JP2001219249A - 薄帯連続鋳造用冷却ドラム - Google Patents

薄帯連続鋳造用冷却ドラム

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JP2001219249A
JP2001219249A JP2000029262A JP2000029262A JP2001219249A JP 2001219249 A JP2001219249 A JP 2001219249A JP 2000029262 A JP2000029262 A JP 2000029262A JP 2000029262 A JP2000029262 A JP 2000029262A JP 2001219249 A JP2001219249 A JP 2001219249A
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cooling drum
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Masafumi Miyazaki
雅文 宮嵜
Yasushi Kurisu
泰 栗栖
Hideaki Yamamura
英明 山村
Hidetaka Oka
秀毅 岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却ドラムを用いて溶鋼から薄肉鋳片を製造
する装置において、鋳片表面の凝固組織を微細化させる
ことによって鋳片表面割れを防止し、かつ表面光沢を向
上させ、かつ鋳造を安定化させつつ冷却ドラムの寿命を
大幅に向上させる薄帯連続鋳造用冷却ドラムを提供す
る。 【解決手段】 冷却ドラムを用いた薄帯連続鋳造装置に
おいて、前記冷却ドラム外表面に厚さ10μm〜100
μmのCe2 3 或いはLa2 3 の希土類金属酸化物
を溶射した被覆層を有することを特徴とする薄帯連続鋳
造用冷却ドラム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却ドラムを用い
て溶鋼から薄肉鋳片を製造する装置において、鋳片表面
の凝固組織を微細化させることによって鋳片表面割れを
防止し、かつ表面光沢を向上させ、かつ鋳造を安定化さ
せつつ冷却ドラムの寿命を大幅に向上させる薄帯連続鋳
造用冷却ドラムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属の連続鋳造分野において、最終形状
に近い薄帯を連続鋳造する方法として、例えば一対の冷
却ドラムを用いた双ドラム式ストリップ連続鋳造方法が
ある。この鋳造方法は図1に示すように、一対の冷却ド
ラム1−a、1−bとこれら冷却ドラム間の溶融金属を
シールするためのサイド堰2−a、2−bとの間に形成
された湯溜まり3に溶融金属Mがタンディシュからノズ
ル(何れも図示せず)を介して供給され、次いで冷却ド
ラム1−a、1−bを介して抜熱され、冷却ドラム1−
a、1−bの周面に凝固シェル4を形成され、更に前記
冷却ドラム間のロールギャップで圧着され一体化された
薄帯Sとなって送り出される。前記鋳造方法において使
用する冷却ドラムは、溶鋼との接触と非接触の繰り返し
による熱疲労のため割れが発生する。
【0003】そこで、冷却ドラムに要求される特性とし
ては、熱伝導性に優れ、かつ十分な耐摩耗性を有し、し
かも溶融金属がロール表面に凝着することのない耐焼付
性を併せ持つ必要がある。このような使用条件に適合す
るロール材料としては従来より、軸受鋼、ダイス鋼、ハ
イス鋼等の鉄基金属製ロールの表面を焼き入れ・研摩し
たものが用いられている。このドラムの溶鋼との接触時
における熱移動を緩和する方法として、特開平7−32
8749号公報に開示されているように、鋳造面の表層
を純Niメッキ層、Fe,Wまたは非金属を含むNi−
異材料分散メッキ層、Co−Niメッキ層のいずれかか
らなる低熱伝導性材料で形成し、内層を銀銅またはCr
−Zr銅からなる高熱伝導性材料で形成した複層構造と
し、更に、低熱伝導性材料と高熱伝導性材料の境界面に
凹凸を形成すると共に、鋳造面の表面を平滑面とした冷
却ドラムが提案されている。また、特開昭59−147
751号公報に記載されているように冷却ドラム外表面
にセラミック施工により緩冷却化を図る方法、特開平1
−11056号公報に開示されているように、冷却ドラ
ム外表面に酸化物を溶射する方法が提案されている。
【0004】しかしながら、単純に緩冷却化を図ると、
鋳片の凝固組織が粗大化して製品品質に対して種々の不
具合が生じる場合がある。例えば、特公平7−8853
4号公報において、Cr−Ni系ステンレス鋼薄帯鋳片
のγ粒が粗大な場合に製品にローピングと称される表面
欠陥や光沢むらが発生することが紹介されており、その
対策として冷間圧延前の材料のγ粒径を50μm以下に
微細化することが必要であること、並びに微細化の方法
の一つとして結晶粒微細化元素を溶鋼に添加する方法な
どが開示されている。上記特許公報においては、結晶粒
微細化元素として例えばAl,Ti,Nb,Zr,L
a,Ce,Nd,Y,Ca,Mg等が挙げられており、
これらは何れも酸化物生成元素である。中でもLaやC
e等の希土類元素の酸化物はδ鉄との結晶整合性が特に
小さいために凝固核生成のサイトとなり易く、そのため
過冷度が小さく凝固組織が微細となることが、例えば、
「鉄と鋼」第62巻、614〜623頁などにも示され
ている。鋳片の凝固組織が、特に表層近傍において微細
化すると、前述したローピングや光沢むら等の表面欠陥
が防止できる上に、鋳片表面割れの防止にも効果的であ
るため望ましい。
【0005】しかしながら、前述した酸化物生成元素を
含む溶鋼を図1に示す湯溜まり3に注湯するにおいて、
ノズルが酸化物によって閉塞し易く、安定した注湯量を
確保することが困難になる場合が発生した。また、長時
間鋳造を行うとタンディシュからノズルを通過した酸化
物が湯溜まり3に滞留して溶鋼表面を覆い隠し、鋳造続
行が不可能になる場合が発生した。
【0006】このように、冷却ドラムの熱疲労を緩和す
るため緩冷却化すると鋳片の凝固組織が粗大化して製品
品質が不良となり、また緩冷却化しつつ凝固組織を微細
化させるために酸化物生成元素、中でも凝固核生成サイ
トとして強力な作用を有する希土類元素を溶鋼に添加す
ると、酸化物のために安定鋳造が阻害されるという問題
が発生する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、冷却ドラムでの熱流束を低減し、しかも鋳片表面の
凝固組織を微細化して鋳片の表面割れや光沢むらを防止
し、更に冷却ドラム寿命を大幅に延長させることを目的
に本発明を完成させたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、冷却ドラムを
用いて溶鋼から薄肉鋳片を製造する装置において、冷却
ドラム表面にδ凝固生成核生成元素を置くことで、凝固
核の発生起点を多数与え鋳片表面の凝固組織を微細化さ
せることによって鋳片表面割れを防止し、かつ表面光沢
を向上させる薄帯連続鋳造用冷却ドラムを提供するもの
で、その具体的手段は、冷却ドラムを用いた薄帯連続鋳
造装置において前記冷却ドラム外表面に厚さ10μm〜
100μmの希土類金属酸化物、好ましくは、Ce2
3 、La 2 3 から選ばれた少なくとも1種の被覆層を
溶射等の手段で付与した被覆層を有することを特徴とす
る薄帯連続鋳造用冷却ドラムであり、更に、上記薄帯連
続鋳造装置が一対の冷却ドラムを用いる双ドラム式薄帯
連続鋳造装置であることである。
【0009】
【発明の実施の形態】このように、本発明においては、
冷却ドラム外表面に厚さ10μm〜100μmの希土類
金属酸化物、好ましくは、Ce2 3 、La2 3 から
選ばれた少なくとも1種の被覆層を溶射等の手段で付与
した被覆層を設けた冷却ドラムであることを特徴とする
ものであるが、本発明者らは、前記Ce2 3 、La2
3 等の希土類金属酸化物は、δ凝固生成核生成サイト
として有効に作用すべき元素であるが、溶鋼中に含有さ
せずとも溶鋼と直接接触して凝固が開始する冷却ドラム
表面にのみ存在しても有効に作用することに思い至っ
た。すなわち、前述したように、薄帯連続鋳造において
は溶鋼が冷却ドラムと直接接触して凝固が開始するた
め、冷却ドラム表面に凝固核生成サイトを多数与えるこ
とによって鋳片表面の凝固組織を微細化させることが可
能となり、牽いては鋳片表面の割れや光沢むらなどの欠
陥を防止できるのである。更に、冷却ドラム表面に付与
された酸化物は冷却ドラム本体より熱伝導率が低いため
に抜熱が緩和され、冷却ドラム外表面近傍の熱疲労が緩
和され、冷却ドラムの寿命を著しく延長させることが可
能となる。
【0010】上記被覆層において、その厚みを10μm
〜100μmに限定した理由は、10μm以下ではδ凝
固生成核発生起点の数が不足して被覆膜の均一性が得ら
れず、一方、100μm以上では被覆膜が厚くなり過ぎ
て被覆層が剥離し易い理由から上記範囲に限定したもの
である。上述したように、本発明による薄帯連続鋳造用
冷却ドラムにおいては、冷却ドラム外表面にδ凝固生成
核生成元素としてCe2 3 、La2 3 等の希土類金
属酸化物層を適切な厚みで付与したことで、従来の鋳造
面の表層を純Niメッキ層、Fe,Wまたは非金属を含
むNi−異材料分散メッキ層、Co−Niメッキ層のい
ずれかからなる低熱伝導性材料で形成、冷却ドラム外表
面にセラミック施工、冷却ドラム外表面に酸化物を溶射
法で付与した被覆層に比べ、冷却ドラム表面での熱伝導
性を確保しながら、耐焼付性、耐摩耗性を向上させ、溶
融金属の凝着や薄鋳片の巻きつき、焼きつきを防止でき
ると共に、鋳片表面の凝固組織を微細化と表面光沢を格
段に向上させることが可能になったものである。更に、
冷却ドラム外表面での疵発生を防止し、ドラム寿命を著
しく向上させることも可能になった。
【0011】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
本実施例に使用した鋳造装置は双ドラム式薄帯鋳造装置
である。鋳型である冷却ドラムは直径1200mm、幅
1000mmであり、内部水冷構造を有するものであ
る。この冷却ドラム外表面の鉄基金属に表1に示した加
工を施した。各冷却ドラムを用いて60トン/チャージ
のAISI304ステンレス鋼を64m/分の鋳造速度
で鋳造し、3mm厚の薄肉鋳片を鋳造した後、圧下率8
0%の冷間圧延と光輝焼鈍を行って0.6mm厚の薄板
を製造して割れや表面光沢を評価した。また、同一条件
の鋳造を20回繰り返し行って累計鋳造量が1200ト
ンに達した後に冷却ドラムの外表面を子細に観察してク
ラックの有無を調査した。その結果を表1に示した。
【0012】
【表1】
【0013】表1から分かるように、冷却ドラムの外表
面にCe2 3 およびLa2 3 の希土類金属酸化物を
厚さ15μm、90μmを溶射法で付与したものは、鉄
基無垢、Niメッキ、Co/Ni複メッキ、或いはAl
2 3 、ZrO2 を溶射したものに比べて鋳造後の薄帯
表面性状およびドラム状況においても何らの欠陥なく優
れた効果を発揮できるものである。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、冷却ドラ
ム表面にδ凝固生成核生成元素を置くことで、凝固核の
発生起点を多数与え鋳片表面の凝固組織を微細化させる
ことによって鋳片表面割れを防止し、かつ表面光沢を向
上させ、併せて冷却ドラム寿命を向上させた薄帯連続鋳
造用冷却ドラムを提供することが可能になったものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための双ロール式薄帯連続鋳
造装置を示す一部断面図である。
フロントページの続き (72)発明者 山村 英明 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 岡 秀毅 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 Fターム(参考) 4E004 DA13 QA01 4K031 AA02 AA08 AB07 AB08 CB42

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却ドラムを用いた薄帯連続鋳造装置に
    おいて、前記冷却ドラム外表面に厚さ10μm〜100
    μmの希土類金属酸化物の被覆層を有することを特徴と
    する薄帯連続鋳造用冷却ドラム。
  2. 【請求項2】 前記希土類金属酸化物の被覆層が、Ce
    2 3 、La2 3から選ばれた少なくとも1種である
    ことを特徴とする請求項1記載の薄帯連続鋳造用冷却ド
    ラム。
  3. 【請求項3】 前記被覆層の付与手段が溶射であるであ
    ることを特徴とする請求項1または2記載の薄帯連続鋳
    造用冷却ドラム。
  4. 【請求項4】 前記薄帯連続鋳造装置が一対の冷却ドラ
    ムを用いる双ドラム式薄帯連続鋳造装置であることを特
    徴とする請求項1〜3に何れかの項に記載の薄帯連続鋳
    造用冷却ドラム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016030929A1 (ja) * 2014-08-28 2017-07-27 株式会社ササクラ 冷却ロール及びその製造方法
JP2020082096A (ja) * 2018-11-16 2020-06-04 日本製鉄株式会社 冷却ロールの製造方法、及び、薄肉鋳片の製造方法
JP2020175394A (ja) * 2019-04-15 2020-10-29 日本製鉄株式会社 冷却ロール、双ロール式連続鋳造装置、薄肉鋳片の鋳造方法、及び、冷却ロールの製造方法

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JP7155922B2 (ja) 2018-11-16 2022-10-19 日本製鉄株式会社 冷却ロールの製造方法、及び、薄肉鋳片の製造方法
JP2020175394A (ja) * 2019-04-15 2020-10-29 日本製鉄株式会社 冷却ロール、双ロール式連続鋳造装置、薄肉鋳片の鋳造方法、及び、冷却ロールの製造方法
JP7243405B2 (ja) 2019-04-15 2023-03-22 日本製鉄株式会社 冷却ロール、双ロール式連続鋳造装置、薄肉鋳片の鋳造方法、及び、冷却ロールの製造方法

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