(57)【要約】【課題】アルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制することにより、凝固開始点における溶融金属面の高さの変動、及び、凝固シェルの不均一及び鋳片厚みの不均一を抑制し、品質に優れた薄肉鋳片を安定して製造することが可能なスカム堰、薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置を提供する。【解決手段】回転する一対の冷却ドラム１１，１１と一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部１６に、浸漬ノズル１９を介して溶融金属３を供給し、冷却ドラム１１の周面に凝固シェル５を形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法において、溶融金属溜まり部１６に配設されるスカム堰２０であって、少なくとも冷却ドラム１１側を向く面のうち溶融金属溜まり部１６の溶融金属面Ｈと接触する領域が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されている。【選択図】図２
2015062948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶融金属を供給し、前記冷却ドラム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製造方法において、前記溶融金属溜まり部に配設されるスカム堰であって、
少なくとも前記冷却ドラム側を向く面のうち前記溶融金属溜まり部の溶融金属面と接触する領域が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されていることを特徴とするスカム堰。
【請求項２】
前記ＣａＯ含有耐火材は、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内、ＭｇＯを２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％以下の範囲内、フリーＣを０ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項１に記載のスカム堰。
【請求項３】
前記ＣａＯ含有耐火材において、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＭｇＯの含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が０．２以上１．５以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項２に記載のスカム堰。
【請求項４】
前記ＣａＯ含有耐火材は、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内、ＺｒＯ２を２０ｍａｓｓ％以上８５ｍａｓｓ％以下の範囲内、フリーＣを５ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項１に記載のスカム堰。
【請求項５】
前記ＣａＯ含有耐火材において、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＺｒＯ２の含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が０．２以上１．５以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項４に記載のスカム堰。
【請求項６】
前記冷却ドラム側を向く面のうち前記溶融金属溜まり部の溶融金属面と接触する領域が前記ＣａＯ含有耐火材で構成されており、
前記浸漬ノズル側を向く面は、前記ＣａＯ含有耐火材よりも溶融金属に対する耐溶損性に優れた耐火材で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスカム堰。
【請求項７】
回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶融金属を供給し、前記冷却ドラム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製造方法であって、
前記溶融金属溜まり部に、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のスカム堰を配置し、
前記浸漬ノズルと前記スカム堰との間で測定される溶融金属の過熱度を５℃以上に設定するとともに、
前記冷却ドラムと前記スカム堰との間における前記溶融金属の流速を５ｃｍ／ｓｅｃ以上とすることを特徴とする薄肉鋳片の製造方法。
【請求項８】
前記溶融金属は、Ａｌを０．１ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下の範囲内で含むＡｌ含有鋼であることを特徴とする請求項７に記載の薄肉鋳片の製造方法。
【請求項９】
回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶融金属を供給し、前記冷却ドラム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製造装置であって、
前記溶融金属溜まり部には、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のスカム堰が配設されていることを特徴とする薄肉鋳片の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶融金属を供給して薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法で用いられるスカム堰、このスカム堰を用いた薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述のように、金属の薄肉鋳片を製造する方法として、例えば、特許文献１，２に示すように、内部に水冷構造を有する冷却ドラムを備え、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰とによって形成された溶鋼溜まり部（溶融金属溜まり部）に溶鋼（溶融金属）を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させ、一対の冷却ドラムにそれぞれ形成された凝固シェル同士をドラムキス点で圧着し、所定の厚みの薄肉鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造方法が提供されている。
【０００３】
ここで、上述の溶鋼溜まり部においては、酸化物等が溶鋼面上に浮上して、いわゆるスカムが発生することが知られている。このスカムが冷却ドラムの凝固開始点に到達した場合には、冷却ドラムの回転に伴って、冷却ドラムと凝固シェル間に巻き込まれ、凝固不均一を引き起こす結果、薄肉鋳片の表面欠陥等が発生してしまうおそれがある。また、冷却ドラムの凝固開始点において溶鋼面の高さの変動が生じた場合には、凝固が安定しなくなるおそれがあった。
【０００４】
そこで、特許文献３には、スカムを固相化することによってスカムの巻き込みを防止して、表面品質の良い薄肉鋳片を製造する方法が提案されている。
また、特許文献４，５には、溶鋼溜まり部にスカム堰を配設することによって、スカムの巻き込みや凝固開始点における溶鋼面の高さの変動を抑制する技術が提案されている。
【０００５】
ここで、スカム堰は、一対の冷却ドラムの間に配設されていることから、予熱を十分に行うことが困難である。そして、溶鋼溜まり部には１５００℃超の溶鋼が供給され、スカム堰はこの溶鋼中に浸漬されて使用されることから、スカム堰には、優れた耐熱性及び耐熱衝撃性が要求される。そこで、従来のスカム堰は、一般的に、ＢＮ（窒化ボロン）が使用されている。また、特許文献４、５に開示されているように、スカム堰には、耐食性、粒度、強度、容積安定性（低熱変形性）といった特性も求められている。そこで、特許文献４においては、黒鉛と金属酸化物からなるスカム堰が提案されている。
【０００６】
ところで、上述の双ドラム式連続鋳造方法においては、溶融金属から数ｍｍ厚の薄肉鋳片を直接製造できることから、熱間圧延等の熱間加工工程を省略することが可能となる。このため、双ドラム式連続鋳造方法は、例えば、Ｃｕ含有鋼（〜２ｍａｓｓ％Ｃｕ）、Ａｌ含有鋼（０．１〜４ｍａｓｓ％Ａｌ）、Ｐ含有鋼（〜０．１５ｍａｓｓ％Ｐ）、Ｓｉ含有鋼（〜４ｍａｓｓ％Ｓｉ）といった脆性材料、難熱間加工材料の製造に、特に適している。
そこで、例えば特許文献６，７には、Ａｌ及びＳｉを含有する電磁鋼を、双ドラム連続鋳造方法によって製造することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０４−３０００４９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１３５５５号公報
【特許文献３】特開２００２−２７３５５１号公報
【特許文献４】特開２００３−０３９１３９号公報
【特許文献５】特開２００３−２６６１５４号公報
【特許文献６】特開２００４−３２３９７２号公報
【特許文献７】特開２００８−１３２５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、０．０２ｍａｓｓ％以上のＡｌを含有するＡｌ含有鋼を上述の双ドラム連続鋳造方法によって製造する場合には、溶鋼溜まり部の溶鋼面にアルミナ皮膜が形成されることになる。
なお、溶鋼溜まり部の上部空間は、Ａｒ等の不活性ガス雰囲気とするのが一般的であるが、Ａｌは極わずかな酸素分圧で酸化してアルミナ皮膜を生成するので、０．０２ｍａｓｓ％以上のＡｌを含有するＡｌ含有鋼において、溶鋼溜まり部の溶鋼面にアルミナ皮膜を生じさせないようにすることは実質的に困難であった。
【０００９】
溶鋼溜まり部の溶鋼面に形成されたアルミナ皮膜は、鋳造時に冷却ドラムと凝固シェルとの間に巻き込まれる。このとき、アルミナ皮膜はドラム回転方向に引っ張られ、これに伴って、冷却ドラムの冷凝固開始点における溶鋼面が下降することになる。さらに、アルミナ皮膜が巻き込まれていくと、溶鋼静圧によってアルミナ皮膜が破断し、破断した箇所から溶鋼が流出して溶鋼面が上昇し、冷却ドラムの冷凝固開始点における溶鋼面が上昇する。そして、溶鋼面に新しいアルミナ皮膜が形成される。
【００１０】
このように、０．０２ｍａｓｓ％以上のＡｌを含有するＡｌ含有鋼を上述の双ドラム連続鋳造方法によって製造する場合には、アルミナ皮膜の巻き込みと破断を繰り返すことによってアルミナ皮膜の巻き込みが断続的に発生し、凝固開始点における溶鋼面の高さが上下に変動することになる。特に、上述のアルミナ皮膜は、比較的強度が高く破れにくい性質を有しており、スカム堰と冷却ドラムとの間の溶鋼面上に強固に形成されることから、上述の凝固開始点における溶鋼面の高さの変動が大きくなり、鋳造を安定して実施できないおそれがあった。
【００１１】
また、上述のように、アルミナ皮膜の巻き込みが断続的に発生した場合には、巻き込まれたアルミナ皮膜が冷却ドラムと凝固シェル間の伝熱抵抗となり、鋳造の長手方向において凝固シェルの不均一や、鋳片厚みの不均一を引き起こすおそれがあった。また、アルミナ皮膜の巻き込みは冷却ドラムの幅方向においてもランダムに発生することから、鋳片の幅方向においても凝固シェルの不均一や、鋳片厚みの不均一が発生するおそれがあった。
【００１２】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、アルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制することにより、凝固開始点における溶融金属面（溶融金属の自由表面であって上面にアルミナ皮膜が存在する）の高さの変動、及び、凝固シェルの不均一及び鋳片厚みの不均一を抑制し、品質に優れた薄肉鋳片を安定して製造することが可能なスカム堰、薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、溶融金属溜まり部の溶融金属面に形成されるアルミナ皮膜の組成を改質して低融点化することにより、アルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制でき、凝固開始点における溶融金属面の高さの変動、及び、凝固シェルの不均一及び鋳片厚みの不均一を抑えることが可能であるとの知見を得た。
【００１４】
本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明に係るスカム堰は、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶融金属を供給し、前記冷却ドラム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製造方法において、前記溶融金属溜まり部に配設されるスカム堰であって、少なくとも前記冷却ドラム側を向く面のうち前記溶融金属溜まり部の溶融金属面と接触する領域が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されていることを特徴としている。
【００１５】
この構成のスカム堰においては、少なくとも前記冷却ドラム側を向く面のうち前記溶融金属溜まり部の溶融金属面と接触する領域が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されているので、溶融金属面に形成されたアルミナ皮膜のうちスカム堰と接触した部分においては、ＣａＯが供給されることによって融点が低下する。これにより、溶融金属面のアルミナ皮膜は、強度が局所的に低下して破断しやすくなり、冷却ドラムに容易に巻き込まれることになる。
よって、本発明のスカム堰を用いることにより、アルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制し、凝固開始点における溶融金属面の高さの変動、及び、凝固シェルの不均一及び鋳片厚みの不均一を抑制することができ、高品質な薄肉鋳片を安定して製造することが可能となる。
【００１６】
ここで、前記ＣａＯ含有耐火材におけるＣａＯの含有量が１０ｍａｓｓ％未満では、アルミナ皮膜を十分に低融点化できず、上述の作用効果を奏功せしめることができないおそれがある。
一方、前記ＣａＯ含有耐火材におけるＣａＯの含有量が５０ｍａｓｓ％を超える場合には、ＣａＯ含有耐火材自体の強度が不足し、スカム堰が早期に溶損してしまうおそれがある。
以上のことから、本発明に係るスカム堰においては、前記ＣａＯ含有耐火材におけるＣａＯの含有量を１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内に設定している。
【００１７】
また、本発明に係るスカム堰においては、前記ＣａＯ含有耐火材は、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内、ＭｇＯを２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％以下の範囲内、フリーＣを０ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するものとしてもよい。
この場合、上述のようにＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有しているので、溶融金属面上に形成されたアルミナ皮膜を低融点化してアルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制することができる。また、ＭｇＯを２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有しているので、スカム堰自体の強度を確保することができ、スカム堰が早期に溶損することを抑制できる。さらに、フリーＣは、耐熱衝撃性を向上させる作用効果を有するため適宜添加してもよい。なお、フリーＣを添加する場合には、グラファイト粒子の脱落を防止するために、フリーＣの含有量を４０ｍａｓｓ％以下に制限することが好ましい。なお、本発明において、フリーＣとは、化合物を形成していない炭素のことである。
【００１８】
さらに、前記ＣａＯ含有耐火材において、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＭｇＯの含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が０．２以上１．５以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、上述の（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が０．２以上とされているので、ＣａＯの含有量が確保され、溶融金属面上に形成されたアルミナ皮膜を確実に低融点化することが可能となる。また、上述の（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が１．５以下とされているので、ＭｇＯの含有量が確保され、スカム堰が早期に溶損することを抑制できる。
【００１９】
また、本発明に係るスカム堰においては、前記ＣａＯ含有耐火材は、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内、ＺｒＯ２を２０ｍａｓｓ％以上８５ｍａｓｓ％以下の範囲内、フリーＣを５ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するものとしてもよい。
この場合、上述のようにＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有しているので、溶融金属面上に形成されたアルミナ皮膜を低融点化してアルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制することができる。また、ＺｒＯ２を２０ｍａｓｓ％以上８５ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有しているので、スカム堰自体の強度を確保することができ、スカム堰が早期に溶損することを抑制できる。さらに、フリーＣを５ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有しているので、鋳造開始時の熱膨張ひずみによる割れの発生を抑制できるとともにグラファイト粒子の脱落を抑制でき、スカム堰の寿命延長を図ることができる。
【００２０】
さらに、前記ＣａＯ含有耐火材において、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＺｒＯ２の含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が０．２以上１．５以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、上述の（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が０．２以上とされているので、ＣａＯの含有量が確保され、溶融金属面上に形成されたアルミナ皮膜を確実に低融点化することが可能となる。また、上述の（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が１．５以下とされているので、ＺｒＯ２の含有量が確保され、スカム堰が早期に溶損することを抑制できる。
【００２１】
また、本発明に係るスカム堰においては、前記冷却ドラム側を向く面のうち前記溶融金属溜まり部の溶融金属面と接触する領域が前記ＣａＯ含有耐火材で構成されており、前記浸漬ノズル側を向く面は、前記ＣａＯ含有耐火材よりも前記溶融金属に対する耐溶損性に優れた耐火材で構成されていることが好ましい。
この場合、スカム堰の前記冷却ドラム側を向く面のうち前記溶融金属溜まり部の溶融金属面と接触する領域を前記ＣａＯ含有耐火材で構成することにより、冷却ドラム側に位置するアルミナ皮膜を局所的に低融点化することができ、アルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制することができる。また、スカム堰のうち浸漬ノズル側を向く面には、浸漬ノズルから吐出される溶融金属が衝突することから、前記ＣａＯ含有耐火材よりも耐溶損性に優れた耐火材で構成することによって、スカム堰の寿命延長を図ることができる。なお、耐溶損性については、浸漬ノズルから吐出される溶融金属に所定時間保持した後の損耗量等で評価することができる。
【００２２】
本発明に係る薄肉鋳片の製造方法は、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶融金属を供給し、前記冷却ドラム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製造方法であって、前記溶融金属溜まり部に、上述のスカム堰を配置し、前記浸漬ノズルと前記スカム堰との間で測定される溶融金属の過熱度を５℃以上に設定するとともに、前記冷却ドラムと前記スカム堰との間における前記溶融金属の流速を５ｃｍ／ｓｅｃ以上とすることを特徴としている。
【００２３】
この構成の薄肉鋳片の製造方法によれば、少なくとも前記冷却ドラム側を向く面のうち前記溶融金属溜まり部の溶融金属面と接触する領域が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されたスカム堰を用いており、このスカム堰と浸漬ノズルとの間で測定される溶融金属の過熱度（溶融金属温度と液相線温度の差）を５℃以上とし、スカム堰と冷却ドラムとの間における前記溶融金属の流速を５ｃｍ／ｓｅｃ以上としているので、スカム堰と冷却ドラムとの間に位置する溶融金属の温度が高くなり、アルミナ皮膜の破断を促進することができ、アルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制することが可能となる。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、スカム堰と冷却ドラムとの間における前記溶融金属の流速を１０ｃｍ／ｓｅｃ以上とすることが好ましい。
【００２４】
ここで、本発明に係る薄肉鋳片の製造方法においては、前記溶融金属は、Ａｌを０．１ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下の範囲内で含むＡｌ含有鋼であってもよい。
Ａｌを０．１ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下の範囲内で含むＡｌ含有鋼は、溶融金属面（溶鋼面）にアルミナ皮膜が形成されやすいため、少なくとも前記冷却ドラム側を向く面のうち前記溶融金属溜まり部の溶融金属面と接触する領域が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されたスカム堰を用いることで、アルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制でき、上述のＡｌ含有鋼からなる薄肉鋳片を安定して鋳造することが可能となる。
【００２５】
本発明に係る薄肉鋳片の製造装置は、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶鋼溜まり部に、浸漬ノズルを介して溶鋼を供給し、前記冷却ドラム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製造装置であって、前記溶鋼溜まり部には、上述のスカム堰が配設されていることを特徴としている。
【００２６】
この構成の薄肉鋳片の製造装置によれば、溶鋼溜まり部に、少なくとも前記冷却ドラム側を向く面のうち前記溶融金属溜まり部の溶融金属面と接触する領域が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されたスカム堰が配設されているので、アルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制して、凝固開始点における溶融金属面の高さの変動を抑制することができ、高品質な薄肉鋳片を安定して製造することができる。
【発明の効果】
【００２７】
上述のように、本発明によれば、アルミナ皮膜の断続的な巻き込みを抑制することにより、凝固開始点における溶融金属面の高さの変動、及び、凝固シェルの不均一及び鋳片厚みの不均一を抑制し、品質に優れた薄肉鋳片を安定して製造することが可能なスカム堰、薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態である薄肉鋳片の製造装置を示す説明図である。
【図２】図１における溶鋼溜まり部の拡大説明図である。
【図３】図２における溶鋼溜まり部の上面説明図である。
【図４】本発明の第一の実施形態であるスカム堰の説明図である。
【図５】本発明の第二の実施形態であるスカム堰の説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態であるスカム堰の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施形態であるスカム堰、これを用いた薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置について、添付した図面を参照して説明する。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。
【００３０】
まず、本実施形態であるスカム堰２０及びこのスカム堰２０を備えた薄肉鋳片の製造装置１０について説明する。
本実施形態である薄肉鋳片の製造装置１０は、図１に示すように、一対の冷却ドラム１１、１１と、薄肉鋳片１を曲げるベンダーロール１２、１２と、薄肉鋳片１を支持するピンチロール１３、１３と、一対の冷却ドラム１１、１１の幅方向端部に配設されたサイド堰１５と、これら一対の冷却ドラム１１、１１とサイド堰１５とによって画成された溶鋼溜まり部１６に対して溶鋼３を供給するタンディッシュ１８及び浸漬ノズル１９と、を備えている。
ここで、図２に示すように、溶鋼溜まり部１６には、溶鋼３が貯留されており、溶鋼面Ｈには、アルミナ皮膜Ｘが形成されている。
【００３１】
そして、溶鋼溜まり部１６には、本実施形態であるスカム堰２０が配設されている。詳述すると、図２及び図３に示すように、スカム堰２０は、浸漬ノズル１９と冷却ドラム１１、１１との間に配置され、その一部が溶鋼３内に浸漬されている。なお、本実施形態では、スカム堰２０は、図２及び図４に示すように、矩形平板状をなしており、溶鋼３への浸漬深さＤが５ｍｍ以上とされている。なお、上述のアルミナ皮膜Ｘは、スカム堰２０と冷却ドラム１１の間の溶鋼面Ｈ上に形成されるとともに、浸漬ノズル１９とスカム堰２０との間の溶鋼面Ｈ上にも形成される。
【００３２】
このスカム堰２０は、図２及び図４に示すように、２層構造とされており、冷却ドラム１１側に配置された第１層２１が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されており、浸漬ノズル１９側に配置された第２層２２が、ＣａＯ含有耐火材よりも溶鋼３に対する耐溶損性に優れた耐火材（本実施形態においてはＢＮ）で構成されている。
【００３３】
本実施形態では、第１層２１を構成するＣａＯ含有耐火材は、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するとともに、ＭｇＯを２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有し、さらにフリーＣを０ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有したものとされている。また、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＭｇＯの含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が０．２以上１．５以下の範囲内とされている。
以下に、ＣａＯ含有耐火材の組成を上述のように規定した理由について説明する。
【００３４】
〔ＣａＯ〕
ＣａＯは、溶鋼溜まり部１６の溶鋼面Ｈに形成されたアルミナ皮膜Ｘの融点を低下させる作用効果を有する。よって、スカム堰２０のうち冷却ドラム１１側に形成された第１層２１をＣａＯ含有耐火材で構成することにより、スカム堰２０と冷却ドラム１１との間の溶鋼面Ｈに形成されたアルミナ皮膜Ｘの融点を局所的に低下させて、破断しやすくすることが可能となる。
ここで、ＣａＯ含有耐火材におけるＣａＯの含有量が１０ｍａｓｓ％未満の場合には、アルミナ皮膜Ｘの融点を低下させる作用効果を十分に奏功せしめることができないおそれがある。一方、ＣａＯ含有耐火材におけるＣａＯの含有量が５０ｍａｓｓ％を超える場合には、スカム堰２０（第１層２１）が早期に劣化してしまうおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、ＣａＯ含有耐火材におけるＣａＯの含有量を１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内に設定している。
【００３５】
〔ＭｇＯ〕
ＭｇＯは、上述のＣａＯ粒子を保持して、ＣａＯ粒子の脱落や過剰な溶損を抑制する作用効果を有する。よって、ＭｇＯを含有することにより、スカム堰２０（第１層２１）の寿命延長を図ることが可能となる。
ここで、ＣａＯ含有耐火材におけるＭｇＯの含有量が２０ｍａｓｓ％未満の場合には、ＣａＯ粒子を十分に保持することができずスカム堰２０（第１層２１）が早期に劣化するおそれがある。一方、ＣａＯ含有耐火材におけるＭｇＯの含有量が９０ｍａｓｓ％を超える場合には、ＣａＯの含有量が確保されず、アルミナ皮膜Ｘを低融点化することができなくなるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、ＣａＯ含有耐火材におけるＭｇＯの含有量を２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％以下の範囲内に設定している。
【００３６】
〔（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）〕
ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＭｇＯの含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が０．２未満の場合には、ＭｇＯの影響によりＣａＯの供給速度が低下し、溶鋼面Ｈに形成されたアルミナ皮膜Ｘを低融点化させることができないおそれがある。一方、（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が１．５を超える場合には、ＭｇＯの含有量が不足し、スカム堰２０（第１層２１）が早期に劣化するおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）を０．２以上１．５以下の範囲内に設定している。
【００３７】
〔フリーＣ〕
フリーＣは、化合物を形成せずに単独で存在している炭素のことである。このフリーＣを含有すると、耐熱衝撃性が向上することになるため、適宜添加してもよい。
ここで、ＣａＯ含有耐火材におけるフリーＣの含有量が４０ｍａｓｓ％を超える場合には、グラファイト粒子の脱落が発生しやすくなり、溶損量が大きくなるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、ＣａＯ含有耐火材におけるフリーＣの含有量を０ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内に設定している。
【００３８】
次に、本実施形態であるスカム堰２０を備えた薄肉鋳片の製造装置１０による薄肉鋳片の製造方法について説明する。
一対の冷却ドラム１１、１１を回転方向Ｒに向けて、すなわち、一対の冷却ドラム１１、１１同士が近接する領域が鋳片の引抜方向（図１においては下方向）に向かうように、それぞれの冷却ドラム１１、１１を回転させる。
【００３９】
そして、一対の冷却ドラム１１、１１とサイド堰１５とによって画成された溶鋼溜まり部１６に、タンディッシュ１８から浸漬ノズル１９を介して溶鋼３が供給される。
なお、本実施形態においては、溶鋼３は、Ａｌを０．１ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下の範囲内、Ｃａを０．００２０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＡｌ含有鋼とされている。
また、スカム堰２０と冷却ドラム１１との間の空間を含む溶鋼溜まり部１６の上部空間は、雰囲気がＡｒガス雰囲気とされており、冷却ドラム１１と凝固シェル５との間にＡｒガスを介在させている。
【００４０】
図３に示すように、浸漬ノズル１９からの吐出流は、浸漬されたスカム堰２０に向かうように配置されている。浸漬ノズル１９から吐出された溶鋼３の一部の流れＦ１は、スカム堰２０に衝突してサイド堰１５側へと向かい、サイド堰１５に衝突して浸漬ノズル１９側へと向かう。また、浸漬ノズル１９から吐出された溶鋼３の一部の流れＦ２は、スカム堰２０の下方を通過して冷却ドラム１１に衝突し、サイド堰１５側へと向かい、サイド堰１５に衝突して浸漬ノズル１９側へと向かう。
【００４１】
ここで、実施形態では、冷却ドラム１１とスカム堰２０との間における溶鋼３の流速（流れＦ２の流速）が５ｃｍ／ｓｅｃ以上とされている。なお、本実施形態では、図３に示すように、冷却ドラム１１の幅の１／４位置Ｐにおける溶鋼３の流速が５ｃｍ／ｓｅｃ以上となるように構成されており、好ましくは１０ｃｍ／ｓｅｃ以上となるように構成されている。
さらに、本実施形態では、浸漬ノズル１９とスカム堰２０との間で測定される溶鋼の過熱度（溶鋼温度と液相線温度の差）が５℃以上５０℃以下の範囲内になるように、好ましくは１０℃以上５０℃以下の範囲内になるように溶鋼温度を調整している。
【００４２】
溶鋼３が回転する冷却ドラム１１に接触して冷却されることにより、冷却ドラム１１の周面の上で凝固シェル５が成長し、一対の冷却ドラム１１、１１にそれぞれ形成された凝固シェル５、５同士がドラム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。
このとき、溶鋼溜まり部１６に浸漬されたスカム堰２０により、溶鋼溜まり部１６に貯留された溶鋼３の上部に浮遊する介在物（スカム）が冷却ドラム１１側へと混入することが防止され、薄肉鋳片１へのスカムの巻き込みが抑制される。また、スカム堰２０により、冷却ドラム１１の凝固開始点Ｓにおける溶鋼面Ｈの高さの変動が抑制される。
【００４３】
以上のような構成とされた本実施形態のスカム堰２０、薄肉鋳片の製造方法、薄肉鋳片の製造装置１０によれば、スカム堰２０のうち冷却ドラム１１側を向く面に配置された第１層２１が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されているので、アルミナ皮膜Ｘは、スカム堰２０の第１層２１に接触した部分においてＣａＯが供給され、融点が局所的に低下することになる。これにより、スカム堰２０と冷却ドラム１１との間に存在するアルミナ皮膜Ｘは、強度が局所的に低下して破断しやすくなり、冷却ドラム１１に短周期で頻繁に、あるいは連続的に巻き込まれることになる。このようにアルミナ皮膜が容易に破断すれば、凝固開始点Ｓにおける溶鋼面Ｈの高さの変動量は著しく低減される。
よって、アルミナ皮膜Ｘの断続的な巻き込みを抑制し、凝固開始点Ｓにおける溶鋼面Ｈの高さが上下に大きく変動することを抑制できるので、凝固シェルの不均一及び鋳片厚みの不均一を抑制でき、高品質な薄肉鋳片を安定して製造することが可能となる。
【００４４】
そして、スカム堰２０のうち冷却ドラム１１側を向く面に配置された第１層２１を構成するＣａＯ含有耐火材が、ＭｇＯを２０ｍａｓｓ％以上９０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有しているので、スカム堰２０（第１層２１）自体の強度を確保することができ、スカム堰２０（第１層２１）が早期に劣化することを抑制できる。
さらに、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＭｇＯの含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が０．２以上１．５以下の範囲内とされているので、ＣａＯ及びＭｇＯをバランス良く含有しており、溶鋼面Ｈに形成されたアルミナ皮膜Ｘを低融点化してアルミナ皮膜Ｘの断続的な巻き込みを抑制することができるともに、スカム堰２０（第１層２１）の寿命延長を図ることができる。
また、本実施形態においては、第１層２１を構成するＣａＯ含有耐火材が、フリーＣを０ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有する場合には、耐熱衝撃性を向上させることができ、鋳造開始時における割れの発生を抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、スカム堰２０のうち浸漬ノズル１９側を向く面に配置された第２層２２が、第１層２１を構成するＣａＯ含有耐火材よりも溶鋼３に対する耐溶損性に優れた耐火材で構成されており、具体的には、ＢＮで構成されているので、浸漬ノズル１９から吐出される溶鋼３が衝突しても容易に溶損することがなく、スカム堰２０の寿命延長を図ることが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態においては、冷却ドラム１１とスカム堰２０との間における溶鋼３の流速が５ｃｍ／ｓｅｃ以上とされており、好ましくは１０ｃｍ／ｓｅｃ以上とされているので、冷却ドラム１１とスカム堰２０との間に位置する溶鋼３の温度を高く維持することができ、低融点化したアルミナ皮膜Ｘの破断を促進することが可能となる。
さらに、本実施形態では、浸漬ノズル１９とスカム堰２０との間で測定される溶鋼の過熱度（溶鋼温度と液相線温度の差）が５℃以上５０℃以下の範囲内になるように、好ましくは１０℃以上５０℃以下の範囲内となるように溶鋼温度を調整しているので、低融点化したアルミナ皮膜Ｘの破断を促進することができ、アルミナ皮膜Ｘの断続的な巻き込みを抑制し、薄肉鋳片を安定して鋳造することができる。ここで、浸漬ノズル１９とスカム堰２０との間で測定される溶鋼の過熱度が５０℃を超えると、ノズルからの吐出流が凝固シェルを再溶解するおそれがあるので、５０℃以下とすることが好ましい。
【００４７】
さらに、本実施形態においては、溶鋼３が、Ａｌを０．１ｍａｓｓ％以上４．５ｍａｓｓ％以下の範囲内、Ｃａを０．００２０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＡｌ含有鋼とされている。このようなＡｌ含有鋼は、熱間加工が困難であることから、薄肉鋳片として鋳造することによって効率的に製造することができる。また、溶鋼３の表面にアルミナ皮膜Ｘが形成されるが、本実施形態であるスカム堰２０を用いることで、薄肉鋳片を安定して鋳造することができる。
【００４８】
次に、本発明の第二の実施形態であるスカム堰１２０について、図５を参照にして説明する。
本実施形態であるスカム堰１２０は、第一の実施形態と同様に、図１に示す薄肉鋳片の製造装置１０において用いられるものである。
【００４９】
このスカム堰１２０は、図５に示すように、冷却ドラム側を向く面のうち溶鋼溜まり部の溶鋼面Ｈと接触する領域に配置されたブロック材１２１と、このブロック材１２１を支持する堰本体１２２とを、備えている。このブロック材１２１は、堰本体１２２に対して着脱可能に装着されている。
ここで、上述のブロック材１２１が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されており、ブロック材１２１を支持する堰本体１２２が、ＣａＯ含有耐火材よりも溶鋼に対する耐溶損性に優れた耐火材（本実施形態においてはＢＮ）で構成されている。
【００５０】
本実施形態では、スカム堰１２０の冷却ドラム側を向く面のうち溶鋼溜まり部の溶鋼面Ｈと接触する領域に配置されたブロック材１２１を構成するＣａＯ含有耐火材は、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するとともに、ＺｒＯ２を２０ｍａｓｓ％以上８５ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有し、さらにフリーＣを５ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有したものとされている。また、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＺｒＯ２の含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が０．２以上１．５以下の範囲内とされている。
以下に、各成分を上述のように規定した理由について説明する。
【００５１】
〔ＣａＯ〕
ＣａＯについては、第１の実施形態において説明したとおり、アルミナ皮膜Ｘの融点を低下させる作用効果を有するものである。
ここで、ＣａＯ含有耐火材におけるＣａＯの含有量が１０ｍａｓｓ％未満の場合には、アルミナ皮膜Ｘの融点を低下させる作用効果を十分に奏功せしめることができないおそれがある。一方、ＣａＯ含有耐火材におけるＣａＯの含有量が５０ｍａｓｓ％を超える場合には、スカム堰１２０（ブロック材１２１）が早期に劣化してしまうおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、ＣａＯ含有耐火材におけるＣａＯの含有量を１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内に設定している。
【００５２】
〔ＺｒＯ２〕
ＺｒＯ２は、上述のＣａＯ粒子を保持して、ＣａＯ粒子の脱落や過剰な溶損を抑制する作用効果を有する。よって、ＺｒＯ２を含有することにより、スカム堰１２０（ブロック材１２１）の寿命延長を図ることが可能となる。
ここで、ＣａＯ含有耐火材におけるＺｒＯ２の含有量が２０ｍａｓｓ％未満の場合には、ＣａＯ粒子を十分に保持することができずスカム堰１２０（ブロック材１２１）が早期に劣化するおそれがある。一方、ＣａＯ含有耐火材におけるＺｒＯ２の含有量が８５ｍａｓｓ％を超える場合には、ＣａＯの含有量が確保されず、アルミナ皮膜Ｘを低融点化することができなくなるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、ＣａＯ含有耐火材におけるＺｒＯ２の含有量を２０ｍａｓｓ％以上８５ｍａｓｓ％以下の範囲内に設定している。
【００５３】
〔（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）〕
ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＺｒＯ２の含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が０．２未満の場合には、ＺｒＯ２の影響によりＣａＯの供給速度が低下し、アルミナ皮膜Ｘを低融点化させることができないおそれがある。一方、（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が１．５を超える場合には、ＺｒＯ２の含有量が不足し、スカム堰１２０（ブロック材１２１）が早期に劣化するおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）を０．２以上１．５以下の範囲内に設定している。
【００５４】
〔フリーＣ〕
フリーＣは、化合物を形成せずに単独で存在している炭素のことである。このフリーＣを含有すると、耐熱衝撃性が向上することになる。
ここで、ＣａＯ含有耐火材におけるフリーＣの含有量が５ｍａｓｓ％未満の場合には、耐熱衝撃性を向上させることができず、鋳造開始時にスカム堰１２０（ブロック材１２１）に割れが発生するおそれがある。一方、ＣａＯ含有耐火材におけるフリーＣの含有量が４０ｍａｓｓ％を超える場合には、グラファイト粒子の脱落が発生しやすくなり、溶損量が大きくなるおそれがある。
以上のことから、本実施形態では、ＣａＯ含有耐火材におけるフリーＣの含有量を５ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内に設定している。
【００５５】
以上のような構成とされた本実施形態のスカム堰１２０によれば、冷却ドラム側を向く面のうち溶鋼溜まり部の溶鋼面Ｈと接触する領域に配置されたブロック材１２１が、ＣａＯを１０ｍａｓｓ％以上５０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有するＣａＯ含有耐火材で構成されているので、第一の実施形態と同様に、アルミナ皮膜Ｘの断続的な巻き込みを抑制でき、凝固開始点Ｓにおける溶鋼面Ｈの高さの変動を抑制することができるともに、凝固シェルの不均一及び鋳片厚みの不均一を抑制でき、高品質な薄肉鋳片を安定して製造することが可能となる。
【００５６】
そして、冷却ドラム側を向く面のうち溶鋼溜まり部の溶鋼面Ｈと接触する領域に配置されたブロック材１２１を構成するＣａＯ含有耐火材が、ＺｒＯ２を２０ｍａｓｓ％以上８５ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有しているので、スカム堰１２０（ブロック材１２１）自体の強度を確保することができ、スカム堰１２０（ブロック材１２１）が早期に劣化することを抑制できる。
さらに、ブロック材１２１を構成するＣａＯ含有耐火材が、フリーＣを５ｍａｓｓ％以上４０ｍａｓｓ％以下の範囲内で含有しているので、耐熱衝撃性を向上させることができ、鋳造開始時における割れの発生を抑制することが可能となる。
【００５７】
さらに、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＺｒＯ２の含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が０．２以上１．５以下の範囲内とされているので、ＣａＯ及びＺｒＯ２をバランス良く含有することになり、溶鋼面Ｈに形成されたアルミナ皮膜Ｘを低融点化してアルミナ皮膜Ｘの断続的な巻き込みを抑制することができるともに、スカム堰１２０（ブロック材１２１）の寿命延長を図ることができる。
【００５８】
また、本実施形態においては、スカム堰１２０のうち浸漬ノズル側を向く面に配置される堰本体１２２が、ブロック材１２１を構成するＣａＯ含有耐火材よりも溶鋼に対する耐溶損性に優れた耐火材で構成されており、具体的には、ＢＮで構成されているので、浸漬ノズルから供給される溶鋼が衝突しても容易に溶損することがなく、スカム堰１２０の寿命延長を図ることが可能となる。
さらに、本実施形態においては、ブロック材１２１が堰本体１２２に対して着脱可能に装着されているので、ブロック材１２１が早期に溶損した場合には、ブロック材１２１のみを交換して使用することができる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態であるスカム堰、薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置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、ベンダーロール及びピンチロールを配設したもので説明したが、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、タンディシュ、浸漬ノズル等の構成は、本実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更してもよい。
【００６０】
本実施形態では、Ａｌを０．１ｍａｓｓ％以上４．０ｍａｓｓ％以下、Ｃａを０．００２０ｍａｓｓ％以下、を含むＡｌ含有鋼を対象としたが、これに限定されることはなく、他の金属材料（０．０２ｍａｓｓ％以上のＡｌを含有するＡｌ脱酸鋼等）を対象としてもよい。
また、本実施形態では、図４及び図５に示すように、スカム堰の一部分をＣａＯ含有耐火材で構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、図６に示すように、スカム堰２２０全体をＣａＯ含有耐火材で構成したものであってもよい。
【００６１】
また、第一の実施形態において、スカム堰２０の第１層２１を、ＣａＯとＭｇＯとを含有する耐火材で構成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、ＣａＯとＺｒＯ２とフリーＣとを含む耐火材で構成してもよいし、他のＣａＯ含有耐火材で構成してもよい。
同様に、第二の実施形態において、スカム堰１２０のブロック材１２１を、ＣａＯとＺｒＯ２とフリーＣとを含む耐火材で構成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、ＣａＯとＭｇＯとを含有する耐火材で構成してもよいし、他のＣａＯ含有耐火材で構成してもよい。
【００６２】
また、第一の実施形態において、スカム堰２０の第２層２２を、ＣａＯ含有耐火材よりも溶鋼に対する耐溶損性に優れたＢＮで構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の耐火材で構成してもよい。
同様に、第二の実施形態において、スカム堰１２０の堰本体１２２を、ＣａＯ含有耐火材よりも溶鋼に対する耐溶損性に優れたＢＮで構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の耐火材で構成してもよい。
【実施例１】
【００６３】
以下に、本発明の効果を確認すべく、スカム堰を構成する耐火材の組成を変更して実施した比較実験結果について説明する。
ここで、後述するすべての耐火材において、グラファイト粒子の最大粒径は３００μｍ以下、平均粒径１００μｍ以下、酸化物の最大粒径は１００μｍ以下、平均粒径５０μｍ以下とした。
【００６４】
本実施形態で説明した薄肉鋳片の製造装置において、表１及び表２に示す組成のスカム堰を用いて、Ｃ；０．００３ｍａｓｓ％、Ｓｉ；３．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ；０．２ｍａｓｓ％、Ｐ；０．０１ｍａｓｓ％、Ｓ；０．００１ｍａｓｓ％、Ａｌ；０．６ｍａｓｓ％、を含有するＡｌ含有鋼からなる薄肉鋳片を、以下の条件で鋳造した。
【００６５】
冷却ドラムの直径  ：  １２００ｍｍ
鋳造幅  ：  １３００ｍｍ
鋳造速度  ：  平均６０ｍ／ｍｉｎ
スカム堰の浸漬深さ  ：  ３０ｍｍ
スカム堰の幅  ：  １２５０ｍｍ
スカム堰の全厚み  ：  ３０ｍｍ
スカム堰／冷却ドラム間の間隔  ：  ３０ｍｍ
スカム堰／冷却ドラム間の流速  ：  ５ｃｍ／ｓｅｃ以上
溶鋼溜まり部内の過熱度  ：  ２５℃目標、１５〜３５℃の範囲内
鋳造雰囲気  ：  Ａｒ
鋳造厚み  ：  平均１．８ｍｍ
鋳造量  ：  １０ｔｏｎ
【００６６】
なお、溶鋼溜まり部内の溶鋼過熱度（溶鋼温度と液相線温度の差）は、例えば、放射温度計や熱電対等で測定することが可能である。放射温度計を用いる場合には、溶鋼面がアルミナ皮膜で覆われることから、他の方法（例えば熱電対）による測温結果と比較して放射率を補正する必要がある。また、タンディッシュから溶鋼溜まり部に溶鋼が流動する際の温度低下量を把握しておき、浸漬ノズルへ溶鋼を供給するタンディッシュ等の溶鋼温度で管理してもよい。
また、スカム堰と冷却ドラムの間の溶鋼の流速は、湯面モニター画像で溶鋼面に浮遊するスカムの移動速度より算出することができる。
【００６７】
スカム堰は、図５に記載した構造のものとし、冷却ドラム側を向く面のうち定常時の溶鋼表面に対して上下に±１０ｍｍの範囲の全幅に、表１及び表２の組成の耐火材で構成されたブロック材を配置した。堰本体はＢＮで構成し、ブロック材を配置する領域に溝加工を施し、この溝部に上述のブロック材を組み込んだ。具体的には、高さ２０数ｍｍ、厚み２０ｍｍ、幅２５０ｍｍの板材を幅方向に５枚組み込んだ。
【００６８】
上述のスカム堰を用いて、上述の条件で薄肉鋳片の鋳造を実施し、定常時における溶鋼面の高さの変動量、薄肉鋳片の表面性状、薄肉鋳片の厚みの変動量、鋳造後のブロック材の溶損量を以下の手順で評価した。評価結果を表３及び表４に示す。
【００６９】
〔ブロック材の溶損量〕
幅方向１／４、１／２、３／４位置と両エッジから１０ｍｍ位置の溶損量の平均値で評価した。鋳造量１００ｔｏｎあたりの溶損量に換算し、以下の基準で評価した。
◎；１０ｍｍ以下
○；１５ｍｍ以下
×；１５ｍｍ超
【００７０】
〔溶鋼面高さの変動量〕
鋳造中の湯面高さ制御のためのモニター画面から測定した。定常部鋳造時間において溶鋼面のアルミナ皮膜が巻き込まれて生じる溶鋼面の高さの変動のうち、大きなものから１０回の平均値を求め、以下の基準で評価した。なお、他の要因によって突発的に生じる大きな変動については測定しなかった。
◎；４ｍｍ以下
○；６ｍｍ以下
×；６ｍｍ超
【００７１】
〔薄肉鋳片の表面性状〕
定常部から２ｍ長さの鋳片を３枚抜き出し、酸洗後、目視、および８倍ルーペで表面割れの有無を調査した。なお、割れは、アルミナ皮膜を巻き込んだ領域で多く観察された。長さ１ｍｍ以上の割れをカウントし、鋳片１ｍ当たりの個数で、以下の基準で評価した。
◎；３個／ｍ以下
○；５個／ｍ以下
×；５個／ｍ超
【００７２】
〔薄肉鋳片の厚みの変動量〕
定常部５ｔｏｎ鋳片について、Ｘ線板厚計で幅中央部厚みを、鋳造方向に１００ｍｍ間隔で測定した。標準偏差を算出し、以下の基準で評価した。
◎；２５μｍ以下
○；５０μｍ以下
×；５０μｍ超
【００７３】
【表１】
2015062948.tif 000003
【００７４】
【表２】
2015062948.tif 000004
【００７５】
【表３】
2015062948.tif 000005
【００７６】
【表４】
2015062948.tif 000006
【００７７】
表１に示すＮｏ．Ａ１〜Ａ１３は、ＭｇＯ−ＣａＯ系耐火材を用いた本発明例及び比較例である。また、Ｎｏ．Ａ１４は、従来から用いられているＢＮ系耐火材を用いた比較例である。
【００７８】
ＣａＯの含有量が１０ｍａｓｓ％未満とされた比較例Ｎｏ．Ａ１２においては、溶鋼面の高さの変動量が６ｍｍを超えていた。また、鋳片の表面性状が悪く、鋳片の厚みの変動も大きかった。ＣａＯの供給が少なくアルミナ皮膜を十分に低融点化できず、アルミナ皮膜の巻き込みが断続的に発生したためと推測される。
ＣａＯの含有量が５０ｍａｓｓ％を超える比較例Ｎｏ．Ａ１３においては、スカム堰の溶損量が１５ｍｍを超えていた。ＣａＯが優先的に溶損したためと推測される。
ＢＮで構成された比較例Ｎｏ．１４においては、溶鋼面の高さの変動が６ｍｍを超えていた。また、鋳片の表面性状が悪く、鋳片の厚みの変動も大きかった。アルミナ皮膜が低融点化されず、アルミナ皮膜の巻き込みが断続的に発生したためと推測される。
【００７９】
これに対して、本発明の範囲内とされた本発明例Ｎｏ．Ａ１〜Ａ１１は、スカム堰の溶損量が１５ｍｍ以下、溶鋼面の高さの変動量が６ｍｍ以下に抑えられており、鋳片の表面性状も良好であり、鋳片の厚み変動も抑えられていた。
特に、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＭｇＯの含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が０．２以上１．５以下の範囲内とされた本発明例Ｎｏ．Ａ１〜Ａ７においては、スカム堰の溶損量が１０ｍｍ以下、溶鋼面の高さの変動量が４ｍｍ以下に抑えられていた。
（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が０．２未満とされた実施例Ｎｏ．Ａ８においては、溶鋼面の高さの変動量が４ｍｍを超えており、評価は○であった。ＣａＯの供給速度が低下したためと推測される。
（ＣａＯ）／（ＭｇＯ）が１．５を超えた実施例Ｎｏ．Ａ９においては、スカム堰の溶損量がやや大きく１０ｍｍを超えており、評価は○であった。ＣａＯに対してＭｇＯが不足し、スカム堰自体の強度が不足したためと推測される。
ＭｇＯの含有量が２０ｍａｓｓ％未満とされた実施例Ｎｏ．Ａ１０においては、スカム堰の溶損量が１０ｍｍを超えており、評価は○であった。ＭｇＯが不足し、スカム堰自体の強度が不足したためと推測される。
フリーＣの含有量が４０ｍａｓｓ％を超える実施例Ｎｏ．Ａ１１においては、スカム堰の溶損量が１０ｍｍを超えており、評価は○であった。グラファイト粒子が部分的に脱落したためと推測される。この場合、スカム堰に付着したアルミナ皮膜は、ＣａＯによる低融点化に加えて、グラファイト粒子がスカム堰本体から脱落する事によっても、冷却ドラムに容易に巻込まれることになる。
【００８０】
表２に示すＮｏ．Ｂ１〜Ｂ１４は、ＺｒＯ２−ＣａＯ系耐火材を用いた本発明例及び比較例である。
【００８１】
ＣａＯの含有量が１０ｍａｓｓ％未満とされた比較例Ｎｏ．Ｂ１３においては、溶鋼面の高さの変動量が６ｍｍを超えていた。また、鋳片の表面性状が悪く、鋳片の厚みの変動も大きかった。ＣａＯの供給が少なくアルミナ皮膜を十分に低融点化できず、アルミナ皮膜の巻き込みが断続的に発生したためと推測される。
ＣａＯの含有量が５０ｍａｓｓ％を超える比較例Ｎｏ．Ｂ１４においては、スカム堰の溶損量が１５ｍｍを超えていた。ＣａＯが優先的に溶損したためと推測される。
【００８２】
これに対して、本発明の範囲内とされた本発明例Ｎｏ．Ｂ１〜Ｂ１２は、スカム堰の溶損量が１５ｍｍ以下、溶鋼面の高さの変動量が６ｍｍ以下に抑えられており、鋳片の表面性状も良好であり、鋳片の厚み変動も抑えられていた。
特に、ＣａＯの含有量（ｍａｓｓ％）とＺｒＯ２の含有量（ｍａｓｓ％）との比である（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が０．２以上１．５以下の範囲内とされた本発明例Ｎｏ．Ｂ１〜Ｂ７においては、スカム堰の溶損量が１０ｍｍ以下、溶鋼面の高さの変動量が４ｍｍ以下に抑えられていた。
（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が０．２未満とされた実施例Ｎｏ．Ｂ８においては、溶鋼面の高さの変動量が４ｍｍを超えており、評価は○であった。ＣａＯの供給速度が低下したためと推測される。
（ＣａＯ）／（ＺｒＯ２）が１．５を超えた実施例Ｎｏ．Ｂ９においては、スカム堰の溶損量がやや大きく１０ｍｍを超えており、評価は○であった。ＣａＯに対してＺｒＯ２が不足し、スカム堰自体の強度が不足したためと推測される。
ＺｒＯ２の含有量が２０ｍａｓｓ％未満とされた実施例Ｎｏ．Ｂ１０においては、スカム堰の溶損量が１０ｍｍを超えており、評価は○であった。ＺｒＯ２が不足し、スカム堰自体の強度が不足したためと推測される。
フリーＣの含有量が５ｍａｓｓ％未満とされた実施例Ｎｏ．Ｂ１１においては、スカム堰の溶損量が１０ｍｍを超えており、評価は○であった。鋳造開始時に割れが発生して部分的に脱落したためと推測される。
フリーＣの含有量が４０ｍａｓｓ％を超える実施例Ｎｏ．Ｂ１２においては、スカム堰の溶損量が１０ｍｍを超えており、評価は○であった。グラファイト粒子が部分的に脱落したためと推測される。
【実施例２】
【００８３】
次に、スカム堰を構成する耐火材の組成を固定し、表５，６に示す組成の各種鋼種に対する効果を評価した。
Ｎｏ．Ｃ１〜Ｃ９においては、実施例１のＮｏ．Ａ５の組成の耐火材（ＭｇＯ−ＣａＯ系耐火材）を用いた。
Ｎｏ．Ｄ１〜Ｄ９においては、実施例１のＮｏ．Ｂ５の組成の耐火材（ＺｒＯ２−ＣａＯ系耐火材）を用いた。
【００８４】
鋳造条件は以下のように設定した。なお、スカム堰／冷却ドラム間の流速及び溶鋼溜まり部内の過熱度については、表７，８に記載の条件で実施した。
ここで、溶鋼溜まり部内の溶鋼温度は、鋳造開始以降、徐々に低下することから、表７，８においては、鋳造の定常部（全鋳造量１０ｔの中間部）において測定した値を記載した。
【００８５】
冷却ドラムの直径  ：  １２００ｍｍ
鋳造幅  ：  １３００ｍｍ
鋳造速度  ：  平均６０ｍ／ｍｉｎ
スカム堰の浸漬深さ  ：  ３０ｍｍ
スカム堰の幅  ：  １２５０ｍｍ
スカム堰の全厚み  ：  ３０ｍｍ
スカム堰／冷却ドラム間の間隔  ：  ３０ｍｍ
スカム堰／冷却ドラム間の流速  ：  表７，８に記載の条件
溶鋼溜まり部内の過熱度  ：  表７，８に記載の条件
鋳造雰囲気  ：  Ａｒ
鋳造厚み  ：  平均１．８ｍｍ
鋳造量  ：  １０ｔｏｎ
【００８６】
上述の条件で薄肉鋳片の鋳造を実施し、定常時における溶鋼面の高さの変動量、薄肉鋳片の表面性状、薄肉鋳片の厚みの変動量、鋳造後のブロック材の溶損量を、実施例１と同様の方法で評価した。評価結果を表７及び表８に示す。
【００８７】
【表５】
2015062948.tif 000007
【００８８】
【表６】
2015062948.tif 000008
【００８９】
【表７】
2015062948.tif 000009
【００９０】
【表８】
2015062948.tif 000010
【００９１】
溶鋼溜まり部の過熱度が５℃未満とされた比較例Ｎｏ．Ｃ８及び比較例Ｎｏ．Ｄ８においては、溶鋼面の高さの変動量が６ｍｍを超えていた。また、鋳片の表面性状が悪く、鋳片の厚みの変動も大きかった。溶鋼温度が低くアルミナ皮膜を十分に溶融できず、アルミナ皮膜の巻き込みが断続的に発生したためと推測される。
スカム堰／冷却ドラム間の溶鋼の流速が５ｃｍ／ｓｅｃ未満とされた比較例Ｎｏ．Ｃ９及び比較例Ｎｏ．Ｄ９においては、溶鋼面高さの変動量が６ｍｍを超えていた。また、鋳片の表面性状が悪く、鋳片の厚みの変動も大きかった。スカム堰と冷却ドラムとの間に位置する溶鋼温度が低くなりアルミナ皮膜を十分に溶融できず、アルミナ皮膜の巻き込みが断続的に発生したためと推測される。
【００９２】
これに対して、溶鋼の過熱度及びスカム堰／冷却ドラム間の溶鋼の流速が本発明の範囲内とされた本発明例Ｎｏ．Ｃ１〜Ｃ７及び本発明例Ｎｏ．Ｄ１〜Ｄ７においては、溶鋼面高さの変動量が６ｍｍ以下に抑えられており、鋳片の表面性状も良好であり、鋳片の厚み変動も抑えられていた。
また、各種組成の溶鋼を用いた場合であっても、同様な作用効果が得られることが確認された。
【００９３】
以上の結果から、本発明に係るスカム堰、薄肉鋳片の製造方法及び薄肉鋳片の製造装置によれば、アルミナ皮膜が容易に巻込まれるので、湯面レベルが安定し、品質や鋳片厚みの均一度が優れた高Ａｌ含有鋼の薄肉鋳片を安定して鋳造することができることが確認された。
【符号の説明】
【００９４】
１  薄肉鋳片
３  溶鋼（溶融金属）
５  凝固シェル
１０  薄肉鋳片の製造装置
１１  冷却ドラム
１５  サイド堰
１６  溶鋼溜まり部（溶融金属溜まり部）
１９  浸漬ノズル
２０，１２０，２２０  スカム堰
【図１】
2015062948.tif 000011
【図２】
2015062948.tif 000012
【図３】
2015062948.tif 000013
【図４】
2015062948.tif 000014
【図５】
2015062948.tif 000015
【図６】
2015062948.tif 000016