JPH02137648A - 薄板連鋳方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶湯（例えば溶ｆ！４）から直接的に薄板を連
続鋳造するための双ロール式連鋳機の鋳造法に関する。

〔発明の背景および従来技術〕

互いに反対方向に回転する軸を水平にした一対の内部冷
却ロールを適当な間隙をあけて平行に対向配置し、この
間隙上部のロール円周面（ロール軸に沿う方向の円筒面
のうち上半身の面）に湯溜りを形成させ、この湯溜り中
の溶湯を５回転するロール円周面で冷却しながら、該間
隙を経て薄板に連続鋳造するいわゆる双ロール式連鋳機
が知られている。このような双ロール式連鋳機を鋼の連
鋳に適用して５溶綱から￥ｉｉ銅板を直接製造しようと
する提案も数々なされている。

ロール対の間隙から薄板連鋳品を常時連続的に鋳造する
には、ロール対の間隙の上の円周面上に溶湯の湯溜りを
形成し１湯面レヘルが実質」ニー・定に維持されるよう
に溶湯をこの湯溜りに連続注入することが必要となる。

この湯溜りを形成するためには、ロール円周面上におい
てロール軸に沿う方向に湯が流れ出すのを規制する。ロ
ール軸に直角方向の面をもつ一対のダムが必ず必要とな
る。

このダムは通常は薄板鋳片の幅を規制する役割も果たす
。本明細書においてこのダムを”サイドダム゛と呼ぶ。

この左右に配置されるサイドダムのほかにも、ロール軸
に沿う方向の面を持つ一対の前後堰（長辺ダムとも呼ば
れる）をロール対の円周面上に該サイドダムと直交する
ように立ち上げてサイドダムとこの前後堰とでボックス
状の湯溜りを形成することもあるが、ロール対の半径が
十分に大きい場合にはこのロール軸に沿う方向の前後堰
は必ずしも必要ではなく、ロール対の円周面自身がこの
前後堰の役割を果たすことができる。

この対をなすサイドダムとしては、エンドレス金属ヘル
ドや無限軌道帯（キャタピラ）等をロール対のサイド面
に押し当て、鋳片の鋳造速度に見合った速度で移動させ
るようにした移動式サイドダムと、耐火物の板状体をロ
ール対の左右の側部に固定した固定式サイドダムが知ら
れている。

般に後者の固定式サイトダムは前者のように装置構成や
運転制御が複雑にならないという利点がある。

固定式サイドダムには１両サイドダムの互いの間隙距離
をロール幅（ロールの一方の端から他方の端に至る長さ
）よりも小さくする場合と、ロール幅に等しくする場合
とが知られている。前者の場合には１両サイドダムの底
面がロール円周面と摺接するように両サイドダムがロー
ル円周面」二に立ち上げられる。後者の場合には１両サ
イドダム、のそれぞれの内側の面がロール軸と直角方向
のロール両側面（本明細書ではこのロール両側面をロー
ルサイド面と呼ぶ）と摺接するように、つまりロール対
の両端を両サイドダムで挟むようにサイドダムが固設さ
れる。

通常、固定サイドダムの材質は断熱材の良い耐火物が用
いられる。これは、サイドダノ、に接触する溶湯がサイ
ドダム表面で凝固することを防止しなければならないた
めである。かような断熱性耐火物は一般に凝固した金属
よりも耐摩耗性が劣り引き掻き疵が付きやすい。したが
って、耐火物が損傷する事態が発生し、これがひどくな
るとブレークアウトとなる。また１両ロールのロールサ
イド面を挟むようにサイドダムを固定する前記の方式で
は、ロールギャップを通過するさいの板端部の押圧によ
ってロールサイド面とサイドダム内側面との摺動部に間
隙が生じ、そこに湯が差したりする。これらのトラブル
が生しると鋳造を安定的に続行することができない。

いずれのサイドダム方式を採用するにしても。

湯溜り内の溶湯の一部が各回転ロールの各表面で薄い凝
固シェルを形成し、ロール回転に伴ってこれらが成長し
ながら双ロールの間隙を通過することになる。そのさい
、ロール間隙が最も近接しているロールギャップ（最狭
隙部）近傍で該凝固シェルに対して圧下（圧延）が行わ
れて所定厚みの薄板に成形される。したがってこの凝固
シェルの押し潰しく圧延）によって、該凝固シェルが該
ロールギャップ近傍で幅方向に拡がろうとする。その結
果、鋳板の端部がサイドダ１、に対して大きな押圧を与
えることになる。従って、特に固定サイドダムの場合に
は、移動する板端部と固定サイドダムとの間には大きな
摩擦が発生することは避けられない。このため、サイド
ダム耐火物のＩＴＩ傷板端板端部理な応力が加わること
による端部の割れや形状不良発生、さらには摺接部に湯
差しの発生等が起こる原因となり、安定な操業を行なう
−にで大きな支障となる。この問題は特に鋼を対象とし
た鋳造では高融点と板材質の高強度の点で低融点の軟質
な非鉄金属等では見られない重要な解決課題となる。

本発明者らは特願昭６２−８４５５５号においてこのよ
うな問題を根本的に解決する°“研削ダム方式”（また
は移動式と固定式の中間の土移動研削方式）とも言うべ
き薄板連鋳機の発明を提案した。これはサイドダムを被
削性の良好な耐火物で構成し、このサイドダムを鋳造中
に鋳造方向に積極的に送り出すことによってサイドダム
とロール表面および鋳造される板端部との摩擦部におい
てサイドダムを研削消耗させるものである。その後も本
発明者らはこの研削ダム方式による鋳造試験を繰り返し
てきた。その結果、この方式の鋳造を安定して行なうに
は幾つかの条件を満たすように操業することが有利であ
ることがわかった。

〔発明の目的〕

したがって３本発明は前記の課題解決を目的として、特
願昭６２−８４５５５号で提案した研削ダム方式の一層
の改善法を意図したものである。

〔発明の構成〕

本発明は、互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロ
ールを平行に対向配置し、該ロール対の円周面上に湯溜
りを形成させるための一対のサイドダムを、その厚みの
一部または全部がロールの円周面上に位置するようにそ
の底部の少なくとも一部をロールの円周面に接触させて
配設し、このサイドダムを鋳造方向に所定速度で送り出
す機構を設け、この送り出し機構による押圧によってロ
ール円周面と接するサイドダム部分を回転するロール表
面で研削消耗させつつ鋳造する薄板連鋳法ニオイて、ロ
ール円周面と接するサイドダムの厚ミＷＩ（ｍｍ）とロ
ール表面で形成された凝固シェルがロール最狭隙部で圧
下される圧下量Δｈ　（ｍｍ）との間で下記の（１）式
の条件が満たされるように鋳造することを特徴とする。

、Ｗ１≧２０Δｈ　　　　　　　　　　・・・（１）〔
発明の詳述〕 第１図は本発明法を適用する研削ダム方式の双ロール式
薄板連鋳装置の例を示したものである。

この冷薄板連鋳装置は、既述の特願昭６２−８４５５５
号に記載されたものと実質的に同一である。ずなゎち、
　ｌａ、ｌｂは互いに反対方向に回転する一対の内部冷
却ロールであり、軸を水平にして対向配置されている。

２はこのロール対１ａ、　ｌｂの円周面の上に形成され
た湯溜り、　３ａ、３ｂはこの湯溜りを形成するための
サイドダム、４は鋳造される薄板を示しており、サイド
ダム３ａ、３ｂは被削性の良好な耐火物からなり、その
外側面がバックアッププレート５ａ、５ｂに支持され、
このバンクアッププレー１・５ａ、５ｂをネジ付き支柱
８の回転によって鋳造方向に移動させることにより、サ
イドダム３ａ、３ｂを鋳造方向に送り出すようにしたも
のである。９はネジ付き支柱８に螺合するナツトを示し
ており、これはハックアッププレーＬ５ａ、５ｂ側に固
設されている。１０はロール円周面に形成した粗面であ
りこの粗面によってこの部分と接するサイドダムの底部
が研削消耗される。１１はこの粗面部分を研掃するブラ
シを示す。

第２図は鋳造中における第１図のサイドダムの内面の状
況を図解的に示したものである。図には片方のサイドダ
ム３ｂについて示しであるが、他方のサイトダム３ａも
同様の状態として現れる。第２図において６．６°はロ
ール円周面の粗面１０で研削されるサイドダム底部面を
示しており、その中央部の下縁１３が鋳造される鋳板の
端部に当接して研削されることになる。また７はロール
サイド面Ｓと摺接する面を示している。破線で示す曲線
ａ、ａ’はロール円周面上において溶湯から凝固した薄
いシェルの溶湯との境界レベルを示す線である。このレ
ベルの凝固シェルは点Ａで示すところで合わさり、この
合流した凝固シェルがロールギャップ間で圧延されるこ
とになる。この圧延によって凝固シェルは板幅方向に板
端が外方に拡大し、この拡大する板端部によってサイド
ダムの該下縁１３の部分が研削される。園側ではサイド
ダムの厚みの一部ＷＩ（オーバハング量と呼ぶ）がロー
ル円周面に位置し、厚みの他部Ｗ２（バックアップ量と
呼ぶ）がロール円周面を外れた外側に位置するようにサ
イドダムがセットされた例を示しているが、厚みの全部
がロール円周面に位置するようにセットされた場合にお
いても、下縁１３の部分が凝固シェルの圧延による板幅
方向への拡大によって研削されるという関係は同じよう
に現れる。この下縁１３の研削の程度は鋳造される板厚
、鋳造速度その他の鋳造条件によって変化するが１本発
明者らは前記の（］）式の関係を維持して鋳造すること
が肝要であることを見出した。すなわち、かようなサイ
ドダム研削消耗方式の薄板連鋳装置で安定して鋳造を行
なう場合には、オーバーハングｌＪ、Ｗ１（ｍｍ）ヲ凝
固シェルがロールギャップの最狭隙部で板厚滅少される
場合の圧下量Δｈ　（ｍｍ）の２０倍以上とすることが
必要であることがわかった。

ここで圧下量Δｈは、第３図に示すように。

Δｈ＝２１）−ｈ、　　　　　　　・・・（２）として
表される。ただしＤ　（ｍｍ）は第２図で説明した両方
の凝固シェルが点Ａで合わさるときの厚みであり、ｈｚ
は鋳造後の板厚（ｍｍ）である。

この凝固シェルの厚みＤ　（ｍｍ）は３本発明者らによ
る５ｔｌＳ３０４ステンレス溶鋼を対象した鋳造実験に
よれば、ロール円周面を銅合金で構成した銅合金スリー
ブロールに関して（３）式、綱を使用したステイールス
リーブロールに関して（４）式によって求められること
がわかった。

ただし、第３図に示すように、Ｒはロール半径（ｍｍ）
、　　ｖ　：鋳造速度（ｍ／ｍ１ｎ）、　　Ｈ：ロール
軸レベルを基準とした場面高さ（ＩＩＩＩｌｌ）である
。

したがって、使用するロールスリーブの特性と鋳造対象
とする溶湯の特性に応してＤを実験式で予め求めておけ
ば、Δｈが算出でき、これによって（１）式に従う必要
なオーバーハング量が求められる。この（１）式の要件
を満たすことが板端のエツジ形状が良好な状態で安定し
た鋳造を行なううえで必要であることが判明したのであ
るが、その根底には幅広がり量は圧下量Δｈに比例する
ということがある。双ロール式の薄板連鋳においては般
の熱間圧延等で観察される幅広がり量よりもはるかに大
きな幅広がり量が生じ、さらに薄板連鋳では高温で強度
の低い板厚中心部（時に固液共存状態の場合もある）が
特に幅広がりを起こし易いことが観測された。そのよう
なことから本発明者らは良好な板エツジ形状を形成する
オーバーハング量と圧下量の関係を実験により求めたと
ころ（１）式が得られたものである。

〔実施例〕

内部水冷式銅合金スリーブ製ロール（４００ｍｍφ×３
００１ｗ）を有する第１図に示した双ロール式薄板連鋳
機により、サイドダムを鋳造方向に送り出してロール円
周面で研削消耗させながら５ＵＳ３０４溶鋼の薄板連鋳
を行った。サイドダムは被削性の良好なボロンナイトラ
イド（ＢＮ）で構成した。

鋳造速度Ｖ−２０１１／ｍｉｎ、場面高さＨ＝　１００
ｍｍであったので、（３）式よりＤ　＝１．１８１ｍｍ
と計算される。

目標板厚ｔｌｚ＝２．０ｍｍより、（２）式からΔｈ　
＝０．３６２−麟である。従って（１）式よりＷ≧７．
２４ｍｍとなる。

まずオーバーハング量Ｗ１をｌ０ＬＩＩ１１として鋳造
を行うと、板幅法がりはオーバーハング量の範囲内であ
り、良好なエツジ形状の板が得られた。次にオーバーハ
ング量Ｗ１を５ｍｎ＋とじて鋳造を行うと板幅がロール
幅をはみ出し、いわゆるドツグボーン形状の不良な板エ
ツジとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の実施に適する双ロール式薄板連鋳装
置の鋳造中の要部を示す斜視図、第２図は第１図のサイ
ドダムの鋳造中の内面形状を示す斜視図、第３図は本発
明法の条件式算出の過程を説明するための第１図の装置
のロール軸と直交する断面を示した略断面図である。 ｌａ、　ｌｂ・・内部冷却ロール、　　２・・湯溜り。 ３ａ、３ｂ・・サイドダム、　　４・・鋳造される鋳板
。 ５ａ、５ｂ・・バックアッププレート、　　６．６’・
・ロール円周面と接するサイドダム底面部、　　８・サ
イドダム送り出し用のネジ付き支柱、ＩＯ・ロール円周
面の粗面部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロールを平行
   に対向配置し、該ロール対の円周面上に湯溜りを形成さ
   せるための一対のサイドダムを、その厚みの一部または
   全部がロールの円周面上に位置するようにその底部の少
   なくとも一部をロールの円周面に接触させて配設し、こ
   のサイドダムを鋳造方向に所定速度で送り出す機構を設
   け、この送り出し機構による押圧によってロール円周面
   と接するサイドダム部分を回転するロール表面で研削消
   耗させつつ鋳造する薄板連鋳法において、ロール円周面
   と接するサイドダムの厚みＷ＿１（ｍｍ）とロール表面
   で形成された凝固シェルがロール最狭隙部で圧下される
   圧下量Δｈ（ｍｍ）との間で下記の（１）式の条件が満
   たされるように鋳造することを特徴とする薄板連鋳方法
   、 Ｗ＿１≧２０Δｈ・・・（１）。