロンであり、隣接溝間のピッ
チが約１８０ミクロンである鋳造ロールによって得られ
た。
【００１８】鰐肌タイプの欠陥が生じないようにするた
め、溶鋼を、少なくとも０.０２重量％の硫黄含量を有
するものとする。より明細には、鋼を、少なくとも０.
２０重量％のマンガン含量、少なくとも０.１０重量％
の珪素含量及び少なくとも０.０３重量％の硫黄含量を
有する珪素／マンガンキルド鋼とする。硫黄含量は０.
０３〜０.０７重量％の範囲とすることができる。
【００１９】本発明の範囲は、更には、間にロール間隙
を形成する一対の鋳造ロールと、溶融金属を鋳造ロール
のロール間隙に供給してロール間隙直上の鋳造ロール表
面上に支持された溶融金属の鋳造溜めを形成する金属供
給ノズルと、鋳造ロールを相反方向に駆動してロール間
隙から下方に送給される凝固金属ストリップを造り出す
ロール駆動手段とから成る金属ストリップ連続鋳造装置
において、鋳造ロールのロール鋳造表面に、周方向に延
びるほぼ一定の深さ及びピッチの溝・尾根形成部を設け
ることによりきめ付けし、きめの尾根頂から溝底までの
深さを５〜５０ミクロンの範囲とし、ピッチを１００〜
２５０ミクロンの範囲とすることを特徴とする金属スト
リップ連続鋳造装置にも及ぶ。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明をより充分に説明するた
め、本発明を双ロール鋳造機における薄板鋼ストリップ
の鋳造に適用した場合について添付図面を参照して説明
する。
【００２１】図１及び図２は、４０×４０ｍｍの大きさ
の冷やしたブロックを、双ロール鋳造機の鋳造表面での
状態を正確にシミュレートできるような速度で溶鋼の浴
へと進めるようにした金属凝固実験装置を示す。冷やし
たブロックが溶鋼浴内を動くにつれて鋼が凝固し、ブロ
ック表面上に凝固鋼の層を造る。この層の厚みをその領
域中の諸点で計測することにより、凝固速度の変動を、
従って、種々の位置における熱伝達の有効速度をマッピ
ングすることができる。従って、全体凝固速度及び全熱
流束を測定することが可能である。ストリップ表面の顕
微鏡組織を調べて凝固顕微鏡組織の変動を観測した凝固
速度及び熱流速値の変動と関連づけることも可能であ
る。
【００２２】図１及び図２に示した実験装置を構成する
インダクタ炉１は、アルゴンガスの不活性雰囲気中に溶
融金属２を含む。浸漬パドル３が取付けられたスライダ
４は、速度を選んで溶融金属２内に進入でき、後で、コ
ンピュータ制御したモータ５の作動により後退できる。
【００２３】浸漬パドル３を構成する鋼体６は、径が４
６ｍｍ、厚みが１８ｍｍのクロムメッキした銅円版であ
る基質７を含む。基質７には基質７の温度上昇をモニタ
して熱流束計測値を提供する図示しない熱電対を計装す
る。
【００２４】図１及び２に示した実験装置で広範なテス
トを実施し、種々のきめを持つ基質７及び滑らかな基質
７上での鉄系金属の凝固を調べた。このテストと理論的
分析とにより、きめ付けした鋳造表面を用いることによ
り凝固時の熱流束を高めることができること、及び、鉄
系金属を鋳造する場合に、凝固時の高い全熱流束値及び
鋳放し品の微細顕微鏡組織を達成する最適のきめがある
ことが証明された。これらの結果は、最適成果を提供す
る好適種類のきめを含む様々なきめの鋳造表面及び滑ら
かな鋳造表面を有する鋳造ロールを取付けて双ロール鋳
造機を操業することにより確認した。
【００２５】きめの好適形状を図３及び図４に概略的に
示す。図３は、支持軸９を備えた鋳造ロール８、及び、
周に溝・尾根形成部１１１を備えた鋳造表面１０を示
す。
【００２６】溝・尾根形成部１１１は図４に拡大表示し
てあり、Ｖ字断面の一連の周溝１１２及び周溝１１２間
にあって鋭角の周端１１４を有する一連の平行な尾根１
１３を構成する。溝・尾根形成部１１１は、図４に示す
ように、尾根１１３の頂から溝１１２底部までの深さｄ
を持つきめを形成し、規則的に離間した尾根１１３間の
ピッチはｐである。深さｄとピッチｐの最適サイズは以
下の記述のように決められる。
【００２７】図５は、滑らかな基質７及びきめ付けした
基質７上にマンガン／珪素キルド鋼を凝固させた典型的
なテストの結果を示す。即ち、この図５は、滑らかな基
質７、図３及び図４に示した連続した尾根を持つ基質
７、及び不連続のピラミッド突起状のきめを持つ基質７
について凝固時に時間を経て得られた熱流束値を示す。
滑らかな基質７や不連続突起を持つ基質７に比べ、連続
した尾根を持つ基質７の方が明らかに高い熱流束値を生
み出すことが見て取れる。この結果は種々の基質７につ
いての広範なテストにおいて首尾一貫して得られたもの
であり、最高の熱流束値はほぼ平行な連続尾根１１３を
有する基質７で得られる。生じた顕微鏡組織を注意深く
調べた結果、連続する平行した尾根１１３で形成したき
めの場合、尾根１１３の鋭端１１４が金属凝固時に密に
離間した核生成地線を提供することが判明した。
【００２８】凝固時に得られる最大熱流束を決めるの
は、尾根１１３に沿った核生成地の間隔又は頻度であ
る。図６は、このことを示したグラフであり、きめの尾
根１１３に対応する凝固ストリップの線に沿って計測さ
れた観測核生成頻度に対し得られた最大熱流束値を示し
ている。１つの尾根１１３に沿って得られる最大熱流束
はその尾根１１３に沿った核生成頻度に正比例すること
が見て取れる。更にテストを行った結果、各尾根１１３
に沿った核生成頻度が尾根１１３間のピッチｐにより左
右されること、及び、ピッチｐを減らすと、各尾根１１
３に沿った核生成間隔が対応して増加することが判明し
た。図７は、尾根１１３付きの基質７の尾根ピッチｐに
対し各尾根１１３に沿った核生成頻度の典型的な結果を
示している。
【００２９】基質７の表面積にわたって得られる実際の
熱流束は単位面積当たりの核生成地の数によって決ま
る。図６と図７の結果を組合わせることによって、種々
の尾根ピッチｐに対する熱流束値を予想可能である。図
８は、尾根ピッチｐに対する熱流束の結果予想を示し、
５０〜３００ミクロンの範囲内の特定の尾根ピッチｐに
対する熱流束の実測値と比較している。実測値が予想値
に非常に密に合っていること、及び、尾根ピッチｐが約
１００〜２５０ミクロンの間で、最適熱流束値が得られ
ることが見て取れる。
【００３０】最適な成果を得るためには、製造される鋳
造品の顕微鏡組織を考察する必要がある。尾根１１３付
きの基質７に広範な範囲の鋼を凝固させて研究した結
果、尾根１１３が凝固を独特の仕方で進行させることが
判明した。このことが、滑らかな基質７や他の種類のき
め付けした基質７で得られるよりもはるかに微細な顕微
鏡構造が可能となり、尾根１１３付きのきめで高熱流束
値が得られる理由である。
【００３１】滑らかな基質７又は不連続の突起によって
きめ付けされた基質７では、各々の核生成地で単一のオ
ーステナイト粒が成長することによって凝固が進み、最
終オーステナイト粒サイズは核生成地の間隔によって決
まる。しかしながら、尾根１１３をつけたきめでは、各
核生成地からいくつかの粒が成長する。即ち、各核生成
地からいくつかの粒が尾根１１３端横方向の平面内を外
方に広がって成長して、扇形に外方に広がった粒列を形
成する。更に、細長の粒が尾根１１３縦方向に核生成地
から成長する。このような核成長を示したのが、尾根１
１３付き基質７上に鋳造した鋼の顕微鏡写真である図９
及び図１０であり、粒境界線が見えている。図９が基質
７の尾根１１３に対し横方向の断面を示し、扇状の粒成
長パターンを示しているのに対し、図１０は尾根１１３
に対し縦方向の断面を示し、当該方向におけるほぼ平行
な細長粒成長を示している。
【００３２】微細顕微鏡組織を得るためには、単位面積
当たりの粒数を最大にする必要がある。単位面積当たり
どの位の粒を詰め込めるかは尾根１１３のピッチｐによ
って決まり、核生成頻度と尾根ピッチｐとの間の関係を
知っていれば予想できる。図１１は、基質７尾根１１３
の横方向及び縦方向でのオーステナイト粒寸法予想値と
オーステナイトステンレス鋼の凝固時の実測値を示して
いる。これから、予想値と実測値との間の非常に密接な
相互関係があり、凝固メカニズムが確認されることが見
て取れる。これらの結果から、基質７の領域全体にわた
るオーステナイト粒の詰め込みを考慮することにより、
粒数と尾根ピッチｐとの間の関係を予想可能である。図
１２は、そうして得た予想値と、種々異なるピッチｐの
尾根１１３付き基質７上に凝固したオーステナイトステ
ンレス鋼での実測値を示している。予想値と実際との間
に非常に緊密な相互関係があること、及び、微細粒寸法
を得るためには尾根ピッチｐを約１００〜３５０ミクロ
ン、好ましくは１５０〜２５０ミクロンの間とすべきで
あることが見て取れる。これらの結果を、１００〜２５
０ミクロンの範囲が良好な熱流束値を提供すると決めら
れたことと比較すると、良好な熱流束と微細顕微鏡組織
との両方を得るためには、尾根ピッチｐが１５０〜２５
０ミクロンの範囲であるのが最も望ましいことがわか
る。
【００３３】きめの適切な深さｄを選択するには、主に
２つのことを考慮する必要がある。第１には、きめの輪
郭を機械加工できる正確度と、凝固核生成地を創り出す
ことに影響する溶融金属ときめ付けした表面との間の接
触の不正確性の効果とを考慮する必要がある。第２に、
きめの深さｄを増加させるときめ付けした基質７にわた
る熱流抵抗が増加し、それが熱流束に直接影響するこ
と、を考慮する必要がある。尾根１１３の機械加工の不
正確さが原因して、溶融金属界面が比較的高い尾根１１
３に掛かり、間の低い尾根１１３には実際には触れない
ことがあり得、こうなると核生成地のロスとなる。溶融
金属界面は、それを支持している尾根１１３の間でたる
む。１５０〜２５０ミクロンのきめピッチｐの場合、支
持尾根１１３間の金属たるみが０.１〜０.５ミクロンと
なると計算できる。基質７のきめが浅ければ浅いほど、
２つの尾根ピッチｐ長さにわたるこの大きさのたるみに
より金属が中間の尾根１１３に接触しやすくなる。言い
方を変えれば、深いきめよりも浅いきめの方が、接触と
核生成地のロスなしに誤差許容度を広くして機械加工で
きる。他方、きめは浅くなればなる程、滑らか表面に近
づき、深さｄが約５ミクロン近くになれば、凝固の質が
変化して、複数粒が成長できる核生成地の整列したライ
ンによって生み出される凝固の質とはかけ離れてくる。
即ち、凝固は滑らかな表面によって得られるそれに近づ
き、従って、熱流束のロスと顕微鏡組織の甚だしい粗化
が生じる。
【００３４】きめを深くすることが熱伝達に与える効果
を図１３及び図１４に示す。図１３は、広範囲のきめ深
さｄについてのきめ溝１１２における熱流束計算値を示
す。図１４は、１０ミクロンと５０ミクロンの深さｄの
尾根１１３付ききめ上での鋼サンプル凝固時に得られた
熱流束値を示しており、これらを滑らかな基質７上での
凝固と比較している。前者のいずれのきめ付け表面でも
初期凝固で高流束値を提供するが、５０ミクロン深さｄ
のきめで得られた熱流束の方が凝固の進行につれて低値
へと下落した。この作用は、きめ深さｄを増やすことに
より更に顕著となる。これらの理由のため、きめ深さｄ
は５〜５０ミクロンとすべきである。機械加工を容易に
し且つ最適の熱流束を得るためには、きめ深さｄを１０
〜３０ミクロンの範囲とすることが望ましい。特に、２
０ミクロンのきめ深さｄで良好な成果が達せられた。
【００３５】上記したテストプログラムの結果として、
きめピッチｐが１５０〜２５０ミクロン、きめ深さｄが
５〜５０ミクロンの規則的な尾根１１３・溝１１２のき
めを鋳造表面が有していれば、最適の成果を達成できる
ことが判明した。きめ深さｄが２０ミクロン、きめピッ
チｐが１８０ミクロンのきめが特に効果的である。これ
らの結果は、実験プログラムによって最適であると決め
られた種類の尾根１１３付ききめを有するロールを持つ
双ロール鋳造機を操業させ、実験結果に符合して高凝固
速度で良質のストリップを造り出せることを確かめるこ
とにより確証された。しかしながら、鋼によっては、特
にマンガン／珪素キルド鋼では、きめ付けした鋳造表面
が凝固の早期段階で局部的過冷却を生じ、「鰐肌」とし
て知られる局部的変形の欠陥となることが判明してい
る。本発明者は、この問題が溶鋼に硫黄を制御して加え
ることにより克服できることを見知した。
【００３６】図１５はきめ付けした基質７上で異なる硫
黄含量の溶鋼を凝固させたテストの結果を示す。即ち、
基質７には深さｄが２０ミクロンでピッチｐが１８０ミ
クロンの平行した溝１１２を設けた。溶鋼の組成は、炭
素含量が０.０６５％、マンガン含量が０.６％、珪素含
量が０.２８％であった。溶鋼温度を１５８０℃に保持
した。硫黄含量を増やすと凝固初期では計測される熱流
束が大幅に減るものの、凝固の後の方の段階では全体に
少し増加していることがわかる。従って、硫黄を加える
ことは熱流束測定値の変化を滑らかにし、凝固初期での
過渡的ピークをなくす効果を持つことがわかる。局部的
過冷却がロールの酸化溶融の始まりと関連しており、そ
してこれが硫黄含量の増加によって遅れさせられると思
われる。
【００３７】図１６〜図２０は本発明に応じて作動可能
な双ロール連続鋳造機を示している。この鋳造装置は工
場床１２から立上がった主機械フレーム１１を有する。
主機械フレーム１１が支持する鋳造ロール台車１３はア
センブリステーション１４と鋳造ステーション１５との
間を水平に移動可能である。鋳造ロール台車１３が担持
する一対の平行な鋳造ロール１６には、鋳造時に取鍋１
７から分配器１８と金属供給ノズル１９とを介して溶融
金属が供給されて溶融金属溜め３０を創る。鋳造ロール
１６は水冷されているので、動いているロール表面１６
Ａに凝固金属殻が形成され、凝固金属殻がロール間隙で
合体されて、ロール出口で凝固ストリップ品２０が造ら
れる。この凝固ストリップ品２０を標準コイラ２１に送
り、後に第２コイラ２２に送給することができる。容器
２３が鋳造ステーション１５に隣接して主機械フレーム
１１に取付けられているので、溶融金属をタンディッシ
ュ上の溢れ口２４を介して、又は凝固ストリップ品２０
の甚だしい変形等、鋳造作業時に重大な不都合があった
時には緊急プラグ２５を抜くことにより、容器２３へと
逃すことができる。
【００３８】鋳造ロール台車１３を構成する台車フレー
ム３１がホイール３２を介してレール３３に載り、レー
ル３３は主機械フレーム１１の一部に沿って延設されて
いるので、鋳造ロール台車１３全体がレール３３に移動
可能に載っていることになる。台車フレーム３１が担持
する対のロールクレードル３４に鋳造ロール１６が回転
可能に取付けられる。ロールクレードル３４は、相互に
係合した相補的な摺動部材３５，３６を介して台車フレ
ーム３１に取付けられ、油圧シリンダ装置３７，３８に
よって台車１３上を動いて鋳造ロール１６間隔を調節す
る。鋳造ロール台車１３全体をレール３３に沿って移動
させることができる複動油圧ピストンシリンダ装置３９
は鋳造ロール台車１３の駆動ブラケット４０と主機械フ
レーム１１との間に接続されて、鋳造ロール台車１３を
アセンブリステーション１４から鋳造ステーション１５
へ、又その逆へ移動させることができるようになってい
る。
【００３９】鋳造ロール１６は、図示しない電動モータ
のロール駆動軸４１と台車フレーム３１上のトランスミ
ッションとを介して相反する方向に回転される。鋳造ロ
ール１６の銅製周壁に形成され縦方向に延び周方向に離
間した一連の水冷通路には、回転グランド４３を介して
水冷ホース４２に接続されたロール駆動軸４１内の水冷
導管からロール端を介し冷却水が供給される。鋳造ロー
ル１６の典型的な大きさは径が約５００ｍｍで、幅が２
０００ｍｍの凝固ストリップ品２０を造るために、長さ
を２０００ｍｍまでとすることができる。
【００４０】取鍋１７はまったく在来の構成であって、
図示しない天井クレーンからヨーク４５を介して支持さ
れており、高温金属受けステーションから定位置へと移
すことができる。取鍋１７に取付けられたストッパロッ
ド４６をサーボシリンダで動かすことによって、溶融金
属を取鍋１７から出口ノズル４７と耐火シュラウド４８
とを介して分配器１８へと流すことができる。
【００４１】分配器１８も従来の構成であって、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）等の耐火材で造られた広皿状のも
のである。分配器１８の一側は取鍋１７からの溶融金属
を受けられるようになっており、又、前記した溢れ口２
４と緊急プラグ２５とを備えている。分配器１８の他側
には縦方向に離間した一連の出口開口５２が備えられて
いる。分配器１８下部を担持する取付ブラケット５３は
分配器１８を台車フレーム３１に取付けるためのもので
あって、取付ブラケット５３に備えた開口で台車フレー
ム３１の位置合わせペグ５４を受けて分配器１８を正確
に位置決めするようになっている。
【００４２】金属供給ノズル１９はアルミナグラファイ
ト等の耐火材料で造られた細長体として形成され、下部
がテーパ状になっていて下方へ行くに従い内方へすぼま
っているので、鋳造ロール１６間隙に挿入できる。取付
ブラケット又は取付プレート６０が、金属供給ノズル１
９を台車フレーム３１で支持するために備えられ、金属
供給ノズル１９上部には外方に突出する側部フランジ５
５が形成されて取付ブラケット６０上に位置する。
【００４３】金属供給ノズル１９は一連の、水平に離間
し略上下に延びる流路を有し、鋳造ロール１６幅方向に
金属の適宜の低速放出流を生み出し、初期凝固の起きる
鋳造ロール１６表面に直接当てることなく溶融金属を鋳
造ロール１６のロール間隙に送ることができる。若しく
は、金属供給ノズル１９を単一の長孔の形にして鋳造ロ
ール１６間隙に低速のカーテン状の溶融金属を直接送る
ようにしてもよく、及び／或いは、金属供給ノズル１９
が溶融金属溜め３０に浸ってもよい。
【００４４】溶融金属溜め３０は、鋳造ロール１６の端
部に設けられた一対の側部閉止板５６によって画成され
る。側部閉止板５６は、鋳造ロール台車１３が鋳造ステ
ーション１５にある時には、鋳造ロール１６の段付端５
７へ保持される。側部閉止板５６は窒化ホウ素等の強い
耐火材で造られ、鋳造ロール１６の段付端５７の曲面に
合ったスカロップ形状部８１を有する。側部閉止板５６
が取付けられる板ホルダ８２は、一対の油圧シリンダ装
置８３の作動により、鋳造ステーション１５において可
動となっており、側部閉止板５６が鋳造ロール１６の段
付端５７に係合されることにより、鋳造作業中に鋳造ロ
ール１６間に形成される溶融金属溜め３０の端部を閉止
する。
【００４５】鋳造作業中、ストッパロッド４６を作動さ
せて、溶融金属が取鍋１７から分配器１８へと、そして
金属供給ノズル１９を介して鋳造ロール１６へと注がれ
るようにする。凝固ストリップ品２０のクリーンな頭端
がエプロンテーブル９６の作動により標準コイラ２１の
顎部へガイドされる。エプロンテーブル９６は主機械フ
レーム１１上のピボット取付部９７から吊り下げられて
おり、油圧シリンダ装置９８の作動により標準コイラ２
１へ向けて揺動されるようになっている。ピストンシリ
ンダ装置１０１によって作動される上ストリップガイド
フラップ９９に対してエプロンテーブル９６が作動さ
れ、凝固ストリップ品２０は一対の縦サイドロール１０
２間に制限される。凝固ストリップ品２０の先端が標準
コイラ２１の顎部にガイドされたら、標準コイラ２１を
回転させて凝固ストリップ品２０を巻付け、その後、エ
プロンテーブル９６を逆方向へ旋回動させて非作動位置
へ戻して、標準コイラ２１に直接巻取られている凝固ス
トリップ品２０から離させ、単に主機械フレーム１１か
ら吊り下げられている状態とする。凝固ストリップ品２
０は、後で第２コイラ２２へ送られて、鋳造装置から運
び出される最終巻取品となる。
【００４６】図１６〜図２０に示した種類の双ロール連
続鋳造機の詳細は本出願人のアメリカ特許第５,１８４,
６６８号及び第５,２７７,２４３号、並びに、国際特許
出願第ＰＣＴ／ＡＵ９３／００５９３号で一層完全に記
述されている。
【００４７】本発明によれば、鋳造ロール１６の周面
を、規則的に離間したＶ字型の環状溝１１２を設けるこ
とによりきめ付けして、所要の尾根１１３付ききめを形
成する。鋼の凝固のためには、鋳造表面をクロムメッキ
してから機械加工してきめを付けることにより、鋳造面
をクロム表面にするのが好ましい。機械加工の容易さか
らすれば、ロールの長さに沿って規則的な間隔で別々の
環状溝１１２を続けて機械加工するのが好ましい。しか
しながら、鋳造表面に１又は複数本の螺旋溝１１２を機
械加工することによってもほぼ同等のきめ付け形成部を
造ることができる。これは溝１１２・尾根１１３形成部
の本質的な形状又はきめの熱伝達特性になんら差を生じ
ない。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属スト
リップ連続鋳造方法及び装置によれば、双ロール鋳造機
にきめ付け鋳造表面を用いることにより鉄系金属の凝固
時に高熱流束値を得ることができると共に、溶融金属へ
硫黄を制御して加えることにより凝固時の局部的過冷却
を防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】双ロール鋳造機をシミュレートした状態で金属
凝固速度を測定する実験装置を示す図である。
【図２】図１の実験装置に組み入れられた浸漬パドルを
示す図である。
【図３】好適形状のきめ付け表面を有する鋳造ロールを
示す図である。
【図４】きめの好適形状を示す拡大概略図である。
【図５】異なる表面仕上げの基質上での鋼サンプルの凝
固中に得られる熱流束値を示すグラフである。
【図６】凝固した鋼サンプルにおける一線の核位置に沿
っていずれも計測された、種々異なる核生成頻度で得ら
れる最大熱流束値を示すグラフである。
【図７】種々異なる尾根ピッチについて各尾根に沿った
核生成頻度の典型的な値を示すグラフである。
【図８】典型的な鋼サンプルについて尾根ピッチに対す
る熱流束の予想値及び実測値を示したグラフである。
【図９】きめ付けした基質上に鋼を鋳造することにより
得られた粒組織の横方向断面を示す顕微鏡写真である。
【図１０】きめ付けした基質上に鋼を鋳造することによ
り得られた粒組織の縦方向断面を示す顕微鏡写真であ
る。
【図１１】きめ付けした基質の尾根横方向及び尾根縦方
向でのオーステナイト粒寸法予測値とオーステナイトス
テンレス鋼の凝固での実測値を示すグラフである。
【図１２】種々異なる尾根ピッチについての粒寸法変動
予測値とオーステナイトステンレス鋼サンプルでの実測
値とを示すグラフである。
【図１３】種々異なるきめ深さのきめ溝における熱流束
計算値を示すグラフである。
【図１４】１０ミクロンと５０ミクロンの深さを持つき
め付け基質上で鋼サンプルを凝固させる場合に得られる
熱流束値を滑らかな基質上で凝固した場合と比較して示
したグラフである。
【図１５】きめ付けした基質上で硫黄含量を変えた溶鋼
の実験結果を示すグラフである。
【図１６】本発明により作動可能な連続ストリップ鋳造
機の平面図である。
【図１７】図１６で示したストリップ鋳造機の側部立面
図である。
【図１８】図１６の１８−１８線矢視図である。
【図１９】図１６の１９−１９線矢視図である。
【図２０】図１６の２０−２０線矢視図である。
【符号の説明】
８ 鋳造ロール １０ ロール鋳造表面 １１１ 溝・尾根形成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レイザー ストレッチョフ オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ 2289 アダムスタウン マリン ス トリート ７ (72)発明者 ラーマ バラフ マハパトラ オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ 2291 ヤラワラー エキスマウス プレイス ６ (72)発明者 フレッド ドゥ シルヴァ オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ 2291 ミアウェザー ケンプスター ロード 37 (72)発明者 カナパー マカンサン オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ 2291 ミアウェザー ランクランド ストリート 12／21

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １つ又は複数の冷却された鋳造表面上で
    溶鋼の鋳造溜めを支持し、冷却された鋳造表面を動かし
    て鋳造溜めから出ていく凝固ストリップを製造する金属
    ストリップ鋳造方法において、前記１つ又は複数のロー
    ル鋳造表面に、ほぼ一定の深さ及びピッチの溝・尾根形
    成部を設けることによりきめ付けし、きめの尾根頂から
    溝底までの深さを５〜５０ミクロンの範囲とし、ピッチ
    を１００〜２５０ミクロンの範囲とすることを特徴とす
    る、金属ストリップ連続鋳造方法。
  2. 【請求項２】 間にロール間隙を形成して相反方向に回
    転される一対の冷却された鋳造ロールの周方向鋳造表面
    上で鋳造溜めを支持し、ロール間隙から下方へ出ていく
    凝固ストリップを製造する、請求項１記載の金属ストリ
    ップ連続鋳造方法。
  3. 【請求項３】 各鋳造表面の溝・尾根形成部を、鋳造表
    面を周方向に延び前記ピッチで鋳造表面長手方向に規則
    的に離間した一連の平行な環状溝により形成した、請求
    項２記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  4. 【請求項４】 各鋳造表面の溝・尾根形成部を、鋳造表
    面を螺旋状に延びる１つ又は複数の溝により形成した、
    請求項３記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  5. 【請求項５】 溝がほぼＶ字の断面を有し、尾根が鋭角
    の周端を有する、請求項１乃至４のいずれかに記載の金
    属ストリップ連続鋳造方法。
  6. 【請求項６】 きめの深さが１５〜２５ミクロンの範囲
    であり、ピッチが１５０〜２５０ミクロンの範囲であ
    る、請求項１乃至５のいずれかに記載の金属ストリップ
    連続鋳造方法。
  7. 【請求項７】 きめの深さが約２０ミクロンであり、ピ
    ッチが約１８０ミクロンである、請求項６に記載の金属
    ストリップ連続鋳造方法。
  8. 【請求項８】 鋳造表面がクロム表面である、請求項１
    乃至７のいずれかに記載の金属ストリップ連続鋳造方
    法。
  9. 【請求項９】 溶鋼が、少なくとも０.０２重量％の硫
    黄含量を有する、請求項１乃至８のいずれかに記載の金
    属ストリップ連続鋳造方法。
  10. 【請求項１０】 溶鋼が、少なくとも０.２０重量％の
    マンガン含量と少なくとも０.１０重量％の珪素含量を
    有する珪素／マンガンキルド鋼である、請求項９に記載
    の金属ストリップ連続鋳造方法。
  11. 【請求項１１】 硫黄含量が少なくとも０.０３重量％
    である、請求項９又は１０に記載の金属ストリップ連続
    鋳造方法。
  12. 【請求項１２】 硫黄含量が０.０３〜０.０７重量％の
    範囲である、請求項１１に記載の金属ストリップ連続鋳
    造方法。
  13. 【請求項１３】 間にロール間隙を形成する一対の鋳造
    ロールと、溶融金属を鋳造ロールのロール間隙に供給し
    てロール間隙直上の鋳造ロール表面上に支持された溶融
    金属の鋳造溜めを形成する金属供給ノズルと、鋳造ロー
    ルを相反方向に駆動してロール間隙から下方に送給され
    る凝固金属ストリップを造り出すロール駆動手段とから
    成る金属ストリップ連続鋳造装置において、鋳造ロール
    のロール鋳造表面に、周方向に延びるほぼ一定の深さ及
    びピッチの溝・尾根形成部を設けることによりきめ付け
    し、きめの尾根頂から溝底までの深さを５〜５００ミク
    ロンの範囲とし、ピッチを１００〜２５０ミクロンの範
    囲とすることを特徴とする金属ストリップ連続鋳造装
    置。
  14. 【請求項１４】 各鋳造表面の溝・尾根形成部を、鋳造
    表面のまわりを周方向に延び前記ピッチで鋳造表面長手
    方向に規則的に離間した一連の平行な環状溝により形成
    した、請求項１３に記載の金属ストリップ連続鋳造装
    置。
  15. 【請求項１５】 各鋳造表面の溝・尾根形成部を、鋳造
    表面を螺旋状に延びる１つ又は複数の溝により形成し
    た、請求項１３に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
  16. 【請求項１６】 溝がほぼＶ字の断面を有し、尾根が鋭
    角の周端を有する、請求項１３乃至１５のいずれかに記
    載の金属ストリップ連続鋳造装置。
  17. 【請求項１７】 きめの深さが１５〜２５ミクロンの範
    囲であり、ピッチが１５０〜２５０ミクロンの範囲であ
    る、請求項１３乃至１６のいずれかに記載の金属ストリ
    ップ連続鋳造装置。
  18. 【請求項１８】 きめの深さが約２０ミクロンであり、
    ピッチが約１８０ミクロンである、請求項１７に記載の
    金属ストリップ連続鋳造装置。
  19. 【請求項１９】 鋳造表面がクロム表面である、請求項
    １３乃至１８のいずれかに記載の金属ストリップ連続鋳
    造装置。
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