(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの表面に、窪みの平均深さよりも小さい高さの微小突起であって、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が５〜２００μｍの微小突起が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項２】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの表面に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項３】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの表面に、平均深さが１〜５０μｍ、円相当の径が１０〜２００μｍの微細凹凸が８０〜２５０μｍの間隔で形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項４】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍで、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が３０〜２００μｍの微小突起が隣接して形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項５】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が３０〜２００μｍの微小突起が隣接して形成され、かつ、窪みの表面に、窪みの平均深さよりも小さい高さの微小突起であって、高さが１〜５０μｍで、円相当の径が５〜２００μｍの微小突起が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項６】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が３０〜２００μｍの微小突起が隣接して形成され、かつ、窪みの表面に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項７】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が３０〜２００μｍの微小突起が隣接して形成され、かつ、窪みの表面に、平均深さが１〜５０μｍ、円相当の径が１０〜２００μｍの微細凹凸が８０〜２５０μｍの間隔で形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項８】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項９】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成され、かつ、窪みの表面に、窪みの平均深さよりも小さい高さの微小突起であって、高さが１〜５０μｍで、円相当の径が５〜２００μｍの微小突起が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項１０】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部及び表面に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項１１】
薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成され、かつ、窪みの表面に、平均深さが１〜５０μｍ、円相当の径が１０〜２００μｍの微細凹凸が８０〜２５０μｍの間隔で形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項１２】
一方向に回転する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムの周面上に溶鋼を注入し、該溶鋼を該冷却ドラムの周面で冷却、凝固させ、薄肉鋳片を連続鋳造することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。
【請求項１３】
平行に配置され互いに逆方向に回転する一対の、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムの周面の一部に湯溜り部を形成し、該湯溜り部に注入した溶鋼を、該冷却ドラムの周面で冷却、凝固させ、薄肉鋳片を連続鋳造することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムを用いて溶鋼を連続鋳造した薄肉鋳片であって、溶鋼が、該冷却ドラムの周面上の窪みの頂部に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点を起点にして凝固を開始し、次いで、上記窪みの表面上の微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点を起点にして凝固したことを特徴とする薄肉鋳片。
【請求項１５】
前記窪みの頂部に当接する溶鋼部位で生成した凝固核発生起点は、円相当の径で０．５〜３ｍｍの環状に生成したものであることを特徴とする請求項１４に記載の薄肉鋳片。
【請求項１６】
前記微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点は、２５０μｍ以下の間隔で生成したものであることを特徴とする請求項１４または１５に記載の薄肉鋳片。
【請求項１７】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムを用いて溶鋼を連続鋳造した薄肉鋳片であって、該薄肉鋳片の表面には、溶鋼が該冷却ドラムの周面上の窪みの頂部に当接して凝固したことにより形成された網状の連続凹みが存在するとともに、該網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域の内には、微小な凹み及び／または微小な突起が存在することを特徴とする薄肉鋳片。
【請求項１８】
前記網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域は、円相当の径で０．５〜３ｍｍの領域であることを特徴とする請求項１７に記載の薄肉鋳片。
【請求項１９】
前記網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域の内には、微小な凹み及び／または微小な突起が、２５０μｍ以下の間隔で存在することを特徴とする請求項１７または１８に記載の薄肉鋳片。
【請求項２０】
前記網状の連続凹みの底部に、微小な凹み及び／または微小な突起が存在することを特徴とする請求項１７、１８または１９に記載の薄肉鋳片。
【請求項２１】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムを用いて溶鋼を連続鋳造した薄肉鋳片であって、溶鋼が該冷却ドラムの周面上の窪みの頂部に当接した溶鋼部位に形成された網状の連続凹みに沿って生成した凝固核発生起点を起点にして、該網状の連続凹みの形状を保持したまま凝固を開始し、次いで、上記窪みの表面上の微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点を起点にして凝固したことを特徴とする薄肉鋳片。
【請求項２２】
前記網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域は、円相当の径で０．５〜３ｍｍの領域であることを特徴とする請求項２１に記載の薄肉鋳片。
【請求項２３】
前記微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点は、２５０μｍ以下の間隔で生成したものであることを特徴とする請求項２１または２２に記載の薄肉鋳片。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、普通鋼、ステンレス鋼、合金鋼、珪素鋼及びその他の鋼や合金、金属の溶湯から、直接、薄肉鋳片を鋳造する、単ドラム式連続鋳造機または双ドラム式連続鋳造機の冷却ドラムの表面構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一対の冷却ドラム（以下「ドラム」ということがある。）を備えた双ドラム式連続鋳造装置、または、一個の冷却ドラムを備えた単ドラム式連続鋳造装置により、板厚１〜１０ｍｍの薄肉鋳片（以下「鋳片」ということがある。）を連続鋳造する技術が開発されている。
【０００３】
この技術は、最終製品に近い形状と肉厚の薄肉鋳片を製造するものであるから、歩留り良く、所要レベルの品質を有する最終製品を最終的に得るために、該技術に対しては、割れや亀裂等の表面欠陥が皆無の薄肉鋳片を製造することが不可欠のこととして要求される。
この表面欠陥は、薄肉鋳片を鋳造する際、冷却ドラムの表面における凝固シェルの生成が一様でないこと、即ち、溶湯の急冷凝固の態様が一様でないことに起因して生じる熱収縮応力の不均衡に基づいて形成されることが知られていて、これまで、この熱収縮応力の不均衡が鋳片内部に極力残らないように溶湯を冷却、凝固せしめる冷却ドラムの周面構造が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特開平４−２３８６５１号公報には、周面に５０〜２００μｍの深さの窪みを１５〜３０％の面積率で形成するとともに、１０〜５０μｍの深さの窪みを４０〜６０％の面積率で形成した連続鋳造用の冷却ドラムが開示されている。また、特開平６−３２８２０４号公報には、周面に直径１００〜３００μｍ、深さ１００〜５００μｍの窪みを１５〜５０％の面積率で形成するとともに、直径４００〜１０００μｍ、深さ１０〜１００μｍ、周面の接線に対し垂直な線と窪みの側面とのなす角度が４５〜７５°の窪みを４０〜６０％の面積率で形成した連続鋳造用の冷却ドラムが開示されている。
【０００５】
そして、これらの冷却ドラムは、鋳片表面における表面割れや亀裂の発生を抑制するとともに、もう一方の代表的な表面欠陥である酸洗むらの発生を抑制するもので、光沢むらのないステンレス鋼薄板製品を製造する上において、顕著な効果を奏するものである。
また、特開平１１−１７９４９４号公報には、周面に多数の突起（好ましくは、高さ２０μｍ以上、直径０．２〜１．０ｍｍ、最近接間隔０．２〜１．０ｍｍ）を形成した連続鋳造用の冷却ドラムが開示されている。この冷却ドラムは、薄肉鋳片の連続鋳造において、表面欠陥を皆無に近い状態にまで抑制できるものである。
【０００６】
このように、板厚１〜１０ｍｍの薄肉鋳片を連続鋳造する技術においては、冷却ドラムの周面構造を改善・工夫することにより、酸洗むらを含む表面欠陥の発生を抑制するのに、大きな成功を納めている。
しかしながら、操業中、冷却ドラムとその両側に当接するサイド堰で形成される溶鋼を受容する湯溜まり部を不活性雰囲気で包囲し、スカムの生成をできるだけ抑制しても、溶鋼の内部から、介在物や混入したスラグが浮上したりして、相当量のスカムが、溶鋼表面上に浮遊し、凝集することは避けられない。そして、このスカムが冷却ドラムと溶鋼の間に巻き込まれて、薄肉鋳片の表面に酸洗むらが発現する。
【０００７】
この酸洗むらの部分は、最終薄板製品においては、光沢むらとして発現し、製品素材としての価値を低めるから、最終薄板製品の品質と歩留りを、さらに高めるためには、薄肉鋳片を連続鋳造する際、スカムの生成を極力抑制することに加え、スカムが巻き込まれても、薄肉鋳片に酸洗むらが発生するのを極力抑制できる、できれば該発生を皆無にする、何らかの対策が必要である。
【０００８】
そこで、本発明者は、その対策を探るべく、酸洗むらが発現した薄肉鋳片ついて詳細に調査した。その結果、本発明者は、酸洗むらが発現した領域とそうでない領域との境界近傍に、従前知られている表面割れとは形態の異なる“割れ”が発生しているのを発見した。この“割れ”（以下「酸洗むら付随割れ」という。）を、図１に示す。
【０００９】
図１から分かるように、“酸洗むら付随割れ”は、酸洗むらの発生していない部位で発生する表面割れ（以下「ディンプル割れ」ということがある。）とは、当然に、割れの起源、位置、形態等の点で異質なものである。
したがって、これまでの手段では、上記異質な“酸洗むら付随割れ”を防止することは困難である。
【００１０】
このように、薄肉鋳片の連続鋳造においては、“ディンプル割れ”及び“酸洗むら”の発生を抑制するという課題の他に、これらとは異質の“酸洗むら付随割れ”の発生を抑制するという課題を、新たに抱えることになった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、薄肉鋳片の連続鋳造において、“ディンプル割れ”の発生を抑制するとともに、“酸洗むら”及び“酸洗むら付随割れ”の発生を抑制することを課題とし、該課題を、溶鋼の凝固態様に大きく影響する冷却ドラムの周面構造の点から解決することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
酸洗むらは、スカムが付着した部位の溶鋼の凝固が遅くれ、その結果、スカム付着部の凝固組織が、その周辺の凝固組織と異なるものになることに起因して、酸洗後、鋳片表面に“むら”として発現したものであるから、冷却ドラムの表面上での溶鋼の凝固態様が、“酸洗むら付随割れ”の発生にも、大きく関与しているものと推測される。
【００１３】
そこで、本発明者は、まず、図１に示すような“酸洗むら付随割れ”が発生した薄肉鋳片の凝固態様について調査したところ、“酸洗むら付随割れ”は、基本的には、スカムの流入、付着によって、冷却ドラムと溶鋼との界面における熱抵抗が変化し、スカムが付着した部位とそうでない部位とで、形成される凝固シェルの厚さに差が生じることに起因するものであるところ、具体的には、凝固シェル厚の不均一度が２０％を超える部位で発生していることが判明した。
【００１４】
図２に、その発生機構を模式的に示す。スカム１が付着した部位では、冷却ドラム１０と溶鋼９との界面における熱抵抗が変化し、溶鋼の凝固が遅れるので、凝固シェル２の厚さは、他の部位における凝固シェルの厚さより薄いものとなるが、スカム１とディンプル３の凹面との間に形成されるガスギャップ４との相乗作用により、厚い凝固シェルと薄い凝固シェルとの境界部（凝固シェル厚の不均一部分）に、“歪み”が発生し、蓄積される。そして、この凝固シェル厚の不均一度が、２０％を超えると、図２に示すように、上記境界部で、“酸洗むら付随割れ５”が発生する。
【００１５】
上記のように、“酸洗むら付随割れ５”の原因となる“歪み”の発生、蓄積には、スカム１とディンプル３の凹部との間に形成されるガスギャップ４の存在も関連しているので、本発明者は、さらに、ディンプルの“深さ”を変えることにより溶鋼の凝固態様を変化させ、凝固態様の変化（この変化を示す指標として、“ディンプル深さ”を用いた。）と、“ディンプル割れ”及び“酸洗むら付随割れ”の発生状況（発生状況を示す指標として、“割れ長さ”を用いた。）との関連性を調査した。
【００１６】
その結果を、図３に示す。この図によれば、ディンプル深さ（μｍ）を深くすれば、“酸洗むら付随割れ”の発生を防止できるが、逆に、“ディンプル割れ”の発生を助長することが分かる。
このように、本発明者は、“ディンプル割れ”と“酸洗むら付随割れ”の発生もしくは発生抑制は、冷却ドラムの周面に形成したディンプルの深さとの関係でみると、トレードオフの関係にあることを見いだした。
【００１７】
ここで、図４に、“ディンプル割れ”の発生機構を模式的に示す。ディンプル３の頂部に当接した溶鋼部位に凝固核が生成し（図中「６」参照）、ここから凝固が進行するが、ディンプル３の凹部に侵入して形成される溶鋼の凸部７が凝固するとき、凝固はディンプル単位で比べると不均一であり、この不均一に起因して、ディンプル単位毎に不均一応力・歪みが蓄積される。そして、この不均一応力・歪みが原因となって、“ディンプル割れ８”が発生する。
【００１８】
溶鋼の凸部７が凝固するとき、スカム１が付着した部位では、スカムが熱抵抗となり、当然に凝固が遅れるが、この場合、凝固の遅れにより、上記不均一応力・歪みが緩和される。
以上の調査結果から得られた知見をまとめると、以下のとおりである。
（ａ）溶鋼は、ディンプルの頂部に接触するが、その底部には接触しないか、接触しても一部分である。
（ｂ）ディンプルの頂部に接触した溶鋼は、頂部に非接触の溶鋼より速く凝固する。
（ｃ）ディンプルの底部に接触しない溶鋼においては、核生成が遅れて、凝固が遅れる。
（ｄ）溶鋼の凝固は、ディンプル単位で比べると不均一であり、この不均一に起因する不均一応力・歪みが、ディンプル単位毎に蓄積される。これが、“ディンプル割れ”の原因となる。
（ｅ）スカムが付着した溶鋼では凝固が遅れ、そうでない溶鋼の凝固部分との境界に、不均一応力・歪みが蓄積される。これが、“酸洗むら付随割れ”の原因となる。
（ｆ）“ディンプル深さ”さが深ければ、スカム付着による溶鋼の凝固遅れで生じる不均一応力・歪みの蓄積は緩和されるが、逆に、ディンプル単位毎の不均一応力・歪みの蓄積が助長され、“ディンプル割れ”が頻発する。
【００１９】
“ディンプル割れ”と“酸洗むら付随割れ”が、いずれも冷却ドラム表面での“溶鋼の凝固態様”と密接に関連していることは明らかであるところ、本発明者は、これらの知見に基づき、ディンプルの形態において、まず、“酸洗むら”及び“酸洗むら付随割れ”の発生を抑制するのに充分な“ディンプル深さ”を確保し、この“ディンプル深さ”を前提に、ディンプルの表面に、
（ｘ）頂部に当接した溶鋼の凝固を遅らせ、かつ、
（ｙ）底部に当接した溶鋼の凝固を促進する、
機能を付与すれば、ディンプル単位毎に発生、蓄積する不均一応力・歪みを低減することができ、“酸洗むら付随割れ”の発生と“ディンプル割れ”の発生の両方を抑制できるのではないかとの発想に至った。
【００２０】
そして、本発明者は、上記発想の下において、冷却ドラムの周面に形成するディンプルにおいて、上記（ｘ）及び（ｙ）の機能を果たす表面形態について、種々調査した。その結果、ディンプルの頂部に、所定形状の“丸み”をつけるか、もしくは、所定形状の“細孔”を形成すると、ディンプルの頂部に当接した溶鋼の凝固を遅らせることができることを知見した。
【００２１】
また、ディンプルの頂部に“丸み”をつけたり、“細孔”を形成したりすると、溶鋼は、溶鋼の静圧や冷却ドラムの圧下力の下で、容易にディンプルの底部に当接し、発生した凝固核を起点にして凝固するが、ディンプルの底部に、所定形状の“微小突起”、“細孔”または“微小凹凸”を形成しておくと、凝固核の発生が促進されて、溶鋼の凝固がより速く進行することを知見した。
【００２２】
本発明は、以上の知見に基づき、さらにディンプルの形状と、ディンプルの頂部に形成する“丸み”や“細孔”の形状、また、ディンプルの底部に形成する“微小突起”、“細孔”もしくは“微小凹凸”の形状との好ましい関係を確認してなされたものである。
そして、薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムに係る発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの表面に、窪みの平均深さよりも小さい高さの微小突起であって、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が５〜２００μｍの微小突起が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（２）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの表面に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（３）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの表面に、平均深さが１〜５０μｍ、円相当の径が１０〜２００μｍの微細凹凸が８０〜２５０μｍの間隔で形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（４）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が３０〜２００μｍの微小突起が隣接して形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（５）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が３０〜２００μｍの微小突起が隣接して形成され、かつ、窪みの表面に、窪みの平均深さよりも小さい高さの微小突起であって、高さが１〜５０μｍで、円相当の径が５〜２００μｍの微小突起が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（６）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が３０〜２００μｍの微小突起が隣接して形成され、かつ、窪みの表面に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（７）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が３０〜２００μｍの微小突起が隣接して形成され、かつ、窪みの表面に、平均深さが１〜５０μｍ、円相当の径が１０〜２００μｍの微細凹凸が８０〜２５０μｍの間隔で形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（８）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（９）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成され、かつ、窪みの表面に、窪みの平均深さよりも小さい高さの微小突起であって、高さが１〜５０μｍで、円相当の径が５〜２００μｍの微小突起が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（10）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部及び表面に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
（11）薄肉鋳片を連続鋳造する冷却ドラムであって、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されているとともに、窪みの頂部に、深さが５μｍ以上１５０μｍ以下、円相当の径が５〜２００μｍの細孔が形成され、かつ、窪みの表面に、平均深さが１〜５０μｍ、円相当の径が１０〜２００μｍの微細凹凸が８０〜２５０μｍの間隔で形成されていることを特徴とする薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム。
【００２３】
また、前記（１）〜（11）のいずれかに記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムを用いる連続鋳造方法に係る発明の要旨は、以下のとおりである。
（12）一方向に回転する、前記（１）〜（11）のいずれかに記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムの周面上に溶鋼を注入し、該溶鋼を該冷却ドラムの周面で冷却、凝固させ、薄肉鋳片を連続鋳造することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。
（13）平行に配置され互いに逆方向に回転する一対の、前記（１）〜（11）のいずれかに記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムの周面の一部に湯溜り部を形成し、該湯溜り部に注入した溶鋼を、該冷却ドラムの周面で冷却、凝固させ、薄肉鋳片を連続鋳造することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。
【００２４】
さらに、前記（１）〜（11）のいずれかに記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムを用いて溶鋼を連続鋳造した薄肉鋳片に係る発明の要旨は、以下のとおりである。
（14）前記（１）〜（11）のいずれかに記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムを用いて溶鋼を連続鋳造した薄肉鋳片であって、溶鋼が、該冷却ドラムの周面上の窪みの頂部に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点を起点にして凝固を開始し、次いで、上記窪みの表面上の微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点を起点にして凝固したことを特徴とする薄肉鋳片。
（15）前記窪みの頂部に当接する溶鋼部位で生成した凝固核発生起点は、円相当の径で０．５〜３ｍｍの環状に生成したものであることを特徴とする前記（14）に記載の薄肉鋳片。
（16）前記微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点は、２５０μｍ以下の間隔で生成したものであることを特徴とする前記（14）または（15）に記載の薄肉鋳片。
（17）前記（１）〜（11）のいずれかに記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムを用いて溶鋼を連続鋳造した薄肉鋳片であって、該薄肉鋳片の表面には、溶鋼が該冷却ドラムの周面上の窪みの頂部に当接して凝固したことにより形成された網状の連続凹みが存在するとともに、該網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域の内には、微小な凹み及び／または微小な突起が存在することを特徴とする薄肉鋳片。
（18）前記網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域は、円相当の径で０．５〜３ｍｍの領域であることを特徴とする前記（17）に記載の薄肉鋳片。
（19）前記網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域の内には、微小な凹み及び／または微小な突起が、２５０μｍ以下の間隔で存在することを特徴とする前記（17）または（18）に記載の薄肉鋳片。
（20）前記網状の連続凹みの底部に、微小な凹み及び／または微小な突起が存在することを特徴とする前記（17）、（18）または（19）に記載の薄肉鋳片。
（21）前記（１）〜（11）のいずれかに記載の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラムを用いて溶鋼を連続鋳造した薄肉鋳片であって、溶鋼が該冷却ドラムの周面上の窪みの頂部に当接した溶鋼部位に形成された網状の連続凹みに沿って生成した凝固核発生起点を起点にして、該網状の連続凹みの形状を保持したまま凝固を開始し、次いで、上記窪みの表面上の微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点を起点にして凝固したことを特徴とする薄肉鋳片。
（22）前記網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域は、円相当の径で０．５〜３ｍｍの領域であることを特徴とする前記（21）に記載の薄肉鋳片。
（23）前記微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点は、２５０μｍ以下の間隔で生成したものであることを特徴とする前記（21）または（22）に記載の薄肉鋳片。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明について、さらに詳細に説明する。
本発明は、周面に、所定形状の窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されている冷却ドラムにおいて、ディンプル（窪み）の頂部及び／またはディンプル（窪み）の表面に、微小突起、細孔または微細凹凸を形成することを基本的な技術思想とする。
【００２６】
これは、前記知見に従い、ディンプルの頂部に、微小突起または細孔を形成することにより、溶鋼の凝固を遅らせる機能を付与し、また、ディンプルの表面に、微小突起、細孔または微細凹凸を形成することにより、溶鋼の凝固を促進する機能を付与したものである。
ディンプルを形成したままのディンプルの頂部は、鋭角的な形状をなしているが、該頂部に、多数の微小突起を形成すると、該微小突起は、狭い鋭角的形状の頂部で相互に連続した態様で形成されるので、ディンプルの頂部は“丸み”を帯びることになる。
【００２７】
上記“丸み”を帯びたディンプル頂部は、該頂部に当接した溶鋼における凝固核の生成を遅延せしめ、溶鋼の凝固の進行を遅くらせる作用をなす。また、上記“丸み”を帯びた頂部は、ディンプルの底部に溶鋼が侵入するのを促進する作用をなす。その結果、溶鋼は、溶鋼の静圧や冷却ドラムの圧下力の下で、容易にディンプルの底部に当接することになる。
【００２８】
鋭角的な形状のディンプル頂部に細孔を形成すると、該鋭角的な形状が消滅するとともに、ガスを保持する緩冷却部が形成されるので、“細孔”を有するディンプル頂部は、該頂部に当接した溶鋼における凝固核の生成を遅延せしめ、溶鋼の凝固の進行を遅くらせる作用をなす。
また、ディンプル頂部における細孔の存在により、ディンプルの底部に溶鋼が侵入するのが促進され、同様に、溶鋼の静圧や冷却ドラムの圧下力の下で、容易にディンプルの底部に当接することになる。
【００２９】
なお、ディンプルの頂部に、微小凹凸を形成すると、上記“丸み”の機能と、上記“細孔”の機能を併せ持つことになる。
一方、ディンプルの底部表面に形成した“微小突起”、“細孔”または“微細凹凸”は、該表面に当接した溶鋼における凝固核の生成を促進し、溶鋼の凝固を促進する作用をなす。
【００３０】
このように、本発明の薄肉鋳片連続鋳造用冷却ドラム（以下「本発明の冷却ドラム」という。）は、“酸洗むら”及び“酸洗むら付随割れ”の発生を抑制するのに充分な“ディンプル深さ”を確保したうえ、ディンプルの頂部においては、溶鋼の凝固を遅らせるとともに、ディンプル底部への溶鋼の侵入を促進し、かつ、ディンプルの底部表面においては、侵入して該表面に当接した溶鋼の凝固を促進する機能を有するものである。
【００３１】
したがって、本発明の冷却ドラムにおいては、冷却ドラム周面上での凝固の態様が均一化されているから、従来、ディンプルの単位毎に発生し、蓄積される不均一応力・歪み（“ディンプル割れ”の原因となる。）は低減されることになる。
また、本発明の冷却ドラムにおいては、かりに、冷却ドラムと溶鋼との間にスカムが巻き込まれ、スカムが付着した溶鋼部分の凝固が遅れ、スカム付着部位で、薄い凝固シェルが形成されたとしても、凝固シェル厚の不均一度は２０％以下に抑制されるから、凝固シェル厚の不均一部分に発生し、蓄積される“歪み”（“酸洗むら付随割れ”の原因となる。）は低減されることになる。
【００３２】
本発明の冷却ドラムにおいては、その周面に、平均深さが４０〜２００μｍ、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪みが、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成されていることが好ましい。
窪み（ディンプル）の平均深さが４０μｍ未満であると、ディンプルによるマクロな応力・歪みの緩和効果が得られないので、下限は４０μｍとする。一方、窪み（ディンプル）の平均深さが２００μｍを超えると、ディンプル底部への溶鋼の侵入が不充分となるので、上限は２００μｍとする。
【００３３】
窪みの大きさは、円相当の径で０．５〜３ｍｍが好ましい。この径が０．５ｍｍ未満であると、ディンプル底部への溶鋼の侵入が不充分となるので、下限は０．５ｍｍとする。一方、円相当の径が３ｍｍを超えると、ディンプル単位での応力・歪みの蓄積が多くなり、ディンプル割れが発生し易くなるので、上限は３ｍｍとする。
【００３４】
そして、上記形状の窪みの表面に、所要形状の“微小突起”、“細孔”または“微細凹凸”を形成するのが好ましい。以下、それらの所要形状について説明する。
（ａ）微小突起
上記形状の窪みの表面に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が５〜２００μｍの微小突起を形成する。
【００３５】
高さが１μｍ未満であると、突起が溶鋼と充分に接触することができず、凝固核の生成が起こらないので、下限は１μｍとする。一方、高さが５０μｍを超えると、突起底部での溶鋼の凝固が遅れ、窪み内での凝固シェルの不均一が発生するので、上限は５０μｍとする。
また、円相当の径が５μｍ未満であると、突起での冷却が不充分となり、凝固核の生成が起こらないので、下限は５μｍとする。一方、円相当の径が２００μｍを超えると、突起への溶鋼の接触が不充分な部位が発生し、凝固核の生成が不均一となるので、上限は２００μｍとする。
（ｂ）細孔
上記形状の窪みの表面に、深さが５μｍ以上、円相当の径が５〜２００μｍの細孔を形成する。
【００３６】
深さが５μｍ未満であると、細孔部でのエアギャップの生成が不充分となり、細孔部以外の窪み表面での確実な凝固核の生成を達成できないので、下限は５μｍとする。
また、円相当の径が５μｍ未満であると、細孔部での冷却緩和効果が充分に発揮されず、凝固核の発生を細孔部以外の窪み表面に限定できないので、下限は５μｍとする。一方、円相当の径が２００μｍを超えると、細孔部にまで溶鋼が侵入し、侵入した溶鋼が凝固して凝固シェルを拘束し、歪の集中を起こし割れの発生を助長するので、上限は２００μｍとする。
（ｃ）微細凹凸
上記形状の窪みの表面に、平均深さが１〜５０μｍ、円相当の径が１０〜２００μｍの微細凹凸を形成する。
【００３７】
平均深さが１μｍ未満であると、凹凸部での凝固核の生成が起こらないので、下限は１μｍとする。一方、平均深さが５０μｍを超えると、凹凸底部での凝固が遅れ、窪み内での凝固シェルの不均一が発生するので、上限は５０μｍとする。
また、円相当の径が１０μｍ未満であると、凹凸部での凝固核の生成が起こらないので、下限は１０μｍとする。一方、円相当の径が２００μｍを超えると、凹凸部への溶鋼の接触が不充分な部位が発生し、凝固核の生成が不均一となるので、上限は２００μｍとする。
【００３８】
さらに、本発明の冷却ドラムにおいては、その周面に、窪みの頂部を介して相互に隣接して形成した“平均深さが４０〜２００μｍで、円相当の径が０．５〜３ｍｍの窪み”の頂部に、所要形状の微小突起を隣接して形成して、該頂部に“丸み”をつけるか、もしくは、所要形状の“細孔”を形成するのが好ましい。それらの所要形状について説明する。
（ｄ）微小突起
上記形状の窪みの頂部に、高さが１〜５０μｍ、円相当の径が３０〜２００μｍの微小突起を隣接して形成する。
【００３９】
高さが１μｍ未満であると、ティンプル頂上部での凝固核生成の遅延効果が得られないので、下限は１μｍとする。一方、高さが５０μｍを超えると、ディンプル底部への溶鋼の侵入が不充分となるので、上限は５０μｍとする。
また、円相当の径が３０μｍ未満であると、ディンプル頂上部での凝固核生成の遅延効果が得られないので、下限は３０μｍとする。一方、円相当の径が２００μｍを超えると、ディンプルによる応力・歪みの緩和効果が得られないので、上限は２００μｍとする。
（ｅ）細孔
上記形状の窪みの頂部に、深さが５μｍ以上、円相当の径が５〜２００μｍの細孔を形成する。
【００４０】
深さが５μｍ未満であると、細孔部でのエアギャップの形成が不充分となり、凝固核生成の遅延効果が得られないので、下限は５μｍとする。
また、円相当の径が５μｍ未満であると、細孔部以外の頂上近傍で凝固核が生成し、ディンプル底部への溶鋼の侵入促進効果が得られないので、下限は５μｍとする。一方、円相当の径が２００μｍを超えると、ディンプル頂上部の高さが見かけ上低くなり、応力・歪みの緩和効果が得られないので、上限は２００μｍとする。
【００４１】
本発明においては、鋼種や、所望の板厚、品質に応じ、上記（ａ）〜（ｅ）の微小突起、細孔及び微細凹凸を、適宜、組み合わせて、冷却ドラムの周面構造を構成することができる。
そして、本発明の冷却ドラムは、単ロール式の連続鋳造、及び、双ロール式の連続鋳造のいずれにも使用することができる。
【００４２】
次に、本発明の冷却ドラムを用い、単ロール式の連続鋳造、及び、双ロール式の連続鋳造のいずれかで連続鋳造した薄肉鋳片について説明する。
本発明の薄肉鋳片は、基本的には、溶鋼が、冷却ドラムの周面上の窪みの頂部に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点を起点にして凝固を開始し、次いで、上記窪みの表面上の微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点を起点にして凝固したものである。
【００４３】
ここで、冷却ドラムの周面上の窪みの円相当の径が０．５〜３ｍｍであると、該窪みの頂部に当接した溶鋼部位では、凝固核発生起点が、該頂部に沿い、即ち、円相当の径で０．５〜３ｍｍの環状に生成する。
窪みの表面上の微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成する凝固核発生起点は、２５０μｍ以下の間隔で生成せしめることが好ましい。
【００４４】
即ち、上記窪みの表面には、円相当の径の上限が２００μｍの微小突起、細孔または微細凹凸を、２５０μｍ以下の間隔で形成し、上記凝固核発生起点の生成を促進することが好ましい。
本発明の薄肉鋳片においては、溶鋼が、冷却ドラムの周面上の窪みの“頂部”及び“底部表面”に当接して凝固することにより、その表面に、“網状の連続凹み”が形成されるとともに、該“網状の連続凹み”で区画されたそれぞれの領域の内に、“微小な凹み”及び／または“微小な突起”が形成されることがある。
【００４５】
上記“微小な凹み”及び／または“微小な突起”は、本発明の冷却ドラムの周面上の窪みの頂部に、“細孔”もしくは“微細凹凸”を形成した場合に、それらに対応して、薄肉鋳片の表面上に形成されるものである。
本発明の冷却ドラムの周面上の窪みの円相当の径が０．５〜３ｍｍであると、上記“網状の連続凹み”で区画されたそれぞれの領域は、該窪みの円相当の径に相応して、円相当の径で０．５〜３ｍｍの領域となる。
【００４６】
そして、また、上記網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域の内には、冷却ドラムの窪みの表面上の微小突起、細孔または微細凹凸に当接して“微小な凹み”及び／または“微小な突起”が形成される。この“微小な凹み”及び／または“微小な突起”は、２５０μｍ以下の間隔で存在することが好ましい。
本発明の薄肉鋳片は、最も好ましくは、溶鋼が、冷却ドラムの周面上の窪みの頂部に当接した溶鋼部位に形成された網状の連続凹みに沿って生成した凝固核発生起点を起点にして、該網状の連続凹みの形状を保持したまま凝固を開始し、次いで、上記窪みの表面上の微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点を起点として凝固したものである。
【００４７】
さらに、好ましくは、上記薄肉鋳片において、上記網状の連続凹みで区画されたそれぞれの領域が、円相当の径で０．５〜３ｍｍの領域であり、及び／または、上記微小突起、細孔または微細凹凸に当接した溶鋼部位で生成した凝固核発生起点が、２５０μｍ以下の間隔で生成したものである。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、実施例で用いた冷却ドラムの周面構造、連続鋳造条件、及び、これら周面構造及び連続鋳造条件で得られた薄肉鋳片の形状・構造に限定されるものではない。
【００４８】
【実施例】
ＳＵＳ３０４系ステンレス鋼を示す双ドラム式連続鋳造機により、板厚３ｍｍの帯状薄肉鋳片を鋳造し、その後、該鋳片を冷間圧延して、板厚０．５ｍｍの薄板製品を製造した。上記帯状薄肉鋳片を鋳造するに際し、幅１３３０ｍｍ、直径１２００ｍｍの冷却ドラムの周面を、表１に示す条件で加工した。なお、表１において、“窪み”は、ショットブラストで加工したものである。
【００４９】
最終的に得られた薄板製品の表面品質は、表１、表２（表１の続き）及び表３（表２の続き）に示すとおりである。
なお、割れ・光沢むらは、薄肉鋳片を冷間圧延及び酸洗焼鈍した後に、肉眼観察により判定し、組織は、鋳片表面を研磨・エッチングした後、顕微鏡観察により判定し、表面の凹凸は、３次元粗度計で測定した。
【００５０】
【表１】
0003908901.tif 000002
【００５１】
【表２】
0003908901.tif 000003
【００５２】
【表３】
0003908901.tif 000004
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、表面割れ、亀裂等の表面欠陥や、酸洗むらに加え、酸洗むら付随割れのない薄肉鋳片を能率よく製造することができる。
したがって、本発明は、表面性状に優れ、かつ、光沢むらのない高品質のステンレス鋼薄鋼板を、歩留り良く安価に提供することができ、ステンレス鋼を、製品素材や、建材として使用する消費財製造業や、建築業等の発展に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続鋳造した薄肉鋳片の表面に発現した“酸洗むら”と“酸洗むら付随割れ”の態様を示す図である。
【図２】図１に示す“酸洗むら付随割れ”の発生機構を模式的に示す図である。
【図３】“ディンプル深さ”（凝固態様）と、“ディンプル割れ”及び“酸洗むら付随割れ”の“割れ長さ”（発生状況）との関連性を示す図である。
【図４】“ディンプル割れ”の発生機構を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…スカム
２…凝固シェル
３…ディンプル
４…ガスギャップ
５…酸洗むら付随割れ
６…凝固核生成
７…溶鋼の凸部
８…ディンプル割れ
９…溶鋼
１０…冷却ドラム
【図１】
0003908901.tif 000005
【図２】
0003908901.tif 000006
【図３】
0003908901.tif 000007
【図４】
0003908901.tif 000008