(57)【要約】【課題】大きく成長した地金及び半凝固層の巻き込みによるホットバンド等の発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能な冷却ロール、この冷却ロールを備えた双ロール式連続鋳造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法を提供する。【解決手段】回転する一対の冷却ロール２０と一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、冷却ロール２０の周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置に用いられる冷却ロール２０であって、冷却ロール２０の幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部２１を設けたことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置に用いられる冷却ロールであって、
前記冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部を設けたことを特徴とする冷却ロール。
【請求項２】
前記凹部は、ロール幅方向の長さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内、ロール径方向の長さが０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内、周方向長さが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の冷却ロール。
【請求項３】
前記凹部は、前記境界部において周方向に周期的に複数配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却ロール。
【請求項４】
周期的に配置された前記凹部は、周方向に３０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の間隔で配設されていることを特徴とする請求項３に記載の冷却ロール。
【請求項５】
前記冷却ロールの幅方向一端側に形成された凹部と、前記冷却ロールの幅方向他端側に形成された凹部とが、周方向で互いに異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷却ロール。
【請求項６】
回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置であって、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷却ロールを備えていることを特徴とする双ロール式連続鋳造装置。
【請求項７】
一方の冷却ロールに形成された凹部と他方の冷却ロールに形成された凹部とがロールキス点において対向しないように、一方の冷却ロールと他方の冷却ロールとが配置されていること特徴とする請求項６に記載の双ロール式連続鋳造装置。
【請求項８】
回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の鋳造方法であって、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷却ロールを用いることを特徴とする薄肉鋳片の鋳造方法。
【請求項９】
前記溶融金属プール部における前記溶融金属と前記冷却ロールの周方向の接触長さＬとした場合に、周期的に配置された複数の前記凹部の周方向の間隔がＬ以下であることを特徴とする請求項８に記載の薄肉鋳片の鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて、薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置において用いられる冷却ロール、この冷却ロールを用いた双ロール式連続鋳造装置及び薄肉鋳片の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属の薄肉鋳片を製造する方法として、内部に水冷構造を有し互いに逆方向に回転する一対の冷却ロールを備え、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させ、一対の冷却ロールの外周面にそれぞれ形成された凝固シェル同士をロールキス点で圧着して所定の厚さの薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置が提供されている。このような双ロール式連続鋳造装置は、各種金属において適用されている。
【０００３】
上述の双ロール式連続鋳造装置においては、冷却ロールの上方に配置された溶融金属容器から浸漬ノズルを介して溶融金属プール部に溶融金属を連続的に供給する。溶融金属は、溶融金属プール部の中央部に配置された浸漬ノズルから冷却ロールの周面に向けて吐出され、冷却ロールの周面に沿って一対のサイド堰側へとそれぞれ流れていく。回転する冷却ロールの周面上では溶融金属が凝固成長して凝固シェルを形成し、各冷却ロールの周面の凝固シェルがキス点で圧着される。
【０００４】
溶融金属プ−ル部の側壁となるサイド堰は、薄肉鋳片の鋳造時に、回転する冷却ロールの側面と摺動して溶融金属をシールして保持する働きをする。ここで、冷却ロールは溶融金属と接触する極めて短時間に大量の熱を奪う必要があるため、ロールは内部水冷構造とされている。この冷却ロールは、ロール本体とその外周部に装着した外周スリーブとからなっており、外周スリーブの材質としては熱伝導率の高い銅合金が使用されている。
ここで、サイド堰は、鋳造前に予熱されるとともに鋳造時も外部から加熱されるが、冷却ロールと常に摺動しているために冷却ロールから抜熱されて冷却される。この冷却が過多になると、溶融金属が、低温になったサイド堰に接することによってサイド堰表面上で凝固し、生じた凝固層がサイド堰表面に付着し成長する。これを地金と称する。
【０００５】
このようにしてサイド堰表面上で生成した地金は、厚肉に成長した後、冷却ロールの周面にて鋳造される薄肉鋳片とともに一対の冷却ロール間に噛み込んで引き込まれるおそれがある。
地金が薄肉鋳片とともに一対の冷却ロール間に引き込まれると、薄肉鋳片とともに地金が冷却ロール間で圧着されるため、局所的に厚みが大きくなる。また、地金が一対の冷却ロールに噛み込まれる際には、一時的に一対の冷却ロール間の距離が大きくなり、薄肉鋳片の幅全体で厚くなる現象（地金のない部分では、凝固が遅れ高温となる、いわゆるホットバンド）の発生や、それにともなう薄肉鋳片の板厚変動、表面疵等の品質欠陥や板破断、湯漏れ等の操業上のトラブルの原因となる。
【０００６】
また、上述の双ロール式連続鋳造装置においては、一対の冷却ロールで圧下した際に、凝固シェルの先端部が折損して浮遊晶となり、この浮遊晶が溶鋼金属プール部内に存在すると、湯流れの淀みが生じやすいサイド堰近傍において浮遊晶が滞留し、やがて流動性が損なわれてスラリー状の半凝固層が形成される。この半凝固層についても、薄肉鋳片に巻き込まれた場合には、地金と同様に、ホットバンド等が発生し、安定して鋳造を実施することができなくなる。
【０００７】
したがって、この双ロール式連続鋳造装置において、冷却ロールの周面上の凝固を均一に進行させて健全な薄板を製造するためには、サイド堰表面における地金及び半凝固層の発生と成長を防止することがプロセス上最も重要な課題の一つである。
そこで、たとえば特許文献１、２には、サイド堰表面における地金の発生を抑制する技術が提案されている。
【０００８】
特許文献１には、冷却ロールの端面に摺接されたサイド堰を振動させることによって、サイド堰の内面に付着する凝固殻（地金）を早期に脱落させ、薄肉鋳片への巻き込みを抑制し、薄肉鋳片の破断を起こすことなく均質な薄肉鋳片を安定して製造できる双ロール式連続鋳造装置が提案されている。
特許文献２には、冷却ロールの端面との摺接面内においてサイド堰を振動させる加振装置を設け、鋳造の非定常状態の期間はサイド堰を振動させ、定常状態の期間はサイド堰の振動を停止させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６０−１８４４５０号公報
【特許文献２】特開平０５−２３７６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１、２のいずれもサイド堰の振動方向はサイド堰と冷却ロールの端面の摺動面内であり、冷却ロールの端面とサイド堰が常に接しているため、冷却ロールからの抜熱は避けられず、サイド堰が温度低下し、サイド堰表面における地金の生成及び成長を十分に抑制することができなかった。
また、特許文献１においては、サイド堰を振動させることによってサイド堰の内面に付着する凝固殻（地金）を早期に脱落させるように構成しているが、単にサイド堰を振動させたのみでは、地金や半凝固層を早期に脱落させることができず、サイド堰表面において地金や半凝固層が成長してしまうおそれがあった。
【００１１】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、大きく成長した地金及び半凝固層の巻き込みによるホットバンド等の発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能な冷却ロール、この冷却ロールを備えた双ロール式連続鋳造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る冷却ロールは、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置に用いられる冷却ロールであって、前記冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部を設けたことを特徴としている。
【００１３】
この構成の冷却ロールによれば、鋳造中に、前記冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に設けられた凹部に溶融金属が差し込んで凝固し、バリ状の凝固部が形成される。このバリ状の凝固部が冷却ロールの回転に伴ってサイド堰と摺動する際に、サイド堰表面の地金や半凝固層と一体化して薄肉鋳片に巻き込まれることになる。このように、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片へ巻き込ませることにより、ホットバンドの発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００１４】
ここで、本発明の冷却ロールにおいては、前記凹部は、ロール幅方向の長さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内、ロール径方向の長さが０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内、周方向長さが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、凹部の大きさが上述のように規定されているので、溶融金属を凹部に的確に差し込ませることができ、バリ状の凝固部によって、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片へ巻き込ませることができる。また、薄肉鋳片の端部形状の品質が大きく低下することを抑制できる。
【００１５】
また、本発明の冷却ロールにおいては、前記凹部は、前記境界部において周方向に周期的に複数配置されていることが好ましい。
この場合、前記冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に設けられた凹部が、前記境界部において周方向に周期的に複数配置されているので、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に的確に鋳片へ巻き込ませることが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明の冷却ロールにおいては、周期的に配置された前記凹部は、周方向に３０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の間隔で配設されていることが好ましい。
この場合、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に的確に鋳片へ巻き込ませることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の冷却ロールにおいては、前記冷却ロールの幅方向一端側に形成された凹部と、前記冷却ロールの幅方向他端側に形成された凹部とが、周方向で互いに異なる位置に配置されていることが好ましい。
この場合、薄肉鋳片の長手方向の同一箇所において、薄肉鋳片の幅両端部に地金や半凝固層が巻き込まれることを抑制でき、地金や半凝固層の巻き込みによる薄肉鋳片への影響を抑え、安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明の双ロール式連続鋳造装置は、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置であって、上述の冷却ロールを備えていることを特徴としている。
この構成の双ロール式連続鋳造装置によれば、上述の冷却ロールを備えているので、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片へ巻き込ませることにより、ホットバンドの発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００１９】
ここで、本発明の双ロール式連続鋳造装置においては、一方の冷却ロールに形成された凹部と他方の冷却ロールに形成された凹部とがロールキス点において対向しないように、一方の冷却ロールと他方の冷却ロールとが配置されていることが好ましい。
この場合、一方の冷却ロールの凝固シェルに巻き込ませた地金や半凝固層と、他方の冷却ロールの凝固シェルに巻き込ませた地金や半凝固層と、がロールキス点で対向することを抑制でき、地金や半凝固層の巻き込みによる薄肉鋳片への影響を抑え、安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００２０】
本発明の薄肉鋳片の鋳造方法は、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の鋳造方法であって、上述の冷却ロールを用いることを特徴としている。
この構成の薄肉鋳片の鋳造方法によれば、上述の冷却ロールを用いているので、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に鋳片へ巻き込ませることができ、ホットバンドの発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００２１】
ここで、本発明の薄肉鋳片の鋳造方法においては、前記溶融金属プール部における前記溶融金属と前記冷却ロールの周方向の接触長さＬとした場合に、周期的に配置された複数の前記凹部の間隔がＬ以下であることが好ましい。
この場合、サイド堰表面の地金や半凝固層を、ロールキス点から湯面にまで達するように大きく成長する前に的確に鋳片へ巻き込ませることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
上述のように、本発明によれば、大きく成長した地金及び半凝固層の巻き込みによるホットバンド等の発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能な冷却ロール、この冷却ロールを備えた双ロール式連続鋳造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態である双ロール式連続鋳造装置の一例を示す説明図である。
【図２】図１に示す双ロール式連続鋳造装置の一部拡大説明図である。
【図３】図１に示す双ロール式連続鋳造装置における溶鋼プール部の湯面の流動を示す説明図である。
【図４】図１に示す双ロール式連続鋳造装置におけるサイド堰における地金の発生領域を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態である冷却ロールの説明図である。（ａ）が側面図、（ｂ）が一方の端面図、（ｃ）が他方の端面図である。
【図６】図５に示す冷却ロールの一部拡大説明図である。
【図７】図５に示す冷却ロールの凹部の断面説明図である。
【図８】図１に示す双ロール式連続鋳造装置における一対の冷却ロールの配置を示す説明図である。
【図９】本発明例１における鋳片の表面温度測定結果を示すグラフである。
【図１０】比較例における鋳片の表面温度測定結果を示すグラフである。
【図１１】本発明例１によって得られた薄肉鋳片の概略説明図である。
【図１２】比較例によって得られた薄肉鋳片の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。以下の実施形態においては、鋳造する対象金属を鋼として説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
本実施形態では、溶融金属として溶鋼を用いており、鋼材からなる薄肉鋳片１を製造するものとされている。なお、鋼種としては、例えば０．００１〜０．０１％Ｃ極低炭鋼、０．０２〜０．０５％Ｃ低炭鋼、０．０６〜０．４％Ｃ中炭鋼、０．５〜１．２％Ｃ高炭鋼、ＳＵＳ３０４鋼に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４３０鋼に代表されるフェライト系ステンレス鋼、３．０〜４．０％Ｓｉ方向性電磁鋼、０．１〜６．５％Ｓｉ無方向性電磁鋼等（なお、％は、質量％）が挙げられる。
また、本実施形態では、製造される薄肉鋳片１の幅が２００ｍｍ以上１８００ｍｍ以下の範囲内、厚さが０．８ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内とされている。
【００２６】
次に、本実施形態である双ロール式連続鋳造装置１０について説明する。
図１に示す双ロール式連続鋳造装置１０は、一対の冷却ロール２０（２０Ａ，２０Ｂ）と、薄肉鋳片１を支持するピンチロール１２，１２及び１３，１３と、一対の冷却ロール２０（２０Ａ，２０Ｂ）の幅方向端部に配設されたサイド堰１５と、これら一対の冷却ロール２０（２０Ａ，２０Ｂ）とサイド堰１５とによって画成された溶鋼プール部１６に供給される溶鋼３を保持するタンディッシュ１８と、このタンディッシュ１８から溶鋼プール部１６へと溶鋼３を供給する浸漬ノズル１９と、を備えている。
【００２７】
ここで、図２に示すように、冷却ロール２０の端面にサイド堰１５が配設されることによって、溶鋼プール部１６が画成されている。
なお、溶鋼プール部１６の湯面は、図３に示すように、一対の冷却ロール２０（２０Ａ，２０Ｂ）の周面と一対のサイド堰１５，１５によって四方を囲まれた矩形状をなしており、この矩形状をなす湯面の中央部に浸漬ノズル１９が配設されている。
また、図４に示すように、溶鋼プール部１６におけるサイド堰１５の溶鋼３との摺動部は、略逆三角形状をなしている。
【００２８】
この溶鋼プール部１６における溶鋼３の流動は、図３に示すように、浸漬ノズル１９から冷却ロール２０の周面に向けて流れ、冷却ロール２０の周面に沿って、一対のサイド堰１５側へとそれぞれ流れていく。そして、冷却ロール２０とサイド堰１５の接触点においては、溶鋼３の流動のデッドゾーンとなっており、溶鋼３が十分に流動せずに停滞する領域（停滞域）Ｄとなる。
【００２９】
そして、図５に示すように、冷却ロール２０においては、その幅方向端部の周面と側面との境界部に、ロール径方向及びロール幅方向に凹んだ凹部２１が設けられている。
本実施形態では、図５に示すように、冷却ロール２０の幅方向端部の周面と側面との境界部において、周方向に周期的に複数の凹部２１が配置されていることが好ましい。
【００３０】
この凹部２１は、図６及び図７に示すように、ロール幅方向の長さａが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内、ロール径方向の長さｂが０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内、周方向長さｃが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。
また、周期的に配置された凹部２１の周方向の間隔ｐ（図６に示すように凹部２１の中心位置同士の間隔）は３０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の範囲内とされていることが好ましい。
なお、本実施形態では、溶鋼プール部１６における溶鋼３と冷却ロール２０の周方向の接触長さＬとした場合に、周期的に配置された複数の凹部２１の周方向の間隔がＬ以下とされていることが好ましい。
【００３１】
さらに、本実施形態においては、凹部２１は、１周（３６０°）を等間隔に按分するように配設されており、中心角換算で８°以上４０°以下の間隔で配置されていることが好ましい。
【００３２】
また、本実施形態の冷却ロール２０においては、図５に示すように、冷却ロール２０の幅方向一端側（図５において左側）に形成された凹部２１と、冷却ロール２０の幅方向他端側（図５において右側）に形成された凹部２１とが、周方向で互いに異なる位置に配置されていることが好ましい。すなわち、図５（ｂ）と図５（ｃ）に示すように、冷却ロール２０の幅方向一端面に形成された凹部２１同士の間に、他端面に形成された凹部２１が配置されていることが好ましいのである。
【００３３】
また、本実施形態の双ロール式連続鋳造装置１０においては、図８に示すように、一方の冷却ロール２０Ａに形成された凹部２１と、他方の冷却ロール２０Ｂに形成された凹部２１と、がロールキス点において対向しないように、一方の冷却ロール２０Ａと他方の冷却ロール２０Ｂとが配置されていることが好ましい。
【００３４】
さらに、本実施形態の双ロール式連続鋳造装置１０においては、一方の冷却ロール２０Ａの幅方向一端側に形成された凹部２１と、一方の冷却ロール２０Ａの幅方向他端側に形成された凹部２１と、他方の冷却ロール２０Ｂの幅方向一端側に形成された凹部２１と、他方の冷却ロール２０Ｂの幅方向他端側に形成された凹部２１とが、ロールキス点で一致しないように配置されていることが好ましい。
【００３５】
この双ロール式連続鋳造装置１０においては、タンディッシュ１８から浸漬ノズル１９を介して溶鋼プール部１６に溶鋼３が供給される。溶鋼プール部１６においては、溶鋼３が回転する冷却ロール２０（２０Ａ，２０Ｂ）に接触して冷却されることにより、冷却ロール２０の周面の上で凝固シェル５、５が成長する。そして、一対の冷却ロール２０（２０Ａ，２０Ｂ）にそれぞれ形成された凝固シェル５、５同士がロールキス点で圧着されることによって、所定厚みの薄肉鋳片１が鋳造される。
【００３６】
このとき、サイド堰１５は冷却ロール２０と常に摺動しているので、冷却ロール２０から抜熱されて冷却される。このため、図４に示すように、サイド堰１５表面の冷却ロール２０との摺動線近傍の領域Ｓには地金が成長し堆積する。
また、図３に示すように、冷却ロール２０とサイド堰１５の接触点においては、溶鋼３の流動のデッドゾーンとなっており、溶鋼３が十分に流動せずに停滞する領域（停滞域）Ｄとなる。このため、溶鋼プール部１６内に存在する浮遊晶がこの停滞域Ｄに滞留して半凝固層が形成される。これら地金や半凝固層が大きく成長した状態で薄肉鋳片１に巻き込まれると、ホットバンド等が発生し、安定して鋳造を行うことができなくなる。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、上述のように冷却ロール２０の幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部２１を設けることにより、この凹部２１に溶鋼３が差し込んで凝固することで形成されたバリ状の凝固部が、サイド堰１５の表面に形成された地金や半凝固層と一体化し、これら地金及び半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片１へ巻き込ませるように構成している。
【００３８】
ここで、上述のように、冷却ロール２０における凹部２１のサイズ、配置を規定した理由について説明する。
【００３９】
凹部２１のロール幅方向の長さａを０．１ｍｍ以上とすることにより、溶鋼３の表面張力に抗して溶鋼３を凹部２１へと確実に差し込ませることができる。また、凹部２１のロール幅方向の長さａを０．５ｍｍ以下とすることにより、薄肉鋳片１の端部形状が乱れることを抑制できる。
以上のことから、本実施形態では、凹部２１のロール幅方向の長さａを０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
【００４０】
凹部２１のロール径方向の長さｂを０．３ｍｍ以上とすることにより、溶鋼３の表面張力に抗して溶鋼３を凹部２１へと確実に差し込ませることができる。また、凹部２１のロール径方向の長さｂを３ｍｍ以下とすることにより、薄肉鋳片１の端部形状が乱れることを抑制できる。
以上のことから、本実施形態では、凹部２１のロール径方向の長さｂを０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
【００４１】
凹部２１の周方向長さｃを１ｍｍ以上とすることにより、溶鋼３の表面張力に抗して溶鋼３を凹部２１へと確実に差し込ませることができる。また、凹部２１の周方向長さｃを３０ｍｍ以下とすることにより、薄肉鋳片１の端部形状が乱れることを抑制できる。
以上のことから、本実施形態では、凹部２１の周方向長さｃを１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
【００４２】
周期的に配置された凹部２１の周方向の間隔ｐを３０ｍｍ以上とすることにより、隣接する凹部２１の間に存在する地金及び半凝固層がある程度成長し、凹部２１に差し込んで凝固して形成されたバリ状の凝固部によって的確に薄肉鋳片１へと巻き込ませることができる。また、凹部２１の周方向の間隔ｐを２５０ｍｍ以下とすることにより、粗大な地金及び半凝固層が形成されることを抑制できる。
以上のことから、本実施形態では、周期的に配置された凹部２１の周方向の間隔ｐを３０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
【００４３】
また、溶鋼プール部１６における溶鋼３と冷却ロール２０の周方向の接触長さＬとした場合に、周期的に配置された複数の凹部２１の周方向の間隔ｐをＬ以下とすることにより、ロールキス点から湯面まで達するような粗大な地金及び半凝固層が形成されることを抑制できるので好ましい。
なお、凹部２１の周方向の間隔ｐは、Ｌ×（１／４）以上Ｌ×（１／２）以下とすることが一層好ましい。
【００４４】
以上のような構成とされた本実施形態によれば、冷却ロール２０の幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部２１を設けているので、鋳造中に凹部２１に溶鋼３が差し込んで凝固し、バリ状の凝固部が形成され、このバリ状の凝固部が冷却ロール２０の回転に伴ってサイド堰１５と摺動する際に、サイド堰１５表面の地金や半凝固層と一体化して薄肉鋳片１に巻き込まれることになり、地金や半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片１へ巻き込ませることができ、ホットバンドの発生を抑制することが可能となる。
【００４５】
また、冷却ロール２０の幅方向一端側に形成された凹部２１と、冷却ロール２０の幅方向他端側に形成された凹部２１とが、周方向で互いに異なる位置に配置されていることが好ましい。この場合、薄肉鋳片１の長手方向の同一箇所において、薄肉鋳片１の幅両端部に地金や半凝固層が巻き込まれることを抑制でき、地金や半凝固層の巻き込みによる薄肉鋳片１への影響を抑え、安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００４６】
さらに、本実施形態においては、一方の冷却ロール２０Ａに形成された凹部２１と他方の冷却ロール２０Ｂに形成された凹部２１とがロールキス点において対向しないように、一方の冷却ロール２０Ａと他方の冷却ロール２０Ｂとが配置されていることが好ましい。この場合、一方の冷却ロール２０Ａの凝固シェル５に巻き込ませた地金や半凝固層と、他方の冷却ロール２０Ｂの凝固シェル５に巻き込ませた地金や半凝固層とがロールキス点で接触することを抑制でき、地金や半凝固層の巻き込みによる薄肉鋳片１への影響を抑え、安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態である冷却ロール、双ロール式連続鋳造装置及び薄肉鋳片の製造方法について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、図１に示すように、ピンチロールを配設した双ロール式連続鋳造装置を例に挙げて説明したが、これらのロール等の配置に限定はなく、適宜設計変更してもよい。
また、凹部２１の形状は、図に例示したものに限定されることはない。さらに、凹部２１の配置等についても本実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００４８】
以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。
【００４９】
図１に示す構成の双ロール式連続鋳造装置を用いて、質量％で、０．０５％Ｃ、０．６％Ｓｉ、１．５％Ｍｎ、０．０３％Ａｌ、残部Ｆｅ及び不純物とされた組成の鋼からなる薄肉鋳片を鋳造した。この組成の鋼の液相線温度は１５１７℃であり、過熱度３０〜５０℃となるように溶鋼プール部に注入する溶鋼温度は１５４７〜１５６７℃とした。
【００５０】
ここで、冷却ロールは、直径６００ｍｍ、幅８００ｍｍとし、内部水冷式のロール本体と、その外周部に装着した銅製スリーブとからなっていて、銅製スリーブの周面にＮｉめっきを施したものを準備した。そして、表１に示すように、冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部を設けた。
そして、溶鋼プール部における溶鋼深さ２１２ｍｍ、冷却ロールの周速度５０ｍ／ｍｉｎにて、厚さ２ｍｍの薄肉鋳片を鋳造した。
【００５１】
冷却ロール直下の薄肉鋳片の表面温度を放射温度計によって測定し、定常時の温度から３０℃以上高温となるピークが発生した場合にホットバンドが発生したと判断し、ホットバンドの発生回数をカウントした。評価結果を表１に示す。
また、本発明例１の温度測定結果を図９に、比較例の温度測定結果を図１０に示す。さらに、本発明例１の薄肉鋳片における地金の巻き込み状況を図１１に、比較例の薄肉鋳片における地金の巻き込み状況を図１２に示す。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
冷却ロールに凹部を設けなかった比較例においては、大きく成長した地金が不規則に巻き込まれたため、ホットバンドが多く発生した。
これに対して、冷却ロールに凹部を設けた本発明例においては、ホットバンドの発生回数が大きく低減した。
特に、凹部の大きさや周方向の間隔を望ましい範囲とした本発明例１〜４においては、ホットバンドが皆無となった。
【００５４】
以上の結果から、本発明によれば、大きく成長した地金や半凝固層が鋳片に巻き込まれてホットバンド等が頻繁に発生することを抑制でき、安定して鋳造できることが確認された。
【符号の説明】
【００５５】
１  薄肉鋳片
３  溶鋼（溶融金属）
５  凝固シェル
１０  双ロール式連続鋳造装置
１５  サイド堰
１６  溶鋼プール部（溶融金属プール部）
２０  冷却ロール
２１  凹部
【図１】
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【図２】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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