(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼のＣ量を０．００１％以上に調整し、この溶鋼から冷延用の薄鋼帯を直接鋳造して、少なくとも１０％以上の圧下をした後、凝固後の鋼帯温度を、式（１）により定められる温度Ｔ１℃を境界温度として少なくともＴ１℃以下に冷却した後、Ｔ２℃以上に再加熱し、再びＴ３℃以下に冷却して鋼帯を巻取り、その後酸洗、冷間圧延及び焼鈍を行うことを特徴とする薄板連続鋳造方法。
ここで、Ｔ１はＣ量と冷却速度およびインライン圧下率の関数であり、Ｔ２とＴ３はＣ量の関数である。
Ｔ１＝Ａ（−２９５．４５〔Ｃ〕−３２．７２）＋Ｂ（３６３．６３〔Ｃ〕−１５１．５１）＋（−１４７７．２７〔Ｃ〕＋１１７１．３６）    （式１）
ここで、Ａ：冷却速度（℃／ｓ）の常用対数
〔Ｃ〕：炭素濃度（％）
Ｂ：インライン圧下率の関数
ｌｏｇ｛７５０／（９０×１ＬＲＲ＋１）｝
１ＬＲＲ：インライン圧下率
Ｔ２＝−２０００×〔Ｃ〕＋９８０（℃）                  （式２）
Ｔ３＝−９０００×〔Ｃ〕＋９２０（〔Ｃ〕＜０．０２％）（℃）（式３−１）
Ｔ３＝７４０℃                  （〔Ｃ〕≧０．０２％）（℃）（式３−２）
但し、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の精度は±１０℃である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ツインドラム方式による連続鋳造装置を使用して、表面が滑らかでかつ金属組織が微細化した金属薄板を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷延鋼板を製造する方法として、ツインドラム方式の連続鋳造機にて薄板鋳片（板厚２mm〜１０mm）を得、そのまま熱延板として使用するか、その後鋳片を酸洗（スケールを除去するため）し、冷間圧延により所定の製品板厚とし、さらに焼鈍して製品とする方法がある。
【０００３】
上記技術の場合最も重要な点は、ドラム方式連鋳機で得られた薄板鋳片の性状であるが、上記の従来の製造プロセスでは、冷間圧延前（as cast)の金属組織が粗いため低級グレードの製品としての用途に限定されており、良質の製品とするためには冷間圧延率を高くする必要があるといった問題点があった。
組織を細かくする方法として特開昭６１−９９６３０に記されたように、溶鋼のＣ量を０．０１５％以上に調整し、この溶鋼から冷延用の薄鋼帯を直接鋳造して、凝固後の鋼帯温度を少なくとも８００℃以下に冷却した後、９００℃以上に再加熱し、再び８００℃以下に冷却して鋼帯を巻取り、その後酸洗、冷間圧延及び焼鈍を行うことを特徴とする冷延鋼板の製造方法、又は特願昭６０−３０５４５に記されたように製造する金属薄板厚さに相当する間隙を置いて、水平に並設し、互いに回転方向を異にする２本の水冷ロールを有する連続鋳造装置を使用して金属薄板を製造する方法において、鋳造した金属薄板を、一度Ａｌ変態点以下の温度に自然冷却した後、再度インラインにてＡ３変態点以上の温度に加熱・保持し、次いでガス又はあるいは気水混合物で冷却することを特徴とする金属薄板製造方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの方法を用いて制作した設備は、その熱処理時間が長いことから、設備の長さが大きいものになる。たとえば、特願昭５９−２２６５１５の例では、鋳片を３．２mm厚に凝固させ、水冷により７００〜９５０℃に冷却後、直火バーナにより１００秒まで再加熱し９５０℃で５秒保持し、最小５５０℃まで水冷して巻取っている。この場合、ツインドラム法での鋳造速度は約３０ｍ／分とし、７００℃までの水冷での冷却速度を５０℃／秒、９５０℃での再加熱時間を１００秒、５５０℃までの水冷での冷却速度を５０℃／秒とすると、冷却−加熱−冷却設備の長さは
【０００５】
【数１】
0003709003.tif 000002
【０００６】
ここで、式４の意味は
・左辺第１項は（１１００℃から７００℃までの冷却に要する時間（分））掛ける（鋳造速度３０ｍ／分）で冷却に要する設備長さである。
・左辺第２項は（７００℃から９５０℃までの再加熱に要する時間（分））掛ける（鋳造速度３０ｍ／分）で再加熱に要する設備長さである。
【０００７】
・左辺第３項は（９５０℃から５５０℃までの冷却に要する時間（分））掛ける（鋳造速度３０ｍ／分）で冷却に要する設備長さである。
となる。また、特願昭６０−３０５４５の例では、鋳造速度は３ｔの場合２８ｍ／min ６５０〜７００℃から９００〜９５０℃に加熱する時間は１〜２分間であり、その後の巻取り（７００℃とする）までの冷却は５℃／秒としている。この場合の冷却−加熱−冷却設備の長さは
【０００８】
【数２】
0003709003.tif 000003
【０００９】
ここで、式５の意味は
・左辺第１項は（１１００℃から７００℃までの冷却に要する時間（分））掛ける（鋳造速度２８ｍ／分）で冷却に要する設備長さである。
・左辺第２項は（再加熱に要する時間（２分））掛ける（鋳造速度２８ｍ／分）で再加熱に要する設備長さである。
【００１０】
・左辺第３項は（９５０℃から７００℃巻き取りまでの冷却に要する時間（分））掛ける（鋳造速度２８ｍ／分）で冷却に要する設備長さである。
また、これら設備でできた鋳片表面は鋳造ままであり、凹凸があり熱延鋼板として供するには、従来の熱間圧延機により製造した熱延板とは表面性状が異なることにより用途に制約が生じる。本発明は、薄肉鋳片を製造するにあたり、設備の長さを短くして省エネルギー化をはかるとともに、鋳片表面の粗度を改善し鋳片の結晶粒を微細化することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
発明者らは直接鋳造した薄鋼帯に熱処理を加える前に軽圧下を行うことで、その後の冷却の際にγ組織からα組織になる温度が圧下を加えない時に比べて高くなることを見い出した。
この発明の鋼板の製造方法の特徴は、溶鋼のＣ量を０．００１％以上に調整し、この溶鋼から冷延用の薄鋼帯を直接鋳造して、少なくとも１０％以上の圧下をした後、凝固後の鋼帯温度を、式（１）により定められる温度ＴＩ℃を境界温度として少なくともＴ１℃以下に冷却した後、Ｔ２℃以上に再加熱し、再びＴ３℃以下に冷却して鋼帯を巻取り、その後酸洗、冷間圧延及び焼鈍を行うものである。ここで、Ｔ１はＣ量と圧下率（ＲＲ）および冷却速度（ＣＲ）の関数であり、Ｔ２とＴ３はＣ量の関数である。
Ｔ１＝Ａ（−２９５．４５〔Ｃ〕−３２．７２）＋Ｂ（３６３．６３〔Ｃ〕−１５１．５１）＋（−１４７７．２７〔Ｃ〕＋１１７１．３６）    （式１）
ここで、Ａ：冷却速度（℃／ｓ）の常用対数
〔Ｃ〕：炭素濃度（％）
Ｂ：インライン圧下率の関数
ｌｏｇ｛７５０／（９０×１ＬＲＲ＋１）｝
１ＬＲＲ：インライン圧下率
Ｔ２＝−２０００×〔Ｃ〕＋９８０（℃）                      （式２）
Ｔ３＝−９０００×〔Ｃ〕＋９２０（〔Ｃ〕＜０．０２％）（℃）（式３−１）
Ｔ３＝７４０℃                  （〔Ｃ〕≧０．０２％）（℃）（式３−２）
但し、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の精度は±１０℃とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な条件について述べる。
▲１▼  圧下率
表面粗度を改善する条件として、５％以上の圧延が必要である（図１）。また圧延により、Ｔ１温度の上昇が可能である。これは、圧延することにより再結晶する前のγ粒径が小さくなり結晶界面が増加することにより、α領域への変態が容易になる為である。実験では再結晶前のγ粒径を１００μｍ以下にするには、圧延率１０％以上必要であることが判った（図２）。
【００１３】
▲２▼  冷却温度（Ｔ１）
γ粒がα粒に変態する温度Ｔ１は、圧延前のγ粒径、冷却速度、およびＣ濃度に依存する。この中で圧延前のγ粒径はインラインの圧下率の関数になる。鋳造ままの時のγ粒径は５００〜１０００μｍであり、１０％の圧下によりγ粒径は１００μｍ以下になる。図３にはＣ濃度が０．０５Ｃの場合の冷却速度とＴ１温度の関係を示す。１０％の圧下をすることによりＴ１は上昇する。また、この温度はＣ濃度により変化する。すなわち、Ｃが高くなると低温にシフトして、式１の関係になる。Ｃ濃度が０．１６％の場合の冷却速度とＴ１温度の関係を図４に示す。
Ｔ１＝Ａ（−２９５．４５〔Ｃ〕−３２．７２）＋Ｂ（３６３．６３〔Ｃ〕−１５１．５１）＋（−１４７７．２７〔Ｃ〕＋１１７１．３６）      （式１）
ここで、Ａ：冷却速度（℃／ｓ）の常用対数
〔Ｃ〕：炭素濃度（％）
Ｂ：インライン圧下率の関数（＝７５０／（９０×ＩＬＲＲ＋１）
ＩＬＲＲ：インライン圧下率
▲３▼  再加熱温度（Ｔ２）
この温度はＣ濃度によって決まり、式２の関係になる、すなわち、γ結晶がα粒の界面から再び生成する温度であり、Ｔ２以下ではγ結晶が充分生成しない。
Ｔ２＝−２０００×〔Ｃ〕＋９８０（℃）                        （式２）
▲４▼  巻取温度（Ｔ３）
α粒径が充分、再結晶する温度以下とする。この温度もＣ濃度に依存して式３の関係になる。
Ｔ３＝−９０００×〔Ｃ〕＋９２０（〔Ｃ〕＜０．０２％）（℃）（式３−１）
Ｔ３＝７４０℃                  （〔Ｃ〕≧０．０２％）（℃）（式３−２）
なお、本発明で製造される薄板はＣ量：０．００１〜０．２５％を含有し、強度３０〜４０kg／mm2 レベルの普通鋼である。
【００１４】
【実施例】
＜実施例１＞
Ｃが０．０５％の３mm厚の板を鋳造した場合の例を示す。鋳造速度は３０ｍ／分、圧下率１０％、水冷速度を５０℃／秒、加熱速度を２．５℃／秒加熱後の冷却速度を５℃／秒の条件で鋳造した。Ｔ１温度は７６７℃、再加熱温度Ｔ２は８８０℃、巻取温度は７４０℃としたこの場合の加熱−冷却−加熱設備長は
【００１５】
【数３】
0003709003.tif 000004
【００１６】
ここで、式６の意味は
・左辺第１項は１０％の圧下後（１１００℃から７６７℃までの冷却に要する時間（分））掛ける（鋳造速度３０ｍ／分）で冷却に要する設備長さである。
・左辺第２項は（７６７℃から８８０℃まで２．５℃／秒で再加熱に要する時間（分））掛ける（鋳造速度３０ｍ／分）で再加熱に要する設備長さである。
【００１７】
・左辺第３項は（８８０℃から７４０℃巻き取りまでの冷却に要する時間（分））掛ける（鋳造速度３０ｍ／分）で冷却に要する設備長さである。
この結果は、圧下が無い場合、すなわち、特願昭６０−３０５４５の式５と直接比較でき（すなわち、式５での６５０℃から９５０℃までの加熱時間２分は逆算すると加熱速度は２．５℃／秒となるので）、８３ｍの熱処理設備の長さが４０ｍと圧下をすると短縮されたことになる。また、得られた鋳片の表面粗度は粗度Ｒmax で１０μｍであり、熱延板相当であるとともに、結晶粒径も２０μｍであり、現行の熱延板相当であり、機械的性質はもとより、加工肌あれ、脆性も良好であった。
＜実施例２＞
加熱炉帯の長さは変化させて製造した結果を表１にまとめて示す。
【００１８】
例の１から６は実施例であり、Ｎｏ．１からＮｏ．３は炭素濃度を０．０５から０．１６まで変化させた例であり、比較例はＮｏ．１−ｒｅｆからＮｏ．３−ｒｅｆに示す。いずれの場合も熱処理の設備長さが１０ｍ程度短縮した。
実施例のＮｏ．４−６はＴ１，Ｔ２，Ｔ３が１０％変化した例を示す。
これらの例から加熱炉帯は圧延を行うことにより短縮できることが判った。また、得られた鋳片の結晶粒径も２０μｍ程度であり、加工肌あれ、脆性も良好であった。
【００１９】
【表１】
0003709003.tif 000005
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上に記したように、鋳造された金属薄板を圧下した後、γ→α変態温度以下に冷却した後、再度α→γ変態点以上に加熱し、次いで冷却するものであるから、単に冷却加熱して結晶粒を微細化するのに比べて、短い設備で金属組織が微細化された薄板鋳片が得ることができ、省エネルギー化をはかるとともに設備のコンパクトをはかりつつ、良好な熱延板相当の鋳片を得ることができる効果が生ずるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】インライン圧下率と表面粗さＲmax の関係。
【図２】インライン圧下率と圧下直後のγ粒径の関係。
【図３】Ｃ濃度が０．０５％の場合の冷却速度とＴ１温度の関係。
【図４】Ｃ濃度が０．１６％の場合の冷却速度とＴ１温度の関係。
【図５】薄板鋳造設備の概要。
【図１】
0003709003.tif 000006
【図２】
0003709003.tif 000007
【図３】
0003709003.tif 000008
【図４】
0003709003.tif 000009
【図５】
0003709003.tif 000010