JP2949711B2

JP2949711B2 - 未凝固圧下用連鋳ロール

Info

Publication number: JP2949711B2
Application number: JP2884389A
Authority: JP
Inventors: 敏彦村上; 恒夫山田; 健中井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1989-02-08
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JPH02207953A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、品質の良好な金属薄鋳片の連続鋳造装置に
用いる未凝固圧下用連鋳ロールに関するものである。

（ロ）従来技術近年、精錬技術や鋳造技術の著しい進歩により品質性
状の良好な鋳片の製造が容易化したことや省力・省エネ
ルギ思想の高まり等を背景として、熱間圧延を施すこと
なく溶湯から直接的かつ連続的に薄板材を製造しようと
の試みが比較的融点の低い非鉄金属ばかりか鉄系金属に
まで行われるようになってきた。

そして、金属薄鋳片を連続的に鋳造する手段として、
これまで次のような方法が提案されている。

（ａ）ベルト式壁面移動モールド（垂直または水平）
を使用した連続鋳造法。

（ｂ） “SMS（シュレーマン・ジマーク）式”と呼ば
れる異形断面モールドを使用した連続鋳造方法（特開昭
60−158955号公報）。

なお、このSMS式連続鋳造法は、第10図から第12図ま
でに示されるように（第10図は平面図を、そして第11図
は第10図のXI−XI断面図、第12図は第10図のXII−XII断
面図をそれぞれ示している）、モールド4aの長辺41が中
央部で拡開して注湯部42を構成し、かつ長辺注湯部42は
鋳片出側へ下がるに従って絞られる逆三角形状又は長方
向形状（図示せず）の移行面となった上下開放モールド
によって連続鋳造する点を特徴とするものである。

（ｃ）太鼓状モールド（第３図）から凸クラウン鋳片
を鋳出し、出側直後にカリバーロールと水平ロールとか
らなる圧延群を配して薄鋳片を製造する方法（特開昭55
−139103号公報）。

上記のうちの“ベルト式壁面移動モールドを使用する
方法”には、ベルト冷却の困難さによるメンテナンス費
用やランニングコストが高いと言う問題のほか、この種
のモールドでは配設に大きな困難性を伴いがちな“浸漬
ノズル"8aによる断気注湯を行わないと表面品質を維持
するのが難しいとの問題点があり、また、“SMS式連続
鋳造法”には、漸次ではあるがモールド4a内で鋳片断面
積を大きく減少させるためにモールド内面と鋳片表面と
の間に大きな摩擦力が生じ、この摩擦抵抗により、鋳片
に割れが発生したり、モールド内面の摩耗が激しくてモ
ールド寿命が短くなるとの問題点が指摘される上、断面
が漸次縮小するモールド構造の故に、モールドオシレー
ションによって湯面変動が増幅され、これが鋳片品質に
悪影響を及ぼすと言う問題もあった。

そして、前記“多ロール式連続鋳造法”には、第９図
に示すように、未凝固部でのロール10の圧縮が溶湯６の
移動を激しくするために内部品質が悪影響を受けたり偏
析を生じやすい問題、また、凝固シェル５がロール10に
よって曲げ変形を受けて内部割れが発生するという問題
等が指摘されている。

上記の偏析の問題は、第４図（Ａ）に示すように、水
平ロール10は中央部に近づくに従って小径となり、その
小径部での強度確保のため、全体のロール径（軸方向両
端部分）が大きくなり、その結果、ロール曲ピッチが広
がることになる。そのために、ロール間バルジングによ
り、溶鋼移動が均一に行われず、溶鋼が激しく変化する
と考えられる。

このように、従来の薄鋳片連続鋳造法は、いずれも十
分に満足できる品質の薄鋳片を良好な作業性の下で安定
製造すると言う観点からは未解決な問題が多く、その成
果は、特に鉄系金属薄板材の工業的製造においては熱間
圧延を伴う従来法に代替し得るほどの域に達していない
のが現状であった。

（ハ）発明が解決しようとする課題本発明が解決しようとする課題は、薄鋳片の連続鋳造
装置において、内部に未凝固層を有する鋳片を連続的に
圧下することにより、品質の良好な薄鋳片を安定して製
造することのできる未凝固圧下用連続ロールを得ること
にある。

（ニ）課題を解決するための手段本発明の未凝固圧下用連鋳ロールは、長辺壁に挟まれ
た両短辺壁の寸法が目的とする薄鋳片厚と実質的に同じ
で、長辺壁中央部における長辺壁相互間の距離が浸漬ノ
ズルの使用を可能とする分だけ膨らんだ横断面形状を有
する上下開放モールドの下流の引き抜かれた鋳片内に未
凝固部が残留する範囲内の位置に、前記モールド長辺壁
中央部のモールド横断面膨出部に相当する部位における
対向面距離を入側から出側方向にかけて漸次圧下して長
方形断面の薄鋳片にする複数の連鋳ロールにおいて、該
連鋳ロールを軸方向に３分割し、該各分割ロールにカリ
バーを設け、該分割ロールをそれぞれ独立して支持し、
該分割ロールのうち、軸方向両端部に位置する分割ロー
ルの軸を鋳片のクラウンにそってそれぞれ傾斜させるこ
とからなる手段によって、上記課題を解決している。

（ホ）作用従来のカリバーロールは、小径１本ロールで行ってい
たため、ロール中央部の小径部では、溶鋼静圧、圧下荷
重に耐えることができない。そのため、小径部のロール
径は大径となり、さらに両側の大径部はますます大径と
なり、ロール間ピッチを広くしていた。

本発明のロールでは、ロール１本にかかる溶鋼静圧、
圧下荷重を数本のロールで分担して受け持つことによ
り、ロール１本当りの荷重を小さくして、全体のロール
の小径化を図っている。すなわち、小径分割、または傾
斜型ロールを用いることによりロール間ピッチを最小に
してバルジングを抑え、湯面変動、鋳片品質悪化を防止
している。

（ヘ）実施例第１図から第８図までを参照して、薄鋳片の連続鋳造
装置に用いる本発明の未凝固圧下用連鋳ロールの実施例
について説明する。

本発明の未凝固圧下用連鋳ロール20は、第１図および
第２図に示すように、長辺壁に挾まれた両短辺壁の寸法
が目的とする薄鋳片厚と実質的に同じで、長辺壁中央部
における長辺壁同士の距離が浸漬ノズルの使用を可能と
する分だけ膨らんだ横断面形状を有する上下開放モール
ド30（第３図）の下流の引き抜かれた鋳片内に未凝固部
が残留する範囲内の位置に、モールド30の長辺壁中央部
のモールド横断面膨出部に相当する部位における対向面
距離を入側から出側方向にかけて漸次圧下して長方形断
面の薄鋳片にする装置に用いられる。

本発明の連鋳ロール20は、第１図に示すように、ロー
ル20を軸方向に複数に分割し、分割ロール21,22をそれ
ぞれ独立して支持する。

図示例では、ロール20は３分割されている。

また、第２図に示すように、分割ロール21,22のう
ち、軸方向中央に位置する分割ロール21を除く他のロー
ル22の軸を鋳片７のクラウンにそってそれぞれ傾斜させ
ることもできる。このように、軸を傾斜させることによ
り、ロール径をさらに小さくし、ロール間ピッチを小さ
くすることができる。

ここに示すものは、小径３分割カリバーロールの一例
であるが、このように分割数、傾斜角度の選択によって
従来の１本タイプのカリバーロールに発生するロール間
バルジングによる湯面変動、鋳片品質悪化を招くことな
く未凝固圧下を可能にすることができる。

次に、ロール20を分割することによる効果について説
明する。第４図に従来から使用されているカリバーロー
ル10の撓みモデルを示す。（Ａ）図は鋳型下部の１本カ
リバーロール10による鋳型サポート状況を示す。（Ｂ）
図は（Ａ）図における溶鋼静圧＋圧下力を等分布荷重ｗ
とし、材料力学の梁の撓みモデルを示したものである。

したがって、単純モデルでロール10に発生する撓みを
求めると式のようになり、また、ロール10の断面二次
モーメントＩを表す式をへ代入すると下記式が得
られる。

ただし、式からわかるように、未凝固圧下時におけるロール撓
みy_maxを１本ロール10と分割ロール20とで比較すると分
割ロールの場合、が分割数だけ小さくなるので、ロー
ル径ｄも小径にすることが可能である。例えば、１本ロ
ール時のスパンを２分割にするとロール径ｄは1/4で
よいことになる。

ただし、 y_max:中央部の最大撓み w:等分布荷重（静鉄圧＋圧下力）：サポートスパン E:材料の縦弾性係数 I:断面二次モーメント d:ロール径次に、ロール間ピッチと湯面変動との関係について、
第５図および第６図を参照して説明する。

ロール間バルジング部の面積Ａ、ロール間ピッチＳ、
およびバルジング量ｈは、それぞれ下記，，式で
表される。

ただし、 r:半径 α：角度：円弧の長さ上記，，式を用いてロール間ピッチＳの湯面レ
ベル変動量Ｋとの関係を求めた結果を第７図に示す。こ
の場合、条件を次のように簡素化した。

（１）ロール３段階でバルジングが生じると仮定す
る。

（２）ロール間の左右でバルジングが生じるので、２
倍の変位が起る。

（３）本発明のロールのロール間ピッチＳ＝135mm、
従来のロールのロール間ピッチＳ＝200mmとする。

（４）モールドの厚みｍを100mmとする。

本発明ロールと従来ロールとの湯面レベル変動輻を第
８図に示す。

（ト）効果本発明の連鋳ロールを用いることにより、未凝固圧下
をロールによって実施しても、湯面変動および品質上の
問題を起すことなく、安定した鋳造が可能なる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明にもとづく分割ロールの実
施例の平面図。第３図は従来の薄鋳片連続鋳造用モール
ドの平面図。第４図は従来の連鋳ロールの圧下モデルの
説明図。第５図および第６図は連鋳ロール間ピッチと鋳
片のバルジングおよび湯面レベル変動との関係を求める
モデルの説明図、第７図および第８図は本発明の連鋳ロ
ールを用いた結果を示すグラフ。第９図は従来の連鋳ロ
ールを用いた連続鋳造装置の縦断面図。第10図は従来の
SMS式薄鋳片連続鋳造方法に用いられるモールドの平面
図。第11図および第12図は第10図のXI−XI線およびXII
−XII線からみた断面図。 20:連続ロール、21,22:分割ロール 30:モールド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/128 340

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】長辺壁に挟まれた両短辺壁の寸法が目的と
する薄鋳片厚と実質的に同じで、長辺壁中央部における
長辺壁相互間の距離が浸漬ノズルの使用を可能とする分
だけ膨らんだ横断面形状を有する上下開放モールドの下
流の引き抜かれた鋳片内に未凝固部が残留する範囲内の
位置に、前記モールド長辺壁中央部のモールド横断面膨
出部に相当する部位における対向面距離を入側から出側
方向にかけて漸次圧下して長方形断面の薄鋳片にする複
数の連鋳ロールにおいて、該連鋳ロールを軸方向に３分
割し、該各分割ロールにカリバーを設け、該分割ロール
をそれぞれ独立して支持し、該分割ロールのうち、軸方
向両端部に位置する分割ロールの軸を鋳片のクラウンに
そってそれぞれ傾斜させたことを特徴とする未凝固圧下
用連鋳ロール。