JPH03248747A

JPH03248747A - 薄肉鋳片の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH03248747A
Application number: JP4099190A
Authority: JP
Inventors: Yoshimori Fukuda; 義盛福田; Shigenori Tanaka; 重典田中
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1991-11-06
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JP2809464B2

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、ツインドラム方式のように、冷却ドラムの周
面の一部に湯溜り部を形成し、そこに注入した溶融金属
を冷却・凝固して、薄肉鋳片を製造する連続鋳造方法に
関する。

〔従来の技術〕

近来、溶銅等の熔融金属から直接最終形状に近い数閣〜
数十晒程度の肉厚をもつ薄肉鋳片を製造する方法が注目
されている。この連続鋳造法によるとき、従来のような
多段階にわたる熱延工程を必要とせず、また最終形状に
するための圧延も軽度なもので済むため、工程及び設備
の簡略化を図ることができる。

この種の連続鋳造法として、互いに逆方向に回転する一
対の冷却ドラムの間に湯溜り部を形成するツインドラム
方式、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−ヘルド方式、−木の冷却ドラムの周面一部に湯
溜り部を形成する単ドラム方式等がある。これらの方式
においては、いずれも冷却ドラムの周面に接する部分で
、溶融金属の冷却・凝固が進行し、凝固シェルを生成す
る。従って、この凝固シェルを安定して成長せしめるこ
とが良好な表面性状を有する薄肉鋳片を得るために極め
て重要である。

しかし、か−る鋳造を行うに際し、湯溜り部に注入され
た溶融金属（溶湯）の表層に浮遊する酸化物（スカム）
が、冷却ドラムの回転と共に流動する溶湯に付随して生
成中の凝固シェルに巻き込まれる場合があり、この結果
、鋳造された薄肉鋳片に肌荒れや割れ等の欠陥が発生す
る。

この問題を解消するために、湯溜り部を非酸化性雰囲気
としてスカム発生を抑制する技術が提案されている（特
開昭６２−１３０７４９号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、湯溜り部を非酸化性雰囲気にしても冷却
ドラムの隙間より該冷却ドラムの回転に伴って外気が引
き込まれたり、また、溶湯の種類や清浄度によって溶湯
から不純物が浮上する場合があり、スカム生成を完全に
防止することは困難である。

そこで本発明は湯溜り部内の湯面上に生成するスカムの
組成を改善することにより、スカムに起因する鋳片欠陥
の発生を防止して表面割れの少ない優れた品質の薄鋳片
を製造するものである。

（課題を解決するための手段〕本発明の薄肉鋳片の連続鋳造方法は、前記目的を達成す
るために、不活性雰囲気中で冷却ドラム周面により溶湯
を象、冷・凝固するに際し、溶湯表面に浮遊するスカム
のうち、温度降下時に最初に析出する酸化物組成の析出
温度を該溶融金属の液相線温度以下に調整することを特
徴とする。この調整を溶湯中の溶存酸素濃度と不活性雰
囲気中の酸素濃度の関係において行うものである。

〔作　用〕

本発明は、湯溜り部内の場面に浮遊するスカムのうち、
温度降下時に最初に析出する酸化物組成の析出温度を該
熔融金属の液相線温度以下に調整するとスカムが凝固シ
ェルに巻込まれても、鋳片表面に割れを発生しないとい
う新しい知見に基づいて成されたものである。

以下、本発明の詳細な説明する。先ず、鋳造中に採取し
たスカムの組成中、温度降下の際、最初に析出した酸化
物相の析出温度と、このスカムが巻込まれて鋳造された
鋳片の緬割れ発生量との関係を第１図に示す。

第１図はステンレス鋼の内、第１表に示す成分を有する
Ｃｒ　　Ｎｉ系ステンレス鋼を試験材に選択し、第３図
に示す冷却ドラム２ａ　、２ｂを備えた連続鋳造装置に
より薄鋳片８を製造したときに、上記装置における湯溜
り部４の閉鎖空間６内の雰囲気酸素濃度を種々変化させ
、その際に前記湯溜り部４の場面に浮遊しているスカム
１１（スカム成分：ＳｉＯｚ−ＭｎＯ−Ａ　ｌ　ｚｏ３
−ＣａＯ−Ｃｒ２０３−ＦｅＯ）を採取して、温度降下
時に最初に析出するスカム中酸化物相の析出温度を求め
、鋳片に発生した縦割れ量との関係を示したものである
。なお、この析出温度は、多元系状態図から求めた。

第１図によると、スカム中で、温度降下時に最初に析出
する酸化物相の析出温度がステンレス調の液相線（１４
５０°Ｃ）以下の場合に、鋳片の縦割れが発生しないこ
とがわかる。その理由は、酸化物相の析出温度が該溶融
金属の液相線以上であると、一部面体を含むスカムが巻
込まれ、この固体スカムが巻込まれた部分には凝固遅れ
が生じて、結局、ここが起点となって割れが生じる。一
方、完全に液体であるスカムが巻込まれても部分的な凝
固遅れ部の発生はな（、割れは生じないと考えられる。

一方、溶鋼成分と鋳片割れ発生量の関係をみると、鋳片
割れ発生量は溶鋼の脱酸成分にも大きく影響される。す
なわち、５１−Ｍｎ系の脱酸成分の場合は、スカム成分
としてＳｉＯ□−ＭｎＯを主要成分とすることができる
ので鋳片割れを防止できる。これは、鋳片割れの発生率
がｍＷｆＡ中のＳｉ　とＭｎの含有量の比（Ｓｉ／Ｍｎ
）によって規定されるためである。第２図はＳｉ及びＭ
ｎ以外の成分が第１表の化学成分よりなる溶鋼において
Ｓｔ　とＭｎの濃度すなわち含有量の比（Ｓｉ／Ｍｎ）
を種々変化させ、該溶鋼湯溜り部の雰囲気中酸素濃度（
％）との関係を示したもので、斜線を施していないとこ
ろが鋳片割れの発生しない範囲（図中○印：割れなし、
×印：割れあり）である。図中、比Ｓｉ／Ｍｎの上限■
は、スカム成分中の高融点酸化物５ｉＯｚの析出によっ
て規制されており、この値は５ＵＳ３０４組成ではほぼ
１である。また、比Ｓｉ／Ｍｎの下限■は、スカム成分
中の高融点酸化物Ｃｒｚ０３の析出によって規制され、
この値は５Ｏ３３０４組成で０．０２である。

一方、雰囲気中酸素濃度が上限■を超えるとＳｉＯ□が
析出する。この範囲は、比Ｓｉ／Ｍｎの値によって影響
される。その理由は次の通りである。すなわち、Ｓｉ濃
度が高いと、雰囲気中酸素濃度が低くてもＳｉは酸化さ
れやす（なり、５ｉＯ７が容易に析出するようになる。

それに対して、Ｍｎ１度が高くなると、ｆ４鋼表面より
蒸発するＭｎ量が増加し、溶鋼と雰囲気ガスとの界面に
存在する酸素と反応する。それに伴って、界面酸素濃度
が雰囲気中の酸素濃度よりも実質的に低下し、ＳｉＯ□
の析出は抑えられる。そのため、雰囲気中酸素濃度の上
限を規定する境界線■は負の傾きとなる。なおここでは
、雰囲気中酸素濃度の下限■を工業的に制御可能な範囲
すなわちｌＸｌ０−”％とした。

以上のように、スカム中で最初に析出する酸化物組成の
析出温度（融点）を溶融金属すなわち溶鋼の液相線以下
とするためには、溶鋼成分の比Ｓｉ／Ｍｎを０．０２か
ら１．０の範囲とし、湯溜り部の雰囲気酸素濃度は上限
が１．０〜１．５％の範囲となるように維持しながら、
且つ第２図に示すように、比Ｓｉ／Ｍｎに応じて雰囲気
中の酸素濃度を調整する必要がある。

また、主成分がＣａＯ−５ｉＯ□−ＡＩ、Ｏ□系の介在
物（編上スラグを巻込んだもの）が浮上し、スカムとい
っしょに巻込まれることもあるので、編上スラグの融点
も溶融金属（溶鋼）の液相線温度以下にするとともに、
ノズル耐火物等の高融点介在物を巻込ませないことも、
第２図に基づいて割れを抑える上での前提となる。

以下、本発明を実施例に基づき説明する。

〔実施例〕

第１表の化学組成をもつＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の内
、Ｓｉ、Ｍｎをその比Ｓｉ／Ｍｎが第２表に示すイ直と
なるように変えてテストした。なお、ＭｎＯ値は、１．
００％〜１．２１％の範囲とした。

第２表まず、第１表及び第２表に基づ（化学組成の１５００°
Ｃの溶鋼を第３図に示す湯溜り部４ヘタンデソシュ１よ
り注湯ノズル１１を介して注入した。冷却ドラム２ａ、
２ｂとサイド堰３で構成した湯溜り部４の上方に、密封
室５で覆われた閉鎖空間６が形成されているが、該閉鎖
空間６へ不活性ガスを注入して、該密封室５内の酸素濃
度を第２表に示すように調整した。

その結果、第２表に示すように、スカム中で、降温時に
最初に析出する酸化物相の析出温度を調整しない従来例
に比較すると、本発明によれば、鋳片割れが著るしく減
少することが確認された。

こ−で、第２表の０１印の欄はスカム中で曜温時に最初
に析出する酸化物相の析出温度を、■２印の欄は鋳片縮
開れ指数（ｍ　／　ｒｒ？）を表わす。

なお、以上の説明においては、ツインドラム方式の連続
鋳造装置を使用した場合について説明したが、本発明は
これに拘束されるものではなく、また、Ｎｉ−Ｃｒ系ス
テンレス調以外のステンレス網にも勿論適用される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、湯溜り部の上方空間
を不活性雰囲気にしてスカム量をできるだけ少なくする
とともに、該湯溜り部の場面に浮遊するスカムを融点の
低いスカムに調整するので、スカムが溶湯の流れに付随
して冷却ドラムに巻込まれても鋳片の縦割れが発生せず
、本発明により優れた薄肉鋳片を鋳造することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はスカム中で温度降下時に最初に析出する酸化物
相の析出温度と鋳片の縦割れ発生量（ｍ／ホ）の関係を
示す図であり、第２図は湯溜り部雰囲気中の酸素濃度（％）と溶鋼中の
Ｓｉ／Ｍｎとの関係で、鋳片縦ｉｌｌれの発生しない領
域を示した図であり、第３図はツインドラム方式の連続鋳造装置の概略を示す
断面側面図である。１・・・タンプッシュ、　　２ａ　、２ｂ・・・冷却ド
ラム、３・・・サイド堰、　　　４・・・湯溜り部、５
・・・密封室、　　　　６・・・閉鎖空間、７・・・溶
融金属、　　　　８・・・鋳片、９・・・ピンチロール
、１０・・・タンデソシュスラグ、１１・・・注湯ノズル。

Claims

【特許請求の範囲】１、不活性雰囲気内で、冷却ドラムの周面の一部とサイ
ド堰で形成した湯溜り部に溶融金属を注入し、次いで、
該溶融金属を前記冷却ドラムの回転周面で冷却、凝固し
ながら薄肉鋳片を製造する連続鋳造方法において、前記溶融金属の表層に浮遊する酸化物のうち、温度降下
時に最初に析出する酸化物組成の析出温度を該溶融金属
の液相線温度以下に調整することを特徴とする薄肉鋳片
の連続鋳造方法。２、前記溶融金属中のＳｉ／Ｍｎの比と湯溜り部の不活
性雰囲気中の酸素濃度により、前記酸化物のうち、温度
降下時に最初に析出する酸化物組成の析出温度を調整す
る請求項１記載の方法。