JP2009106970A

JP2009106970A - 双ロール鋳造機

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Publication number: JP2009106970A
Application number: JP2007281427A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Otsuka; 裕之大塚; Satoru Yusa; 覚遊佐; Katsumi Nakayama; 勝巳中山; Koki Yoshizawa; 廣喜吉澤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2009-05-21
Anticipated expiration: 2027-10-30
Also published as: JP5018401B2

Abstract

【課題】ストリップの板幅方向厚み分布のむらを抑制できる双ロール鋳造機を提供する。
【解決手段】研掃用のブラシ７を覆うカウリング８に設けた複数のダスト吸引口９，１１の位置を、一方の冷却ロール１に付帯するカウリング８と他方の冷却ロール１に付帯するカウリング８とで冷却ロール１の軸線方向へ偏らせた構成を採り、一方の冷却ロール１の外周面に形作られる凝固殻６の山部分が他方の冷却ロール１の外周面に形作られる凝固殻６の谷部分に相対し、一方の冷却ロール１の外周面に形作られる凝固殻６の谷部分が他方の冷却ロール１の外周面に形作られる凝固殻６の山部分に相対した状態で、双方の凝固殻６を張り合わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は双ロール鋳造機に関するものである。

溶湯からストリップを直接的に生産する手法として、水平に並べた一対のロールの間に溶湯を供給し、凝固した金属を薄帯状に送り出す双ロール連続鋳造法がある。

図６、図７は双ロール鋳造機の一例を示すものであって、水平に並べて配置した一対の冷却ロール１と、当該冷却ロール１に付帯する一対のサイド堰２とを備えている。

冷却ロール１は、その内部に冷却水が流通し、生産すべき鋼ストリップ３の板厚に応じてロール間隙Ｇを拡縮調整できるように構成されている。

冷却ロール１の回動方向及び速度は、各冷却ロール１の外周面が上側からロール間隙Ｇへ向かって等速で移動するように設定してある。

一方のサイド堰２は、各冷却ロール１の一端に面接触し、他方のサイド堰２は、各冷却ロール１の他端に面接触している。

一対のサイド堰２の間には、溶湯供給ノズル４がロール間隙Ｇの真上に位置するように配置してあり、レードル（図示せず）から溶湯供給ノズル４へ溶鋼を注ぎ、冷却ロール１とサイド堰２で四方を囲まれる空間へ溶鋼を供給すると溶湯溜まり５が形成される。

つまり、上記の溶湯溜まり５を形成させるとともに、冷却水の流通により冷却ロール１を抜熱しながら回動させると、溶鋼が冷却ロール１の外周面で凝固し、各冷却ロール１の外周面に形作られた凝固殻６が張り合わされ、ロール間隙Ｇの下方へと鋼ストリップ３が送り出される。

このとき、鋼ストリップ３の板厚が目標値となるように、各冷却ロール１のネック部分を枢支している軸箱（図示せず）に、互いに近接する向きへ押し付ける力を与える。

操業時間の積み重ねに伴って、冷却ロール１の外周面にはマンガンや珪素などを含んだ酸化物が付着するが、これらの酸化物の付着層の厚みが増すと溶鋼から冷却ロール１への熱移動の妨げとなり、冷却ロール１の外周面での凝固殻６の成長を遅らせてしまう。

そこで、冷却ロール１ごとに外周面軸線方向全長にわたって当接する回転可能な円柱状のブラシ７を配置し、当該ブラシ７をモータ（図示せず）により冷却ロール１と同方向に回転させて冷却ロール１の外周面の研掃を行い、酸化物の付着層を取り除くという手立てを採っている（例えば、特許文献１参照）。

ブラシ７の冷却ロール１に当接していない部位は、カウリング８によって個別に覆われている。

そして、各カウリング８に冷却ロール１の軸線方向に並ぶ複数のダスト吸引口９を対称に設け、排気ブロワ１０にダスト吸引口９を接続して、研掃に伴うダストの飛散を防いでいる。
特開平８−３０９４８８号公報

冷却ロール１の外周面を軸線方向全長にわたって研掃するブラシ７の清浄度に注目してみたところ、ブラシ７を構成している素線や胴部に残るダストは、ダスト吸引口９付近の範囲αではあまり認められないが、ダスト吸引口９から離れるほど多くなる。

このブラシ７の清浄度は冷却ロール１に反映され、当該ブラシ７のダスト吸引口９から離れた部位に多く残ったダストの一部が冷却ロール１の外周面へと移ることによって溶鋼から冷却ロール１への熱伝達の妨げとなる。

すなわち、冷却ロール１の外周面において、ブラシ７のダスト吸引口９付近の範囲αが当接する部位では凝固殻６の成長が順調に進むが、他の部位ではダストが熱伝達の妨げとなることに起因して凝固殻６の成長が捗らない。

よって、一対の冷却ロール１が送出する鋼ストリップ３は、図３に示す凝固殻６の生成が順調に進んだ山部分を互いに張り合わせた状態となるものの、冷却ロール１の軸線方向に並ぶ山部分の間の谷部分には未凝固領域が残ることになる。

更に、凝固による収縮が完了した後の鋼ストリップ３では、板幅方向厚み分布がむらになり、割れが生じることもある。

本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ストリップの板幅方向厚み分布のむらを抑制できる双ロール鋳造機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の双ロール鋳造機は、一対の冷却ロールと、一対のサイド堰と、冷却ロール及びサイド堰により囲まれる空間に配置した溶湯供給ノズルと、前記冷却ロールの外周面軸線方向全長にわたってそれぞれ当接する自転可能な円柱状のブラシと、これらブラシの冷却ロールに当接していない部位を個別に覆うカウリングとを備え、一方のカウリングに冷却ロール軸線方向に並ぶ複数のダスト吸引口を設け、他方のカウリングに冷却ロール軸線方向に並ぶ複数のダスト吸引口を、一方のカウリングのダスト吸引口に対して冷却ロール軸線方向へ偏った位置に設けている。

更に、各ダスト吸引口に排気ブロワを接続し、各ダスト吸引口と排気ブロワとの間に流量調整手段を設けた構成も選べる。

本発明の双ロール鋳造機によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。

（１）冷却ロール研掃用のブラシを覆う双方のカウリングに設けた複数のダスト吸引口の位置を、一方の冷却ロールに付帯するカウリングと他方の冷却ロールに付帯するカウリングとで冷却ロール軸線方向へ偏らせているので、一方の冷却ロール外周面に形作られる凝固殻の山部分が他方の冷却ロール外周面に形作られる凝固殻の谷部分に向き合い、一方の冷却ロール外周面に形作られる凝固殻の谷部分が他方の冷却ロール外周面に形作られる凝固殻の山部分に向き合った状態で、双方の凝固殻を張り合わせることができる。

（２）よって、冷却ロールが送出するストリップの板幅方向厚み分布がむらにならずに平均化される傾向を呈し、割れの発生を回避できる。

（３）各ダスト吸引口と排気ブロワとの間に流量調整手段を設けた構成を採れば、必要に応じて凝固殻の山部分の厚みを選択的に増減させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１、図２は本発明の双ロール鋳造機の一例を示すもので、図中、図６、図７と同一の符号を付した部分は同一物を表している。

この双ロール鋳造機は、各冷却ロール１の外周面軸線方向全長にわたってそれぞれ当接する円柱状のブラシ７と、これらブラシ７の冷却ロール１に当接していない部位を個別に覆うカウリング８とを備えている。

図示の例では、各ブラシ７は、対応する冷却ロール１の外側上方に沿って配置されている。また、図示はしないが、各ブラシ７は、例えば略円筒状に形成されたブラシ本体の外周面全体に多数の素線（例えば金属製の毛状体）がほぼ均一な密度で備えられた構成になっており、各素線を対応する冷却ロール１の外周面に当接させることにより、冷却ロール１に付着している酸化物等の付着物を擦り落とすようになっている。更に、ブラシ本体（図示せず）の中心軸は略水平（冷却ロール１の回転中心軸に対して略平行）に配置されており、かかる中心軸を回転中心軸として回転するように構成されている。各冷却ロール１の回転方向は、互いに反対方向となっている。各ブラシ７の回転方向は、図示の例では、対応する各冷却ロール１の回転方向と同一になっている。

そして、一方のカウリング８に冷却ロール１の軸線方向（回転中心軸に沿った方向）に並ぶ複数（図示の例では４つ）のダスト吸引口９を設け、他方のカウリング８に冷却ロール１の軸線方向に並ぶ複数（図示の例では５つ）のダスト吸引口１１を、一方のカウリングのダスト吸引口９に対称に位置しないように冷却ロール１の軸線方向へ偏った位置に設けている。

上記の「対称に位置しない」という記述は、一方のカウリング８に付帯しているダスト吸引口９と他方のカウリング８に付帯しているダスト吸引口１１とが、平面視で全く対向しない状態とまではいかずとも、これら複数のダスト吸引口９，１１の位置関係が、互いに冷却ロール１の軸線方向にずれた状態に担保されることを主に意味している。

一方のカウリング８に設けてあるダスト吸引口９に、流量調節手段としてのバルブＶ02，Ｖ04，Ｖ06，Ｖ08を介して排気ブロワ１０を接続し、他方のカウリング８に設けてあるダスト吸引口１１に、流量調節手段としてのバルブＶ01，Ｖ03，Ｖ05，Ｖ07，Ｖ09を介して排気ブロワ１０を接続し、各ダスト吸引口９，１１の通気流量を単独に調整可能としている。なお、各バルブＶ02，Ｖ04，Ｖ06，Ｖ08は、各ダスト吸引口９にそれぞれ１つずつ対応するように設けられている。各バルブＶ01，Ｖ03，Ｖ05，Ｖ07，Ｖ09は、各ダスト吸引口１１にそれぞれ１つずつ対応するように設けられている。

双ロール鋳造機の操業に際しては、ブラシ７をモータ（図示せず）により冷却ロール１と同方向に回転させて冷却ロール１の外周面の研掃を行い、酸化物の付着層を取り除くとともに、排気ブロワ１０を作動させて各カウリング８の内部のダスト（ブラシ７によって冷却ロール１から除去された付着層の塵埃など）を捕集する。

一方のカウリング８に覆われているブラシ７の清浄度に注目すると、ブラシ７の各部分に残るダストは、ダスト吸引口９付近の範囲αではあまり認められないが、ダスト吸引口９から離れるほど多くなり、ブラシ７のダスト吸引口９から離れた位置に残ったダストが一方の冷却ロール１の外周面に移るので、一方の冷却ロール１の外周面において、ブラシ７のダスト吸引口９付近の範囲αが当接する部位では、他の部位よりも凝固殻６の生成が捗る。

つまり、一方の冷却ロール１の外周面には、ブラシ７のダスト吸引口９付近の範囲αが当接する部位に凝固殻６の山部分（冷却ロール１の半径方向における厚みが厚い部分）が形作られ、ブラシ７のダスト吸引口９付近の範囲αが当接しない他の部位に凝固殻６の谷部分（冷却ロール１の半径方向における厚みが薄い部分）が形作られる。即ち、軸線方向において、山部分と谷部分が交互に並んで形成された状態（凝固殻６の厚みにむらがある状態）となる。

また、他方のカウリング８に覆われているブラシ７の清浄度に注目してみると、ブラシ７の各部分に残るダストは、ダスト吸引口１１付近の範囲βではあまり認められないが、ダスト吸引口１１から離れるほど多くなり、ブラシ７のダスト吸引口１１から離れた位置に残ったダストが他方の冷却ロール１の外周面に移るので、他方の冷却ロール１の外周面において、ブラシ７のダスト吸引口１１付近の範囲βが当接する部位では、他の部分よりも凝固殻６の生成が捗る。

つまり、他方の冷却ロール１の外周面には、ブラシ７のダスト吸引口１１付近の範囲βが当接する部位に凝固殻６の山部分が形作られ、ブラシ７のダスト吸引口１１付近の範囲βが当接しない他の部位に凝固殻６の谷部分が形作られる。即ち、軸線方向において、山部分と谷部分が交互に並んで形成された状態となる。

よって、一対の冷却ロール１が等速で回転すると、一方の冷却ロール１の外周面に生成された凝固殻６の山部分に、他方の冷却ロール１の外周面に生成された凝固殻６の谷部分が張り合わされるとともに、他方の冷却ロール１の外周面に生成された凝固殻６の山部分に対して、一方の冷却ロール１の外周面に生成された凝固殻６の谷部分が張り合わされた状態となる。即ち、張り合わされる前の凝固殻６の厚みにむらがあっても、ロール間隙Ｇにおいて凝固殻６が互いに張り合わされることにより、凝固殻６の厚さむら相殺されるため、鋼ストリップ３の厚さにむらが生じることを抑制できる。また、谷部分に山部分が挿入されるように張り合わされることにより、谷部分において隙間が発生することを防止できる。即ち、鋼ストリップ３内の未凝固領域を最小限に抑制することができる。

これにより、凝固による収縮が完了した後の鋼ストリップ３の板幅方向厚み分布がむらにならず、割れが生じることもない。

ダスト吸引口９と排気ブロワ１０との間にあるバルブＶ02，Ｖ04，Ｖ06，Ｖ08の開度を拡げると、各ダスト吸引口９の吸引量が増加することで、一方の冷却ロール１の外周面に当接しているブラシ７のダスト吸引口９付近の範囲αの清浄度が向上する。この場合、範囲αにおいてはブラシ７から冷却ロール１にダストが転写されることをより効果的に防止でき、ひいては凝固殻６がより効率的に生成されやすくなる。従って、山部分の厚みを厚くすることができる。また、バルブＶ02，Ｖ04，Ｖ06，Ｖ08の開度を絞ると、各ダスト吸引口９の吸引量が減少することで、冷却ロール１の外周面に当接するブラシ７のダスト吸引口９付近の範囲αの清浄度が低下する。この場合、範囲αにおいては凝固殻６の生成が抑制され、山部分の厚みを薄くすることができる。

ダスト吸引口１１と排気ブロワ１０との間にあるバルブＶ01，Ｖ03，Ｖ05，Ｖ07，Ｖ09の開度を拡げると、各ダスト吸引口１１の吸引量が増加することで、他方の冷却ロール１の外周面に当接しているブラシ７のダスト吸引口１１付近の範囲βの清浄度が向上する。この場合、範囲βにおいてはブラシ７から冷却ロール１にダストが転写されることをより効果的に防止でき、ひいては凝固殻６がより効率的に生成されやすくなる。従って、山部分の厚みを厚くすることができる。また、バルブＶ01，Ｖ03，Ｖ05，Ｖ07，Ｖ09の開度を絞ると、各ダスト吸引口１１の吸引量が減少することで、他方の冷却ロール１の外周面に当接しているブラシ７のダスト吸引口１１付近の範囲βの清浄度が低下する。この場合、範囲βにおいては凝固殻６の生成が抑制され、山部分の厚みを薄くすることができる。

バルブＶ01〜Ｖ09の開度調整を実行して、一方の冷却ロール１の外周面、あるいは他方の冷却ロール１の外周面に移るダストの量を変えれば、凝固殻６の山部分の厚みを選択的に増減させることができる。即ち、各バルブＶ01〜Ｖ09の開度をそれぞれ個別に調整することで、凝固殻６の山部分の厚みをそれぞれ個別に調節できる。ひいては、鋼ストリップ３の厚さをより適切に調節することが可能になる。

なお、本発明の双ロール鋳造機は、上述の実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。例えば双ロール鋳造機において製造されるストリップとは、鋼ストリップには限定されない。すなわち、本発明の双ロール鋳造機は、様々な金属のストリップの製造に用いることができる。

また、ブラシ７の構成なども、以上の実施形態には限定されない。例えばブラシ７の回転方向は、対応する各冷却ロール１の回転方向と同一であるとしたが、図３に示すように、対応する各冷却ロール１の回転方向に対して反対方向であっても良い。ブラシ７の位置は、対応する冷却ロール１の外側上方には限定されず、例えば図３に二点鎖線で示すように、冷却ロール１の外側下方に配置しても良い。

以上の実施形態では、複数のダスト吸引口９，１１は、冷却ロール１の軸線方向に並べて備えられている（即ち、互いに同じ高さに備えられている）としたが、図４に示すように、ダスト吸引口９，１１の高さは、互いに異なっていても良い。この場合も、凝固殻６の軸線方向において山部分と谷部分が交互に並んで形成された状態にすることが可能である。

以上の実施形態では、複数のダスト吸引口９、１１に対して一台の排気ブロワ１０を接続した構成としたが、排気ブロワ１０は二台以上設けても良い。例えば、図５に示すように、複数のダスト吸引口９に対して一台の排気ブロワ１０を接続し、複数のダスト吸引口１１に対して他の一台の排気ブロワ１０を接続した構成としても良い。

また、以上の実施形態では、各バルブＶ01〜Ｖ09の開度を調整することで、各ダスト吸引口９、１１の吸引量を調節する構成を例示したが、吸引量を調節する構成はかかるものに限定されない。例えば、図５にしめすように、各ダスト吸引口９、１１に接続されている排気ブロワ１０の排気量を調節することでも、吸引量の調節を行うことが可能である。

本発明の双ロール鋳造機は、様々な金属を原料にしたストリップの製造に適用することができる。

本発明の双ロール鋳造機の一例におけるダスト吸引口の位置、並びに凝固殻の断面形状の関係を示す概念図である。図１の双ロール鋳造機を冷却ロール軸線方向に見た状態を示す概念図である。本発明の双ロール鋳造機の他の実施形態を冷却ロール軸線方向に見た状態を示す概念図である。本発明の双ロール鋳造機の他の実施形態を冷却ロール軸線方向に見た状態を示す概念図である。本発明の双ロール鋳造機の他の実施形態におけるダスト吸引口の位置と排気ブロワの関係を示す概念図である。従来の双ロール鋳造機の一例におけるダスト吸引口の位置、並びに凝固殻の断面形状の関係を示す概念図である。図６の双ロール鋳造機を冷却ロール軸線方向に見た状態を示す概念図である。

符号の説明

１冷却ロール
２サイド堰
４溶湯供給ノズル
６凝固殻
７ブラシ
８カウリング
９ダスト吸引口
１０排気ブロワ
１１ダスト吸引口
Ｖ01〜Ｖ09 バルブ（流量調整手段）

Claims

一対の冷却ロールと、一対のサイド堰と、冷却ロール及びサイド堰により囲まれる空間に配置した溶湯供給ノズルと、前記冷却ロールの外周面軸線方向全長にわたってそれぞれ当接する回転可能なブラシと、これらブラシの冷却ロールに当接していない部位を個別に覆うカウリングとを備え、一方のカウリングに冷却ロール軸線方向に並ぶ複数のダスト吸引口を設け、他方のカウリングに冷却ロール軸線方向に並ぶ複数のダスト吸引口を、一方のカウリングのダスト吸引口に対して冷却ロール軸線方向へ偏った位置に設けたことを特徴とする双ロール鋳造機。
各ダスト吸引口に排気ブロワを接続し、各ダスト吸引口と排気ブロワとの間に流量調整手段を設けた請求項１に記載の双ロール鋳造機。