JP2898137B2 - 双ドラム式薄帯連続鋳造方法 - Google Patents

双ドラム式薄帯連続鋳造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一対の冷却ドラムによっ
て溶融金属から薄帯を連続鋳造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】金属の連続鋳造の分野において、最終形
状に近い薄帯を連続鋳造する方法として双ドラム方式
(一対の冷却ドラム使用)がある。この方法の概略を図
1で説明すると、溶融金属Mは一対の冷却ドラム1,1
とサイド堰2,2との間に形成した湯溜り部4にタンデ
ッシュから供給され、次いで、冷却ドラム1,1を介し
て抜熱され、冷却ドラム1,1の周面に凝固シェルを形
成する。該凝固シェルは前記冷却ドラム1,1のロール
ギャップ部で圧着され一体化されて薄帯Sとなって送り
出される。
【0003】上記の方法において、サイド堰は冷却ドラ
ム間の溶融金属をシールするために必要不可欠のもので
あり、例えば実開昭63−90548号公報に見られる
ような構造をしており、鋳造中はこのサイド堰を冷却ド
ラム端面に一定圧力で押付けたり、冷却ドラムとサイド
堰のギャップを一定に保持するようにして冷却ドラム端
面とサイド堰間からの湯洩れ、あるいはバリ発生等を防
止する操業が試みられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
押付け力一定制御方式では長時間安定鋳造を継続するの
は困難である。すなわち、サイド堰と冷却ドラム端面と
のシール不良の原因は冷却ドラムとサイド堰との間隙が
溶湯の差し込む限界のギャップ以上になるためである
が、押付け力を一定にしても冷却ドラム及びサイド堰共
に鋳造前の予熱や鋳造中の溶湯からの熱によって不均一
に変形するので、上記ギャップを抑制するのが困難であ
る。
【0005】特に、鋳造初期はサイド堰とドラム端面と
の擦り合せが十分でなく、かつ溶湯からの熱による変形
が大きいためシール不良になりやすい。初期のシール不
良を防ぐには、サイド堰の押力(面圧)を大きくして、
急速に摩耗を進行させると共に、サイド堰の熱変形を矯
正することが必要である。しかし、かかる場合、サイド
堰と冷却ドラム端面間の摩擦力が大きくなって、ドラム
起動が不可能になったり、起動できたとしてもタイムラ
グが生じ、安定操業を阻害する。
【0006】一方、鋳造期間中、大きな押付け力を維持
しておくことは冷却ドラム及びサイド堰の摩耗が早く経
済的でなく、又、サイド堰に生じた大きな摩耗溝はその
溝の渕が欠損し易くて欠損材の鋳片への巻き込みが生じ
たり、溝の縁と凝固シェルの接触により鋳片の端部形状
を不良にしたりする鋳造トラブルを引き起こし易い等の
問題がある。
【0007】そこで定常操業でサイド堰の面圧を低下す
ることも考えられるが、このような面圧低下を行うタイ
ミングが難かしく、このタイミングが早過ぎるとシール
不良を起し、また遅ぎるとセラミックプレートの寿命を
短くしてしまう。同様に、ギャップを一定に保持する制
御方式では鋳造準備期間中及び鋳造初期の冷却ドラム及
びサイド堰の不均一な熱変形により、鋳造期間中、ドラ
ムとサイド堰の摺動面の全領域において、ギャップを一
定に維持する事が極めて困難となる。
【0008】本発明は、従来のこれらの問題点を解決す
るもので、冷却ドラム端面へのサイド堰押付け方法にお
けるサイド堰摩耗量の低減とサイドシールの確保を両立
させることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、特に鋳造初期におけるサイド堰の押圧力を
制御する鋳造方法を提供するものである。すなわち、本
発明の要旨は、回転する一対の冷却ドラムの両側面に一
対のサイド堰を押付けて湯溜り部を形成し、前記冷却ド
ラムを回転することにより前記湯溜り部内の溶湯を冷却
して薄帯を連続的に鋳造する方法において、前記薄帯の
鋳造開始前に予め前記サイド堰の熱変形を測定し、次い
で、該サイド堰を冷却ドラムが回転可能な面圧で冷却ド
ラム端面に押付けた後、前記湯溜り内に溶湯を注入し、
該溶湯の湯面が所定の位置に達したのち冷却ドラムを回
転して鋳造を開始するとともに、前記サイド堰を、該サ
イド堰の熱変形を矯正できる面圧以上であって、かつサ
イド堰の摺動面が破損しない面圧以下の面圧、或いは前
記サイド堰を、該サイド堰の熱変形を矯正できる押込み
速度以上であって、かつサイド堰の摺動面が破損しない
押込み速度以下の押込み速度によって、しかも熱変形平
衡時間の80%以上の時間が経過し、かつ熱変形予想量
以上にサイド堰が変位(押込まれる)するまで冷却ドラ
ム端面に押付け、前記時間が経過し、サイド堰が押込ま
れた後、前記サイド堰摺動面の摩耗量が最小になるよう
に前記押付け面圧を下げ、摩耗抑制状態にして鋳造を継
続するところにある。
【0010】
【作用】以下、本発明を図面に基づき詳細に説明する。
先ず、オフライン試験で、サイド堰の熱変形量を複数点
測定し、各点における変形量と熱変形平衡時間を測定
し、それら測定値の内最大の熱変形量をX0 とし、又最
長の変形平衡時間をT0 とする。
【0011】例えば、図2に示すように測定点5点の
内、A点のサイド堰熱変形量Xが最大であるので、これ
をX0 (=0.4mm)とし、またE点の熱変形平衡時間
Tが最長であるので、これをT0 (=75sec )とす
る。上記平衡時間Tおよび熱変形の予想量Xはオフライ
ンシュミレーターによって溶湯接触時間と作動トランス
変位量の関係より求めることができる。また、熱変形予
想量Xは実鋳造時のサイド堰の摩耗偏差からも推定する
ことができる。
【0012】次に、図1に示す一対の冷却ドラム1,1
の間隙を鋳片厚に合わせてセットし、その両端面2,2
に、前述のサイド堰3,3を押付け装置5によって押付
けて湯溜り部4を構成する。該サイド堰の摺動面(例え
ばセラミックプレート貼付)への押付け圧力は冷却ドラ
ムが容易に回転できる面圧にする。このようにして湯溜
り部4を構成した後、該湯溜り部に溶湯Mを注入し、鋳
造を開始する。
【0013】冷却ドラム1,1が回転を始めた直後に、
サイド堰の圧面Pを、前記熱変形量X0 を矯正できる面
圧以上(但し、セラミックプレートを破損しない面圧)
に大きくして冷却ドラム端面に押付ける(例えばX0
0.4mmの場合、P=6Kg/cm2 以上)。このような押
付け操作によって冷却ドラム起動に影響を与えずにセラ
ミックプレートの急速摩耗と、サイド堰熱変形の矯正を
可能とし、これにより初期のシール不良を防止すること
ができる。
【0014】次に、鋳造中のサイド堰の変位を検出し、
その位置と変位時間が以下の2条件を満足した時点で、
面圧を低下して定常鋳造(摩耗抑制)に移行する。 (1)サイド堰が熱変形予想量X0 以上の変位量に押込
まれていること。 (2)冷却ドラムの起動直後から熱変形平衡時間T0
80%以上経過していること。
【0015】以上の操業により、サイド堰の熱変形の矯
正を必要かつ十分に行うことができるのでシール不良を
起こすことなく、セラミックプレートの摩耗を抑制しつ
つ安定な鋳造を行うことができる。この鋳造状態を図3
に示す。図3は熱変形予想量X0 を0.4mm、熱変形平
衡時間T0 を75秒とした場合の、鋳造開始から面圧低
下開始までの時間と面圧低下開始までのサイド堰変位量
(押込み量)の関係を示したもので、図中の適正領域内
で定常鋳造が行われる。
【0016】なお、サイド堰の変位量(押込み量)の制
御はサイド堰押付け圧力制御およびサイド堰押込み速度
制御の2方法で実施できる。すなわち、前者で行う場合
の例を図4で説明すると、冷却ドラムの起動に備えて、
サイド堰を予め約5Kg/cm2 の面圧で冷却ドラム端面に
押付けた状態から、ドラム起動直後、急速に湯漏れせず
かつセラミックプレートの破損のない面圧、約8Kg/cm
2 に上昇し、サイド堰熱変形の矯正を行って鋳造初期の
シールを確保し、この面圧を保持したままサイド堰を押
込んで行き、その押込み量(サイド堰変位量)XがX0
となり、かつ面圧押付け時間Tが0.8×T0 となった
とき、押付け圧力を低下し、以降は所定の圧力でサイド
堰を押付けながら定常鋳造(摩耗抑制期)を行う。
【0017】また、後者で行う場合の例を図5で説明す
ると、予め面圧約5Kg/cm2 に相当するサイド堰変位量
(押込み量)を冷却ドラム端面に与えておき(a)、冷
却ドラム起動時に押込み速度10μ/secで5秒間急速
に押込み(b)、その面圧を10Kg/cm2 近くに上昇し
て鋳造初期のシールを確保し、次に所定の速度4μ/se
c で30秒間押込みを継続した後(c)、ややその速度
を下げて2μ/sec で10秒間押込み、サイド堰予想変
位量XがX0 に達したとき、定常押込み速度1μ/sec
とする。このときの面圧押付け時間Tは0.8×T0
なる。
【0018】以上のような初期鋳造を行うと、初期鋳造
で頻発する湯漏れを防止するとともに摩耗抑制期への切
替えを確実に行うことができる。
【0019】
【実施例】図1に示す装置により表1に示すような鋳造
を行った。このときの冷却ドラムは幅:800mm、径:
1200mmであり、また対象鋼種:sus304、鋳造
速度:80cm/分、鋳造弧角40deg 、板厚2.3mmで
あった。
【0020】
【表1】
【0021】表1より明らかのように、本発明の鋳造方
法によれば鋳造スタートのトラブルがなく、所望の鋳造
量が完鋳できたのに反し、比較例ではいずれも鋳造もし
くは巻取りの中断が生じた。
【0022】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば冷却
ドラム起動に影響を与えることなく初期シール不良を皆
無にできるとともに、早期かつ確実に定常状態(面圧低
下による摩耗抑制状態)に移行することができ、その結
果、長時間の安定シールが可能となり鋳造歩留を著しく
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】双ドラム方式の連続鋳造機の主要部の概略斜視
図である。
【図2】サイド堰熱変形予想量と鋳造時間との関係を示
す図である。
【図3】面圧低下開始時までのサイド堰変位量と面圧低
下開始時までの時間との関係を示す図である。
【図4】押付け圧力制御におけるサイド堰面圧およびサ
イド堰変位量と鋳造時間との関係を示す図である。
【図5】押込み速度制御におけるサイド堰面圧およびサ
イド堰変位量と鋳造時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
1…冷却ドラム 2…冷却ドラム端面 3…サイド堰 4…湯溜り部 5…押付け装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇山 洋一 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 服部 英則 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (56)参考文献 特開 平5−154615(JP,A) 特開 平2−46951(JP,A) 特開 平4−46656(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 11/06 330

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転する一対の冷却ドラムの両端面に一
    対のサイド堰を押付けて湯溜り部を形成し、前記冷却ド
    ラムを回転することにより前記湯溜り部内の溶湯を冷却
    して薄帯を連続的に鋳造する方法において、前記薄帯の
    鋳造開始前に予め前記サイド堰の熱変形量を測定し、次
    いで、該サイド堰を前記冷却ドラムが回転可能な面圧で
    冷却ドラム端面に押付けた後、前記湯溜り内に溶湯を注
    入し、該溶湯の湯面が所定位置に達したのち冷却ドラム
    を回転して鋳造を開始するとともに、前記サイド堰を、
    前記サイド堰の熱変形を矯正できる面圧以上であって、
    かつサイド堰の摺動面が破損しない面圧以下の面圧で、
    しかも熱変形平衡時間の80%以上の時間が経過し、か
    つ熱変形予想量以上にサイド堰が変位するまで冷却ドラ
    ム端面に押付け、前記時間が経過し、サイド堰が変位し
    た後、前記サイド堰摺動面の摩耗量が最小になるように
    前記押付け面圧を下げ、摩耗抑制状態にして鋳造を継続
    することを特徴とする双ドラム式薄帯連続鋳造方法。
  2. 【請求項2】 前記サイド堰を、該サイド堰の熱変形を
    矯正させる押込み速度以上であって、かつサイド堰の摺
    動面が破損しない押込み速度以下の押込み速度で、しか
    も熱変形平衡時間の80%以上の時間が経過するまで冷
    却ドラム端面に押付けることを特徴とする請求項第1記
    載の方法。
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