JPH09239497A - ロール式連続鋳造機用鋳造ロールの表面窪み形成方法及びその表面窪み形成装置 - Google Patents

ロール式連続鋳造機用鋳造ロールの表面窪み形成方法及びその表面窪み形成装置

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JPH09239497A
JPH09239497A JP4861696A JP4861696A JPH09239497A JP H09239497 A JPH09239497 A JP H09239497A JP 4861696 A JP4861696 A JP 4861696A JP 4861696 A JP4861696 A JP 4861696A JP H09239497 A JPH09239497 A JP H09239497A
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roll
casting
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continuous casting
casting machine
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JP4861696A
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Tatsuki Saito
達己 斎藤
Isao Mizuchi
功 水地
Takashi Arai
貴士 新井
Shizuo Moriguchi
静生 森口
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロール式連続鋳造機の鋳造ロール表面は、耐
摩耗性に優れた高硬度のCo系合金メッキを適用したい
が、硬度が高く且つ加工硬化を起こし易いので、鋳片品
質維持のためのメッキ面への窪み形成が困難である。 【解決手段】 溶融金属と接する面にCo系合金メッキ
層を有するロール式連続鋳造機に、ロール回転によりそ
の後ショットブラストが噴射供給される鋳造ロール表面
領域を事前に加熱できる加熱装置を設置し、このロール
式連続鋳造機により溶融金属を連続鋳造する際には、鋳
造速度の低速で鋳造ロールを回転させながら、前記鋳造
ロールの表面加熱領域を100℃〜600℃に加熱しつ
つ、ショットブラスト施工することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄い金属ストリッ
プを、ロール式連続鋳造機で、例えば2本のロール間ま
たは1本のロール上で、連続鋳造する装置の溶融金属と
接触する鋳造ロールの表面窪み形成方法及びその表面窪
み形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼などの溶融金属(溶湯)をタンディッ
シュから水冷鋳型に注いで鋳片にし、複数のロールによ
り加圧しながら引き抜いてスラブ、ビレットなどを製造
する連続鋳造機は、一般に良く知られている。製造され
たスラブ、ビレットは、一定長さに切断された後に、加
熱炉を経由して圧延機に送られ、スリップ(薄板)など
に仕上げられる。そして、このスラブ、ビレットを製造
する連続鋳造機を更に設備的に合理化するものとして、
溶湯から直接ストリップを製造するいわゆる双ロール式
連続鋳造機が開発されている。その一つとして、特開平
1−166862号公報で開示されている連続鋳造機構
造(図3)が挙げられる。
【0003】双ロール式連続鋳造機の原理的な構造を図
3により説明する。すなわち、2本の冷却ロール(ロー
ル鋳型)5が間隔を置いてほぼ水平且つ平行に設けら
れ、その幅方向両端部にサイド堰6が配置されている。
そして、前記冷却ロール(ロール鋳型)5の上方に、溶
湯7を注湯するためのタンディッシュ8を配置し、且つ
この下部に注湯ノズル9を設け、前記タンディッシュ8
と注湯ノズル9に、溶湯7の湯道10を設ける。前記2
本の冷却ロール5と、その幅方向両端部のサイド堰6と
により湯溜まり11を形成する。前記注湯ノズル9の下
端部は、前記湯溜まり11の中に浸漬し、また、前記湯
道10は、2本の冷却ロール(ロール鋳型)5の中心間
距離のほぼ中間部に向けて開孔する。湯溜まり11の溶
湯7は、冷却ロール(ロール鋳型)5により冷却されて
凝固シェル12が形成され、冷却ロール(ロール鋳型)
5の矢印方向の回転により薄板状の鋳片13が連続的に
鋳造される。
【0004】薄板を連続して製造するロール式連鋳法で
は、鋳片品質欠陥の発生の防止が重要な課題であり、従
来から種々の対策が提案されてきた。例えば、その一つ
に、特開平1−166862号公報に開示されているよ
うな、鋳造ロール表面のNiメッキ施工厚みを規定する
ことによる鋳片緩冷却化手法がある。また、特開昭60
−184449号公報で開示されているショットブラス
ト法による鋳造ロール表面粗さを規定する方法、特開平
5−285601号公報で開示されているロール表面に
適正な直径や配列を有する孔を施工する方法、特開平6
−344087号公報で開示されているショットブラス
ト法による窪み深さやショットブラスト条件を規定する
方法等の、鋳造ロール表面に窪みを形成することによる
鋳片緩冷却化の方法が提唱されている。特に、後者で
は、割れやセンターポロシティー等がない良好な鋳片の
製造に必要な鋳造ロール表面の窪みの深さや配列を開示
している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
1−166862号公報が開示している表面のNiメッ
キ層は、摩耗が激しく生産設備としての耐久性に欠け
る。その改善のため、耐摩耗性に優れた表面被覆材の適
用が必要であり、高硬度材料を鋳造ロール表面にメッキ
することも考えられる。しかし、特開平6−34408
7号公報が開示しているショットブラスト法による鋳造
ロール表面への窪み形成方法では、メッキ硬質がビッカ
ース硬度で200を越えるような硬さでは、十分な深さ
の窪みを形成することができない。さらに、耐摩耗性の
高い材料である例えばCo系メッキは、Niメッキより
も熱間硬度が高いめっき材質であり、且つ、加工硬化し
易いため、従来のショットブラスト法による窪み施工方
法では、所定の深さまで窪みを形成することができな
い。
【0006】ロール式連続鋳造機の鋳造ロール表面は、
溶融金属の熱負荷や、鋳片との滑り、溶融金属と接触後
の鋳造ロール表面を清浄化する鋳造ロール表面清浄化装
置による摺動などの負荷を受けている。そのため、鋳造
ロール表面に形成した窪みは、鋳造量に応じて損耗して
いく。従来の被覆材の金属Ni系メッキ材では、溶融金
属の熱負荷を受けて硬度が低下し、また常温に戻しても
硬度が回復しないため、この傾向が顕著となる。
【0007】一方、高硬度メッキ材のCo−Ni合金メ
ッキ材は、熱間での硬度が高く、しかも、溶融金属の熱
を受けた後、常温に復帰させると硬度が回復する特性が
あるため、耐摩耗性が著しく向上することが期待され
る。しかし、逆に、硬度が高すぎるため、ショットブラ
スト法による窪み施工性が悪く、鋳造ロールへの適用が
できなかった。
【0008】そこで、本発明は、上記課題を有利に解決
して、鋳片品質確保に必要な深さ及び配列等の仕様を満
足する窪みを、高硬度なCo系メッキ表面へ形成するこ
とのできるロール式連続鋳造機用鋳造ロールの表面窪み
形成方法及びその表面窪み形成装置を提供することを目
的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Co系メ
ッキ材の硬度特性に着目し、鋳造ロールの表面温度を上
昇させて、熱間でショットブラスト法により窪み形成す
ることを着想し、所定の深さの窪みを施工するための加
熱温度について、図1にその一部を示す鋳造装置でサン
プル表面温度をパラメーターとした基礎試験を実施し
た。なお、図1で、a方向はショットブラスト材供給方
向であり、b方向はショットブラスト施工後のショット
ブラスト材吸引方向であり、c方向は窪み施工時の鋳造
ロール回転方向である。その試験条件を表1および表2
に示す。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】基礎試験では、ヒーター最大出力2.0kw
のハロゲンランプヒーターを用い、ロール周速12mpm
相当で回転させながらショットブラスト施工した。ショ
ットブラスト施工時の鋳造ロールは、ロール径1.2m
であった。メッキ材は、全てCo−Ni合金系材料であ
り、そのCoとNiの成分比率を8:2とした。なお、
母材は、析出硬化型のCu合金を使用した。その結果、
表1および表2における本発明の試験No.1と比較例試
験No.2の比較、或いは試験No.5と6、試験No.9と1
0の比較により、メッキ材厚みが0.5〜1.5mmの範
囲内ではメッキ材の厚みに関係なくショットブラスト施
工時の鋳造ロール表面温度が低すぎると、メッキ材硬度
が高くて所定の窪み深さが得られず、逆に、本発明の試
験No.3と比較例試験No.4の比較、或いは試験No.7と
8、試験No.11と12の比較により、メッキ表面温度
が高すぎると、メッキ材が再結晶して耐摩耗特性が劣化
するだけでなく、メッキ材と母材の界面の密着強度が低
下してメッキ材が剥離することを知見した。このような
基礎実験に基づき、本発明のロール式連続鋳造機用鋳造
ロールの表面窪み形成方法及びその表面窪み形成装置を
完成させた。
【0013】本発明の要旨は、 (1)溶融金属と接する面にメッキ層を有するロール式
連続鋳造機用鋳造ロールのショットブラスト法による表
面窪み形成方法において、メッキ材質をCo系合金メッ
キとした鋳造ロールの表面のメッキ温度を100℃〜6
00℃に加熱後、前記メッキ表面にショットブラスト施
工することを特徴とするロール式連続鋳造機用鋳造ロー
ルの表面窪み形成方法。
【0014】(2)ショットブラスト施工対象ロールの
回転手段と、ショットブラストの噴射供給手段を有する
ショットブラスト法によるロール式連続鋳造機用鋳造ロ
ールの表面窪み形成装置において、ロール回転によりそ
の後ショットブラストが噴射供給される鋳造ロール表面
領域を100℃〜600℃に加熱できる加熱手段を有す
ることを特徴とするロール式連続鋳造機用鋳造ロールの
表面窪み形成装置である。
【0015】本発明の高硬度メッキ材としてのCo系合
金メッキ材は、Co−Ni合金、Co−W合金、Co−
Cr合金、Co−Fe合金等があるが、溶鋼熱を繰り返
し受けるので、耐熱亀裂性を加味すると、Co−Ni合
金が好ましい。施工部の表面温度を100〜600℃に
保つことにより、ショットブラスト施工可能なビッカー
ス硬度200以下のメッキ硬度とし、且つメッキの母材
からの剥離や亀裂を発生させることなく、適正な仕様の
窪みを安定して形成することが可能となる。
【0016】なお、メッキ層と母材の境界部温度が40
0℃を越えると徐々にメッキ材は軟化し耐摩耗性や母材
への密着強度が低下するため、400℃以下でのショッ
トディンプル施工が好ましい。但し、メッキ面の加熱温
度を400℃を越えた場合でも、母材保護のために鋳造
時に用いるロールの冷却水をロール中に充満させつつデ
ィンプル施工する事によりディンプル施工は可能であ
る。
【0017】ショットブラストのショット条件として
は、ショット粒径についてはφ1.0mm未満及びφ5.
0mmより径が大きい場合は、ディンプルのピッチが短す
ぎる或いは長すぎるために鋳片の割れ欠陥を引き起こ
す。また、ショット材硬度は、ヴィッカース硬度400
未満では、十分な深さまでディンプルが形成できず、ヴ
ィッカース硬度900を越えるとショット粒が割れやす
く、割れたショット粒がメッキ層に突き刺さり、残存す
ることで、鋳片欠陥につながる。また、ショット粒投射
圧力が4.0kg/cm2 未満では、十分な深さまでディン
プルが形成できず、投射圧力8.0kg/cm2 以上では、
必要以上のディンプル深さとなり、鋳片に転写したディ
ンプル模様が疵になる。
【0018】すなわち、ショットブラストのショット条
件は、ショット材粒径φ1.0〜5.0mm、材料硬度はヴ
ィッカース硬度で400〜900、投射圧力は4.0〜
8.0kg/cm2 が好ましい。鋳造ロール表面窪み深さ
は、鋳片品質から50μm未満では、緩冷却化が不十分
なため鋳片に割れが発生し、300μmを越えると、ロ
ール表面に窪みが鋳片に転写し、疵として残るため、5
0μm以上300μm以下がよく、これらの条件を満足
させる手段として本発明は有効である。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図3の双
ロール式連続鋳造機に図1の鋳造ロールの表面窪み形成
装置を配設した例により説明する。溶融金属と接する面
にCo系合金メッキ層を有するロール式連続鋳造機に、
ロール回転によりその後ショットブラストが噴射供給さ
れる鋳造ロール表面領域を事前に加熱できる加熱装置を
設置する。このロール式連続鋳造機により溶融金属を連
続鋳造する際には、鋳造速度の低速で鋳造ロールを回転
させながら、前記鋳造ロールの表面加熱領域を100℃
〜600℃に加熱しつつ、ショットブラスト施工する。
【0020】本発明により、高硬度な長時間耐摩耗性に
優れたメッキ材料をロール式連続鋳造機用鋳造ロールへ
適用することが可能になり、この鋳造ロールの表面に所
定の深さの凹凸を形成することが可能になった。これに
より、さらに、長期間安定した品質の鋳片を製造するこ
とができる。
【0021】
【実施例】Co−Ni合金メッキと従来材のNiメッキ
を施工した鋳造ロールを用いて鋳造を実施した。鋳造ロ
ールへの窪み形成条件として、鋳造ロール表面加熱ヒー
ター最大出力2.0kwのハロゲンランプヒーターを用
い、ロール周速12mpm 相当で回転させながらショット
ブラスト施工した。ショットブラスト施工時の鋳造ロー
ルは、ロール径1.0mで、メッキ材としてのCo−N
i合金系材料はその成分比率を8:2とした。なお、母
材は、析出硬化型のCu合金を使用した。鋳造条件は、
鋳造材料:ステンレス鋼(SUS304)、板厚:4m
m、鋳造速度:60mpm とした。その他の試験条件を表
3および表4に示す。
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】比較例のNiメッキを施工した鋳造ロール
には、常温で窪みを施工した。鋳造試験結果は、メッキ
層の摩耗による窪み深さの減少状況によって評価した。
先行技術に示されているように、鋳片品質確保に必要な
最低限の窪みの深さ(許容限界窪み深さ)を50μmと
して、鋳造試験を行った。その結果を図2に示す。本発
明により施工したCo−Ni合金メッキは、従来材のN
iメッキと比べて3倍以上の寿命が得られることがわか
る。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、耐摩耗性メッキ材に所
定の深さの凹凸を形成し、長期間安定した品質の鋳片を
製造することができる。また、本発明はロール式連続鋳
造機用鋳造ロールの表面窪み形成方法及びその表面窪み
形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鋳造ロール表面の加熱装置を有する鋳
造ロールの表面窪み形成装置の斜視図である。
【図2】本発明及び比較例の鋳造量とメッキ窪み損耗量
の関係を示す図である。
【図3】従来の双ロール式連続鋳造機の構造例を示す断
面図である。
【符号の説明】
1…ロール表面加熱装置 2…ショットブラスト用ノズル 3…ショット材供給装置兼ショット材吸引装置 4…メッキ施工したロール表面 5…冷却ロール(ロール鋳型) 6…サイド堰 7…溶融金属 8…タンディッシュ 9…注湯ノズル 10…湯道 11…湯溜まり 12…凝固シェル 13…鋳片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森口 静生 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融金属と接する面にメッキ層を有する
    ロール式連続鋳造機用鋳造ロールのショットブラスト法
    による表面窪み形成方法において、メッキ材質をCo系
    合金メッキとした鋳造ロールの表面のメッキ温度を10
    0℃〜600℃に加熱後、前記メッキ表面にショットブ
    ラスト施工することを特徴とするロール式連続鋳造機用
    鋳造ロールの表面窪み形成方法。
  2. 【請求項2】 ショットブラスト施工対象ロールの回転
    手段と、ショットブラストの噴射供給手段を有するショ
    ットブラスト法によるロール式連続鋳造機用鋳造ロール
    の表面窪み形成装置において、ロール回転によりその後
    ショットブラストが噴射供給される鋳造ロール表面領域
    を100℃〜600℃に加熱できる加熱手段を有するこ
    とを特徴とするロール式連続鋳造機用鋳造ロールの表面
    窪み形成装置。
JP4861696A 1996-03-06 1996-03-06 ロール式連続鋳造機用鋳造ロールの表面窪み形成方法及びその表面窪み形成装置 Withdrawn JPH09239497A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020015903A (ko) * 2000-08-23 2002-03-02 이구택 쌍롤식 박판제조공정에서 품질이 우수한 주편의 제조방법
KR100423417B1 (ko) * 1999-12-07 2004-03-19 주식회사 포스코 쌍롤식 박판주조기 주조롤의 표면처리방법
JP2007205229A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Denso Corp 燃料噴射弁および燃料噴射弁の製造方法

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Effective date: 20030506