JP6631393B2 - Twin-drum continuous casting apparatus and method for manufacturing metal ribbon - Google Patents

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本発明は、回転する一対の冷却ドラムにより金属溶湯を凝固させて金属薄帯を製造する双ドラム式連続鋳造装置、及び、この双ドラム式連続鋳造装置を用いた金属薄帯の製造方法に関する。   The present invention relates to a twin-drum continuous casting apparatus for producing a metal ribbon by solidifying molten metal by a pair of rotating cooling drums, and a method for producing a metal ribbon using the twin-drum continuous casting apparatus.

金属薄帯を製造する場合、例えば特許文献1に示されるように、一対の連続鋳造用冷却ドラム(以下、冷却ドラムという。)を平行に配置し、対向する周面をそれぞれ上方から下方に回転させ、これら冷却ドラムの周面によって形成された湯溜まり部に金属溶湯を注入し、金属溶湯を冷却ドラムの周面上で冷却、凝固させて、金属薄帯を連続鋳造する双ドラム式連続鋳造装置が用いられている。このような双ドラム式連続鋳造装置は、各種金属において適用されている。   When manufacturing a metal ribbon, for example, as shown in Patent Literature 1, a pair of cooling drums for continuous casting (hereinafter, referred to as cooling drums) are arranged in parallel, and the opposing peripheral surfaces are rotated downward from above. Twin-drum continuous casting in which molten metal is poured into the pool formed by the peripheral surfaces of these cooling drums, and the molten metal is cooled and solidified on the peripheral surface of the cooling drum to continuously cast thin metal ribbons. The device is used. Such a twin-drum continuous casting apparatus is applied to various metals.

双ドラム式連続鋳造装置は、鋳造開始前には、冷却ドラムは低温であることが一般的である。鋳造を開始すると、冷却ドラムは高温の金属溶湯との接触により昇温する。また、冷却ドラムは、内面から冷却媒体(例えば、冷却水)によって一定温度以上にならないように冷却されている。冷却ドラムの温度が一定に到達して以降の期間を定常鋳造時といい、定常鋳造時の冷却ドラムの温度を定常温度という。   In the twin-drum continuous casting apparatus, the cooling drum is generally at a low temperature before the start of casting. When casting is started, the temperature of the cooling drum rises due to contact with the high-temperature molten metal. The cooling drum is cooled from the inner surface by a cooling medium (for example, cooling water) so as not to reach a certain temperature or higher. The period after the temperature of the cooling drum reaches a constant level is called steady casting, and the temperature of the cooling drum during steady casting is called steady temperature.

冷却ドラムのプロフィルは、鋳造を開始してから定常鋳造時に到達するまでに、経過時間とともに変化する(熱膨張する)。そのため、冷却ドラムの初期プロフィルは、定常鋳造時における金属薄帯の板プロフィル(クラウン)が所望の板プロフィルとなるように冷却ドラムの幅中央部のドラム径が冷却ドラムの両端部のドラム径よりも小さくされた凹クラウンに設定されている。(以下、冷却ドラムの初期の径分布のことをイニシャルクラウンという。)   The profile of the cooling drum changes (expands thermally) with the passage of time from the start of casting to the time of steady casting. Therefore, the initial diameter of the cooling drum is set such that the diameter of the drum at the center of the width of the cooling drum is smaller than the diameter of the drum at both ends of the cooling drum so that the sheet profile (crown) of the metal ribbon at the time of steady casting becomes a desired sheet profile. Is also set to a reduced concave crown. (Hereinafter, the initial diameter distribution of the cooling drum is referred to as an initial crown.)

上述のように、鋳造開始時における冷却ドラムには凹クラウンが設定されていることから、鋳造開始直後の金属薄帯の板プロフィルは板中央部の板厚は厚く、板端部の板厚は薄くなるような分布となっており、鋳造時間の経過とともにこの板厚偏差は減少して行き、定常鋳造時の金属薄帯の板プロフィルは板中央部の板厚と板端部の板厚との差が小さくなり、平坦な板面に近づいていく。この定常鋳造時の金属薄帯の具体的なクラウンは、最終製品の板厚となった際に顧客の要求を満足するように設定される。   As described above, since the concave crown is set in the cooling drum at the start of casting, the plate profile of the metal ribbon immediately after the start of casting has a large plate thickness at the center of the plate and a plate thickness at the plate end. The thickness deviation decreases as the casting time elapses, and the plate profile of the metal strip at the time of steady casting has the plate thickness at the center of the plate and the plate thickness at the end of the plate. The difference becomes smaller, and the plate approaches a flat plate surface. The specific crown of the metal strip at the time of this steady casting is set so as to satisfy customer requirements when the thickness of the final product is reduced.

ここで、金属薄帯のクラウンを制御する手段として、例えば特許文献1,2には、一対の冷却ドラムの回転軸を、金属薄帯の板面と平行する面内で互いに反対方向に傾斜させ、一対の冷却ドラム間の最接近距離の幅方向の分布を二次曲線状とする技術が開示されている。   Here, as means for controlling the crown of the metal ribbon, for example, in Patent Documents 1 and 2, the rotating shafts of a pair of cooling drums are inclined in directions opposite to each other in a plane parallel to the plate surface of the metal ribbon. A technique has been disclosed in which the distribution of the closest approach distance between a pair of cooling drums in the width direction is quadratic.

また、双ドラム式連続鋳造装置によって金属薄帯を製造する場合、一対の冷却ドラムは、鋳造方向(金属薄帯の引き抜き方法)から見て回転軸が平行になるように配置されており、鋳造中は回転軸の平行を維持したまま所定の押圧力で金属薄帯を挟圧している。金属薄帯からの反力は、凝固状態によって変化し、幅方向に不均一となることがある。このため、機械装置の剛性まで含めて考えれば、一対の冷却ドラムの回転軸の平行度を厳密に保つことは困難である。このため、金属薄帯には、両端部における厚みの差、いわゆるウェッジが発生することがある。また、金属薄帯からの反力の幅方向の不均一が幅中央部と両端部を含む場合には、クラウンにも影響がある。
このようなウェッジについては、特許文献1,2に記載された方法では、制御することができなかった。
When a metal ribbon is manufactured by a twin-drum continuous casting apparatus, a pair of cooling drums are arranged such that their rotation axes are parallel to each other when viewed from the casting direction (a method of drawing the metal ribbon). Inside, the metal ribbon is clamped with a predetermined pressing force while keeping the rotation axis parallel. The reaction force from the metal ribbon changes depending on the solidification state, and may be uneven in the width direction. For this reason, considering the rigidity of the mechanical device, it is difficult to keep the parallelism of the rotation axes of the pair of cooling drums strictly. For this reason, a difference in thickness at both ends, a so-called wedge, may occur in the metal ribbon. Further, when the unevenness in the width direction of the reaction force from the metal ribbon includes the width center portion and both end portions, the crown is also affected.
Such a wedge cannot be controlled by the methods described in Patent Documents 1 and 2.

ここで、双ドラム式連続鋳造装置には、鋳造される金属薄帯の厚みを変更するため、及び、金属薄帯に狭圧力を負荷するために、一対の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面と直交する方向に移動させて間隔を調整するドラム開閉機構が設けられている。そして、例えば特許文献3には、相対する一対の冷却ドラムの平行度を保つために、冷却ドラムの軸方向の両端にそれぞれ油圧シリンダを配設し、これらの油圧シリンダを個別に位置制御しつつ、常に同量だけ移動させる構造が開示されている。   Here, in the twin-drum continuous casting apparatus, in order to change the thickness of the metal strip to be cast, and to apply a narrow pressure to the metal ribbon, a pair of cooling drums are provided with a plate of the metal ribbon. A drum opening / closing mechanism that adjusts an interval by moving in a direction perpendicular to the plane is provided. For example, in Patent Document 3, in order to maintain the parallelism of a pair of opposed cooling drums, hydraulic cylinders are provided at both ends in the axial direction of the cooling drum, and the position of these hydraulic cylinders is controlled individually. A structure that always moves the same amount is disclosed.

また、双ドラム式連続鋳造装置においては、特に鋳造開始直後の凝固状態の変動により、金属薄帯の厚みが局部的に増大して瘤ができたり、凝固シェルが薄くなり一定のドラム間隔では金属薄帯に対して狭圧力を付与できなくなったりすることがある。この対策として、特許文献4には、油圧回路中にアキュムレータを設け、冷却ドラムを金属薄帯に対して弾力的に押し付ける方法が開示されている。   In addition, in the twin-drum continuous casting apparatus, the thickness of the metal ribbon locally increases due to a change in the solidification state, particularly immediately after the start of casting. In some cases, a narrow pressure cannot be applied to the ribbon. As a countermeasure against this, Patent Document 4 discloses a method in which an accumulator is provided in a hydraulic circuit and a cooling drum is elastically pressed against a metal ribbon.

特開昭60−024250号公報JP-A-60-024250 特公平06−102255号公報Japanese Patent Publication No. 06-102255 特公平03−069616号公報Japanese Patent Publication No. 03-069616 特許第2957040号公報Japanese Patent No. 2957040

ところで、特許文献3では、凝固状態が安定した後に油圧回路を切り替えて、冷却ドラムの平行度を保ちつつ位置制御を行う構成とされているが、鋳造開始直後から一貫して冷却ドラムの平行度を維持できず、鋳造が安定して所定の形状の金属薄帯を得るまでに時間を要するといった問題があった。また、油圧装置が複雑となるといった問題があった。
また、特許文献4のように、冷却ドラムの軸方向の両端にそれぞれ油圧シリンダを配設し、これらの油圧シリンダを個別に位置制御する構造において、アキュムレータを配設して弾力性を付与した場合には、一対の冷却ドラムの平行度を厳密に保つことができなくなってしまうといった問題があった。
By the way, in Patent Document 3, the hydraulic circuit is switched after the solidification state is stabilized, and the position is controlled while maintaining the parallelism of the cooling drum. Therefore, there is a problem that it takes a long time to obtain a metal ribbon having a predetermined shape with stable casting. Further, there is a problem that the hydraulic device becomes complicated.
Further, as in Patent Document 4, in a structure in which hydraulic cylinders are disposed at both ends in the axial direction of a cooling drum and these hydraulic cylinders are individually position-controlled, an accumulator is disposed to provide elasticity. Has a problem that the parallelism of the pair of cooling drums cannot be kept strictly.

本発明は、金属薄帯のクラウン及びウェッジを精度良く調整することができ、幅方向での厚み分布が安定した高品質な金属薄帯を製造することが可能な双ドラム式連続鋳造装置、及び、この双ドラム式連続鋳造装置を用いた金属薄帯の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a twin-drum continuous casting apparatus capable of accurately adjusting a crown and a wedge of a metal ribbon and producing a high-quality metal ribbon having a stable thickness distribution in a width direction, and It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a metal ribbon using the twin-drum continuous casting apparatus.

上記課題を解決するために、本発明に係る双ドラム式連続鋳造装置は、回転する一対の冷却ドラムにより金属溶湯を凝固させて金属薄帯を製造する双ドラム式連続鋳造装置であって、前記一対の冷却ドラムのうちの少なくとも一方の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面と直交する方向に移動させる第1移動機構と、前記一対の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面に平行な方向に移動させる第2移動機構と、を有し、前記第2移動機構は、前記冷却ドラムの回転軸を前記金属薄帯の板面と平行する面内で傾斜させて前記一対の冷却ドラムの前記回転軸の交差角を調整する交差角調整機構と、前記一対の冷却ドラムの交差角を維持した状態で前記一対の冷却ドラムの鋳造方向におけるオフセット量を調整するオフセット機構と、前記交差角に応じて前記一対の冷却ドラムのオフセット量を制御するオフセット制御部と、を備えていることを特徴としている。
なお、本発明において、オフセット量とは、一対の冷却ドラムの幅中央における、これら一対の冷却ドラムの鋳造方向の相互位置のずらし量を意味する。
In order to solve the above problems, a twin-drum continuous casting apparatus according to the present invention is a twin-drum continuous casting apparatus that solidifies a molten metal by a pair of rotating cooling drums to produce a metal ribbon, A first moving mechanism for moving at least one of the pair of cooling drums in a direction orthogonal to the plate surface of the metal ribbon; and a direction parallel to the plate surface of the metal ribbon. And a second moving mechanism for moving the cooling drum in a plane parallel to a plate surface of the metal ribbon by tilting a rotation axis of the cooling drum. An intersection angle adjustment mechanism that adjusts an intersection angle of the rotating shaft; an offset mechanism that adjusts an offset amount in a casting direction of the pair of cooling drums while maintaining the intersection angle of the pair of cooling drums; Before It is characterized in that it comprises a and a offset control unit for controlling the offset amount of the pair of cooling drums.
In the present invention, the offset amount means a shift amount of a mutual position in the casting direction of the pair of cooling drums at the center of the width of the pair of cooling drums.

この構成の双ドラム式連続鋳造装置によれば、前記一対の冷却ドラムのうちの少なくとも一方の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面と直交する方向に移動させる第1移動機構と、前記一対の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面に平行な方向に移動させる第2移動機構と、がそれぞれ独立して設けられているので、第1移動機構によって一対の冷却ドラム間の開度を調整しつつ、第2移動機構によって一対の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面に平行な方向に移動させることが可能となる。   According to the twin-drum continuous casting device having this configuration, the first moving mechanism that moves at least one of the pair of cooling drums in a direction orthogonal to the plate surface of the metal ribbon, The second moving mechanism for moving the cooling drum in a direction parallel to the plate surface of the metal ribbon is provided independently of each other, so that the opening degree between the pair of cooling drums is adjusted by the first moving mechanism. In addition, the pair of cooling drums can be moved by the second moving mechanism in a direction parallel to the plate surface of the metal ribbon.

また、前記一対の冷却ドラムの前記回転軸を傾斜させて交差させることにより、一対の冷却ドラム間の最接近距離の幅方向の分布を二次曲線状とすることができる。ここで、本発明では、前記第2移動機構が前記冷却ドラムの回転軸を前記金属薄帯の板面と平行する面内で傾斜させて前記一対の冷却ドラムの前記回転軸の交差角を調整する交差角調整機構を備えているので、前記一対の冷却ドラムの前記回転軸の交差角を調整することで、金属薄帯のクラウンを制御することが可能となる。   In addition, the rotation axis of the pair of cooling drums is inclined to intersect with each other, so that the distribution in the width direction of the closest approach distance between the pair of cooling drums can be formed into a quadratic curve. Here, in the present invention, the second moving mechanism adjusts the crossing angle of the rotation axes of the pair of cooling drums by inclining the rotation axis of the cooling drum in a plane parallel to the plate surface of the metal ribbon. Therefore, the crown of the metal ribbon can be controlled by adjusting the intersection angle of the rotation shafts of the pair of cooling drums.

そして、前記一対の冷却ドラムの前記回転軸を傾斜させて交差させた状態で、前記一対の冷却ドラムの鋳造方向の相対位置をオフセットさせると、一対の冷却ドラム間の最接近距離の幅方向の分布を示す二次曲線の中心が幅中央から幅端部側へと移動し、冷却ドラムの幅方向の一端側と他端側とで、一対の冷却ドラム間の最接近距離に差を設けることが可能となる。ここで、本発明では、前記第2移動機構が前記一対の冷却ドラムの交差角を維持した状態で前記一対の冷却ドラムの鋳造方向のオフセット量を調整するオフセット機構を備えているので、オフセット量を調整することで、金属薄帯の両端部の厚みの差、いわゆるウェッジを調整することが可能となる。
なお、オフセットによって生じる冷却ドラムの幅方向の一端側と他端側における前記最接近距離の差は、交差角に応じて変化することから、前記交差角に応じて前記一対の冷却ドラムのオフセット量を制御するオフセット制御部を備えることによって、金属薄帯のウェッジに応じて、オフセット量を精度良く制御することが可能となる。
この結果、金属薄帯のクラウンの制御とウェッジの制御とを同時に且つ精度よく行うことができる。
When the relative positions in the casting direction of the pair of cooling drums are offset in a state where the rotation axes of the pair of cooling drums are inclined and cross each other, the width direction of the closest approach distance between the pair of cooling drums is reduced. The center of the quadratic curve indicating the distribution moves from the center of the width to the end of the width, and a difference is provided in the closest approach distance between the pair of cooling drums at one end and the other end in the width direction of the cooling drum. Becomes possible. Here, in the present invention, since the second moving mechanism is provided with an offset mechanism for adjusting the offset amount in the casting direction of the pair of cooling drums while maintaining the intersection angle of the pair of cooling drums, By adjusting the thickness, it is possible to adjust the difference in the thickness of both ends of the metal ribbon, that is, the so-called wedge.
The difference in the closest approach distance between the one end side and the other end side in the width direction of the cooling drum caused by the offset changes according to the intersection angle. Therefore, the offset amount of the pair of cooling drums depends on the intersection angle. Is provided, it is possible to accurately control the offset amount according to the wedge of the metal ribbon.
As a result, it is possible to simultaneously and accurately control the crown and the wedge of the metal ribbon.

ここで、本発明の双ドラム式連続鋳造装置においては、前記第2移動機構は、前記交差角調整機構とオフセット機構とが、共通の機構によって構成されていてもよい。
この場合、前記一対の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面に平行な方向に移動させる第2移動機構として一つの機構を設けることで、前記交差角調整機構及びオフセット機構を構成することができ、装置構成が簡単となる。
Here, in the twin-drum continuous casting apparatus of the present invention, in the second moving mechanism, the intersection angle adjusting mechanism and the offset mechanism may be configured by a common mechanism.
In this case, by providing one mechanism as a second moving mechanism for moving the pair of cooling drums in a direction parallel to the plate surface of the metal ribbon, the cross angle adjusting mechanism and the offset mechanism can be configured. In addition, the device configuration is simplified.

また、本発明の双ドラム式連続鋳造装置においては、前記第1移動機構は、前記金属薄帯の板面に直交する面内において前記一対の冷却ドラムが互いに平行な状態を維持したまま、少なくとも一方の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面と直交する方向に移動させるガイド部を備えていることが好ましい。
この場合、前記一対の冷却ドラムが互いに平行な状態を維持したまま、冷却ドラムの開閉、交差角及びオフセット量を制御することができ、金属薄帯の板厚、クラウン及びウェッジの制御を精度良く行うことができる。
Further, in the twin-drum continuous casting apparatus of the present invention, the first moving mechanism is configured to at least maintain the pair of cooling drums in a plane perpendicular to the plate surface of the metal ribbon while maintaining a state in which the pair of cooling drums are parallel to each other. It is preferable to provide a guide portion for moving one cooling drum in a direction orthogonal to the plate surface of the metal ribbon.
In this case, it is possible to control the opening / closing of the cooling drum, the crossing angle and the offset amount while keeping the pair of cooling drums parallel to each other, and to accurately control the thickness of the metal ribbon, the crown and the wedge. It can be carried out.

さらに、本発明の双ドラム式連続鋳造装置においては、前記一対の冷却ドラムの下流側に、前記金属薄帯の幅方向厚み分布を計測する厚み分布計測器が配設されていることが好ましい。
この場合、厚み分布計測器によって前記金属薄帯の幅方向厚み分布を計測し、この計測値を用いて前記交差角調整機構及び前記オフセット機構をフィードバック制御することができ、金属薄帯のクラウン及びウェッジの制御をさらに精度良く行うことが可能となる。
Further, in the twin-drum continuous casting apparatus according to the present invention, it is preferable that a thickness distribution measuring device that measures a width direction thickness distribution of the metal ribbon is disposed downstream of the pair of cooling drums.
In this case, the width distribution thickness measurement of the metal ribbon is measured by a thickness distribution measuring device, and the crossing angle adjustment mechanism and the offset mechanism can be feedback-controlled using the measured values, and the crown of the metal ribbon and Wedge control can be performed with higher accuracy.

本発明の金属薄帯の製造方法は、上述の双ドラム式連続鋳造装置を用いた金属薄帯の製造方法であって、前記金属薄帯の幅中央部と幅端部との厚みの差を前記交差角調整機構によって調整し、前記金属薄帯の両端部の厚みの差を前記オフセット機構によって調整することを特徴としている。
この構成の金属薄帯の製造方法によれば、上述の双ドラム式連続鋳造装置を用いているので、前記金属薄帯の幅中央部と幅端部との厚みの差(クラウン)を前記交差角調整機構によって調整し、前記金属薄帯の両端部の厚みの差(ウェッジ)を前記オフセット機構によって調整することにより、幅方向での厚み分布が安定した高品質な金属薄帯を製造することが可能となる。
The method for producing a metal ribbon according to the present invention is a method for producing a metal ribbon using the twin-drum continuous casting apparatus described above, wherein a difference in thickness between a width center portion and a width end portion of the metal ribbon is determined. It is characterized in that it is adjusted by the crossing angle adjusting mechanism, and the difference in thickness between both ends of the metal ribbon is adjusted by the offset mechanism.
According to the method for manufacturing a metal ribbon having this configuration, since the above-described twin-drum continuous casting apparatus is used, the difference in the thickness (crown) between the width center portion and the width end of the metal ribbon is determined by the intersection. A high-quality metal ribbon having a stable thickness distribution in the width direction is manufactured by adjusting the angle difference adjusting mechanism and adjusting the difference (wedge) between the thicknesses of both ends of the metal ribbon by the offset mechanism. Becomes possible.

ここで、本発明の金属薄帯の製造方法においては、上述の双ドラム式連続鋳造装置を用いて、前記厚み分布計測器により前記金属薄帯の幅方向厚み分布を計測し、前記金属薄帯の幅中央部と幅端部との厚みの差を所定の目標値となるように、かつ、前記金属薄帯の両端部の厚みの差が小さくなるように、前記交差角調整機構及び前記オフセット機構をフィードバック制御する構成とすることが好ましい。
この場合、前記厚み分布計測器により前記金属薄帯の幅方向厚み分布を計測し、前記交差角調整機構及び前記オフセット機構をフィードバック制御しているので、金属薄帯のクラウン及びウェッジの制御を精度良く行うことが可能となる。
Here, in the manufacturing method of the metal ribbon of the present invention, the thickness distribution measuring device is used to measure the width direction thickness distribution of the metal ribbon using the twin-drum continuous casting apparatus described above, The intersection angle adjusting mechanism and the offset so that the difference in thickness between the width center portion and the width end portion becomes a predetermined target value, and the difference in thickness between both end portions of the metal ribbon becomes small. It is preferable that the mechanism is configured to perform feedback control.
In this case, the thickness distribution measuring device measures the width direction thickness distribution of the metal ribbon, and the crossing angle adjustment mechanism and the offset mechanism are feedback-controlled, so that the control of the crown and the wedge of the metal ribbon can be performed accurately. It is possible to do well.

上述のように、本発明によれば、双ドラム式連続鋳造装置において、冷却ドラムの回転軸を前記金属薄帯の板面と平行する面内で傾斜させて前記一対の冷却ドラムの交差角を調整するとともに、前記一対の冷却ドラムの交差角を維持した状態で前記一対の冷却ドラムの鋳造方向のオフセット量を調整することで、金属薄帯のクラウン及びウェッジを精度良く調整でき、幅方向での厚み分布が安定した高品質な金属薄帯を製造することが可能となる。   As described above, according to the present invention, in the twin-drum continuous casting apparatus, the rotation axis of the cooling drum is inclined in a plane parallel to the plate surface of the metal ribbon, and the intersection angle of the pair of cooling drums is set. By adjusting and adjusting the offset amount in the casting direction of the pair of cooling drums while maintaining the crossing angle of the pair of cooling drums, the crown and wedge of the metal ribbon can be accurately adjusted, and in the width direction. It is possible to manufacture a high-quality metal ribbon having a stable thickness distribution.

本発明の実施形態である双ドラム式連続鋳造装置の概略構成を示す説明図である。It is an explanatory view showing the schematic structure of the twin drum type continuous casting device which is an embodiment of the present invention. 第2移動機構の説明図である。It is an explanatory view of a second moving mechanism. 本発明の実施形態である双ドラム式連続鋳造装置における冷却ドラム周辺の概略を示す斜視図である。It is a perspective view showing the outline of the circumference of the cooling drum in the twin drum type continuous casting device which is an embodiment of the present invention. 図3に示す冷却ドラム周辺の上面説明図である。FIG. 4 is an explanatory top view of the periphery of the cooling drum shown in FIG. 図3に示す冷却ドラム周辺の側面説明図である。FIG. 4 is an explanatory side view of the vicinity of the cooling drum shown in FIG. 一対の冷却ドラムの回転軸を交差させた際の冷却ドラム間の最接近距離を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the closest approach distance between the cooling drums when the rotation axis of a pair of cooling drums crosses. 図6において、冷却ドラム間の最接近距離の幅方向の分布を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the distribution of the closest approach distance between the cooling drums in the width direction in FIG. 6. 一対の冷却ドラムの交差角を維持した状態で冷却ドラムの鋳造方向のオフセット量を変化させた場合における冷却ドラム間の最接近距離を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the closest approach distance between cooling drums when the offset amount of the casting direction of a cooling drum is changed, maintaining the crossing angle of a pair of cooling drums. オフセット量と冷却ドラム間の最接近距離の幅方向分布との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between an offset amount and a distribution in a width direction of a closest approach distance between cooling drums. オフセット量と冷却ドラム間の最接近距離の変化量の幅方向分布との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between an offset amount and a distribution in a width direction of an amount of change in a closest approach distance between cooling drums. 交差角を変化させた場合のオフセット量と冷却ドラム間の最接近距離の変化量の幅方向分布との関係を示すグラフである。9 is a graph showing a relationship between an offset amount when the intersection angle is changed and a width direction distribution of a change amount of a closest approach distance between the cooling drums.

以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態である双ドラム式連続鋳造装置10は、図1に示すように、一対の冷却ドラム(第1冷却ドラム100A、第2冷却ドラム100B)と、金属薄帯Sを支持するピンチロール13と、一対の冷却ドラム100A、100Bの幅方向端部に配設されたサイド堰15と、これら一対の冷却ドラム100A、100Bとサイド堰15とによって画成された金属溶湯溜まり部16に供給される金属溶湯3を保持するタンディッシュ18と、このタンディッシュ18から金属溶湯溜まり部16へと金属溶湯3を供給する浸漬ノズル20と、を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, a twin-drum continuous casting apparatus 10 according to the present embodiment includes a pair of cooling drums (a first cooling drum 100A and a second cooling drum 100B) and a pinch roll 13 that supports a metal ribbon S. And a side weir 15 disposed at the widthwise ends of the pair of cooling drums 100A and 100B, and a molten metal pool 16 defined by the pair of cooling drums 100A and 100B and the side weir 15. A tundish 18 for holding the molten metal 3, and an immersion nozzle 20 for supplying the molten metal 3 from the tundish 18 to the molten metal pool 16.

本実施形態では、一対の冷却ドラム(第1冷却ドラム100A、第2冷却ドラム100B)は、例えば、外径800mm、ドラム胴長(幅)1200mmとされている。なお、一対の冷却ドラム100の外径、ドラム胴長(幅)は、これに限定されないことはいうまでもない。   In the present embodiment, the pair of cooling drums (the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B) have, for example, an outer diameter of 800 mm and a drum body length (width) of 1200 mm. It is needless to say that the outer diameter and the drum body length (width) of the pair of cooling drums 100 are not limited to these.

ここで、本実施形態における一対の冷却ドラム100A、100Bの周辺構造を図2から図5に示す。
本実施形態である双ドラム式連続鋳造装置10においては、一対の冷却ドラム100A、100Bのうちの少なくとも一方の冷却ドラム(本実施形態では、図4から図5に示すように、第1冷却ドラム100A)を金属薄帯Sの板面と直交する方向(本実施形態では水平方向)に移動させる第1移動機構と、一対の冷却ドラム100A、100Bを金属薄帯Sの板面に平行な方向(本実施形態では鉛直方向)に移動させる第2移動機構と、を有している。
Here, the peripheral structure of the pair of cooling drums 100A and 100B in the present embodiment is shown in FIGS.
In the twin-drum continuous casting apparatus 10 according to the present embodiment, at least one of the pair of cooling drums 100A and 100B (in the present embodiment, as shown in FIGS. 100A) in a direction (horizontal direction in this embodiment) perpendicular to the plate surface of the metal ribbon S, and a direction in which the pair of cooling drums 100A and 100B are parallel to the plate surface of the metal ribbon S. (In the present embodiment, in the vertical direction).

ここで、本実施形態である双ドラム式連続鋳造装置10においては、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bは、図2に示すように、それぞれの回転軸の両端がチョック103に軸支されており、このチョック103が傾動フレーム121内に配設されている。
傾動フレーム121は、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bの回転軸の両端に設けられたチョック103をそれぞれ上下動させる構造とされている。
Here, in the twin-drum continuous casting apparatus 10 according to the present embodiment, the first cooling drum 100 </ b> A and the second cooling drum 100 </ b> B have both ends of their respective rotating shafts supported by the chock 103 as shown in FIG. 2. The chocks 103 are provided in the tilting frame 121.
The tilting frame 121 is configured to vertically move the chocks 103 provided at both ends of the rotation shafts of the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B.

ここで、傾動フレーム121において、チョック103を上下動させる機構は特に限定しない。例えばチョック103の下部に油圧ラム122を設置し、上部からばね123で押しつける方法でもよい。ばね力が十分であれば、ばね123を下部に、油圧ラム122を上部に設置してもよいし、それを冷却ドラム100A、100Bの一方側と他端側とで変えても構わない。
本実施形態では、チョック103の下側に油圧ラム122が配設されるとともに、チョック103の上側にばね123が配設された構造とした。
Here, the mechanism for moving the chock 103 up and down in the tilting frame 121 is not particularly limited. For example, a method in which a hydraulic ram 122 is installed below the chock 103 and pressed by a spring 123 from above may be used. If the spring force is sufficient, the spring 123 may be installed at the lower part and the hydraulic ram 122 may be installed at the upper part, and it may be changed between one side and the other end of the cooling drums 100A and 100B.
In the present embodiment, the hydraulic ram 122 is provided below the chock 103, and the spring 123 is provided above the chock 103.

この傾動フレーム121を用いることにより、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bの回転軸を金属薄帯Sの板面と平行する面内で傾斜させ、一対の冷却ドラム100A、100Bの回転軸の交差角2θを調整することが可能となる。
また、一対の冷却ドラム100の回転軸の交差角2θを維持した状態で、一対の冷却ドラム100A、100Bの鋳造方向(鉛直方向)のオフセット量を調整することが可能となる。
By using the tilting frame 121, the rotation axes of the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B are inclined in a plane parallel to the plate surface of the metal ribbon S, and the rotation axes of the pair of cooling drums 100A and 100B are rotated. Can be adjusted.
Further, it is possible to adjust the offset amount in the casting direction (vertical direction) of the pair of cooling drums 100A and 100B while maintaining the intersection angle 2θ between the rotation axes of the pair of cooling drums 100.

すなわち、本実施形態では、この傾動フレーム121が、一対の冷却ドラム100A、100Bを金属薄帯Sの板面に平行な方向(本実施形態では鉛直方向)に移動させる第2移動機構を構成している。そして、この第2移動機構が、交差角調整機構とオフセット機構を兼備している。
また、本実施形態においては、傾動フレーム121には、交差角2θに応じて第1冷却ドラム100Aと第2冷却ドラム100Bとの鋳造方向(鉛直方向)のオフセット量を制御するオフセット制御部(図示なし)が配設されている。
That is, in the present embodiment, the tilting frame 121 constitutes a second moving mechanism that moves the pair of cooling drums 100A and 100B in a direction parallel to the plate surface of the metal ribbon S (vertical direction in the present embodiment). ing. The second moving mechanism has both the intersection angle adjusting mechanism and the offset mechanism.
In the present embodiment, the tilting frame 121 includes an offset control unit (illustration shown) that controls an offset amount in the casting direction (vertical direction) between the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B according to the intersection angle 2θ. None) is provided.

また、本実施形態では、図3に示すように、第2冷却ドラム100Bを支持する傾動フレーム121は、架台111の上に固定されており、第1冷却ドラム100Aを支持する傾動フレーム121は、油圧シリンダ112によって、架台111上に設けられたガイドレール113に沿って架台111上を水平方向に移動可能に配置されている。
このガイドレール113は、鉛直方向から見て第1冷却ドラムA100Aの回転軸と第2冷却ドラム100Bの回転軸とが平行な状態を維持したまま、第1冷却ドラム100Aを第2冷却ドラム100Bに対して近接離反させることが可能な構成とされている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the tilting frame 121 supporting the second cooling drum 100B is fixed on the gantry 111, and the tilting frame 121 supporting the first cooling drum 100A is The hydraulic cylinder 112 is arranged so as to be horizontally movable on the gantry 111 along a guide rail 113 provided on the gantry 111.
The guide rail 113 connects the first cooling drum 100A to the second cooling drum 100B while maintaining the state in which the rotation axis of the first cooling drum A100A and the rotation axis of the second cooling drum 100B are parallel when viewed from the vertical direction. It is configured to be able to approach and move away from it.

本実施形態では、ガイドレール113及び油圧シリンダ112が、一対の冷却ドラム100のうちの少なくとも一方の冷却ドラム(第1冷却ドラム100A)を金属薄帯Sの板面と直交する方向(本実施形態では水平方向)に移動させる第1移動機構を構成している。
なお、鋳造初期には第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bを金属薄帯Sに弾力的に押し付けることが必要になる一方で、安定鋳造期には金属薄帯Sの厚みを一定に保つために第1冷却ドラム100Aと第2冷却ドラム100Bとの間隔をしっかりと固定する必要も生じる。第1冷却ドラム100Aの移動機構は特に限定しないが、本実施形態のように油圧シリンダ112を用いて油圧回路を切り替えることでその両方を実現できる。
In the present embodiment, the guide rail 113 and the hydraulic cylinder 112 move at least one of the cooling drums 100 (the first cooling drum 100A) of the pair of cooling drums 100 in a direction orthogonal to the plate surface of the metal ribbon S (this embodiment). (In the horizontal direction).
In the early stage of casting, it is necessary to elastically press the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B against the metal ribbon S, while the thickness of the metal ribbon S is kept constant in the stable casting period. Therefore, the space between the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B needs to be firmly fixed. The moving mechanism of the first cooling drum 100A is not particularly limited, but both can be realized by switching the hydraulic circuit using the hydraulic cylinder 112 as in the present embodiment.

また、本実施形態では、図3から図5に示すように、第1移動機構による第1冷却ドラム100Aの位置を検出する位置検出器115が設けられている。この位置検出器115は、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bを接触させた状態を基準とし、第1冷却ドラム100Aの位置を検出する構成とされている。なお、位置検出器115は、例えば油圧シリンダ112内に設けた変位計でもよい。
さらに、本実施形態では、第2冷却ドラム100Bの傾動フレーム121にそれぞれ荷重計116が配設されている。また、油圧シリンダ112の圧力を測定する圧力計117が配設されている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, a position detector 115 that detects the position of the first cooling drum 100A by the first moving mechanism is provided. The position detector 115 is configured to detect the position of the first cooling drum 100A based on a state in which the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B are in contact with each other. In addition, the position detector 115 may be a displacement meter provided in the hydraulic cylinder 112, for example.
Further, in the present embodiment, the load meters 116 are respectively provided on the tilting frames 121 of the second cooling drum 100B. Further, a pressure gauge 117 for measuring the pressure of the hydraulic cylinder 112 is provided.

また、本実施形態では、図5に示すように、一対の冷却ドラム100A、100Bの下流側に、金属薄帯Sの幅方向厚み分布を計測する厚み分布計測器107が配設されている。そして、この厚み分布計測器107によって測定された金属薄帯Sの幅方向厚み分布に応じて、第1冷却ドラム100Aの回転軸と第2冷却ドラム100Bの回転軸との交差角2θ、及び、第1冷却ドラム100Aと第2冷却ドラム100Bとの鋳造方向(鉛直方向)のオフセット量がフィードバック制御される構成とされている。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, a thickness distribution measuring device 107 for measuring the width direction thickness distribution of the metal ribbon S is disposed downstream of the pair of cooling drums 100A and 100B. Then, according to the width direction thickness distribution of the metal ribbon S measured by the thickness distribution measuring device 107, the intersection angle 2θ between the rotation axis of the first cooling drum 100A and the rotation axis of the second cooling drum 100B, and The offset amount of the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B in the casting direction (vertical direction) is feedback-controlled.

ここで、第1冷却ドラム100Aの回転軸と第2冷却ドラム100Bの回転軸とを交差させた場合には、図6及び図7に示すように、第1冷却ドラム100Aと第2冷却ドラム100Bとの間の最接近距離δは、幅方向で二次曲線状に分布することになる。なお、この最接近距離δは、以下の式によって算出され、最接近距離δの軸線方向(幅方向)の分布は交差角2θによって変化することになる。ここで、図中および式中のDは冷却ドラムの直径、hは水平方向における(つまり平面視における)一対の冷却ドラム間の距離、xはドラム幅方向におけるドラム幅中央からの距離、Lは冷却ドラムのドラム胴長である。

Figure 0006631393
Here, when the rotation axis of the first cooling drum 100A and the rotation axis of the second cooling drum 100B intersect, as shown in FIGS. 6 and 7, the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B Will be distributed in a quadratic curve in the width direction. The closest distance δ is calculated by the following equation, and the distribution of the closest distance δ in the axial direction (width direction) changes depending on the intersection angle 2θ. Here, in the figures and formulas, D is the diameter of the cooling drum, h is the distance between a pair of cooling drums in the horizontal direction (that is, in plan view), x is the distance from the center of the drum width in the drum width direction, and L is The drum length of the cooling drum.
Figure 0006631393

なお、第1冷却ドラム100Aの回転軸と第2冷却ドラム100Bの回転軸との交差角2θは、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bの直径や胴長にもよるが、3.0°で十分な場合が多い。例えば、ドラム胴長が1200mm、幅両端のチョック103の中心間距離が2000mmとした場合、交差半角θで1.5°の傾斜とは幅両端のチョック103で約52mmの高低差に相当する。第1冷却ドラム100Aの回転軸と第2冷却ドラム100Bの傾動方向を定めておけば、例えば一方のチョック103は0〜26mm、他方のチョック103は−26から0mmの調整範囲があればよい。   The intersection angle 2θ between the rotation axis of the first cooling drum 100A and the rotation axis of the second cooling drum 100B depends on the diameter and the trunk length of the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B, but is 3.0. ° is often sufficient. For example, when the drum body length is 1200 mm and the center-to-center distance of the chocks 103 at both ends of the width is 2000 mm, an inclination of 1.5 ° at the half angle of intersection θ corresponds to a height difference of about 52 mm at the chocks 103 at both ends of the width. If the rotation axis of the first cooling drum 100A and the tilting direction of the second cooling drum 100B are determined, for example, one chock 103 may have an adjustment range of 0 to 26 mm, and the other chock 103 may have an adjustment range of −26 to 0 mm.

そして、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bを交差させ、第1冷却ドラム100Aと第2冷却ドラム100Bとの間の最接近距離δを幅方向で二次曲線状に分布させた状態で、第1冷却ドラム100Aと第2冷却ドラム100Bの鋳造方向(鉛直方向)のオフセット量を調整すると、図9に示すように、二次曲線の極小点位置が幅方向中央から移動する。これにより、図9及び図10に示すように、第1冷却ドラム100Aと第2冷却ドラム100Bとの間の最接近距離δが、幅両端部で異なる値となる。
なお、図11に示すように、第1冷却ドラム100Aの回転軸と第2冷却ドラム100Bの回転軸との交差角2θによって、オフセット量fによる最接近距離δの変化量が変わることになる。このため、第1冷却ドラム100Aの回転軸と第2冷却ドラム100Bの回転軸との交差角2θに応じて、オフセット量を調整する必要がある。そこで、本実施形態では、上述したオフセット制御部を備えている。
Then, the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B cross each other, and the closest distance δ between the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B is distributed in a quadratic curve in the width direction. When the offset amount in the casting direction (vertical direction) of the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B is adjusted, the position of the minimum point of the quadratic curve moves from the center in the width direction as shown in FIG. Thereby, as shown in FIGS. 9 and 10, the closest approach distance δ between the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B has different values at both ends of the width.
As shown in FIG. 11, the amount of change in the closest distance δ due to the offset amount f changes depending on the intersection angle 2θ between the rotation axis of the first cooling drum 100A and the rotation axis of the second cooling drum 100B. Therefore, it is necessary to adjust the offset amount according to the intersection angle 2θ between the rotation axis of the first cooling drum 100A and the rotation axis of the second cooling drum 100B. Therefore, in the present embodiment, the above-described offset control unit is provided.

以上のような構成の双ドラム式連続鋳造装置10においては、金属溶湯3が回転する冷却ドラム100A、100Bに接触して冷却されることにより、冷却ドラム100A、100Bの周面の上で凝固シェル5、5が成長し、一対の冷却ドラム100A、100Bにそれぞれ形成された凝固シェル5、5同士がドラム最接近点で圧着されることによって、所定厚みの金属薄帯Sが鋳造される。   In the twin-drum continuous casting apparatus 10 having the above-described configuration, the molten metal 3 is cooled by being brought into contact with the rotating cooling drums 100A and 100B, thereby forming a solidified shell on the peripheral surfaces of the cooling drums 100A and 100B. 5 and 5 are grown, and the solidified shells 5 and 5 formed on the pair of cooling drums 100A and 100B are pressed together at the closest point of the drum, thereby casting a metal ribbon S having a predetermined thickness.

ここで、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bの熱膨張は、鋳造が進むにつれて幅中央が幅両端部に比べて径が大きくなる方向に進む。すなわちサーマルクラウンが成長する。結果として第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bの間隙分布は、次第に幅中央が狭くなるように変化する。一方で、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bの交差角2θが大きくなるほど幅中央のドラム間隙が狭くなる。したがって、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bのサーマルクラウン成長を補償するためには、交差角2θは初期値を大きくしておき、その後次第に小さくする必要がある。   Here, the thermal expansion of the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B proceeds in a direction in which the center of the width becomes larger in diameter than the both ends as the casting proceeds. That is, the thermal crown grows. As a result, the gap distribution between the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B changes so that the width center gradually narrows. On the other hand, as the intersection angle 2θ between the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B increases, the drum gap at the center of the width decreases. Therefore, in order to compensate for the thermal crown growth of the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B, it is necessary to increase the initial value of the intersection angle 2θ and then gradually reduce it.

なお、金属薄帯Sのクラウンは、鋳造以降の圧延等の工程での作業安定性等の理由から、幅中央が両端部より僅かに厚い形状を狙うのが一般的である。サーマルクラウンの大凡の成長量を予め予測し、これを補償するに十分な交差角操作範囲を定めることが好ましい。
基本的にはその操作範囲の最大角度を初期設定角度とし、初期設定角度におけるドラム間隙分布が金属薄帯Sの狙いのクラウンと一致するように、第1冷却ドラム100A及び第2冷却ドラム100Bのイニシャルクラウンを予め研磨によって形成しておくことが好ましい。
Note that the crown of the metal ribbon S is generally aimed at a shape whose center in width is slightly thicker than both ends, for reasons such as work stability in steps such as rolling after casting. It is preferable to predict the approximate growth amount of the thermal crown in advance and determine a sufficient intersection angle operation range to compensate for this.
Basically, the maximum angle of the operation range is set as the initial setting angle, and the first cooling drum 100A and the second cooling drum 100B are set so that the drum gap distribution at the initial setting angle matches the target crown of the metal ribbon S. It is preferable that the initial crown is formed in advance by polishing.

なお、金属薄帯Sの狙い厚み、狙いクラウンは鋳造のスタート時と安定化後で意図的に変えても良い。例えばスタート時には鋳造の安定性に配慮し、本来の狙いよりもやや厚目、クラウン大とすることもある。ドラム間隔、交差角2θの初期設定や、イニシャルクラウンの設定においてはこれも考慮する。鋳造開始後はドラム下流側に設置した厚み分布計測器107による厚み、クラウン計測結果に基づいて、それらがその時々の狙いと一致するように、第1移動機構および第2移動機構の動作をフィードバック制御する。   Note that the target thickness and the target crown of the metal ribbon S may be intentionally changed at the start of casting and after stabilization. For example, at the start, in consideration of the stability of casting, the thickness may be slightly thicker and the crown larger than originally intended. This is also taken into account in the initial setting of the drum interval and the intersection angle 2θ and in the setting of the initial crown. After the casting is started, the operations of the first moving mechanism and the second moving mechanism are fed back based on the thickness and crown measurement results obtained by the thickness distribution measuring device 107 installed on the downstream side of the drum so that they coincide with the respective targets. Control.

ここで、ウェッジが検知されれば、これを補償する方向にオフセットをフィードバック制御する。なお、、オフセットを操作すると幅中央部でのドラム間隙も僅かながら変化してしまう。その変化量はドラム径とオフセット量から幾何学的に決まるため、オフセット操作時に同時に、冷却ドラム間の距離を補正制御しても良いが、変化量が微少であることから、特に考慮せず、厚み分布計測器107の測定結果で第1移動機構の動作を変更するフィードバック制御で補償する方式としても問題はない。   Here, if a wedge is detected, the offset is feedback-controlled in a direction to compensate for the wedge. When the offset is operated, the drum gap at the center of the width slightly changes. Since the amount of change is geometrically determined from the drum diameter and the offset amount, the distance between the cooling drums may be corrected and controlled at the same time as the offset operation, but since the amount of change is small, no particular consideration is given. There is no problem as a method of compensating by the feedback control for changing the operation of the first moving mechanism based on the measurement result of the thickness distribution measuring device 107.

以上のように、本実施形態である双ドラム式連続鋳造装置および金属薄帯の製造方法によれば、金属薄帯の幅中央部と幅端部との厚みの差(クラウン)を交差角調整機構によって調整し、金属薄帯の両端部の厚みの差(ウェッジ)をオフセット機構によって調整することにより、幅方向での厚み分布が安定した高品質な金属薄帯を製造することができ、さらに鋳造状態の変化が生じた場合であっても、安定的に応答良く制御することが可能となる。   As described above, according to the twin-drum continuous casting apparatus and the method for manufacturing a metal ribbon according to the present embodiment, the difference in the thickness (crown) between the width center portion and the width end portion of the metal ribbon is adjusted by the intersection angle. By adjusting by a mechanism and adjusting the difference (wedge) of the thickness of both ends of the metal ribbon by an offset mechanism, a high-quality metal ribbon having a stable thickness distribution in the width direction can be manufactured. Even in the case where a change in the casting state occurs, it is possible to stably control with good response.

なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the invention.

次に、本発明の効果を確認した実験結果について説明する。
前述の実施形態と同様の構成の双ドラム連続鋳造装置において、幅中央の直径が800mm、胴長が1200mmの一対の冷却ドラムを用い、板厚2mmの低炭素鋼の鋳造を行った。
幅方向両端部のチョック間距離は2000mmで、一対の冷却ドラムの回転軸の両端を軸支する計4チョックはそれぞれ実施形態で説明した傾動フレームに収容されている。一対の冷却ドラム間の間隙は、片方のドラムの開閉機構で調整可能で、もう一方のドラムは開閉機構を有しないが、鋼帯から受ける反力を検出可能な状態で支持されている。
Next, experimental results confirming the effects of the present invention will be described.
In a twin-drum continuous casting apparatus having the same configuration as that of the above-described embodiment, low-carbon steel having a plate thickness of 2 mm was cast using a pair of cooling drums having a width center diameter of 800 mm and a body length of 1200 mm.
The distance between the chocks at both ends in the width direction is 2000 mm, and a total of four chocks that support both ends of the rotating shafts of the pair of cooling drums are accommodated in the tilting frame described in the embodiment. The gap between the pair of cooling drums can be adjusted by the opening / closing mechanism of one of the drums, and the other drum has no opening / closing mechanism, but is supported in a state where the reaction force received from the steel strip can be detected.

また、冷却ドラムの最接近点の下方1000mmの位置に鋼帯の厚みを幅方向に多点同時計測できる厚み分布計測器を設置した。但し、厚み分布計測器で鋼帯幅最端部の厚みを測ることはできないため、以下において、鋼帯幅両端厚みとは、最端部から75mm中央寄りの位置での厚みを指す。   In addition, a thickness distribution measuring instrument capable of simultaneously measuring the thickness of the steel strip at multiple points in the width direction was installed at a position 1000 mm below the closest point of the cooling drum. However, since the thickness at the extreme end of the steel strip width cannot be measured by the thickness distribution measuring device, the thickness at both ends of the steel strip width hereinafter refers to the thickness at a position close to the center of 75 mm from the extreme end.

鋳造開始時においては、冷却ドラムは、金属製のダミーシートを所定の力で挟圧したまま静止しており、ドラム上方に設置されたタンディッシュから溶鋼を注入し始めた直後から回転を始め、加速した。ダミーシートに引き続き鋼帯が鋳造され、下方に排出されるが、この時点では冷却ドラムは弾力的に押しつけられており、鋳造状態の過渡的な変化に応じて鋼帯の厚みも大きく変化する。具体的には一旦、瘤とも呼ばれる局厚部が過ぎた後で漸減する。鋳造が安定した後に冷却ドラムの押し付けを剛性の高い開閉位置制御に切り替え、鋼帯の幅中央部の厚みが2.0mmとなるように、厚み分布計測器の検出値を元にフィードバック制御した。   At the start of casting, the cooling drum is stationary while clamping the metal dummy sheet with a predetermined force, and starts rotating immediately after injecting molten steel from the tundish installed above the drum, Accelerated. The steel strip is cast following the dummy sheet and discharged downward. At this point, the cooling drum is pressed elastically, and the thickness of the steel strip changes greatly in accordance with the transient change in the casting state. Specifically, the thickness gradually decreases after passing through a local thickness portion also called a nodule. After the casting was stabilized, the pressing of the cooling drum was switched to open / close position control having high rigidity, and feedback control was performed based on the detection value of the thickness distribution measuring instrument so that the thickness of the central portion of the steel strip was 2.0 mm.

鋼帯の凝固は冷却ドラムに接した表層部分から進み、一対の冷却ドラムの最接近点で厚みのほぼ全域が凝固することになる。凝固がこれより遅過ぎればドラム出側で破断などが生じ、早過ぎればドラム間に過大な反力が生じる。このためドラム反力を検知し、これが適値となるようにドラムの回転速度を調整した。結果的に定常状態の鋳造速度は155mpmとなった。   The solidification of the steel strip proceeds from the surface layer in contact with the cooling drum, and almost the entire area of the thickness solidifies at the closest point of the pair of cooling drums. If the solidification is too slow, a break or the like will occur on the drum exit side, and if too early, an excessive reaction force will occur between the drums. For this reason, the drum reaction force was detected, and the rotation speed of the drum was adjusted so that the reaction value became an appropriate value. As a result, the steady state casting speed was 155 mpm.

二つの冷却ドラムには研磨によって幅方向中央で径小、幅方向両端部で径大となる凹型のイニシャルクラウンを予め形成しておいた。イニシャルクラウンの形状は二次曲線で、幅中央と胴長1200mmの両端との直径差は140μm、すなわち、ドラム直径は、幅中央で800.00mm、幅方向両端部で800.14mmである。鋳造開始時点での冷却ドラムの左右チョックには28.2mmの高低差を付けることで交差角2θを1.616°とした。   On the two cooling drums, concave initial crowns having a small diameter at the center in the width direction and large diameters at both ends in the width direction were formed in advance by polishing. The shape of the initial crown is a quadratic curve, and the diameter difference between the center of the width and both ends of the body length of 1200 mm is 140 μm, that is, the drum diameter is 800.00 mm at the center of the width and 800.14 mm at both ends in the width direction. At the start of casting, the left and right chocks of the cooling drum were provided with a height difference of 28.2 mm, so that the intersection angle 2θ was 1.616 °.

交差角およびオフセットによる鋼帯のクラウン、ウェッジ制御はドラムの押し付けを開閉位置制御に切り替えた時点から実施した。鋼帯の幅方向中央の厚みも同時に制御しているが、ここでは記載を割愛する。表1に制御状況の代表例を示す。本来、制御は連続的に行われるが、意図的に入り切りを繰り返す間欠制御とし、制御を行った前後でのクラウン、ウェッジ変化が明確になるようにした。   The crown and wedge control of the steel strip by the crossing angle and the offset were performed when the pressing of the drum was switched to the open / close position control. The thickness at the center in the width direction of the steel strip is also controlled, but the description is omitted here. Table 1 shows a representative example of the control situation. Originally, the control is performed continuously, but intermittent control that intentionally repeats turning on and off is performed so that the crown and wedge changes before and after the control are made clear.

Figure 0006631393
Figure 0006631393

鋳造初期の例では鋼帯のクラウンが57μm、ウェッジが−36μm(右厚<左厚)であった。そこで、交差角2θを1.616°から1.742°に変更することでクラウンを狙いの30μmに制御することができた。また、オフセットを0.8mmとすることでウェッジを2μmに制御できた。
その後、ドラムのサーマルクラウン成長に応じて、交差角を漸減させた。鋳造中間期で再び制御を中断したところ、鋼帯のクラウンが13μm、ウェッジが25μm(右厚>左厚)であった。そこで、交差角2θを0.768°から0.586°に変更することでクラウンをほぼ狙い通りの31μmに制御することがでいた。また、オフセットを0.1mmから−1.6mmとすることでウェッジを−1μmに制御できた。
そして、鋳造終了時においては、交差角2θが0.642°、オフセットが−1.3mmとなり、鋼帯のクラウンは28μm、ウェッジは0μmとなっていた。
In the example in the early stage of casting, the crown of the steel strip was 57 μm and the wedge was −36 μm (right thickness <left thickness). Thus, by changing the crossing angle 2θ from 1.616 ° to 1.742 °, the crown could be controlled to the target 30 μm. Also, the wedge could be controlled to 2 μm by setting the offset to 0.8 mm.
Thereafter, the intersection angle was gradually reduced in accordance with the thermal crown growth of the drum. When the control was interrupted again in the middle stage of casting, the crown of the steel strip was 13 μm and the wedge was 25 μm (right thickness> left thickness). Thus, by changing the crossing angle 2θ from 0.768 ° to 0.586 °, it was possible to control the crown to 31 μm, almost as intended. Also, the wedge could be controlled to -1 μm by setting the offset from 0.1 mm to -1.6 mm.
At the end of casting, the intersection angle 2θ was 0.642 °, the offset was -1.3 mm, the crown of the steel strip was 28 μm, and the wedge was 0 μm.

本制御ではチョックの高さ位置を約1mm程度で変更することで、0.03mm程度のウェッジを制御できた。これを、従来のように幅方向両端のチョックの開閉を個別に調整する方式とした場合には、開閉をほぼ同オーダー(本装置の場合なら2000/1200=1.7倍程度)で精密に制御する必要がある。制御機構に求められる精度に大きな違いがあり、現実的には装置の精度限界から幅方向両端のチョックの個別開閉式では0.03mm程度のウェッジを制御することは困難である。   In this control, the wedge of about 0.03 mm was able to be controlled by changing the height position of the chock by about 1 mm. In the case where the opening and closing of the chocks at both ends in the width direction are individually adjusted as in the conventional method, the opening and closing can be precisely performed in substantially the same order (in the case of this apparatus, about 2000/1200 = 1.7 times). You need to control. There is a great difference in the accuracy required of the control mechanism, and it is practically difficult to control a wedge of about 0.03 mm by the individual opening and closing type of the chocks at both ends in the width direction due to the accuracy limit of the apparatus.

一方、鋼帯の幅方向中央を代表点とする全体厚み制御はドラム開閉装置で行っており、まさに同オーダーの調整が必要となるが、鋼帯はこの後で圧延されるので全体厚みはその際に制御することができる。これに対してウェッジが残留してこれを圧延工程で除去しようとすれば、片伸び形状や蛇行を招き、圧延作業を困難にしてしまう。よって、鋳造段階でウェッジを制御性の高い手段で調整できることは、きわめて有効である。   On the other hand, the overall thickness control with the center in the width direction of the steel strip as a representative point is performed by a drum opening / closing device, and exactly the same order of adjustment is required, but since the steel strip is subsequently rolled, the overall thickness is When can be controlled. On the other hand, if a wedge remains and is intended to be removed in the rolling step, a half-extended shape or meandering is caused, which makes the rolling operation difficult. Therefore, it is extremely effective that the wedge can be adjusted by means of high controllability at the casting stage.

S 金属薄帯
10 双ドラム式連続鋳造装置
100A 第1冷却ドラム
100B 第2冷却ドラム
S metal ribbon 10 twin-drum continuous casting apparatus 100A first cooling drum 100B second cooling drum

Claims (6)

回転する一対の冷却ドラムにより金属溶湯を凝固させて金属薄帯を製造する双ドラム式連続鋳造装置であって、
前記一対の冷却ドラムのうちの少なくとも一方の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面と直交する方向に移動させる第1移動機構と、前記一対の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面に平行な方向に移動させる第2移動機構と、を有し、
前記第2移動機構は、前記冷却ドラムの回転軸を前記金属薄帯の板面と平行する面内で傾斜させ、前記一対の冷却ドラムの交差角を調整する交差角調整機構と、前記一対の冷却ドラムの交差角を維持した状態で、前記一対の冷却ドラムの鋳造方向におけるオフセット量を調整するオフセット機構と、前記交差角に応じて前記一対の冷却ドラムのオフセット量を制御するオフセット制御部と、を備えていることを特徴とする双ドラム式連続鋳造装置。
A twin-drum continuous casting apparatus for producing a metal ribbon by solidifying a molten metal by a pair of rotating cooling drums,
A first moving mechanism for moving at least one of the pair of cooling drums in a direction perpendicular to the plate surface of the metal ribbon, and a pair of the cooling drums being parallel to the plate surface of the metal ribbon. And a second moving mechanism for moving in the direction,
The second moving mechanism tilts a rotation axis of the cooling drum in a plane parallel to a plate surface of the metal ribbon, and adjusts an intersection angle of the pair of cooling drums; An offset mechanism that adjusts an offset amount in the casting direction of the pair of cooling drums while maintaining an intersection angle of the cooling drum, and an offset control unit that controls an offset amount of the pair of cooling drums according to the intersection angle. , A twin-drum continuous casting apparatus.
前記第2移動機構は、前記交差角調整機構とオフセット機構とが、共通の機構によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の双ドラム式連続鋳造装置。   2. The twin-drum continuous casting apparatus according to claim 1, wherein in the second moving mechanism, the intersection angle adjusting mechanism and the offset mechanism are configured by a common mechanism. 3. 前記第1移動機構は、前記金属薄帯の板面に直交する面内において前記一対の冷却ドラムの回転軸が互いに平行な状態を維持したままの状態で、少なくとも一方の冷却ドラムを前記金属薄帯の板面と直交する方向に移動させるガイド部を備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の双ドラム式連続鋳造装置。   The first moving mechanism moves at least one of the cooling drums while keeping the rotation axes of the pair of cooling drums parallel to each other in a plane perpendicular to the plate surface of the metal ribbon. The twin-drum continuous casting apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a guide portion that moves in a direction perpendicular to the plate surface of the band. 前記一対の冷却ドラムの下流側に、前記金属薄帯の幅方向厚み分布を計測する厚み分布計測器が配設されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の双ドラム式連続鋳造装置。   The thickness distribution measuring device which measures the width direction thickness distribution of the said metal ribbon in the downstream of the said pair of cooling drums is arrange | positioned, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The twin-drum continuous casting apparatus as described in the above. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の双ドラム式連続鋳造装置を用いた金属薄帯の製造方法であって、
前記金属薄帯の幅中央部と幅端部との厚みの差を前記交差角調整機構によって調整し、前記金属薄帯の両端部の厚みの差を前記オフセット機構によって調整することを特徴とする金属薄帯の製造方法。
A method for producing a metal ribbon using the twin-drum continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The difference in thickness between the width center portion and the width end portion of the metal ribbon is adjusted by the intersection angle adjustment mechanism, and the difference in thickness between both end portions of the metal ribbon is adjusted by the offset mechanism. Manufacturing method of metal ribbon.
請求項4に記載の双ドラム式連続鋳造装置を用いて、前記厚み分布計測器により前記金属薄帯の幅方向厚み分布を計測し、
前記金属薄帯の幅中央部と幅端部との厚みの差を所定の目標値となるように、かつ、前記金属薄帯の両端部の厚みの差が小さくなるように、前記交差角調整機構及び前記オフセット機構をフィードバック制御することを特徴とする請求項5に記載の金属薄帯の製造方法。
Using the twin-drum continuous casting apparatus according to claim 4, the thickness distribution measuring device measures the width direction thickness distribution of the metal ribbon,
The intersection angle adjustment is performed so that the difference in thickness between the width center portion and the width end portion of the metal ribbon becomes a predetermined target value, and the difference in thickness between both end portions of the metal ribbon becomes small. The method according to claim 5, wherein the mechanism and the offset mechanism are feedback-controlled.
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