JP2000061588A

JP2000061588A - 双ロ―ル式連続鋳造装置

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Publication number: JP2000061588A
Application number: JP11240201A
Authority: JP
Inventors: Giichi Matsumura; 義一松村; Yoshiro Morimoto; 好郎森本; Kiyomi Shio; 紀代美塩; Yoshiyuki Uejima; 良之上島; Toshiaki Mizoguchi; 利明溝口; Satoshi Akamatsu; 聡赤松; Shigeru Ogawa; 茂小川; Kazuo Koyama; 一夫小山
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-04-04
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2000-02-29
Anticipated expiration: 2019-08-26
Also published as: JP3190319B2

Abstract

(57)【要約】【課題】結晶粒を均質に微細化して良好な機械的強度
を有すると共に、材質ばらつきを低減し、肌荒れのない
良好な表面粗度を有する薄板を製造することができ、且
つ設備費を低減することができる双ロール式連続鋳造装
置を提供する。【解決手段】一対の水冷鋳造ロールにより凝固させて
得られた鋳片を、そのマトリックス中にオーステナイト
組織が存在する温度域内になるように温度調整した後、
水冷鋳造ロールのキス点からインライン圧延機入側まで
を酸素濃度５％以下の断気ハウジングで囲み、インライ
ン圧延機により凝固後 850℃以上1350℃未満の温度で且
つ１パスで５％以上50％以下の圧下率で圧下することに
より、表面粗度20μｍ以下、結晶粒径30μｍ以下で、鋼
材の全伸びのばらつきを、標準偏差で５％以内とした鋳
片を製造するための双ロール式連続鋳造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄板鋳片の搬送中
にインライン圧延を行う双ロール式連続鋳造装置に係
り、特に双ロール式連続鋳造法で製造された薄板鋳片を
出発素材とする熱延鋼板相当の普通鋼鋼板の表面性状
と、鋼材の伸びに代表される材質のばらつきを低減する
薄板鋳片の製造のための双ロール式連続鋳造装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、双ロール式連続鋳造装置はベッ
セマー式連続鋳造法を応用した装置として知られてお
り、水冷された一対の鋳造ロール間に溶融金属を注入し
て凝固させることにより、金属薄板を製造している。こ
の種の双ロール式連続鋳造装置11による薄板製造は、図
３に示すようにして行われる。図示されているように、
所定の間隔で配置した一対の鋳造ロール12ａ，12ｂ間に
その上方から溶湯を注入すると共に、これら鋳造ロール
12ａ，12ｂを水冷しながら内側下方へと回転させる。す
ると、溶湯は鋳造ロール12ａ，12ｂに接触して冷却さ
れ、凝固シェルＳとして各鋳造ロール12ａ，12ｂの表面
に弧状に凝固する。各凝固シェルＳは鋳造ロール12ａ，
12ｂの回転に伴って近接され、ロール間隔の最小部（以
下、「ロールキス点」という。）Ｋで圧着されて所定厚
の鋳片Ｃとなり、鋳造ロール12ａ，12ｂ間から下方へ鋳
片Ｃが抜き出される。

【０００３】この場合、凝固シェルＳの凝固が開始する
のは、溶湯Ｌが各鋳造ロール12ａ，12ｂに接触した点
（以下、「凝固開始点」という。）Ｆである。各鋳造ロ
ール12ａ，12ｂの凝固開始点Ｆから凝固し始めた各凝固
シェルＳはロールキス点Ｋに至るまで成長を続け、該ロ
ールキス点Ｋで各凝固シェルＳが圧下されて所定厚の鋳
片Ｃとなる。このようにして鋳造された鋳片Ｃを鋳造の
ままコイラーに巻き取り出荷する場合の関連技術として
は、特開昭58-359号公報に開示されている。この方法に
おいては、一対の水冷ロールとタンディシュとの間に枠
で囲まれた溶鋼溜りを形成させ、該溶鋼溜りの枠上面を
タンディシュ底面に密着させることにより、一対の水冷
ロール表面に形成される凝固シェルに、タンディシュ内
の溶鋼レベル分の鉄静圧を作用させながら連続鋳造を行
うものである。本プロセスによれば、鋳造時に鋳片厚み
が現行の粗圧延、仕上圧延を経た熱延鋼板と同程度の薄
鋳帯が得られるため、従来の熱延工程を省略でき、製造
コストの抜本的な低減が期待される。しかしながらこの
ような薄鋳帯ままの鋼板では、現行熱延鋼板と比較した
場合、材質面で劣るという問題がある。

【０００４】すなわち、この方法では、製造した鋳片を
鋳造のまま製品化して使用するので、結晶粒が粗大であ
り、伸び及び加工性が低い等、良好な機械的強度が得ら
れない。また、鋳造のままでは薄板鋳片の表面に約 100
μｍ程度のスケールが付着しているので、鋳片表面が肌
荒れしている。従って、鋳造された鋳片Ｃを製品化する
には、鋳造後の鋳片Ｃのスケールを除去して熱間圧延に
より所定の板厚としてコイラーに巻き取り製品化する方
法と、鋳造後の鋳片Ｃのスケールを除去して冷間圧延に
より所定の板厚とし、さらに焼鈍してコイラーに巻き取
り製品化する方法とがある。

【０００５】また、結晶粒を微細化する方法は、特開昭
63−115654号公報および特開平２−247049号公報に開示
されている。前者においては、鋳造された金属薄板をＡ
₁変態点以下の温度に冷却した後、再度Ａ₃変態点以上
の温度に加熱又は加熱・保持し、次にＡ₁変態点以下の
温度に再び冷却する熱処理をインラインにて２回以上く
りかえすものである。

【０００６】後者においては、鋳造された薄肉鋳片を 2
00℃／秒以上の冷却速度で1250〜1100℃の温度と急冷後
10〜40％の圧下率で熱間圧延することにより粒径50μｍ
以下のオーステナイト系ステンレス鋼を製造するもので
ある。さらに特開昭60-83745号公報では複数回の圧延を
全圧下率で20％以上、熱間で鋳片に与えることで組織を
微細化する方法が開示されている。またこれらの方策は
すべて金属組織を再結晶や変態を活用して微細化するこ
とで、材質の改善を図るものである。しかしながら薄鋳
帯ままの鋼板の材質が劣る理由については、このような
金属組織以外の要因について詳細が明らかにされている
わけではない。特に上述の従来技術を含めて、今まで薄
鋳帯の材質を議論する際、材質の変動、即ちばらつきは
一切言及されていない。

【０００７】ところで、特開昭63−115654号公報に開示
された発明にあっては、凝固直後にフェライト（α）域
まで冷却し、オーステナイト（γ）域まで加熱を行うこ
とにより、結晶粒を微細化しているが、これに使用する
金属薄板鋳造装置の全長が長くなるので、設備費が増大
するという問題があった。尚、鋳片Ｃをインライン圧延
により製品化するには、装置全長の増大を回避すべく、
冷間圧延よりも熱間圧延を採用することが好ましい。ま
た一般に材質が劣るといわれる場合、特性値そのものが
低い場合の他に、特性値にばらつきが大きい場合があ
る。後者の場合、安全面からその下限値を材質特性とし
て採用せざるを得ないことから、この材質ばらつきは鋼
材の材質を議論する上で重要な問題であるにもかかわら
ず、本プロセスで製造されるような薄鋳帯について十分
な検討がなされてこなかった。

【０００８】また、上述した特開平２−247049号公報に
記載された技術は、対象がオーステナイト系ステンレス
鋼であり、しかも熱間圧延が大気中で行われるため厚い
スケール層が鋳片表面に形成され、熱間圧延ができなく
なったり、圧延後の鋼板に著しい表面疵が形成されると
いう問題がある。更に、実開昭64−5472号公報では、冷
却ロールの下流側に圧延装置を含めて無酸素雰囲気に保
持するようにした無酸素雰囲気室を設け、スケール発生
と鋳片割れを防止した鋳造装置が提案されているが、無
酸素状態で生成するスケールは皆無であるか、または生
成しても極く僅かであり、これでは鋳造ロールのディン
プルがその尽転写されて小さな圧下量では潰しきれない
表面粗度が非常に大きな鋼板となり、製品とならないと
いう問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、現行
熱延鋼板と比較して材質面で劣るといわれる、薄鋳帯を
出発素材とする熱延鋼板相当の普通鋼鋼板の材質ばらつ
きを低減する方法を提供することにある。また、本発明
の目的は、上記課題に鑑み、インライン熱間圧延によ
り、結晶粒を均質に微細化して良好な機械的強度を有す
ると共に、肌荒れのない良好な表面粗度を有する薄板を
製造することができ、且つ設備費を低減することができ
る双ロール式連続鋳造装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次のとおりである。（１）一対の水冷鋳造ロール間に、Ｃが 0.005重量％以
上、１重量％以下からなる普通炭素鋼の溶湯を注入し、
凝固させて得られた鋳片を所定の板厚に圧下するインラ
イン圧延機および巻取り機を備えた双ロール式連続鋳造
装置において、双ロールのロールキス点から前記インラ
イン圧延機の入側までの間に、内部を酸素濃度５％以下
に保持した断気ハウジングを設けることにより、表面粗
度20μｍ以下の表面性状の優れた鋳片を製造することを
特徴とする双ロール式連続鋳造装置。

【００１１】（２）前記断気ハウジング内に、鋳造され
た鋳片温度を測定する測温計、鋳造された鋳片の搬送距
離を調整する鋳片搬送距離調整装置、前記インライン圧
延機の入側直前に並列して設けた加熱器および冷却器、
前記断気ハウジング出側に鋳片温度を測定する測温計を
備えたことを特徴とする上記（１）記載の双ロール式連
続鋳造装置。

【００１２】（３）鋳造ロール下における前記断気ハウ
ジングと鋳造ロール間のシール構造が、側端部鉄板とカ
オール布を貼り合わせた構造とし、更に、前記側端部鉄
板と鋳造ロール間をカオール布を摺動可能な構造とした
ことを特徴とする上記（１）または（２）記載の双ロー
ル式連続鋳造装置。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の双ロール式連続鋳造法の
構成によれば、一対の水冷鋳造ロールにより凝固させた
鋳片を温度調整した後、インライン圧延機により所定板
厚に圧下する。即ち、インライン圧延の圧延温度が鋳片
のマトリックス中にオーステナイト組織が存在する温度
域内に温度調整され、その圧下率が５％以上50％以下に
設定される。

【００１４】鋳片のマトリックス中にオーステナイト組
織が存在する温度域とは、具体的には 850℃以上1350℃
以下であり、かかる温度域に調整するのは、適度な圧延
力で鋳片の結晶粒を均一に微細化するためである。即
ち、圧延温度が 850℃未満であると、圧延反力が大きく
なり、又、再結晶時間が長くなるので製造ラインを長く
しなければならないからである。また、 850℃未満では
フェライト変態が生じる恐れがあり、最終組織が加工組
織となって伸びが著しく低下する恐れのあるためであ
る。一方、圧延温度が1350℃を超えると、整粒効果はあ
るが、高温であるので圧延後に結晶粒が成長して、微細
化の効果が減少するからである。さらに、圧延温度のよ
り好ましい範囲は、本発明では 900℃以上1250℃以下の
範囲である。

【００１５】また、圧下率を５％以上50％以下に設定す
るのは、所望の表面粗度、結晶粒径、伸びを有し、且
つ、加工肌荒れのないストリップを得るためである。即
ち、圧下率が５％未満であると、表面粗度及び結晶粒径
が大きく、伸びが低く、加工肌荒れが生じるからであ
り、また、５％未満では十分に鋳造まま材が有する材質
のばらつきを軽減することが不可能なためである。すな
わち鋳造まま材が有する微小な板厚偏差や引け巣などの
内部欠陥などが消失せず、材質のばらつきが発生するか
らである。一方、圧下率が50％を超えると、強加工によ
って表面粗度が不均一になり、場合によっては板厚精度
が低下する。

【００１６】さらに、上記鋳造ロールからインライン圧
延機の入側までを不活性ガス雰囲気にすると、鋳片の高
温酸化が防止されるからである。この場合、酸素濃度５
％以下の不活性ガス雰囲気にすれば、鋳片の表面に付着
するスケールの粗度が極めて低下するので、インライン
圧延後表面粗度の小さい平滑なストリップが得られるも
のである。さらに、酸素濃度のより好ましい範囲は、本
発明では酸素濃度２％以下の不活性ガス雰囲気である。

【００１７】図７に圧下率％と鋳片表面粗度Ｒｔとの関
係を示す。この図では、Ｃ：0.04％、インライン圧延温
度：1100℃の結果である。雰囲気が大気（２１％Ｏ₂）
では、表面粗度Ｒｔは圧下率の増大と共に、増加し、イ
ンライン圧延前より劣る。しかし、雰囲気Ｏ₂が５％以
下では、圧下率の影響が小さく、かつ圧下率を選べば、
表面粗度Ｒｔをインライン圧延前の約１／２以下、すな
わち、表面粗度20μｍ以下にできることがわかる。

【００１８】一方、上記双ロール式連続鋳造装置の構成
によれば、一対の水冷鋳造ロールにより凝固させた鋳片
を所定板厚に圧下するインライン圧延機が具備されてい
る。このインライン圧延機の入側手前には、凝固直後の
鋳片温度を測定する測温計と、その測定値に基づいて鋳
片をそのマトリックス中にオーステナイト組織が存在す
る温度域内に温度調整する調温装置とが設けられてい
る。この調温は、圧延機までの距離を調整することによ
って、すなわち断気ハウジング内の滞留時間を調整する
ことによってなされる。

【００１９】その他の方法として、測温計で測定した凝
固直後の鋳片温度が、鋳片のマトリックス中にオーステ
ナイト組織が存在する温度域よりも低ければ、上記加熱
器により鋳片を加熱する方法によって、該温度域内に温
度調整した後、インライン圧延機により圧下してもよ
い。一方、鋳片のマトリックス中にオーステナイト組織
が存在する温度域よりも高ければ、冷却器により鋳片を
冷却して該温度域内に温度調整した後、インライン圧延
機により圧下してもよい。その際、圧下率を５％以上50
％以下に設定すれば、20μｍ以下の表面粗度、30μｍ以
下、好ましくは20〜30μｍの結晶粒径、34％以上の伸び
を有し、且つ、加工肌荒れのないストリップが得られる
ものである。

【００２０】また、上記鋳造ロールからインライン圧延
機の入側までの間に断気ハウジングを形成し、その内部
を不活性ガス雰囲気にすれば、鋳片の高温酸化が防止さ
れるものである。また熱間圧延を凝固後１パス付加する
だけで、これらの材質の特性値が向上し、かつばらつき
が著しく軽減されることを見出し、本プロセスによる鋼
板の製造方法を確立するに至ったものである。圧延後は
現行熱延工程と同様に鋼帯は水冷され 500〜700 ℃で巻
取られることが望ましい。他方、酸洗や調質圧延などの
次工程は現行熱延鋼板のそれに準じて行えばよい。

【００２１】本発明における材質ばらつきはJIS5号引張
試験を行った際の全伸びのばらつきを統計処理し、標準
偏差σで示した。そしてこの全伸びの標準偏差が５％以
内となることを本発明の材質要件としている。さて、本
発明においては化学成分は特に限定しないが下記の知見
を得ている。Ｃは普通鋼の強度を決定する最も重要な元
素であり、必要な強度に応じて適宜その添加量を選定す
ればよい。

【００２２】Siも普通鋼では固溶強化元素として適宜添
加される。しかし 1.5％を超えると酸洗性が劣ることか
ら、 1.5％以下が好ましい。MnもＣ, Siと同様に強化元
素として普通鋼に添加されるものであり、またＳによる
熱間脆性を防止する観点から、通常Ｓ％の５倍以上添加
されるのが好ましい。しかしながら溶接性の観点から
2.0％以下が好ましい。

【００２３】Ｐ，Ｓは基本的には少ないことが望ましい
が、不必要な極低燐化、極低硫化は製鋼工程でのコスト
上昇を伴うので共に0.05％以下であれば実質的な問題は
ない。本発明は鋼中に含まれるその他の元素も特に限定
しない。例えば、鋼材の強度や延性などの機械的性質を
改善するため、鋼中にNb, Ti, Ｖ，Ｂなどが微量添加さ
れることがあるが、本発明はこれらの添加によって何等
影響を受けるものではない。他方、スクラップを主原料
とする場合、Cu, Sn, Cr, Niなどが不可避不純物として
混入することがあるが、これら元素の有無も本発明を妨
げるものではない。

【００２４】

【実施例】〈実施例１〉以下、本発明に係る双ロール式
連続鋳造法及び装置の実施例を添付図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明に係る双ロール式連続鋳造
装置の一実施例を示す概略側面図である。図示されてい
るように、本実施例の双ロール式連続鋳造装置１には、
水冷機能を備えた一対の鋳造ロール２ａ，２ｂが所定の
間隔で配置されている。これら鋳造ロール２ａ，２ｂの
両端部には側堰３が設けられており、これらによって区
画された部分に溶湯Ｌを溜めるための湯溜り部４が形成
されている。

【００２５】この湯溜り部４にその上方から溶湯Ｌが注
入され、上記鋳造ロール２ａ，２ｂを水冷しながら内側
下方へと回転させると、溶湯Ｌは鋳造ロール２ａ，２ｂ
に接触して冷却され、凝固シェルＳとして各鋳造ロール
２ａ，２ｂの表面に弧状に凝固する。各凝固シェルＳは
鋳造ロール２ａ，２ｂの回転に伴って近接され、ロール
キス点Ｋで圧着されて所定厚の鋳片Ｃとなり、鋳造ロー
ル２ａ，２ｂ間から下方へ抜き出される。

【００２６】また、上記鋳造ロール２ａ，２ｂの下流側
には、凝固した鋳片Ｃを熱間圧延により所定板厚に圧下
するためのインライン圧延機５が具備されている。この
インライン圧延機５には汎用されているロール式圧延機
を使用するが、鋳片Ｃの板厚に対して５％以上50％以下
の圧下率を採用するため、かかる圧下力を有するものを
使用する。

【００２７】さらに、このインライン圧延機５の入側手
前には、凝固直後の鋳片Ｃの温度を測定するための測温
計６と、その測定値に基づいて鋳片Ｃをそのマトリック
ス中にオーステナイト組織（γ）が存在する温度域内に
温度調整する調温装置７とが順次設けられている。上記
測温計６には、例えば、白金−白金ロジウム（Pt−Rh)
等の熱電対の他、約 700℃〜1500℃の温度を測定し得る
計器を採用する。また、上記調温装置７には、高周波誘
導加熱器等の加熱器７ａまたは保熱器及び／又は冷水器
等の冷却器７ｂを採用する。その他、保熱器としては、
耐火物（例えば、布製カオール）内貼りの鉄板カバー
等、加熱器としては、ガスバーナー等、また冷却器とし
ては、搬送時間の増加による冷却調整を目的とした可動
ロール又は気水冷却器等が好適である。しかし、本発明
はこれらに限定するものではない。

【００２８】具体的には、測温計６で凝固直後の鋳片Ｃ
の温度を測定し、その測定値が鋳片Ｃのマトリックス中
にオーステナイト組織（γ）が存在する温度域から外れ
ている場合に調温装置７により鋳片Ｃを加熱又は冷却し
て圧延温度を調整する。即ち、鋳片Ｃの温度が 850℃よ
りも低ければ、上記加熱器７ａにより鋳片Ｃを加熱して
850℃以上1350℃以下の温度域内に温度調整した後、イ
ンライン圧延機５により圧下する。一方、鋳片Ｃの温度
が1350℃よりも高ければ、上記冷却器７ｂにより鋳片を
冷却して 850℃以上1350℃以下の温度域内に温度調整し
た後、インライン圧延機５により圧下するものである。

【００２９】そして、上記インライン圧延機５により圧
延された薄板鋳片Ｃは、インライン圧延機５の下流側に
設置されたコイラー８によって順次巻き取られるように
なっている。また、鋳造ロール２ａ，２ｂからインライ
ン圧延機５の入側までの間には、断気ハウジング９が鋳
片Ｃの搬送ラインを囲繞するように設けられている。こ
の断気ハウジング９には、その内部を排気するための排
気装置（図示せず）及びその内部へアルゴン（Ar）や窒
素（Ｎ₂)等の不活性ガスを供給するためのガス供給装置
（図示せず）が接続されている。

【００３０】この断気ハウジング９内に、ループ検出器
１９、ピンチロール１４、冷却帯１５及び搬送ロール１
６が設けられる。また、断気ハウジング９の出側には、
搬送距離を調整するために、一方は可動ロール１７で、
他方は固定ロール１８である搬送ロールが設けられる。
又、鋳片温度は測温計２０によって測定され、そのデー
タは変換器２１を通して、冷却水Ｗの流量調整弁２２を
制御する。

【００３１】図５（ａ）は、鋳造ロール下における断気
ハウジング２３を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部
の拡大図であり、図６は正面図である。これらの図で
は、断気ハウジング９はロールキス点から覆い、側端部
鉄板２４にはカオール布２５を貼り密閉度を確保してい
る。また、鉄板２４と鋳造ロールとの間は、カオール布
を摺動させることによって密閉度を確保している。

【００３２】次に、上述した双ロール式連続鋳造装置１
を使用して行う本実施例の双ロール式連続鋳造法を説明
する。本実施例に使用する双ロール式連続鋳造装置１の
鋳造ロール２ａ，２ｂは、ロール幅： 350mm、ロール
径： 400mmφの寸法に形成されており、内部水冷却方式
のCuロールである。鋳造条件は、鋳造速度：30ｍ／分、
鋳造板厚： 3.0mmに設定されている。また、上記断気ハ
ウジング９の内部は、不活性ガス雰囲気：１％Ｏ₂に設
定されている。さらに、上記インライン圧延機５は、２
HI、１段、ワークロール径： 300mmφに設定されてい
る。そして、鋳造材料には、低炭素アルミキルド鋼（0.
04％Ｃ）を採用した。また鋳片は水冷して 650℃にて巻
取った。

【００３３】以上のような条件下で、本実施例の双ロー
ル式連続鋳造法は、インライン圧延機５の圧延温度：11
00℃で、圧下率：０％，２％，５％，10％，20％，30
％，40％，50％，60％，70％について、表面粗度（μ
ｍ）、結晶粒径（μｍ）、強度(kgf／mm²)、伸び（％）
及び加工肌荒れの状況を確認する実験を行った。その実
験結果を下記表１に示す。尚、結果判定は、表面粗度：
20μｍ以下、結晶粒径：20〜30μｍ、強度： 36kgf／mm
²以上、伸び：34％以上、加工肌荒れ：リジングによる
スジ発生なしを合格基準とした。なお鋼板の強度と伸び
は、得られた鋼板からJIS5号引張試験片を各35本作成
し、引張試験に供し、得られた全伸びを統計処理して平
均値および標準偏差を求めた。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１に示されているように、表面粗度は、
圧下率：５％以上50％以下において合格値（20μｍ以
下）が得られた。結晶粒径は、圧下率：５％以上70％以
下において合格値（20〜30μｍ）が得られた。伸びは、
圧下率：５％以上70％以下において合格値（34％以上）
が得られた。加工肌荒れは、圧下率：５％以上70％以下
において合格値（なし）が得られた。

【００３６】即ち、本実施例の双ロール式連続鋳造装置
を用いた製造方法にあっては、低炭素アルミキルド鋼
（0.04％Ｃ）の鋳片Ｃを1100℃の圧延温度で、インライ
ン圧延機５により５％以上50％以下の圧下率で圧下する
ことにより、所望の表面粗度（20μｍ以下）、結晶粒径
（20〜30μｍ）、伸び（34％以上）を有し、且つ、加工
肌荒れのないストリップを得られることが確認された。

【００３７】〈実施例２〉本実施例にあっては、実施例
１における鋳造材料を変化させたものである。具体的に
は、鋳造材料として中炭素アルミキルド鋼 (0.13％Ｃ）
を採用しており、その他の条件は実施例１と同様であ
る。以上のような条件下で、本実施例の双ロール式連続
鋳造法は、インライン圧延機５の圧延温度：1100℃で、
圧下率：０％，２％，５％，10％，20％，30％，40％，
50％，60％，70％について、表面粗度（μｍ）、結晶粒
径（μｍ）、強度(kgf／mm²)、伸び（％）及び加工肌荒
れの状況を確認する実験を行った。

【００３８】その実験結果を下記表２に示す。尚、結果
判定は、強度： 40kgf／mm²以上とすることを除き、実
施例１と同様の合格基準とした。

【００３９】

【表２】

【００４０】表２に示されているように、表面粗度は、
圧下率：５％以上50％以下において合格値（20μｍ以
下）が得られた。結晶粒径は、圧下率：10％以上50％以
下において合格値（30μｍ以下、好ましくは20〜30μ
ｍ）が得られた。伸びは、圧下率：10％以上70％以下に
おいて合格値（34％以上）が得られた。加工肌荒れは、
圧下率：５％以上70％以下において合格値（なし）が得
られた。

【００４１】即ち、本実施例の双ロール式連続鋳造装置
を用いた製造方法にあっては、中炭素アルミキルド鋼
（0.13％Ｃ）の鋳片Ｃを1100℃の圧延温度で、インライ
ン圧延機５により10％以上50％以下の圧下率で圧下する
ことにより、所望の表面粗度（20μｍ以下）、結晶粒径
（20〜30μｍ）、伸び（34％以上）を有し、且つ、加工
肌荒れのないストリップを得られることが確認された。

【００４２】〈実施例３〉本実施例にあっては、実施例
１におけるインライン圧延機５の圧延温度を変化させた
ものであり、その他の条件は実施例１と同様である。具
体的には、本実施例の双ロール式連続鋳造装置は、イン
ライン圧延機５の圧延温度： 850℃で、圧下率：０％，
２％，５％，10％，20％，30％，40％，50％，60％，70
％について、表面粗度（μｍ）、結晶粒径（μｍ）、強
度(kgf／mm²)、伸び（％）及び加工肌荒れの状況を確認
する実験を行った。

【００４３】その実験結果を下記表３に示す。尚、結果
判定は、実施例１と同様の合格基準とした。

【００４４】

【表３】

【００４５】表３に示されているように、表面粗度は、
圧下率：５％以上50％以下において合格値（20μｍ以
下）が得られた。結晶粒径は、圧下率：20％以上70％以
下において合格値（30μｍ以下、好ましくは20〜30μ
ｍ）が得られた。伸びは、圧下率：10％以上70％以下に
おいて合格値（34％以上）が得られた。加工肌荒れは、
圧下率：５％以上70％以下において合格値（なし）が得
られた。

【００４６】即ち、本実施例の双ロール式連続鋳造装置
を用いた製造方法にあっては、低炭素アルミキルド鋼
（0.04％Ｃ）の鋳片Ｃを 850℃の圧延温度で、インライ
ン圧延機５により20％以上50％以下の圧下率で圧下する
ことにより、所望の表面粗度（20μｍ以下）、結晶粒径
（20〜30μｍ）、伸び（34％以上）を有し、且つ、加工
肌荒れのないストリップを得られることが確認された。

【００４７】〈実施例４〉本実施例にあっては、実施例
１におけるインライン圧延機５の圧延温度を変化させた
ものであり、その他の条件は実施例１と同様である。具
体的には、本実施例の双ロール式連続鋳造装置は、イン
ライン圧延機５の圧延温度：1300℃で、圧下率：０％，
２％，５％，10％，20％，30％，40％，50％，60％，70
％について、表面粗度（μｍ）、結晶粒径（μｍ）、強
度(kgf／mm²)、伸び（％）及び加工肌荒れの状況を確認
する実験を行った。

【００４８】その実験結果を下記表４に示す。尚、結果
判定は、実施例１と同様の合格基準とした。

【００４９】

【表４】

【００５０】表４に示されているように、表面粗度は、
圧下率：５％以上50％以下において合格値（20μｍ以
下）が得られた。結晶粒径は、圧下率：５％以上70％以
下において合格値（20〜30μｍ）が得られた。伸びは、
圧下率：５％以上70％以下において合格値（34％以上）
が得られた。加工肌荒れは、圧下率：５％以上70％以下
において合格値（なし）が得られた。

【００５１】即ち、実施例４の双ロール式連続鋳造装置
を用いた製造方法にあっては、低炭素アルミキルド鋼
（0.04％Ｃ）の鋳片Ｃを1300℃の圧延温度で、インライ
ン圧延機５により５％以上50％以下の圧下率で圧下する
ことにより、所望の表面粗度（20μｍ以下）、結晶粒径
（20〜30μｍ）、伸び（34％以上）を有し、且つ、加工
肌荒れのないストリップを得られることが確認された。

【００５２】〈比較例１〉実施例１乃至実施例４の双ロ
ール式連続鋳造装置の作用効果を確認すべく行った比較
例１を説明する。本比較例にあっては、実施例１におけ
る圧延温度を変化させたものである。具体的には、圧延
温度： 750℃で、圧下率：０％，２％，５％，10％，20
％，30％，40％，50％，60％，70％について、表面粗度
（μｍ）、結晶粒径（μｍ）、強度(kgf／mm²)、伸び
（％）及び加工肌荒れの状況を確認する比較実験を行っ
た。

【００５３】その実験結果を下記表５に示す。尚、結果
判定は、実施例１と同様の合格基準とした。

【００５４】

【表５】

【００５５】表５に示されているように、全ての圧下率
において、結晶粒径が30μｍを超えると共に、伸び
（％）が34％より低下し、且つ、加工肌荒れがあり、判
定基準を満さなかった。即ち、本比較例にあっては、低
炭素アルミキルド鋼（0.04％Ｃ）の鋳片Ｃをインライン
圧延機５により０％から70％までの圧下率で圧下して
も、 750℃の圧延温度では健全なストリップを得ること
ができなかった。

【００５６】〈比較例２〉本比較例にあっては、実施例
１におけるインライン圧延機の圧延温度を変化させたも
のである。具体的には、圧延温度：1350℃で、圧下率：
０％，２％，５％，10％，20％，30％，40％，50％，60
％，70％について、表面粗度（μｍ）、結晶粒径（μ
ｍ）、強度(kgf／mm²)、伸び（％）及び加工肌荒れの状
況を確認する比較実験を行った。

【００５７】その実験結果を下記表６に示す。尚、結果
判定は、実施例１と同様の合格基準とした。

【００５８】

【表６】

【００５９】表６に示されているように、全ての圧下率
において、結晶粒径が30μｍを超え、圧下率：０％以上
50％以下において、伸びが34％より低下すると共に、加
工肌荒れがあり、判定基準を満さなかった。即ち、本比
較例にあっては、低炭素アルミキルド鋼（0.04％Ｃ）の
鋳片Ｃをインライン圧延機５により０％から70％までの
圧下率で圧下しても、1350℃の圧延温度では健全なスト
リップを得ることができなかった。

【００６０】以上のように、実施例１乃至実施例４の双
ロール式連続鋳造装置を比較例１及び２と対比すると、
炭素鋼の鋳片Ｃを 850℃以上1350℃未満の圧延温度で、
インライン圧延機５により５％以上50％以下の圧下率で
圧下することにより、所望の表面粗度（20μｍ以下）、
結晶粒径（20〜30μｍ）、伸び（34％以上）を有し、且
つ、加工肌荒れのないストリップを製造できることが判
明した。このように、本発明に係る双ロール式連続鋳造
装置にあっては、冷間圧延を行うことなく、鋳片Ｃの搬
送中に直接熱間圧延を行うことにより製品薄板を製造す
ることができるため、設備費及び製造費を大幅に低減す
ることができるものである。

【００６１】上記圧延温度： 850℃以上1350℃未満の温
度域は、鋳片Ｃのマトリックス中にオーステナイト組織
（γ）が存在する温度域であり、具体的にはフェライト
組織（α）とオーステナイト組織（γ）との共存域、或
いはオーステナイト組織（γ）の一相域である。また、
鋳片Ｃの板厚に対する圧下率の好適条件は、上述のよう
に、各実施例の圧延温度や鋼種によって若干異なるが、
圧下率：20％以上50％以下の範囲では確実に所望のスト
リップを得ることができる。尚、本発明に係る双ロール
式連続鋳造装置は、炭素含有量が0.0005％Ｃ〜 1.0％Ｃ
の炭素鋼を対象とするものである。

【００６２】本発明において特に注目すべきは、20μｍ
以下の表面粗度と20〜30μｍの結晶粒径を有する製品薄
板を得ることができる点である。ここで、図２は、平均
結晶粒径と結晶粒度番号との関係を示すグラフである。
図示されているように、粒度番号５以上の炭素鋼を一般
に細粒鋼というが（日本鉄鋼協会編、新版鉄鋼技術講
座、第３巻鋼材の性質と試験、 414頁〜 419頁参照）、
結晶粒径が30μｍ以下の場合は粒度番号 7.5以上の微細
粒鋼であることが判る。

【００６３】即ち、本発明に係る双ロール式連続鋳造装
置によれば、鋳片Ｃの搬送中に５％以上50％以下の軽圧
延を施すことにより、鋳片Ｃの鋳造のままのフェライト
粒度を粒度番号 7.5以上に高めて、鋳片表面から内部及
び幅方向、長手方向に均質な微細粒組織を有する薄板鋳
片を製造することができるものである。〈実施例５〉本実施例にあっては、実施例１における断
気ハウジング９の内部雰囲気を変化させたものである。
具体的には、断気ハウジング９の名部は、不活性ガス雰
囲気：２％Ｏ₂に設定されており、その他の条件は実施
例１と同様である。

【００６４】以上のような条件下で、本実施例の双ロー
ル式連続鋳造装置は、インライン圧延機５の圧延温度：
1100℃で、圧下率：０％，２％，５％，10％，20％，30
％，40％，50％，60％，70％について、表面粗度（μ
ｍ）、結晶粒径（μｍ）、強度(kgf／mm²)、伸び（％）
及び加工肌荒れの状況を確認する実験を行った。その実
験結果を下記表７に示す。尚、結果判定は、実施例１と
同様の合格基準とした。

【００６５】

【表７】

【００６６】表７に示されているように、表面粗度は、
圧下率：５％以上50％以下において合格値（20μｍ以
下）が得られた。結晶粒径は、圧下率：５％以上70％以
下において合格値（20〜30μｍ）が得られた。強度は、
全ての圧下率において合格値(36kgf／mm²以上) が得ら
れた。伸びは、圧下率：５％以上70％以下において合格
値（34％以上）が得られた。加工肌荒れは、圧下率：５
％以上70％以下において合格値（なし）が得られた。

【００６７】即ち、本実施例の双ロール式連続鋳造装置
にあっては、断気ハウジング内の不活性ガス雰囲気：２
％Ｏ₂において、低炭素アルミキルド鋼（0.04％Ｃ）の
鋳片Ｃを1100℃の圧延温度で、インライン圧延機５によ
り５％以上50％以下の圧下率で圧下することにより、所
望の表面粗度（20μｍ以下）、結晶粒径（20〜30μ
ｍ）、伸び（34％以上）を有し、且つ、加工肌荒れのな
いストリップを得られることが確認された。

【００６８】〈比較例３〉一方、本実施例の双ロール式
連続鋳造装置の作用効果を確認すべく行った比較例３を
説明する。本比較例にあっては、実施例５における断気
ハウジング９の内部雰囲気を変化させたものである。具
体的には、断気ハウジング９の内部は、不活性ガス雰囲
気：３％Ｏ₂に設定されており、圧延温度：1100℃で、
圧下率：０％，２％，５％，10％，20％，30％，40％，
50％，60％，70％について、表面粗度（μｍ）、結晶粒
径（μｍ）、強度(kgf／mm²)、伸び（％）及び加工肌荒
れの状況を確認する比較実験を行った。

【００６９】その実験結果を下記表８に示す。尚、結果
判定は、実施例１と同様の合格基準とした。

【００７０】

【表８】

【００７１】表８に示されているように、全ての圧下率
において、表面粗度が20μｍを超え、判定基準を満さな
かった。即ち、本比較例にあっては、低炭素アルミキル
ド鋼（0.04％Ｃ）の鋳片Ｃを1100℃の圧延温度で、イン
ライン圧延機５により５％以上50％以下の圧下率で圧下
しても、不活性ガス雰囲気：３％Ｏ₂では表面粗度が増
加し、健全なストリップを得ることができなかった。

【００７２】以上のように、実施例５の双ロール式連続
鋳造装置を比較例３と対比すると、酸素濃度２％以下の
不活性ガス雰囲気にすれば、鋳片Ｃの表面に付着するス
ケールの粗度が極めて低下し、熱間圧延を施すことによ
り加工肌荒れのないストリップを得ることができるもの
である。〈実施例６〉次に実施例６の双ロール式鋳造装置を説明
する。鋼種は低炭素アルミキルド鋼（0.04％Ｃ）であ
り、圧延温度は1100℃、圧下率は０％，２％，５％，10
％，20％である。鋳片は圧延後水冷して 650℃で巻取っ
た。その結果を表９に示す。この表から、圧下率０％、
即ち鋳造まま材及び２％圧下では標準偏差が７％を超え
ている。特に鋳造まま材は材質ばらつきが極めて大きい
ために平均値も低い。一方、５％以上圧下した場合、標
準偏差は５％以内に納まっており、平均値も圧下率によ
らずほぼ安定していることがわかる。

【００７３】

【表９】

【００７４】〈実施例７〉次に実施例７の双ロール式連
続鋳造装置を説明する。表10に示す種々の成分の鋼を表
11に示す種々の鋳造厚みで連続鋳造し、圧延温度及び圧
下率を種々変えて圧延した後、水冷し 550〜670 ℃で巻
取った。機械試験及び機械特性の整理は実施例６と同様
である。試験結果を表11右欄に併記する。これによると
本発明条件である１〜６はいずれも全伸びの標準偏差が
５％以内であるが、鋳造ままの７および圧下率３％の８
は標準偏差が５％を超え材質ばらつきが大きい。

【００７５】また圧延温度が 750℃と著しく低い９は伸
びそのものの値が低い。

【００７６】

【表１０】

【００７７】

【表１１】

【００７８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る双ロー
ル式連続鋳造装置によれば、結晶粒を均質に微細化して
良好な機械的強度を有すると共に、肌荒れのない良好な
表面粗度を有する薄板を製造することができ、且つ設備
費を低減することができるという優れた効果を発揮す
る。なお材質ばらつきは本発明の要件とした全伸び以外
にも、張り出し性などの種々の加工様式に対して同様に
存在することが予想されるため、実用的には本発明の効
果はより多くの機械特性の向上に寄与するものと考えら
れる。一方、本発明は基本的には薄鋳帯からの熱延鋼板
相当材を製造する方法に関するものであるが、現行の冷
延鋼板及びそのメッキ鋼板が熱延鋼板を素材として製造
されていることを考えると、本発明によって製造された
鋼板もまた冷延素材になり得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る双ロール式連続鋳造装置の一実施
例を示す概略側面図である。

【図２】平均結晶粒径と結晶粒度番号との関係を示すグ
ラフである。

【図３】従来の双ロール式連続鋳造装置の一例を示す要
部側面図である。

【図４】断気ハウジングの一例を示す図である。

【図５】（ａ）は、鋳造ロール近傍の断気ハウジングの
側面図である。（ｂ）は図５（ａ）のＡ部の詳細図であ
る。

【図６】鋳造ロール近傍の断気ハウジングの正面図であ
る。

【図７】圧下率と表面粗度の関係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩紀代美千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者上島良之千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者溝口利明千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者赤松聡千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者小川茂千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者小山一夫千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の水冷鋳造ロール間に、Ｃが 0.005
重量％以上、１重量％以下からなる普通炭素鋼の溶湯を
注入し、凝固させて得られた鋳片を所定の板厚に圧下す
るインライン圧延機および巻取り機を備えた双ロール式
連続鋳造装置において、双ロールのロールキス点から前
記インライン圧延機の入側までの間に、内部を酸素濃度
５％以下に保持した断気ハウジングを設けることによ
り、表面粗度20μｍ以下の表面性状の優れた鋳片を製造
することを特徴とする双ロール式連続鋳造装置。
【請求項２】前記断気ハウジング内に、鋳造された鋳
片温度を測定する測温計、鋳造された鋳片の搬送距離を
調整する鋳片搬送距離調整装置、前記インライン圧延機
の入側直前に並列して設けた加熱器および冷却器、前記
断気ハウジング出側に鋳片温度を測定する測温計を備え
たことを特徴とする請求項１記載の双ロール式連続鋳造
装置。
【請求項３】鋳造ロール下における前記断気ハウジン
グと鋳造ロール間のシール構造が、側端部鉄板とカオー
ル布を貼り合わせた構造とし、更に、前記側端部鉄板と
鋳造ロール間をカオール布を摺動可能な構造としたこと
を特徴とする請求項１または２記載の双ロール式連続鋳
造装置。