JP2614742B2 - 双ロール式連鋳機による薄板鋳造法 - Google Patents

双ロール式連鋳機による薄板鋳造法

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JP2614742B2 JP9933288A JP9933288A JP2614742B2 JP 2614742 B2 JP2614742 B2 JP 2614742B2 JP 9933288 A JP9933288 A JP 9933288A JP 9933288 A JP9933288 A JP 9933288A JP 2614742 B2 JP2614742 B2 JP 2614742B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,金属溶湯特に溶鋼から直接薄板に成形する
双ロール式薄板連鋳機の鋳造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
近年,溶鋼から直接厚さ数mm以下の薄板に鋳造成形す
る薄板連鋳技術に関する研究開発が盛んに行われるよう
になった。その代表的な方法の一つに双ロール法があ
る。双ロール法は,互いに反対方向に回転するように対
向配置された一対の内部冷却ロールの円周面上に湯溜り
を形成させ,この湯溜り内の溶湯をロール円周面上で凝
固させながらロール間隙で薄板に成形するものである
が,第2図に示すように,鋳造中の湯溜りの表面では図
の矢印で示すような湯の流れが生じる。すなわち湯面が
ロール円周面と接する部分ではロールの回転につれて下
方に引きずられるように移動するので湯溜りの中央から
ロール円周面の方に向かう流れが湯面上で発生する。こ
の流れのために湯面上に酸化膜(スカム)等が生成する
と,これがロール円周面の方に移動してロールと湯の間
に取り込まれ,鋳造される薄板表面にそのまま貼り付い
てスカム欠陥となる。この欠陥はそれ自体でも表面の凹
凸が大きく“疵”と言えるが,さらに表面割れや湯じわ
の原因となる場合も多い。
このように,湯面上に発生するスカムは双ロール式連
鋳機による薄板製造において有害である。特開昭62−13
0749号公報は湯面の上に密閉体を配設し,その中に不活
性ガスを供給して湯面の酸化によるスカムの生成を防ぐ
方法を開示する。また特開昭60−170562号公報は湯溜り
の溶湯表面に不活性ガスを吹付けることによってスカム
の生成を防ぐ装置を開示する。特開昭59−199152号公報
は双ロール機全体を不活性ガス雰囲気室に納める方式を
開示する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記公報等で提案された不活性ガスで湯溜り表面を保
護する方法は湯面の表面酸化を防止しようとするもので
あるが,湯面がガスにより冷却され易くなる。双ロール
法では前述のような湯の流れによって,湯面からの放冷
により生成した凝固片も薄板表面に取り込まれて表面欠
陥となる。したがって湯面の凝固片の生成も同時に防が
ねばならない。スカム防止のために不活性ガスを湯面に
吹付けると今度は湯面の冷却によって湯面に凝固片が生
成し易くなるという問題が伴う。
また,スカムの生成や凝固片が湯面に発生した場合に
それをどのようにして消去させるかが実際の操業では重
要となる。前記の公報ではその有益な対策について教示
がない。
このように双ロール法ではスカムや凝固片のないきれ
いな湯面の状態で鋳造を行う必要があるが従来提案され
たシール法は単に酸化を防ぐシール効果のみを考慮した
ものであり,表面品質の良好な薄板を安定して鋳造する
という観点からは不充分であった。
また特開昭59−199152号公報に提案されたような双ロ
ール機全体を不活性ガス雰囲気室に納める方式では薄板
の水冷による2次冷却が行えないだけでなく,双ロール
機のメンテナンス性や操業性においても難点がある。
本発明はこのような問題点の解決を目的としてなされ
たものである。
〔問題点を解決するための手段〕
前記の問題点を解決せんとする本発明の要旨とすると
ころは,互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロー
ルを対向配置した双ロール式連鋳機を使用し,この双ロ
ールの円周面上に形成させる湯溜り部分をシールケース
で覆った状態で該湯溜り中の溶湯をロール円周面上で凝
固させながらロール間隙で薄板に成形するにさいし,湯
溜り内の溶湯の湯面の実質上全面積がシールケース外か
ら透視できるようにこのシールケース部材の少なくとも
一部を透明板で構成し,該シールケース内に非酸化性ガ
スを供給しつつ,該透明板を通して湯面のスカム発生状
況を監視カメラで監視しながら鋳造すること,そして,
観測されるスカムが低減するように前記の非酸化性ガス
の供給量またはガス組成を調整することを特徴とする。
ここで,観測されるスカムが低減するように前記の非酸
化性ガスの供給量を調整するとは,湯面にスカムを認め
たならば該ガスの供給量を増大する方向に調整すること
を意味する。また,観測されるスカムが低減するように
該非酸化性ガスの組成を調整するとは,湯面にスカムを
認めたならば該ガス中の還元ガス成分を増大して還元力
を高めるか,或いは不活性ガス成分を増大して酸素分圧
を下げることを意味する。
さらに本発明は,前記のスカムの監視に代えて或いは
スカムの監視と共に湯面の凝固片発生状況を監視カメラ
で監視しながら鋳造し,観測される凝固片が低減するよ
うに湯溜り内の湯面高さを調節することを特徴とする。
ここで,観測される凝固片が低減するように湯溜り内の
湯面高さを調節するとは,湯面に凝固片を認めたならば
注湯量を低下しそれに伴ってロール回転速度を落として
湯面高さを低くすることを意味する。
すなわち,本発明は湯面にスカムや凝固片が発生しな
いように非酸化性雰囲気を保持したシールケースで湯面
を保護しつつ,一たん発生してもこれを消去できるよう
に操業するものであり,このために湯面状態を監視カメ
ラで観測しながら操業を行い,湯面にスカムを認めたな
らばシールケース内に供給するガスの還元力を高めるか
或いは不活性ガス流量を増加して酸素分圧を下ることに
よって表面の酸化物を還元してこれを消去する。また凝
固片を認めたならば,その認めた状態から湯面高さを低
くするように注湯量を制限しそれに伴ってロール回転速
度を調整し,凝固片が湯面に滞留する時間を短くしてそ
の発生を防止する。このようにして本発明はスカムや凝
固片の発生そのものを防止すると同時に,一たん発生し
てもこれを操業中に消去させて薄板表面とロール表面間
に巻き込まれるのを防止するようにしたものである。
〔発明の詳述〕 以下に図面に従って本発明法をより具体的に説明す
る。第1図の斜視図および第2図の断面図に本発明法に
従う双ロール式連鋳機による鋳造の状態を図解的に示し
た。図示のように,互いに反対方向に回転する一対の内
部冷却ロール1a,1bの円周面上に湯溜り2を形成させ,
この湯溜り部分をシールケース3で覆った状態で湯溜り
中の溶湯をロール円周面上で凝固させながらロール間隙
で薄板4に成形する。そのさい,湯溜り内の溶湯の湯面
の実質上全面積がシールケース外から透視できるように
このシールケースの上面を透明板5で構成する。シール
ケース3内には,非酸化性ガス供給管6からケースの側
壁内面に取りつけた管状ノズル7を通じて非酸化性ガス
を導入する。ビデオカメラ8がシールケース3の上方に
セットされ,透明板5を透過して見える湯溜り2内の湯
面状態を監視する。
シールケース3は,上面を透明板5で構成した方形の
蓋状体であり,側板の2辺はその下縁が回転するロール
1a,1bの円周面上に摺接して立ち上げられ,他の2辺
は,ロール円周面上で湯溜り2を形成するためにロール
のサイド側に設置された耐火物製のサイドダムSの上に
立ち上げられている。シールケース3の全体は鋳造中そ
の位置が移動しないように支持部材を介してフレーム
(図示されていない)に固定される。ロール円周面と接
する側の側板9a,9bとロール円周面との間で若干の隙間
が設けられ,その隙間には耐火性ウール等からなるパッ
キン材10a,10bが装填されている。透明板5にはそのほ
ぼ中央に開口12が設けられ,この開口12に注入ノズル11
が上部より挿入される。注入ノズル11の上端は図示しな
いがタンデイッシュの底部開口に通じており,この注入
ノズル11への溶湯の注入量の調整はタンデイッシュ底部
開口の開度をストッパー部材によって制御することによ
って行われる。透明板5は透明石英や耐熱ガラス等から
なる耐熱性の透明な板である。
シールケース5内に配設される管状ノズル7は軸方向
に沿ってスリット状の開口をもつガス吹出管であり,シ
ールケース3の側板内面にほぼ一めぐりするように配置
され,これから吹き出されるガス流が直接湯面に当たら
ないように,またシールケース内で大きな対流が生じな
いように,そのスリット状のノズルの向きは透明板5の
面に沿った水平方向としてある。この管状ノズル7から
吹き出す非酸化性ガスは,He,Ar,N2などの不活性ガスや
中性ガス,炭化水素ガス,H2,CO等のような還元性ガスを
単独または複合したガスであり,場合によっては予熱し
てから供給する。ガス流量は少なすぎると湯面の酸化防
止効果がなく,逆に多すぎると湯面冷却するため有害で
ある。限定的ではないが0.03〜0.33Nl/min(mm幅)が適
当である。mm幅とはロールの1mm幅あたりという意味で
ある。
ビデオカメラ等による湯面の観察は湯面の実質上全て
の面積について行う。複数のカメラを用いても注入ノズ
ル等の陰で見えない部分もあるので実際には100%の湯
面面積を見ることは困難であるが,止むを得ない部分を
除いた湯面のほぼ全体を監視すればよい。
このようにビデオカメラで観察を行いながら鋳造し,
湯面にスカムが生成するのを見つけた場合は,シールガ
スの供給量を増やしたり,還元性ガスの混合量を増やす
ことにより生成したスカムを消失させることができる。
また,湯面に凝固片の生成を認めた場合には,湯溜りの
大きさ(高さ)を小さく(低く)して,湯の湯溜りにお
ける滞留時間を短くすることにより,生成した凝固殻を
消失させることもできる。
本発明は,湯面の全面積を清浄な状態に管理しながら
鋳造しないと,薄板の良好な表面品質を確保できないと
いう実験で得られた知見を実際の鋳造方法に具体化させ
たものであり,湯面に効果的な酸化防止のシールを施す
ことと湯面全体を観察するという表面品質の良好な薄板
を鋳造する上で不可欠でありながら矛盾する2つの事柄
を同時に可能ならしめた点に特徴を有するものである。
すなわち,単に湯面レベルを管理するというようなスポ
ット的観察では鋳造を安定化させることはできても表面
品質を良好に管理することはできないのである。また本
発明は発生した異常に対して具体的に対応できるように
した点にも大きな特徴がある。
〔実施例〕
第1〜2図に示したような双ロール式連鋳機を使用し
てSUS304のステンレス溶鋼から薄板を製造した。ロール
1a,1bは400mmφ×300mm幅の内部水冷銅合金製ロールを
であり,シールケース3は鋳造機のフレーム(図示せ
ず)に固定部材を用いてセットした。シールケースの側
板は鉄板で構成し上面は縦300mm×横300mm×厚さ7mmの
石英ガラス6で構成した。非酸化性ガス供給用ノズル
は,シールケース側面上辺内側に沿って巡らしたパイプ
に水平に一周連続したスリットを入れたものとした。非
酸化性ガスとしてArを用い,流量は30/minとした。石
英ガラスの開口12と注入ノズル11の間隔は5mmとした。
ロール円周面とシールケース側板9a,9bの間隔も5mmと
し,耐火性ウール10a,10bでその隙間をシールした。シ
ールケース側板の下縁とサイドダムSの接触部はほぼ隙
間のないようにセットした。
湯溜り内でのSUS304溶鋼の目標湯面高さを153mmとし
て鋳造を行った。この湯面高さにおいて,湯面の面積
は,鋳造する板の厚さ方向×幅方向で144mm厚×300mm幅
となった。ロール1a,1bとの最狭隙部の幅つまりロール
ギャップは2mmであった。2台のビデオカメラ8で湯面
のほぼ全面積にわたって湯面の形状を監視しながら,30m
/minの目標鋳造速度で鋳造した。湯面のうち板の厚さ方
向の湯面距離を管理すれば,湯面高さが管理できる。鋳
造中において,湯面のスカムの生成に対してはAr流量を
約20%増加することにより,また湯面の凝固片の生成に
対して湯面り高さを10%減らすことによりいずれも消失
させることができることがわかった。湯面高さは溶鋼の
注入量の制御によって調整した。
このようにして湯面上にスカムおよび凝固片が生成し
ないように,また生成したとしてもこれが消失するよう
に制御して鋳造した結果,表面品質の良好な薄板を溶鋼
から直接製造することができた。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明法を実施する双ロール式連鋳機の要部の
例を示した斜視図,第2図は同じくその略断面図であ
る。 1a,1b……内部冷却ロール,2……湯溜り,3……シールケ
ース,4……薄板,5……透明板,7……ガス吹き出し用の管
状ノズル,8……監視カメラ,11……注入ノズル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 隆一 山口県新南陽市大字富田4976番地 日新 製鋼株式会社周南研究所内 (72)発明者 矢葺 隆 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭62−130749(JP,A) 特開 昭61−140362(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに反対方向に回転する一対の内部冷却
    ロールを対向配置した双ロール式連鋳機を使用し,この
    双ロールの円周面上に形成させる湯溜り部分をシールケ
    ースで覆った状態で該湯溜り中の溶湯をロール円周面上
    で凝固させながらロール間隙で薄板に成形するにさい
    し,湯溜り内の溶湯の湯面の実質上全面積がシールケー
    ス外から透視できるようにこのシールケース部材の少な
    くとも一部を透明板で構成し,該シールケース内に非酸
    化性ガスを供給しつつ,該透明板を通して湯面のスカム
    発生状況を監視カメラで監視しながら鋳造すること,そ
    して,観測されるスカムが低減するように前記の非酸化
    性ガスの供給量またはガス組成を調整することを特徴と
    する双ロール式連鋳機による薄板鋳造法。
  2. 【請求項2】互いに反対方向に回転する一対の内部冷却
    ロールを対向配置した双ロール式連鋳機を使用し,この
    双ロールの円周面上に形成させる湯溜り部分をシールケ
    ースで覆った状態で該湯溜り中の溶湯をロール円周面上
    で凝固させながらロール間隙で薄板に成形するにさい
    し,湯溜り内の溶湯の湯面の実質上全面積がシールケー
    ス外から透視できるようにこのシールケース部材の少な
    くとも一部を透明板で構成し,該シールケース内に非酸
    化性ガスを供給しつつ,該透明板を通して湯面の凝固片
    発生状況を監視カメラで監視しながら鋳造すること,そ
    して,観測される凝固片が低減するように湯溜り内の湯
    面高さを調節することを特徴とする双ロール式連鋳機に
    よる薄板鋳造法。
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JPH0719653Y2 (ja) * 1989-03-28 1995-05-10 石川島播磨重工業株式会社 加圧式双ロール連鋳機の加圧室シール装置
FR2654657B1 (fr) * 1989-11-22 1992-03-20 Siderurgie Fse Inst Rech Dispositif de coulee continue de bandes minces de metal entre deux cylindres.
CN102371349B (zh) * 2010-08-23 2013-10-30 宝山钢铁股份有限公司 一种防止薄带连铸熔池表面污染的方法及装置

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