JP3623031B2 - 金属ストリップ鋳造方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、双ロール鋳造機を用い連続的に鋳造ストリップ品を製造するための金属ストリップ鋳造方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
双ロール鋳造機においては、冷却され相反方向に回転する一対の水平鋳造ロール間に溶融金属を導くことによって、動いている鋳造ロール表面上で金属殻を凝固させ、それら金属殻をロール間隙にて合わせて、ロール間隙から下方に送給される鋳造ストリップ品を生み出す。本明細書では、「ロール間隙」という用語で、ロール同士が最接近する領域一般を指すものとする。溶融金属を取鍋から小容器へと注ぎ、そこからロール間隙上方に位置した金属供給ノズルを通して流してロール間隙へと向かわしめ、ロール間隙上に配しロール間隙長さ方向に延びる溶湯溜めを形成することができる。この溶湯溜めを、ロール端と摺動係合するよう保持された側部閉止構造物で閉じ込めることにより、溶湯溜め両端からの溶融金属流出をせき止めることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
側板と鋳造ロール端面との間に良好なシール係合を持続することは非常に重要である。なぜなら、漏れが起きると鋳造ストリップ品の端部にひどい欠陥が生じたり、漏れた金属が凝固して側板の摩耗面が急速に壊されたりシールが全く効かなくなってしまったりし得るからである。鋳造中に鋳造ロール端が熱膨張変形することによりこの問題が悪化する。各回転の間に溶湯溜めを通るロール部分が、溶湯溜めの上側からロール間隙まで動くにつれて次第に熱せられる。従って、ロール間隙の領域で鋳造ロール中央部分が鋳造ロール上部よりも外方に膨張する傾向があり、それが鋳造中に鋳造ロール端面を変形させる。これが原因で、ロール間隙に隣接した側板の極端な摩耗が起き得る。本発明では、これらの問題を軽減するように側板を取付け、鋳造ロール端にあてがうことができる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、間にロール間隙を形成する一対の鋳造ロール上に溶湯溜めを支持し、ロール間隙端部で鋳造ロールの端面に一対の側部閉止構造物をあてがうことにより溶湯溜めを閉じ込め、鋳造ロールを相反方向に回転させてロール間隙から下方に通る鋳造ストリップ品を生み出す金属ストリップ鋳造方法において、鋳造ロールの前記端面に側部閉止構造物をあてがうことを、側部閉止構造物の傾動を許す枢着接続部により各側部閉止構造物に一つずつ接続された一対の略水平に作用するスラスタによって行ない、スラスタが枢着接続部にて側部閉止構造物に、対向する内方力を加え、枢着接続部各々を、溶湯溜めの溶融金属により各側部閉止構造物に加えられる外方力の作用力中心より下に配置することを特徴とする、金属ストリップ鋳造方法が提供される。
【0005】
各枢着接続部を作用力中心より下方に配したことにより、各側部閉止構造物の下部が鋳造ロール内方に押付けられるような方向に、各側部閉止構造物が溶湯溜めの溶融金属により加えられる外方力により回転して押付けられる。
【0006】
好ましくは、更に、枢着接続部は少なくとも0.5cm、より好ましくは1cm程、作用力中心より下方に配する。
【0007】
本発明により更に、間にロール間隙を形成する一対の略水平な鋳造ロールと、鋳造ロール間のロール間隙に溶融金属を送給して鋳造ロール上に支持される溶融金属の溶湯溜めを形成する金属供給装置と、鋳造ロールの端面に係合して溶湯溜めの側部閉止部を形成する一対の側部閉止構造物と、鋳造ロール冷却装置と、鋳造ロールを相反方向に回転させてロール間隙から下方に送給される鋳造ストリップ品を生み出す回転装置とで構成された金属ストリップ鋳造装置において、側部閉止アプリケータを側部閉止構造物の傾動を可能とする枢着接続部により各側部閉止構造物に1つずつ接続された一対の略水平に作用するスラスタで構成し、該スラスタを、前記枢着接続部において側部閉止構造物に対向内方閉止力を加えるよう配し、各枢着接続部を、鋳造装置使用時に溶湯溜めの溶融金属により各側板に加えられる外方力の作用力中心より下にあるようなロール間隙上方の高さレベルに配することを特徴とする、金属ストリップ鋳造装置が提供される。
【0008】
両方の側部閉止構造物は、鋳造ロール端に係合する一対の側板と、側板を保持し、前記枢着接続部によりスラスタに枢着接続された一対の側板ホルダーとで構成することができる。
【0009】
両方のスラスタは一対の流体圧シリンダ装置で構成することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面を参照しつつ詳細に記述する。
【0011】
図示した双ロール鋳造機では、主機フレーム11が一対の平行な鋳造ロール12を支持する。鋳造作業中、溶融金属を取鍋13から耐火取鍋出口シュラウド14を経てタンディッシュ15に送り、次いで金属供給ノズル16を経てロール間隙17へ送る。そのようにしてロール間隙17に送られた溶融金属がロール間隙17上に溶湯溜め20を形成し、この溶湯溜め20は鋳造ロール12端にて一対の側板18により閉じ込められる。該一対の側板18は一対の油圧シリンダ装置22から成る一対のスラスタ21によって鋳造ロール12段付き端に保持されている。溶湯溜め20の上面(一般に「メニスカス」レベルと呼ばれる)が金属供給ノズル16の下端よりも上に来て、金属供給ノズル16下端が溶湯溜め20に浸漬することができる。
【0012】
鋳造ロール12を水冷することにより、動いている鋳造ロール12表面上で金属殻を凝固せしめて、ロール間隙17にてそれら金属殻を合わせて鋳造ロール12出口で鋳造ストリップ品19を造る。この品は標準コイラ(図示せず)に送給できる。
【0013】
上記で例示・記述した双ロール鋳造機は、オーストラリア特許第631728号と第637548号及びアメリカ特許第5,184,668号と第5,277,243号で幾分詳細に例示・記述したのと同様のものである。本発明の一部を構成しない適宜の構造的詳細についてはそれらの特許を参照することができる。
【0014】
本発明によれば、スラスタ21に旋回するよう接続された側板ホルダー25に側板18が取付けられるので、側板18は枢着接続部を中心に傾動でき、スラスタ21が枢着接続部を介し対向力を加える。
【0015】
図3と図4から良くわかるように、各側板18が側板ホルダー25に取付けられ、側板ホルダー25が枢着ピン26によりスラスタ本体27に枢着接続され、スラスタ本体27は部品30にて、対応する油圧シリンダ装置22のピストン棒28に接続される。従って、各側板18とそれに対応する側板ホルダー25は、対応する枢着ピン26を中心に旋回できる側部閉止構造物を形成する。各スラスタ21は油圧シリンダ装置22の1つと、対応するスラスタ本体27とで構成される。油圧シリンダ装置22伸縮時に水平に動くよう、スラスタ本体27は軌道29上を走行するよう拘束される。この構成により、内向き閉止力が油圧シリンダ装置22によって枢着接続部を介し有効に側板ホルダー25に加えられ、側板18は側板ホルダー25と共に枢着接続部を中心に旋回でき、枢着ピン26を中心にした側板18の前後傾動が可能となる。枢着ピン26は鋳造ロール12間のロール間隙17レベルよりも上方の高さ位置に位置決めされるが、その高さは、側板18底端が内方に押付けられて溶湯溜め20底部に増加シール圧力を生み出すような方向へと、溶湯溜め20内の溶融金属により側板18に加えられる外方力の作用力中心E(図5、6参照)が側板18下端を枢着ピン26を中心に回転して鋳造ロール12端面に押付けるような高さである。このような構成により、鋳造中の熱膨脹による鋳造ロール端面の変形を受け入れるよう側板18を傾けることもでき、それと同時に、溶湯溜め20底部での増加した鉄静圧力(従って漏れは該底部で最も起きやすい)に対抗するよう溶湯溜め20でのシール圧力を増加させる押付け作用も持続される。
【0016】
枢着接続部の適切な位置決めは、鋳造ロール12の半径r、溶湯溜め20の高さh、及び鋳造されるストリップ厚dによって決められる(図5、6参照)。枢着接続部の正しい位置決めを決める仕方を図5〜図7に関して記述する。
【0017】
図5と図6は、枢着接続部の正しい位置決めを決めるために考慮すべき重大なパラメーターを示している。図5に示すように液鋼により側部閉止物に加えられる静圧力を考慮する。液鋼によって加えられる力は、2つの鋳造ロール、溶湯溜め高さ及びロール間のギャップにより画成される領域にわたって加えられるので、側板の実際の形は重要でないことに注目すべきである。ロール間隙の下では鋼は固体であると考えることができる。
【0018】
側板に対し液鋼の静圧力により与えられる力は点E(作用力中心)に集まるとみなすことができる。作用力中心の水平位置は溶湯溜めの対称軸線上にあるとみなすことができる。この作用力中心の縦方向位置は、未知の位置E(図6参照)についてモーメントを考慮することによって見つけることができる。この位置(x)での鉄静圧力はρgxで与えられ、要素上の力はρgx(y+d/2)dxで与えられる。この要素の未知位置Eについての回転モーメントはρgx(y+d/2)dx(x−E)で与えられる。作用力中心の定義は全モーメント合計をゼロにする位置である。
【0019】
【数1】
従って、作用力の中心は次式から見出すことができる。
【0020】
【数2】
これら積分の評価により次式に至る。
【0021】
【数3】
すると、ロール間隙上方の作用力中心の位置はh−Eによって与えられる。この関数を、図7で、ストリップ厚と溶湯溜め高さを変えてプロットした。
【0022】
この作用力中心のわずかに下の縦位置において、枢着接続部を介して側板に力を加えることにより、枢着接続部の下の側板がより力強くロールにあてがわれることになる。この場合、外向き鋼鉄静圧力が枢着接続部を介して働いて、側板下部を内方に押圧し、改善されたシールを提供する。もし枢着接続部が(溶湯溜めの動きにより又は悪判断で)作用力中心よりも上に配置されると、漏れの可能性ははるかに高まる。
【0023】
最適な枢着接続部位置は作用力中心のわずかに下である。より詳細には、枢着接続部を作用力中心のレベルよりも下に0.5〜3cm離間するのが好ましい。特に、間隔が1cm台であるのが好ましい。
【0024】
実施態様は単なる例示であり、その細部に限定されることなく、本発明はその範囲内で種々変更が可能である。例えば、側面板に対する外向き圧力の作用力中心レベルより少し下に枢着接続部の位置を定めることが望ましいのであるが、溶湯溜め下部でのシール力を高めることなしに熱膨張による鋳造ロール端の変形を受け入れるよう側板の比較的自由な傾動という利点を得るために、作用力中心と略同じレベル位置枢着接続部を配することが可能である。側板をスラスタに枢着接続する仕方も種々変更することができる。更に又、スラスタ本体27が水平に動くよう軌道29上を走行するよう規制されるため、油圧シリンダ装置をスラスタ本体に接続する仕方は重要ではなく、種々変更可能である。特に、油圧シリンダ装置を枢着接続部に整合並びさせる必要はなく、枢着接続部の高さより下又は上にすることができる。
【0025】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の金属ストリップ鋳造方法及び装置によれば、何れの請求項においても側板と鋳造ロール端面との間の良好なシール性を保持することができるため、溶湯の漏れが生じる虞れがなくなって鋳造ストリップ品の端部に欠陥が生じることがなく、従って良好な品質の鋳造ストリップ品を生産することができ、又鋳造中に鋳造ロール端面が変形する虞れがなくなるため側板の極端な摩耗を防止することができる、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】双ロール鋳造機の縦断面図である。
【図2】図1で示した双ロール鋳造機の平面図である。
【図3】鋳造機に組入れられ、引込み(非作動)位置にある一対の側板アプリケータ装置の一方を示す図である。
【図4】伸張(作動)位置にある側板アプリケータ装置を示す図である。
【図5】側板アプリケータの枢着接続部の正しい位置決めを行うために考慮に入れるべき重要なパラメーターを概略的に示す図である。
【図6】側板アプリケータの枢着接続部の正しい位置決めを行うために考慮に入れるべき重要なパラメーターを概略的に示す図である。
【図7】ストリップ厚さと溶湯溜め高さを変えて、側板に対する作用力中心の位置をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
12 鋳造ロール
15 タンディッシュ(鋳造供給装置)
16 金属供給ノズル(金属供給装置)
17 ロール間隙
18 側板(側部閉止構造物)
19 鋳造ストリップ品
20 溶湯溜め
21 スラスタ
22 油圧シリンダ装置(流体圧シリンダ装置)
25 側板ホルダー(側部閉止構造物)
26 枢着ピン(枢着接続部)
27 スラスタ本体
29 軌道
Claims (11)
- 間にロール間隙を形成する一対の鋳造ロール上に溶湯溜めを支持し、ロール間隙端部で鋳造ロールの端面に一対の側部閉止構造物をあてがうことにより溶湯溜めを閉じ込め、鋳造ロールを相反方向に回転させてロール間隙から下方に通る鋳造ストリップ品を生み出す金属ストリップ鋳造方法において、鋳造ロールの前記端面に側部閉止構造物をあてがうことを、側部閉止構造物の傾動を許す枢着接続部により各側部閉止構造物に一つずつ接続された一対の略水平に作用するスラスタによって行ない、スラスタが枢着接続部にて側部閉止構造物に、対向する内方力を加え、枢着接続部各々を、溶湯溜めの溶融金属により各側部閉止構造物に加えられる外方力の作用力中心より下に配置することを特徴とする、金属ストリップ鋳造方法。
- 各枢着接続部を作用力中心より下方に配したことにより、各側部閉止構造物の下部が鋳造ロール内方に押付けられるような方向に、各側部閉止構造物が溶湯溜めの溶融金属により加えられる外方力により回転して押付けられる、請求項1に記載の金属ストリップ鋳造方法。
- 枢着接続部を作用力中心よりも少なくとも0.5cm下に配した、請求項1又は2に記載の金属ストリップ鋳造方法。
- 枢着接続部を作用力中心よりも約1cm下に配した、請求項1又は2に記載の金属ストリップ鋳造方法。
- 間にロール間隙を形成する一対の略水平な鋳造ロールと、鋳造ロール間のロール間隙に溶融金属を送給して鋳造ロール上に支持される溶融金属の溶湯溜めを形成する金属供給装置と、鋳造ロールの端面に係合して溶湯溜めの側部閉止部を形成する一対の側部閉止構造物と、鋳造ロール冷却装置と、鋳造ロールを相反方向に回転させてロール間隙から下方に送給される鋳造ストリップ品を生み出す回転装置とで構成された金属ストリップ鋳造装置において、側部閉止アプリケータを側部閉止構造物の傾動を可能とする枢着接続部により各側部閉止構造物に1つずつ接続された一対の略水平に作用するスラスタで構成し、該スラスタを、前記枢着接続部において側部閉止構造物に対向してこれを閉止する内方力を加えるよう配し、各枢着接続部を、鋳造装置使用時に溶湯溜めの溶融金属により各側板に加えられる外方力の作用力中心より下にあるようなロール間隙上方の高さレベルに配することを特徴とする、金属ストリップ鋳造装置。
- 各枢着接続部を、鋳造装置使用時に前記作用力中心より下にあるようなロール間隙上方の高さレベルに配したことにより、側部閉止構造物下部が溶湯溜め内方に押付けられるような方向に、各側部閉止構造物が溶湯溜めの溶融金属により加えられる外方力により押付けられる、請求項5に記載の金属ストリップ鋳造装置。
- 枢着接続部を、使用時に前記作用力中心より少なくとも0.5cm下方にあるように配する、請求項5又は6に記載の金属ストリップ鋳造装置。
- 両方の側部閉止構造物を、鋳造ロール端面に係合する一対の側板と、該側板を保持し前記枢着接続部によりスラスタに枢着接続される一対の側板ホルダーとで構成した、請求項5乃至7のいずれかに記載の金属ストリップ鋳造装置。
- 両方のスラスタを一対の流体圧シリンダ装置で構成した、請求項5乃至8のいずれかに記載の金属ストリップ鋳造装置。
- 両方のスラスタを、流体圧シリンダ装置により作用され、前記枢着接続部により側部閉止構造物に枢着接続される一対のスラスタ本体で更に構成した、請求項9に記載の金属ストリップ鋳造装置。
- 流体圧シリンダ装置の作動時に略水平に動くよう抑制されるようスラスタ本体を軌道上に取付けた、請求項10に記載の金属ストリップ鋳造装置。
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