JPH06234048A - オーステナイト系ステンレス薄鋳片の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 液相線温度以下、固相線温度以上の温度域で
強く攪拌して得たオーステナイト系ステンレス鋼の半凝
固スラリーを、互いに間隔をおいて対向配置した一対の
冷却ロールを備えた双ロール式連続鋳造機で鋳造するこ
とによって薄鋳片を得る。 【効果】 表面割れのないオーステイナト系ステンレス
鋼の薄板が製造でき、製品歩留りの低減によって大幅な
コストダウンが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、表面割れなどの品質
劣化を伴うことなしにオーステナイト系ステンレス薄鋳
片を得ようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、オーステナイト系ステンレス鋼
はフェライト系ステンレス鋼に比較して熱間加工時の割
れ感受性が大きいため、かかる鋼の薄板は、鋼塊を一た
ん分塊圧延してスラブとしたのち、スラブ表面に生じた
割れきずを研削加工によって除去し、次いで熱間圧延、
冷間圧延を施すことによって製造するのが通例とされて
いた。ところが、スラブ表面のきず取り作業は、製品歩
留りを大きく低下させる不利があり、作業のうえでも著
しい負荷となっているのが現状であった。

【０００３】上記のような問題の解決を図ることに関し
ては、スラブに相当する鋳片を連続鋳造によって直接製
造しようとする試みもあるが、このような方法を適用し
ても表面割れを回避することは困難であって、割れきず
の研削除去作業を省略するまでには至っていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、オ
ーステナイト系ステンレス鋼の薄板を製造する際に生じ
ていた従来の問題を解消できる新規な方法を提案すると
ころにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、液相線温度
以下、固相線温度以上の温度域で強く攪拌して得たオー
ステナイト系ステンレス鋼の半凝固スラリーを、互いに
間隔をおいて対向配置した一対の冷却ロールを備えた双
ロール式連続鋳造機で鋳造することによって薄鋳片とす
ることを特徴とするオーステナイト系ステンレス薄鋳片
の製造方法であり、上記半凝固スラリーの固相率は１％
以上、40％以下であるのが好ましい。また、鋳片の厚さ
については10mm以下のものを対象とするのが望ましい。

【０００６】

【作用】オーステナイト系ステンレス鋼の熱間加工時に
おける割れは、鋼中の不純物であるＰとＳの偏析がフェ
ライト系ステンレス鋼に比べてはるかに大きいことが原
因になっている。すなわち、オーステナイト系ステンレ
ス鋼では、その凝固過程において形成される凝固殻の前
面にＰやＳの濃化層が形成されやすく、凝固の進行にと
もなって該濃化層はＰやＳの濃度を上昇させながら最終
的には結晶粒界に濃厚偏析が生成されることになる。

【０００７】ここに、上記濃厚偏析部は凝固点が低く、
熱間加工温度に再加熱された場合に部分的に溶融し、こ
れが熱間加工において破断の起点となる。

【０００８】このようなオーステナイト系ステンレス鋼
に特有の熱間割れは、いわゆる液膜脆化に起因するもの
であるから、熱間加工のみならず連続鋳造時の鋳片のバ
ルジングやベンド部、アンベンド部などでの変形によっ
ても生じるものである。

【０００９】以上のような割れ発生原因から推測する
と、オーステナイト系ステンレス鋼の連続鋳造において
はかかる鋼の溶湯を急冷凝固させることによって偏析を
軽減し割れの発生を抑制するとこができるものと考えら
るが、実際にもある程度の改善はみられるものの、溶湯
の凝固速度を単に大きくするだけでは表面割れを完全に
回避することはできない。

【００１０】これは、鋳造された薄鋳片の凝固組織が、
鋳片の表層から厚さ方向の中心へ伸びた粗大な柱状晶組
織をなしていること、そしてその結晶粒界に生成する液
膜が全体的には大きく軽減されるものの局部的には大き
な液膜が発生するとこに起因している。

【００１１】この発明においては、液相線温度以下、固
相線温度以上の温度域で攪拌して得た半凝固スラリー
を、双ロール式連続鋳造基を用いて鋳造するようにした
ので、粗大な柱状晶組織の生成が抑えられ、微細な粒状
の固相粒 (以下これを初晶粒という) と粒状晶からなる
混合組織とすることができるのでオーステナイト系ステ
ンレス鋼に特有の表面割れは有利に回避される。

【００１２】また、オーステナイト系ステンレス鋼の半
凝固スラリーを用いた連続鋳造においては鋳片の表面割
れが回避できる他、溶湯を用いる場合に比較し以下のよ
うな利点もある。 (1) 凝固速度が大きいので生産性を高くできる。 (2) 凝固潜熱の一部を放出しているため冷却ロールに
対する熱負荷が軽減されロールの寿命延長が可能であ
る。 (3) スラリーが適度の粘性を有するので表面性状を改
善することができる。 また、(1) 〜(3) の他に、半凝固スラリーは、液相中に
初晶粒を懸濁したものであるから、鋳造組織としてはス
ラリー中で固相として存在していた初晶粒と鋳造時に生
成される微細粒状晶の混合組織からなり、溶湯を使った
連続鋳造で生成するような粗大柱状晶組織は全く生成し
ない。

【００１３】連続鋳造に使用する半凝固スラリーは、そ
の製法についてはとくに指定はなく、固相が極微量であ
ってもそれなりの効果は期待できるものである。しかし
ながら、固相率が１％未満では部分的に粗大柱状晶組織
となることがあるので、この発明においてその下限を１
％とする。スラリーの固相率が40％を超えるとオーステ
ナイト系ステンレス鋼の場合においては粘度が急激に高
くなり取扱が困難となるので、注入作業などを考慮して
上限については40％とするのが望ましい。

【００１４】鋳片の板厚に関しては、10mmを超えると凝
固速度が小さくなるため凝固時に生成する粒状晶が粗大
して結晶粒界に液膜を生成し表面割れが発生しやすくな
る。このため、鋳造すべき鋳片の板厚は10mm以下が最適
である。

【００１５】

【実施例】SUS310S(21％Ni-25 ％Cr) とSUS316L (14 ％
Ni-17 ％Cr-2.5％Mo) のオースナイト系ステンレス鋼に
ついて、まず電磁攪拌式半凝固金属製造装置を用いて固
相率が０〜45％になる半凝固スラリーを製造し、次いで
このスラリーを、水冷式銅製ロール (ロールの直径：40
0 mm, ロールの幅：205 mm, ロールの間隔：０〜30mm、
ロール回転数：５〜50rpm)を備えた双ロール式薄板製造
装置を用いて鋳造し、得られた鋳片の組織、表面割れの
程度、鋳造性（作業性）について調査した。その結果を
表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１においてNo. ２，３，４，６および７
（適合例）は鋳造組織が初晶粒と微細粒状晶の混合組織
からなり、鋳片表面における割れの発生は全くみられ
ず、鋳造性も良好であった。これに対し、固相率が０％
（完全溶湯）になるNo. １のものについては鋳造組織が
粗大な柱状晶からなっていて、表面割れも大量に発生し
た。また、固相率が45％になるNo. ４のものは半凝固ス
ラリーの流動性が悪いために鋳造することができず、さ
らにNo. ８のもの (板厚10mm超え) は鋳造組織が初晶粒
と粗大粒状晶の混合組織となって少量ながら表面割れが
みられた。

【００１８】なお、この発明に従う適合例については、
極少量の表面研削 (表面きずを除去するための研削では
ない) を行ってから従来法に従い冷間圧延、焼鈍処理を
施して最終製品としたところ、品質的には、鋼塊〜分塊
〜熱延を経る従来材とほぼ同水準にあることが確かめら
れた。

【００１９】

【発明の効果】この発明によれば、表面割れのないオー
ステイナト系ステンレス鋼の薄板を製造することができ
るようになり、製品歩留りの低減によって大幅なコスト
ダウンが実現できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液相線温度以下、固相線温度以上の温度
   域で強く攪拌して得たオーステナイト系ステンレス鋼の
   半凝固スラリーを、互いに間隔をおいて対向配置した一
   対の冷却ロールを備えた双ロール式連続鋳造機で鋳造す
   ることによって薄鋳片とすることを特徴とするオーステ
   ナイト系ステンレス薄鋳片の製造方法。
2. 【請求項２】 半凝固スラリーの固相率が１％以上、40
   ％以下である請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 薄鋳片の厚さが10mm以下である請求項１
   又は２記載の方法。