JP2009528168A - 低表面粗度鋳造ストリップ並びにその製造方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満であり、スケール厚が約１０ミクロン未満である薄鋳造ストリップが、熱間圧延機の作業ロールに油水混合物を当て、油水混合物が作業ロールに当てられたまま薄鋳造ストリップを１１００℃未満の温度で熱間圧延機に通し、鋳造ロールから熱間圧延機を通る薄鋳造ストリップを酸素が５％未満の雰囲気で包んで薄鋳造ストリップを形成することで形成される。
Description
本発明は、双ロール鋳造機によって製造される鋳造ストリップ並びに斯かる鋳造ストリップの製造方法及び装置に関する。
双ロール鋳造機においては、冷却されて相互方向に回転する一対の水平鋳造ロール間に溶融金属が導入されることにより、動いているロール面上に金属殻が凝固し、ロール間のロール間隙にて合わされて凝固ストリップ品を生み出し、それが鋳造ロール間のロール間隙から下方に送給される。
本明細書では「ロール間隙」という語を鋳造ロール同士が最接近される領域全般を指すものとして用いる。溶融金属は取鍋から、ロール間隙上方に配されタンディッシュとコアノズルとで構成された金属送給システムを介し注がれ、ロール間隙上方でロール鋳造面に支持されロール間隙長さ方向沿いに延びる溶融金属鋳造溜めを形成できる。この鋳造溜めを通常囲い込むのが、溢流しないよう鋳造溜めの両端を堰き止めるためロール端面に摺動係合保持される耐火側部板又は側部堰である。
双ロール鋳造機で鋼ストリップを鋳造すると、ストリップは１４００℃台もしくはそれ以上の非常な高温でロール間隙を出る。通常の大気に晒されると、ストリップは斯かる高温での酸化により非常に急速にスケーリングを被る。従って、シールした封入部を鋳造ロール下方に設けて高温ストリップを受取る。ストリップ鋳造機からのストリップが通る封入部はストリップの酸化を妨げる雰囲気を含んでいる。酸化を妨げる雰囲気は、アルゴン又は窒素などの不活性ガス又は還元ガスであり得る燃焼排ガス等の非酸化ガスを噴射することで創り出すことができる。若しくは、ストリップ鋳造機の操業中に酸素を含む雰囲気が侵入しないよう封入部をシールしてもよい。次いで、特許文献１及び特許文献２に開示されているように、ストリップの酸化を許してシールされた封入部から酸素を抜き出すことにより鋳造の初期相で封入部内の雰囲気の酸素含量を減少させる。
双ロール鋳造機で製造された鋳造ストリップを、ストリップが鋳造機から出てきた後、熱間圧延機で熱間圧延して薄ストリップを成形することは公知である。圧延機と双ロール鋳造機との組み合わせは、ストリップに所望断面プロフィールを提供するのに必要と一般に理解されている。
アメリカ特許第５，７６２，１２６号
アメリカ特許第５，９６０，８５５号
しかしながら、８０ｍ／分の標準鋳造速度で鋳造されたストリップを熱間圧延機により熱間圧延機でストリップが１６％圧下されるよう熱間圧延すると表面粗度が比較的高い６〜８ミクロンＲａで表面の微小割れが生じ得ることが判明している。図１は、双ロール鋳造機と同じラインの熱間圧延機から出たそのような鋳造・熱間圧延ストリップの典型的な表面粗度を示す顕微鏡写真である。圧延方向は左から右であって、顕微鏡写真はストリップ表面（２０〜３０μｍ深さ）上の顕著なラッピング(lapping)を示している。この表面粗度の理由は、ストリップが作業ロール表面に溶着することによるストリップ表面での剪断、作業ロール表面のテクスチャがストリップ表面に刻印されること及び／またはその他要因によるものであり得る。更にまた、鋳造ストリップの表面上の微小割れは問題であるとされてきた。ストリップの鋳造速度と熱消費率を下げることにより微小割れを減らすことが可能であったが、製造中にこれらの条件を再現するのは非経済的であった。
高温ストリップ圧延機製品の微構造はほぼ１００％の等軸フェライトである。しかしながら、双ロール鋳造機で鋳造ストリップを造る場合、従来経験しているのは微構造が多角形フェライト、針状フェライト及びウイドマンステッテン(Widmanstatten)の粗粒であり、微構造は３０〜６０％が多角形フェライト、７０〜４０％がウイドマンステッテン及び針状フェライトというのが典型的であった。この微構造では、典型的な表面粗度は４〜７ミクロンＲａだった。
多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満、スケール厚が約１０ミクロン未満であり、以下の段階から造られる薄鋳造ストリップが提供される。
ａ）間にロール間隙を形成する横方向に位置決めされた鋳造機ロールを有する双ロール鋳造機及び該双ロール鋳造機に隣接して作業ロールとバックアップロールとを有する熱間圧延機を組立て、
ｂ）双ロール鋳造機の鋳造ロール間のロール間隙から薄鋳造ストリップを形成し、
ｃ）熱間圧延機の作業ロールに油水混合物を当て、
ｄ）油水混合物が作業ロールに当てられたまま１１００℃未満の温度で薄鋳造ストリップを熱間圧延機に通し、
ｅ）鋳造ロールから熱間圧延機を通る薄鋳造ストリップを酸素が５％未満の雰囲気で包んで、多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満、スケール厚が１０ミクロン未満の薄鋳造ストリップを形成する。
ａ）間にロール間隙を形成する横方向に位置決めされた鋳造機ロールを有する双ロール鋳造機及び該双ロール鋳造機に隣接して作業ロールとバックアップロールとを有する熱間圧延機を組立て、
ｂ）双ロール鋳造機の鋳造ロール間のロール間隙から薄鋳造ストリップを形成し、
ｃ）熱間圧延機の作業ロールに油水混合物を当て、
ｄ）油水混合物が作業ロールに当てられたまま１１００℃未満の温度で薄鋳造ストリップを熱間圧延機に通し、
ｅ）鋳造ロールから熱間圧延機を通る薄鋳造ストリップを酸素が５％未満の雰囲気で包んで、多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満、スケール厚が１０ミクロン未満の薄鋳造ストリップを形成する。
以下の段階から造られ、表面粗度が1.5ミクロンRa未満に減らされた薄鋳造鋼ストリップも提供される。
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接する側部堰が前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接し、高温ストリップを圧延する間隙を形成した作業表面を有する作業ロールを備えた熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールに隣接して位置決めされて油水混合物を作業ロールに提供できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造面上に支持され前記第１側部堰により囲い込まれた鋳造溜めを形成し、
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させて鋳造ロールの表面に凝固金属殻を形成し、該鋳造殻から鋳造ロール間のロール間隙を介して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満の鋳造ストリップを製造する。
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接する側部堰が前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接し、高温ストリップを圧延する間隙を形成した作業表面を有する作業ロールを備えた熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールに隣接して位置決めされて油水混合物を作業ロールに提供できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造面上に支持され前記第１側部堰により囲い込まれた鋳造溜めを形成し、
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させて鋳造ロールの表面に凝固金属殻を形成し、該鋳造殻から鋳造ロール間のロール間隙を介して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満の鋳造ストリップを製造する。
以下の段階から造られ、表面粗度が1.5ミクロンRa未満に減らされた薄鋳造鋼ストリップも提供される。
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接した側部堰で前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接してバックアップロールと作業ロールとを有し、作業ロール間の隙間を形成する作業表面により高温ストリップが圧延される熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールの上流に位置してバックアップロールに油水混合物を噴霧できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造表面に支持され前記第１側部堰により囲い込まれた鋳造溜めを形成し
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させて鋳造ロール表面に凝固金属殻を形成し、該凝固殻から鋳造ロール間のロール間隙を介して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）鋳造ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満の鋳造ストリップを製造する。
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接した側部堰で前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接してバックアップロールと作業ロールとを有し、作業ロール間の隙間を形成する作業表面により高温ストリップが圧延される熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールの上流に位置してバックアップロールに油水混合物を噴霧できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造表面に支持され前記第１側部堰により囲い込まれた鋳造溜めを形成し
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させて鋳造ロール表面に凝固金属殻を形成し、該凝固殻から鋳造ロール間のロール間隙を介して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）鋳造ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満の鋳造ストリップを製造する。
薄鋳造ストリップは表面粗度が１．０ミクロンＲａ未満、若しくは０．７ミクロンＲａ未満、若しくは０．５ミクロンＲａ未満、若しくは０．４ミクロンＲａ未満であってよい。
薄鋳造ストリップはスケール厚が７ミクロン未満、若しくは４ミクロン未満であってよい。鋳造ストリップは、油水混合物が作業ロールに当てられたまま１０５０℃未満の温度で熱間圧延機に通すことができる。
薄鋳造ストリップはスケール厚が７ミクロン未満、若しくは４ミクロン未満であってよい。
油水混合物は作業ロールに噴霧することにより当てることができるｓ．
油水混合物はバックアップロールに当てることができる。
油水混合物は油分が５％未満であって、１．５ミクロンＲａ未満の低表面粗度の薄鋳造ストリップを形成することができる。
多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満であり、スケール厚が約１０ミクロン未満である薄鋳造ストリップを製造する方法が提供され、該方法は以下の段階からなる。
ａ）間にロール間隙を形成する横方向に位置決めされた鋳造機ロールを有する双ロール鋳造機及び該双ロール鋳造機に隣接し作業ロールとバックアップロールとを有する熱間圧延機を組立て、
ｂ）双ロール鋳造機の鋳造ロール間のロール間隙から薄鋳造ストリップを形成し、
ｃ）熱間圧延機の作業ロールに油水混合物を当て、
ｄ）油水混合物が作業ロールに当てられつつ１１００℃未満の温度で薄鋳造ストリップを熱間圧延機に通し、
ｅ）鋳造ロールから熱間圧延機を通る薄鋳造ストリップを酸素５％未満の雰囲気で包んで、多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満で、スケール厚が１０ミクロン未満である薄鋳造ストリップを形成する。
ａ）間にロール間隙を形成する横方向に位置決めされた鋳造機ロールを有する双ロール鋳造機及び該双ロール鋳造機に隣接し作業ロールとバックアップロールとを有する熱間圧延機を組立て、
ｂ）双ロール鋳造機の鋳造ロール間のロール間隙から薄鋳造ストリップを形成し、
ｃ）熱間圧延機の作業ロールに油水混合物を当て、
ｄ）油水混合物が作業ロールに当てられつつ１１００℃未満の温度で薄鋳造ストリップを熱間圧延機に通し、
ｅ）鋳造ロールから熱間圧延機を通る薄鋳造ストリップを酸素５％未満の雰囲気で包んで、多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満で、スケール厚が１０ミクロン未満である薄鋳造ストリップを形成する。
表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ製造方法も提供され、該方法は以下の段階からなる。
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接した側部堰で前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接して作業ロールを有し、両者間に間隙を形成する作業表面により高温ストリップが圧延される、熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールに隣接して位置決めされ、油水混合物を作業ロールに提供できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造表面に支持され前記第１側部堰により囲い込まれた鋳造溜めを形成し、
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させることにより鋳造ロール表面に凝固金属殻を形成し、該凝固殻から鋳造ロール間のロール間隙を通して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して、１ミクロンＲａ未満の表面粗度を有する鋳造ストリップを製造する
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接した側部堰で前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接して作業ロールを有し、両者間に間隙を形成する作業表面により高温ストリップが圧延される、熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールに隣接して位置決めされ、油水混合物を作業ロールに提供できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造表面に支持され前記第１側部堰により囲い込まれた鋳造溜めを形成し、
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させることにより鋳造ロール表面に凝固金属殻を形成し、該凝固殻から鋳造ロール間のロール間隙を通して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して、１ミクロンＲａ未満の表面粗度を有する鋳造ストリップを製造する
表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ製造方法も提供され 、該方法は以下の段階からなる。
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接した側部堰で前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接してバックアップロールと作業ロールとを有し、作業ロール間の間隙を形成する作業表面により高温ストリップが圧延される、熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールの上流に位置決めされて油水混合物をバックアップロールに噴霧できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造面に支持され前記第１側部堰によって囲い込まれた鋳造溜めを形成し、
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させて鋳造ロール表面に凝固金属殻を形成し、該凝固殻から鋳造ロール間のロール間隙を介して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）鋳造ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満の鋳造ストリップを製造する。
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接した側部堰で前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接してバックアップロールと作業ロールとを有し、作業ロール間の間隙を形成する作業表面により高温ストリップが圧延される、熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールの上流に位置決めされて油水混合物をバックアップロールに噴霧できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造面に支持され前記第１側部堰によって囲い込まれた鋳造溜めを形成し、
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させて鋳造ロール表面に凝固金属殻を形成し、該凝固殻から鋳造ロール間のロール間隙を介して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）鋳造ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満の鋳造ストリップを製造する。
前記方法は油水混合物例えば噴霧ノズルで作業ロールに噴霧することにより油水混合物を当てることから構成することができる。
ノズルによる噴霧速度は１０〜３０ガロン／分であってよい。
油水混合物は油水混合物をバックアップロールに当てることにより作業ロールに当てられるのでよい。
前記方法は鋳造ストリップを約８０ｍ／分の速度で製造することからなって良い。
圧延温度は１１０Ｏ℃未満、若しくは１０５０℃未満、若しくは９００℃未満であって良い。
例示の鋳造・圧延設備を構成するのは全体に参照番号１１を付した双ロール鋳造機であり、そこで製造された薄鋳造鋼ストリップ１２が遷移路内を通り、ガイドテーブル１３を渡ってピンチロールスタンド１４に至る。ピンチロールスタンド１４を出た後、薄鋳造ストリップ１２はバックアップロール１６と上下作業ロール１６Ａ，１６Ｂで構成される熱間圧延機１５に入り、ストリップ厚が減らされる。圧延機１５を出たストリップ１２は、ランアウトテーブル１７上を通って水噴流１８により強制冷却されることができ、次いで、一対のピンチロール２ＯＡで構成されたピンチロールスタンド２０を通って巻取器１９に至る。
双ロール鋳造機１１を構成する主機械フレームが支持する一対の横方向に位置決めされた鋳造ロール２２は間にロール間隙を形成する鋳造面２２Ａを有する。鋳造操業中に溶融金属は 取鍋（図示せず）からタンディッシュ２３へと供給され、耐火シュラウドを経て取外し可能なタンディッシュ２５（分配容器または遷移ピースとも呼ばれる）へと、更には、ロール間隙上方の鋳造ロール２２間の金属送給ノズル２８（コアノズルとも呼ばれる）へと至る。
溶鋼はタンディッシュ２３から耐火シュラウド出口を経て取外し可能なタンディッシュ２５に導入される。タンディッシュ２３はストッパロッドとスライドゲート弁（図示せず）とを備えていてシュラウド出口を選択的に開閉し、タンディッシュ２３から鋳造機への溶融金属流を有効に制御する。溶融金属は取外し可能なタンディッシュ２５から出口に流れ、オプションで送給ノズル２８へと流れる。
従って、鋳造ロール２２に送給される溶融金属が、ロール間隙上方で鋳造ロール面２２Ａにより支持される鋳造溜めを形成する。この鋳造溜めをロール端で囲い込む一対の側部堰又は側部板は、側部堰に接続された流体圧シリンダユニットで構成される一対のスラスタ（図示せず）によりロール端に当てられる。鋳造溜めの上面（一般に「メニスカス」レベルと呼ばれる）は送給ノズル２８の下端より上に来ることで、送給ノズル下端が鋳造溜め内に浸漬してもよい。
鋳造ロール２２は冷却剤供給源（図示せず）により内部的に水冷され、駆動装置（図示せず）により相互方向に回転駆動されるので、動いている鋳造ロール表面上に殻が凝固してロール間隙にて互いに合わされて薄鋳造ストリップ１２を造り、それが鋳造ロール間のロール間隙から下方に送給される。
双ロール鋳造機１１下方では、鋳造鋼ストリップ１２がシールされた封入部１０内を通ってガイドテーブル１３に至り、ガイドテーブルによりストリップはピンチロールスタンド１４へとガイドされてから、シールされた封入部１０の外に出る。封入部１０のシールは完全でなくてよいが、以下で述べるように封入部内の雰囲気と封入部内での鋳造ストリップに対する酸素のアクセスを制御可能にするのに適切なものとする。シールされた封入部１０を出た後、ストリップはピンチロールスタンド１４の後で、熱間圧延機１５を含む更なるシールされた封入部を通ることができる。
封入部１０は複数の別々の壁部を種々のシール接続部でつなぎ併せて連続する封入部壁を形成することにより形成される。これら接続部を構成するのは双ロール鋳造機にて鋳造ロール２２を囲む第１壁部４１と、第１壁部４１の下方に延びて開口を形成し、スクラップ箱容器４０の上縁部とシール係合する壁封入部４２である。スクラップ箱容器４０と封入部壁４２とのシール４３は封入部壁４２の開口の周りでナイフ・砂シールにより形成でき、シールは封入部壁４２に対するスクラップ箱容器４０の上下動により確立・解除できる。シール４３は、スクラップ箱容器４０を上昇させ、ナイフフランジを溝の砂に進入させてシールを確立させることにより形成される。
このシール４３はスクラップ箱容器４０を鋳造機から離れたスクラップ排出位置（図示せず）へと動かそうとして作動位置から降下させることにより解除できる。スクラップ箱容器４０は車輪４６付きの台車４５に取付けられてレール４７上を走行するので、スクラップ箱容器はスクラップ排出位置へと移動することができる。台車４５に備えた一組の動力付きスクリュージャッキ５１は、スクラップ箱容器４０を封入部壁４２から離間した降下位置から、ナイフフランジが砂に進入して両者間にシール４３を形成する上昇位置へと作動可能である。
シールされた封入部１０は更に、ガイドテーブル１３の周りに配し、一対のピンチロール５０を含むピンチロールスタンド１４のフレームに接続される第３壁部６１で構成することができる。封入部１０に配した第３壁部６１は摺動シールによりシールされる。
封入部壁部４１、４２，６１の大半は耐火レンガでライニングされていてよい。また、スクラップ箱容器４０は耐火レンガ又は不定形耐火ライニングでライニングされていてよい。このようにして、封入部１０全体が鋳造作業前にシールされ、それによりストリップが鋳造ロール２２からピンチロールスタンド１４を経て熱間圧延機１５に至るにつれての薄鋳造ストリップ１２への酸素アクセスを制限する。
初期に、ストリップはストリップ初期部に重厚なスケールを形成することで封入部１０から全酸素を抜き取ることができる。しかしながら、シールされた封入部１０は周囲の雰囲気から封入部への酸素進入を制限してストリップが取り込み得る酸素量を減らす。従って、初期立上げ期以後、封入部１０の酸素含量は使い尽くされたままであるので、ストリップ１２酸化のために使える酸素量が制限される。このようにして、連続的に還元又は非酸化ガスを封入部に送給する必要なしにスケールの形成が１０ミクロン未満の厚みに制御される。勿論、還元又は非酸化ガスを封入部壁を介して供給してもよい。しかしながら、立上げ期の重厚なスケーリングを避けるためには、鋳造開始直前に封入部１０を浄化して封入部１０内の初期酸素レベルを下げることができ、それにより封入部を通過するストリップを酸化させる酸素との相互作用の結果として封入部内での酸素レベルが安定するまでの時間が減らされる。例えば、一例として、封入部は窒素ガス等で好都合に浄化できる。初期酸素含量を５％程のレベルに減少させることにより、初期立上げ相でさえも封入部１０からの出口でのストリップのスケーリングが約１０ミクロン〜１７ミクロンに制限されることが判明している。本発明の実施例では、連続鋳造において薄鋳造鋼ストリップのスケール厚が約１０ミクロン未満であるか、またはスケール厚が７ミクロン未満若しくは４ミクロン未満であり得る。
鋳造作業の始めに、鋳造状態が安定化するまで短い長さの不完全ストリップが造られる。連続鋳造が確立すると、鋳造ロール２２はわずかに離間されてから再び合わせられて、このストリップ先端をオーストラリア特許第６４６，９８１号やアメリカ特許第５，２８７，９１２号に記述されているように、切り離して後続の薄鋳造ストリップ１２のきれいな頭端を形成する。不完全な材料は鋳造機１１の下方に位置したスクラップ箱容器４０に落下し、このとき、図３に示すように通常はピボット３９から鋳造機の片側に垂下している旋回エプロン３８が鋳造機出口を横切って旋回して薄鋳造ストリップ１２のきれいな頭端をガイドテーブル１３へとガイドし、ストリップがピンチロールスタンド１４に供給される。次いで、エプロン３８が 図３に示すような垂下位置へと戻されることによりストリップ１２が図２及び図３に示すように鋳造機下側でループ３６に垂下できてから、その後ストリップはガイドテーブル１３へと通る。ガイドテーブル１３を構成する一連のストリップ支持ロール３７はピンチロールスタンド１４に至るまでストリップを支持する。ロール３７は一列に配されてピンチロールスタンド１４から後方に鋳造機下側へと下方に湾曲して延び、ループ３６からのストリップを滑らかに受けてガイドする。双ロール鋳造機は、アメリカ特許第５，１８４，６６８号及び第５，２７７，２４３号、又はアメリカ特許第５，４８８，９８８号に詳細に示され、記述されている種類のものであってよい。本発明の一部を構成しない構造的詳細についてはこれらの特許を参照することができる。
ピンチロールスタンド１４を構成する一対のピンチロール５０は熱間圧延機１５により加えられる張力に応答する。従って、ストリップは鋳造ロール２２からガイドテーブル１３を経てピンチロールスタンド１４に至るまでループ３６状に垂下でき、ピンチロール５０は自由垂下するループと処理ライン下流部でストリップに加えられる張力との間の張力バリヤを提供する。ピンチロール５０は送りテーブル１３上のストリップの位置を安定させることもして、ストリップを熱間圧延機１５に送給する。
ピンチロールスタンド１４から、薄鋳造ストリップ１２が、上作業ロール１６Ａと下ロール１６Ｂで構成される熱間圧延機１５に送られる。図４に示すように、本発明の好適実施例は、バックアップロール１６の下流面に油水混合物を噴霧することからなる。油溜め１００にはヒータ１０１が設けられて油をほぼ５０℃に維持しているが、加熱は必須ではない。加熱された油は定容量型ポンプ１０２により油移送ライン１０３を介してスタテックミキサ１０４へ移送され、そこで加熱された油が水と混合される。
水が水源１１０から水ストリップ冷却ヘッダ１１１と圧延機ロール供給ライン１１２に供給される。水の第１部分は噴霧ヘッダ１８へ供給されて、冷却水の供給で熱間圧延機１５から出た後の高温ストリップ１２を冷却する。典型的には、水圧は圧力調整器１１３を通ることで減らされて約４０ポンド／平方インチになる。約１０〜３０ガロン／分の水が各スタテックミキサ１０４に供給され、約４ガロン／時の加熱された油と混合される。
次いで、混合された油と水は油水ノズル７１を介してバックアップロール１６の下流面（薄鋳造鋼ストリップ１２の移動方向を矢印１２０で示す）に提供される。若しくは、油水混合物はロール間隙域の鋳造ストリップ１２に提供してもよいし、バックアップロール１６上流面または作業ロール１６Ａ，１６Ｂに提供してもよい。
熱間圧延機１５における薄鋳造鋼ストリップ１２の温度は好ましくは１１００℃未満であり、更に好ましくは１０５０℃未満であり、最も好ましくは９００℃未満である。又、好ましくは、熱間圧延機１５における薄鋳造鋼ストリップの温度は４００℃より大である。
スタテックミキサ１０４は標準タイプの、従来得られる装置である。油と水を良好にかき混ぜることができるのなら他の型のミキサを用いてもよい。
一つの実施例では、油水混合物は５〜３０ガロン／分、４０ポンド／平方インチの割でバックアップロール１６に送給される。本実施例において、油水混合物は典型的には約１０〜２０ガロン／分でバックアップロールに送給されるが、１５ガロン／分が適度な設定である。油水混合物は油分が５％未満であってもよく、一つの実施例では容積で４部の油と６００部〜１８００部の水からなる。油は混合物の２％未満若しくは１％未満でよい。油は通例は１５ガロン／時未満の水と混合されるよう提供される。
図５は、本発明を用いて造られた薄鋳造ストリップである鋼ストリップ１２のミクロン単位での平均表面粗度（Ｒａ）を示す。図５からわかるように、平均表面粗度は著しく低く、上記したように油水混合物を加えたことで約０．６６〜約１．５ミクロンである。
一つの実施例では、本発明は上記したような油水を用いて約８０ｍ／分の割で薄鋳造鋼ストリップを製造する。
本発明を特定の実施例について記述してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更を行うことができ、同等物の置き換えができることを当業者は理解するであろう。加えて、本発明の範囲を逸脱することなく特定の条件又は材料を本発明の教示に適応させるため多くの改変を行うことができる。従って、本発明は開示した特定の実施例に限定されるものではなく、添付した請求項の範囲内にある全ての実施例を含むことが意図される。
Claims (28)
- 多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満でスケール厚が１０ミクロン未満の薄鋳造ストリップであって、
ａ）間にロール間隙を形成する横方向に位置決めされた鋳造機ロールを有する双ロール鋳造機及び該双ロール鋳造機に隣接して作業ロールとバックアップロールとを有する熱間圧延機を組立て、
ｂ）双ロール鋳造機の鋳造ロール間のロール間隙から薄鋳造ストリップを形成し、
ｃ）熱間圧延機の作業ロールに油水混合物を当て、
ｄ）油水混合物が作業ロールに当てられたまま１１００℃未満の温度で薄鋳造ストリップを熱間圧延機に通し、
ｅ）鋳造ロールから熱間圧延機を通る薄鋳造ストリップを酸素が５％未満の雰囲気で包んで、多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満、スケール厚が１０ミクロン未満の薄鋳造ストリップを形成する
という諸段階で造られた、薄鋳造ストリップ。 - 油水混合物が作業ロールに当てられつつ薄鋳造ストリップを１０５０℃未満の温度で熱感圧延機に通す、請求項１に記載の薄鋳造ストリップ。
- 表面粗度が１．０ミクロンＲａ未満である、請求項１又は請求項２に記載の薄鋳造ストリップ。
- 表面粗度が０．７ミクロンＲａ未満である、請求項３に記載の薄鋳造ストリップ。
- 表面粗度が０．５ミクロンＲａ未満である、請求項４に記載の薄鋳造ストリップ。
- スケール厚が７ミクロン未満である、請求項１乃至５のいずれかに記載の薄鋳造ストリップ。
- スケール厚が４ミクロン未満である、請求項６に記載の薄鋳造ストリップ。
- 油と水との混合物が作業ロールに噴霧することで当てられる、請求項１乃至７のいずれかに記載の薄鋳造ストリップ。
- 油水混合物をバックアップロールに当てることにより油水混合物が作業ロールに当てられる、請求項１乃至８のいずれかに記載の薄鋳造ストリップ。
- 油水混合物が油分５％未満であり、低表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満である、請求項１乃至９のいずれかに記載の薄鋳造ストリップ。
- ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接する 側部堰が前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接し、高温ストリップを圧延する間隙を形成した作業表面を有する作業ロールを備えた熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールに隣接して位置決めされて油水混合物を作業ロールに提供できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造面上に支持され前記第１側部堰により囲い込まれた鋳造溜めを形成し、
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させて鋳造ロールの表面に凝固金属殻を形成し、該鋳造殻から鋳造ロール間のロール間隙を介して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満の鋳造ストリップを製造する、
という諸段階で製造される、表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ。 - 鋳造ストリップの製造速度が約８０ｍ／分である、請求項１１に記載の表面粗度を減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 圧延温度が９００℃未満である、請求項１１又は請求項１２に記載の表面粗度を減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- ノズルによる噴霧速度が１０〜３０ガロン／分である、請求項１１乃至１３のいずれかに記載の表面粗度を減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 表面粗度が０．７ミクロンＲａ未満である、請求項１１乃至１４のいずれかに記載の表面粗度を減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 表面粗度が０．４ミクロンＲａ未満である、請求項１５に記載の表面粗度を減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接した側部堰で前記鋳造溜めを囲い込む金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接してバックアップロールと作業ロールとを有し、作業ロール間の隙間を形成する作業表面により高温ストリップが圧延される、熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールの上流に位置してバックアップロールに油水混合物を噴霧できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造表面に支持され前記第１側部堰により囲い込まれた鋳造溜めを形成し
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させて鋳造ロール表面に凝固金属殻を形成し、凝固殻から鋳造ロール間のロール間隙を介して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）鋳造ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満の鋳造ストリップを製造する、
という諸段階で製造される、表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ。 - 鋳造ストリップの製造速度が約８０ｍ／分である、請求項１７に記載の表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 圧延温度が１１０Ｏ℃未満である、請求項１７又は請求項１８に記載の表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 圧延温度が１０５０℃未満である、請求項１７乃至１９のいずれかに記載の表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 圧延温度が９００℃未満である。請求項２０に記載の表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- ノズルによる噴霧速度が１０〜３０ガロン／分である、請求項１７乃至２１のいずれかに記載の表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 表面粗度が０．７ミクロンＲａ未満である、請求項１７乃至２２のいずれかに記載の表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 油水混合物の油分が５％未満である、請求項１７乃至２３のいずれかに記載の表面粗度を減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 薄鋳造鋼ストリップの表面スケール厚が約７ミクロン未満である、請求項１７乃至２４のいずれかに記載の表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップ。
- 多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満でスケール厚が約１０ミクロン未満の薄鋳造ストリップ製造方法であって、
ａ）間にロール間隙を形成する横方向に位置決めされた鋳造機ロールを有する双ロール鋳造機及び該双ロール鋳造機に隣接し作業ロールとバックアップロールとを有する熱間圧延機を組立て、
ｂ）双ロール鋳造機の鋳造ロール間のロール間隙から薄鋳造ストリップを形成し、
ｃ）熱間圧延機の作業ロールに油水混合物を当て、
ｄ）油水混合物が作業ロールに当てられつつ１１００℃未満の温度で薄鋳造ストリップを熱間圧延機に通し、
ｅ）鋳造ロールから熱間圧延機を通る薄鋳造ストリップを酸素５％未満の雰囲気で包んで、多角形フェライト、針状フェライト、ウイドマンステッテン、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択された少なくとも一つの微構造を有し、表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満で、スケール厚が１０ミクロン未満である薄鋳造ストリップを形成する、
という諸段階からなる方法。 - 表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップの製造方法であって、
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接した 側部堰で前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接して作業ロールを有し、両者間に間隙を形成する作業表面により高温ストリップが圧延される、熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールに隣接して位置決めされ、油水混合物を作業ロールに提供できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造表面に支持され前記第１側部堰により囲い込まれた鋳造溜めを形成し、
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させることにより鋳造ロール表面に凝固金属殻を形成し、該凝固殻から鋳造ロール間のロール間隙を通して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して、１ミクロンＲａ未満の表面粗度を有する鋳造ストリップを製造する、
という諸段階からなる方法。 - 表面粗度を１．５ミクロンＲａ未満に減らした薄鋳造鋼ストリップの製造方法であって、
ａ）間にロール間隙を有する一対の鋳造ロールを備えたストリップ鋳造機を組立て、
ｂ）ロール間隙上方の鋳造ロール間に鋳造溜めを形成でき、ロール間隙の端に隣接した側部堰で前記鋳造溜めを囲い込む、金属送給システムを組立て、
ｃ）ストリップ鋳造機に隣接してバックアップロールと作業ロールとを有し、作業ロール間の間隙を形成する作業表面により高温ストリップが圧延される熱間圧延機を組立て、
ｄ）作業ロールの上流に位置決めされて油水混合物をバックアップロールに噴霧できる噴霧ノズルを組立て、
ｅ）対の鋳造ロール間に溶鋼を導入して、鋳造ロールの鋳造面に支持され前記第１側部堰によって囲い込まれた鋳造溜めを形成し、
ｆ）鋳造ロールを相互方向に回転させて鋳造ロール表面に凝固金属殻を形成し、該凝固殻から鋳造ロール間のロール間隙を介して鋼ストリップを鋳造し、
ｇ）鋳造ストリップが熱間圧延機に入るときに油水混合物を噴霧し、
ｈ）熱間圧延機の作業ロール間で鋳造ストリップを圧延して表面粗度が１．５ミクロンＲａ未満の鋳造ストリップを製造する、
という諸段階からなる方法。
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