JP7109607B2 - Thin Strip Continuous Casting Method and Apparatus by Roll Crown Control - Google Patents
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Description
本出願は2015年11月20日に出願された米国特許出願第14/946,872号の国際出願である。 This application is an international application of U.S. Patent Application Serial No. 14/946,872, filed November 20, 2015.
本発明は双ロール鋳造機での連続鋳造による金属ストリップ鋳造に関する。 The present invention relates to the casting of metal strip by continuous casting on a twin roll caster.
双ロール鋳造機において、冷却され相反方向に回転される一対の水平鋳造ロール間に溶融金属が導入されることにより、動いている鋳造ロール表面上に金属殻が凝固して鋳造ロール間のロール間隙にて合わせられ、ロール間隙から下方に送給される凝固ストリップ品を生み出す。本明細書では「ロール間隙」という語を、鋳造ロール同士が最接近する領域全般を指すものとして用いる。溶融金属は、取鍋から1つまたは一連の小容器へと注がれ、そこからロール間隙上方に位置した金属供給ノズルを介して流れ、ロール間隙直上でロール間隙長さ方向に沿って延びる鋳造ロール鋳造表面に支持される溶融金属の鋳造溜めを形成することができる。この鋳造溜めを画成するのは、通常、鋳造溜めの両端からの溢流を堰止めるよう鋳造ロール端面に摺動係合して保持される側板又は側部堰である。 In a twin roll caster, molten metal is introduced between a pair of cooled, counter-rotating horizontal casting rolls, causing a metal shell to solidify on the moving casting roll surfaces to form the nip between the casting rolls. to produce a solidified strip which is fed downwardly from the roll nip. The term "roll nip" is used herein to refer generally to the area of closest proximity between the casting rolls. Molten metal is poured from a ladle into one or a series of small vessels from which it flows through metal feed nozzles located above the nip and extends along the nip length just above the nip. A casting pool of molten metal supported on roll casting surfaces may be formed. The casting pool is typically defined by side plates or dams held in sliding engagement with the end faces of the casting rolls to dam the ends of the casting pool against overflow.
双ロール鋳造機は、タレット上に配置された一連の取鍋を介し溶鋼から鋳造ストリップを連続的に製造することができる。溶融金属が各取鍋からタンデイッシュへと注がれ、次いで可動タンデイッシュに注がれた後に金属供給ノズルを介し鋳造溜めへと流れる。タンデイッシュは、鋳造ストリップの製造を途切れさせることなくタレット上の満杯の取鍋を空の取鍋に取替えることを可能にする。 A twin roll caster is capable of continuously producing cast strip from molten steel through a series of ladles arranged on a turret. Molten metal is poured from each ladle into the tundish and then into the movable tundish before flowing through metal feed nozzles into the casting pool. The tundish allows empty ladles to replace full ladles on the turret without interrupting the production of cast strip.
双ロール鋳造機による薄ストリップ鋳造において、一般に銅又は銅合金で造られ、通常はクロム又はニッケルで被覆された鋳造ロールが冷却水で内部冷却され、鋳造中のストリップの高熱流束、ひいては急速凝固を可能にし、その場合、鋳造ロールが溶融金属に晒されることにより相当な熱変形を被る。鋳造ロール鋳造表面のクラウンは鋳造作業中に変化する。鋳造ロール鋳造表面のクラウンが双ロール鋳造機で造られる薄鋳造ストリップのストリップ厚みプロフィール、即ち、断面形状を決定する。凸の(即ち、正クラウンの)鋳造表面を持つ鋳造ロールが負の(即ち、中央がくぼんだ)断面形状の鋳造ストリップを生み出す。逆に、凹の(即ち、負クラウンの)鋳造表面を持つ鋳造ロールが正の(即ち、中央が隆起した)断面形状の鋳造ストリップを生み出す。このように、鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンは通常の鋳造条件のもとで所望のストリップ断面厚みプロフィールを生み出すために使われる。 In thin strip casting with a twin roll caster, casting rolls, generally made of copper or copper alloys and usually coated with chromium or nickel, are internally cooled with cooling water to provide a high heat flux and thus rapid solidification of the strip during casting. , where the casting rolls undergo substantial thermal deformation due to exposure to molten metal. The crown of the casting roll casting surface changes during the casting operation. The crown of the casting roll casting surfaces determines the strip thickness profile, ie the cross-sectional shape, of the thin cast strip produced in the twin roll caster. A casting roll with a convex (ie, positive crown) casting surface produces a cast strip with a negative (ie, center-recessed) profile. Conversely, a casting roll with a concave (ie negative crown) casting surface produces a cast strip with a positive (ie centrally raised) profile. Thus, the roll crown of the casting roll casting surface is used to produce the desired strip cross-sectional thickness profile under normal casting conditions.
薄ストリップ鋳造において、鋳造ロールは、通常、鋳造時の鋳造ロール鋳造表面の予測クラウンに基づく初期クラウンで冷間機械仕上げされる。しかしながら、冷間と鋳造状態での鋳造ロール鋳造表面形状の差は予想し難い。更に又、鋳造作業中に鋳造ロール鋳造表面のクラウンは大幅に変化し得る。鋳造ロール鋳造表面のクラウンは、鋳造中に鋳造機の鋳造溜めに供給される溶融金属の温度変化、鋳造ロール鋳造速度の変化、及び溶鋼組成のわずかな変化等のその他鋳造条件により変化し得る。 In thin strip casting, the casting rolls are typically cold machined with an initial crown based on the expected crown of the casting surface of the casting rolls during casting. However, the difference in casting roll casting surface profile in the cold and as-cast conditions is difficult to predict. Furthermore, the crown of the casting surface of the casting rolls can change significantly during the casting operation. The crown of the casting surface of the casting rolls can change due to other casting conditions such as temperature changes in the molten metal being fed into the casting pool of the caster during casting, changes in casting roll casting speeds, and slight changes in molten steel composition.
鋳造ロールクラウン制御についての従来の提案は、例えば、鋳造ロール内で変形ピストン等の要素を動かすことや鋳造ロール支持軸に曲げ力を加えること等で鋳造ロールを物理的に変形させる機械的装置に依存してきた。しかしながら、これら従来の鋳造ロールクラウン制御の提案には限界があった。例えば、日本特許第2544459号(以下、特許文献1)は、内設の「2端部に埋込まれた水冷ロール加熱手段」を有する鋳造ロールを用い、鋳造中に各ロール端で生じる変形を制御することを開示している。特許文献1の「課題を解決するための手段」の欄参照。鋳造ロールは内部冷却路を備えた中実の金属ロールで、鋳造ロール端に水加熱手段を必要とする。特許文献1に開示された鋳造機の限界が米国特許第5,560,421号(以下、特許文献2)で論じられており、「加熱されるべき各ドラム01の熱容量が大きいので、制御されるべきドラム外面形状の変形応答が遅く、ワークピースをタイムリーに制御することは困難若しくは不可能であろう」と述べられている。特許文献2、1欄、64行~2欄1行。特許文献2は更に続けて、「連続鋳造されるべきワークピースの形状を適切に制御することは不可能であろう」と説明している。同文献、2欄、6~7行。特許文献2は、中実鋳造ロールが(中実ロールに対する)熱水で加熱される大きな外部環状要素を備えた端切欠部を有するという解法を提案している。これらの環状要素が鋳造ロールのプロフィールを変更するのに用いられる。特許文献2、2欄、37~42行。 Previous proposals for casting roll crown control have relied on mechanical devices to physically deform the casting rolls, such as by moving elements such as deformation pistons within the casting rolls or by applying bending forces to the casting roll support shafts. have depended. However, these conventional casting roll crown control proposals have limitations. For example, Japanese Patent No. 2544459 (hereinafter referred to as Patent Document 1) uses casting rolls having internal "water-cooled roll heating means embedded in two ends" to reduce the deformation that occurs at each roll end during casting. It discloses that it controls See the column of "Means for Solving the Problems" in Patent Document 1. The casting rolls are solid metal rolls with internal cooling passages and require water heating means at the ends of the casting rolls. A limitation of the caster disclosed in US Pat. No. 5,560,421 is discussed in US Pat. The deformation response of the outer surface of the drum to be processed is slow, and it would be difficult or impossible to control the workpiece in a timely manner." Patent document 2, column 1, line 64 to column 2, line 1. WO 2005/020000 further explains that "it may not be possible to adequately control the shape of the workpiece to be continuously cast". Ibid., column 2, lines 6-7. US Pat. No. 5,300,003 proposes a solution in which the solid casting rolls have end notches with large external annular elements (relative to the solid rolls) that are heated with hot water. These annular elements are used to modify the profile of the casting rolls. Patent document 2, column 2, lines 37-42.
しかしながら、特許文献1及び2で提案されているような大きな中実鋳造ロールは製造費用が高く、(双ロール鋳造時に大型円筒体が経験する周期的な熱流束による熱疲労効果のため)寿命が比較的短く、熱質量が大きいためさほど応答性が良くない。 However, large solid casting rolls such as those proposed in US Pat. It is relatively short and not very responsive due to its large thermal mass.
例えば、80mm厚で銅及び銅合金製であり、オプションでクロム又はクロム合金の被覆が施され、内部に複数の長手方向水流路が延びる円筒形チューブに膨張リングを直接配することにより、鋳造ロールを形成することも提案されている。この提案は試みられたが、失敗に終わっている。膨張リングに提供された熱が円筒形チューブに伝達されてしまうので、円筒形チューブを膨張させて鋳造ロール鋳造表面のクラウン形状を商業的に制御するようには、リングが熱に対して有効に応答しなかったのである。従って、鋳造中の鋳造ロール鋳造表面のクラウン形状を、ひいては双ロール鋳造機で造られる薄鋳造ストリップの断面厚みプロフィールを直接且つ密に制御する、信頼性があり且つ効果的な方策が未だに求められている。 For example, by placing an expansion ring directly into a cylindrical tube, 80 mm thick, made of copper and copper alloys, optionally coated with chromium or a chromium alloy, and having a plurality of longitudinal water channels extending therein, the casting rolls It has also been proposed to form This proposal has been tried and failed. Since the heat provided to the expansion ring is transferred to the cylindrical tube, the ring must be thermally effective to expand the cylindrical tube to commercially control the crown shape of the casting roll casting surface. They didn't respond. Therefore, there is still a need for a reliable and effective strategy for directly and closely controlling the crown shape of the casting roll casting surface during casting and thus the cross-sectional thickness profile of thin cast strip produced in twin roll casters. ing.
開示されるのは、鋳造ロールを形成する円筒形チューブ内に隣接配置される膨張リングで鋳造ロール鋳造表面のクラウンを制御することにより鋳造ロールクラウンを、ひいては断面ストリップ厚みプロフィールを制御する、信頼性があり且つ効果的な方法である。開示されるのは、
a.ロール間隙を間に備えて鋳造ストリップをロール間隙から下方に送給できる相反方向に回転する一対の鋳造ロールを有し、各鋳造ロールの有する鋳造表面が、厚み80mm以下で銅及び銅合金からなる群から選択された材料で造られ、内部を延びる複数の長手方向水流路を有する円筒形チューブにより形成される、鋳造機を組立て、
b.少なくとも2つの膨張リングを、鋳造作業中の鋳造ロール相反端部に形成される鋳造ストリップ縁部から内方に450mm以内の離間で円筒形チューブ内に隣接配置し、各膨張リングが少なくとも1つの加熱要素と断熱被覆を有し、半径方向寸法の増加により円筒形チューブの膨張を引起こすことで鋳造中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成され、断熱被覆により鋳造中の膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を最小とし、水の流れることのできる水路を各膨張リング内に設けることにより膨張リングひいては円筒状チューブの膨張を調整するよう構成され、
c.ロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰によりロール間隙上方で鋳造ロール鋳造表面に支持される鋳造溜めを形成できる金属供給システムを組立て、
d.少なくとも1つのセンサから受けたデジタル又はアナログ信号の少なくとも1つに応じて膨張リングの半径方向寸法を制御することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御すること
で構成されるロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法である。
Disclosed is a reliable method for controlling the casting roll crown, and thus the cross-sectional strip thickness profile, by controlling the crown of the casting surface of the casting roll with expansion rings positioned adjacently within the cylindrical tubes forming the casting rolls. is a valid and effective method. Disclosed is
a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip between them so that the cast strip can be fed downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface having a thickness of 80 mm or less and made of copper or a copper alloy. assembling a caster formed by a cylindrical tube made of a material selected from the group and having a plurality of longitudinal water passages extending therein;
b. At least two expansion rings are positioned adjacent within the cylindrical tube within 450 mm inwardly from the cast strip edges formed at the opposite ends of the casting rolls during the casting operation, each expansion ring receiving at least one heating element. and a thermal insulation coating configured to alter the roll crown and cast strip thickness profile of the casting roll casting surface during casting by causing expansion of the cylindrical tube due to an increase in radial dimension; configured to minimize heat transfer from the inner expansion rings to the casting rolls and to regulate the expansion of the expansion rings and thus the cylindrical tube by providing channels in each expansion ring through which water can flow;
c. assembling a metal feed system capable of forming a casting pool supported on the casting surfaces of the casting rolls above the nip by side dams defining the casting pool adjacent the ends of the nip;
d. A roll crown comprising controlling the roll crown of a casting roll casting surface during a casting operation by controlling the radial dimension of an expansion ring in response to at least one of digital or analog signals received from at least one sensor. Controlled thin strip continuous casting method.
膨張リングに加えられる電力量は前記少なくとも1つのセンサからのフィードバックに基づき変更することができ、前記センサは、以下の特性の少なくとも1つを検出でき、
膨張リングの温度、
下流側の鋳造ストリップ厚みプロフィール、
鋳造ストリップ縁部に近接した規定地点での鋳造ストリップ局部厚み、
鋳造作業中の鋳造ロール表面クラウン、及び
鋳造ストリップ縁部に近接した規定地点での半径方向鋳造ロール膨張、
且つ鋳造ストリップの前記特性の少なくとも1つを示すデジタル又はアナログ(通常は電気)信号を発することができる。
The amount of power applied to the expansion ring can be varied based on feedback from the at least one sensor, the sensor capable of detecting at least one of the following characteristics:
temperature of the expansion ring,
downstream cast strip thickness profile;
the local thickness of the cast strip at a defined point close to the cast strip edge;
casting roll surface crown during casting operation and radial casting roll expansion at a defined point close to the casting strip edge;
and can emit a digital or analog (usually electrical) signal indicative of at least one of said properties of the cast strip.
膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を制御又は除去するため、各膨張リングの断熱被覆を十分に厚くするように留意すべきである。膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達の有効制御のためには少なくとも厚み0.010インチ(例えば0.025インチ)の断熱被覆が必要である。断熱被覆は膨張リングへのプラズマ噴射でよい。断熱被覆は8%イットリアで安定化されたジルコニア噴射等のジルコニア噴射でのプラズマ噴射でよい。断熱被覆を円筒形チューブに施すこともできるが、経済性及び有効性の点から断熱被覆は膨張リングに直接施すべきである。 Care should be taken to make the thermal barrier coating on each expansion ring sufficiently thick to control or eliminate heat transfer from the expansion ring to the casting rolls. A thermal barrier coating of at least 0.010 inch (eg, 0.025 inch) thickness is required for effective control of heat transfer from the expansion ring to the casting rolls. The thermal barrier coating may be plasma jets on the expansion ring. The thermal barrier coating may be plasma blasted with a zirconia blast, such as an 8% yttria stabilized zirconia blast. The thermal insulation coating can also be applied to the cylindrical tube, but for economy and effectiveness the thermal insulation coating should be applied directly to the expansion ring.
各膨張リングは少なくとも1つの加熱要素を有し得、該加熱要素はステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金で造られ得、各膨張リング内の所望位置に配置できる。各膨張リングは30kWまでの、好ましくは少なくとも3kWの熱入力を提供できる。 Each expansion ring may have at least one heating element, which may be made of stainless steel, nickel, or nickel alloys, and may be positioned within each expansion ring at desired locations. Each expansion ring can provide a heat input of up to 30 kW, preferably at least 3 kW.
また、膨張リングを流れる水を調節することにより膨張リングの半径方向寸法を拡縮し、ひいては、円筒形チューブの径を所望に応じて増減して作業中の鋳造ロール鋳造表面クラウン形状を制御できる。 Also, by adjusting the water flow through the expansion ring, the radial dimension of the expansion ring can be scaled, and thus the diameter of the cylindrical tube can be increased or decreased as desired to control the casting roll casting surface crown shape during operation.
更に又、ロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロール回転速度を変更しつつ、前記少なくとも1つのセンサから受けたデジタル又はアナログ信号の少なくとも1つに応じて膨張リング半径方向寸法を変更することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御することから更に構成されてよい。 Furthermore, the method for continuously casting thin strip with roll crown control comprises controlling a casting roll drive to vary the casting roll rotation speed, and in accordance with at least one of the digital or analog signals received from the at least one sensor. It may further comprise controlling the roll crown of the casting roll casting surface during the casting operation by varying the expansion ring radial dimension.
加えて、ロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法は、各々少なくとも1つの加熱要素を有し、断熱被覆を施され、半径方向寸法の増減により円筒形チューブの膨縮を引起こして鋳造中の鋳造ロール鋳造表面のクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成されている、少なくとも1つの(例えば15膨張リングまでの)膨張リングを鋳造中の鋳造ロールに形成される鋳造ストリップ中央部に対応して配置することから更に構成されていてよい。更に又、ロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロール回転速度を変更しつつ、断熱被覆を施され鋳造ストリップ縁部から離間された膨張リングと、断熱被覆を施され鋳造ストリップ中央部に対応する膨張リングの半径方向寸法を、センサから受けた電気信号に応じて変更して鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御することを含んでよい。 In addition, the continuous thin strip casting process with roll crown control has at least one heating element each, is thermally insulated, and increases or decreases in radial dimension to cause expansion and contraction of the cylindrical tube to increase or decrease the casting during casting. At least one expansion ring (e.g., up to 15 expansion rings) configured to alter the crown of the roll casting surface and the cast strip thickness profile corresponding to the casting strip center formed on the casting roll during casting. It may further comprise placing. Furthermore, a method of continuously casting thin strip with roll crown control includes an expansion ring with a thermal insulation coating and spaced from the cast strip edge while controlling a casting roll drive to vary the casting roll rotational speed; varying the radial dimension of the expansion ring corresponding to the center of the cast strip to which the casting is applied in response to electrical signals received from the sensor to control the roll crown of the casting surface of the casting roll during the casting operation.
若しくは、ロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法は、
a.ロール間隙を間に備えて鋳造ストリップをロール間隙から下方に送給できる相反方向に回転する一対の鋳造ロールを有し、各鋳造ロールの有する鋳造表面が、厚み80mm以下で銅及び銅合金からなる群から選択された材料で造られ、内部を延びる複数の長手方向水流路を有する円筒形チューブにより形成される、鋳造機を組立て、
b.少なくとも1つの膨張リングを、鋳造作業中に鋳造ロールに接して形成された鋳造ストリップ中央部に対応して円筒形チューブ内に配置し、各膨張リングが少なくとも1つの加熱要素と断熱被覆を有し、半径方向寸法の増加により円筒形チューブの膨張を引起こすことで鋳造中の鋳造表面のクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成され、断熱被覆により鋳造中の膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を最小とし、水の流れることのできる水路を各膨張リング内に設けることにより膨張リングひいては円筒状チューブの膨張を調整できるよう構成され、
c.ロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰によりロール間隙上方で鋳造ロール鋳造表面に支持された鋳造溜めを形成できる金属供給システムを組立て、
d.前記断熱被覆を施された少なくとも1つの膨張リングの半径方向寸法を少なくとも1つのセンサから受けたデジタル又はアナログ信号の少なくとも1つに応じて制御することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御する
ことで構成されていてよい。
Alternatively, the thin strip continuous casting method by roll crown control is
a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip between them so that the cast strip can be fed downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface having a thickness of 80 mm or less and made of copper or a copper alloy. assembling a caster formed by a cylindrical tube made of a material selected from the group and having a plurality of longitudinal water passages extending therein;
b. At least one expansion ring is positioned within the cylindrical tube corresponding to the central portion of the cast strip formed against the casting rolls during the casting operation, each expansion ring having at least one heating element and a thermal insulation coating. is configured to alter the crown of the casting surface and cast strip thickness profile during casting by causing expansion of the cylindrical tube by increasing its radial dimension; configured to adjust the expansion of the expansion ring and thus the cylindrical tube by providing a channel within each expansion ring through which water can flow, minimizing transmission;
c. assembling a metal feed system capable of forming a casting pool supported on the casting surfaces of the casting rolls above the nip with side dams defining the casting pool adjacent the ends of the nip;
d. Roll crown of the casting surface of the casting roll during casting operations by controlling the radial dimension of the at least one thermally coated expansion ring in response to at least one digital or analog signal received from at least one sensor. may be configured by controlling the
膨張リングに加えられる電力値は前記少なくとも1つのセンサからのフィードバックに基づき変更でき、前記センサは以下の特性の少なくとも1つを検出でき、
膨張リングの温度、
下流側の鋳造ストリップ厚みプロフィール、
鋳造ストリップ中央部に近接した規定地点での鋳造ストリップ局部厚み、
鋳造作業中の鋳造ロール表面クラウン及び
鋳造ストリップ中央部に近接した規定地点での半径方向鋳造ロール膨張、
且つ鋳造ストリップの前記特性の前記少なくとも1つを示すデジタル又はアナログ(通常は、電気)信号を発することができる。
The amount of power applied to the expansion ring can be varied based on feedback from the at least one sensor, the sensor capable of detecting at least one of the following characteristics:
temperature of the expansion ring,
downstream cast strip thickness profile;
the local thickness of the cast strip at a defined point close to the center of the cast strip;
radial casting roll expansion at defined points close to the casting roll surface crown and the center of the cast strip during the casting operation;
and can emit a digital or analog (usually electrical) signal indicative of said at least one of said properties of the cast strip.
ここでも、各膨張リングの断熱被覆は膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を有効に制御するのに十分な厚さとすべきである。膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達の有効制御には、少なくとも厚み0.010インチ(例えば0.025インチ)の断熱被覆が必要である。断熱被覆は膨張リングにプラズマ噴射でよい。断熱被覆は8%イットリアで安定化されたジルコニア噴射等のジルコニア噴射でのプラズマ噴射でよい。断熱被覆を円筒形チューブに施すこともできるが、経済性及び有効性の点から断熱被覆は膨張リングに直接施すべきである。 Again, the thermal barrier coating on each expansion ring should be thick enough to effectively control heat transfer from the expansion ring to the casting rolls. Effective control of heat transfer from the expansion ring to the casting rolls requires a thermal barrier coating of at least 0.010 inch (eg, 0.025 inch) thickness. The thermal barrier coating may be plasma sprayed onto the expansion ring. The thermal barrier coating may be plasma blasted with a zirconia blast, such as an 8% yttria stabilized zirconia blast. The thermal insulation coating can also be applied to the cylindrical tube, but for economy and effectiveness the thermal insulation coating should be applied directly to the expansion ring.
ここでも、各膨張リングは少なくとも1つの加熱要素を有し得、該加熱要素はステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金から造られ得、所望に応じて各膨張リング付近のどこにでも配置し得る。各膨張リングは30kWまでの、好ましくは少なくとも3kWの熱入力を提供できる。 Again, each expansion ring may have at least one heating element, which may be made of stainless steel, nickel, or nickel alloys, and may be positioned anywhere about each expansion ring as desired. Each expansion ring can provide a heat input of up to 30 kW, preferably at least 3 kW.
ここでも、水の流れを調節することにより膨張リングの半径方向寸法を拡縮し、ひいては円筒形チューブの径を所望通りに増減して作業時の鋳造ロール形状を制御できる。 Again, by adjusting the flow of water, the radial dimension of the expansion ring can be increased or decreased, and thus the diameter of the cylindrical tube can be increased or decreased as desired to control the casting roll geometry during operation.
更に又、ロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロールの回転速度を変更しつつ、膨張リングの半径方向寸法を前記少なくとも1つのセンサから受けた電気信号に応じて変更して鋳造作業中の鋳造ロールの鋳造表面ロールクラウンを制御することから更に構成されていてよい。 Further, the method for continuously casting thin strip with roll crown control comprises controlling the casting roll drive to vary the rotational speed of the casting rolls while varying the radial dimension of the expansion ring according to the electrical signal received from the at least one sensor. It may further comprise variably controlling the casting surface roll crown of the casting rolls during the casting operation.
加えて、代替のロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法は、各々少なくとも1つの加熱要素を有し、断熱被覆を施されて、半径方向寸法を増加させて円筒形チューブの膨張を引起こして鋳造中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成されている、少なくとも2つの膨張リングを、鋳造作業中に鋳造ロール相反端部に形成される鋳造ストリップ縁部から内方に450mm以内の離間で円筒形チューブ内に隣接配置することから更に構成されていてよい。更に又、ロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロールの回転速度を変更しつつ、断熱被覆を施され鋳造ストリップ中央部に対応する膨張リングの半径方向寸法、及び断熱被覆を施され鋳造ストリップ縁部から離間の膨張リングの半径方向寸法を、前記少なくとも1つのセンサから受けた電気信号に応じて変更することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御することを含んでいてよい。 In addition, alternative roll crown controlled continuous thin strip casting processes each have at least one heating element and are thermally insulated to increase the radial dimension to cause expansion of the cylindrical tube during casting. at least two expansion rings configured to alter the roll crown and cast strip thickness profile of the casting surfaces of the casting rolls inwardly from the casting strip edges formed at the opposite ends of the casting rolls during the casting operation; adjacently positioned within the cylindrical tube within 450 mm of each other. Furthermore, the method for continuously casting thin strip by roll crown control comprises controlling the casting roll drive device to change the rotational speed of the casting rolls, while adjusting the radial dimension of the expansion ring corresponding to the central portion of the cast strip to which the thermal insulation coating is applied. and the roll crown of the casting surface of the casting roll during the casting operation by varying the radial dimension of the thermally coated expansion ring spaced from the casting strip edge in response to electrical signals received from said at least one sensor. may include controlling the
各実施例において、膨張リングは18/8オーステナイトステンレス鋼等のオーステナイトステンレス鋼で造ってよい。各膨張リングは50~150mmの、好ましくは70mmの環状寸法を有してよい。各膨張リングは200mmまでの、好ましくは100mmまでの、より好ましくは83.5mmの幅を有してよい。 In each embodiment, the expansion ring may be made of austenitic stainless steel, such as 18/8 austenitic stainless steel. Each expansion ring may have an annular dimension of 50-150 mm, preferably 70 mm. Each expansion ring may have a width of up to 200 mm, preferably up to 100 mm, more preferably 83.5 mm.
方法の各実施例において、鋳造ロール鋳造表面のクラウンを容易に変更して所望の鋳造ストリップ厚みプロフィールを達成できる。断熱被覆を施された各膨張リングは、半径方向寸法を増減して円筒形チューブの拡縮を引起こすことにより鋳造ロール鋳造表面のクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成されている。円筒形チューブの厚みは40~80mm又は60~80mmの範囲とすることができる。 In each embodiment of the method, the crown of the casting roll casting surface can be easily changed to achieve the desired cast strip thickness profile. Each thermally coated expansion ring is configured to increase or decrease its radial dimension to cause expansion or contraction of the cylindrical tube, thereby altering the crown of the casting roll casting surface and the cast strip thickness profile. The thickness of the cylindrical tube can range from 40-80 mm or 60-80 mm.
方法の各実施例において、少なくとも1つのセンサを下流側に配置して、鋳造ストリップ厚みプロフィールを検出して鋳造ストリップ厚みプロフィールを示す電気信号を発するよう構成することができる。センサはストリップが鋳造後に通るピンチロールに隣接して配置できる。鋳造ロール鋳造表面のクラウン制御は、前記センサから受けた電気信号に応じて各膨張リングの半径方向寸法を制御することにより達成し得る。更に又、鋳造ロール鋳造表面のクラウン制御は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロールの回転速度を変更しつつ各膨張リングの半径方向寸法もセンサから受けた電気信号に応じて変更することにより達成し得る。 In each embodiment of the method, at least one sensor may be positioned downstream and configured to detect the cast strip thickness profile and provide an electrical signal indicative of the cast strip thickness profile. The sensor can be placed adjacent to pinch rolls through which the strip passes after casting. Crown control of the casting roll casting surface may be achieved by controlling the radial dimension of each expansion ring in response to electrical signals received from the sensors. Further, crown control of the casting surface of the casting rolls is achieved by controlling the casting roll drives to vary the rotational speed of the casting rolls while also varying the radial dimension of each expansion ring in response to electrical signals received from sensors. achievable.
各膨張リングの半径方向寸法は、他の膨張リングの半径方向寸法から独立して制御できる。鋳造ロール鋳造表面のストリップ縁部に隣接した各膨張リングの半径方向寸法は互いに独立して制御できる。加えて、鋳造ロール鋳造表面のストリップ縁部に隣接した膨張リングの半径方向寸法は鋳造ストリップ中央部に対応する膨張リングから独立して制御できる。 The radial dimension of each expansion ring can be controlled independently of the radial dimensions of the other expansion rings. The radial dimension of each expansion ring adjacent the strip edge of the casting roll casting surface can be controlled independently of each other. Additionally, the radial dimension of the expansion ring adjacent the strip edge of the casting roll casting surface can be controlled independently of the expansion ring corresponding to the casting strip center.
ロールクラウンを制御する薄ストリップ連続鋳造装置も開示され、それは
a.ロール間隙を間に備えて鋳造ストリップをロール間隙から下方に送給できる相反方向に回転する一対の鋳造ロールであって、各鋳造ロールの有する鋳造表面が、厚さ80mm以下で銅及び銅合金からなる群から選択された材料で造られ、内部を複数の長手方向水流路が延びる円筒形チューブで形成される、一対の鋳造ロールと、
b.少なくとも1つの加熱要素と断熱被覆を有し、半径方向寸法の増加により円筒形チューブの膨張を引起こすことで鋳造中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成され、断熱被覆により鋳造中の膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を最小とし、水の流れることのできる水路を内部に設けることで膨張リングひいては円筒状チューブの膨張を調整するよう構成されている、円筒形チューブ内に隣接配置され、鋳造作業中の鋳造ロール相反端部に形成される鋳造ストリップ縁部から内方に450mm以内に離間された少なくとも2つの膨張リングと、
c.ロール間隙上方に配置され、ロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰により鋳造ロール鋳造表面に支持される鋳造溜めを形成できる金属供給システムと
で構成される。
A thin strip continuous casting apparatus with controlled roll crown is also disclosed, comprising: a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip therebetween and capable of feeding cast strip downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface having a thickness of 80 mm or less and made of copper and copper alloys. a pair of casting rolls formed of a cylindrical tube made of a material selected from the group consisting of:
b. having at least one heating element and a thermal insulation coating, configured to cause expansion of the cylindrical tube by increasing its radial dimension to alter the roll crown and cast strip thickness profile of the casting roll casting surface during casting; A cylinder configured to minimize heat transfer from the expansion ring to the casting rolls during casting by a thermal insulation coating and to regulate expansion of the expansion ring and thus the cylindrical tube by providing channels therein through which water can flow. at least two expansion rings positioned adjacent within the shaped tube and spaced within 450 mm inwardly from the cast strip edges formed at the opposite ends of the casting rolls during the casting operation;
c. a metal feed system capable of forming a casting pool positioned above the nip and supported on the casting surfaces of the casting rolls by side dams defining the casting pool adjacent the ends of the nip.
装置は、ロール間隙の下流側に配置され、鋳造ストリップ厚みプロフィールを検出して鋳造ストリップ厚みプロフィールを示す電気信号を発することができる少なくとも1つのセンサから更に構成してよく、センサから受けた電気信号に応じて膨張リングの半径方向寸法を変更することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御する。 The apparatus may further comprise at least one sensor positioned downstream of the nip and capable of detecting the cast strip thickness profile and generating an electrical signal indicative of the cast strip thickness profile, the electrical signal received from the sensor being Control the roll crown of the casting roll casting surface during the casting operation by varying the radial dimension of the expansion ring in response to .
更に又、ロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造装置は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロールの回転速度を変更しつつ、断熱被覆を施された膨張リングの半径方向寸法をセンサから受けた電気信号に応じて変更して鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御できる制御システムから構成してよい。 Furthermore, the continuous thin strip casting apparatus with roll crown control comprises an electrical sensor receiving the radial dimension of the thermally coated expansion ring while controlling the casting roll drive to vary the rotational speed of the casting rolls. It may consist of a control system that can be changed in response to a signal to control the roll crown of the casting surface of the casting rolls during the casting operation.
加えて、ロールクラウンを制御する薄ストリップ連続鋳造装置は、鋳造中の鋳造ロールに形成された鋳造ストリップ中央部に対応する位置で円筒形チューブ内に配置された少なくとも1つの膨張リングから更に構成してよく、該少なくとも1つの膨張リングは少なくとも1つの加熱要素を有し、断熱被覆を施され、半径方向寸法を増加させて円筒形チューブの膨張を引起こして鋳造中の鋳造ロール鋳造表面クラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成されている。更に又、ロールクラウンを制御する薄ストリップ連続鋳造装置は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロールの回転速度を変更しつつ、前記少なくとも1つのセンサから受けた電気信号に応じて鋳造ストリップ縁部から離間の膨張リングの半径方向寸法及び鋳造ストリップ中央部に対応する膨張リングの半径方向寸法を変更して鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを変更できる制御システムから更に構成されてよい。 In addition, the continuous thin strip casting apparatus for controlling roll crown further comprises at least one expansion ring positioned within the cylindrical tube at a location corresponding to the center of the cast strip formed on the casting roll during casting. The at least one expansion ring may have at least one heating element and may be thermally insulated to increase the radial dimension to cause expansion of the cylindrical tube to the casting surface crown and the casting roll during casting. It is configured to change the cast strip thickness profile. Furthermore, the roll crown controlled thin strip continuous caster controls the casting roll drive to vary the rotational speed of the casting rolls while controlling the cast strip edge in response to electrical signals received from the at least one sensor. It may further comprise a control system capable of altering the radial dimension of the expansion ring spaced apart from and the radial dimension of the expansion ring corresponding to the casting strip center to alter the roll crown of the casting roll casting surface during the casting operation.
若しくは、ロールクラウンを制御する薄ストリップ連続鋳造装置は、
a.ロール間隙を間に備えて鋳造ストリップをロール間隙から下方に送給できる相反方向に回転する一対の鋳造ロールであって、各鋳造ロールの有する鋳造表面が、厚み80mm以下で銅及び銅合金からなる群から選択された材料で造られ、内部に複数の長手方向水流路が延びる円筒形チューブで形成される、一対の鋳造ロールと、
b.少なくとも1つの加熱要素と断熱被覆を有し、半径方向寸法の増加で円筒形チューブの膨張を引起こすことにより鋳造中の鋳造表面のクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成され、断熱被覆で鋳造中の膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を最小とし、水の流れることのできる水路を内部に設けることで膨張リングひいては円筒状チューブの膨張を調整するよう構成された、円筒形チューブ内の、鋳造作業中に鋳造ロールに接して形成された鋳造ストリップ中央部に対応する位置に設けられた少なくとも1つの膨張リングと、
c.ロール間隙上方に配置されてロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰により鋳造ロール鋳造表面に支持される鋳造溜めを形成することのできる金属供給システムと
から構成されてよい。
Alternatively, a thin strip continuous casting device that controls the roll crown is
a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip between them and capable of feeding cast strip downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface of less than 80 mm in thickness and made of copper or a copper alloy. a pair of casting rolls formed of a cylindrical tube made of a material selected from the group and having a plurality of longitudinal water channels extending therein;
b. having at least one heating element and a thermal insulation coating, configured to alter the crown of the casting surface and the cast strip thickness profile during casting by causing expansion of the cylindrical tube with an increase in radial dimension; a cylindrical tube configured to minimize heat transfer from the expansion ring to the casting rolls during casting and to regulate the expansion of the expansion ring and thus the cylindrical tube by providing channels therein through which water can flow; , at least one expansion ring positioned to correspond to the central portion of the cast strip formed against the casting rolls during the casting operation;
c. and a metal feed system capable of forming a casting pool supported on the casting surfaces of the casting rolls by side dams positioned above the nip and defining the casting pool adjacent the ends of the nip. .
装置は、ロール間隙の下流側に配置され鋳造ストリップ厚みプロフィールを検出して鋳造ストリップ厚みプロフィールを示す電気信号を発する少なくとも1つのセンサから更に構成されてよく、該少なくとも1つのセンサから受けた電気信号に応じて膨張リングの半径方向寸法を制御することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御する。 The apparatus may further comprise at least one sensor positioned downstream of the nip for detecting the cast strip thickness profile and generating an electrical signal indicative of the cast strip thickness profile, the electrical signal received from the at least one sensor. Control the roll crown of the casting roll casting surface during the casting operation by controlling the radial dimension of the expansion ring as a function of .
更に又、ロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造装置は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロールの回転速度を変更しつつ、断熱被覆を施された膨張リングの半径方向寸法を前記少なくとも1つのセンサから受けた電気信号に応じて変更して鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御できる制御システムで構成してよい。 Further, the roll crown controlled continuous thin strip casting apparatus controls the casting roll drive to vary the rotational speed of the casting rolls while measuring the radial dimension of the thermally insulated expansion ring with the at least one sensor. A control system that can be modified in response to electrical signals received from the casting roll to control the roll crown of the casting surfaces of the casting rolls during the casting operation.
加えて、ロールクラウンを制御する薄ストリップ連続鋳造装置は、円筒形チューブ内に隣接され、鋳造作業中に鋳造ロール相反端部に形成される鋳造ストリップ縁部から内方に450mm以内に離間の少なくとも2つの膨張リングから更に構成されていてよい。各膨張リングは少なくとも1つの加熱要素を有し、断熱被覆を施されている。断熱被覆を施された膨張リングは、半径方向寸法を増加させて円筒形チューブの膨張を引起こすことにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成されている。 In addition, a continuous thin strip casting apparatus for controlling roll crown is adjacent within the cylindrical tube and spaced at least within 450 mm inwardly from the cast strip edges formed at the opposite ends of the casting rolls during the casting operation. It may further consist of two expansion rings. Each expansion ring has at least one heating element and is thermally insulated. The thermally coated expansion ring is configured to change the roll crown and cast strip thickness profile of the casting roll casting surface during the casting operation by increasing the radial dimension to cause expansion of the cylindrical tube. there is
更に又、ロールクラウンを制御する薄ストリップ連続鋳造装置は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロールの回転速度を変更しつつ、センサから受けた電気信号に応じて鋳造ストリップ中央部に対応する膨張リングの半径方向寸法、及び鋳造ストリップ縁部から離間の膨張リングの半径方向寸法を変更して鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御することができる制御システムから更に構成されていてよい。 Furthermore, the roll crown control thin strip continuous casting apparatus controls the casting roll driving apparatus to change the rotation speed of the casting rolls, and expands the center of the cast strip according to the electrical signal received from the sensor. It may further comprise a control system capable of varying the radial dimension of the ring and the radial dimension of the expansion ring spaced from the casting strip edge to control the roll crown of the casting roll casting surface during the casting operation. .
装置の各実施例において、膨張リングは18/8オーステナイトステンレス鋼等のオーステナイトステンレス鋼で造ってよい。各膨張リングは50~150mm(例えば、70mm)の環状寸法を有してよい。各膨張リングは200mmまで(例えば、83.5mm)の幅を有してよい。 In each embodiment of the device, the expansion ring may be made of austenitic stainless steel, such as 18/8 austenitic stainless steel. Each expansion ring may have an annular dimension of 50-150 mm (eg 70 mm). Each expansion ring may have a width of up to 200 mm (eg 83.5 mm).
装置の各実施例において、断熱被覆を施された各膨張リングは、半径方向寸法を増加させて円筒形チューブの膨張を引起こし、鋳造中の鋳造ロール鋳造表面クラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成されている。各膨張リングは少なくとも1つの加熱要素を有し、該加熱要素はステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金で造ることができ、各膨張リング付近に所望通りに配することができる。各膨張リングは30kWまでの、好ましくは少なくとも3kWの熱入力を提供できる。 In each embodiment of the apparatus, each thermally coated expansion ring increases in radial dimension to cause expansion of the cylindrical tube, altering the casting roll casting surface crown and cast strip thickness profile during casting. is configured as follows. Each expansion ring has at least one heating element, which can be made of stainless steel, nickel, or nickel alloys, and can be positioned about each expansion ring as desired. Each expansion ring can provide a heat input of up to 30 kW, preferably at least 3 kW.
ここでも、装置の各実施例において、鋳造ストリップ厚みプロフィールを検出して、鋳造ストリップ厚みプロフィールを示す電気信号を発することができる少なくとも1つのセンサを下流側に配置することができる。該センサは、鋳造後にストリップが通過するピンチロールに隣接して配置してよい。 Again, in each embodiment of the apparatus, at least one sensor can be positioned downstream that can detect the cast strip thickness profile and generate an electrical signal indicative of the cast strip thickness profile. The sensor may be located adjacent pinch rolls through which the strip passes after casting.
鋳造ロール鋳造表面のクラウン制御は、センサから受けた電気信号に応じて各膨張リングの半径方向寸法を制御することにより達成され得る。更に又、鋳造ロール鋳造表面のクラウン制御は、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロールの回転速度を変更しつつ、断熱被覆を施された各膨張リングの半径方向寸法をもセンサから受けた電気信号に応じて変更することにより達成され得る。 Crown control of the casting roll casting surface can be achieved by controlling the radial dimension of each expansion ring in response to electrical signals received from sensors. In addition, the crown control of the casting roll casting surfaces controls the casting roll drives to vary the rotational speed of the casting rolls while also controlling the radial dimension of each thermally coated expansion ring from sensors. It can be achieved by changing according to the signal.
鋳造ロール鋳造表面に形成されるストリップ縁部に隣接する膨張リング同士の半径方向寸法は、互いに独立して制御できる。加えて、鋳造ロール鋳造表面に形成されるストリップ縁部に隣接する膨張リングの半径方向寸法は、鋳造ストリップ中央部に対応する膨張リングから独立して制御できる。 The radial dimensions of the expansion rings adjacent the strip edges formed on the casting roll casting surface can be controlled independently of each other. In addition, the radial dimension of the expansion rings adjacent the strip edges formed on the casting roll casting surfaces can be controlled independently of the expansion rings corresponding to the casting strip center.
ここでも、方法及び装置の実施例において、膨張リングの断熱被覆が十分に厚いので円筒形チューブには少量の熱しか伝達されず、膨張リングを加熱により膨張させて鋳造作業中に鋳造ロールのクラウン形状を所望通りに制御できる。少なくとも厚み0.010インチ(例えば0.025インチ)の断熱被覆が有効である。断熱被覆を円筒形チューブに施すこともできるが、経済性及び有効性の点で、断熱被覆は膨張リング及び鋳造ロールの組立て時に膨張リングに直接施すべきである。 Again, in embodiments of the method and apparatus, the thermal insulation coating on the expansion ring is sufficiently thick that only a small amount of heat is transferred to the cylindrical tube to cause the expansion ring to expand upon heating to reduce the crown of the casting rolls during the casting operation. The shape can be controlled as desired. A thermal barrier coating that is at least 0.010 inches (eg, 0.025 inches) thick is effective. The thermal barrier coating can also be applied to the cylindrical tube, but for economy and effectiveness the thermal barrier coating should be applied directly to the expansion ring during assembly of the expansion ring and casting rolls.
方法及び装置のこれら実施例の各々において、膨張リング内に水路も設けて水をリングの水路内に流し、これら路を通る水流を調節できる。膨張リングを流れる水を調整することで膨張リングの半径方向寸法を膨縮させ、ひいては円筒形チューブの径を所望に応じて増減させて作業中の鋳造ロール鋳造表面のクラウン形状を制御することができる。 In each of these embodiments of the method and apparatus, channels may also be provided within the expansion ring to channel water through the channels of the ring and regulate water flow through these channels. The flow of water through the expansion ring can be adjusted to expand or contract the radial dimension of the expansion ring, thus increasing or decreasing the diameter of the cylindrical tube as desired to control the crown shape of the casting roll casting surface during operation. can.
本発明の種々の局面が、以下の詳細な記述、図面及び請求項から当業者には明らかとなるであろう。 Various aspects of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, drawings and claims.
本発明を添付図面に関してより詳細に説明する。 The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図1、図2及び図2Aに関し、例示される双ロール鋳造機を構成する主機フレーム10が工場床から立上がり、ロールカセット11にモジュールで取付けられた一対の相反方向に回転可能な鋳造ロール12を支持する。鋳造ロール12をロールカセット11に取付けるのは、以下で述べるように作業と移動を容易とするためである。ロールカセット11により容易となるのは、鋳造用に用意された鋳造ロール12を設定位置から鋳造機内の鋳造作業位置へと一体に急速移動すること、及び鋳造ロール12交換時に鋳造ロール12を鋳造位置から迅速に除去することである。ロールカセット11には格別所望されるような構成はなく、本明細書で述べるように鋳造ロール12の移動及び配置を容易にするという機能を果たすものであればよい。
With reference to FIGS. 1, 2 and 2A, the
薄鋼ストリップを連続鋳造する鋳造装置に含まれる一対の相反方向に回転可能な鋳造ロール12は、横方向に配置されて間にロール間隙18を形成する鋳造表面12Aを有する。溶融金属は取鍋13から金属供給システムを介しロール間隙18上方の鋳造ロール12間に配置される金属供給ノズル17(コアノズル)へ供給される。斯くして送給された溶融金属は、ロール間隙18上方で鋳造ロール12の鋳造表面12Aに支持される溶融金属の鋳造溜め19を形成する。鋳造ロール12の端でこの鋳造溜め19を鋳造域に囲込むのが一対の側部閉止板、即ち、側部堰20である(図2Aでは点線で示す)。金属供給ノズル17の下端が鋳造溜め19内に浸漬するよう鋳造溜め19の上面(一般に「メニスカス」レベルと呼ばれている)が金属供給ノズル17の下端より上になってもよい。鋳造域は鋳造溜め19上方の保護雰囲気の追加を含み、鋳造域での溶融金属の酸化を抑制する。
A pair of counter-rotatable casting rolls 12 included in a casting apparatus for continuously casting thin steel strip have
取鍋13は通常は回転タレット40上に支持された従来構成のものである。金属供給のため、取鍋13は鋳造位置にある可動タンディッシュ14上方に配置されて可動タンディッシュ14を溶融金属で満たす。可動タンディッシュ14がその上に配置され得るタンデイッシュカー66は可動タンディッシュ14を、鋳造温度付近に可動タンディッシュ14を加熱する加熱ステーション(図示せず)から鋳造位置へと移送できる。レール39等のタンデイッシュガイドをタンデイッシュカー66の下に配置して、可動タンディッシュ14を加熱ステーションから鋳造位置へと移動させることが可能である。
The
可動タンディッシュ14にはサーボ機構により作動可能なスライドゲート25を装着して、溶融金属を可動タンディッシュ14からスライドゲート25を介し、更には耐火出口シュラウド15を介して分配器16へと流下させることができる。分配器16からは、溶融金属はロール間隙18上方の鋳造ロール12間に配置された金属供給ノズル17へと流れる。
Movable tundish 14 is fitted with a servomechanically actuable
側部堰20はジルコニアグラファイト、アルミナグラファイト、窒化ホウ素、窒化ホウ素・ジルコニア等の適宜合成物である耐火材から造られていてよい。側部堰20は、鋳造ロール12及び鋳造溜め19の溶融金属と物理的に接触可能なフェース面(face surface)を有する。側部堰20が取付けられる側部堰ホルダ(図示せず)は油圧又は空気圧シリンダ、サーボ機構その他アクチュエータ等の側部堰アクチュエータ(図示せず)により移動可能であり、側部堰20を鋳造ロール12の端に係合させることができる。加えて、側部堰アクチュエータは鋳造中に側部堰20を配置可能である。側部堰20は、鋳造作業中の鋳造ロール12上の金属溶融溜めの端閉止部を形成する。
The
図1で示す双ロール鋳造機によって造られる鋳造ストリップ21はガイドテーブル30を通過し、ピンチロール31Aから構成されるピンチロールスタンド31に至る。ピンチロールスタンド31を出た鋳造ストリップ21は、一対のワークロール32Aとバックアップロール32Bで構成されて鋳造ロール12から送給された鋳造ストリップ21を熱間圧延できる隙間を形成して鋳造ストリップ21を熱間圧延で所望厚に圧下する熱間圧延機32を通ることにより、ストリップ表面及びストリップ平坦度を改善できる。ワークロール32Aはワークロール横方向の所望ストリッププロフィールに関連する作業面を有する。熱間圧延された鋳造ストリップ21は次いでランアウトテーブル33上を通過し、そこで水ジェット90又は他の適宜手段を介して供給される水等の冷却剤との接触により及び対流や放熱により、冷却され得る。いずれにしろ、熱間圧延された鋳造ストリップ21は次いで第2ピンチロールスタンド91を通ることで鋳造ストリップ21に張力を掛けることができ、次いでコイラ92に至ることができる。熱間圧延前の鋳造ストリップ21の厚みは約0.3~2.0mmの間でよい。
A
鋳造作業開始時には、通常、鋳造状態が安定するまでの間に短い長さの不完全ストリップが生じる。連続鋳造が確立された後、鋳造ロール12はわずかに引き離されてから再び合わせられることにより鋳造ストリップ21のこの先端の切断を引起こし、次の鋳造ストリップ21のきれいな頭端を形成する。不完全な材料は、スクラップ容器ガイド上を移動可能なスクラップ容器26へと落下する。スクラップ容器26は鋳造機下方のスクラップ受入れ位置に配置され、以下で述べるようなシールされた封止部27の一部を構成する。通常、封止部27は水冷される。このとき、通常はピボット29から封止部27の片側に垂下している水冷エプロン28が旋回されて、鋳造ストリップ21のきれいな端をガイドテーブル30にガイドしてピンチロールスタンド31へと送給する位置に至る。次いで水冷エプロン28は垂下位置へと引戻され、鋳造ストリップ21は鋳造ロール12下方の封止部27内でループ状に垂れ下がることができ、ガイドテーブル30へと向かい、そこで一連のガイドローラと係合する。
Short lengths of imperfect strip usually occur at the start of a casting operation until casting conditions stabilize. After continuous casting has been established, the casting rolls 12 are pulled apart slightly and then brought together again to cause this leading edge cut of the
溢流容器38は可動タンディッシュ14の下方に設けられ、可動タンディッシュ14から溢れ得る溶融材料を受けることができる。図1に示すように、溢流容器38はレール39等のガイド上を移動可能であり、鋳造位置にて所望通りに可動タンディッシュ14下方に配置できる。加えて、追加の溢流容器(図示せず)を分配器16用に分配器16に隣接配置してもよい。 An overflow container 38 is provided below the movable tundish 14 and can receive molten material that may overflow the movable tundish 14 . As shown in FIG. 1, the overflow vessel 38 is movable on guides such as rails 39 and can be positioned below the movable tundish 14 as desired in the casting position. Additionally, an additional overflow container (not shown) may be positioned adjacent distributor 16 for distributor 16 .
シールされた封止部27は複数の別々の壁部を種々のシール接続部にて繋ぎ合わせることにより、封止部27内の雰囲気制御ができる連続封止壁を形成することで構成される。加えて、スクラップ容器26は封止部27に取付け可能なので、鋳造位置にある鋳造ロール12直下の保護雰囲気を封止部27が支持できる。封止部27は封止部27の下部である封止部下部44に開口を含み、スクラップが封止部27からスクラップ受入れ位置にあるスクラップ容器26へと至る出口を提供する。封止部下部44は封止部27の一部として下方に延びることができ、開口はスクラップ受入れ位置にあるスクラップ容器26の上方に配置される。スクラップ容器26、封止部27及び関連する特徴に関して本明細書及び請求項で使われるような「シール」(seal)、「シールされる」(sealed)、「シールする」(sealing)及び「シールするように」(sealingly)は漏れを防ぐ完全なシールではなく、通常は、完全シール未満の、幾分かの許容できる漏れを含んで適宜封止部27内の雰囲気を所望通りに制御・維持できるシールである。
The sealed enclosure 27 is constructed by joining a plurality of separate wall sections at various seal connections to form a continuous sealing wall that allows for atmospheric control within the enclosure 27 . In addition, the
リム部45は封止部下部44の開口を囲むことができ、スクラップ容器26上方に移動可能に配置でき、スクラップ受入れ位置にあるスクラップ容器26にシール係合及び/又は取付け可能である。リム部45はリム部45がスクラップ容器26に係合するシール位置とリム部45がスクラップ容器26から外される退去位置との間を移動可能にできる。若しくは、鋳造機又はスクラップ容器26がリフト機構を含んで、スクラップ容器26を持上げて封止部27のリム部45とシール係合させ、次いでスクラップ容器26を退去位置へと降下させることができる。シール時には封止部27とスクラップ容器26が窒素等の所望ガスで充満されて、封止部27の酸素量を減らして鋳造ストリップ21の保護雰囲気を提供する。
A rim portion 45 can surround the opening of the lower seal portion 44 and can be movably positioned above the
封止部27は鋳造位置にある鋳造ロール12直下の保護雰囲気を支持する上カラー部43を含むことができる。鋳造ロール12が鋳造位置にある場合、上カラー部43は図2に示すように伸長位置へと動かされて、鋳造ロール12に隣接したハウジング部53と封止部27との間の空間を閉じる。上カラー部43は封止部27内に又は封止部27に隣接し且つ鋳造ロール12に隣接して設けることができ、サーボ機構、油圧機構、空気圧機構及び回転アクチュエータ等の複数のアクチュエータ(図示せず)により動かすことができる。 Seal 27 may include an upper collar portion 43 that supports a protective atmosphere beneath casting rolls 12 in the casting position. When the casting rolls 12 are in the casting position, the upper collar portion 43 is moved to its extended position as shown in FIG. . The upper collar portion 43 may be provided within or adjacent the seal 27 and adjacent the casting rolls 12 and may include a plurality of actuators such as servomechanisms, hydraulic mechanisms, pneumatic mechanisms and rotary actuators (see FIG. 1). not shown).
以下に述べるように鋳造ロール12は内部水冷されることにより、鋳造ロール12が相反方向に回転するにつれて、鋳造ロール12の回転毎に鋳造表面12Aが鋳造溜め19に接触してその中を通過するので、殻が鋳造表面12A上に凝固する。鋳造ロール12のロール間隙18にて殻が互いに合わせられ、ロール間隙18から下方に送給される鋳造ストリップ21を生み出す。鋳造ストリップ21は鋳造ロール12間のロール間隙18にて殻から形成され、以下に述べるように下方に送給され下流側に動かされる。
The casting rolls 12 are internally water cooled as described below so that as the casting rolls 12 rotate in opposite directions, the casting surfaces 12A contact and pass through the casting
さて図3A~図10に関連して、各鋳造ロール12が含む円筒形チューブ120は銅と銅合金とからなる群から選択された金属で造られ、クロム又はニッケル等の金属又は金属合金の被覆をオプションで施されて鋳造表面12Aを形成する。各円筒形チューブ120は一対のスタブ軸アセンブリ121,122間に取付けできる。スタブ軸アセンブリ121,122がそれぞれ有する端部127,128(図4~図6に示す)は円筒形チューブ120の端部にぴったりと嵌入して鋳造ロール12を形成する。斯くして円筒形チューブ120はそれぞれフランジ部129,130を有する端部127,128により支持されて、内部キャビティ163を形成し、組み立てられた鋳造ロールをスタブ軸アセンブリ121,122間で支持する。
3A-10, each casting
各円筒形チューブ120の円筒形外面がロール鋳造表面12Aである。円筒形チューブ120の半径方向厚みは80mm以下とすることができ、40~80mm又は60~80mmであってよい。
The cylindrical outer surface of each
各円筒形チューブ120に設けられる一連の長手方向水路126は円筒形チューブ120の円周方向厚みの一端から他端へと長い孔を穿孔することにより形成できる。孔の端は留め具171によりスタブ軸アセンブリ121,122の端部127,128に取付けられる端プラグ141によって後で閉じられる。水路126は端プラグ141を備えた円筒形チューブ120の厚みに形成される。スタブ軸の留め具171と端プラグ141の数は所望に応じ選択できる。端プラグ141を設けることで、以下で述べるスタブ軸アセンブリ内の水路で、鋳造ロール12の一端から他端への単一パス冷却若しくは多パス冷却を提供でき、多パス冷却では、例えば、水路126同士が接続されて隣接する水路126を介した3パスの冷却水を提供した後、水は直接に又はキャビティ163を介して水供給部に戻される。
A series of
円筒形チューブ120の厚みを通る水路126はキャビティ163と直列の水供給部に接続することができる。水路126は水供給部に接続できるので、冷却水は最初キャビティ163を通ってから次いで水路126を経て戻りラインに至るか、又は、最初に水路126を通ってから次いでキャビティ163を経て戻りラインに至る。
A
円筒形チューブ120の端には周方向段差123を備えて、鋳造ロール12のロール鋳造表面12Aの作動部との間に肩部124を形成できる。肩部124が設けられて側部堰20と係合し、上記したように鋳造作業時に鋳造溜め19を囲込む。
The end of the
スタブ軸アセンブリ121,122の端部127,128それぞれは、通常、円筒形チューブ120の端とシール係合し、図4~図6に示す半径方向に延びる水路135,136を有し、水を円筒形チューブ120内を延びる水路126に送給する。半径方向流路135,136は冷却が単一パスであるか多パス冷却システムであるかに従い、例えばねじ込み配置で、水路126の少なくとも一部の端に接続される。水冷却が多パスシステムの場合、水路126の残りの端は、例えば、記述したような端プラグ141のねじ込みにより閉じることができる。
図7に詳細を示すように、円筒形チューブ120は、所望に応じて水路126の単一パス又は多パス配列で円筒形チューブ120の厚みに環状配列で配置されてよい。水路126は鋳造ロール12一端で半径方向ポート160により環状ギャラリー140に、ひいてはスタブ軸アセンブリ121の端部127の半径方向流路135に接続され、鋳造ロール12他端では半径方向ポート161により環状ギャラリー150に、ひいてはスタブ軸アセンブリ121の端部128の半径方向流路136に接続される。ロール12の一端で一方の環状ギャラリー140又は150を介して供給される水は、単一パスの水路126の全てを平行に流れてロール12の他端に至り、円筒形チューブ120の他端で半径方向流路135又は136と他方の環状ギャラリー150又は140を介し流出できる。方向流は供給ライン及び戻りラインの適宜の接続部により所望に応じ逆転できる。若しくは又は追加で、水路126のうちの選択したいくつかを半径方向路135,136にオプションで接続又は半径方向路135,136からオプションでブロックすることにより3パスなどの多パス構成を提供できる。
As shown in detail in FIG. 7, the
スタブ軸アセンブリ122はスタブ軸アセンブリ121よりも長くしてよい。図3Bに示すように、スタブ軸アセンブリ122は2組の水流ポート133,134を備えるようにしてもよい。水流ポート133,134と接続できる回転水流カップリング131,132により水がスタブ軸アセンブリ122を介し軸線方向に鋳造ロール12に送給・送出される。作業では、冷却水がそれぞれスタブ軸アセンブリ121,122の端部127,128を延びる半径方向路135,136を介し円筒形チューブ120の水路126に流出入する。スタブ軸アセンブリ121は軸方向チューブ137と嵌合され、端部127の半径方向路135と鋳造ロール12内の中央キャビティとの流体連通を提供する。スタブ軸アセンブリ122は軸方向空間チューブと嵌合されて、中央キャビティ163と流体連通する中央水導管138をスタブ軸アセンブリ122の端部122の半径方向路136と流体連通する環状水導管139とは分離する。中央水導管138及び環状水導管139は鋳造ロール12への冷却水の流出入を提供できる。
作業では、流入する冷却水は供給ライン131から環状水導管139へと、半径方向路136、環状ギャラリー150及び水路126に流体連通する水流ポート133を介し供給することができ、次いで環状ギャラリー140、半径方向路135、軸方向チューブ137、中央キャビティ163及び中央水導管138を介し流出ライン132へと水流ポート134を経て戻される。若しくは、鋳造ロール12への水流の流出入及び通過は所望に応じ逆方向でもよい。水流ポート133,134は、鋳造ロール12の円筒形チューブ120の水路126内を所望に応じていずれの方向から流入して流出するようにも、水供給ライン及び戻りラインに接続できる。流れの方向に応じて、冷却水は水路126を流れる前に、若しくは流れた後にキャビティ163を流れる。
In operation, incoming cooling water may be supplied from
各円筒形チューブ120には断熱被覆を施された少なくとも1つの膨張リングを備えることができる。図8に示すように、円筒形チューブ120には、それぞれ断熱被覆350が施され、円筒形チューブ120の相反端部に、鋳造作業で形成される鋳造ストリップ端部の内側450mm以内に離間の少なくとも2つの膨張リング210を備えることができる。図9は、断熱被覆350を施され、鋳造ストリップ縁部から離間され、加熱要素370を有する膨張リング210を備えた鋳造ロールの長手方向部分の断面図である。
Each
若しくは、図10に示すように、断熱被覆350を施された少なくとも2つの膨張リング210を円筒形チューブ120の相反端部に、鋳造作業での鋳造ロールの相反端部の鋳造ストリップ端部から内方に450mm以内に離間され、断熱被覆330を施された追加の膨張リング220を円筒形チューブ120内の、鋳造時に鋳造表面に形成される鋳造ストリップの中央部に対応する位置に配置する。
Alternatively, as shown in FIG. 10, at least two
別の改変例では、図3Aに示すように、断熱被覆330を施された膨張リング220を円筒形チューブ120内の、鋳造時に鋳造ロール鋳造表面に形成される鋳造ストリップの中央部に対応する位置に配置できる。
In another modification, as shown in FIG. 3A, an
図8~図10に示すように、断熱被覆を施された膨張リングは円筒形チューブ内に隣接配置され、鋳造ストリップ縁部から離間できる。各膨張リングは50~150mm(例えば70mm)の環状寸法を持つことができる。同様に、断熱被覆を施され、鋳造中に形成される鋳造ストリップの中央部に対応して配置される膨張リングは50~150mm(例えば70mm)の環状寸法を持つことができる。 As shown in FIGS. 8-10, the thermally coated expansion ring can be positioned adjacent within the cylindrical tube and spaced from the cast strip edge. Each expansion ring may have an annular dimension of 50-150 mm (eg 70 mm). Similarly, the expansion ring, which is thermally coated and positioned corresponding to the central portion of the cast strip formed during casting, may have an annular dimension of 50-150 mm (eg 70 mm).
断熱被覆を施され、鋳造ストリップ縁部から離間された各膨張リングは200mmまでの幅(例えば、83.5mm)を持つことができる。同様に、断熱被覆を施され、鋳造時の鋳造ストリップの中央部に配置された膨張リングは200mmまでの幅(例えば、83.5mm)を持つことができる。 Each expansion ring, which is thermally coated and spaced from the cast strip edge, can have a width of up to 200 mm (eg, 83.5 mm). Similarly, the expansion ring, which is thermally coated and placed in the middle of the cast strip at the time of casting, can have a width of up to 200 mm (eg 83.5 mm).
鋳造ロール鋳造表面のクラウンの変形は円筒形チューブ内側に配置された少なくとも1つの膨張リングの半径方向寸法を調整することにより制御できる。断熱被覆を施された少なくとも1つの膨張リングの半径方向寸法は膨張リングの温度を調整することにより制御できる。ひいては、鋳造ストリップ厚みプロフィールは膨張リングの半径、ひいては鋳造ロール鋳造表面のクラウンにより制御できる。円筒形チューブの円周方向厚みは80mm以下にされるので、鋳造表面のクラウンは膨張リングの半径方向寸法の変化に応じて変形できる。 The deformation of the crown of the casting roll casting surface can be controlled by adjusting the radial dimension of at least one expansion ring located inside the cylindrical tube. The radial dimension of the at least one thermally coated expansion ring can be controlled by adjusting the temperature of the expansion ring. The cast strip thickness profile can then be controlled by the radius of the expansion ring and thus the crown of the casting surface of the casting roll. The circumferential thickness of the cylindrical tube is made less than 80 mm so that the crown of the casting surface can deform in response to changes in the radial dimension of the expansion ring.
断熱被覆を施された各膨張リングは半径方向寸法が増加して円筒形チューブの膨張を引起こすことにより、鋳造中の鋳造表面のクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変化させるよう構成されている。電力ワイヤ222及び制御ワイヤ224がスリップリング240から各膨張リングに延びる。電力ワイヤ222は電力を膨張リングに供給する。制御ワイヤ224は温度フィードバックを提供し、それが膨張リングの電力制御に使われる。
Each thermally coated expansion ring is configured to increase in radial dimension to cause expansion of the cylindrical tube, thereby altering the crown of the casting surface and the cast strip thickness profile during casting.
図11に示すように、各膨張リングは水が流れることのできる水路340を有してよい。水流を制御して膨張リングの膨張を調節することができる。
As shown in FIG. 11, each expansion ring may have
各膨張リングは電気的に加熱されて半径方向寸法を増加できる。図15に示されるように、各膨張リングは所望通りに配置された少なくとも1つの加熱要素を有してリングを有効に加熱できる。膨張リング300はその目的のため右側に加熱要素310を、左側に加熱要素320を有する。各膨張リングは30kWまでの熱入力を提供でき、好ましくは少なくとも3kWの熱入力を提供できる。半径方向寸法増加で生じた力が円筒形チューブに加えられて、円筒形チューブの膨張を引起こし、鋳造表面のクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更する。膨張リングの半径方向寸法の制御及び鋳造速度制御により所望の厚みプロフィールを達成するため、図2及び図2Aに示すようにストリップ厚みプロフィールセンサ71を下流側に配置して鋳造ストリップ21の厚みプロフィールを検出することができる。鋳造ロール12の直接制御のためセンサ71は通常はロール間隙18とピンチロール31Aとの間に設けられる。このセンサはストリップ幅方向の厚みプロフィールを周期的又は連続的に直接計測できるX線計測器等の適宜装置であってよい。若しくは、複数の非接触型センサをガイドテーブル30にて鋳造ストリップ21横方向に配し、鋳造ストリップ21横方向の複数位置からの厚み計測の組合わせが制御器72により処理されて、ストリップ厚みプロフィールを周期的又は連続的に割り出す。鋳造ストリップ21の厚みプロフィールは、このデータから所望通りに周期的に又は連続的に割り出すことができる。
Each expansion ring can be electrically heated to increase its radial dimension. As shown in FIG. 15, each expansion ring can have at least one heating element positioned as desired to effectively heat the ring. The
各膨張リングの半径方向寸法は他の膨張リングの半径方向寸法から独立して制御できる。断熱被覆を施され、鋳造ロールのストリップ端の内側に隣接した各膨張リングの半径方向寸法は互いに独立して制御できる。若しくは、鋳造ロールのストリップ端の内側に隣接した膨張リングの半径方向寸法は断熱被覆を施され、鋳造ストリップ中央部に対応する膨張リングから独立して制御できる。センサ71は鋳造ストリップ厚みプロフィールを示す信号を発する。断熱被覆を施された各膨張リングの半径方向寸法はセンサによって発せられた信号に従って制御され、それが鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御する。
The radial dimension of each expansion ring can be controlled independently of the radial dimensions of the other expansion rings. The radial dimension of each thermally coated expansion ring adjacent and inboard of the strip ends of the casting rolls can be controlled independently of each other. Alternatively, the radial dimension of the expansion ring adjacent the inside of the strip end of the casting roll can be thermally coated and controlled independently of the expansion ring corresponding to the center of the cast strip.
更に又、鋳造ロール駆動装置を制御して鋳造ロールの回転速度を変更しつつ、センサ71から受けた電気信号に応じて膨張リングの半径方向寸法も変更することができ、それにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御する。
Furthermore, while the casting roll drive is controlled to vary the rotational speed of the casting rolls, the radial dimension of the expansion ring can also be varied in response to electrical signals received from
断熱被覆が膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を制御するのに必要であることが見出された。行われた試験により示されたことは、断熱被覆が施された場合に鋳造中の膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達が最低限で、膨張リングが所望の温度及び膨張に、ひいては所望の断面ストリップ厚みプロフィールに到達して、商業的に鋳造表面のクラウンを制御できる。 It has been found that a thermal barrier coating is necessary to control heat transfer from the expansion ring to the casting rolls. Tests conducted have shown that when the thermal barrier coating is applied, there is minimal heat transfer from the expansion ring to the casting rolls during casting, allowing the expansion ring to achieve the desired temperature and expansion, and thus the desired cross-section. The strip thickness profile can be reached to control the crown of the casting surface commercially.
説明のため、図12は膨張リングに断熱被覆を施す・施さないで行った試験を示している。8%イットリアで安定化されたジルコニアの断熱被覆を膨張リングの外側にプラズマ噴射して、厚み0.025インチの断熱被覆を得た。各膨張リングは膨張リングに縮み嵌めしたほぼ85mm幅の鋳造ロール部分を有した。各鋳造ロール部分内には水路を設けた。水はほぼ15ポンド・平方インチで供給され、水流は8.6~8.9ガロン/分の間で変化した。入口水温度は68°Fであった。50%電力と100%電力とで別々に試験を行った。図12に示すように、50%電力での試験では膨張リングはビークデルタ温度54℃に終わった。他方、断熱被覆を施された膨張リングはピークデルタ温度90℃に、即ち、ビークデルタ温度の67%増加に終わった。図12に示すように、試験で未被覆の膨張リングの100%電力での加熱は失敗したが、断熱被覆が施された膨張リングの100%電力での試験はほぼ130℃のピークデルタ温度に終わった。 For illustrative purposes, FIG. 12 shows tests performed with and without the thermal insulation coating on the expansion ring. A thermal barrier coating of zirconia stabilized with 8% yttria was plasma sprayed onto the outside of the expansion ring to give a thermal barrier coating thickness of 0.025 inch. Each expansion ring had an approximately 85 mm wide casting roll section that was shrink fit into the expansion ring. Channels were provided within each casting roll section. Water was supplied at approximately 15 lb-in and the water flow varied between 8.6 and 8.9 gallons per minute. Inlet water temperature was 68°F. Separate tests were run at 50% power and 100% power. As shown in FIG. 12, the expansion ring ended up with a peak delta temperature of 54° C. when tested at 50% power. On the other hand, the thermally coated expansion ring resulted in a peak delta temperature of 90°C, a 67% increase in peak delta temperature. As shown in FIG. 12, the test failed to heat the uncoated expansion ring at 100% power, while the thermally coated expansion ring at 100% power reached a peak delta temperature of approximately 130°C. finished.
図13は平均膨張リングの温度とエッジドロップとを比較したグラフを示している。エッジドロップは鋳造ストリップの厚みに相互関連する。図13に示すように、エッジドロップは加熱された各膨張リングが温度変化する度に反応するように見える。温度が増加するにつれて膨張リングが膨張し、鋳造ロール縁部での鋳造ストリップ厚が減少し、エッジドロップが増加する。 FIG. 13 shows a graph comparing average expansion ring temperature and edge drop. Edge drop correlates to cast strip thickness. As shown in FIG. 13, the edge drop appears to respond to each temperature change of each heated expansion ring. As the temperature increases, the expansion ring expands, reducing the cast strip thickness at the casting roll edges and increasing the edge drop.
図14は、加熱されたリングの膨張と断熱被覆で被覆された膨張リングの温度との比較グラフを示している。膨張リングは通常の鋳造作業において鋳造ロール内に隣接配置され、水路が中に設けられ、水が流れていた。被覆を施された膨張リングは85.6°Fから120°Fに加熱され、120°Fでしばしの間保持された後、160~200°Fに加熱された。証明されているように、被覆された膨張リングが115°Fまで加熱された場合、100μmを超える寸法膨張が達成された。説明しているように、被覆されていない膨張リングでは、これらの結果を得ることは鋳造ロールへの熱伝達のため不可能であろう。膨張リングの膨張は膨張リングを加熱できる温度と直接に相互関連している。説明しているように、断熱被覆で被覆された膨張リングは急速に加熱されて、高い有効温度を達成できる。そのため、厚みが少なくとも0.010インチ(例えば0.025インチ)の断熱被覆が膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を制御又は除去するのに必須である。 FIG. 14 shows a graph comparing the expansion of a heated ring and the temperature of an expansion ring covered with a thermal insulation coating. The expansion ring was placed adjacent to the casting rolls in a normal casting operation and had a channel therein through which water flowed. The coated expansion ring was heated from 85.6°F to 120°F, held briefly at 120°F, and then heated to 160-200°F. As demonstrated, dimensional expansion of greater than 100 μm was achieved when the coated expansion ring was heated to 115°F. As explained, with an uncoated expansion ring it would not be possible to obtain these results due to heat transfer to the casting rolls. The expansion of the expansion ring is directly correlated with the temperature to which the expansion ring can be heated. As described, an expansion ring coated with a thermal barrier can heat up rapidly to achieve high effective temperatures. Therefore, a thermal barrier coating of at least 0.010 inch (eg, 0.025 inch) thickness is essential to control or eliminate heat transfer from the expansion ring to the casting rolls.
方法及び装置のこれらの実施例の各々において、膨張リング内には水路をも設けて水がリング内の路を流れるようにし、これら路を通る水流を調整できる。水流が調整されることにより膨張リング、ひいては円筒形チューブの径を所望に応じて増減して作業中の鋳造ロールの形状を制御する。 In each of these embodiments of the method and apparatus, channels are also provided within the expansion ring to allow water to flow through the channels within the ring and to regulate water flow through these channels. The water flow is adjusted to increase or decrease the diameter of the expansion ring and thus the cylindrical tube as desired to control the shape of the casting roll during operation.
原理及び作用を特定の実施例に関連して説明・例示してきたが、本発明は特に説明・例示したもの以外でも範囲から逸脱することなく実施できると理解せねばならない。 Although the principle and operation have been described and illustrated with reference to specific embodiments, it is to be understood that the invention may be practiced otherwise than as specifically described and illustrated without departing from its scope.
12 鋳造ロール
12A ロール鋳造表面
14 可動タンデイッシュ
15 耐火出口シュラウド
16 分配器
17 金属供給ノズル
18 ロール間隙
20 側部堰
21 鋳造ストリップ
71 プロフィールセンサ
120 円筒形チューブ
126 水路
127 端部
210 膨張リング
220 膨張リング
300 膨張リング
310 加熱要素
320 加熱要素
330 断熱被覆
340 水路
350 断熱被覆
370 加熱要素
12
Claims (39)
b.少なくとも2つの膨張リングを、鋳造作業中の鋳造ロール相反端部に形成される鋳造ストリップ縁部から内方に450mm以内の離間で円筒形チューブ内に隣接配置し、各膨張リングがステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金で造られ膨張リングに直接接触する少なくとも1つの加熱要素を有し、各膨張リングが断熱被覆を有し、各膨張リングが半径方向寸法の増加により半径方向寸法の増加により円筒形チューブの膨張を引起こすことで鋳造中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成され、断熱被覆により鋳造中の膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を最小とし、水の流れることのできる水路を各膨張リング内に設けることにより膨張リングひいては円筒状チューブの膨張を調整するよう構成され、
c.ロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰によりロール間隙上方で鋳造ロール鋳造表面に支持される鋳造溜めを形成できる金属供給システムを組立て、
d.少なくとも1つのセンサから受けたデジタル又はアナログ信号の少なくとも1つに応じて膨張リングの半径方向寸法を制御することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御すること
で構成されるロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法。 a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip between them so that the cast strip can be fed downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface of 80 mm or less in thickness and made of copper or a copper alloy. assembling a caster formed by a cylindrical tube made of a material selected from the group and having a plurality of longitudinal water passages extending therein;
b. At least two expansion rings are positioned adjacent within the cylindrical tube within 450 mm inwardly from the cast strip edge formed at the opposite ends of the casting rolls during the casting operation, each expansion ring being made of stainless steel, nickel or having at least one heating element made of a nickel alloy and in direct contact with the expansion rings, each expansion ring having a thermal insulation coating, each expansion ring being a cylindrical tube of increasing radial dimension due to increasing radial dimension; The thermal insulation coating minimizes heat transfer from the expansion ring to the casting rolls during casting, and the configured to regulate the expansion of the expansion ring and thus the cylindrical tube by providing a flowable channel within each expansion ring;
c. assembling a metal feed system capable of forming a casting pool supported on the casting surfaces of the casting rolls above the nip by side dams defining the casting pool adjacent the ends of the nip;
d. A roll crown comprising controlling the roll crown of a casting roll casting surface during a casting operation by controlling the radial dimension of an expansion ring in response to at least one of digital or analog signals received from at least one sensor. Controlled thin strip continuous casting method.
膨張リングの温度、
下流側鋳造ストリップ厚みプロフィール、
鋳造ストリップ縁部に近接した規定地点での鋳造ストリップ局部厚み、
鋳造作業中の鋳造ロール表面クラウン、及び
鋳造ストリップ縁部に近接した規定地点での半径方向鋳造ロール膨張、
且つ鋳造ストリップの前記特性の少なくとも1つを示すデジタル又はアナログ信号を発することができる少なくとも1つのセンサを配置することで更に構成される、請求項1記載のロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法。 e. capable of detecting at least one of the following characteristics,
temperature of the expansion ring,
downstream casting strip thickness profile,
the local thickness of the cast strip at a defined point close to the cast strip edge;
casting roll surface crown during casting operation and radial casting roll expansion at a defined point close to the casting strip edge;
and further comprising arranging at least one sensor capable of emitting a digital or analog signal indicative of at least one of said properties of the cast strip.
b.少なくとも1つの膨張リングを、鋳造作業中に鋳造ロールに接して形成された鋳造ストリップ中央部に対応して円筒形チューブ内に配置し、各膨張リングがステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金で造られ膨張リングに直接接触する少なくとも1つの加熱要素を有し、各膨張リングが断熱被覆を有し、各膨張リングが半径方向寸法の増加により円筒形チューブの膨張を引起こすことで鋳造中の鋳造表面のクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成され、断熱被覆により鋳造中の膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を最小とし、水の流れることのできる水路を各膨張リング内に設けることにより膨張リングひいては円筒状チューブの膨張を調整できるよう構成され、
c.ロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰によりロール間隙上方で鋳造ロール鋳造表面に支持された鋳造溜めを形成できる金属供給システムを組立て、
d.前記断熱被覆を施された少なくとも1つの膨張リングの半径方向寸法を少なくとも1つのセンサから受けたデジタル又はアナログ信号の少なくとも1つに応じて制御することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御する
ことから構成されるロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法。 a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip between them so that the cast strip can be fed downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface having a thickness of 80 mm or less and made of copper or a copper alloy. assembling a caster formed by a cylindrical tube made of a material selected from the group and having a plurality of longitudinal water passages extending therein;
b. At least one expansion ring is positioned within the cylindrical tube in correspondence with the central portion of the cast strip formed against the casting rolls during the casting operation, each expansion ring being made of stainless steel, nickel or a nickel alloy for expansion. It has at least one heating element in direct contact with the rings, each expansion ring having a thermal insulation coating, each expansion ring causing expansion of the cylindrical tube by increasing its radial dimension, thereby improving the casting surface during casting. The expansion ring is configured to vary the crown and cast strip thickness profile, the thermal insulation coating minimizes heat transfer from the expansion ring to the casting rolls during casting, and the expansion ring is provided with channels within each expansion ring through which water can flow. Finally, it is configured to adjust the expansion of the cylindrical tube,
c. assembling a metal feed system capable of forming a casting pool supported on the casting surfaces of the casting rolls above the nip with side dams defining the casting pool adjacent the ends of the nip;
d. Roll crown of the casting surface of the casting roll during casting operations by controlling the radial dimension of the at least one thermally coated expansion ring in response to at least one digital or analog signal received from at least one sensor. A thin strip continuous casting method by roll crown control, which consists of controlling the
前記少なくとも1つの膨張リングの温度、
下流側の鋳造ストリップ厚みプロフィール、
鋳造ストリップ縁部に近い規定地点での鋳造ストリップ局部厚み、
鋳造作業中の鋳造ロール表面クラウン、
鋳造ストリップ縁部に近い規定地点での半径方向鋳造ロール膨張、
且つ鋳造ストリップの上記した特性の少なくとも1つを示すデジタル又はアナログ信号を発することのできる、少なくとも1つのセンサを配置することから更に構成される、請求項11記載のロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法。 e. capable of detecting at least one of the following characteristics,
temperature of the at least one expansion ring;
downstream cast strip thickness profile;
the local thickness of the cast strip at a defined point close to the cast strip edge,
casting roll surface crown during casting operation,
radial casting roll expansion at a defined point close to the casting strip edge,
Continuous casting of thin strip with roll crown control according to claim 11 , further comprising arranging at least one sensor capable of emitting a digital or analog signal indicative of at least one of the above-mentioned properties of the cast strip. Method.
b.ステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金で造られ膨張リングに直接接触する少なくとも1つの加熱要素を有すると共に、断熱被覆を有し、半径方向寸法の増加により円筒形チューブの膨張を引起こすことで鋳造中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成され、断熱被覆により鋳造中の膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を最小とし、水の流れることのできる水路を内部に設けることで膨張リングひいては円筒状チューブの膨張を調整するよう構成されている、円筒形チューブ内に隣接配置され、鋳造作業中の鋳造ロール相反端部に形成される鋳造ストリップ縁部から内方に450mm以内に離間された少なくとも2つの膨張リングと、
c.ロール間隙上方に配置され、ロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰により鋳造ロール鋳造表面に支持される鋳造溜めを形成できる金属供給システムと
で構成されるロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造装置。 a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip therebetween and capable of feeding cast strip downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface having a thickness of 80 mm or less and made of copper and copper alloys. a pair of casting rolls formed of a cylindrical tube made of a material selected from the group consisting of:
b. It has at least one heating element made of stainless steel, nickel or nickel alloy and in direct contact with the expansion ring and has a thermal insulation coating to cause expansion of the cylindrical tube by increasing its radial dimension during casting. A casting roll configured to alter the roll crown and cast strip thickness profile of the casting surface of the casting roll, a thermal insulation coating to minimize heat transfer from the expansion ring to the casting roll during casting, and an internal channel through which water can flow. Within 450 mm inwardly of the cast strip edges positioned adjacent within the cylindrical tube and formed at opposite ends of the casting rolls during the casting operation, configured to regulate the expansion of the expansion ring and, in turn, the cylindrical tube. at least two expansion rings spaced apart by
c. and a metal feed system capable of forming a casting pool positioned above the nip and supported on the casting surfaces of the casting rolls by side dams defining the casting pool adjacent the ends of the nip. Thin strip continuous casting equipment.
膨張リングの温度、
ロール間隙の下流に配された鋳造ストリップ厚みプロフィール、
鋳造ストリップ縁部に近接した規定地点での鋳造ストリップ局部厚み、
鋳造作業中の鋳造ロール表面クラウン
鋳造ストリップ縁部に近接した規定地点での半径方向鋳造ロール膨張
且つ前記特性の少なくとも1つを示すデジタル又はアナログ信号を発することができる少なくとも1つのセンサから更に構成され、前記少なくとも1つのセンサから受けた信号に応じて膨張リングの半径方向寸法を制御することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御する、請求項19記載のロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造装置。 d. capable of detecting at least one of the following characteristics,
temperature of the expansion ring,
a cast strip thickness profile located downstream of the nip;
the local thickness of the cast strip at a defined point close to the cast strip edge;
casting roll surface crown during casting operation radial casting roll expansion at a defined point proximate to the casting strip edge and at least one sensor capable of producing a digital or analog signal indicative of at least one of the foregoing characteristics 20. The thin strip by roll crown control of claim 19 , wherein roll crown of a casting roll casting surface during a casting operation is controlled by controlling the radial dimension of an expansion ring in response to signals received from said at least one sensor. Continuous casting equipment.
b.ステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金で造られ膨張リングに直接接触する少なくとも1つの加熱要素を有すると共に、断熱被覆を有し、半径方向寸法の増加で円筒形チューブの膨張を引起こすことにより鋳造中の鋳造表面のクラウン及び鋳造ストリップ厚みプロフィールを変更するよう構成され、断熱被覆で鋳造中の膨張リングから鋳造ロールへの熱伝達を最小とし、水の流れることのできる水路を内部に設けることで膨張リングひいては円筒状チューブの膨張を調整するよう構成された、円筒形チューブ内の、鋳造作業中に鋳造ロールに接して形成された鋳造ストリップ中央部に対応する位置に設けられた少なくとも1つの膨張リングと、
c.ロール間隙上方に配置されてロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰により鋳造ロール鋳造表面に支持される鋳造溜めを形成することのできる金属供給システムと、
で構成されるロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造装置。 a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip between them and capable of feeding cast strip downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface of less than 80 mm in thickness and made of copper or a copper alloy. a pair of casting rolls formed of a cylindrical tube made of a material selected from the group and having a plurality of longitudinal water channels extending therein;
b. It has at least one heating element made of stainless steel, nickel or a nickel alloy and in direct contact with the expansion ring and has a thermal insulation coating during casting by causing expansion of the cylindrical tube with an increase in radial dimension. configured to alter the crown of the casting surface and the thickness profile of the cast strip, the thermal insulation coating to minimize heat transfer from the expansion ring to the casting rolls during casting, and the expansion ring by providing channels therein through which water can flow; at least one expansion ring within the cylindrical tube at a location corresponding to the central portion of the cast strip formed against the casting rolls during the casting operation, which in turn is configured to regulate the expansion of the cylindrical tube; ,
c. a metal feed system capable of forming a casting pool supported on the casting surfaces of the casting rolls by side dams positioned above the nip and defining the casting pool adjacent the ends of the nip;
Thin strip continuous casting equipment with roll crown control.
前記少なくとも1つの膨張リングの温度;
ロール間隙の下流に位置した鋳造ストリップ厚みプロフィール、
鋳造ストリップ中央部に近接した規定地点での鋳造ストリップ局部厚み、
鋳造作業中の鋳造ロール表面クラウン、
鋳造ストリップ中央部に近接した規定地点での半径方向鋳造ロール膨張、
且つ前記特性の少なくとも1つを示すデジタル又はアナログ信号を発することのできる少なくとも1つのセンサから更に構成され、前記少なくとも1つのセンサから受けた信号に応じて前記少なくとも1つの膨張リングの半径方向寸法を制御することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御する、請求項27記載のロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造装置。 d. capable of detecting at least one of the following characteristics,
temperature of said at least one expansion ring;
a cast strip thickness profile located downstream of the nip;
the local thickness of the cast strip at a defined point close to the center of the cast strip;
casting roll surface crown during casting operation,
radial casting roll expansion at a defined point close to the center of the cast strip;
and further comprising at least one sensor capable of emitting a digital or analog signal indicative of at least one of said characteristics, and adjusting the radial dimension of said at least one expansion ring in response to the signal received from said at least one sensor. 28. Apparatus for continuously casting thin strip with roll crown control according to claim 27 , wherein the roll crown is controlled by controlling the roll crown of the casting surface of the casting roll during the casting operation.
b.各々ステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金で造られ膨張リングに直接接触する少なくとも1つの加熱要素を有すると共に、断熱被覆を有する少なくとも2つの膨張リングを、鋳造作業中の鋳造ロール相反端部に形成される鋳造ストリップ縁部から内方に450mm以内の離間で円筒形チューブ内に隣接配置し、前記断熱被覆は、円筒形チューブが長手方向水流路で冷却され加熱要素が作動したときに円筒形チューブに対して膨張リングが、被覆されていない同様の膨張リングによる同様の作動条件のもとでの温度差よりも少なくとも50%大きい温度差を達成できるような厚みを有し、
c.ロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰によりロール間隙上方で鋳造ロール鋳造表面に支持される鋳造溜めを形成できる金属供給システムを組立て、
d.少なくとも1つのセンサから受けたデジタル又はアナログ信号の少なくとも1つに応じて膨張リングの半径方向寸法を制御することにより鋳造作業中の鋳造ロール鋳造表面のロールクラウンを制御し、
e.各膨張リングに水が通ることのできる水路を提供し、前記水の流れを制御して膨張リングの膨張を調整すること
で構成されるロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造方法。 a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip between them so that the cast strip can be fed downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface having a thickness of 80 mm or less and made of copper or a copper alloy. assembling a caster formed by a cylindrical tube made of a material selected from the group and having a plurality of longitudinal water passages extending therein;
b. At least two expansion rings each made of stainless steel, nickel or a nickel alloy and having at least one heating element in direct contact with the expansion ring and having a thermal insulation coating are formed at opposite ends of the casting rolls during the casting operation. Disposed adjacently within the cylindrical tube within a distance of 450 mm inwardly from the cast strip edge, the thermal insulation coating is applied against the cylindrical tube when the cylindrical tube is cooled in the longitudinal water passages and the heating element is activated. and the expansion ring has a thickness such that it can achieve a temperature difference that is at least 50% greater than that of a similar uncoated expansion ring under similar operating conditions;
c. assembling a metal feed system capable of forming a casting pool supported on the casting surfaces of the casting rolls above the nip by side dams defining the casting pool adjacent the ends of the nip;
d. controlling the roll crown of the casting roll casting surface during the casting operation by controlling the radial dimension of the expansion ring in response to at least one of the digital or analog signals received from the at least one sensor;
e. A method of continuously casting thin strip with roll crown control, comprising providing each expansion ring with a channel through which water can pass, and controlling the flow of said water to adjust the expansion of the expansion ring.
b.ステンレス鋼、ニッケル又はニッケル合金で造られ膨張リングに直接接触する少なくとも1つの加熱要素を有すると共に、断熱被覆を有し、前記断熱被覆は、円筒形チューブが長手方向水流路で冷却され加熱要素が作動したときに円筒形チューブに対して膨張リングが、被覆されていない同様の膨張リングによる同様の作動条件のもとでの温度差より少なくとも50%大きい温度差を達成できるような厚みを有し、水が流れることができて膨張リングの膨張を調整する水路を内部に設けるよう構成した、円筒形チューブ内に隣接配置され、鋳造作業中の鋳造ロール相反端部に形成される鋳造ストリップ縁部から内方に450mm以内に離間された少なくとも2つの膨張リングと、
c.ロール間隙上方に配置され、ロール間隙の端に隣接して鋳造溜めを画成する側部堰により鋳造ロール鋳造表面に支持される鋳造溜めを形成できる金属供給システムと
で構成されるロールクラウン制御による薄ストリップ連続鋳造装置。 a. A pair of counter-rotating casting rolls with a nip therebetween and capable of feeding cast strip downwardly through the nip, each casting roll having a casting surface having a thickness of 80 mm or less and made of copper and copper alloys. a pair of casting rolls formed of a cylindrical tube made of a material selected from the group consisting of:
b. At least one heating element made of stainless steel, nickel or nickel alloy and in direct contact with the expansion ring and having a thermal insulation coating wherein the cylindrical tube is cooled by a longitudinal water flow path to cool the heating element. having a thickness such that the expansion ring, when actuated, with respect to the cylindrical tube, achieves a temperature difference at least 50% greater than the temperature difference under similar operating conditions with a similar uncoated expansion ring. a casting strip edge positioned adjacently within a cylindrical tube and formed at opposite ends of the casting rolls during a casting operation, configured to provide channels therein through which water can flow to regulate expansion of the expansion ring; at least two expansion rings spaced within 450 mm inwardly from
c. and a metal feed system capable of forming a casting pool positioned above the nip and supported on the casting surfaces of the casting rolls by side dams defining the casting pool adjacent the ends of the nip. Thin strip continuous casting equipment.
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