JPH0523860B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋳型の一部としてロール、ベルト等
の冷却体を用いた連続鋳造において、薄肉鋳片に
発生する割れを防止し、薄肉鋳片の表面を平滑に
する為の連続鋳造方法に関する。

（従来の技術） 近年金属の連続鋳造の分野では、製造コストの
切り下げ、新材質の創出などを目的に薄肉鋳片の
鋳造技術の開発が強く望まれ、各種の方法が提案
され、その一部は工業生産のレベルに達している
が、生産性、鋳片品質確保等の点で未だ完成の域
に達していない。

それらの薄肉鋳片の連続鋳造式の一つとして、
ロール又はベルトを移動鋳型の主構成要素とする
連続鋳造法があるが、これ等の鋳造法において
は、鋳片の表面性状を安定して高水準に維持する
事が重要な課題である。因に薄肉鋳片は、従来の
連続鋳造設備に依つて鋳造されるスラブの場合と
異なり、以後の工程で圧延される度合いが小さい
為に、薄肉鋳片の表面の微細な割欠陥や凹凸が製
品表面の欠陥となり、その商品価値を著しく損な
う危険性が大きい。

薄肉鋳片の連続鋳造において、良好な表面品質
の鋳片を安定して得る手段として種々の方法が併
用されているが、その一として、冷却体表面に積
極的に凹凸を付けて冷却体と凝固殻との間にガス
ギヤツプを作り、冷却を緩やかにして凝固殻内部
に発生する歪みを小さくする事により、割れの無
い表面の平滑な薄肉鋳片を得る方法がある。

（参考技術 特開昭60−184449号公報） 上記特開昭60−184449号公報に記載の冷却ロー
ルは、表面に4μm以上の凹凸を均一に付ける事に
よつて、凝固殻とドラム表面との間に空気膜を介
在させる事が可能となり、それにより凝固厚みが
板幅方向に均一化させて品質の良い鋳片の製造が
可能になるとしている。

しかし本発明者等の実験に依れば、冷却体、例
えば冷却ロールの表面に特定深さの凹凸を均一に
付け、それを維持する様にしただけでは充分な効
果が安定して得られない事が判った。即ち凹凸の
均一性を確保し、凹凸深さを特定する事の他に、
凹凸の形状や凹部の大きさが効果を大きく左右す
る事が判った。また溶融金属の酸化を防止するた
めに、鋳造雰囲気にアルゴンガスを使用した場合
には、溶融金属によつて凹部に閉じ込められたア
ルゴンガスが溶融金属により加熱されて膨張し、
不均一なガスギヤツプを生じて鋳片品質改善の効
果を充分に発揮出来ないことが判つた。

従来この不均一なガスギヤツプの発生を防止す
るために、冷却体の表面にガス抜き溝を設けたも
のが提案されている。（参考技術 特公昭64−
1227号公報）この特公昭64−1227号公報に記載の
技術では、鋳型表面の粗面のピーク部とだけ溶湯
が接触し、ピーク部間の谷が相互に連絡されてい
て、前記溶湯が鋳型に接触するときに開放される
気体が鋳型表面に平行に逃げることが出来る様に
なり、気体圧力の過度の上昇によつて前記溶湯が
鋳型表面から持ち上げられるのが防止されるとさ
れている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら特公昭64−1227号公報に記載の技
術では、溶湯に溶けていたガスが溶湯温度低下に
伴う溶解度の低下により放出される場合に、放出
されたガスに通路を与えることを目的に提案され
たものであるが、本発明者等の実験に拠れば、鋳
片の谷状に連続した凹部に相対して凝固した部分
には、凝固遅れに起因する割れ欠陥の発生頻度が
極めて高く、実用的とは言い難い。

本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、薄肉鋳片に発生する割れを防止し、
表面を平滑にする連続鋳造方法を提供する。

（課題を解決するための手段） 本発明は、移動する冷却体の表面に溶融金属を
供給して凝固させる薄肉鋳片の連続鋳造方法にお
いて、移動する冷却体の表面に直径が0.1〜1.2mm
の円形又は長円形の開口部を有する５〜100μm深
さの窪みを互いに接することなく設け、連続鋳造
操業に際して該移動する冷却体の表面と供給され
る溶融金属との境界部に金属に吸収され易い窒素
ガスと他の不活性ガスとの混合ガスを封入し、溶
融金属と前記窪み間におけるガスの過大滞留を抑
制して各窪みのガスキヤツプを分断させることを
特徴とするものであり、また上記発明において、
混合ガスを予熱して予め膨張させてから封入し、
また混合ガス中の窒素ガスの体積比を30〜80％と
し、また表面にセラミック被膜を施した窪みを冷
却体外周面に形成し、該冷却体を用いる薄肉鋳片
の連続鋳造方法である。

（作 用） 本発明に用いる冷却体は、その表面に多数の円
形又は長円形の窪みが形成されており、鋳造時に
窪みの中に閉じ込められたガスは溶融金属又は凝
固殻に加熱されて急速に膨張し、一部は急速に拡
散して化学反応により金属に吸収され、冷却体の
表面で凝固殻が形成されたとき、この窪みは互い
に連続しない独立したガスギヤツプを形成する。
そのため、このガスギヤツプによつて緩冷却され
た未だ剛性の低い状態にある高温部は互いに分断
されたものとなる。そしてこの周囲を冷却体に直
接接触することにより、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、凝固殻の収縮
に伴う引張応力が分断された複数の剛性低下部に
夫々分散し、特定部分への大きな応力の集中が抑
制されて鋳片の割れの発生が防止され、又ガスの
過大滞留を防止し、各窪みによるガスギヤツプを
均一化できるので、鋳造された鋳片表面の平滑度
を向上させることができる。

（実施例） 以下に本発明を実施例に基づき詳しく説明す
る。第１図〜第３図は、本発明を鋼鋳造用の所謂
双ロール型連続鋳造機に適用した実施例に於ける
連続鋳造設備の構造を示す。先ず第１図および第
２図おいて、タンデイツシユ１からノズルＮを経
て一対の冷却ロール２とサイド堰Ｓ等で構成する
鋳型に注入された溶鋼３は、冷却ロール２の表面
で凝固し、冷却ロール２の回転によつて下方に移
動し、キヤシングポイント４で二枚の凝固殻が貼
り合わされて一枚の薄肉鋳片５となつて冷却ロー
ル２をはなれ、ループを描き乍らピンチロール６
に向かう。

冷却ロール２の溶鋼３と接する表面には、第３
図にその部分の模様を拡大して示す様に、耐熱性
と硬度に優れた平滑な冷却ロール２の表面に、直
径が0.1〜1.2mmの円形の開口部を持つた深さ５〜
100μmの多数の窪み２ａがお互いに接する事なく
配置されている。ここでは後述の理由から、この
窪み２ａの面積率が、30〜70％になるように窪み
の直径，深さ，数．配列が決められている。

冷却ロール２の近傍にはクリーニングブラシ７
が設けられており、溶融金属と接する前に冷却ロ
ール２の外周表面や窪み２ａ内を清浄化するよう
になつており、清浄にした冷却ロール２の外周面
には、必要に応じてロールコーター８に依りジル
コン及びアルミナを主成分とする塗布材Ｃによる
被膜が施され、鋳片の一層の品質向上と冷却ロー
ル２の寿命の延長が図られる。

冷却ロール２と溶鋼３が最初に接触するメニス
カス部分には、混合ガスＧを封入するためのガス
吹き出し口９がメニスカスの近くに配設されてい
る。この吹き出し口９は、冷却ロール２の全幅に
亘つて混合ガスを均一にあるいは偏在させて封入
できるように配設されている。このようなガス吹
き出し口９を配設した場合は、湯溜り部又は鋳造
装置全体をチヤンバーで覆う場合よりも、ガス封
入効率を高める上で有利である。

前記の窪み２ａは線状、矩形状、偏平状の開口
部を持つ窪みと異なり、割れ発生の起点となり易
い角部を持たない。また窪み２ａの開口部として
は、円形状の他に長円状のものも使用される。但
し長円の幅と長さは0.1〜1.2mmの範囲にする。

本発明者等の実験に依れば、溶鋼を対象とする
場合には、窪み２ａの開口直径が0.1mm以下では
緩冷却効果が少なく、冷却ロール表面の打疵や汚
れの影響を受け易く、加工も難しい。他方窪み２
ａの直径が1.2mmを超えると、窪み自体が微小割
れの起点になり易い。また窪み２ａが5μm以下の
浅いものであると、形成されるガスギヤツプの断
熱効果が殆ど無い。一方100μmを超える深さを持
つ窪み２ａにあつては、開口直径1.2mm以下の窪
みに関する限り効果の増大は認められず、整備上
の不具合を生ずるのみであつた。

第４図ａ，ｂは発明者が、鋳造中に冷却ロール
２と溶鋼が最初に接する所謂メニスカス部に各種
のガスを封入して鋳造した場合の鋳片表面性状の
変化を示す。

第４図ａは窪み２ａの面積率（冷却ロール２の
外周面積に占める開口端の平面積の割合）と鋳片
表面微小割れ発生率との関係を示す。図に示す様
に、一般的に窪み面積率の増大と共に表面微小割
れ発生率は小さくなるが、アルゴン封入の場合で
は、表面微小割れ発生率が充分に低くなる前に面
積率アツプの効果が飽和してしまう。窒素封入の
場合では、面積率を25％以上にすることにより、
表面微小割れ発生率を充分に低く出来るが、低面
積率側で効果が低い。それに対し、窒素ガスとア
ルゴンガスの混合ガスを封入した場合には、かな
り面積率の広い範囲にわたつて充分な割れ発生防
止効果が得られ、又窒素ガスとヘリユウムガスと
の混合ガスの場合にも、ほゞ同様の結果が得られ
ることが判った。

第４図ｂは窪み面積率と鋳片表面平滑度との関
係を示す。図に示す様に、一般的に窪み面積率の
増大と共に鋳片表面平滑度は向上するが、アルゴ
ンガス封入の場合には、窪み面積率が約10％で表
面平滑度改善の効果が飽和し、約20％を超えると
皺状の表面欠陥が生じて総合的には却つて改善効
果が低下する。窒素ガス封入の場合には、面積率
を約30％以上にすることにより、鋳片表面平滑度
を充分に改善出来るが低面積率側で効果が低い。
それに対し、窒素ガスとアルゴンガスの混合ガス
を封入した場合には、低面積率側でも鋳片表面平
滑度を充分に改善でき、しかも、高面積率側でも
改善効果の低下がない。

又窒素ガスとヘリユウムガスの混合ガス封入の
場合にも、ほゞ同様の結果が得られることが判つ
た。この窒素ガスとアルゴンガス、又はヘリユウ
ムガスの混合割合については、窪みの面積率が高
くなるほど、そして窪みが深くなるほど窒素ガス
の配合率を高く設定することができる。通常の場
合窒素ガス配合割合を、30〜80％の範囲から選ぶ
ことが最適であることが判つた。尚窒素ガスの使
用が鋼の品質を害する場合にはコスト上不利とな
るが、窒素ガスの配合を極力少なくして、窒素ガ
スに代えてヘリユウムガスをアルゴンガスと混合
して用いることにより、略同等の効果が得られ
る。なお、前記混合ガスを予熱すると、熱膨張に
より同一窪み内のガスのモル数が少ないくなるの
で、窒素ガスの過大吸収による鋼の材質低下が防
止され、且つ過剰不活性ガスによる表面平滑度の
低下が防止される。

（発明の効果） 以上説明したごとく本発明の薄肉鋳片の連続鋳
造方法は、冷却体の外周表面に適度の開口径と深
さを有する多数の独立した窪みを設け、連続鋳造
に際して、この冷却体と溶融金属との間に両者を
適度に分析したガスギヤツプを形成し熱緩衝する
ようにしているので、薄肉鋳片の割れ，しわなど
の表面欠陥の発生を防止することができ、さらに
表面平滑度を高位に維持することができ、薄肉鋳
片鋳造の生産性ならびに品質の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する双ロール型連続鋳造
設備の一例を示す略側断面図、第２図は第１図の
Ａ−A′部矢視断面図、第３図は冷却ロール表面
における窪みの配列例を示す展開平面図、第４図
ａは本発明の実験例に基づく冷却ロール表面窪み
面積率と封入ガスの種類および鋳片表面割発生率
と関係を示す図面、第４図ｂは同様に鋳片表面平
滑度との関係を示す図面である。 １……タンデイツシユ、２……冷却ロール、３
……溶鋼、４……キツシングポイント、５……薄
肉鋳片、６……ピンチロール、７……クリーニン
グブラシ、８……ロールコーター、９……ガス吹
き出し口、Ｓ……サイド堰、Ｎ……ノズル、Ｃ…
…塗布材、Ｇ……混合ガス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動する冷却体の表面に溶融金属を供給して
   凝固させる薄肉鋳片の連続鋳造方法において、移
   動する冷却体の表面に直径が0.1〜1.2mmの円形
   又は長円形の開口部を有する５〜100μm深さの窪
   みを互いに接することなく設け、連続鋳造操業に
   際して該移動する冷却体の表面と供給される溶融
   金属との境界部に金属に吸収され易い窒素ガスと
   他の不活性ガスとの混合ガスを封入し、溶融金属
   と前記窪み間におけるガスの過大滞留を抑制して
   各窪みのガスギャツプを分断させることを特徴と
   する薄肉鋳片の連続鋳造方法。 ２ 移動する冷却体の表面と供給される溶融金属
   との境界部に封入する窒素ガスと他の不活性ガス
   との混合ガスを、予熱して予め膨張させてから封
   入する請求項１記載の薄肉鋳片の連続鋳造方法。 ３ 移動する冷却体の表面と供給される溶融金属
   との境界部に封入する窒素ガスと他の不活性ガス
   との混合ガスにおいて、窒素ガスの体積比を30〜
   80％とする請求項１記載の薄肉鋳片の連続鋳造方
   法。 ４ 表面にセラミツクによる被覆を施した窪みを
   冷却体外周面に形成し、該冷却体を用いる請求項
   １記載の薄肉鋳片の連続鋳造方法。。