JP3076770B2 - 薄肉鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents
薄肉鋳片の連続鋳造方法Info
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配設した連続鋳造機により薄肉鋳片を連続的に鋳造する
際に、冷却ドラム端面とサイド堰との間を効率的に潤滑
することのできる連続鋳造方法に関する。
近い数mm程度の厚みをもつ薄肉鋳片を直接的に製造する
方法が注目されている。この連続鋳造方法によるときに
は、従来のような多段階にわたる熱延工程を必要とせ
ず、また最終形状にする圧延も軽度なもので済むため、
工程及び設備の簡略化を図ることができる。
方法の一つに、双ドラム法がある(特開昭60−137
562号公報参照)。図4は、この双ドラム法の概略を
説明するための斜視図である。すなわち、この方式にお
いては、互いに逆方向に回転する一対の冷却ドラム1
a、1bを水平に配置し、冷却ドラム1a、1b及びサ
イド堰2a、2bにより画成された凹部に湯溜まり部3
を形成する。溶融金属は、タンディッシュ等の容器から
注湯ノズルを介してこの湯溜まり部3に注湯され、この
湯溜まり部3の溶融金属4は、冷却ドラム1a、1bと
接する部分が冷却・凝固して凝固シェルとなる。
の回転に随伴して移動し、一対の冷却ドラム1a、1b
が互いに最も接近する位置、いわゆるドラムギャップ部
6で、それぞれの冷却ドラム1a、1bの表面で形成さ
れた凝固シェルが互いに圧着し、目的とする薄肉鋳片5
となる。ここで15は冷却ドラム端面、16は摺動面で
ある。
2a、2bは、実開昭63−90548号公報にも示さ
れているように、サイド堰ケースに収納された断熱材
と、該断熱材に植設されたベース部材と、該ベース部材
の冷却ドラムに対応する部分に植設されたセラミックプ
レートとにより構成されている。この構成により、鋳造
時には、サイド堰を冷却ドラム端面に押し付け、セラミ
ックプレートを冷却ドラム端面との間で摩耗させること
によって隙間をなくし、溶鋼もれを防止している。ま
た、サイド堰には、特開昭61−266160号公報に
も見られるように、一般に振動が付与されており、これ
がセラミックプレートの摩耗を助長している。
量は、冷却ドラム端面との摺動によるサイド堰セラミッ
クプレートの摩耗速度によって決まる。従って、セラミ
ックプレートの摩耗を抑制することが鋳造量の増大を図
る上で極めて重要である。このセラミックプレートの摩
耗は、その硬度、表面温度、粗度などの因子によって影
響される。そこで、セラミックプレートの摩耗を抑制す
るため、冷却ドラム端面に摺接するセラミックプレート
の摩耗面に潤滑剤を供給することが行なわれている。こ
れにより、潤滑剤が摩耗面に介在して摩耗を抑制すると
ともに、さらに、セラミックプレートの表面温度を低下
させ、冷却ドラム端面の荒れを防止することができるの
で、前記冷却ドラム摺動面とセラミックプレート摩耗面
との間の摩擦係数の低減につながり、結果的にサイド堰
の開放が防止されて、溶鋼のシール性向上が実現する。
に潤滑剤を供給する手段としては、特開昭63−248
547号公報に固体潤滑剤を冷却ドラム端面あるいはサ
イド堰セラミックプレート摩耗面にエアーシリンダーで
押し付ける、あるいは固体潤滑剤の微小粉末を液体に分
散させたものを噴霧して付着させる方法が提案されてい
る。
63−248547号公報のように、通常のサイド堰を
用い、固体潤滑剤を単純に付着させた場合に、摺動面に
十分な潤滑効果が得られるとは限らない。すなわち、冷
却ドラム端面の潤滑剤付着量が少ない場合や、付着量が
十分であっても、図2(a)に矢印で示した冷却ドラム
端面と摺接するサイド堰セラミックプレートのドラム回
転方向入り側部分11で潤滑剤が掻き取られるような場
合には、十分な潤滑効果は得られない。一方、冷却ドラ
ム端面の固体潤滑剤付着量が多過ぎると、溶鋼プール中
にサイド堰セラミックプレートとの摺動面から滲み出し
た潤滑剤が入り込むことによって溶鋼を汚染し、これを
防止しようとして、冷却ドラム端面とサイド堰セラミッ
クプレートとの間のギャップを大きくすると、湯が差し
やすくなるといった不具合を生じる場合が多い。
好な潤滑機能を発揮して長時間の安定した連続鋳造を可
能にならしめる連続鋳造方法を提供することを目的とす
るものである。
め、本発明は、以下の点を要旨とする。 (1)一対の冷却ドラムと一対のサイド堰との間に形成
した湯溜まり部に溶融金属を注入し、該溶融金属を前記
冷却ドラムの回転周面で冷却、凝固させながら薄肉鋳片
を製造する薄肉鋳片の連続鋳造方法において、冷却ドラ
ム端面と摺接するセラミックプレートのドラム回転方向
入り側部分が面取りされたサイド堰を用い、該サイド堰
のドラム回転方向入り側の上流位置の冷却ドラム端面
に、固体潤滑剤を面圧2〜15kgf/cm 2 で押し付けて連
続的に供給することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方
法。 (2)一対の冷却ドラムと一対のサイド堰との間に形成
した湯溜まり部に溶融金属を注入し、該溶融金属を前記
冷却ドラムの回転周面で冷却、凝固させながら薄肉鋳片
を製造する薄肉鋳片の連続鋳造方法において、冷却ドラ
ム端面と摺接するセラミックプレートのドラム回転方向
入り側部分が面取りされたサイド堰を用い、該サイド堰
のドラム回転方向入り側の上流位置の冷却ドラム端面
に、使用温度域で固体の潤滑剤(以下、固体潤滑剤とい
う)を押し込み速度0.1〜10mm/minで冷却ドラムの
端面に押し付けることを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造
方法。 (3)前記固体潤滑剤が、気孔率2〜60%の気孔を有
し、該気孔中に使用温度域で液体の潤滑剤が含浸された
成形体であることを特徴とする上記(1)又は(2)記
載の薄肉鋳片の連続鋳造方法。 (4)前記固体潤滑剤が、棒状成形体をなし、該成形体
の長手方向に1または2以上の貫通孔を有し、該貫通孔
中に使用温度域で液体の潤滑剤が埋設されていることを
特徴とする上記1又は(2)記載の薄肉鋳片の連続鋳造
方法。
サイド堰セラミックプレートの摺動面に容易に取り込ま
れる構造としたサイド堰を用い、固体潤滑剤を適正な面
圧または押し込み速度でもってドラム端面に押し付けな
がら供給するものである。従って、本発明を実施すれ
ば、潤滑剤の供給不足により潤滑不十分となったり、供
給過剰により溶鋼汚染や湯差しが生じたりするのを防止
して、固体潤滑剤を無駄なく、使用することが可能にな
るとともに、得られる潤滑効果によって長時間にわたり
安定した鋳造を実現することができる。
ば、潤滑剤の付着効率が飛躍的に向上するので、付着性
に劣る固体潤滑剤の使用も可能となるだけでなく、潤滑
効果の安定性が向上して、潤滑効果発現に必要な潤滑剤
供給量をより少量とすることができる。
ら詳細に説明する。まず、本発明で用いるサイド堰を図
1及び図2により説明する。図1のサイド堰2aにおい
て、外側はサイド堰ケース7で覆われ、冷却ドラム1b
の端面15に向かい合った内側は、サイド堰ケース7に
納められた断熱材8、ベース部材9、そしてその上に植
設されたセラミックプレート10の順で構成されてい
る。セラミックプレート10は冷却ドラム端面15の摺
動面16と直接摺り合う摩耗面20に沿って設けられて
おり、本発明では、図2(b)、(c)に示すように、
セラミックプレート10のドラム回転方向入り側部分1
1は平面あるいは曲面で面取りしてある。なお、図2
(a)は、従来の面取りしていないセラミックプレート
10を示している。
装置の一例を、図3に示す。すなわち、シリンダー17
a、17bによって潤滑剤14a、14bを所定の面圧
で冷却ドラム端面の摺動面16に押し付ける構造となっ
ている。この押し付け装置は、固体潤滑剤を所定の面圧
で冷却ドラム摺動面16に押し付けることができるよう
な構造であればよく、シリンダー17a、17bの代わ
りに伸長スプリングなどを用いることもできる。また、
シリンダー17a,17bの代わりに、潤滑剤の供給速
度を所定の供給速度に制御できる押し込み速度可変装置
を用いることもできる。
る。図5は、固体潤滑剤BNの押し付け面圧と、潤滑効
果の指標として最も重要なサイド堰のセラミックプレー
ト摩耗速度との関係を、サイド堰セラミックプレートの
ドラム回転方向入り側部分を平面あるいは曲面に面取り
した場合(加工あり)と面取りしない場合(加工なし)
に分けて示した図である。なお、面取りが平面であるか
曲面であるかの違いによる差はほとんどなく、従って、
両者を1本のグラフにまとめて示した。
方向入り側部分を平面あるいは曲面に面取りした場合に
は、固体潤滑剤が冷却ドラム摺動面とセラミックプレー
ト摩耗面との間に良好に供給される。それに対して、面
取りしない場合には、セラミックプレートのドラム回転
方向入り側部分で潤滑剤が掻き取られて、摺動面にうま
く供給できないため、押し付け面圧を大きくすることに
より、冷却ドラム摺動面への潤滑剤の固着を強くして潤
滑効果を発現させる必要がある。
多少異なるが、潤滑剤の押し付け面圧が小さくて、2kg
f/cm2 を割った場合は、ドラム摺動面に対する潤滑剤付
着量が少なく、従って、目的とする冷却ドラム摺動面と
セラミックプレート摩耗面との間への潤滑剤の供給量が
不足して、結果的に潤滑効果は発現しない。
潤滑剤消費指数、ドラム摺動面への潤滑剤付着指数、潤
滑剤に起因する鋳片欠陥発生指数、及び湯差し発生指数
との関係を示したものである。なお、ここでいう潤滑剤
消費指数、潤滑剤付着指数は、押し付け面圧20kgf/cm
2 時の潤滑剤消費量を1とした場合の相対値であり、鋳
片欠陥発生指数、湯差し発生指数は、全試験数を1とし
た場合の相対発生頻度である。
に伴って大きくなる。一方、潤滑剤消費量のうち、ドラ
ム摺動面への付着量を見てみると、潤滑剤押し付け面圧
が15kgf/cm2 までは面圧の増加に比例して付着量も増
えていく。しかし、その押し付け面圧に達すると、付着
量はほぼ飽和して、それ以上増加しなくなる。すなわ
ち、潤滑効果発現に必要なドラム摺動面への潤滑剤付着
量は、一定の押し付け面圧以下で十分であり、それを超
えて面圧を上げても潤滑効果には寄与せず、潤滑コスト
をアップさせるだけとなる。
消費量を増やしていくと、ドラム端面とセラミックプレ
ートの摺動部から溶鋼プール内に滲み出していく潤滑剤
の量が増加する。そして、この滲み出した潤滑剤が鋳片
に巻き込まれ、図6のように、鋳片欠陥の発生が急増す
る原因となる。また、ドラム摺動面への付着量が増えれ
ば、付着厚みも増加することになり、ドラム端面とセラ
ミックプレート間のギャップは大きくなる。その結果、
図6のように、ドラム端面とセラミックプレート間への
湯差しを盛んに誘発して、操業トラブルを引き起こす原
因ともなる。
度が低く押し付け面圧制御では、潤滑剤の安定供給がで
きない場合があるため、このような場合には、0.1〜
10mm/minの範囲で押し込み速度制御により、固体潤滑
剤を供給することができる。しかし、押し込み速度が
0.1mm/min未満では、ドラム摺動面に対する潤滑剤付
着量が少なく、目的とする冷却ドラム摺動面とセラミッ
クプレート摩耗面との間への潤滑剤の供給量が不足し
て、結果的に潤滑効果が得られないため、押し込み速度
の下限は0.1mm/minとする。一方、押し込み速度を1
0mm/minを越えて大きくしても、ドラム摺動面への潤滑
剤付着量は飽和して、潤滑効果には寄与せず、潤滑コス
トをアップさせるだけでなく、溶鋼プール内に滲み出し
ていく潤滑剤の量が増加して、鋳片欠陥を増加させるこ
ととなるため、押し込み速度の上限は10mm/minとす
る。
温度域で液体の潤滑剤を含浸させた固体潤滑剤(図1
0)や、棒状BN成形体(焼結体)の長手方向に設けた
貫通孔に使用温度域で液体の潤滑剤を埋設させた固体潤
滑剤(図11)を使用することによって、BN単体時以
上に、ドラム摺動面へのBNの付着効率を高めれば(図
12)、同一押し付け面圧時における潤滑効果はさらに
向上し、潤滑剤の使用量減によるさらなるコスト低減が
可能となる。
剤の付着効率を高めるためには、成形体の気孔率は少な
くとも2%は必要であり、成形体としての剛性維持の観
点からは、60%以下であることが好ましい。
BN以外でも、黒鉛、雲母、二流化タングステン、二流
化モリブデン、タルク、CaCO3 といった自己潤滑性
を有するものであればよい。
わせて、潤滑油、グリース、ワックス(ろう)、融点6
00℃以下の低融点ガラスといった使用温度域で液体と
なる潤滑剤を適宜選べばよい。
明では、セラミックプレートのドラム回転方向入り側部
分を平面あるいは曲面で面取りしたサイド堰を用い、固
体潤滑剤の押し付け面圧を2kgf/cm2 〜15kgf/cm2 と
するかまたは押し込み速度を0.1〜10mm/minとする
ことによって目的とする潤滑効果を得ることができて、
長時間にわたる連続鋳造が可能となる。
果について詳細に述べる。 (実施例1)試験に用いた水冷ドラムの材質はSUS3
04、サイド堰のセラミックプレートの材質はBN:5
0%、AlN:50%であり、ドラム回転方向入り側部
分を平面で面取りした。サイド堰の水冷ドラム端面への
押し付け面圧は従来、潤滑なしで3kgf/cm2 としてい
る。なお、摺動速度は80m/min であり、また、セラミ
ックプレートと水冷ドラム端面の摺動面との接触長さは
470mmであった。そこで、かかる装置に、ワックスで
保形した、外周直径10mmの円筒形状を有する二硫化タ
ングステン固体潤滑剤を用い、水冷ドラム摺動面への押
し付け面圧6kgf/cm2 で強制潤滑を施した。
耗面間の摩擦係数を水冷ドラムの回転トルク値から求
め、図7に示した。固体潤滑剤を用いない場合(潤滑な
し)に比べて、本発明の方が大幅に摩擦係数が減少して
いることがわかる。
を、図9はセラミックプレート摩耗面の摩耗量を、各々
摺動距離1km毎に測定した結果を示す。本発明を実施す
ることによりドラム端面、セラミックプレートともに摺
動面あるいは摩耗面の摩耗量が固体潤滑剤を用いない場
合に比べて著しく減少したことがわかる。これは、本発
明によって、1)潤滑効果の向上、2)表面温度の低
減、3)冷却ドラム摺動面の凹凸低減、を図ることがで
きた結果によるものと思われる。
置、条件において、材質がBNの固体潤滑剤を使用した
場合の結果を図7、図8、図9に示す。この場合も実施
例1の二硫化タングステンの場合と同様に、良好な潤滑
効果が得られた。
滑剤供給装置に押し込み速度可変装置を用い、それ以外
の装置、条件を上記実施例1と同様として、0.5mm/m
in(押し付け面圧6kgf/cm2 相当)の供給速度で固体潤
滑剤を供給した結果を図7、8、9に示す。この場合も
実施例1とほぼ同様の良好な潤滑効果が得られた。
条件において、気孔率45%の常圧焼結BN成形体に菜
種油を真空含浸させた固体潤滑剤を使用した場合の結果
を図7、8、9に示す。この場合には、実施例1、2よ
りもさらに良好な潤滑効果が得られた。
条件において、棒状ホットプレスBN成形体の長手方向
に貫通孔を設け、貫通孔中にステアリン酸系ワックスを
埋設させた固体潤滑剤を使用した場合の結果を図7、
8、9に示す。この場合にも、実施例1、2よりもさら
に良好な潤滑効果が得られた。
トドラム回転方向入り側部分を、面取りせずにドラム端
面に対して垂直のままとし、他の条件については実施例
1と同一条件で鋳造試験を行なった。その結果、セラミ
ックプレートの摩耗速度は潤滑なしの場合よりも減少し
たが、前述の実施例のような顕著な潤滑効果は得られな
かった。
の固体潤滑剤押し付け面圧を1kgf/cm2 として強制潤滑
を実施し、それ以外については実施例1と同じ条件で鋳
造試験を行なった。その結果、ドラム端面への潤滑剤の
付着量が少なくなり、前述の実施例のような顕著な潤滑
効果は得られなかった。
の固体潤滑剤押し付け面圧を20kgf/cm2 として強制潤
滑を実施し、それ以外については実施例1と同じ条件で
鋳造試験を行なった。その結果、ドラム端面への潤滑剤
の付着は良好であったが、鋳造途中で湯差しが発生した
ため、鋳造を中止した。また、鋳片の調査も行ない、潤
滑剤が介在物として鋳片端部に集中して存在し、これが
欠陥となっていることも判明した。
体潤滑剤の使用によって鋳造時間を延長することができ
るとともに、摩擦係数低減によるサイド堰の振動発生防
止、冷却ドラム端面あるいはセラミックプレートの寿命
延長などの効果もあって、薄肉鋳片を連続鋳造するに当
たり、長時間にわたって極めて安定した鋳造を行うこと
が可能となった。
拡大図。(b)及び(c)はいずれも本発明のサイド堰
構造の一例を示す断面拡大図。
斜視図。
視図。
クプレートの摩耗速度との関係を示す図。
ドラム摺動面への潤滑剤付着指数、潤滑剤起因の鋳片欠
陥発生指数、及び湯差し発生指数との関係を示す図。
ミックプレート間の摩擦係数と摺動距離との関係を示す
図。
動距離との関係を示す図。
摩耗量と摺動距離との関係を示す図である。
図。
図。
の潤滑剤付着指数との関係を示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 一対の冷却ドラムと一対のサイド堰との
間に形成した湯溜まり部に溶融金属を注入し、該溶融金
属を前記冷却ドラムの回転周面で冷却、凝固させながら
薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の連続鋳造方法において、
冷却ドラム端面と摺接するセラミックプレートのドラム
回転方向入り側部分が面取りされたサイド堰を用い、該
サイド堰のドラム回転方向入り側の上流位置の冷却ドラ
ム端面に、使用温度域で固体の潤滑剤(以下、固体潤滑
剤という)を面圧2〜15kgf/cm 2 で押し付けて連続的
に供給することを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。 - 【請求項2】 一対の冷却ドラムと一対のサイド堰との
間に形成した湯溜まり部に溶融金属を注入し、該溶融金
属を前記冷却ドラムの回転周面で冷却、凝固させながら
薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の連続鋳造方法において、
冷却ドラム端面と摺接するセラミックプレートのドラム
回転方向入り側部分が面取りされたサイド堰を用い、該
サイド堰のドラム回転方向入り側の上流位置の冷却ドラ
ム端面に、使用温度域で固体の潤滑剤(以下、固体潤滑
剤という)を押し込み速度0.1〜10mm/minで冷却ド
ラムの端面に押し付けることを特徴とする薄肉鋳片の連
続鋳造方法。 - 【請求項3】 前記固体潤滑剤が、気孔率2〜60%の
気孔を有し、該気孔中に使用温度域で液体の潤滑剤が含
浸された成形体であることを特徴とする請求項1又は2
記載の薄肉鋳片の連続鋳造方法。 - 【請求項4】 前記固体潤滑剤が、棒状成形体をなし、
該成形体の長手方向に1または2以上の貫通孔を有し、
該貫通孔中に使用温度域で液体の潤滑剤が埋設されてい
ることを特徴とする請求項1又は2記載の薄肉鋳片の連
続鋳造方法。
Priority Applications (9)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101774647B1 (ko) * | 2015-09-23 | 2017-09-05 | 현병찬 | 화분용 급수통 |
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1997
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JPH09295106A (ja) | 1997-11-18 |
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