JP2734487B2 - 連続鋳造用冷却ドラム - Google Patents

連続鋳造用冷却ドラム

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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、ツインドラム式の連続鋳造装置の冷却ドラ
ムに関する。
〔従来の技術〕
従来のツインドラム式連続鋳造装置の冷却ドラムの2
例を第6図及び第7図に示す。
第6図において、1は所定隙間をおいて配置された一
対の水冷の冷却ドラムで、その中空軸部1cは軸受4に支
承され、その内部に軸芯方向に設けられた円筒状の中空
部には、筒状仕切1d、円筒状仕切1dから中空部の内壁へ
至る環状仕切1e、中空部をドラムの軸芯方向に区切る円
板状仕切1g、及び中空部の環状仕切1eと円板上仕切1gの
外方の部分を連通する連通管1fが、内装されている。ま
た、図中左方の中空軸部1cには給水管6が固着され中空
軸部1cに連通する環状溝5aをもつ給水リング5が嵌装さ
れ、右方の中空軸部1cには排水管7が嵌装されている。
双方の冷却ドラム1を、図示しない駆動装置で矢印で
示すように互いに反対方向へ回転し、一対のサイドダム
8と一対の冷却ドラム1の外周面とから成る鋳造部へ溶
融金属を供給し、凝固させて薄板10を連続して鋳造す
る。このとき、冷却ドラム1の過昇温を防止するため、
冷却水を給水管5,6から供給する。
冷却水は、筒状仕切1dに案内されて冷却ドラム1内の
給水管bから冷却ドラム1の内にその外周面に沿って多
数条並設された冷却室aに入り、冷却ドラム1内の排水
路cから直接及び連通管1fに案内されて図中右方の中空
軸部1cを通り、排水管7から排水される。
第7図に示すものと第6図に示すものとの相違は、前
者の冷却ドラム1が同一部材で製作した一体型であるの
に対し、後者の冷却ドラムは、両側端部に軸部を有する
ドラム胴体1aと、前記ドラム胴体の外周部に着脱可能に
嵌装されたドラムスリーブ1bと、前記ドラムスリーブを
前記ドラム胴体に固定するウェッジリング2a,2b及び押
えリング3を具え、ドラム表面が悪化して使用できなく
なった場合にドラムスリーブのみを交換すればよいよう
にしたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
(1)連続鋳造冷却用ドラムのサイズは、通常胴部直径
が500mm〜1500mm、胴部の軸方向長さが500mm〜2000mm程
度である。
更に、溶融金融をドラムから出すときには、固化させ
ておく必要があるためドラム胴体は冷却性能のよい材料
(例えば銅、銅合金)で製作し、かつ強力な効率的冷却
手段が必要である。
(2)第6図に示す従来の装置の場合、ドラムが同一部
材で製作された一体型であるため、冷却性能のよい材料
(例えば銅、銅合金)で製作する場合、製作コストが大
となっていると共に製作できる大きさに制約があった。
(3)第7図に示す従来の装置の場合、スリーブ1bはウ
ェッジリング2a,2b及び押えリング3で固定されるが、
固定部以外の半径方向の拘束が期待できないため運転中
のスリーブの厚み方向の温度差によりスリーブが端に比
べ中央部の径が増大する大きな鼓形の熱変形を生じ、ま
た、冷却室aから軸芯側のスリーブの厚さを薄くすると
製品の板厚精度の面で問題となっていた。このため、実
用上はスリーブといえないような厚いスリーブが必要と
なり、やはり、冷却性能のよい材料で製作した場合製作
コストが大となり、また、製造できる大きさに制限が生
じていた。
(4)ドラム胴体の軸方向長さが、500mm程度以下と短
い場合には、穴明け等による冷却室aの成形が比較的容
易で、しかも小断面積の冷却室aが形成できる。
しかし、対象とする実用的な500mm〜1500mmの長さに
なると、冷却室aの形成そのものが困難となり、かつ冷
却室aの断面積も成形技術上大きくする必要がある。冷
却室aの断面積が大きくなることによって、多量の冷却
液を流す必要が生じ、冷却液量、効率面で問題となって
いた。
本発明は、従来の連続鋳造用冷却ドラムのもつ以上の
問題点を解決しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の連続鋳造用冷却ドラムは、次の手段を講じ
た。
(1)所定隙間を保って互に反対方向に回転し、前記隙
間に溶融金属を注湯して薄板を製造する連続鋳造用冷却
ドラムにおいて、同ドラムの内部外周面近傍に、ドラム
回転軸にほゞ平行な複数の冷却液流通孔を設け、同流通
孔内部に、そのドラム軸心側よりドラム外周側の冷却液
流路隙間を大きくする冷却液流制御用部材を同流通孔の
軸方向に沿って設けた。
(2)前記(1)の連続鋳造用冷却ドラムにおいて、冷
却液流通孔が設けられた外周部材と同外周部を支持する
内周部材の二重構造とし、前記外周部材を良熱伝導性材
料から構成した。
(3)前記(1)の連続鋳造用冷却ドラムにおいて、冷
却液流通孔内部に設けた冷却液流制御部材を、冷却液流
通孔の中心軸よりドラム軸芯側に偏心して設けた。
〔作用〕
前記(1)の本発明では、ドラムの内部の外周面近傍
にドラム回転軸にほゞ平行に設けられた複数の冷却液流
通孔によって、溶融金属が効果的に冷却される。また、
冷却液流通孔内の冷却液流制御用部材によって、冷却液
流通孔はドラム軸心側よりもドラム外周側の冷却液流量
を大になるようにされ、ドラムを冷却するのに必要な冷
却液の流量が適正な値に保持される。
前記(2)の本発明では、前記(1)の本発明の作用
に加えて、良熱伝導性材料で構成され冷却液流通孔が設
けられたドラムの外周部材によって、溶融金属の冷却が
更に良好に行なわれる。また、ドラムを内周部材と良熱
伝導性の材料の外周部材より構成することによって、大
形のものを製作することが可能であり、かつ、外周部材
を内周部材によって支持することにより、外周部材の変
形が防止され、製品精度が向上する。
前記(3)の本発明では、前記(1)の本発明の作用
に加えて、冷却液流制御用部材を冷却液流通孔の中心軸
よりドラム軸芯側に偏心させることによって、冷却液流
通孔の溶融金属側にすき間が確保され、溶融金属の冷却
が良好となり、またその安定性が確保される。
〔実施例〕
本発明の第1の実施例を、第1図によって説明する。
本実施例は、第7図に示す従来の装置と同型式のもの
であり、第1図には本実施例の要部を示し、以下同従来
の装置と相違する点について説明する。
本実施例では、ドラム胴体を外周部材11と内周部材12
で構成し、外周部材11を良熱伝導性の銅合金で製作(厚
さ40〜80mm程度)、内周部材12をステンレス鋼で製作、
該両部材を嵌合して拡散接合により強固に接合した。更
に、外周部材11の外周面と端面のせきの部分には、ニッ
ケルめっきにて1〜2mmの薄い層13を形成した。なお、
通常ドラム胴体の外径は、600〜1200mm、長さは800mmか
ら1400mm程度である。
ドラムの前記外周部材11の円周に沿ってドラムの回転
軸に平行に複数(例えば90個)の冷却液流通孔11b(冷
却液:水,流通孔:φ20mmの円孔とし、ドリルにて貫通
孔あけ)を設け、同流通孔11b内に冷却液流制御用部材1
4(ステンレス鋼製、φ14mm)を収容した。
前記冷却液流制御用部材14は、冷却液流通孔11b中心
軸に対してドラム軸芯側に偏心△(1mm)させて配置さ
れる。同制御用部材14の取付けは、前記流通孔11bの両
端面部に大径部11cを設け、制御用部材14の端部に、液
の流通する穴15aを有し前記流通孔11bの大径部11c内に
配置されたストッパ15を溶接Bによって固定する構造と
し、前記大径部11cの段部とストッパ15が互いに拘束し
ないようにすき間Cが設けられている。
また、冷却液流通孔11bの端部には、円筒状突起部11a
が形成され、フタ16を溶接Aして端面から液が出ないよ
うにすると共に、同端部のドラムの外周部材11と内周部
材12には、前記流通孔11bと連通する流通孔12aを形成し
た。本実施例では、フタ16は、周辺の円筒部16aと円板
部16bによって形成され伸縮性をもたせるようにしてい
るが、これに代えて単なる円板状としてもよく、また中
心部を薄くした変肉円板状としてもよい。
更に、前記制御用部材14の流通孔11b,12aの交差点近
傍は、小径部14aとして冷却液の流れを良くするように
されている。
なお、前記ストッパ15の固定は、溶接以外にねじ方式
でもよく、また、同ストッパ15の外周にOリング等を設
けてダンピングを持たせるようにしてもよい。
以上のように構成された本実施例では、冷却液として
の水は、第1図中矢印で示すように、冷却液流通孔12a
から外周部材11内の各冷却液流通孔11bへ入って流れ
る。外周部材11は良熱伝導性の銅合金で製作されてお
り、冷却液流通孔11b内を流れる水によって、ドラム外
周面に接する溶融金属が効果的に冷却される。
また、冷却液の水量は、冷却液流制御用部材14によっ
て適正な量に保持され、かつ、同制御部材14は冷却液流
通孔11bの中心軸に対してドラム軸芯側に偏心Δされて
いるために、冷却液流通孔11bの溶融金属側には水の流
える十分な隙間が確保され、冷却効果を上げると共にそ
の安定化を計ることができる。
また、ドラムの内周部材12と外周部材11より構成され
ており、大形のものでも容易に製作することができる。
更に、外周部材11は内周部材12に拡散接合されて支持さ
れているために、外周部材11の熱等による変形が防止さ
れ、製品の板厚精度を向上させることができる。
本発明の第2の実施例を、第2図によって説明する。
本実施例は、基本的には、第1の実施例と同様である
が、異なる点は、冷却液流制御用部材14端部の支持部の
構造と冷却液流通孔11の端部の液シール構造である。
本実施例では、前記制御用部材14の端面にめねじ14b
を設け、弗素樹脂ゴム製のシールリング20を具えシール
及び同制御用部材14の支持と抜け止めを兼ねたストッパ
18,19,19bを前記めねじ14bを介して前記制御用部材14に
取付けている。
本実施例も、前記第1の実施例と同様な作用及び効果
を挙げることができる。
なお、前記の第1及び第2の実施例において、冷却液
流制御用部材14が相対的に細く長くなった場合、ドラム
の回転数が大きくなった場合等には、同部材14の軸方向
に適性なピッチで流れをみださない曲がり防止用のスト
ッパを設けるようにする。また、積極的に流れをつける
(例えば旋回)ために適当なフィンを設けるようにする
こともできる。また更に、ドラム胴体端面から万一溶融
金属がもたれた場合のフタ16の部分の損傷防止のため
に、必要に応じて端面に保護カバーや保護膜を取付ける
ようにしてもよい。
本発明の第3、第4及び第5の実施例を、それぞれ第
3図、第4図及び第5図によって説明する。
第3図に示す第3の実施例は、冷却液流制御用部材14
の軸方向複数位置(例えば等ピッチ3ケ所)の円周上に
軸方向に対し角度(例えば10度)を持った複数個(例え
ば5個)の羽根14cを設けたものであって、冷却液に旋
回流を与えて冷却性能の向上を図ったものである。
第4図に示す第4の実施例は、冷却液流制御用部材14
のドラム胴体外周面側の一部をほゞ全長にわたって削除
して平面部14dを形成したもので、必ずしも同部材14の
軸芯を冷却液流通孔11bの中心軸と偏心させることなく
ドラム胴体外周面側に冷却液を確実に流せるようにし、
流速を制御するようにしたものである。
第5図に示す第5の実施例は、冷却液の流路が冷却液
流通孔11bの円周方向に拡がるように、冷却液流制御用
部材14のドラム胴体外周面側の一部をほゞ全長にわたっ
て削除した削除部14を形成したものである。
〔発明の効果〕
請求項(1)に記載の本発明は、ドラム内部の外周面
近傍にドラム回転軸にほゞ平行に設けられた複数の冷却
液流通孔によって、溶融金属を効果的に冷却することが
でき、また、冷却液流制御用部材によってドラム外周側
の冷却液の流量を溶融金属の冷却に適する適正な量に保
持することができる。
請求項(2)に記載の本発明は、請求項(1)に記載
の発明の効果に加えて、良熱伝導性材料で構成された冷
却液流通孔を含む外周材料を用いたことによって、溶融
金属の冷却を更に良好にすることができる。また、ドラ
ムを外周部材と内周部材の二分割の構成にすることによ
り、外周部材が良熱伝導性材料で構成されているにも拘
らず、大型の冷却ドラムを容易にかつ廉価に製造するこ
とができる。また更に、外周部材は内周部材によって支
持されており、その変形が防止され製品の精度を向上さ
せることができる。
請求項(3)に記載の本発明は、請求項(1)に記載
の発明の効果に加えて、冷却液流通孔の溶融金属側にす
き間が確保され、溶融金属の冷却効果を上げ、またその
安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の要部の縦断面図、第2
図は本発明の第2の実施例の要部の縦断面図、第3図、
第4図及び第5図はそれぞれ本発明の第3、第4及び第
5の実施例を示し、これら図面の(a)はその縦断面
図、これら図面の(b)はその斜視図、第6図及び第7
図は、それぞれ従来の連続鋳造用冷却ドラムの例を示す
平面図である。 1……冷却ドラム,1a……胴体, 1b……ドラムスリーブ,10……薄板, 2a,2b……ウエジリング,3……押えリング, 11……外周部材,12……内周部材, 11b……冷却液流通孔,12a……冷却液流通孔, 14……冷却液流制御用部材, 14a……冷却液流制御用部材の小径部, 14c……冷却液流制御用部材の羽根, 14d……冷却液流制御用部材の平面部, 11e……冷却液流制御用部材の削除部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 光夫 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−187147(JP,A) 実開 平2−97939(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定隙間を保って互に反対方向に回転し、
    前記隙間に溶融金属を注湯して薄板を製造する連続鋳造
    用冷却ドラムにおいて、同ドラムの内部外周面近傍に、
    ドラム回転軸にほぼ平行な複数の冷却液流通孔を設け、
    同流通孔内部に、そのドラム軸心側よりドラム外周側の
    冷却液流路隙間を大きくする冷却液流制御用部材を同流
    通孔の軸方向に沿って設けたことを特徴とする連続鋳造
    用冷却ドラム。
  2. 【請求項2】冷却ドラムを冷却液流通孔が設けられた外
    周部材と同外周部を支持する内周部材の二重構造とし、
    前記外周部材を良熱伝導性材料から構成したことを特徴
    とする請求項(1)に記載の連続鋳造用冷却ドラム。
  3. 【請求項3】冷却液流通孔内部に設けた冷却液流制御部
    材を、冷却液流通孔の中心軸よりドラム軸芯側に偏心し
    て設けたことを特徴とする請求項(1)に記載の連続鋳
    造用冷却ドラム。
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