(57)【要約】薄鋼ストリップの双ロール鋳造。溶鋼が一対の冷却鋳造ロール間に導入されて鋳造溜めを形成し、それから鋼がロール上に凝固して凝固ストリップを生み出す。溶鋼は全酸素含量が１００〜２５０ｐｐｍであり、介在物密度が２〜４ｇ／ｃｍ３で鋼全体に分配されるＭｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のうちいずれか１つ又はそれ以上からなる金属酸化物の介在物を含む。介在物の典型的な大きさは２〜１２ミクロンである。鋳造ストリップは厚が５ｍｍ以下であり、ストリップ域が単位面積当たりの密度で少なくとも１２０介在物／ｍｍ２の凝固介在物を含むよう分配された凝固金属酸化介在物を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．間にロール間隙を有し、ロール間隙の端に隣接した閉込めクロージャを備えた、一対の冷却鋳造ロールを組立て、
ｂ．全酸素含量が少なくとも１００ｐｐｍの低炭素溶鋼を対の鋳造ロール間に導入して鋳造ロール間に鋳造溜めを形成し、
ｃ．鋳造ロールを相互回転させ、溶鋼を凝固させ、溶鋼の全酸素含量を反映したレベルの酸化介在物を含む金属殻を鋳造ロール表面上に形成して、薄鋼ストリップの形成を促進し、
ｄ．前記凝固殻から鋳造ロールのロール間隙を介して凝固薄鋼ストリップを形成する、
という諸段階からなる連続鋳造による鋼ストリップ製造方法。
【請求項２】
鋳造溜めの溶鋼が、０．００１〜０．０１重量％の炭素含量、０．０１〜２．０重量％のマンガン含量、０．０１〜１０重量％のケイ素含量を有する、請求項１で請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項３】
鋳造溜めの溶鋼が、０．０１重量％程度又はそれ以下のアルミニウム含量を有する、請求項２で請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項４】
鋳造溜めの溶鋼が、１００〜２５０ｐｐｍの酸素含量を有する、請求項１乃至３のいずれかで請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項５】
溶鋼が酸化介在物を含み、酸化介在物は２〜４ｇ／ｃｍ３の介在物密度で鋼中に分配されるＭｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ2Ｏ3のうちいずれか１つ又はそれ以上からなる、請求項１乃至４のいずれかで請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項６】
介在物の過半数以上が２〜１２ミクロンの大きさである、請求項１乃至５のいずれかで請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項７】
溶鋼の硫黄含量が０．０１重量％以下である、請求項１乃至６のいずれかで請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項８】
ｅ．取鍋内の装入鋼及び鉱滓形成材料を加熱してケイ素、マンガン、カルシウム酸化物を含む鉱滓によって覆われた溶鋼を形成することにより鋳造溜め形成前の取鍋の溶鋼を精製し、不活性ガスを溶鋼中に吹き込むことで取鍋内の溶鋼を撹拌して脱硫させ、その後、酸素を吹き込んで全酸素含量が１００ｐｐｍ以上の溶鋼を製造する、
追加の段階からなる、請求項１で請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項９】
脱硫により溶鋼の硫黄含量が０．０１重量％以下に減少する、請求項８で請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項１０】
凝固鋼がケイ素／マンガンキルド鋼であり、介在物がＭｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のうちのいずれか１つ又はそれ以上からなる、請求項８又は９で請求の薄鋼ストリップ製造方法。
【請求項１１】
介在物の過半数以上の大きさが２〜１２ミクロンである、請求項８乃至１０のいずれかで請求の薄鋼ストリップ製造方法。
【請求項１２】
凝固鋼が１００〜２５０ｐｐｍの全酸素含量を有する、請求項８乃至１１のいずれかで請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項１３】
双ロール鋳造で５ｍｍ以下の厚に製造され、凝固酸化介在物を含む凝固鋼に形成され、介在物は表面から２ミクロンの深さのストリップ表面域で斯かる介在物が少なくとも１２０介在物／ｍｍ２の単位面積当たり密度で含まれるよう分配されている、薄鋼ストリップ。
【請求項１４】
凝固鋼の過半数がケイ素／マンガンキルド鋼であり、介在物がＭｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のうちのいずれか１つ又はそれ以上からなる、請求項１３で請求の薄鋼ストリップ。
【請求項１５】
介在物の過半数の大きさが２〜１２ミクロンである、請求項１３又は請求項１４で請求の薄鋼ストリップ。
【請求項１６】
凝固鋼が１００〜２５０ｐｐｍの全酸素含量を有する、請求項１３乃至１５のいずれかで請求の薄鋼ストリップ。
【請求項１７】
双ロール鋳造で５ｍｍ以下の厚に製造され、酸化介在物を含む凝固鋼に形成され、介在物が凝固鋼の酸素含量１００〜２５０ｐｐｍを反映するよう分配される、薄鋼ストリップ。
【請求項１８】
凝固鋼の過半数がケイ素／マンガンキルド鋼であり、介在物がＭｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のうちのいずれか１つ又はそれ以上からなる、請求項１７で請求の薄鋼ストリップ
【請求項１９】
介在物の過半数の大きさが２〜１２ミクロンである、請求項１７又は請求項１８で請求の薄鋼ストリップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼ストリップ鋳造に関し、特に、双ロール鋳造機での薄鋼ストリップの連続鋳造に適用される。
【背景技術】
【０００２】
双ロール鋳造では、溶融金属が相互方向に回転する一対の冷却水平鋳造ロール間に導入されることにより、金属殻が動いているロール表面上に凝固してロール間のロール間隙で合わされ、ロール間のロール間隙から下方に送給される凝固ストリップ品を生み出す。本明細書では「ロール間隙」という語をロール同士が最接近する領域全般を指すものとして用いる。溶融金属は取鍋から小容器へと注がれて、そこからロール間隙の上方に位置した金属供給ノズルを通って流れ、ロール間のロール間隙へと向かわされ、ロール間隙直上にあってロール間隙長さ方向に沿って延びるロール鋳造表面に支持された溶融金属鋳造溜めを形成できる。通常、この鋳造溜めを画成するのは、ロール端面に摺動係合で保持されて、溢流しないよう鋳造溜めの２端を堰止める側板又は堰であるが、電磁バリヤ等の代替手段も提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
アメリカ特許第５，７２０，３３６号
【特許文献２】
アメリカ特許第５，９３４，３５９号
【特許文献３】
アメリカ特許第６，０５９，０１４号
【特許文献４】
アメリカ特許第５，１８４，６６８号
【特許文献５】
アメリカ特許第５，２７７，２４３号
【非特許文献１】
ドイツ、デュッセルドルフで行われたＭＥＴＥＣ会議９９（１９９９年６月１３〜１５日）に提出された書類「プロジェクトＭでの最近の開発、ＢＨＰ及びＩＨＩによる低炭素鋼ストリップ鋳造の共同開発」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
双ロール鋳造機での薄鋼ストリップ鋳造の場合、鋳造溜めの溶鋼は一般に１５００℃程度以上もの温度になるので、ロール鋳造表面全体にわたり非常に高速で冷却する必要がある。特に重要なのは、鋳造表面での鋼初期凝固時に高い熱流束と広範な核生成を達成して金属殻を形成することである。アメリカ特許第５，７２０，３３６号により、溶融金属と各鋳造表面との界面に本質的な液体層が形成されるよう、脱酸品として形成される金属酸化物の大部分が初期凝固温度で液体であるよう溶鋼成分を調節することで、初期凝固時の熱流束を増やすことのできる仕方が開示されている。アメリカ特許第５，９３４，３５９号及び第６，０５９，０１４号及び国際出願ＡＵ９９／００６４１号に開示されているように、初期凝固時の鋼の核生成は鋳造表面の肌理(texture)に影響され得る。特に、国際出願ＡＵ９９／００６４１号では、ランダムな凹凸の肌理が、鋳造表面全体にわたり分配される核生成可能な場所を提供して初期凝固を高め得ることが開示されている。我々は、核生成が溶鋼中の酸化介在物(oxide inclusions)の存在にも左右されること、そして、驚くべきことには双ロールストリップ鋳造で、鋳造前の溶鋼脱酸時に形成される介在物の数を最少にした「クリーンな」鋼での鋳造が有利でないことを今回つきとめた。
【０００５】
連続鋳造用の鋼は注入前に取鍋内で脱酸処理される。双ロール鋳造では鋼がケイ素マンガン取鍋脱酸を受けるのが一般であるが、カルシウム添加のアルミニウム脱酸を用いることで、溶融金属を鋳造溜めに送給する金属供給システムの細い金属流通路を詰まらせ得る固形のＡｌ2Ｏ3介在物の形成を制御することが可能である。今までは、取鍋処理して溶鋼中の全酸素レベルを最小限とすることにより、鋼の最適なクリーンを求めるのが望ましいと考えられてきた。しかしながら、我々が今回つきとめたことは、鋼の酸素レベルを下げることで介在物の容積が減らされ、そして、もし鋼の全酸素含量を或るレベル以下に減少させたら、鋼とロール表面との初期接触の性質が悪影響を受け、急速な初期凝固と高い熱流束を生じるのに不充分な核生成となってしまい得ることである。溶鋼は取鍋内での脱酸により整えられて、全酸素含量が鋳造ロール上での充分な凝固と充分なストリップ品の製造を確保する範囲内とされる。溶鋼は、初期凝固に適切な密度の核生成場所をロール表面上に提供するのに充分な酸化介在物（典型的にはＭｎＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２及び／又はＡｌ２Ｏ３）の分配を含み、結果としてのストリップ品が凝固介在物の特徴的な分布を示す。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ａ．間にロール間隙を有し、ロール間隙の端に隣接した閉込めクロージャを備えた、一対の冷却鋳造ロールを組立て、
ｂ．全酸素含量が少なくとも１００ｐｐｍの低炭素溶鋼を対の鋳造ロール間に導入して鋳造ロール間に鋳造溜めを形成し、
ｃ．鋳造ロールを相互回転させ、溶鋼を凝固させて、溶鋼の全酸素含量を反映したレベルの酸化介在物を含む金属殻を鋳造ロール表面上に形成して、薄鋼ストリップの形成を促進し、
ｄ．前記凝固殻から鋳造ロールのロール間隙を介して凝固薄鋼ストリップを形成する、
という諸段階からなる連続鋳造による鋼ストリップ製造方法が提供される。
【０００７】
鋳造溜めの溶鋼の全酸素含量は１００〜２５０ｐｐｍにできる。より具体的には、約２００ｐｐｍにできる。低炭素鋼は０．００１〜０．１重量％の炭素含量、０．１〜２．０重量％のマンガン含量、０．０１〜１０重量％のケイ素含量を有することができる。鋼は０．０１重量％程度又はそれ以下のアルミニウム含量を有することができる。アルミニウムは例えば０．００８重量％以下の少量でもよい。溶鋼はケイ素／マンガンキルド鋼とすることができる。
【０００８】
酸化介在物は凝固介在物及び脱酸介在物である。凝固介在物は鋳造での鋼の冷却・凝固時に形成され、脱酸介在物は鋳造前の溶鋼脱酸時に形成される。凝固鋼は、２〜４ｇ／ｃｍ3の介在物密度で鋼中に分配されるＭｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ2Ｏ3 のうちいずれか１つ又はそれ以上で通常は構成される酸化介在物を含むことができる。
【０００９】
溶鋼は鋳造ロール間への導入前に取鍋内で精製し、取鍋で鋼装入物及び鉱滓形成材料を加熱することによりケイ素、マンガン、カルシウム酸化物を含む鉱滓で覆われた溶鋼を形成することによって鋳造溜めを形成することができる。溶鋼は不活性ガスを吹き込むことにより撹拌して脱硫を引き起こし、ケイ素／マンガンキルド鋼等の鋼では、次いで酸素を吹き込むことにより、少なくとも１００ｐｐｍ、通常は２５０ｐｐｍ以下の所望全酸素含量の鋼を製造できる。脱硫により溶鋼の硫黄含量を０．０１重量％以下に減らすことができる。
【００１０】
上記したような双ロール連続鋳造で製造される薄鋼ストリップは厚が５ｍｍ以下であり、凝固酸化介在物を含む凝固鋼として形成される。介在物の分布は、外面から２ミクロン深さのストリップの２表面域が少なくとも１２０介在物／ｍｍ2の単位面積当たり密度の凝固介在物を含むようにできる。
【００１１】
凝固鋼はケイ素／マンガンキルド鋼とすることができ、酸化介在物は、ＭｎＯ、ＳｉＯ2及びＡｌ2Ｏ3 介在物のうちの１つまたはそれ以上からなることができる。介在物は典型的には２〜１２ミクロンの大きさとすることができるので、介在物の少なくとも過半数はその大きさ範囲内である。
【００１２】
上記した方法により、酸化介在物中に分配された酸素含量の多い独自の鋼が製造される。具体的には、溶鋼の酸素含量が多いことと鋳造溜め内で溶鋼の駐留時間が短いこととが組み合わさって、展性(ductility)特性の改良された薄鋼ストリップが生み出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明をより詳細に記述できるよう、いくつかの実施例を添付図面を参照して提供する。
【００１４】
我々は、アメリカ特許第５，１８４，６６８号及び第５，２７７，２４３号に充分に記述された種類の双ロール鋳造機を用いて１ｍｍ厚程度及びそれ以下の鋼ストリップを製造し、広範な鋳造試験を行った。ケイ素マンガンキルド鋼を用いた斯かる鋳造試験により、図1に示すように、溶鋼中の酸化介在物の融点が鋼凝固時に得られる熱流束に対し効果を有することが実証された。低融点酸化物により、溜め上域での溶融金属と鋳造ロール表面との伝熱接触が改良され、高い伝熱速度を生み出す。融点が鋳造溜めの鋼温度よりも高い場合、液状介在物は生じない。従って、介在物融点が約１６００℃以上の場合には伝熱速度の劇的な減少がある。
【００１５】
アルミニウムキルド鋼での鋳造試験により、高融点アルミナ介在物(融点２０５０℃)の形成を避けるためにはカルシウム処理をして液体ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3介在物を有する必要があることが示された。
【００１６】
凝固金属殻内に、従って薄鋼ストリップ内に形成される酸化介在物は、鋼の冷却・凝固時に形成される介在物と、取鍋での精製時に形成される脱酸介在物とからなる。
【００１７】
鋼中の遊離酸素レベルは冷却時にメニスカスで劇的に減少され、ストリップ表面近くに凝固介在物が生ずることになる。これらの凝固介在物は、次式により大部分はＭｎＯ・ＳｉＯ2からなる。
Ｍｎ ＋ Ｓｉ ＋ ３Ｏ ＝ ＭｎＯ・ＳｉＯ2
【００１８】
エネルギ分散型分光法(EDS)マップから得られるストリップ表面の凝固介在物の様子を図２に示す。凝固介在物が極端に微細(典型的には２〜３μｍ以下)であり、表面から１０〜２０μｍ以内に帯状に位置していることがわかる。ストリップ中の介在物の典型的な大きさ分布を、ドイツ、デュッセルドルフで行われたＭＥＴＥＣ会議９９（１９９９年６月１３〜１５日）に提出した我々の書類「プロジェクトＭでの最近の開発、ＢＨＰ及びＩＨＩによる低炭素鋼ストリップ鋳造の共同開発」から図３に示す。
【００１９】
凝固介在物の比較レベルは主に鋼中のマンガン及びケイ素レベルにより左右される。図３は、マンガン：ケイ素の比が介在物の液相温度に重大な効果を有することを示している。０．００１〜０．１重量％の炭素含量、０．１〜２．０重量％のマンガン含量、０．１〜１０重量％のケイ素含量及び０．０１重量％程度又はそれ以下のアルミニウム含量を有するマンガンケイ素キルド鋼は、鋳造溜め上域で鋼冷却時に斯かる酸化介在物を製造できる。特に、Ｍ０６と名付けられた鋼は次の組成を有することができる。
炭素          ０．０６  重量％
マンガン      ０．６    重量％
ケイ素        ０．２８  重量％
アルミニウム  ０．００２重量％。
【００２０】
脱酸介在物は取鍋での溶鋼脱酸時にアルミニウム、ケイ素及びマンガンで生み出される。従って、脱酸時に形成される酸化介在物の組成は主にＭｎＯ・ＳｉＯ2・Ａｌ２Ｏ３をベースとしている。これらの脱酸介在物はストリップ中にランダムに位置していて、ストリップ表面近くの凝固介在物よりも粗い。
【００２１】
介在物のアルミナ含量は鋼の遊離酸素レベルに強い効果を有する。図４は、アルミナ含量が増えにつれて鋼中の遊離酸素が減ることを示している。以下の反応からわかるように、アルミナを導入することで, ＭｎＯ・ＳｉＯ2介在物が希釈される結果、活性が減少し、それがひいては遊離酸素レベルを減少させる。
ＭｎＳｉ ＋ ３Ｏ ＋ Ａｌ２Ｏ３  ⇔  （Ａｌ２Ｏ３)・ＭｎＯ・ＳｉＯ２
【００２２】
ＭｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３ベースの介在物に関し、液相温度に対する介在物組成の効果は図５に示す三相図から得ることができる。薄鋼ストリップ中の酸化介在物の分析により、ＭｎＯ/ＳｉＯ2比が典型的には０．６〜０．８の範囲内であることが示され、この体制では、図６に示すように、酸化介在物のアルミナ含量が介在物融点(液相温度)に最強の効果を有することが判明した。
【００２３】
本発明による鋳造では、鋼初期凝固温度で液体である凝固介在物及び脱酸介在物を有すること、及び鋳造溜めの溶鋼が少なくとも１００ｐｐｍの酸素含量を有して溶鋼の全酸素含量に反映された酸化介在物レベルを有する金属殻を製造して、鋳造ロール表面での鋼の初期凝固時に核生成及び高い熱流束を促進することが重要であると我々は突きとめた。凝固介在物も脱酸介在物も酸化介在物であり、核生成場所を提供して金属凝固プロセス時の核生成に著しく貢献するが、脱酸介在物は、濃度が変えられ得る点で結局のところ速度制御である。脱酸介在物は非常に大きくて典型的には４ミクロン以上であるが、凝固介在物は全般に２ミクロン以下であり、ＭｎＯ・ＳｉＯ2 ベースであってＡｌ2Ｏ3 を含まないが、脱酸介在物はＡｌ2Ｏ3も有する.
【００２４】
上記Ｍ０６等級のケイ素／マンガンキルド鋼を用いた鋳造試験で、鋼の全酸素含量が取鍋精製工程で１００ｐｐｍより低いレベルに減少されたら、熱流束が減少されて鋳造が損なわれるが、全酸素含量が少なくとも１００ｐｐｍ以上、典型的には２００ｐｐｍ程度ならば、良好な鋳造結果が達成できることが判明している。全酸素含量は「ルコ」(Leco)機器により測定でき、取鍋処理時の「リンス」(rinsing)の程度、即ち、多孔栓又はトップランスを介し取鍋内に泡立てられるアルゴンの量と処理の持続時間により制御される。全酸素含量は、ルコＴＣ−４３６窒素/酸素測定器を用い、ルコから入手可能であるＴＣ４３６窒素/酸素測定器指示マニュアル (フォーム番号２００−４０３改訂版、１９９６年４月、７−１頁〜７−４頁の第７章）に記述の従来の手順により測定した。
【００２５】
高い全酸素含量で得られる高められた熱流束が核生成場所としての酸化介在物の利用可能性によるものかどうかを知るために、取鍋脱酸をケイ化カルシウム（Ｃａ−Ｓｉ）で行う鋼で鋳造試験が行われ、その結果がＭ０６等級鋼として知られる低炭素ケイ素キルド鋼での鋳造と比較された。 結果を次の表に示す。
【００２６】
【表１】
2005501741.tif 000002
【００２７】
マンガン及びケイ素レベルは通常のケイ素キルド等級と類似していたが、Ｃａ−Ｓｉ組の遊離酸素レベルは低く、酸化介在物は比較的多くの酸化カルシウムを含んでいた。Ｃａ−Ｓｉ組の熱流束は、介在物融点が低いにも関わらず、低かった (表２参照)。
【００２８】
【表２】
2005501741.tif 000003
【００２９】
Ｃａ−Ｓｉ等級の酸素レベルはＭ０６等級の４０〜５０ｐｐｍに比べ低く、典型的には２０〜３０ｐｐｍであった。酸素は表面活性素子であり、従って、 酸素レベルの減少は、溶鋼と鋳造ロールとの間の濡れを減少させて伝熱速度の減少を引き起こすと予想される。  しかしながら、図７から、４０〜２０ｐｐｍの酸素減少では観測された熱流束の減少を説明できる程表面張力を増加させるのには充分でないかもしれないと思われる。
【００３０】
鋼の酸素レベルを下げることにより介在物の容積が減り、従って、初期核生成用の酸化介在物の数が減る、と結論できる。これは鋼とロール表面との間の初期接触の性質に悪影響を与える可能性を持つ。ディップテスト(dip testing)作業により、約１２０／ｍｍ2 の核生成単位面積当たり密度が、鋳造溜め上域であるメニスカス域での初期凝固で充分な熱流束を発生させるのに必要であることが示された。ディップテストは、双ロール鋳造機の鋳造表面での状態を密にシュミレートした速度で冷却ブロックを溶鋼浴内へと進めることを含む。鋼は溶融浴内を移動しつつ冷却ブロック上に凝固し、ブロック表面に凝固鋼の層を生み出す。この層厚を面積全体にわたり所々の地点で計測して凝固速度の変動、従って、種々の位置での伝熱の有効速度をマッピングできる。従って、全体の凝固速度や全熱流束計測を行うことが可能である。ストリップ表面の微構造を調べ、凝固微構造の変化を観測凝固速度及び伝熱値の変化と関連づけて、冷却表面での初期凝固時の核生成に関連した構造を調べることも可能である。ディップテスト装置は、アメリカ特許第５，７２０，３３６号に比較的詳細に記述されている。
【００３１】
初期核生成時の液状鋼の酸素含量と伝熱の関係を付録１に記述したモデルを用いて調べた。このモデルは、全介在物が球形であって鋼全体にわたり均一に分配されている、と想定している。表面層を２μｍであると想定し、その表面層に存在する介在物のみが鋼初期凝固時の核生成工程に参画できると想定した。モデルの入力は、鋼の全酸素含量、介在物径、ストリップ厚、鋳造速度、表面層厚であった。出力は、１２０／ｍｍ2の目標核生成単位面積当たり密度を達成するのに必要な鋼全体での介在物の％であった。
【００３２】
図８は、ストリップ厚を１．６mm、鋳造速度を８０／分と想定した場合の、核生成プロセスに参画し、全酸素含量で表現される種々の鋼クリーンレベルで目標の核生成単位面積当たり密度を達成するのに必要な、表面層中の酸化介在物の％のグラフである。これは、介在物の大きさ２μｍ、全酸素含量２００ｐｐｍでは, 表面層で利用可能な全酸化介在物の２０％が目標核生成単位面積当たり密度１２０／ｍｍ2を達成するのに必要であることを示している。しかしながら、全酸素含量８０ｐｐｍでは、介在物の５０％位が臨界核生成速度を達成するのに必要であり、全酸素レベル４０ｐｐｍは目標の核生成単位面積当たり密度を達成するのに不充分な酸化介在物レベルである。従って、取鍋内での脱酸により鋼を整える場合には、鋼の酸素含量を制御して１００〜２５０ｐｐｍ、典型的には約２００ｐｐｍの全酸素含量を生み出すことができる。この結果、初期凝固時に鋳造ロールに隣接した２ミクロンの深さの層は単位面積当たり密度が少なくとも１２０／ｍｍ2の酸化介在物を含む。これらの介在物は最終凝固ストリップ品の外面層中に存在し、適宜の試験、例えばエネルギ分散型分光法(EDS)で検出できる。
【００３３】
(例)
[入力]
(充分な伝熱速度を得るのに必要な)臨界核生成単位面積当たり密度(数／ｍｍ2)   １２０
(この値は実験のディップテスト作業から得られた。)
ロール幅（ｍ）  １
ストリップ厚（ｍｍ）  １．６
取鍋トン（ｔ）  １２０
鋼密度（ｋｇ／ｍ３）  ７８００
全酸素（ｐｐｍ）  ７５
介在物密度（ｋｇ／ｍ３）  ３０００
[出力]
介在物質量（ｋｇ）  ２１．４２８５７
介在物径（ｍ）  ２．００Ｅ−０６
介在物容積（ｍ３）  ０．０
介在物の全数    １７０６０９６４５１３１９３８１．５
表面層厚μｍ（片側）  ２
表面介在物全数  ４２６５２４１１２８２９８．４５３６
(これらの介在物のみが初期核生成工程に参画できる)
鋳造速度（ｍ／分）  ８０
ストリップ長（ｍ）  ９６１５．３８４６２
ストリップ表面積（ｍ２）  １９２３０．７６９２３
必要な核生成場所の全数  ２３０７６９２．３０７６０
核生成工程に参画するのに必要な利用可能な介在物の％  ５４．１０４６２
【００３４】
(付録１)
[記号一覧表]
ｗ ＝ ロール幅（ｍ）
ｔ ＝ ストリップ厚（ｍｍ）
ｍｓ ＝ 取鍋内の鋼重量（トン）
ρｓ ＝ 鋼密度（ｋｇ／ｍ３）
ρｉ ＝ 介在物密度（ｋｇ／ｍ３）
Ｏｔ ＝ 鋼の全酸素（ｐｐｍ）
ｄ ＝ 介在物径（ｍ）
ｖｉ ＝ １介在物の容積（ｍ３）
ｍｉ  ＝ 介在物の質量（ｋｇ）
Ｎｔ ＝ 介在物の全数
ｔｓ  ＝ 表面層厚（μｍ）
Ｎｓ ＝ （核生成プロセスに参画できる）表面中にある介在物の全数
ｕ ＝ 鋳造速度（ｍ／分）
Ｌｓ ＝ ストリップ長（ｍ）
Ａｓ ＝ ストリップ表面積（ｍ２）
Ｎｒｅｑ  ＝ 目標の核生成密度を達成するのに必要な介在物全数
ＮＣｔ ＝ （ディップテストから得た）単位面積当たりの目標核生成密度（数／ｍｍ２）
Ｎａｖ ＝ 初期核生成工程のため鋳造ロール表面での溶鋼から利用可能な全介在物の％
[式]
ｍｉ  ＝ （Ｏｔ × ｍｓ × ０．００１）／０．４２
注：  マンガンケイ素キルド鋼では、酸素０．４２ｋｇが、３０％ＭｎＯ、４０％ＳｉＯ２及び３０％Ａｌ２Ｏ３組成の介在物１ｋｇを製造するのに必要である。
（カルシウム注入の）アルミニウムキルド鋼では、酸素０．３８ｋｇが、５０％Ａｌ２Ｏ３及び５０％ＣａＯ組成の介在物１ｋｇを製造するのに必要である。
ｖｉ ＝ ４．１９ × （ｄ／２）３
（３）  Ｎｔ  ＝ ｍｉ／（ρｉ × ｖｉ）
（４）  Ｎs ＝ （２．０  ｔｓ × ０．００１ × Ｎｔ／ｔ）
（５）  Ｌｓ ＝ （ｍｓ × １０００）／（ρｓ × ｗ × ｔ／１０００）
（６）  Ａｓ ＝ ２．０ × Ｌｓ × ｗ
Ｎｒｅｑ ＝ Ａｓ × １０６ × ＮＣｔ
（８）  Ｎａｖ  ％ ＝ （Ｎｒｅｑ／Ｎｓ） × １００．０
式１は、鋼中の介在物質量を計算する。
式２は、球形であると仮定した１介在物の容積を計算する。
式３は、鋼中で利用可能な介在物全数を計算する。
式４は、（各側で２μｍであると想定して）表面層で利用可能な全介在物数を計算する。これらの介在物が初期核生成でのみ参画できることに注意。
式５及び式６は、ストリップの全表面積を計算するのに用いる。
式７は、目標の核生成速度を達成するのに表面で必要な介在物数を計算する。
式８は、核生成工程に参画しなければならない表面で利用可能な全介在物の％を計算するのに用いられる。この数が１００％より大ならば、表面での介在物の数は目標の核生成速度達成に充分でないことに注意。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ケイ素／マンガンキルド鋼を用いた双ロール鋳造試験で得られた、熱流束に対する介在物融点の効果を示す。
【図２】凝固鋼ストリップ中の一群の微細凝固介在物を示す、マンガンのエネルギ分散型分光法(EDS) マップである。
【図３】介在物液相温度に対し、マンガン：ケイ素含量を変えることの効果を示すグラフである。
【図４】（ストリップ介在物から計測される）アルミナ含量と脱酸効果との関係を示す。
【図５】ＭｎＯ・ＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３の三相図である。
【図６】アルミナ含量介在物と液相温度との関係を示す。
【図７】表面張力に対する溶鋼中の酸素の効果を示す。
【図８】相異なる鋼クリーンレベルでの核生成で利用可能な介在物に関する計算結果のグラフである。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年11月6日(2003.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ａ．間にロール間隙を有し、ロール間隙の端に隣接した閉込めクロージャを備えた、一対の冷却鋳造ロールを組立て、
ｂ．０．００１〜０．１重量％の炭素含量、０．１〜２．０重量％のマンガン含量、０．０１〜１０重量％のケイ素含量を有し、全酸素含量が少なくとも１００ｐｐｍの低炭素溶鋼を、対の鋳造ロール間に導入して鋳造ロール間に鋳造溜めを形成し、
ｃ．鋳造ロールを相互回転させ、溶鋼を凝固させて、溶鋼の全酸素含量を反映したレベルの酸化介在物を含む金属殻を鋳造ロール表面上に形成して、薄鋼ストリップの形成を促進し、
ｄ．前記凝固殻から鋳造ロールのロール間隙を介して凝固薄鋼ストリップを形成する、
という諸段階からなる連続鋳造による鋼ストリップ製造方法が提供される。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
鋳造溜めの溶鋼の全酸素含量は１００〜２５０ｐｐｍにできる。より具体的には、約２００ｐｐｍにできる。
鋼は０．０１重量％程度又はそれ以下のアルミニウム含量を有することができる。アルミニウムは例えば０．００８重量％以下の少量でもよい。溶鋼はケイ素／マンガンキルド鋼とすることができる。


【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．間にロール間隙を有し、ロール間隙の端に隣接した閉込めクロージャを備えた、一対の冷却鋳造ロールを組立て、
ｂ．０．００１〜０．１重量％の炭素含量、０．１〜２．０重量％のマンガン含量、０．０１〜１０重量％のケイ素含量を有し、全酸素含量が少なくとも１００ｐｐｍの低炭素溶鋼を、対の鋳造ロール間に導入して鋳造ロール間に鋳造溜めを形成し、
ｃ．鋳造ロールを相互回転させ、溶鋼を凝固させ、溶鋼の全酸素含量を反映したレベルの酸化介在物を含む金属殻を鋳造ロール表面上に形成して、薄鋼ストリップの形成を促進し、
ｄ．前記凝固殻から鋳造ロールのロール間隙を介して凝固薄鋼ストリップを形成する、
という諸段階からなる連続鋳造による鋼ストリップ製造方法。
【請求項２】
鋳造溜めの溶鋼が、０．０１重量％程度又はそれ以下のアルミニウム含量を有する、請求項１で請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項３】
鋳造溜めの溶鋼が、１００〜２５０ｐｐｍの酸素含量を有する、請求項２で請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項４】
溶鋼が酸化介在物を含み、酸化介在物は２〜４ｇ／ｃｍ３の介在物密度で鋼中に分配されるＭｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ2Ｏ3のうちいずれか１つ又はそれ以上からなる、請求項１乃至３のいずれかで請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項５】
介在物の過半数以上が２〜１２ミクロンの大きさである、請求項１乃至４のいずれかで請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項６】
溶鋼の硫黄含量が０．０１重量％以下である、請求項１乃至５のいずれかで請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項７】
ｅ．取鍋内の装入鋼及び鉱滓形成材料を加熱してケイ素、マンガン、カルシウム酸化物を含む鉱滓によって覆われた溶鋼を形成することにより鋳造溜め形成前の取鍋の溶鋼を精製し、不活性ガスを溶鋼中に吹き込むことで取鍋内の溶鋼を撹拌して脱硫させ、その後、酸素を吹き込んで全酸素含量が１００ｐｐｍ以上の溶鋼を製造する、
追加の段階からなる、請求項１で請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項８】
脱硫により溶鋼の硫黄含量が０．０１重量％以下に減少する、請求項７で請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項９】
凝固鋼がケイ素／マンガンキルド鋼であり、介在物がＭｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のうちのいずれか１つ又はそれ以上からなる、請求項７又は８で請求の薄鋼ストリップ製造方法。
【請求項１０】
介在物の過半数以上の大きさが２〜１２ミクロンである、請求項７乃至９のいずれかで請求の薄鋼ストリップ製造方法。
【請求項１１】
凝固鋼が１００〜２５０ｐｐｍの全酸素含量を有する、請求項７乃至１０のいずれかで請求の鋼ストリップ製造方法。
【請求項１２】
双ロール鋳造で５ｍｍ以下の厚に製造され、凝固酸化介在物を含む凝固鋼に形成され、介在物は表面から２ミクロンの深さのストリップ表面域で斯かる介在物が少なくとも１２０介在物／ｍｍ２の単位面積当たり密度で含まれるよう分配されている、薄鋼ストリップ。
【請求項１３】
凝固鋼の過半数がケイ素／マンガンキルド鋼であり、介在物がＭｎＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のうちのいずれか１つ又はそれ以上からなる、請求項１２で請求の薄鋼ストリップ。
【請求項１４】
介在物の過半数の大きさが２〜１２ミクロンである、請求項１２又は請求項１３で請求の薄鋼ストリップ。
【請求項１５】
凝固鋼が１００〜２５０ｐｐｍの全酸素含量を有する、請求項１２乃至１４のいずれかで請求の薄鋼ストリップ。
【国際調査報告】
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