(57)【要約】本発明は、鋳造の間に移動可能な壁によって縦方向サイドを形成する、鋳造開口部（４）中で溶鋼を連続的に鋳造すること、及び、窒素と水素とを含有する雰囲気（Ａ）中の溶融プール（６）における鋳造開口部へ流れる溶鋼を保持することからなる鋳造鋼ストリップ（Ｂ）を製造する方法に関する。本発明の方法によって、従来技術と比較すると表面品質がかなり改良された高品質の鋼ストリップを製造することができる。前記本発明は、前記雰囲気（Ａ）の水素含有量が０モル％より大きく１０モル％までであり、そして、溶鋼中のＣｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃ又はＮ含有量を、鋼ストリップ（Ｂ）の性質を調節するためにそれぞれ選択し、そして、Ｃｒ当量であるＣｒｅｑと、Ｎｉ当量であるＮｉｅｑとから形成されるＣｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比が、式：Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ≧１．７（前記式中、Ｃｒｅｑ＝％Ｃｒ＋１．３７％Ｍｏ＋２％Ｎｂ＋１．５％Ｓｉ＋３％Ｔｉ及びＮｉｅｑ＝％Ｎｉ＋０．３１％Ｍｎ＋２２％Ｃ＋１４％Ｎ＋％Ｃｕ、％Ｓｉ＝それぞれのＳｉ含有量、％Ｔｉ＝それぞれのＴｉ含有量、％Ｎｉ＝それぞれのＮｉ含有量、％Ｍｎ＝それぞれのＭｎ含有量、％Ｃ＝それぞれのＣ含有量、％Ｎ＝それぞれのＮ含有量）を満たすようにそれぞれ選択することを特徴とする。
2007508942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造工程の間に移動する壁により縦方向サイドを形成する鋳造用間隙（４）中において、溶鋼を連続的操作で鋳造して鋼ストリップ（Ｂ）を形成し、そして、溶融プール（６）内の鋳造用間隙（４）上に存在する溶鋼を、窒素及び水素を含有する雰囲気（Ａ）下に保つ、鋳鋼ストリップ（Ｂ）の製造方法であって、前記雰囲気（Ａ）の水素含有量が０モル％より大きく１０モル％までであり、そして、鋼ストリップ（Ｂ）の特性を調節するためにそれぞれの場合に選択的に存在する鋳造された溶鋼のＣｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃ又はＮ含有量が、Ｃｒ当量であるＣｒｅｑと、Ｎｉ当量であるＮｉｅｑとから形成されるＣｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比について下記式：
Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ≧１．７
（上記式中、
Ｃｒｅｑ＝％Ｃｒ＋１．３７％Ｍｏ＋２％Ｎｂ＋１．５％Ｓｉ＋３％Ｔｉ、
Ｎｉｅｑ＝％Ｎｉ＋０．３１％Ｍｎ＋２２％Ｃ＋１４％Ｎ＋％Ｃｕ、
％Ｃｒ＝それぞれのＣｒ含有量、
％Ｍｏ＝それぞれのＭｏ含有量、
％Ｎｂ＝それぞれのＮｂ含有量、
％Ｓｉ＝それぞれのＳｉ含有量、
％Ｔｉ＝それぞれのＴｉ含有量、
％Ｎｉ＝それぞれのＮｉ含有量、
％Ｍｎ＝それぞれのＭｎ含有量、
％Ｃ＝それぞれのＣ含有量、
％Ｎ＝それぞれのＮ含有量）
が当てはまるように、それぞれの場合に選択されることを特徴とする、前記製造方法。
【請求項２】
鋳造作業間に反対方向に回転し、冷却され、そして、鋳造用間隙（４）の縦方向サイドを画定する２つの鋳造用ローラー（２，３）の間に、鋳造用間隙（４）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記雰囲気（Ａ）の水素含有量が、少なくとも０．５モル％であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記雰囲気（Ａ）の水素含有量が、７．５モル％以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記雰囲気（Ａ）が、希ガスを更に含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記希ガスがアルゴンであることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記雰囲気（Ａ）の窒素含有量が、少なくとも３０モル％であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比について、次式：Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ≧１．８が当てはまることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記鋳造用ローラー（２，３）が、確率論的非平坦分布を有することを特徴とする、請求項２〜８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、鋳造工程の間に移動する壁により縦方向サイドを形成する鋳造用間隙（Ｇｉｅsｓｐａｌｔ）中において、溶鋼を連続的操作で鋳造して鋼ストリップを形成し、そして、溶融プール（Ｓｃｈｍｅｌｚｅｎｐｏｏｌ）内の鋳造用間隙上に存在する溶鋼を、窒素及び水素を含有する雰囲気下に保つ、鋳鋼ストリップの製造方法に関する。前記タイプの方法は、例えば、ＥＰ０４０９６４５Ｂ１に記載されている。
【０００２】
溶鋼から直接に鋳造される鋼ストリップの製造における基本的な問題は、最適な高品質のストリップ表面が得られるような方法で鋳造処理を実施することである。実際に、割れの形成及び鋳造ストリップの表面近くの領域における酸化物（「スカム（Ｓｃｕｍｓ）」）の取り込みによって、重大な表面の欠陥が引き起こされることが分かっている。多くの場合に、ストリップ鋳造によって製造された鋳造ストリップも通常、不均質な（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｉｔａｅｔ）表面構造を有しており、その結果、仕上げされた鋳造ストリップに認識することのできる光沢の不均一が生じる。このタイプの「不均質な光沢」は、鋳造ストリップの商品価値を更に狭める品質上の欠陥である。
【０００３】
前記ＥＰ０４０９６４５Ｂ１は、鋳造ストリップの表面特性を改善するために、ストリップの鋳造に用いられる装置における鋳造用間隙の範囲を画定するエレメントであって、鋳造運転の間に移動するエレメントに窪みを形成することを提案している。更に、「メニスカス」として知られている領域に気体混合物を吹き込み、そして、そのメニスカスに前記溶融体を導入し、移動するエレメントの前記窪みと接触させる。前記気体混合物は、金属に可溶な気体を３０容量％〜９０容量％の量で含む。不溶性気体も提供することができる。
【０００４】
ＥＰ０４０９６４５Ｂ１では、公知の方法を実施するのに適した金属に可溶な気体として、Ｎ２、Ｈ２、ＣＯ２、ＣＯ及びＮＨ４が挙げられている。不溶性気体の例としては、アルゴン及びヘリウムが挙げられている。しかしながら、これに関しては、Ｎ２及びＡｒを内容物として含む気体混合物の効果のみを具体的に記載しているに過ぎない。
【０００５】
ＥＰ０４０９６４５Ｂ１によれば、メニスカス領域内に吹き込まれる気体混合物と、鋳造用間隙を画定する移動エレメント内に形成された窪みとを組み合わせる効果は、前記窪み中に存在する全ての空気及び鋳造金属から発する気体を追い出し、そして、吹き込まれた前記気体が窪みに入ってそれらと入れ替わることである。この処理に続いて、溶融体が窪みに入る。窪み中に位置する気体は、可溶性であるので溶融体により吸収され、そして、溶鋼は妨げられることなしに前記窪みに入ることができる。このように、溶融体の凝固の結果として移動エレメント上に形成される凝固殻と、エレメントとの間に相対的な運動が生じないことを保証する一時的なインターロック結合を、凝固する溶融体と移動エレメントとの間で達成することができる。ＥＰ０４０９６４５Ｂ１より提供される情報によると、相対的な前記運動によって表面の割れが形成される。
【０００６】
ＥＰ０４０９６４５Ｂ１は、鋳造用間隙の上に存在する溶融体を「溶融プール」として知られている部分で酸化から保護する（溶融プールは、非酸化雰囲気に保たれる）。前記雰囲気が窒素／アルゴンガス混合物から形成されていることが好ましいとされている。
【０００７】
双ローラーとして知られているものは、その中のエレメントが、その縦方向サイドにおいて鋳造用間隙を画定すると共に鋳造運転の間に移動し、そして、鋳造運転の間に反対方向に回転して冷却される鋳造用ローラーの形態であり、前記双ローラーは、通常、ストリップ鋳造に用いられる。ＥＰ０４０９６４５Ｂ１で必要とされる窪みを、例えば、双ローラーの鋳造用ローラーの表面に形成するためには、高度な技術的複雑さが必要とされ、その技術的複雑性は、定期的に必要な鋳造用ローラーのメンテナンスを複雑にする。
【０００８】
更に、実際の試験によって明らかになったことは、割れの形成及び酸化物の取り込みによって表面の欠陥が生じるという問題が、鋳造用間隙の上に存在する溶融プールの表面を、ＥＰ０４０９６４５Ｂ１において提言されているように、非酸化性雰囲気により空気中の酸素に対して封鎖することによっても解決できないことである。
【０００９】
従って、本発明の目的は、従来技術と比較して著しく改良された表面組成を有する高品質な鋼ストリップを製造することができる方法を明確にすることである。
【００１０】
前記の従来技術から出発して、本発明の目的は、鋳造工程の間に移動する壁によって縦方向サイドを形成する鋳造用間隙中において、溶鋼を連続的操作で鋳造して鋼ストリップを形成し、そして、溶融プール内の鋳造用間隙の上に存在する溶鋼を窒素及び水素を含有する雰囲気下に保つ、鋳鋼ストリップの製造方法であって、本発明によると、ここで、前記雰囲気の水素含有量が０モル％より大きく１０モル％までであって、そして、鋼ストリップの特性を調節するためにそれぞれの場合に選択的に存在する鋳造溶鋼のＣｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃ又はＮ含有量である％Ｃｒ、％Ｍｏ、％Ｎｂ、％Ｓｉ、％Ｔｉ、％Ｎｉ、％Ｍｎ、％Ｃ又は％Ｎが、Ｃｒ当量であるＣｒｅｑとＮｉ当量であるＮｉｅｑとから形成されるＣｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比について下記式：
Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ≧１．７
（上記式中、
Ｃｒｅｑ＝％Ｃｒ＋１．３７％Ｍｏ＋２％Ｎｂ＋１．５％Ｓｉ＋３％Ｔｉ、
Ｎｉｅｑ＝％Ｎｉ＋０．３１％Ｍｎ＋２２％Ｃ＋１４％Ｎ＋％Ｃｕ）
が当てはまるように、それぞれの場合に選択される、鋳鋼ストリップの製造方法により達成される。
【００１１】
本発明は、溶融プールを覆う雰囲気中のＨ２の特定最小含有量により、及びそれと同時に、合金のＣｒ当量とＮｉ当量とから形成される比率が１．７以上であるように調整される合金含量を有する鋼合金を使用することにより、鋼ストリップの表面組成に有利な効果が得られるという認識に基づいている。Ｃｒ当量及びＮｉ当量を計算するために用いられる式は、「Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃａｓｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌｓ」、Ｔｈｅ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、Ｌｏｎｄｏｎ、１９７９、４０１〜４１０頁中でＨａｍｍａｒ  ａｎｄ  Ｓｖｅｎｓｓｏｎにより定められたものに対応する。
【００１２】
クロム当量Ｃｒｅｑに加えて、ニッケル当量Ｎｉｅｑは、本発明に係る方法により処理されるタイプのステンレス鋼の構成含有量に関する情報を提供する１つの特性である。ニッケル及びクロムは、前記タイプの鋼中にかなりの質量含有量で存在する。Ｎｉはオーステナイト型であり、一方、Ｃｒはフェライト型である。
【００１３】
Ｃｒ及びＮｉ当量を決定するための式において特定される合金元素の含有量は、もちろん「０（ゼロ）」であることもできるので、本発明に係る方法によって加工される鋼中に関係する元素の各々が必ず存在しなければならないというわけではない。本発明の方法によって加工することができる典型的な鋼合金の例として、例えば、クラスＡＩＳＩ３０４に属する鋼及び同等のオーステナイトＣｒ／Ｎｉ鋼を挙げることができる。しかしながら、フェライト高品位鋼（ｆｅｒｒｉｔｉｓｃｈｅ  Ｅｄｅｌｓｔａｅｈｌｅ）及び炭素鋼を鋳造する通常の処理においてもストリップの表面にスカム及び割れが現れるので、これらのタイプの鋼も本発明の方法に適している。本発明の方法をフェライト高品位鋼及び炭素鋼に用いることによって、これらの材料の欠点を高い信頼性で制御することもできる。
【００１４】
本発明によると、環境に対して溶融プールを保護する雰囲気中に存在する水素は、例えば、鋳造装置の鋳造運転の間に移動するエレメント又は他の不可避の非密閉領域を介して溶融プールの領域内に導かれる酸素との結合をもたらす。従って、溶融体の再酸化の危険を効果的に防止する。このようにして、鋳ストリップの表面における酸化物（「スカム」）の取り込みを最小まで低減する。
【００１５】
溶融プールの上の雰囲気中の水素の存在も、窒素をその原子状成分に分解する（Ｎ２→２Ｎ）のに役立つ。この（原子状）状態において、窒素は、本発明による処方に従って合金化される鋼の表面で吸収され、そして、鋼の中へ拡散することができる。このことは、均一な凝固を保証し、これは良好なインプリント特徴に反映され、そして割れの形成を防止する。従って、溶融体と接触させる壁の表面を特別な方法によって構成することなく、表面割れの形成が高い信頼性で防止される。従って、本発明による操作では、特に、双ローラーを用いる場合に、例えば、明細書の冒頭で考えられた従来技術では避けることのできない複雑な製造及びメンテナンス工程を必要としない。代わりに、鋳造用間隙を画定する壁は、例えば、通常では、ブラスト処理によってもたらされる確率論的非平坦分布（例えば、Ｒａ＞４０μｍ、好ましくは、＞６０μｍ、Ｒｚ＞７μｍ、好ましくは、＞１０μｍ）を提供することができる。
【００１６】
前記雰囲気の水素含有量を少なくとも０．５モル％に調節することにより、水素の存在によって生じる本発明の効果の達成が確実に保証される。水素が周囲酸素と爆発的に反応しないことを保証するために、前記雰囲気の水素含有量を７．５モル％以下に制限することができる。
【００１７】
鋼中の窒素の溶解性が望ましくない影響を与えることが認められる場合には、溶融プールの上の保護雰囲気中に希ガス、好ましくは、アルゴンを加えることにより、前記雰囲気中の窒素の供給量を低下させることができる。従って、下限を、気体混合物中に第三の気体が存在する場合に、３０モル％に相当させ、そして上限を、第三の気体が存在しない場合に、それぞれのＨ２含有量を除いた残余物に相当させる範囲内で、前記保護雰囲気中の窒素含有量を変化させることが好ましい。
【００１８】
本発明の別の重要な構成は、Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比について、式：Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ≧１．８が適用されることを提供する。意外なことに、このＣｒ当量対Ｎｉ当量の比の要件に従う鋼を本発明によって処理することにより、最適な表面外観を保証することができることが分かった。鋳造工程の間に水素を含有する雰囲気下に保たれる、本発明の方法による前記タイプの組成を有する鋼の場合、もはや不均質な光沢は生じない。その代わりに、観察者は、斑点又は相当する非均質性、例えば、灰色のまだら模様、むら又は同様な外観によってもはや損なわれることのない、仕上げされたストリップの均一でむらのない表面光沢を見る。このことは、本発明による製造方法において、前記のように、関連する壁により運ばれる任意の酸素が雰囲気中の水素によって結合し、そして、窒素が溶鋼中に容易に拡散することができる状態に置かれるという点で、鋳造間隙を画定する移動する壁と、溶融体との間の熱の移動が均一になるという事実によって説明することができる。従って、壁と接触状態にある鋼は、鋳造用間隙を離れるときに、均一な表面光沢の形成に必要不可欠な均一な構造をその表面の領域において有している。
【００１９】
本発明の前記利点に加えて、Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比の増加と、溶融プールの上の前記雰囲気への水素添加との本発明による基本的な効果は、従来の方法を用いて達成することができる鋳造能力よりも鋳造能力が有意に増加することである。Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比が本発明により示された下限に従い、そして、本発明により示された範囲内で水素が添加される場合でさえも、鋳造能力の向上を得られ、そして、Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比の値及び溶融体の上の前記雰囲気中の水素の含有量を増加させることによってさらに高めることができる。
【００２０】
本発明によって達成される効果は、処理される溶融体のそれぞれの硫黄含有量に関係なく得られる。従って、本発明の適用を特定の鋼合金だけに限定する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
態様を示す図面を参照しながら、本発明を以下に更に詳しく記載する。図面は双ローラーの模式的な側面図である。
【００２２】
双ローラー１は、それ自体公知の方法により構成され、厚さ１ｍｍ〜１０ｍｍを有する鋼ストリップＢを溶鋼から鋳造する装置として用いられ、２つの鋳造用ローラー２，３を含む。鋳造用ローラー２，３は、鋳造運転の間、反対方向に回転し、そして、それら２つのローラー間に、長方形の鋳造用間隙をその縦方向で画定する。鋳造用ローラー２，３の円周方向表面は、鋳造用間隙４の壁を形成し、前記壁は、鋳造運転の間に移動する。鋳造用間隙４の短いサイドは、サイドプレート（図示せず）によって密閉されている。
【００２３】
溶鋼は、浸漬管５を用いてオーバーフロー（同様に図示せず）から鋳造用間隙４に入って鋳造される。蓄積された溶融体は、鋳造用間隙４の上に溶融プール６を形成する。
【００２４】
溶融プール６の上の領域は、囲い７によって環境に対して密閉される。溶融プール６の表面より上において、囲い７の内部である雰囲気Ａの組成は、囲い７の外部である開放環境Ｕの組成と異なる。
【００２５】
装置１を用いて、溶融体Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３及びＶ１１、Ｖ１２、Ｖ１３について鋳造試験を実施した。溶融体Ｅ１１〜Ｅ２３について行った試験を本発明の方法に従って実施したのに対し、鋳造試験Ｖ１１〜Ｖ１３を用いて、従来の製造方法により得られる結果を示した。
【００２６】
鋳造用溶鋼Ｅ１１〜Ｅ２３及びＶ１１〜１３のそれぞれの組成を表１に示す。比較のために加工した溶融体Ｖ１１〜１３の場合は、Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比が１．７未満であるのに対して、鋼Ｅ１１〜Ｅ１３のＣｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比は、１．７〜１．８であり、そして鋼Ｅ２１〜Ｅ２３のＣｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比は、１．８を越える。
【００２７】
それぞれの場合において、溶融体を鋳造して種々の厚さのストリップを形成した。溶融プール６の上の囲い７中の雰囲気Ａの組成におけるＮ２、Ａｒ及びＨ２含有量をそれぞれの場合で変化させた。関係するストリップの厚さ及び別の運転パラメータを表２に記録する。
【００２８】
表２は、溶融体Ｖ１１〜Ｖ１３及びＥ１１〜Ｅ２３から製造されたストリップの表面組成の評価結果も含む。比較例Ｖ１〜Ｖ３の場合、雰囲気ＡのＮ２及びＡｒ含有量を変化させることによってスカム及び割れの発生に効果を及ぼすことができたが、本発明によると、雰囲気ＡにＨ２を添加しただけで、外観も厳密な要件を満たす高品位の鋳鋼ストリップ製品を提供することができるという信頼性を有意に高めるということが見出された。
【００２９】
実施した試験は、本発明を適用することによって鋳造能力を有意に高めることができるということを示している。このように、Ｃｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比の増加が、鋳造能力を相応して増大させることを証明することができた。図２では、鋳造能力とＣｒｅｑ／Ｎｉｅｑ比との間の関係がグラフ形式で示されている。
【符号の説明】
【００３０】
Ｂ・・・鋼ストリップ；１・・・双ローラー；２，３・・・鋳造用ローラー；
４・・・鋳造用間隙；５・・・浸漬管；６・・・溶融プール；７・・・囲い；
Ａ・・・溶融プール６の上の雰囲気；Ｕ・・・環境
【表１】
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【表２】
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【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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