JPH0780605A - 含硼素オーステナイト系ステンレス鋼薄鋳片の製造方法 - Google Patents

含硼素オーステナイト系ステンレス鋼薄鋳片の製造方法

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JPH0780605A
JPH0780605A JP25212593A JP25212593A JPH0780605A JP H0780605 A JPH0780605 A JP H0780605A JP 25212593 A JP25212593 A JP 25212593A JP 25212593 A JP25212593 A JP 25212593A JP H0780605 A JPH0780605 A JP H0780605A
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JP
Japan
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stainless steel
austenitic stainless
boron
solidified
thin cast
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JP25212593A
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Naonori Moriya
尚玄 森谷
Naotada Yoshida
直嗣 吉田
Yasuyuki Murata
泰之 村田
Kazusato Hironaka
一聡 廣中
Chisato Yoshida
千里 吉田
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Leotec KK
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Leotec KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 含硼素オーステナイト系ステンレス鋼の製造
時に発生する表面割れを解消できる圧延素材を製造す
る。 【構成】 含硼素オーステナイト系ステンレス鋼の半凝
固金属スラリーを双ロール式連続キャスターで急冷凝固
して硼化物の分散を微細化する薄鋳片の鋳造を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、含硼素オーステナイ
ト系ステンレス鋼板の製造時に発生する表面割れを解消
する圧延素材としての含硼素オーステナイト系ステンレ
ス鋼薄鋳片の製造方法を提案するものである。含硼素オ
ーステナイト系ステンレス鋼は熱中性子吸収能力が大き
いという特徴があり、耐食性にも優れていることから、
熱中性子遮へい材料として好適である。しかし、鋼中の
BはFeやCrと反応し金属間化合物として硼化物を生
成し、この硼化物が熱間加工性を著しく劣化させるた
め、熱間圧延による鋼板の製造が非常に難かしくなると
いう問題があり、この解決が望まれている。
【0002】
【従来の技術】前記問題を解決するための技術として、
例えば特開昭57−45464号公報(熱間加工性の優
れた含ボロン原子炉用オーステナイトステンレス鋼)に
は、含硼素オーステナイト系ステンレス鋼中のAlとN
の含有量比率を調整することによって熱間加工性を改善
する手段が、また、特開平55−89459号公報(耐
食性および加工性に優れた含ボロンステンレス鋼)に
は、含硼素ステンレス鋼にVを添加して熱間加工性を改
善する手段がそれぞれ提案開示されている。しかし、こ
れらの合金成分の添加による熱間加工性の改善はほとん
ど期待できなく、通常の熱間圧延で含硼素オーステナイ
ト系ステンレス鋼板を製造することは困難であった。
【0003】さらに、特開平4−236716号公報
(B含有オーステナイト系ステンレス鋼の熱延鋼帯の製
造方法)には、含硼素オーステナイト系ステンレス鋼の
熱間圧延割れの防止方法として、分塊圧延の温度と圧下
率とを特定し、得られた分塊スラブの加熱温度と圧延終
了温度及び最終仕上圧延速度を規定して熱間圧延する方
法が提案開示されている。しかし、この方法において
は、鋼塊の凝固時に粗大な硼化物が生成するため、B含
有量が1.2mass%以下の低B含有鋼においてのみ熱間
圧延割れの防止効果が期待できるものの十分満足できる
ものではなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記した
問題点を有利に解消できる新規な鋼板用圧延素材として
含硼素オーステナイト系ステンレス鋼薄鋳片の製造方法
を提案することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨は以下の
通りである。 B:0.5〜4.0mass%を含有する含硼素オーステナ
イト系ステンレス鋼半凝固金属スラリーを、双ロール式
連続キャスターに供給し、急冷凝固して硼化物の分散を
微細化する鋳造を行うことを特徴とする含硼素オーステ
ナイト系ステンレス鋼薄鋳片の製造方法である。
【0006】さらに、上記において、半凝固金属スラリ
ーの固相率を0.01〜0.4の範囲にすることがよ
く、また、薄鋳片の厚さを10mm以下とすることが好ま
しい。
【0007】
【作用】この発明に至った経緯とその作用について以下
に述べる。発明者らは、含硼素オーステナイト系ステン
レス鋼の熱間加工性について種々調査検討を行い、熱間
加工性の劣化の原因は、凝固過程においてオーステナイ
ト結晶粒界に生成するBとFeやCrとの化合物を主と
する硼化物にあり、熱間加工時にこれらの硼化物が起点
となってオーステナイト結晶粒界が破断することに起因
すること、さらには、結晶粒界に生成する硼化物はオー
ステナイト結晶粒径が大きいほど多量かつ粗大となり、
熱間加工性を劣化させることを見出した。
【0008】したがって、熱間加工性の改善には、凝固
過程において生成するオーステナイト結晶粒を微細化さ
せ、その粒界へ析出する硼化物を微細に分散させる方法
が有効となる。
【0009】しかし、通常の鋼塊鋳造法や、鋳片厚さが
150mm程度の連続鋳造法では凝固速度が遅いため、凝
固過程でオーステナイト結晶粒を微細化させることは困
難である。また、急冷凝固を狙って溶湯から直接薄鋳片
に鋳造し、熱間圧延を省略する方法が考えられるが、こ
の方法では凝固速度は早くなるものの、供給溶湯が過熱
度(溶湯温度と液相線との温度差)を有しているために
薄鋳片の表面から板圧中心に向って粗大な柱状晶が生成
し、オーステナイト粒の微細化は達成できない。そして
柱状オーステナイト結晶粒の粒界に生成する粗大な硼化
物のために、薄鋳片鋳造時のベンド−アンベンド部ある
いはコイルの巻取り部で鋳片割れが多発し、鋼板用圧延
素材とすることは困難である。
【0010】このような事情から、この発明において
は、固液共存域で攪拌して得られるB:0.5〜4.0
mass%含有オーステナイト系ステンレス鋼の半凝固金属
スラリーを、双ロール式連続キャスターにより急冷凝固
して鋳造を行うので、得られる薄鋳片においては、柱状
晶の生成を完全に抑制することができ、その組織は半凝
固金属スラリー中に懸濁していた微細な粒状の固相粒
(初晶粒)と半凝固金属スラリー中の液相がロール表面
で急冷凝固して生成する微細粒状晶の混合組織となり、
オーステナイト結晶粒界に析出する硼化物を微細に分散
させることができる。
【0011】その結果、熱間加工性に優れるものとなる
ので薄鋳片鋳造工程での鋳片割れを防止でき、かつ、熱
間圧延工程を省略する冷延鋼板用圧延素材を得ることが
できる。
【0012】つぎに、実験例について以下に述べる。 B:2.0mass%を含有するSUS304ステンレス鋼
の溶湯(過熱度ΔT:60℃)及び半凝固金属スラリー
(固相率:0.2)をそれぞれ双ロール式連続キャスタ
ーに供給して厚さ:8mmの薄鋳片を鋳造し、それらの薄
鋳片断面の金属組織を調査した。
【0013】これらの金属組織写真を図1及び2に示
す。図1は溶湯から鋳造した薄鋳片の金属組織写真であ
り、図2は半凝固金属スラリーから鋳造した薄鋳片の金
属組織写真である。これらの図から明らかなように、溶
湯から鋳造した薄鋳片断面の金属組織(図1)は、鋳片
表面からその中心に向けて粗大な柱状晶が生成したもの
であるのに対し、半凝固金属スラリーから鋳造した薄鋳
片断面の金属組織(図2)は、微細なオーステナイト結
晶粒からなっている。
【0014】さらに、B:0.5〜4.0mass%の範囲
で含有するSUS304ステンレス鋼の溶湯の過熱度及
び半凝固金属スラリーの固相率を種々変化させてそれぞ
れ双ロール式連続キャスターに供給して厚さ:8mmの薄
鋳片に鋳造し、得られた各薄鋳片について、鋳片断面に
おける柱状晶占有面積率を調査した。これらの調査結果
を図3にまとめて示す。
【0015】図3は、溶湯の過熱度及び半凝固金属スラ
リーの固相率と鋳片断面における柱状晶占有面積率との
関係を示すグラフである。この図から明らかなように、
供給した溶湯の過熱度ΔTが0℃(固相率:0)の場合
には若干の柱状晶が生成しているが、半凝固金属スラリ
ーの固相率が0.1以上では柱状晶の生成は全くなく、
この発明方法によって柱状晶の生成を完全に抑制できる
ことを示している。
【0016】また、含硼素オーステナイト系ステンレス
鋼の半凝固金属スラリーを用いる連続鋳造すなわちこの
発明方法においては、割れのない薄鋳片の製造を可能に
することのほかに、溶湯を用いて連続鋳造する場合に比
し、 凝固速度が大きいので生産性が向上できる。 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できる。 半凝固金属スラリーが適度の粘度を有するので、湯
じわなどの湯面変動に起因する表 面欠陥が減少する。 などの利点を有している。
【0017】一方、この発明において、連続鋳造に供す
る半凝固金属スラリーの製造法については、とくに限定
するものではなく、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。
【0018】しかしながら、固相率が0.01未満では
部分的に粗大な柱状晶が生成することがあるので、固相
率の下限は0.01とすることがよく、逆に、固相率が
0.40を超えると含硼素オーステナイト系ステンレス
鋼では粘度が急激に上昇し、取扱いが困難になるので連
続鋳造時の作業性などを考慮して、固相率の上限は0.
40とすることが好ましい。
【0019】また、鋳片の厚さについては、その厚さが
10mmを超えると凝固速度が遅くなるため凝固時に生成
する粒状晶が粗大化して柱状晶となり易く、鋳片の表面
割れが生じ易くなる。したがって、鋳片の厚さは10mm
以下とすることが望ましい。
【0020】さらに、成分組成については、耐食性や耐
熱性に優れるオーステナイト系ステンレス鋼にBを添加
するものとするが、そのB含有量は、中性子遮へい効果
を有効に作用させるために0.5mass%以上含有させる
ことが必要であり、逆に4.0mass%を超えて含有させ
るとこの発明方法を用いても鋳造時の割れの発生を完全
に抑制することが困難になる。したがって、Bの含有量
は0.5〜4.0mass%の範囲とする。
【0021】なお、この発明は、Bを添加したSUS3
04,SUS304L,SUS309S及びSUS31
0Sなどに適用して好適であるが、その他のオーステナ
イト系ステンレス鋼にBを添加した鋼についても有利に
適用できる。
【0022】
【実施例】Bを0.5〜5.0mass%の範囲でそれぞれ
含有する304オーステナイト系ステンレス鋼を用い、
電磁攪拌式半凝固金属製造装置により固相率を0.45
以下で変化させた半凝固金属スラリーをそれぞれ製造
し、ついで、これらの半凝固金属スラリーならびに溶湯
を水冷式銅製ロール(ロール径:400mm,ロール幅:
205mm,ロール間隔:0〜30mm,ロール回転数:5
〜30rpm )を備えた双ロール式連続キャスターにそれ
ぞれ供給し、厚さ:5〜12mmの範囲内の薄鋳片をそれ
ぞれ鋳造し、鋳造性、鋳片断面における柱状晶占有面積
率及び鋳片表面の割れの発生の有無などを調査した。
【0023】これらの調査結果を製造条件とともに表1
にまとめて示す。
【表1】
【0024】なお、表1における鋳片表面割れの判定は
以下の基準による3段階評価とした。 A:割れなし。 B:割れ発生小。 C:割れ発生大。
【0025】表1から明らかなように、比較例では鋳造
性の悪いものあるいは柱状晶の生成又は鋳片表面割れの
発生が見られるのに対し、この発明方法によれば、鋳造
性は良好であり、得られた鋳片には柱状晶の生成及び鋳
片表面割れの発生は全く見られない。
【0026】つぎに、この発明方法によって得られた鋳
片(試料No.1〜5)を焼鈍(1150℃・1時間)−
酸洗したのち、圧下率:40〜60%の冷間圧延を行っ
て最終製品としたが、全ての試料とも表面性状の優れた
割れのない冷延鋼板を得ることができた。
【0027】
【発明の効果】この発明は、半凝固金属スラリーを双ロ
ール式連続キャスターに供給して含硼素オーステナイト
系ステンレス鋼薄鋳片を製造するものであって、この発
明によれば、熱間加工が困難な含硼素オーステナイト系
ステンレス鋼薄鋳片の製造を容易にし、かつ熱間圧延工
程を省略できるので、含硼素オーステナイト系ステンレ
ス鋼板の製造が極めて容易となり、その効果は絶大であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶湯から鋳造した薄鋳片の金属組織写真であ
る。
【図2】半凝固金属スラリーから鋳造した薄鋳片の金属
組織写真である。
【図3】溶湯の過熱度及び半凝固金属スラリーの固相率
と鋳片断面における柱状晶占有面積率との関係を示すグ
ラフである。
フロントページの続き (72)発明者 廣中 一聡 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 株式会 社レオテック内 (72)発明者 吉田 千里 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 株式会 社レオテック内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 B:0.5〜4.0mass%を含有する含
    硼素オーステナイト系ステンレス鋼半凝固金属スラリー
    を、双ロール式連続キャスターに供給し、急冷凝固して
    硼化物の分散を微細化する鋳造を行うことを特徴とする
    含硼素オーステナイト系ステンレス鋼薄鋳片の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 半凝固金属スラリーの固相率が、0.0
    1以上、0.40以下である請求項1に記載の含硼素オ
    ーステナイト系ステンレス鋼薄鋳片の製造方法。
  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に記載の含硼素オーステナイト系ステンレス
    鋼薄鋳片の製造方法。
JP25212593A 1993-09-16 1993-09-16 含硼素オーステナイト系ステンレス鋼薄鋳片の製造方法 Pending JPH0780605A (ja)

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JP25212593A JPH0780605A (ja) 1993-09-16 1993-09-16 含硼素オーステナイト系ステンレス鋼薄鋳片の製造方法
US08/433,480 US5697425A (en) 1993-09-16 1994-08-09 Method of producing thin cast sheet through continuous casting
CA002149422A CA2149422C (en) 1993-09-16 1994-08-09 Method of producing thin cast sheet through continuous casting
AT94923095T ATE197130T1 (de) 1993-09-16 1994-08-09 Verfahren zur herstellung dünner gussstücke mittels kontinuierlichem giessen
DE69426193T DE69426193D1 (de) 1993-09-16 1994-08-09 Verfahren zur herstellung dünner gussstücke mittels kontinuierlichem giessen
EP94923095A EP0673699B1 (en) 1993-09-16 1994-08-09 Method of manufacturing thin cast piece through continuous casting
PCT/JP1994/001315 WO1995007780A1 (fr) 1993-09-16 1994-08-09 Procede pour fabriquer un produit coule mince par coulee continue
KR1019950701944A KR950704072A (ko) 1993-09-16 1994-08-09 연속주조에 의한 박주편의 제조방법(method of producing thin cast sheet through continuous casting)

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JP (1) JPH0780605A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001181832A (ja) * 1999-12-24 2001-07-03 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd スパッタリングターゲットの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001181832A (ja) * 1999-12-24 2001-07-03 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd スパッタリングターゲットの製造方法

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