JP2019217518A - Cooling roll, twin roll type continuous casting device, and method for producing thin slab - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて、薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置において用いられる冷却ロール、この冷却ロールを用いた双ロール式連続鋳造装置及び薄肉鋳片の製造方法に関するものである。 The present invention supplies a molten metal to a molten metal pool formed by a pair of cooling rolls and a pair of side weirs, and forms and grows a solidified shell on the peripheral surface of the cooling roll to produce a thin cast slab. The present invention relates to a cooling roll used in a twin-roll continuous casting apparatus, a twin-roll continuous casting apparatus using the cooling roll, and a method for producing a thin cast slab.
金属の薄肉鋳片を製造する方法として、内部に水冷構造を有し互いに逆方向に回転する一対の冷却ロールを備え、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させ、一対の冷却ロールの外周面にそれぞれ形成された凝固シェル同士をロールキス点で圧着して所定の厚さの薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置が提供されている。このような双ロール式連続鋳造装置は、各種金属において適用されている。 As a method of manufacturing a thin metal slab, a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs is provided with a pair of cooling rolls having a water cooling structure inside and rotating in opposite directions to each other. A solidified shell is formed and grown on the peripheral surface of the cooling roll, and the solidified shells formed on the outer peripheral surfaces of the pair of cooling rolls are pressed against each other at a roll kiss point to obtain a thin wall having a predetermined thickness. A twin-roll continuous casting apparatus for producing slabs is provided. Such a twin-roll continuous casting apparatus is applied to various metals.
上述の双ロール式連続鋳造装置においては、冷却ロールの上方に配置された溶融金属容器から浸漬ノズルを介して溶融金属プール部に溶融金属を連続的に供給する。溶融金属は、溶融金属プール部の中央部に配置された浸漬ノズルから冷却ロールの周面に向けて吐出され、冷却ロールの周面に沿って一対のサイド堰側へとそれぞれ流れていく。回転する冷却ロールの周面上では溶融金属が凝固成長して凝固シェルを形成し、各冷却ロールの周面の凝固シェルがキス点で圧着される。 In the twin roll type continuous casting apparatus described above, the molten metal is continuously supplied from the molten metal container disposed above the cooling roll to the molten metal pool section via the immersion nozzle. The molten metal is discharged from the immersion nozzle arranged at the center of the molten metal pool toward the peripheral surface of the cooling roll, and flows toward the pair of side dams along the peripheral surface of the cooling roll. The molten metal solidifies and grows on the peripheral surface of the rotating cooling roll to form a solidified shell, and the solidified shell on the peripheral surface of each cooling roll is pressed at a kiss point.
溶融金属プ−ル部の側壁となるサイド堰は、薄肉鋳片の鋳造時に、回転する冷却ロールの側面と摺動して溶融金属をシールして保持する働きをする。ここで、冷却ロールは溶融金属と接触する極めて短時間に大量の熱を奪う必要があるため、ロールは内部水冷構造とされている。この冷却ロールは、ロール本体とその外周部に装着した外周スリーブとからなっており、外周スリーブの材質としては熱伝導率の高い銅合金が使用されている。
ここで、サイド堰は、鋳造前に予熱されるとともに鋳造時も外部から加熱されるが、冷却ロールと常に摺動しているために冷却ロールから抜熱されて冷却される。この冷却が過多になると、溶融金属が、低温になったサイド堰に接することによってサイド堰表面上で凝固し、生じた凝固層がサイド堰表面に付着し成長する。これを地金と称する。
The side weir serving as the side wall of the molten metal pool slides on the side surface of the rotating cooling roll to seal and hold the molten metal during casting of a thin cast piece. Here, since the cooling roll needs to take out a large amount of heat in a very short time in contact with the molten metal, the roll has an internal water cooling structure. This cooling roll is composed of a roll main body and an outer peripheral sleeve mounted on the outer peripheral portion, and a copper alloy having a high thermal conductivity is used as a material of the outer peripheral sleeve.
Here, the side weir is preheated before casting and is also heated from the outside during casting. However, since the side weir is always slid with the cooling roll, heat is removed from the cooling roll and cooled. When this cooling is excessive, the molten metal solidifies on the side weir surface by contacting the side weir that has become low in temperature, and the resulting solidified layer adheres and grows on the side weir surface. This is called bullion.
このようにしてサイド堰表面上で生成した地金は、厚肉に成長した後、冷却ロールの周面にて鋳造される薄肉鋳片とともに一対の冷却ロール間に噛み込んで引き込まれるおそれがある。
地金が薄肉鋳片とともに一対の冷却ロール間に引き込まれると、薄肉鋳片とともに地金が冷却ロール間で圧着されるため、局所的に厚みが大きくなる。また、地金が一対の冷却ロールに噛み込まれる際には、一時的に一対の冷却ロール間の距離が大きくなり、薄肉鋳片の幅全体で厚くなる現象(地金のない部分では、凝固が遅れ高温となる、いわゆるホットバンド)の発生や、それにともなう薄肉鋳片の板厚変動、表面疵等の品質欠陥や板破断、湯漏れ等の操業上のトラブルの原因となる。
The ingot thus formed on the side weir surface may grow into a thick wall, and may be drawn into the pair of cooling rolls together with the thin cast piece cast on the peripheral surface of the cooling roll. .
When the base metal is drawn between the pair of cooling rolls together with the thin slab, the base metal is pressed between the cooling rolls together with the thin slab, so that the thickness locally increases. In addition, when the metal is bitten by the pair of cooling rolls, the distance between the pair of cooling rolls temporarily increases, and the thickness of the thin cast slab becomes thicker. This causes the occurrence of a so-called hot band, which results in a high temperature, and a resulting thickness fluctuation of the thin cast slab, a quality defect such as a surface flaw, a breakage of the plate, and a trouble in operation such as a molten metal leak.
また、上述の双ロール式連続鋳造装置においては、一対の冷却ロールで圧下した際に、凝固シェルの先端部が折損して浮遊晶となり、この浮遊晶が溶鋼金属プール部内に存在すると、湯流れの淀みが生じやすいサイド堰近傍において浮遊晶が滞留し、やがて流動性が損なわれてスラリー状の半凝固層が形成される。この半凝固層についても、薄肉鋳片に巻き込まれた場合には、地金と同様に、ホットバンド等が発生し、安定して鋳造を実施することができなくなる。 Further, in the twin-roll continuous casting apparatus described above, when the solidified shell is broken down by a pair of cooling rolls, the tip of the solidified shell breaks and becomes a floating crystal. Floating crystals stay in the vicinity of the side weir where stagnation is likely to occur, and the fluidity is eventually impaired to form a slurry-like semi-solid layer. When this semi-solidified layer is rolled into a thin cast slab, a hot band or the like is generated similarly to the base metal, and it becomes impossible to carry out casting stably.
したがって、この双ロール式連続鋳造装置において、冷却ロールの周面上の凝固を均一に進行させて健全な薄板を製造するためには、サイド堰表面における地金及び半凝固層の発生と成長を防止することがプロセス上最も重要な課題の一つである。
そこで、たとえば特許文献1、2には、サイド堰表面における地金の発生を抑制する技術が提案されている。
Therefore, in this twin-roll type continuous casting apparatus, in order to uniformly promote solidification on the peripheral surface of the cooling roll to produce a sound thin plate, the generation and growth of the base metal and semi-solidified layer on the side weir surface are required. Prevention is one of the most important issues in the process.
Therefore, for example,
特許文献1には、冷却ロールの端面に摺接されたサイド堰を振動させることによって、サイド堰の内面に付着する凝固殻(地金)を早期に脱落させ、薄肉鋳片への巻き込みを抑制し、薄肉鋳片の破断を起こすことなく均質な薄肉鋳片を安定して製造できる双ロール式連続鋳造装置が提案されている。
特許文献2には、冷却ロールの端面との摺接面内においてサイド堰を振動させる加振装置を設け、鋳造の非定常状態の期間はサイド堰を振動させ、定常状態の期間はサイド堰の振動を停止させる方法が提案されている。
In
Patent Document 2 discloses a vibrating device that vibrates a side weir in a sliding contact surface with an end surface of a cooling roll, vibrates the side weir during an unsteady state of casting, and vibrates the side weir during a steady state. Methods for stopping vibration have been proposed.
ところで、特許文献1、2のいずれもサイド堰の振動方向はサイド堰と冷却ロールの端面の摺動面内であり、冷却ロールの端面とサイド堰が常に接しているため、冷却ロールからの抜熱は避けられず、サイド堰が温度低下し、サイド堰表面における地金の生成及び成長を十分に抑制することができなかった。
また、特許文献1においては、サイド堰を振動させることによってサイド堰の内面に付着する凝固殻(地金)を早期に脱落させるように構成しているが、単にサイド堰を振動させたのみでは、地金や半凝固層を早期に脱落させることができず、サイド堰表面において地金や半凝固層が成長してしまうおそれがあった。
By the way, in both
Further, in
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、大きく成長した地金及び半凝固層の巻き込みによるホットバンド等の発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能な冷却ロール、この冷却ロールを備えた双ロール式連続鋳造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can suppress generation of a hot band or the like due to entrainment of a large grown metal and a semi-solid layer, and can perform stable casting. It is an object of the present invention to provide a cooling roll, a twin-roll continuous casting apparatus equipped with the cooling roll, and a method for producing a thin cast slab.
上記課題を解決するために、本発明に係る冷却ロールは、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置に用いられる冷却ロールであって、前記冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部を設けたことを特徴としている。 In order to solve the above problem, the cooling roll according to the present invention supplies molten metal to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side dams, and supplies a molten metal to a peripheral surface of the cooling roll. A cooling roll used in a twin-roll continuous casting apparatus for forming and growing a solidified shell to produce a thin cast slab, wherein a recess is provided at a boundary between a peripheral surface and a side surface of a width direction end of the cooling roll. It is characterized by having.
この構成の冷却ロールによれば、鋳造中に、前記冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に設けられた凹部に溶融金属が差し込んで凝固し、バリ状の凝固部が形成される。このバリ状の凝固部が冷却ロールの回転に伴ってサイド堰と摺動する際に、サイド堰表面の地金や半凝固層と一体化して薄肉鋳片に巻き込まれることになる。このように、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片へ巻き込ませることにより、ホットバンドの発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能となる。 According to the cooling roll having this configuration, during casting, the molten metal is inserted into the concave portion provided at the boundary between the peripheral surface and the side surface at the widthwise end of the cooling roll and solidifies, and the flash-shaped solidified portion is formed. It is formed. When the burr-like solidified portion slides on the side weir along with the rotation of the cooling roll, the burr-like solidified portion is integrated with the base metal or semi-solidified layer on the surface of the side weir and rolled into the thin cast slab. In this way, by causing the metal or semi-solidified layer on the side weir surface to be rolled into a thin cast slab before growing large, the occurrence of hot bands can be suppressed and casting can be performed stably. It becomes.
ここで、本発明の冷却ロールにおいては、前記凹部は、ロール幅方向の長さが0.1mm以上0.5mm以下の範囲内、ロール径方向の長さが0.3mm以上3mm以下の範囲内、周方向長さが1mm以上30mm以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、凹部の大きさが上述のように規定されているので、溶融金属を凹部に的確に差し込ませることができ、バリ状の凝固部によって、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片へ巻き込ませることができる。また、薄肉鋳片の端部形状の品質が大きく低下することを抑制できる。
Here, in the cooling roll of the present invention, the concave portion has a length in the roll width direction of 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, and a length in the roll radial direction of 0.3 mm or more and 3 mm or less. It is preferable that the circumferential length be in the range of 1 mm or more and 30 mm or less.
In this case, since the size of the concave portion is specified as described above, the molten metal can be accurately inserted into the concave portion, and the bur or semi-solid layer on the side weir surface can be formed by the burr-like solidified portion. It can be rolled into thin cast slabs before growing large. Further, it is possible to suppress the quality of the end portion shape of the thin cast slab from being greatly reduced.
また、本発明の冷却ロールにおいては、前記凹部は、前記境界部において周方向に周期的に複数配置されていることが好ましい。
この場合、前記冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に設けられた凹部が、前記境界部において周方向に周期的に複数配置されているので、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に的確に鋳片へ巻き込ませることが可能となる。
Further, in the cooling roll of the present invention, it is preferable that a plurality of the concave portions are periodically arranged in the circumferential direction at the boundary portion.
In this case, since a plurality of concave portions provided at the boundary between the peripheral surface and the side surface at the width direction end of the cooling roll are periodically arranged in the boundary portion in the circumferential direction, the metal on the surface of the side weir is provided. And the semi-solidified layer can be accurately caught in the slab before growing large.
さらに、本発明の冷却ロールにおいては、周期的に配置された前記凹部は、周方向に30mm以上250mm以下の間隔で配設されていることが好ましい。
この場合、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に的確に鋳片へ巻き込ませることが可能となる。
Further, in the cooling roll of the present invention, it is preferable that the concave portions periodically arranged are arranged at intervals of 30 mm or more and 250 mm or less in a circumferential direction.
In this case, the metal or semi-solid layer on the surface of the side weir can be accurately involved in the slab before growing large.
また、本発明の冷却ロールにおいては、前記冷却ロールの幅方向一端側に形成された凹部と、前記冷却ロールの幅方向他端側に形成された凹部とが、周方向で互いに異なる位置に配置されていることが好ましい。
この場合、薄肉鋳片の長手方向の同一箇所において、薄肉鋳片の幅両端部に地金や半凝固層が巻き込まれることを抑制でき、地金や半凝固層の巻き込みによる薄肉鋳片への影響を抑え、安定して鋳造を行うことが可能となる。
In the cooling roll of the present invention, the recess formed at one end in the width direction of the cooling roll and the recess formed at the other end in the width direction of the cooling roll are arranged at different positions in the circumferential direction. It is preferred that
In this case, at the same location in the longitudinal direction of the thin cast slab, it is possible to suppress the ingot of the base metal or the semi-solidified layer at both ends of the width of the thin cast slab. The influence can be suppressed and casting can be performed stably.
本発明の双ロール式連続鋳造装置は、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置であって、上述の冷却ロールを備えていることを特徴としている。
この構成の双ロール式連続鋳造装置によれば、上述の冷却ロールを備えているので、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片へ巻き込ませることにより、ホットバンドの発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能となる。
The twin-roll continuous casting apparatus of the present invention supplies molten metal to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side dams, and forms a solidified shell on the peripheral surface of the cooling roll. A twin-roll continuous casting apparatus for producing a thin cast slab by growing the slab, characterized by including the cooling roll described above.
According to the twin-roll type continuous casting apparatus of this configuration, since the above-described cooling roll is provided, the metal or semi-solidified layer on the side weir surface is rolled into a thin cast piece before growing large, so that hot rolling is performed. Generation of a band can be suppressed, and stable casting can be performed.
ここで、本発明の双ロール式連続鋳造装置においては、一方の冷却ロールに形成された凹部と他方の冷却ロールに形成された凹部とがロールキス点において対向しないように、一方の冷却ロールと他方の冷却ロールとが配置されていることが好ましい。
この場合、一方の冷却ロールの凝固シェルに巻き込ませた地金や半凝固層と、他方の冷却ロールの凝固シェルに巻き込ませた地金や半凝固層と、がロールキス点で対向することを抑制でき、地金や半凝固層の巻き込みによる薄肉鋳片への影響を抑え、安定して鋳造を行うことが可能となる。
Here, in the twin-roll continuous casting apparatus of the present invention, one of the cooling rolls and the other are formed such that the recess formed in one of the cooling rolls and the recess formed in the other cooling roll do not face each other at the roll kiss point. And a cooling roll are preferably arranged.
In this case, the metal or semi-solidified layer caught in the solidified shell of one cooling roll and the metal or semi-solidified layer caught in the solidified shell of the other cooling roll are prevented from facing each other at the roll kiss point. Thus, the influence on the thin cast slab due to the incorporation of the base metal and the semi-solidified layer can be suppressed, and the casting can be stably performed.
本発明の薄肉鋳片の鋳造方法は、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に、溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の鋳造方法であって、上述の冷却ロールを用いることを特徴としている。
この構成の薄肉鋳片の鋳造方法によれば、上述の冷却ロールを用いているので、サイド堰表面の地金や半凝固層を、大きく成長する前に鋳片へ巻き込ませることができ、ホットバンドの発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能となる。
The method of casting a thin cast slab of the present invention comprises supplying a molten metal to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side dams, and forming a solidified shell on a peripheral surface of the cooling roll. A method for casting a thin cast slab which is grown to produce a thin cast slab, characterized by using the cooling roll described above.
According to the method of casting a thin cast slab of this configuration, since the above-described cooling roll is used, the metal or semi-solidified layer on the side weir surface can be rolled into the slab before it grows large, and hot Generation of a band can be suppressed, and stable casting can be performed.
ここで、本発明の薄肉鋳片の鋳造方法においては、前記溶融金属プール部における前記溶融金属と前記冷却ロールの周方向の接触長さLとした場合に、周期的に配置された複数の前記凹部の間隔がL以下であることが好ましい。
この場合、サイド堰表面の地金や半凝固層を、ロールキス点から湯面にまで達するように大きく成長する前に的確に鋳片へ巻き込ませることが可能となる。
Here, in the method of casting a thin cast slab of the present invention, when the molten metal pool portion has a contact length L in the circumferential direction of the molten metal and the cooling roll, a plurality of the periodically arranged plurality of the molten metal are formed. It is preferable that the interval between the concave portions is L or less.
In this case, the metal or semi-solidified layer on the surface of the side weir can be accurately caught in the slab before it grows greatly from the roll kiss point to the surface of the molten metal.
上述のように、本発明によれば、大きく成長した地金及び半凝固層の巻き込みによるホットバンド等の発生を抑制することができ、安定して鋳造を行うことが可能な冷却ロール、この冷却ロールを備えた双ロール式連続鋳造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress generation of a hot band or the like due to entrainment of a large-grown base metal and a semi-solid layer, and a cooling roll capable of performing stable casting. It is possible to provide a twin-roll continuous casting apparatus provided with a roll and a method of manufacturing a thin cast slab.
以下に、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。以下の実施形態においては、鋳造する対象金属を鋼として説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, the metal to be cast will be described as steel. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
本実施形態では、溶融金属として溶鋼を用いており、鋼材からなる薄肉鋳片1を製造するものとされている。なお、鋼種としては、例えば0.001〜0.01%C極低炭鋼、0.02〜0.05%C低炭鋼、0.06〜0.4%C中炭鋼、0.5〜1.2%C高炭鋼、SUS304鋼に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼、SUS430鋼に代表されるフェライト系ステンレス鋼、3.0〜4.0%Si方向性電磁鋼、0.1〜6.5%Si無方向性電磁鋼等(なお、%は、質量%)が挙げられる。
また、本実施形態では、製造される薄肉鋳片1の幅が200mm以上1800mm以下の範囲内、厚さが0.8mm以上5mm以下の範囲内とされている。
In the present embodiment, molten steel is used as the molten metal, and the
In the present embodiment, the width of the
次に、本実施形態である双ロール式連続鋳造装置10について説明する。
図1に示す双ロール式連続鋳造装置10は、一対の冷却ロール20(20A,20B)と、薄肉鋳片1を支持するピンチロール12,12及び13,13と、一対の冷却ロール20(20A,20B)の幅方向端部に配設されたサイド堰15と、これら一対の冷却ロール20(20A,20B)とサイド堰15とによって画成された溶鋼プール部16に供給される溶鋼3を保持するタンディッシュ18と、このタンディッシュ18から溶鋼プール部16へと溶鋼3を供給する浸漬ノズル19と、を備えている。
Next, the twin-roll
The twin-roll
ここで、図2に示すように、冷却ロール20の端面にサイド堰15が配設されることによって、溶鋼プール部16が画成されている。
なお、溶鋼プール部16の湯面は、図3に示すように、一対の冷却ロール20(20A,20B)の周面と一対のサイド堰15,15によって四方を囲まれた矩形状をなしており、この矩形状をなす湯面の中央部に浸漬ノズル19が配設されている。
また、図4に示すように、溶鋼プール部16におけるサイド堰15の溶鋼3との摺動部は、略逆三角形状をなしている。
Here, as shown in FIG. 2, the molten
As shown in FIG. 3, the molten metal surface of the molten
As shown in FIG. 4, the sliding portion of the
この溶鋼プール部16における溶鋼3の流動は、図3に示すように、浸漬ノズル19から冷却ロール20の周面に向けて流れ、冷却ロール20の周面に沿って、一対のサイド堰15側へとそれぞれ流れていく。そして、冷却ロール20とサイド堰15の接触点においては、溶鋼3の流動のデッドゾーンとなっており、溶鋼3が十分に流動せずに停滞する領域(停滞域)Dとなる。
As shown in FIG. 3, the flow of the
そして、図5に示すように、冷却ロール20においては、その幅方向端部の周面と側面との境界部に、ロール径方向及びロール幅方向に凹んだ凹部21が設けられている。
本実施形態では、図5に示すように、冷却ロール20の幅方向端部の周面と側面との境界部において、周方向に周期的に複数の凹部21が配置されていることが好ましい。
As shown in FIG. 5, in the
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, it is preferable that a plurality of
この凹部21は、図6及び図7に示すように、ロール幅方向の長さaが0.1mm以上0.5mm以下の範囲内、ロール径方向の長さbが0.3mm以上3mm以下の範囲内、周方向長さcが1mm以上30mm以下の範囲内とされていることが好ましい。
また、周期的に配置された凹部21の周方向の間隔p(図6に示すように凹部21の中心位置同士の間隔)は30mm以上250mm以下の範囲内とされていることが好ましい。
なお、本実施形態では、溶鋼プール部16における溶鋼3と冷却ロール20の周方向の接触長さLとした場合に、周期的に配置された複数の凹部21の周方向の間隔がL以下とされていることが好ましい。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
Further, it is preferable that the circumferential interval p (the interval between the center positions of the
In the present embodiment, when the circumferential contact length L between the
さらに、本実施形態においては、凹部21は、1周(360°)を等間隔に按分するように配設されており、中心角換算で8°以上40°以下の間隔で配置されていることが好ましい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態の冷却ロール20においては、図5に示すように、冷却ロール20の幅方向一端側(図5において左側)に形成された凹部21と、冷却ロール20の幅方向他端側(図5において右側)に形成された凹部21とが、周方向で互いに異なる位置に配置されていることが好ましい。すなわち、図5(b)と図5(c)に示すように、冷却ロール20の幅方向一端面に形成された凹部21同士の間に、他端面に形成された凹部21が配置されていることが好ましいのである。
Further, in the
また、本実施形態の双ロール式連続鋳造装置10においては、図8に示すように、一方の冷却ロール20Aに形成された凹部21と、他方の冷却ロール20Bに形成された凹部21と、がロールキス点において対向しないように、一方の冷却ロール20Aと他方の冷却ロール20Bとが配置されていることが好ましい。
Further, in the twin-roll
さらに、本実施形態の双ロール式連続鋳造装置10においては、一方の冷却ロール20Aの幅方向一端側に形成された凹部21と、一方の冷却ロール20Aの幅方向他端側に形成された凹部21と、他方の冷却ロール20Bの幅方向一端側に形成された凹部21と、他方の冷却ロール20Bの幅方向他端側に形成された凹部21とが、ロールキス点で一致しないように配置されていることが好ましい。
Further, in the twin-roll
この双ロール式連続鋳造装置10においては、タンディッシュ18から浸漬ノズル19を介して溶鋼プール部16に溶鋼3が供給される。溶鋼プール部16においては、溶鋼3が回転する冷却ロール20(20A,20B)に接触して冷却されることにより、冷却ロール20の周面の上で凝固シェル5、5が成長する。そして、一対の冷却ロール20(20A,20B)にそれぞれ形成された凝固シェル5、5同士がロールキス点で圧着されることによって、所定厚みの薄肉鋳片1が鋳造される。
In the twin-roll
このとき、サイド堰15は冷却ロール20と常に摺動しているので、冷却ロール20から抜熱されて冷却される。このため、図4に示すように、サイド堰15表面の冷却ロール20との摺動線近傍の領域Sには地金が成長し堆積する。
また、図3に示すように、冷却ロール20とサイド堰15の接触点においては、溶鋼3の流動のデッドゾーンとなっており、溶鋼3が十分に流動せずに停滞する領域(停滞域)Dとなる。このため、溶鋼プール部16内に存在する浮遊晶がこの停滞域Dに滞留して半凝固層が形成される。これら地金や半凝固層が大きく成長した状態で薄肉鋳片1に巻き込まれると、ホットバンド等が発生し、安定して鋳造を行うことができなくなる。
At this time, since the
Further, as shown in FIG. 3, at the contact point between the cooling
そこで、本実施形態においては、上述のように冷却ロール20の幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部21を設けることにより、この凹部21に溶鋼3が差し込んで凝固することで形成されたバリ状の凝固部が、サイド堰15の表面に形成された地金や半凝固層と一体化し、これら地金及び半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片1へ巻き込ませるように構成している。
Therefore, in the present embodiment, as described above, by providing the
ここで、上述のように、冷却ロール20における凹部21のサイズ、配置を規定した理由について説明する。
Here, the reason why the size and arrangement of the
凹部21のロール幅方向の長さaを0.1mm以上とすることにより、溶鋼3の表面張力に抗して溶鋼3を凹部21へと確実に差し込ませることができる。また、凹部21のロール幅方向の長さaを0.5mm以下とすることにより、薄肉鋳片1の端部形状が乱れることを抑制できる。
以上のことから、本実施形態では、凹部21のロール幅方向の長さaを0.1mm以上0.5mm以下の範囲内とすることが好ましい。
By setting the length a of the
From the above, in the present embodiment, it is preferable that the length a of the
凹部21のロール径方向の長さbを0.3mm以上とすることにより、溶鋼3の表面張力に抗して溶鋼3を凹部21へと確実に差し込ませることができる。また、凹部21のロール径方向の長さbを3mm以下とすることにより、薄肉鋳片1の端部形状が乱れることを抑制できる。
以上のことから、本実施形態では、凹部21のロール径方向の長さbを0.3mm以上3mm以下の範囲内とすることが好ましい。
By setting the length b of the
From the above, in the present embodiment, it is preferable that the length b of the
凹部21の周方向長さcを1mm以上とすることにより、溶鋼3の表面張力に抗して溶鋼3を凹部21へと確実に差し込ませることができる。また、凹部21の周方向長さcを30mm以下とすることにより、薄肉鋳片1の端部形状が乱れることを抑制できる。
以上のことから、本実施形態では、凹部21の周方向長さcを1mm以上30mm以下の範囲内とすることが好ましい。
By setting the circumferential length c of the
From the above, in the present embodiment, it is preferable that the circumferential length c of the
周期的に配置された凹部21の周方向の間隔pを30mm以上とすることにより、隣接する凹部21の間に存在する地金及び半凝固層がある程度成長し、凹部21に差し込んで凝固して形成されたバリ状の凝固部によって的確に薄肉鋳片1へと巻き込ませることができる。また、凹部21の周方向の間隔pを250mm以下とすることにより、粗大な地金及び半凝固層が形成されることを抑制できる。
以上のことから、本実施形態では、周期的に配置された凹部21の周方向の間隔pを30mm以上250mm以下の範囲内とすることが好ましい。
By setting the interval p in the circumferential direction of the
From the above, in the present embodiment, it is preferable that the interval p in the circumferential direction between the periodically arranged
また、溶鋼プール部16における溶鋼3と冷却ロール20の周方向の接触長さLとした場合に、周期的に配置された複数の凹部21の周方向の間隔pをL以下とすることにより、ロールキス点から湯面まで達するような粗大な地金及び半凝固層が形成されることを抑制できるので好ましい。
なお、凹部21の周方向の間隔pは、L×(1/4)以上L×(1/2)以下とすることが一層好ましい。
Further, when the circumferential contact length L between the
In addition, it is more preferable that the interval p in the circumferential direction of the
以上のような構成とされた本実施形態によれば、冷却ロール20の幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部21を設けているので、鋳造中に凹部21に溶鋼3が差し込んで凝固し、バリ状の凝固部が形成され、このバリ状の凝固部が冷却ロール20の回転に伴ってサイド堰15と摺動する際に、サイド堰15表面の地金や半凝固層と一体化して薄肉鋳片1に巻き込まれることになり、地金や半凝固層を、大きく成長する前に薄肉鋳片1へ巻き込ませることができ、ホットバンドの発生を抑制することが可能となる。
According to the present embodiment having the above-described configuration, since the
また、冷却ロール20の幅方向一端側に形成された凹部21と、冷却ロール20の幅方向他端側に形成された凹部21とが、周方向で互いに異なる位置に配置されていることが好ましい。この場合、薄肉鋳片1の長手方向の同一箇所において、薄肉鋳片1の幅両端部に地金や半凝固層が巻き込まれることを抑制でき、地金や半凝固層の巻き込みによる薄肉鋳片1への影響を抑え、安定して鋳造を行うことが可能となる。
In addition, it is preferable that the
さらに、本実施形態においては、一方の冷却ロール20Aに形成された凹部21と他方の冷却ロール20Bに形成された凹部21とがロールキス点において対向しないように、一方の冷却ロール20Aと他方の冷却ロール20Bとが配置されていることが好ましい。この場合、一方の冷却ロール20Aの凝固シェル5に巻き込ませた地金や半凝固層と、他方の冷却ロール20Bの凝固シェル5に巻き込ませた地金や半凝固層とがロールキス点で接触することを抑制でき、地金や半凝固層の巻き込みによる薄肉鋳片1への影響を抑え、安定して鋳造を行うことが可能となる。
Further, in the present embodiment, one
以上、本発明の実施形態である冷却ロール、双ロール式連続鋳造装置及び薄肉鋳片の製造方法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。
例えば、本実施形態では、図1に示すように、ピンチロールを配設した双ロール式連続鋳造装置を例に挙げて説明したが、これらのロール等の配置に限定はなく、適宜設計変更してもよい。
また、凹部21の形状は、図に例示したものに限定されることはない。さらに、凹部21の配置等についても本実施形態に限定されるものではない。
As described above, the cooling roll, the twin-roll continuous casting apparatus, and the method for manufacturing a thin cast slab which are the embodiments of the present invention have been specifically described. However, the present invention is not limited to this, and the technical It can be changed as appropriate without departing from the spirit.
For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a twin-roll continuous casting apparatus provided with pinch rolls has been described as an example. However, the arrangement of these rolls and the like is not limited, and the design may be changed as appropriate. You may.
Further, the shape of the
以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。 Hereinafter, the results of experiments performed to confirm the effects of the present invention will be described.
図1に示す構成の双ロール式連続鋳造装置を用いて、質量%で、0.05%C、0.6%Si、1.5%Mn、0.03%Al、残部Fe及び不純物とされた組成の鋼からなる薄肉鋳片を鋳造した。この組成の鋼の液相線温度は1517℃であり、過熱度30〜50℃となるように溶鋼プール部に注入する溶鋼温度は1547〜1567℃とした。 Using a twin-roll continuous casting apparatus having the configuration shown in FIG. 1, 0.05% C, 0.6% Si, 1.5% Mn, 0.03% Al, the balance Fe, and impurities were determined by mass%. A thin cast slab made of steel having the following composition was cast. The liquidus temperature of steel having this composition was 1517 ° C, and the temperature of molten steel injected into the molten steel pool portion was set to 1547 to 1567 ° C so that the degree of superheat was 30 to 50 ° C.
ここで、冷却ロールは、直径600mm、幅800mmとし、内部水冷式のロール本体と、その外周部に装着した銅製スリーブとからなっていて、銅製スリーブの周面にNiめっきを施したものを準備した。そして、表1に示すように、冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部を設けた。
そして、溶鋼プール部における溶鋼深さ212mm、冷却ロールの周速度50m/minにて、厚さ2mmの薄肉鋳片を鋳造した。
Here, the cooling roll has a diameter of 600 mm and a width of 800 mm, and is composed of an internal water-cooled roll main body and a copper sleeve mounted on the outer periphery thereof. did. Then, as shown in Table 1, a concave portion was provided at the boundary between the peripheral surface and the side surface at the end in the width direction of the cooling roll.
Then, a thin cast slab having a thickness of 2 mm was cast at a molten steel depth of 212 mm in the molten steel pool portion and a peripheral speed of the cooling roll of 50 m / min.
冷却ロール直下の薄肉鋳片の表面温度を放射温度計によって測定し、定常時の温度から30℃以上高温となるピークが発生した場合にホットバンドが発生したと判断し、ホットバンドの発生回数をカウントした。評価結果を表1に示す。
また、本発明例1の温度測定結果を図9に、比較例の温度測定結果を図10に示す。さらに、本発明例1の薄肉鋳片における地金の巻き込み状況を図11に、比較例の薄肉鋳片における地金の巻き込み状況を図12に示す。
The surface temperature of the thin cast slab just below the cooling roll is measured with a radiation thermometer, and when a peak that is higher than 30 ° C. from the steady state temperature occurs, it is determined that a hot band has occurred, and the number of times the hot band has occurred is determined. Counted. Table 1 shows the evaluation results.
FIG. 9 shows the temperature measurement result of Example 1 of the present invention, and FIG. 10 shows the temperature measurement result of Comparative Example. Further, FIG. 11 shows the state of metal infiltration in the thin cast slab of Example 1 of the present invention, and FIG. 12 shows the state of metal ingot in thin cast slab of the comparative example.
冷却ロールに凹部を設けなかった比較例においては、大きく成長した地金が不規則に巻き込まれたため、ホットバンドが多く発生した。
これに対して、冷却ロールに凹部を設けた本発明例においては、ホットバンドの発生回数が大きく低減した。
特に、凹部の大きさや周方向の間隔を望ましい範囲とした本発明例1〜4においては、ホットバンドが皆無となった。
In the comparative example in which the concave portion was not provided in the cooling roll, a large amount of hot band was generated because the grown metal was irregularly involved.
On the other hand, in the example of the present invention in which the concave portion was provided in the cooling roll, the number of occurrences of hot bands was greatly reduced.
In particular, in Examples 1 to 4 of the present invention in which the size of the concave portion and the interval in the circumferential direction were within the desired ranges, there was no hot band.
以上の結果から、本発明によれば、大きく成長した地金や半凝固層が鋳片に巻き込まれてホットバンド等が頻繁に発生することを抑制でき、安定して鋳造できることが確認された。 From the above results, it has been confirmed that according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of frequent occurrence of hot bands or the like due to the large grown metal or semi-solidified layer being caught in the slab, and it is possible to stably cast.
1 薄肉鋳片
3 溶鋼(溶融金属)
5 凝固シェル
10 双ロール式連続鋳造装置
15 サイド堰
16 溶鋼プール部(溶融金属プール部)
20 冷却ロール
21 凹部
1
5 Solidified
20
Claims (9)
前記冷却ロールの幅方向端部の周面と側面との境界部に凹部を設けたことを特徴とする冷却ロール。 Twin rolls for supplying molten metal to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs, and forming and growing a solidified shell on the peripheral surface of the cooling rolls to produce thin cast slabs A cooling roll used in a continuous casting apparatus,
A cooling roll, wherein a recess is provided at a boundary between a peripheral surface and a side surface at an end in a width direction of the cooling roll.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の冷却ロールを備えていることを特徴とする双ロール式連続鋳造装置。 A twin roll that supplies molten metal to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side dams, and forms and grows a solidified shell on the peripheral surface of the cooling roll to produce a thin cast slab. Type continuous casting apparatus,
A twin-roll continuous casting apparatus comprising the cooling roll according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の冷却ロールを用いることを特徴とする薄肉鋳片の鋳造方法。 A thin metal casting is manufactured by supplying molten metal to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs, and forming and growing a solidified shell on the peripheral surface of the cooling roll to produce a thin cast slab. A method of casting pieces,
A method of casting a thin cast slab, comprising using the cooling roll according to claim 1.
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