JP4592764B2

JP4592764B2 - 双ドラム式連続鋳造機及びスラブ鋳造方法

Info

Publication number: JP4592764B2
Application number: JP2008006458A
Authority: JP
Inventors: 喜美影平; 英明水城; 努川水; 隆志岡本
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc
Current assignee: Primetals Technologies Holdings Ltd
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2028-01-16
Also published as: JP2009166085A

Description

本発明は双ドラム式連続鋳造機及びスラブ鋳造方法に関し、品質の良い袋とじ形状のスラブ（鋳片）を鋳造することができるように工夫したものである。

連続鋳造機は、精錬を終了した溶鋼を連続して鋳込み、直接、鋳片を製造するものである。このような連続鋳造機の一種として、双ドラム式連続鋳造機が開発されている（例えば特許文献１参照）。

更に近年では、鋳造する鋳片の厚さを厚くするように、ドラム形状に工夫をした双ドラム式連続鋳造機が案出されている（例えば特許文献２参照）。

特許文献２に示すような双ドラム式連続鋳造機では、ドラムとして、ドラムの軸方向の両端部の径が、軸方向の中央部の径よりも大きくなっている、いわゆる凹型ドラムを使用している。

このため、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような袋とじ形状となっているスラブ０１を鋳造することができる。ちなみに、図８（ａ）は双方のドラムを凹型ドラムとした双ドラム式連続鋳造機により鋳造したスラブ０１であり、図８（ｂ），（ｃ）は一方のドラムのみを凹型ドラムとした双ドラム式連続鋳造機により鋳造したスラブ０１である。

更に詳述すると、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、双方のドラムの間の最小ギャップにおける、スラブ０１の断面図であり、一方のドラムの周面に形成された凝固シェル０１ａと、他方のドラムの周面に形成された凝固シェル０１ｂとが、鋳片の幅方向の両端部において圧着・一体化され、内部（中心部分）に未凝固の溶鋼０１ｃを閉じ込めたスラブ０１が鋳造される。

なお、最小ギャップ部にて、凝固シェル０１ａ，０１ｂが圧接されて中心部分に溶鋼０１ｃを残した状態の袋とじ形状のスラブ０１は、ドラムから引き出されて搬送され、搬送中に冷却されることにより、中心部分の溶鋼０１ｃも凝固していく。

特開２００４−５０２２０特開２００６−１７５４８８特開２０００−３４３１８２

ところで、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような袋とじ形状となっているスラブ０１では、スラブの幅方向の両端部において、凝固シェルを圧着して内部（中心部分）に未凝固の溶鋼を閉じ込めるため、次のような品質上の問題点がある。

（１）端部のみ圧着するため、圧着部（両側の端部）と非圧着部（中央部、即ち、端部以外の部分）とで鋳片の組成が異なってしまう。
（２）中央部（端部以外の部分）では、未凝固の溶鋼を内在するため、端部に比べて冷却が遅れ、端部と中央部との冷却速度差に起因して、端部と中央部とで鋳片の組成が異なってしまう。
（３）このように、端部と中央部とで鋳片の組成が異なるため、鋳片を圧延して製品（薄板）にしたときに、幅方向の両端部のみ特性の異なる製品となってしまう。
（４）製造された鋳片を後段の圧延装置により圧延する場合には、鋳片の幅方向の全体で均一な圧延ができるように圧延制御をするが、端部と中央部とで組成が異なると良好な圧延制御ができなくなる恐れがある。
（５）更に端部が薄いため、フィン効果により、更にこの端部の冷却が加速され、幅方向における温度不均一を拡大させてしまう。

また特許文献１に示されている技術では、鋳片端部をトリミングするトリマーが記載されているが、これは帯板鋳造時に、鋳片端部に生じる形状不良部（傷）、エッジドロップ、エッジアップなどの不良を取り除くものであり、本発明の不良原因を取り除くここと明確に異なる。

なお、特許文献３に示されている技術では、両端に段付き部を設けた冷却ドラムで薄板鋳片を鋳造することが記載されているが、鋳造後の鋳片幅方向での冷却の違いによる問題点の記載はなく、また、未凝固溶鋼を内包した鋳造方法は一般的には避けるべきであるとの記載からも、本願発明のように、積極的に未凝固鋳片を鋳造するものとは目的も課題も異なっている。したがって、本願発明のように、圧着部（両側の端部）と非圧着部（中央部、即ち、端部以外の部分）という考え方は開示されていない。

また特許文献２に示されている技術では、積極的に未凝固鋳片を鋳造することを目的としているが、圧着部（両側の端部）と非圧着部（中央部、即ち、端部以外の部分）との鋳片品質に対する記載は示されていてい。

本発明の目的は、品質の良い鋳片（スラブ）を鋳造することができる、双ドラム式連続鋳造機及びスラブ鋳造方法を提供することである。

上記課題を解決する本発明の双ドラム式連続鋳造機の構成は、
一対の回転するドラムの間に溶鋼を供給し、各ドラムの周面で凝固した凝固シェルを、両ドラムの周面のうち軸方向に沿う端部にて圧接することにより、板幅方向の両端部の厚さが板幅方向の中央部の厚さに比べて薄くなっているスラブを鋳造することができる双ドラム式連続鋳造機において、
前記ドラムの周面のうち前記凝固シェルを圧接する軸方向に沿う端部の面には、圧接された凝固シェルを、ドラムの回転に伴い切断する切断部を有することを特徴とする。

また本発明の双ドラム式連続鋳造機の構成は、
一対の回転するドラムの間に溶鋼を供給し、各ドラムの周面で凝固した凝固シェルを、両ドラムの周面のうち軸方向に沿う端部にて圧接することにより、板幅方向の両端部の厚さが板幅方向の中央部の厚さに比べて薄くなっているスラブを鋳造することができる双ドラム式連続鋳造機において、
前記ドラムの周面のうち前記凝固シェルを圧接する軸方向に沿う端部の面には、圧接された凝固シェルをドラムの回転に伴い切断するため、周方向に沿い一周し且つ半径方向に沿い突出した突起部が形成されていることを特徴とする。

また本発明のスラブ鋳造方法は、
板幅方向の両端部の厚さが板幅方向の中央部の厚さに比べて薄くなっているスラブを鋳造するために、一対の回転するドラムの間に溶鋼を供給し、各ドラムの周面で凝固した凝固シェルを、両ドラムの周面のうち軸方向に沿う端部にて圧接しつつ、圧接した部分をドラムの回転に伴い切断して、スラブの板幅方向の両端部を除去することを特徴とする。

本発明によれば、双ドラム式連続鋳造機によりスラブを鋳造するに際して、双方の凝固シェルの端部を圧着すると同時に、ドラムの端部に形成した切断部（突起部や溝部）により、圧着された両シェルの端部を切断することができる。
このように、最小ギャップ部において、凝固シェルの圧接・一体化をすると同時に、圧接・一体化されたシェル端部（スラブ端部）を早期に切断・除去することができるので、スラブの両端のフィン効果によるスラブ端面の過冷却を抑制することができ、製品となるスラブの中央部の品質が向上する。
また、切断機を別に備える必要がないため、設備の投資費用や維持費用を低減することができる。

また、製品部分となるスラブの中央部に対して、組成や温度が異なる端部を切断して除去するため、製品部分となるスラブの中央部の品質が向上する。

更に、ドラム自体に、切断部である突起部を形成しているため、別途、切断装置を備える必要はなく、設備全体としての規模をコンパクトにすることができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１に係る双ドラム式連続鋳造機１０を示す正面図であり、図２はこの双ドラム式連続鋳造機１０を示す側面図であり、図３は図１のIII−III断面図であり、図４は図１のIV−IV断面図である。

図１〜図４に示すように、双ドラム式連続鋳造機１０は、一対の逆方向に回転する凹型ドラム１１，１２を、同じ高さ位置にて平行にしつつ近接して配置しており、凹型ドラム１１，１２の軸方向両端は、ドラム端面に密着するサイド堰１３，１４により仕切っている。凹型ドラム１１，１２及びサイド堰１３，１４により囲まれて形成された内部空間（湯溜まり部）には、溶鋼２０ｃが供給される。

凹型ドラム１１は、ドラムの軸方向に沿う両端部に段部１１ａ，１１ｂを有している。
凹型ドラム１２は、ドラムの軸方向に沿う両端部に段部１２ａ，１２ｂを有している。
つまり、凹型ドラム１１，１２は、ドラムの軸方向に沿う両端部の径が、ドラムの軸方向に沿う中央部（両端部以外の部分）の径よりも大きくなっている。

更に、凹型ドラム１１の段部１１ａ，１１ｂ（ドラムの周面のうち、軸方向に沿う端部の面）には、突起部１１ｃ，１１ｄが形成されている。この突起部１１ｃ，１１ｄは、ドラム１１の周方向に沿い一周し、且つ、半径方向に突出している。
同様に、凹型ドラム１２の段部１２ａ，１２ｂ（ドラムの周面のうち、軸方向に沿う端部の面）には、突起部１２ｃ，１２ｄが形成されている。この突起部１２ｃ，１２ｄは、ドラム１２の周方向に沿い一周し、且つ、半径方向に突出している。
そして、突起部１１ｃと突起部１２ｃの軸方向位置が一致し、突起部１１ｄと突起部１２ｄの軸方向位置が一致している。

凹型ドラム１１，１２が互いに逆方向に回転すると、溶鋼２０ｃは凹型ドラム１１，１２の周面（この周面には段部１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの周面も含む）に接触することにより冷却されて、凝固シェル２０ａ，２０ｂが形成される。凝固シェル２０ａ，２０ｂはドラム回転に伴い成長していく。

そして、ドラム間の隙間が最も小さくなる最小ギャップ部において、凝固シェル２０ａのうち段部１１ａ，１１ｂの外周に形成された部分と、凝固シェル２０ｂのうち段部１２ａ，１２ｂの外周に形成された部分とが、段部１１ａ，１１ｂと段部１２ａ，１２ｂによる狭圧力により圧接・一体化される。

この結果、凝固シェル２０ａと凝固シェル２０ｂの両端部が圧接・一体化され、両凝固シェル２０ａ，２０ｂは中心部分に溶鋼２０ｃを残したままで、図３，図４に示すように、軸方向に沿う両端部にて圧接されて、袋綴じ状に接合されたスラブＳとなる。

また、同時に、凹型ドラム１１，１２が互いに逆方向に回転すると、突起部１１ｃと突起部１２ｃとの間の距離、及び、突起部１１ｄと突起部１２ｄとの間の距離は、回転に伴い最小ギャップ部に近づくにつれ狭まっていく（図３参照）。
そして、最小ギャップ部では、図４に示すように、突起部１１ｃと突起部１２ｃとが当接して、圧接・一体化された一方の端部の凝固シェル２０ａ，２０ｂが切断されると共に、突起部１１ｄと突起部１２ｄとが当接して、圧接・一体化された他方の端部の凝固シェル２０ａ，２０ｂが切断される。

つまり、ドラム１１側の突起部１１ｃ，１１ｄと、ドラム１２側の突起部１２ｃ，１２ｄとが共働することにより、圧接・一体化された凝固シェル２０ａ，２０ｂ（つまりスラブＳ）の端部は、突起部１１ｃ，１２ｃが配置された位置、及び、突起部１１ｄ，１２ｄが配置された位置において切断（剪断）される。

このようにして、切断部である突起部１１ｃ，１２ｃ及び突起部１１ｄ，１２ｄにより、スラブＳの端部Ｓｔを、スラブＳの中央部Ｓｃから切断・除去することができ、スラブＳの中央部Ｓｃのみが製品部分となる。この製品部分となったスラブＳの中央部Ｓｃのみが圧延工程に送られて圧延される。

このように、最小ギャップ部では、凝固シェル２０ａと凝固シェル２０ｂの両端部が圧接・一体化すると同時に、圧接・一体化された端部Ｓｔを早期に切断・除去することができるので、スラブＳの両端Ｓｔのフィン効果によるスラブＳ端面の過冷却を抑制することができ、製品となるスラブＳの中央部Ｓｃの品質が向上する。

また、製品部分となるスラブＳの中央部Ｓｃに対して、組成や温度が異なる端部Ｓｔを切断して除去するため、製品部分となるスラブＳの中央部Ｓｃの品質が向上する。

更に、ドラム１１，１２に、切断部である突起部１１ｃ，１１ｄ，１２ｃ，１２ｄを形成しているため、別途、切断装置を備える必要はなく、設備全体としての規模をコンパクトにすることができる。
また、突起部１１ｃ，１１ｄと突起部１２ｃ，１２ｄとの軸方向位置が一致しているため、この突起部分１１ｃ，１１ｄ，１２ｃ，１２ｄに強く力が作用する結果、切断を確実に実施することができる。

なお、最小ギャップ部にて凝固シェル２０ａ，２０ｂが袋綴じ状に圧接されて中心部分に溶鋼２０ｃを残した状態のスラブＳ（中央部Ｓｃ）は、凹型ドラム１１，１２から引き出されて搬送され、搬送途中で冷却されることにより、中心部分の溶鋼２０ｃも凝固していく。

このようにして鋳造されたスラブＳは、その板幅方向の両側の端部Ｓｔは薄く（例えば３〜９ｍｍ）、その板幅方向の中央部Ｓｃは厚く（例えば１０〜３０ｍｍ）なっているため、板厚の厚いスラブＳ（中央部Ｓｃ）を大量・高速に生産することができる。

上記の実施例１では、突起部１１ｃと突起部１２ｃの軸方向位置が一致し、突起部１１ｄと突起部１２ｄの軸方向位置が一致しているが、これに限るものではない。
例えば、図５，図６に示すように、軸方向に関して、突起部１１ｃが中央側で、突起部１２ｃが外側（端部側）に位置して、最小ギャップ部にて突起部１１ｃ，１２ｃにより、端部Ｓｔを剪断・切断するようにしてもよい。
このようにすれば、刃物と同様に、剪断により切断ができる結果、綺麗な切断ができる。

また図７に示すように、一方のドラム１１の段部１１ａには突起部１１ｃを形成し、他方のドラム１２の段部１２ａには溝部１２ｅを形成するようにしてもよい。

溝部１２ｅは、突起部１１ｃに対向する位置に配置されており（軸方向位置に関して溝部１２ｅの位置は突起部１１ｃの位置に一致しており）、ドラム１２の周方向に沿い一周し、且つ、半径方向に沿い陥没した溝形状となっている。
図７の例では、最小ギャップ部にて、突起部１１ｃが溝部１２ｅに食い込む状態となって、スラブＳの端部Ｓｔを切断・除去することができ。つまり、突起部１１ｃと溝部１２ｅとが共働して、スラブＳの端部Ｓｔを切断・除去することができる。
また、突起部１１ｃが溝部１２ｅに食い込んで切断をするため、切断部の「厚み」を薄くすることができる。

本発明の実施例１に係る双ドラム式連続鋳造機を示す正面図。本発明の実施例１に係る双ドラム式連続鋳造機を示す正面図。図１のIII−III断面を示す断面図。図１のIV−IV断面を示す断面図。実施例２の要部を示す構成図。実施例２の要部を示す構成図。実施例３の要部を示す構成図。スラブの各種例を示す断面図。

符号の説明

１０双ドラム式連続鋳造機
１１，１２ドラム
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ段部
１１ｃ，１１ｄ，１２ｃ，１２ｄ突起部
１２ｅ溝部
１３，１４サイド堰
２０ａ，２０ｂ凝固シェル
２０ｃ溶鋼
Ｓスラブ
Ｓｔ端部
Ｓｃ中央部

Claims

一対の回転するドラムの間に溶鋼を供給し、各ドラムの周面で凝固した凝固シェルを、両ドラムの周面のうち軸方向に沿う端部にて圧接することにより、板幅方向の両端部の厚さが板幅方向の中央部の厚さに比べて薄くなっているスラブを鋳造することができる双ドラム式連続鋳造機において、
前記ドラムの周面のうち前記凝固シェルを圧接する軸方向に沿う端部の面には、圧接された凝固シェルを、ドラムの回転に伴い切断する切断部を有することを特徴とする双ドラム式連続鋳造機。
一対の回転するドラムの間に溶鋼を供給し、各ドラムの周面で凝固した凝固シェルを、両ドラムの周面のうち軸方向に沿う端部にて圧接することにより、板幅方向の両端部の厚さが板幅方向の中央部の厚さに比べて薄くなっているスラブを鋳造することができる双ドラム式連続鋳造機において、
前記ドラムの周面のうち前記凝固シェルを圧接する軸方向に沿う端部の面には、圧接された凝固シェルをドラムの回転に伴い切断するため、周方向に沿い一周し且つ半径方向に沿い突出した突起部が形成されていることを特徴とする双ドラム式連続鋳造機。
板幅方向の両端部の厚さが板幅方向の中央部の厚さに比べて薄くなっているスラブを鋳造するために、一対の回転するドラムの間に溶鋼を供給し、各ドラムの周面で凝固した凝固シェルを、両ドラムの周面のうち軸方向に沿う端部にて圧接しつつ、圧接した部分をドラムの回転に伴い切断して、スラブの板幅方向の両端部を除去することを特徴とするスラブ鋳造方法。