JP2017159322A - 薄肉鋳片製造設備、及び、薄肉鋳片の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】双ドラム式連続鋳造装置において製造される薄肉鋳片のフライングタッチ時期を早めることでオフゲージを減少させるとともに、薄肉鋳片のエッジアップ部やバリの影響を解消することが可能な薄肉鋳片製造設備を提供する。【解決手段】金属溶湯を連続的に注入し回転する一対の冷却ドラムにより前記金属溶湯を凝固させ薄肉鋳片Ｓを製造する双ドラム式連続鋳造装置と、薄肉鋳片Ｓを挟持する一対のロール９０Ａ、９０Ｂを有するピンチロール装置と、ピンチロール装置の下流側に配置されたインラインミルと、を備えた薄肉鋳片製造設備において、ピンチロール装置の一対のロール９０Ａ、９０Ｂには、薄肉鋳片Ｓの幅中央部を挟持するニップ部９１と、薄肉鋳片Ｓの幅端部をせん断して除去するトリム部９２と、が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、双ドラム式連続鋳造装置及びピンチロールを備えた薄肉鋳片製造設備、及びこの薄肉鋳片製造設備を用いた薄肉鋳片の製造方法に関する。

薄肉鋳片を製造する場合、例えば特許文献１に示されるように、一対の連続鋳造用冷却ドラム（以下、冷却ドラムという。）を平行に配置し、対向する周面をそれぞれ上方から下方に回転させ、これら冷却ドラムの周面によって形成された湯溜まり部に金属溶湯を注入し、金属溶湯を冷却ドラムの周面上で冷却、凝固させて、薄肉鋳片を連続鋳造する双ドラム式連続鋳造装置と、ピンチロールと、インラインミルと、巻取装置を備えた薄肉鋳片製造設備が用いられている。

双ドラム式連続鋳造装置は、特許文献１に記載されるように、湯溜まり部に注入された金属溶湯を回転する冷却ドラムの周面で凝固、成長させて、薄肉鋳片として下方へ送り出す。
そして、冷却ドラムから送り出された薄肉鋳片は、ピンチロールによって水平方向へ送り出されて、下流のインラインミルによって所望の板厚に調整される。インラインミルによって所望の板厚に調整された薄肉鋳片は、インラインミルの下流に設置された巻取装置によってコイル状に巻き取るようになっている。

また、双ドラム式連続鋳造装置においては、図５（特許文献１の図７）に示されるように、薄肉鋳片の先端にダミーシートを接続して、薄肉鋳片を引き出して鋳造を開始するようになっている。
また、ダミーシートを先導するダミーバーは、薄肉鋳片に比べてかなり厚く形成されており、薄肉鋳片の先端とダミーシートとの接続部には、薄肉鋳片の板厚よりも厚い突起部が形成されている。

そして、インラインミルにおける圧延は、上述の突起部がインラインミルを通過した後に開始される。具体的には、鋳造を開始し、上記薄肉鋳片の先端が該インラインミルを通過後に該インラインミルのロールを回転させながらロールギャップを締め込み、圧延を開始する。この圧延方法はフライングタッチと呼ばれている。

双ドラム式連続鋳造装置は、鋳造開始前には、冷却ドラムは低温であることが一般的である。鋳造を開始すると、冷却ドラムは金属溶湯との接触により昇温する。また、冷却ドラムは、内面から冷却媒体（例えば、冷却水）によって一定温度以上にならないように冷却されている。冷却ドラムの温度が一定に到達して以降の期間を定常鋳造時といい、定常鋳造時の冷却ドラムの温度を定常温度という。

冷却ドラムのプロフィルは、鋳造を開始してから定常鋳造時に到達するまでに、経過時間とともに変化する（熱膨張する）。そのため、冷却ドラムの初期プロフィルは、定常鋳造時における薄肉鋳片の板プロフィル（板クラウン）が所望の板プロフィルとなるように冷却ドラムの幅中央部の方が冷却ドラムの両端部よりもドラム径が小さい凹クラウンに設定されている。
図６は、双ドラム式連続鋳造装置によって薄肉鋳片を製造する際の冷却ドラムのプロフィルと薄肉鋳片の板プロフィルの鋳造開始後の経過時間にともなう変化を示す概念図である。

鋳造開始時における冷却ドラムＲ１０１は、図６（Ａ）に示すように、幅中央部がくぼんだ凹形のプロフィルに設定されている。その結果、冷却ドラムＲ１０１の間で、ハッチングで示すような幅中央部が凸形の板プロフィルを有する薄肉鋳片Ｓ１０１が鋳造される。

次に、鋳造を開始からしばらく時間が経過すると、冷却ドラムＲ１０１は、図６（Ｂ）に示すように、金属溶湯からの入熱によって幅中央部が膨張（拡径）して、鋳造開始時よりも小さな凹形のプロフィルであるＲ１０２に変化する。そのため、薄肉鋳片Ｓ１０２の板プロフィルは、鋳造開始時の薄肉鋳片Ｓ１０１よりもクラウン量が小さい凸形に変化する。

次いで、鋳造開始からさらに時間が経過して定常状態に到達した後は、冷却ドラムＲ１０２は、図６（Ｃ）に示すように、金属溶湯からの入熱によってさらに膨張（拡径）して、わずかな凹形のプロフィルであるＲ１０３に変化する。そのため、薄肉鋳片Ｓ１０３の板プロフィルは、薄肉鋳片Ｓ１０２よりもクラウン量がさらに小さい凸形である薄肉鋳片Ｓ１０３に変化する。

図６（Ａ）から図６（Ｃ）に到達するまでの時間は、金属溶湯の組成（鋼種や溶融温度）、薄肉鋳片の厚さ、冷却ドラムの回転速度や冷却効率によって異なるが、概ね鋳造開始から約３０秒程度である。

一方、薄肉鋳片の板プロフィルの変化には、冷却ドラムの熱膨張に起因する変化のほかに、鋳造開始から定常温度に到達するまでの冷却ドラムの冷却不均一による凝固シェルの成長変化がある。
一般に冷却ドラムでの冷却が強ければ凝固シェル厚さは厚くなり、薄肉鋳片の厚さは厚くなる。冷却ドラムの幅方向では、冷却ドラムの幅中央部よりも冷却ドラムの幅端部の方が冷却効率は高い。したがって、凝固シェルの厚さは幅中央部よりも幅端部の方が厚くなる。その結果、鋳造開始後の薄肉鋳片は、幅端部の板厚が幅中央部の板厚よりも厚くなる。この幅端部の板厚が厚い部分をエッジアップと呼ぶ。このエッジアップの量は鋳造開始時が最も大きく、鋳造開始後の経過時間とともに減少して、定常鋳造時にはほぼ解消する。

図７は、双ドラム式連続鋳造装置によって薄肉鋳片を製造する際において、冷却ドラムが定常温度に到達するまでの凝固シェルの成長変化に起因する薄肉鋳片の板プロフィルの変化を示す概念図である。なお、図７では、冷却ドラムのプロフィルの変化を省略して示している。

鋳造開始直後には、冷却ドラムの幅中央側よりも冷却ドラムの幅端部のほうが、熱が逃げやすいことから、金属溶湯は、薄肉鋳片の幅端部において大きく冷却されて、凝固シェルは、薄肉鋳片の幅中央部に比較して幅端部のほうが厚く形成される。
その結果、鋳造開始直後の薄肉鋳片Ｓ２０１の板プロフィルは、図７（Ａ）に示すように、幅端部に大きなエッジアップが形成される。

鋳造開始後しばらく経過すると、冷却ドラムの幅中央部と冷却ドラムの幅端部の温度差が鋳造開始時よりも小さくなり、金属溶湯は、薄肉鋳片の幅端部における冷却が鋳造開始時よりも小さくなり、凝固シェルの幅中央部と幅端部における厚さの差は、鋳造開始時よりも小さくなる。
その結果、鋳造開始後しばらく経過した時点の薄肉鋳片Ｓ２０２の板プロフィルは、図７（Ｂ）に示すように、幅端部に鋳造開始直後の薄肉鋳片Ｓ２０１より小さなエッジアップが形成される。

鋳造開始からさらに時間が経過して定常状態に到達した後は、冷却ドラムの幅中央部と冷却ドラムの幅端部の温度差がさらに小さくなり、凝固シェルの幅中央部と幅端部における厚さの差はほとんどなくなる。
その結果、鋳造開始からさらに時間が経過して定常状態に到達した後の薄肉鋳片Ｓ２０３の板プロフィルは、図７（Ｃ）に示すように、エッジアップはほとんど解消されることとなる。

図７（Ａ）から図７（Ｃ）に到達するまでの時間は、金属溶湯の組成（鋼種や溶融温度）、薄肉鋳片の厚さ、冷却ドラムの回転速度や冷却効率によって異なるが、図６の場合とほぼ同じであり、概ね鋳造開始から約３０秒程度である。

以上のことから、鋳造開始から定常鋳造時に至るまでの薄肉鋳片Ｓ３０１は、冷却ドラムの熱膨張によるクラウン変化と、冷却ドラムの冷却不均一によるエッジアップ変化とを併せたものとなり、図８に示すように、鋳造開始直後は図８（Ａ）のＳ３０１のように、鋳造開始後しばらく経過した時点では図８（Ｂ）のＳ３０２のように、定常状態では図８（Ｃ）のＳ３０３のような薄肉鋳片の板プロフィルとなる。

このような双ドラム式連続鋳造装置を備えた薄肉鋳片製造設備において、薄肉鋳片をインラインミルで圧延する場合に以下の問題があった。
双ドラム式連続鋳造装置で鋳造した薄肉鋳片をインラインミルで圧延する場合、薄肉鋳片の温度は、インラインミル入側において約１０００℃であるので、板幅方向のメタルフロー（幅広がり）を生じさせてわずかな板クラウンを調整することが可能であるが、インラインミルは、図８（Ａ）に示すような板プロフィルの薄肉鋳片に対応するほどのクラウン制御能力は備えていない。

また、インラインミルにおいて、図８（Ａ）に示すような板プロフィルの薄肉鋳片をクラウン量が調整される程度の大きな力で圧延すると、幅中央部と幅端部は板厚が厚いことから、長手方向により大きな伸びを生じて、幅中央部における中伸びと幅端部における端伸びが極端に大きくなり、その結果、薄肉鋳片が破断し易くなるという現象が発生する。

インラインミルにおける板形状の中伸び起因の絞りによる板破断に対しては、インラインミルの張力を高くすることが有効である。しかしながら、インラインミルの張力を高くするためには、ピンチロールの押付力を高く取る必要があり、ピンチロールの押付力を高く取ると、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すような板厚が厚い部分を、圧延してしまう場合がある。

そして、板厚が厚い部分を圧延してしまうと、ピンチロールでの蛇行による板破断や激しい形状不良によりインラインミルでの絞りによる板破断を引き起こすことになる。板破断が生じると、残っている溶湯は直ちに廃棄処分されることになるので、多大な歩留まり低下を生じさせることとなる。

また、冷却ドラムと冷却ドラムの幅方向両側に配置されたサイド堰との間に、摩耗や設定誤差などによる隙間が生じると、図９に示すように、薄肉鋳片Ｓの端部にバリＢが生じる場合がある。
薄肉鋳片の幅端部にバリがあるとピンチロールとインラインミル間でバリを起点として板破断が生じる場合や、ピンチロールやインラインミルでの蛇行誘発や蛇行制御時の蛇行量検出誤差や荷重検出誤差によるレベリング制御精度悪化による板破断を誘発する。さらに、ピンチロールやインラインミルにて脱落したバリが薄肉鋳片に巻き込まれて押込み疵を誘発したり、薄肉鋳片に食い込んだり、あるいはバックアップとワークロール間に巻き込まれてワークロールに押し込み疵を誘発して、これが薄肉鋳片に転写されて疵を誘発したりする。

さらに、インラインミルにおいてフライングタッチが開始されて薄肉鋳片が圧延開始され、インラインミルで所望の板厚となるまでの間の薄肉鋳片は、オフゲージ（板厚外れ）として後工程で切断されてスクラップとして処理されることが一般的である。
その結果、薄肉鋳片のオフゲージは、薄肉鋳片の歩留まりが低下して製造コストが増大する大きな原因となっている。

そこで、インラインミルにおけるフライングタッチをより早く開始して、薄肉鋳片を安定的かつ効率的に所望の板厚に圧延するには、インラインミルの入側及び出側で薄肉鋳片に張力を付与することが有効である。この張力は大きい方が蛇行防止や形状不良防止に効果的である。
このため、ピンチロールの押付力を大きくするとともに、ピンチロールの押付力を大きくしても蛇行や形状不良を発生させないことが求められている。また、バリを除去することも求められている。

蛇行を防止する手段として、例えば特許文献２（特開２００３−３９１０８号公報）には、薄肉鋳片の蛇行量を検出し、ピンチロールにおける左右のギャップ差を調整する方法が開示されている。
また、ピンチロールにおける左右の荷重を検出しピンチロールにおける左右の荷重差がなくなるようにピンチロールにおける左右のギャップ差を調整する方法やピンチロールの薄肉鋳片の幅端部に相当する部分のロール径を小さくし（例えばテーパー状に加工し）、該薄肉鋳片の凹部（定常鋳造時までの板端部板厚増大）の影響を少なくする（圧延されにくくする）方法などがある。

また、バリを除去する手段として、例えば特許文献３には、ツインドラム方式の連続鋳造によって薄肉鋳片の幅端部に生じる直立状の耳を切削又は平坦化することにより、その耳が圧延や巻き取りに悪影響を与えることを防止することが開示されている。具体的には、薄肉鋳片の搬送方向に斜行し、且つ該薄肉鋳片の平面に対して傾斜した軸をもつ回転バリ取り具を該薄肉鋳片の両側部に設けたバリ取り装置が提示されている。
また、特許文献４には、フライングタッチする前の状態でもバリによる巻き取り異常を防止するために、インラインミル下流にトリム装置を設けることが開示されている。

特開２０００−３４３１０３号公報 特開２００３−０３９１０８号公報 特開平０１−１３３６５０号公報 特開平０８−２２４６３９号公報

ここで、薄肉鋳片の蛇行量を検出し、ピンチロールにおける左右のギャップ差を調整する方法では、前提として薄肉鋳片の板幅が一定であることが必要である。しかしながら、実際はバリ（左右非対称）などがあり、蛇行なのかバリの影響なのかその判別ができず、蛇行制御の閾値としては大きく取る必要があり、高応答な蛇行制御ができないという問題がある。さらに、蛇行量そのものを測定する必要があり、したがって蛇行が発生してその蛇行量が検出器にて測定される間は蛇行制御されないので、高応答な蛇行制御ができないという問題がある。高応答な蛇行制御ができないと、上記板破断の原因となるので必ずしも十分ではなかった。

また、場合によっては、薄肉鋳片は蛇行していないがオフセンターが生じる場合や薄肉鋳片の両端で温度差が生じる。このような場合においては、ピンチロールにおける左右の荷重差がなくなりようにピンチロールにおける左右のギャップ差を調整する方法は実用的ではない。さらに、薄肉鋳片の幅端部に相当する部分のロール径を小さくした際に、薄肉鋳片は蛇行していないがオフセンターが生じた場合には、蛇行は助長されるという欠点があった。

また、特許文献３に開示されているバリ取り装置は、バリを除去することが可能であるが、新たに単独のバリ取り装置の設置が別に必要となり、製造コストの上昇を招くという問題がある。
特許文献４に開示されているトリムは、効果があるもののインラインミル下流なのでフライングタッチを早めると言う効果は期待できないし、また、バリの脱落による問題にも対処できない。さらに、新たに単独のバリ取り装置の設置が別に必要となり、製造コストの上昇を招くという問題がある。

本発明は、双ドラム式連続鋳造装置において製造される薄肉鋳片のフライングタッチ時期を早めることでオフゲージを減少させるとともに、薄肉鋳片に生成したバリの影響を解消することが可能な薄肉鋳片製造設備、及び、この薄肉鋳片製造設備を用いた薄肉鋳片の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る薄肉鋳片製造設備は、金属溶湯を連続的に注入し回転する一対の冷却ドラムにより前記金属溶湯を凝固させ薄肉鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造装置と、前記薄肉鋳片を挟持する一対のロールを有するピンチロール装置と、前記ピンチロール装置の下流側に配置されたインラインミルと、を備えた薄肉鋳片製造設備において、前記ピンチロール装置の前記一対のロールには、前記薄肉鋳片の幅中央部を挟持するニップ部と、前記薄肉鋳片の幅端部をせん断して除去するトリム部と、が設けられていることを特徴としている。

この構成の薄肉鋳片製造設備によれば、前記ピンチロール装置の前記一対のロールに、薄肉鋳片を挟持するニップ部と、前記薄肉鋳片の幅端部をせん断して除去するトリム部と、が設けられているので、一対のロールが回転しながら薄肉鋳片を挟持して十分な張力を付与するとともに、前記薄肉鋳片の幅端部をせん断して除去するため、エッジアップ部やバリを除去することができる。よって、ピンチロール装置の下流側に設けられたインラインミルにおいて早期のフライングタッチを行うことができる。

ここで、本発明の薄肉鋳片製造設備においては、前記一対のロールの一方のロールの周面には周方向に延在する凹溝が設けられ、前記一対のロールの他方のロールには大径部が設けられ、前記大径部の外周部が前記凹溝内に挿入される構成とされており、前記凹溝の底面と前記大径部の周面とで前記薄肉鋳片の幅中央部を挟持し、前記凹溝の側壁部と前記大径部の側面とで前記薄肉鋳片の幅端部をせん断して除去する構成とされていてもよい。
この場合、前記凹溝の底面と前記大径部の周面とによってニップ部を構成し、前記凹溝の側壁部と前記大径部の側面とによってトリム部を構成することで、一対のロールの回転により、ニップ部が薄肉鋳片を挟持して張力を付与するとともに、トリム部が前記薄肉鋳片のエッジアップした領域やバリを除去することができる。

また、本発明の薄肉鋳片製造設備においては、前記一対のロールは、ロール本体と、このロール本体に着脱可能に配設されるスリーブと、を有し、前記トリム部は、前記一方のロールの前記スリーブと前記他方のロールの前記スリーブとによって前記薄肉鋳片の幅端部をせん断して除去する構成としてもよい。
この場合、トリム部を構成するスリーブが摩耗や破損した場合に、このスリーブのみを交換することができるため、トリム部の薄肉鋳片の幅端部に対するせん断性能を維持し易い。また、トリム部を例えば超硬合金で構成することにより、せん断性を向上させることができる。さらに、トリム部のみを超硬合金等の高価な材料で構成することができ、一対のロールの使用コストを大幅に削減することができる。

さらに、本発明の薄肉鋳片製造設備においては、前記トリム部における前記スリーブの外径が、前記ニップ部における前記ロール本体の外径よりも小さくされていてもよい。
この場合、トリム部を構成するスリーブのみを超硬合金等の高価な材料で構成した場合でも、高価な材料の使用量を削減することができ、使用コストを大幅に削減することができる。

さらに、本発明の薄肉鋳片製造設備においては、前記スリーブは、径方向に積層された多層構造とされていてもよい。
この場合、トリム部を構成するスリーブにおいて、せん断加工に用いられる最外層のみを超硬合金等の高価な材料で構成することができ、さらに最外層のみを交換可能であることから、トリム部の薄肉鋳片の幅端部に対するせん断性能の維持が容易であり、またこのスリーブの使用コストを大幅に削減することができる。

本発明の薄肉鋳片の製造方法は、上述の薄肉鋳片製造設備を用いた薄肉鋳片の製造方法であって、前記ピンチロール装置の前記ニップ部によって前記薄肉鋳片の幅中央部を挟持して張力を付与するとともに、前記ピンチロール装置の前記トリム部によって前記薄肉鋳片の幅端部を除去し、前記ピンチロール装置の下流側に配置された前記インラインミルによって前記薄肉鋳片を圧延することを特徴としている。

この構成の薄肉鋳片の製造方法によれば、薄肉鋳片を挟持して十分な張力を付与しながら、前記薄肉鋳片の幅端部をせん断して除去することによるエッジアップ部やバリの除去を行うことができる。よって、ピンチロール装置の下流側に設けられたインラインミルにおいて早期のフライングタッチを行うことができる。

上述のように、本発明によれば、インラインミルの上流で薄肉鋳片のエッジアップ部やバリを除去できるとともに薄肉鋳片に対して十分な張力を付与できるので、より早いフライングタッチが可能となり、その結果オフゲージか減少し歩留りを向上させることができ、かつ、製造コストの低減を図ることが可能な薄肉鋳片製造設備、及び、この薄肉鋳片製造設備を用いた薄肉鋳片の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態である薄肉鋳片製造設備の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施形態である薄肉鋳片製造設備に備えられた双ドラム式連続鋳造装置、ピンチロール、インラインミルを示す説明図である。 本発明の実施形態に係るピンチロール装置（第１ピンチロール装置）の概略構成を説明する図である。 本発明の実施形態に係るピンチロール装置における一対のロールの概略構成を説明する図である。 本発明の実施形態に係る双ドラム式連続鋳造設備により薄肉鋳片を製造する際の鋳造開始時の概要を説明する概念図である。 双ドラム式連続鋳造装置によって薄肉鋳片を製造する際の冷却ドラムのプロフィルと薄肉鋳片の板プロフィルの鋳造開始後の経過時間にともなう変化を示す概念図である。 双ドラム式連続鋳造装置によって薄肉鋳片を製造する際に、冷却ドラムが定常温度に到達するまでの温度変化によって生じる薄肉鋳片の板プロフィルの変化を示す概念図である。 双ドラム式連続鋳造装置によって薄肉鋳片を製造する際に、鋳造開始時における薄肉鋳片の板プロフィルを示す概念図である。 薄肉鋳片に発生したバリを示す写真である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態である薄肉鋳片製造設備の概略構成を説明する図であり、図２は、双ドラム式連続鋳造装置、第１ピンチロール装置、インラインミルの一例を説明する概略構成図である。また、図３、図４は、本実施形態に係る第１ピンチロール装置の概略構成を説明する図である。

薄肉鋳片製造設備１は、図１に示すように、例えば、タンディッシュ（貯蔵装置）Ｔと、双ドラム式連続鋳造装置１０と、酸化防止装置２０と、冷却装置３０と、第１ピンチロール装置４０と、インラインミル５０と、第２ピンチロール装置６０と、巻取装置７０とを備えている。

また、双ドラム式連続鋳造装置１０と第１ピンチロール装置４０の間には送りロール８１が配置されている。
また、第１ピンチロール装置４０とインラインミル５０の間にはテンションロール８２が配置され、インラインミル５０と第２ピンチロール装置６０の間にはテンションロール８３が配置されている。
また、第２ピンチロール装置６０と巻取装置７０の間にはデフレクタロール８４が配置されている。

双ドラム式連続鋳造装置１０は、図１、図２に示すように、例えば、一対の冷却ドラムＲ１０と、一対の冷却ドラムＲ１０の幅方向両側に配置されたサイド堰（不図示）とを備え、一対の冷却ドラムＲ１０とサイド堰は、金属溶湯貯留部１５を構成するようになっている。

一対の冷却ドラムＲ１０は、第１冷却ドラムＲ１１と第２冷却ドラムＲ１２とを備え、製造する薄肉鋳片Ｓの板厚（内部品質）と対応させて、第１冷却ドラムＲ１１と第２冷却ドラムＲ１２の間隔を調整可能とされている。
また、第１冷却ドラムＲ１１、第２冷却ドラムＲ１２は、内部に冷却媒体（例えば、冷却水）が流通可能とされ、内部に冷却媒体を流通させることによって、冷却されるように構成されている。
この実施形態では、第１冷却ドラムＲ１１、第２冷却ドラムＲ１２は、例えば、外径８００ｍｍ、ドラム胴長（幅）１５００ｍｍとされている。なお、一対の冷却ドラムＲ１０の外径、ドラム胴長（幅）は、これに限定されないことはいうまでもない。

酸化防止装置２０は、鋳造直後の薄肉鋳片Ｓの表面が酸化してスケールが発生するのを防止するものであり、酸化防止装置２０内では、例えば、窒素ガスによって酸素量を調整するようになっている。酸化防止装置２０は、鋳造する薄肉鋳片Ｓの種類（例えば、薄肉鋳片Ｓが鋼の場合は鋼種）等を考慮し、必要に応じて適用することが好ましい。

双ドラム式連続鋳造装置１０の下流側では、圧下装置（不図示）によって送りロール８１が薄肉鋳片Ｓを挟圧するとともに、一対の冷却ドラムＲ１０と送りロール８１の間における薄肉鋳片Ｓのループ長を計測しながら、このループ長が一定となるように回転数を制御して、薄肉鋳片Ｓに水平方向の搬送力を付与するようになっている。
なお、送りロール８１は、例えば、ロール径２００ｍｍ、ロール胴長（幅）２０００ｍｍの一対のロールにより構成されている。

冷却装置３０は、例えば、多数のスプレーノズル（不図示）を備えていて、薄肉鋳片Ｓの種類等に応じて、スプレーノズルから薄肉鋳片Ｓの表面（上下面）に冷却水を噴出して薄肉鋳片Ｓを冷却するようになっている。

第１ピンチロール装置４０は、図３に示すように、例えば、位置検出装置４０Ａ、４０Ｂと、上ピンチロール９０Ａと、下ピンチロール９０Ｂと、ハウジング４１と、ロールチョック４２Ａ、４２Ｂと、上圧延荷重検出装置４３Ａと、油圧圧下装置４３Ｂと、電動圧下装置（パスライン調整手段）４４と、を備えている。

上下ピンチロール９０Ａ、９０Ｂは、内部に中空流路が形成されていて、冷却媒体（例えば、冷却水）が流通することにより冷却可能とされている。また、上下ピンチロール９０Ａ、９０Ｂは、例えば、ロール径４００ｍｍ、ロール胴長（幅）２０００ｍｍとされている。

また、上下ピンチロール９０Ａ、９０Ｂは、ハウジング４１内にロールチョック４２Ａ、４２Ｂを介して配置されていて、モータ（不図示）によって回転駆動されるようになっている。
また、第１ピンチロール装置４０の入側と出側には、薄肉鋳片Ｓの位置を検出するための位置検出装置４０Ａ、４０Ｂが設置されており、この信号をもとに第１ピンチロール装置４０直下における薄肉鋳片Ｓの位置が演算される。

そして、本実施形態においては、図４に示すように、第１ピンチロール装置４０の上下ピンチロール９０Ａ、９０Ｂには、薄肉鋳片Ｓを挟持するニップ部９１と、薄肉鋳片Ｓの幅端部をせん断して除去するトリム部９２と、が設けられている。

図４（ａ）においては、下ピンチロール９０Ｂには、ロール回転方向に延在する凹溝９４が形成されており、上ピンチロール９０Ａには、凹溝９４内に挿入される大径部９５が設けられている。
下ピンチロール９０Ｂの凹溝９４の底面と上ピンチロール９０Ａの大径部９５の周面とによって薄肉鋳片Ｓが挟持され、これらがニップ部９１を構成している。また、下ピンチロールの凹溝９４の各側壁部におけるの周縁（端縁）と、上ピンチロール９０Ａの大径部９５のロール幅方向の周縁（端縁）とが、第１ピンチロール装置４０の入側において薄肉鋳片Ｓの幅方向の両端近傍の部分を挟んでバリ等を含む幅端部をせん断、除去するトリム部９２を構成している。
なお、トリム部９２においては、薄肉鋳片Ｓの材質及び板厚に応じて凹溝９４の側壁部と大径部９５の側面との間のクリアランスを調整することが好ましい。これにより、せん断加工を安定して行うことができる。

ここで、薄肉鋳片Ｓは、バリを含むトリム片Ｓ１，Ｓ３と製品になる薄肉鋳片Ｓ２に分割される。なお、バリを含むトリム片Ｓ１、Ｓ３位置の上ピンチロール９０Ａと下ピンチロール９０Ｂの間はトリム片Ｓ１、Ｓ３の板厚よりも大きな距離が確保されておりトリム片Ｓ１、Ｓ３に押付力が作用することはない。なお、図示していないが、第１ピンチロール装置４０の下流には上記トリム片Ｓ１、Ｓ３を回収する回収装置が配備されている。

図４（ｂ）においては、下ピンチロール９０Ｂ及び上ピンチロール９０Ａの外形は図４（ａ）と同様とされている。ただし、下ピンチロール９０Ｂ及び上ピンチロール９０Ａのうちトリム部９２を構成する部分、すなわち、下ピンチロール９０Ｂの凹溝９４の側壁部及び上ピンチロール９０Ａの大径部９５の端部が、ロール本体９６に対して着脱可能に配置されたスリーブ９７で構成されている。このように、トリム部９２をスリーブ９７で構成することにより、スリーブ９７を例えば超硬合金で構成することで、せん断加工を安定して行うことができる。また、スリーブ９７はロール本体９６に対して着脱可能であるため、破損あるいはせん断性能が低下した場合には容易に交換することができ、これにより、トリム部９２の薄肉鋳片の幅端部に対するせん断性能を安定的且つ容易に維持することが可能である。さらに、薄肉鋳片Ｓの材質及び板厚に応じて、スリーブ９７の厚さを調整することにより、凹溝９４の側壁部と大径部９５の側面との間のクリアランスの調整を比較的容易に行うことができる。
図示していないがこれらのスリーブ９７はネジで固定されている。なお、下ピンチロール９０Ｂの端部のロール径が大きな部分もスリーブ構造とされており、ロール本体９６に対して脱着可能とされている。

図４（ｃ）においては、下ピンチロール９０Ｂ及び上ピンチロール９０Ａの構造は、図４（ｂ）と同様であるが、下ピンチロール９０Ｂの凹溝９４の側壁部及び上ピンチロール９０Ａの大径部９５の端部に着脱可能に配設されたスリーブ９７の外径が、図４（ｂ）よりも小径とされている。これにより、消耗品であるスリーブ９７の使用コストを低減することができる。また、図４（ｂ）の場合と同様に、スリーブ９７がロール本体９６に対して着脱可能であり、破損あるいはせん断性能が低下した場合には容易に交換することができるため、トリム部９２の薄肉鋳片の幅端部に対するせん断性能を安定的且つ容易に維持することができる。また、薄肉鋳片Ｓの材質及び板厚に応じて、スリーブ９７の厚さを調整することにより、凹溝９４の側壁部と大径部９５の側面との間のクリアランスの調整を比較的容易に行うことができる。

図４（ｄ）においては、下ピンチロール９０Ｂ及び上ピンチロール９０Ａの構造は、図４（ｂ）又は図４（ｃ）と同様であるが、スリーブ９７が径方向に積層された多層構造（本実施形態では、内周層９８ａと外周層９７ｂ）とされており、最外周層（外周層９７ｂ）のみが超硬合金で構成されたものとされている。これにより、消耗品であるスリーブ９７の使用コストをさらに低減することができる。また、せん断性能が低下した場合には外周層９７ｂのみを交換すればよいため、トリム部９２の薄肉鋳片の幅端部に対するせん断性能の維持がさらに容易である。

このように、本実施形態である第１ピンチロール装置４０においては、薄肉鋳片Ｓを挟持して張力を付与するとともに、薄肉鋳片Ｓの幅端部をせん断することによって、エッジアップした部分やバリを除去している。これにより、インラインミル５０の入側には、エッジアップした部分やバリが除去された薄肉鋳片Ｓが供給されることになる。

インラインミル５０は、薄肉鋳片Ｓを圧延して、薄肉鋳片Ｓを所望の板厚に薄くする装置であり、この実施形態では、６段圧延機とされている。
インラインミル５０は、図１、図２に示すように、対向配置されたワークロール５１Ａ、５１Ｂと、ワークロール５１Ａ、５１Ｂの背後に配置された中間ロール５２Ａ、５２Ｂと、中間ロール５２Ａ、５２Ｂの背後に配置されたバックアップロール５３Ａ、５３Ｂと、インラインミル制御装置（図示なし）と、板厚計５５とを備えている。

インラインミル５０は、下流に配置された板厚計（例えば、Ｘ線板厚）５５によって薄肉鋳片Ｓの板厚を測定して、その測定結果に基づいて、薄肉鋳片Ｓが予め設定された板厚に形成されるようにロールギャップを調整する。
この実施形態では、例えば、ワークロール外径４００ｍｍ、中間ロール外径４５０ｍｍ、バックアップロール外径１２００ｍｍ、胴長（幅）はいずれも２０００ｍｍとされている。

第２ピンチロール装置６０は、例えば、上下に対向配置された一対のロールと、ピンチロールを駆動するモータ（モータ）と、圧下装置（油圧）（不図示）を備えていて、圧下装置によってピンチロールを圧下させて、薄肉鋳片Ｓに、インラインミル５０との間で張力を発生させるようになっている。

インラインミル５０と第２ピンチロール装置６０の間の張力は、テンションロール８３により測定され、予め設定された張力となるように第２ピンチロール装置６０の速度が制御されるようになっている。
なお、第２ピンチロール装置６０のロールは、例えば、外径４００ｍｍ、ロール胴長（幅）２０００ｍｍとされている。

巻取装置７０は、インラインミル５０で圧延されて第２ピンチロール装置６０から送り出された薄肉鋳片Ｓを、デフレクタロール８４を介して受け取り、コイル状に巻き取るようになっている。

以下、薄肉鋳片製造設備１による薄肉鋳片の製造方法について説明する。
（１）まず、タンディッシュＴが金属溶湯を一時的に貯蔵する。
（２）次に、タンディッシュＴに貯蔵された金属溶湯を、タンディッシュ下部に形成されたノズルを介して、双ドラム式連続鋳造装置１０の金属溶湯貯留部１５に注入する。このとき、ノズルを制御して、金属溶湯貯留部１５に貯留される金属溶湯の量を一定とする。
（３）次いで、一対の冷却ドラムＲ１０を回転させながら、金属溶湯貯留部１５に貯留された金属溶湯を一対の冷却ドラムＲ１０の周面で凝固、成長させて、薄肉鋳片Ｓを鋳造する。
双ドラム式連続鋳造装置１０において鋳造を開始する際は、例えば、図５に示すように、薄肉鋳片Ｓの先端となる部分にダミーシート１１を接続する。このとき、ダミーシート１１の進行方向先端側には薄肉鋳片Ｓに比べてかなり厚いダミーバー１３が設けられ、薄肉鋳片Ｓとダミーシート１１の接続部には、薄肉鋳片Ｓの板厚よりも厚い突起部１２が形成される。
この実施形態では、薄肉鋳片Ｓの寸法は、例えば、板厚２ｍｍ、板幅１２００ｍｍとされ、一対の冷却ドラムＲ１０の周速（鋳造速度）は、例えば、１５０ｍ／ｍｉｎである。ただし、これに限定されない。
（４）一対の冷却ドラムＲ１０で形成された薄肉鋳片Ｓは、必要に応じて、酸化防止装置２０において、酸化防止処理をする。
（５）次いで、送りロール８１によって、冷却ドラムＲ１０と送りロール８１の間における薄肉鋳片Ｓのループ長を一定に保ちながら、薄肉鋳片Ｓを下流側に搬送する。
（６）次に、必要に応じて、冷却装置３０によって薄肉鋳片Ｓを冷却する。
（７）次いで、第１ピンチロール装置４０によって、薄肉鋳片Ｓをインラインミル５０に送る。この際、片側３０ｍｍ、合計６０ｍｍのトリムが行われ、薄肉鋳片Ｓのエッジアップ部及びバリが取り除かれる。
（８）インラインミル５０は、突起部１２がインラインミル５０を通過した後、薄肉鋳片Ｓの板プロフィルが所定の形状となる見込みの予め設定したタイミングでフライングタッチを開始する。この際、第１ピンチロール装置４０とインラインミル５０間の張力は目標値になるように各モータの周速度が制御される。
（９）インラインミル５０は、薄肉鋳片Ｓを圧延して、所望の板厚に調整する。
（１０）次に、第２ピンチロール装置６０によって、薄肉鋳片Ｓにインラインミル５０と第２ピンチロール装置６０間をの張力を発生させながら、薄肉鋳片Ｓをインラインミル５０から巻取装置７０に送る。この際、インラインミル５０と第２ピンチロール間の張力は目標値になるように第２ピンチロールの周速度が制御される。
（１１）巻取装置７０は、送られてきた薄肉鋳片Ｓを巻き取る。この際、第２ピンチロール装置６０と巻取装置インラインミル５０間の張力は目標値になるように巻き取り装置の５０の各モータトルクが制御される。

以上、本実施形態によれば、インラインミル５０の上流側に配設された第１ピンチロール装置４０において、薄肉鋳片Ｓを挟持するニップ部９１と、薄肉鋳片Ｓの幅端部をせん断して除去するトリム部９２と、が設けられているので、薄肉鋳片Ｓを挟持して十分な張力を付与することができるとともに、薄肉鋳片Ｓの幅端部をせん断して除去することによって、エッジアップ部やバリを除去することができる。このように、第１ピンチロール装置４０において薄肉鋳片Ｓに対して十分な張力を付与することにより、薄肉鋳片Ｓの蛇行や形状不良を効果的に防止することができる。また、トリム部９２でエッジアップ部やバリを除去することにより、バリ等に起因する薄肉鋳片Ｓの蛇行誘発の防止、さらにバリ等に起因する板破断や、脱落したバリによるロールや薄肉鋳片Ｓの押し込み疵の発生等の形状不良を安定的に防止することができる。この結果、第１ピンチロール装置４０の下流側に設けられたインラインミル５０において早期のフライングタッチを行うことが可能となる。これにより、オフゲージが減少し歩留りを向上させることができ、かつ、製造コストの低減を図ることが可能となる。

なお、トリム部９２で幅端部を除去することで、トリム部９２を除去した分の歩留まりは低下するが、生産性の向上効果の方が大きいので、製造量は増大する。つまり、本実施形態においては、薄肉鋳片Ｓの幅端部のバリやエッジアップ部に起因する薄肉鋳片Ｓの板破断、あるいはバリ等によるロールや薄肉鋳片Ｓへの押し込み疵の発生防止により、結果的に歩留まり低下が抑止され得る（薄肉鋳片Ｓの製造途中において、薄肉鋳片Ｓに板破断や押し込み疵が生じるとそのチャージ分はすべてスクラップとなるためである。例えば、板幅１２６０ｍｍで鋳造した薄肉鋳片Ｓの幅端部をトリム部９２で除去して、除去後の薄板鋳片Ｓの板幅を１２００ｍｍとすると、端縁部除去により約５％の歩留まり低下となる。しかしながら、製造中の薄板鋳片Ｓに板破断等が生じるとチャージ分の薄板鋳片Ｓはすべて廃棄されるため、板破断等が頻発すると、結果として、トリム部９２で端縁部除去して板破断を防止する場合に比べて歩留まりは大きく低下することとなる。）。

以上、本実施形態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。

以下、本発明の実施例について説明する。
この実施例は、図１と同様の構成を備えた薄肉鋳片製造設備において実施した。また、実施例で使用した薄肉鋳片は、鋼により形成された板厚２ｍｍ、板幅１２６０ｍｍのものである。
鋳造開始からの冷却ドラムの加速レートは１５０ｍ／ｍｉｎ／３０秒であり、定常鋳造状態の冷却ドラムの回転速度は１５０ｍ／ｍｉｎである。
また、インラインミルでは圧下率３０％の圧延が行われ、インラインミル出側の薄肉鋳片の板厚は１.４ｍｍである。

従来例としては、上下のロールを円筒形状とした。そして、第１ピンチロール装置におけるピンチロールの押付力が一定（右７.５ｔｆ、左７.５ｆ）になるように荷重制御を行った。

本発明例１は、第１ピンチロール装置において、図４（ｃ）に示すように、ニップ部及びトリム部を設けた。そして、押付力が一定（右５ｔｆ、左５ｔｆ）になるように荷重制御した。
上ピンチロールの大径部全体の幅は１２００ｍｍ、大径部のうちニップ部を構成する部分の外径が４００ｍｍ、大径部の両端に設けられたスリーブの幅は１０ｍｍ、スリーブの外径は３８０ｍｍである。
下ピンチロールの凹溝の幅は１２００ｍｍ、凹溝のうちニップ部を構成する底部の外径が３００ｍｍ，凹溝の側壁を構成するスリーブの幅は１０ｍｍ、スリーブの外径は３８０ｍｍである。
また、薄肉鋳片のトリム代は合計で６０ｍｍである。

従来例では、バリとエッジアップの影響で早期にフライングタッチはできず安定したフライングタッチを可能とするには鋳造開始から２８秒後にする必要があった。また、バリ（左右非対称）の影響で、蛇行制御が上手くいかない場合が発生し、１０回に１回は板が破断した。さらに、押し込み疵も発生した。

これに対して、本発明例では、バリとエッジアップの影響を解消できたので、安定したフライングタッチを可能とする時間は鋳造開始から７秒後以降で短縮できた。また、蛇行制御も良好で板破断は発生しなかった。さらに、押し込み疵も発生しなかった。

以上のことから、本発明によれば、薄肉鋳片製造設備において、インラインミル上流側のピンチロールにおいて、薄肉鋳片の幅端部を除去することで、薄肉鋳片のエッジアップ部やバリを除去でき、インラインミルにおいて早期にフライングタッチを行うことが可能となる。これにより、押し込み疵のない薄肉鋳片を安定して製造でき、その結果製造コストを低減できることが明らかとなった。

この発明に係る薄肉鋳片製造設備及び薄肉鋳片の製造方法によれば、フライングタッチまでの時間を短縮することにより、オフゲージを減少して薄肉鋳片の歩留まりを向上することができるので、産業上利用可能である。

Ｓ 薄肉鋳片
１ 薄肉鋳片製造設備
１０ 双ドラム式連続鋳造装置
４０ 第１ピンチロール装置（ピンチロール装置）
５０ インラインミル
９１ ニップ部
９２ トリム部
９４ 凹溝
９５ 大径部
９６ ロール本体
９７ スリーブ

Claims (6)

1. 金属溶湯を連続的に注入し回転する一対の冷却ドラムにより前記金属溶湯を凝固させ薄肉鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造装置と、前記薄肉鋳片を挟持する一対のロールを有するピンチロール装置と、前記ピンチロール装置の下流側に配置されたインラインミルと、を備えた薄肉鋳片製造設備において、
   前記ピンチロール装置の前記一対のロールには、前記薄肉鋳片の幅中央部を挟持するニップ部と、前記薄肉鋳片の幅端部をせん断して除去するトリム部と、が設けられていることを特徴とする薄肉鋳片製造設備。
2. 前記一対のロールの一方のロールの周面には周方向に延在する凹溝が設けられ、前記一対のロールの他方のロールには大径部が設けられ、前記大径部の外周部が前記凹溝内に挿入される構成とされており、
   前記凹溝の底面と前記大径部の周面とで前記薄肉鋳片の幅中央部を挟持し、前記凹溝の側壁部と前記大径部の側面とで前記薄肉鋳片の幅端部をせん断して除去することを特徴とする請求項１に記載の薄肉鋳片製造設備。
3. 前記一対のロールは、ロール本体と、このロール本体に着脱可能に配設されるスリーブと、を有し、
   前記トリム部は、前記一方のロールの前記スリーブと前記他方のロールの前記スリーブとによって前記薄肉鋳片の幅端部をせん断して除去することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の薄肉鋳片製造設備。
4. 前記トリム部における前記スリーブの外径が、前記ニップ部における前記ロール本体の外径よりも小さくされていることを特徴とする請求項３に記載の薄肉鋳片製造設備。
5. 前記スリーブは、径方向に積層された多層構造とされていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の薄肉鋳片製造設備。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の薄肉鋳片製造設備を用いた薄肉鋳片の製造方法であって、
   前記ピンチロール装置の前記ニップ部によって前記薄肉鋳片の幅中央部を挟持して張力を付与するとともに、前記ピンチロール装置の前記トリム部によって前記薄肉鋳片の幅端部を除去し、
   前記ピンチロール装置の下流側に配置された前記インラインミルによって前記薄肉鋳片を圧延することを特徴とする薄肉鋳片の製造方法。