JPH0452053A - 金属薄帯の連続鋳造用冷却ドラム - Google Patents

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〕 本発明は溶融金属から直接薄帯を製造する双ドラム方式
、単ドラム方式、或いはドラム−ベルト方式等の連続鋳
造装置に関し、特にかＮる装置における冷却ドラム表面
の窪み形状に関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造法を用いて薄板を製造する従来の方法は、鋳型
を鋳造方向に振動させながら厚さ１００ｍｍ以上の鋳片
に鋳造し、得られた鋳片の表面手入れを行い、加熱炉に
おいて加熱した後、粗圧延機及び仕上圧延機列からなる
ホットストリップミルにより熱間圧延を施して厚さ数化
のホラトス）　ＩＪツブとし、さらに必要に応じて焼鈍
した後、デスケーリングし冷間圧延して最終焼鈍を行う
ものであった。

このような従来のプロセスにおいては、厚さ１００ＩＩ
ＩＩ［１以上の鋳片を熱間圧延するために、長大なホッ
トストリップミルを必要とし、鋳片の加熱と圧延のため
に多大のエネルギーを使用するという問題があった。

この問題に対して、ホットストリップと同等か或いはそ
れに近い厚さの鋳片を連続鋳造によって製造するプロセ
スの研究が進められている。たとえば、「鉄と鋼Ｊ　　
’８５−Ａ１９７〜”８５−Ａ２５６に特集された論文
に紹介されているような、双ドラム方式、双ベルト方式
等、鋳片と鋳型内壁面間に相対速度差のない同期式連続
鋳造プロセスである。

しかし、これら同期式連続鋳造プロセスを経て薄板製品
を製造するには、未解決の課題が残されていた。

すなわち、このようなホットストリップと同等かあるい
はそれに近い厚さの鋳片（薄帯状鋳片）を連続鋳造によ
って製造するプロセスを採用して薄板を製造する場合、
製品の表面性状に問題があった。

そこで、良好な表面品質の鋳片を安定して製造すること
を目的として、種々の方法が検討された。

その一つとして、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
の周面に凹凸を設けることが特開昭６０−１８４４４９
号公報で提案されている。このエアギャップによって、
冷却ドラムの抜熱能力が小さくなり、溶融金属の緩慢な
冷却が行われる。その結果、凝固厚みが板幅方向で均一
化され、形状特性の優れた薄肉鋳片の製造が可能になる
とされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、冷却ドラムの周面に特定深さの凹凸を付けて鋳
造すると、得られた鋳片表面に異常組織が生成し、これ
が冷延した鋼板の表面に発生する光沢むらの原因になる
ことが判った。

本発明はその周面に凹凸を設けた冷却ドラムを使用して
金属薄帯を製造するに崩り、優れた形状特性を有すると
ともにその表面に光沢むらの原因となる異常組織の生成
のない金属薄帯を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は冷却ドラムの表面
に直径が０．１〜１．２ｍｍ、深さが５〜５０陣、側面
の平均傾斜角度が９０超〜１５０°の範囲にある円形あ
るいは長円状の開口部をもつ窪みを、互いに接すること
なく形成したことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明の冷却ドラムは、その表面に多数の円形あるいは
長円状の窪みが形成されている。この冷却ドラムの表面
で凝固シェルが形成されたとき、この窪みは、互いに連
続しない独立したエアギャップを形成する。そのため、
このエアギャップによって緩冷却された未だ剛性の低い
状態にある高温部分は、凝固シェルの表面上を連続する
ことなく、互いに分断されたものとなる。そして、この
周囲が、冷却ドラムに直接接触することによって充分に
冷却された剛性の大きな部分が取り囲む。

その結果、剛性の低い部分に集中する熱応力が小さなも
のとなり、またその部分が独立した状態にあるため、凝
固シェルの収縮に伴う割れが複数の剛性低下部にまたが
って発生することがなくなることは勿論、単独の剛性低
下部分においても割れの発生が抑制される。

このようにして、窪みの形成によって凝固シェルの冷却
条件を緩和すると共に、局部的に剛性が低い状態にある
部分に応力が集中することによる悪影響を抑制している
。

しかしながら、第９図に示すように凝固シェルの緩冷却
された部分（Ｂ）の組織をみると、緩冷却されない部分
（Ａ）に比べてδ−フェライトの量が多く、この組織の
違いが最終製品に光沢むらを生じさせていることが判明
した。

前記の光沢むらをなくすには鋳片表面を酸洗等でデスケ
ールする際に、約前記の異常組織を一緒に除去できる程
度の深さである約１００１ｍ以下にすることが必要であ
る。

本発明者は冷却ドラム表面の窪みの深さ、及び形状とこ
の窪みで生成されるδ−フェライト組織の深さとの関係
を究明することにより、次のような結果が得られた。

第１図は第３図に示す窪み７の上縁Ｃと底部りを結ぶ側
面の平均傾斜角度（以下窪み平均傾斜角度（θ）と云う
）を９０°超とし、冷却ドラム表面の窪み深さＥ（ｐ）
とこの窪みによって生じた第５図、第８図に示す鋳片表
面のδ−フェライト組織の深さＦ（Ｒｎ）の関係を示し
たものであるが、該図より窪み深さＥが６０卿以下にな
ると急激にδフエライト組織の深さＦは浅くなり、窪み
深さＥが５０Ｉａでδ−フェライト組織の深さＦはｌＱ
Ｑ、ａ以下になることが判る。

なお、窪み深さが５Ｊｍ未満になると窪みによる緩冷却
の効果が不十分となり、凝固時の応力分散効果が失われ
鋳片に微小割れが発生し、本発明の所期の目的を達成す
ることができない。

窪み開口部の直径Ｇｉ：Ｊ＜０．１ｍｍ以下では緩冷却
効果が少ないばかりか、クリーニングが難しく、ドラム
表面の打疵や汚れの影響を受は易く、加工も難しい。他
方、窪み開口部の直径Ｇが１．２ｍｍをこえると、窪み
自体が微小割れの起点になり易くなって、窪みに溶融金
属が侵入し、得られた薄肉鋳片の表面に多数の微細な突
起物が生成し鋳片表面性状が好ましくない。

第２図は上記窪み平均傾斜角度（θ）とδ−フェライト
組織の深さＦの関係を示し、窪み深さ３０声、窪み平均
傾斜角度（θ）を９０°から１５０°に変えて、そのと
きのδ−フェライト組織の深さＦを示したものである。

これによるとδ−フェライト組織深さＦを脱スケール処
理の際に除去される表面深さ約１００廊以下にするには
窪み平均傾斜角度（θ）を９０°超にすればよいことが
わかる。

また窪み平均傾斜角度θが１５０°を超えると、窪み底
面上に形成されるエアーギャップによる断熱効果が著し
く低下し、凝固時の応力分散効果が失われ、薄肉鋳片に
微小割れが発生する。

従って、冷却ドラム表面の窪みによる暖冷効果を保ちつ
５δ−フェライト組織による光沢むらを防ぐ為には、窪
み開口部の直径Ｇを０．１〜１．２ｍｍの範囲とし、前
記窪み深さＥを５〜５０Ｉ！ｒＩｌの範囲とし、かつ窪
み平均傾斜角度θを９０°超〜１５０°の範囲とする必
要がある。

窪み開口部としては、円形の他に、長円状のもの及び円
形と長円状を組合せたものも使用される。

開口部を長円状とする場合、短径及び長径のいずれも０
．１〜１．２ｍｍの範囲にする。この意味で本願明細書
における窪み開口部の直径は、これら短径及び長径を包
含する。

また第３図（ｂ）、　　（ｃｌ）、　　（ｅ）、　　（
ｆ）に示すように、窪みの角（上縁及び底部）を丸くし
、曲率をもたせることにより、光沢むらの発生をより一
層防止することができる。すなわち、窪みの上縁が尖っ
ていると、この部分がシェルと局部的に接触し、強冷却
する。また窪みの底部が局部的に凹状であるとシェルが
局部的に緩冷却する。このため組織むら、すなわち光沢
むらの発生を助長することになる。これに対し、窪みの
上縁に曲率をもたせると、この部分がシェルと連続的に
接触し、局部的に強冷却されない。また窪みの底部が局
部的に凹状でなければシェルが局部的に緩冷却されない
。

このため組織むら、すなわち光沢むらの発生が抑制され
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら実施例により本発明の特徴を
具体的に説明する。

第１０図は本発明が適用された双ドラム方式の連続鋳造
機を示す。

溶融金属はタンデイツシュ１等の中間容器から、一対の
冷却ドラム２及びサイド堰４で仕切られた湯溜り部３に
注入される。注入された溶融金属は、冷却ドラム２の抜
熱によって、その表面で冷却・凝固する。このようにし
て、それぞれの冷却ドラム２の表面に形成した凝固シェ
ルは、冷却ドラム２の回転に伴って下方に移動し、ロー
ルギャップ部で圧着されて、−枚の薄肉鋳片５として冷
却ドラム２の間から送り出される。この薄肉鋳片５は、
ループを描きながらピンチロール６に向けて搬送される
。

このとき、湯溜り部３の溶融金属と接触する冷却ドラム
２の表面には、直径Ｇが０．１〜１．２ｍｍの円形ある
いは長円状の開口部をもち、深さＥが５〜５０卿、窪み
平均傾斜角度（θ）が９０°超〜１５０゜の窪み７が、
互いに接することなく、稠密に配置されている。

第３図（ｂ）はその窪みの一例を拡大して示した断面図
で、直径Ｇが０．３　ｍｍの円形状開口部をもち、深さ
が２０７−及び窪み平均傾斜角度θが１１０゜からなる
窪み７を示している。この冷却ドラム２で鋼成分（重量
％）　Ｃｏ　Ｏ，０６％、　Ｓｉ　０．４５％、Ｍｎ１
．２１％、　Ｓ　Ｏ，００１％、　Ｐ　０００３％、　
Ｎｉ　９．５０％、　Ｃｒ１８．５％、残部Ｆｅを含有
した溶鋼を鋳造したところ、該鋳片５の上記窪み部と対
応する鋳片表面の形状が第４図に示すように窪み開口部
と対応して皿状に盛上った形状になり、その断面の金属
組織は第５図に示すように、異常部Ｈにδ−フェライト
が８％含まれた組織が深さ約１００１！ｍ生じた。窪み
間部Ｉの金属組織に含有されているδ−フェライト量は
約１％であった。

このように、本発明の窪みを有する冷却ドラムで薄帯を
鋳造すると、鋳造後の脱スケール処理により表面深さ約
１００卿が除去されるので該δ−フェライト組織を殆ん
ど全て除去することができる。

第６図に比較例として、直径が０．３　ｍｍの円形開口
部をもち、深さ３０戸、窪み平均傾斜角度θ９０゜から
なる窪み８を設けた冷却ドラム２で、上記の同−成分鋼
を鋳造した例を示している。第７図に示す鋳片形状は第
４図に比べ狭い開口部より皿状に盛上っており、第８図
に示す金属組織では異常部Ｈにδ−フェライト組織の深
さが約３００μとなって第５図に比べ深く入り込み、脱
スケール処理によって完全に除去することができず、光
沢むらの原因となった。

このように、本発明の窪み７を表面に形成した冷却ドラ
ム２を使用して薄帯５を製造するとエアギャップ効果を
確保するとともに、冷却むらによるミクロ組織不均一の
欠点を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、冷却ドラム表
面に所定の傾斜角度を有する円形状窪みを形成すること
によって、冷却条件を緩和して平滑な割れのない表面性
状をもち、且つ、この冷却緩和で発生したδ−フェライ
ト組織をできるだけ浅くした薄肉鋳片が製造される。従
って、これに後続する脱スケール処理、圧延工程によっ
て、割れ、破断や光沢むら等のない優れた表面性状を有
する薄帯を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷却ドラム表面の窪み深さとδ−フェライト組
織の深さとの関係を示し、第２図は冷却ドラム表面の窪
み傾斜角度とδ−フェライト組織との関係を示し、第３
図は本発明の冷却ドラム表面の窪みの拡大断面図、第４
図は第３図の窪みに対応する鋳片部分の拡大断面図、第
５図は第４図の鋳片部分の金属組織を示す図、第６図は
比較例の冷却ドラム表面の窪みの拡大断面図、第７図は
第６図の窪みに対応する鋳片部分の拡大断面図、第８図
は第７図の鋳片部分の金属組織を示す図、第９図は鋳片
のδ−フェライト組織を模式的に表わした斜視図、第１
０図は本発明の冷却ドラムを組込んだ双ドラム方式の連
続鋳造機を示す正面概略図、である。 １・・・タンデイツシュ、　　２・・・冷却ドラム、３
・・・湯溜り部、　　　　４°°°サイド堰・５・・・
薄肉鋳片、　　　　　６・・・ピンチロール。 冷却ドラム表面の窪み深ざ（μｍ） 第１因 冷却ドラム表面の窪みに傾斜角度（θ）第２図 第 図 第 因 第 図 第９ 図 １　タンプイノ／ユ ２、冷却ドラム ３−・湯溜り部 ４・サイド堰 ５−薄肉鋳片 ６　ピノテロ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、直径が０．１〜１．２ｍｍ、深さが５〜５０μｍ、
   側面の平均傾斜角度が９０超〜１５０゜の範囲にある円
   形あるいは長円状の開口部をもつ窪みを、互いに接する
   ことなく冷却ドラム表面に形成したことを特徴とする金
   属薄帯の連続鋳造用冷却ドラム。