(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに反対方向に回転する一対の冷却ドラムの間隙の上部に形成された湯溜まり部に、溶湯を連続的に供給して薄鋳片に連続鋳造する方法において、前記冷却ドラムの周面に直径が４００〜２０００μｍ、深さが１０〜２００μｍの窪みを３０〜７０％の面積率で形成し、前記湯溜まり部の溶湯上面の雰囲気を窒素ガスまたは窒素ガスにアルゴンガスを混合した雰囲気とし、前記窪みの傾斜面と冷却ドラムの表面とでなす角度β(deg)と前記雰囲気中のアルゴンガスの体積比y(%)が下記（１）式または（２）式を満足する連続鋳造方法によって製造された薄鋳片であって、該薄鋳片の表面には直径が４００〜２０００μｍ、高さが１０〜１５０μｍの凹凸が３０〜７０％の面積率で形成されており、該凹凸の傾斜面と薄鋳片の表面とでなす角度αが４０deg以下であることを特徴とする連続鋳造薄鋳片。
0003583901.tif 000007
【請求項２】
互いに反対方向に回転する一対の冷却ドラムの間隙の上部に形成された湯溜まり部に、溶湯を連続的に供給して薄鋳片に連続鋳造する方法において、前記冷却ドラムの周面に直径が４００〜２０００μｍ、深さが１０〜２００μｍの窪みを３０〜７０％の面積率で形成し、前記湯溜まり部の溶湯上面の雰囲気を窒素ガスまたは窒素ガスにアルゴンガスを混合した雰囲気とし、前記窪みの傾斜面と冷却ドラムの表面とでなす角度β  （ｄｅｇ）と前記雰囲気中のアルゴンガスの体積比ｙ（％）  が下記（１）式または（２）式を満足することを特徴とする薄鋳片連続鋳造方法。
０＜β≦４０の場合、                  ０＜ｙ≦０．１  ・・・・（１）式
【数１】
0003583901.tif 000008
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は双ドラム式連続鋳造装置等によって製造される薄鋳片および薄鋳片を連続鋳造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造によってホットストリップと同等かそれに近い厚さの鋳片を製造する装置として、例えば双ドラム式連続鋳造装置が知られている。この装置は、図１に示すように、軸を水平にし互いに接近して並行に設置され、且つ互いに逆方向に回転する一対の冷却ドラム１、１と、冷却ドラム１、１の両端面に圧着されたサイド堰２、２（仮想線で示す）とを主要な構成部材としている。
【０００３】
冷却ドラム１、１とサイド堰２、２とで形成された湯溜まり部３の上方にはシールチャンバー４が設けられ、シールチャンバー４内には不活性ガスが供給される。湯溜まり部３にタンディッシュ５から溶湯を連続的に供給することにより、溶湯は冷却ドラム１との接触部で凝固シェルを形成し、凝固シェルは冷却ドラム１、１の回転に伴ってキッシングポイント６で圧着され薄鋳片Ｃとなる。
【０００４】
薄鋳片Ｃは板厚が１〜７ｍｍ程度と薄いため、その表面は凝固シェルの形成状態の影響を著しく受け、急冷による凝固シェル厚の不均一等により表面割れが発生するという問題がある。表面割れの発生を防止するために、冷却ドラム周面にショットブラスト、フォトエッチ、レーザー加工等により多数の窪みを設ける技術が、例えば特開昭６０−１８４４４９号公報に開示されている。
【０００５】
この窪みによって冷却ドラムと凝固シェルとの間に断熱層となるガスギャップを形成することで溶湯の緩慢な冷却を行い、また窪みに溶湯を適度に入り込ませて鋳片表面に凸転写を形成させ、凸転写の周縁から凝固を開始させることで凝固シェル厚の均一化を図ることができる。
【０００６】
また、湯溜まり部の溶湯表面の酸化を防止するために、湯溜まり部にシールチャンバーを設け、チャンバー内にアルゴンガスを供給する技術が、例えば特開昭６３−１７７９４５号公報に開示されている。しかしアルゴンガスを供給した場合は、窪み内のアルゴンガスの膨張によって、鋳片表面に凸転写を形成することができない。
【０００７】
湯溜まり部の溶湯表面の酸化を防止すると共に、鋳片表面に凸転写を形成する技術として、チャンバー内に溶湯に可溶な窒素ガスを供給する技術が、例えば特開平３−７７７４７号公報に開示されている。しかし、この技術によって鋳片表面割れを防止するに必要な凸転写を形成すると、鋳片表面に凸転写に起因した光沢むらや表面疵等（以下、単に表面疵という）が発生する。
【０００８】
薄鋳片の表面割れと表面疵の両方を防止する技術として、鋳片の表面割れ防止用と、表面疵防止用の２種類の窪みを設けると共に、窪みの傾斜角度を４０°以下と小さくする技術が、例えば特開平６−３２８２０４号公報に開示されている。
【０００９】
しかし、この技術によっても表面割れと表面疵の両方の発生を十分に防止できない。また、この技術では２種類の窪みを設けるため工程が煩雑になり、しかも２種類のうち１種類の窪みは、深さが１００μｍ  以下と浅いため、磨滅により寿命が短いという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、薄鋳片の表面割れおよび凸転写に起因した表面疵の両方を防止すると共に、窪みの形成工程の簡略化および窪みの寿命延長を図ることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の連続鋳造薄鋳片は、互いに反対方向に回転する一対の冷却ドラムの間隙の上部に形成された湯溜まり部に、溶湯を連続的に供給して薄鋳片に連続鋳造する方法において、前記冷却ドラムの周面に直径が４００〜２０００μｍ、深さが１０〜２００μｍの窪みを３０〜７０％の面積率で形成し、前記湯溜まり部の溶湯上面の雰囲気を窒素ガスまたは窒素ガスにアルゴンガスを混合した雰囲気とし、前記窪みの傾斜面と冷却ドラムの表面とでなす角度β(deg)と前記雰囲気中のアルゴンガスの体積比y(%)が下記（１）式または（２）式を満足する連続鋳造方法によって製造された薄鋳片であって、該薄鋳片の表面に直径が４００〜２０００μｍ、高さが１０〜１５０μｍの凹凸が３０〜７０％の面積率で形成されており、該凹凸の傾斜面と薄鋳片の表面とでなす角度αが４０deg以下であることを特徴とする。
0003583901.tif 000002
【００１２】
本発明の薄鋳片連続鋳造方法は、互いに反対方向に回転する一対の冷却ドラムの間隙の上部に形成された湯溜まり部に、溶湯を連続的に供給して薄鋳片に連続鋳造する方法において、前記冷却ドラムの周面に直径が４００〜２０００μｍ、深さが１０〜２００μｍの窪みを３０〜７０％の面積率で形成し、前記湯溜まり部の溶湯上面の雰囲気を窒素ガスまたは窒素ガスにアルゴンガスを混合した雰囲気とし、前記窪みの傾斜面と冷却ドラムの表面とでなす角度β  （ｄｅｇ）と前記雰囲気中のアルゴンガスの体積比ｙ（％）  が下記（１）式または（２）式を満足することを特徴とする。
０＜β≦４０の場合、                  ０＜ｙ≦０．１  ・・・・（１）式
【数２】
0003583901.tif 000003
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、薄鋳片に発生する表面割れを防止するため、冷却ドラム周面にショットブラスト、フォトエッチ、レーザー加工等により、多数の窪みを設ける。窪みの直径は４００〜２０００μｍ、深さは１０〜２００μｍ、面積率は３０〜７０％とする。また、湯溜まり部の溶湯表面の酸化を防止すると共に、鋳片表面に窪みの凸転写を形成するために、湯溜まり部の溶湯上面を溶湯に可溶な窒素ガスまたは窒素ガスにアルゴンガスを混合した雰囲気とする。
【００１４】
本発明者は上記条件によって製造された薄鋳片表面の凸転写による凹凸と薄鋳片を圧延した後の薄板製品の表面疵との関係を詳細に調査した結果、両者の間に強い相関があることを発見した。図２に示す薄鋳片Ｃの凹凸の傾斜面ｋ１  と薄鋳片の表面ｓとでなす鋳片の凹凸角度αが４０ｄｅｇを超えるか、凹凸の直径が４００〜２０００μｍの範囲において高さｈが１５０μｍ  を超えると、圧延時に凸部のメタルが凹部に被さり、その際に表面のスケ−ル層を巻き込むため凹部に被さったメタルは圧着されず、表面疵となって残る。鋳片の凹凸角度αが４０ｄｅｇ以下であり、かつ凹凸の高さｈが１５０μｍ  以下であれば、上記のような現象は起こらず表面疵は発生しない。
【００１５】
凹凸の直径が４００〜２０００μｍの範囲において凹凸の高さｈが１０μｍ  未満であると、鋳片表面に凸転写を形成させ、凸転写の周縁から凝固を開始させることで凝固シェル厚の均一化を図ることができないため、鋳片に表面割れが発生する。凹凸の高さｈが１０μｍ  以上であれば、上記のような現象は起こらず表面割れは発生しない。
【００１６】
図２に示す鋳片の凹凸角度αは、窪みの傾斜面ｋ２  とドラム表面ｄとでなすドラムの窪み角度βと雰囲気ガスに占めるアルゴンガスの比率によって決まる。そのため、鋳片の凹凸角度αの調整は、ドラムの窪み角度βあるいは雰囲気ガスに占めるアルゴンガスの比率を調整することによって行うことができる。この場合、鋳片の凹凸角度αは、ドラムの窪み角度βに正比例し、雰囲気ガスに占めるアルゴンガスの比率に反比例する。そのため、鋳片の凹凸角度αを小さくするためには、ドラムの窪み角度βを小さくするか、雰囲気ガスに占めるアルゴンガスの比率を大きくする。
【００１７】
前記のように、鋳片の凹凸角度αはドラムの窪み角度βに正比例するため、ドラムの窪み角度βと雰囲気ガスに占めるアルゴンガスの比率を調整することによっても鋳片の表面疵および表面割れの発生を防止することができる。図３は、ドラムの窪み角度βと雰囲気ガスに占めるアルゴンガスの体積比率の関係における鋳片の表面疵および表面割れの発生状況を示す。
【００１８】
図３に示すように、ドラムの窪み角度βが４０ｄｅｇ以下の場合は、アルゴンガスの比率ｙが下記（１）式を満足すると、鋳片に表面疵および表面割れの発生はなく健全な鋳片を製造できる。ドラムの窪み角度βが４０ｄｅｇを超える場合は、ドラムの窪み角度βとアルゴンガスの比率ｙの関係が下記（２）式を満足すると、鋳片に表面疵および表面割れの発生はなく健全な鋳片を製造できる。
０＜ｙ≦０．１  ・・・・（１）式
【数３】
0003583901.tif 000004
【００１９】
ドラムの窪み角度βが４０ｄｅｇ以下の場合は、鋳片の凹凸角度αは４０ｄｅｇを超えることはないので、アルゴンガスを積極的に混合する必要はないが、アルゴンガスをその比率が０．１％を超えない範囲で混合すると、鋳片の凹凸角度αが若干低下するため、表面疵の発生をより確実に防止できるとともに、製品表面の光沢度が向上する。
【００２０】
鋳片の凹凸角度αおよびドラムの窪み角度βの値は、例えば二次元の粗度計にて描いたプロフィールから計測することができる。この場合、凹凸が例えば１００個以上含まれる長さを計測することにより計測値に代表性があるものとなる。計測したドラムの窪み角度βに応じてアルゴンガスの比率を図３に示す範囲に調整する。
【００２１】
【実施例】
表１に示す成分組成からなるオーステナイト系ステンレス鋼を図１に示す双ドラム式連続鋳造装置により板厚３ｍｍの帯状の薄鋳片に鋳造し、鋳造に引続いて熱間圧延し、その後に冷間圧延して板厚０．５ｍｍの薄板製品を製造した。上記薄鋳片を鋳造するに際し、幅８００ｍｍ、直径１２００ｍｍの冷却ドラムの周面に表２に示す条件で窪みを加工した。加工方法としてはショットブラスト法、フォトエッチング法およびレーザー加工法を用いた。試験条件およびその結果を表２に示す。
【００２２】
【表１】
0003583901.tif 000005
【００２３】
【表２】
0003583901.tif 000006
【００２４】
鋳造Ｎｏ．１−１、２−１、３−１、４−１、５−１は、アルゴンガスの比率が大き過ぎた結果、熱膨張の影響が大きくなり、ドラム表面と薄鋳片表面の間にガス層が不均一に入り込んでシェルの均一な凝固ができなくなり、薄鋳片表面に割れが発生した。鋳造Ｎｏ．３−５、４−５、５−５は、アルゴンガスの比率が小さ過ぎた結果、鋳片の凹凸角度αが４０ｄｅｇ  を超えたものが発生し、圧延後の薄板製品に表面疵が発生した。上記以外の場合では、薄鋳片に表面割れの発生はなく、圧延後の薄板製品にも表面疵は発生しなかった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、双ドラム式連続鋳造装置等によって製造される薄鋳片の表面割れを防止するとともに、表面割れ防止のために冷却ドラム周面に設けた窪みの鋳片への凸転写に起因した薄板製品の光沢むらや表面疵等を確実に防止できる。また、薄鋳片の表面割れ防止のために冷却ドラム周面に設ける窪みは、１種類でよいため、窪み加工工程が簡単である。さらには、窪み深さが１０〜２００と広範囲であるため、窪みの磨滅による寿命が従来のほぼ２倍に延長する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いる双ドラム式連続鋳造装置の側面図である。
【図２】鋳片の凹凸角度αおよびドラムの窪み角度βを説明する図である。
【図３】薄鋳片の表面性状に及ぼすドラムの窪み角度βと雰囲気ガスに占めるアルゴンガスの比率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１…冷却ドラム
２…サイド堰
３…湯溜まり部
４…シールチャンバー
５…タンディッシュ
６…キッシングポイント
Ｃ…薄鋳片
α…鋳片の凹凸角度
β…ドラムの窪み角度
ｓ…鋳片表面
ｄ…ドラム表面
ｋ１  …凹凸の傾斜面
ｋ２  …窪みの傾斜面
ｈ…凹凸の高さ
【図１】
0003583901.tif 000009
【図２】
0003583901.tif 000010
【図３】
0003583901.tif 000011