JPH02299748A - 双ロール式急冷薄帯製造用ロールおよびその使用方法 - 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） この発明は、双ロール式急冷薄帯製造用ロールおよびそ
の使用方法に関し、とくに冷却ロールの構造および該ロ
ール内への冷却水の供給要領に工夫を加えることによっ
て、ロール幅方向にわたる冷却能の均一化を可能ならし
め、もって板厚偏差の小さい急冷薄帯を得ようとするも
のである。

（従来の技術） 液体急冷法を利用した薄板製造装置としては、たとえば
第３図に示すような、アーバー１の外周に冷却室を設け
たスリーブ２（銅のような熱伝導率の高い材質）を焼ば
め固定する一方、該アーバー１の両端には軸受３をそな
える中空状のロール軸４．４′を有し、さらにかかるロ
ール軸４．４′にそれぞれ給排水管５．５′を設けてな
る冷却ロール６．６′を対設すると共に、これらの冷却
ロール対６．６′のロール端部にサイドダム７．７′を
配設したいわゆる双ロール式急冷薄帯製造装置が知られ
いる（たとえば特開昭６３−３０１５７号公報や特開昭
６３−１２６６４５号公報）。

このような双ロール式急冷薄帯製造装置では、溶融金属
を高速で回転する冷却ロール対間に供給し、該ロールと
接触させることによって抜熱し、凝固点以下あるいは結
晶化温度以下まで冷却するわけであるから、溶融金属が
接触するロール外周面の温度は上昇し、その結果冷却ロ
ールに熱膨張が生じる。そしてこの熱膨張のロール幅方
向における差異に起因して、ロールが変形し、作成した
薄板の板厚偏差が大きくなったり、ロールの表面にクラ
ンクが発生することが報告さている。

そこでかような問題を解決するため、たとえば特開昭６
３＝３０１５７号公報には、冷却ロールのスリーブ内側
に８０〜２００　’Ｃの高沸点液体を供給し、軟冷却す
る方法が、また特開昭６３−１２６６４５号公報には、
溶湯と接する部分に対応するロールスリーブの裏面に冷
却水通路を設ける一方、溶融と接しない部分に対応する
ロールスリーブの裏面に断熱層を形成する方法がそれぞ
れ提案されている。しかしながらいずれも冷却水の給、
排水系が同一方向であり、しかも冷却水が溶湯と接する
ロールスリーブの裏面に衝突することから、ロール表面
の冷却が不均一となる。

一方、特開昭６２−１５１２５０号、特開昭５７−１３
８４２０号および特開昭６３−１９２５４１号各公報な
どに提案されているように、ロール軸方向の均一冷却を
目的として銅スリーブ内周面に細かいピッチの冷却水通
路用溝を設けたり、内周面上に補強リプを入れた場合に
は、供給された冷却水が溝内に滞留して、溶湯と接する
冷却スリーブ外周面の不均一冷却を誘発する原因となる
。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上述したような従来の冷却水による内部冷
却方式において問題とされた、ロール軸に設けられた給
水管から供給された冷却水が溶湯と接するスリーブの内
面に衝突することによって生じる局部冷却や、あるいは
スリーブ内での冷却水の滞留によって生じる冷却ロール
の幅方向にわたる温度分布の不均一によって発生する冷
却ロールの熱膨張の差や鋳片の温度むら、厚み偏差むら
を防止することを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、双ロール式急冷薄帯製造用のロー
ルであって、ロール軸ア―バとこのアーμの外周に緊締
された内部が空洞のロールスリーブとからなり、該ロー
ルスリーブの内部は、補強用リブによって冷却水の通路
を区画する一方、この冷却水通路への給水口および排水
口に相当するロールスリーブの表面に段差を設けて、冷
却水の給、排水口相当位置におけるロールスリーブ表面
の溶湯に対する接触を回避してなる双ロール式急冷薄帯
製造用ロールである。

またこの発明は、急冷薄帯製造用の双ロールそれぞれに
対する冷却水の供給を、互いに逆側から行うことを特徴
とする双ロール式急冷薄帯製造用ロールの使用方法であ
る。

以下、この発明を図面を参照しつつ具体的に説明する。

第１図ａに、この発明に従う冷却ロールのロール軸に沿
う断面を、また同図す、　　ｃには訃＾矢視面およびＢ
−８矢視面を、さらに第２図には、かかる冷却ロールを
組み込んだ双ロール式急冷薄帯製造装置をそれぞれ示す
。

第２図に図解したとおり、双ロール式急冷薄帯製造装置
では、内部水冷方式の冷却ロール６．６′をロール軸４
，４′を水平にして平行な対向配置とし、幾分圧下刃を
加えた状態で、これら２本のロールを矢印の方向に互い
に反対方向に回転させる。そしてこれらの冷却ロール６
．６′間にノズル８から溶融金属９を注入し、パドルを
形成させる。このパドル内の溶融金属９が冷却ロール６
゜６′の表面で冷却されつつ、最近接部を経て、薄帯１
０が鋳造製板されるわけである。

なお冷却ロール６．６′の間にパドルを形成させるため
に、ロール端部には、その端面に摺動するようにサイド
ダム７．７′が配置されている。

このサイドダムは耐火物製でも金属製（例えば水冷銅板
、耐熱合金板など）でもよい。

冷却水は、給排水管５．５′を介し、ロール軸４．４′
を通ってロール内部へ供給される。

さてロール構造については、第１図に示したとおり、ロ
ール軸４の円周表面に銅合金からなるロールスリーブ２
を緊締（この例で焼ばめ固定）し、スリーブ内部には冷
却水の通路１１が設けられている。ここに冷却水通路１
１の構造は円周方向のスリット、スパイラル、軸方向の
スリットなど何であってもかまわない。また銅合金スリ
ーブは析出硬化型合金が望ましく、冷えばＣｕ−Ｂｅ、
　Ｃｕ−−Ｚｒなどがあげられる。

冷却水は、ロール軸４に設けられた冷却水の給水管５か
ら供給するわけであるが、この発明に従うロールには、
冷却水通路１１への給水口１２および排水口１３に相当
するロールスリーブの表面に段差１４を設け、冷却水が
溶湯と接触するロールスリーブ面よりも低くしであるの
で、ロールスリーブ内に冷却水を供給する際、冷却水が
スリーブの裏面に衝突したとしても、溶融金属の冷却に
寄与するスリーブ表面が局部冷却されることはなく、か
かの領域において冷却水はスムーズに流れることになる
。

従ってこのように冷却水が均等にロール軸と平行に流れ
るロールスリーブ表面においてパドルを形成することが
重要である。なお冷却ロール６゜６′は上記条件を満た
せば冷却スリーブ内給排水通路の形状は同一である必要
はない。

そしてかかる冷却ロールを実際に使用するに当たっては
、該ロールへの冷却水の供給は、第２図に示したように
、双ロールのうち、一方のロールについては操作側から
給水して駆動側より排水し、他方ノロール（対向する反
対側のロール）については、逆に駆動側から給水して操
作側より排水を行うようにすることが、幅方向における
均一冷却の点で一層有利である。

（作　用） 従来のロール構造では、冷却水をロールスリーブ内に供
給する際、冷却水の噴き出しによってスリーブ内面への
冷却能が局所的に高まり（衝突噴流冷却）、これにより
ロール表面温度が局部的に低下してロール熱膨張差が生
じていた。

この点、この発明では、冷却水通路への給水口および排
水口に相当するロールスリーブの表面に段差を設け、冷
却水が溶湯と接触するロールスリーブ面よりも低くしで
あるので、上記のような局部冷却を回避でき、従ってヒ
ートクラウンに起因したクラックの発生を効果的に防止
できるだけでなく、製品板の板厚偏差を大幅に軽減でき
る。

また従来は冷却水の供給を、同一方向から行っていたの
で、スリーブ内の冷却水通路を流れるにつれて冷却水の
温度が上昇し、ロール幅方向における抜熱量に差異が生
じ、さらにスリーブ内における冷却水の滞留による抜熱
不良も生じていた。

このような抜熱不良を防止することは極めて難しく、ど
のような構造のロールといえども多少の影響は免れ得な
い、とくに双ロール法では２本のロールで溶湯を凝固す
ることから、その影響は大きい。

しかしながらこの点についても、この発明のように、双
ロールに対する冷却水の供給を互いに逆方向から行うよ
うにすれば、各ロール表面における温度分布が一致する
ことがないので、従来に比較して不均一冷却を大幅に軽
減できる。

（実施例） 第２図に示したこの発明に従うロールを組み込んだ装置
と、第３図に示した従来装置とを用い、下記の条件で実
験を行った。

ロール径：５５０ｍｍφ、幅；５００隠、銅合金スリー
ブ内部水冷方式（冷却水量６０ｍ３／ｈ）ロール周速　
３ＩＩＩ／ｓ、注湯速度　４ｋｇ／ｓ組成　５ＵＳ３０
４ 実験終了後の板厚偏差、ロール熱膨張量およびロールク
ラック発生の有無について調べた結果を第４〜７図に示
す。

第４図は従来装置を用いた場合、第５図は従来装置を用
い、かつ冷却水の供給を互いに逆方向から行った場合、
第６図はこの発明に従うロールを組み込んだ装置を用い
、た場合であるが、冷却水の供給は同一方向から行った
場合、第７図はこの発明に従うロールを組み込んだ装置
を用い、かつ冷却水の供給を互いに逆方向から行った場
合である。

第４図から明らかなように、従来装置を用いた場合には
、冷却水噴き出し部が２．冷されてロール表面温度が下
がる結果、ロール端部における熱膨張量が小さく、１０
０５ｍという大きなヒートクラウンが発生した。このた
め板厚偏差も３倍程度となり、さらに冷却ロール表面も
中央部に多くのクラックも観察された。また従来装置に
おいては、冷却水の供給を互いに逆方向から行っても、
クラックの発生は避けられなかった。

これに対し、この発明に従うロールを組み込んだ装置を
用いた場合であるが、冷却水の供給は同一方向から行っ
た場合（第６図）は、ロールクラックの発生はなく、ま
た板ノア偏差やロール熱膨張差も従来装置に比べて大幅
に改善されていた。

さらに、この発明に従うロールを組み込んだ装置を用い
、かつ冷却水の供給を逆方向から行った場合には、第７
図に示すとおり、板厚偏差は５ｏｕＩＩ＋、またロール
熱膨張差（ヒートクラウン）は３０ｇｔｍと大幅に低減
し、さらにロールクランクの発生もなく、極めて良好な
結果が得られた。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、双ロール式の急冷薄帯製造
の際、冷却ロール表面の幅方向における温度むらを効果
的に抑制して、板厚偏差の少ない急冷薄帯を製造するこ
とができ、さらにヒートクラウンによる冷却ロールのロ
ールクラックも防止できるので、大量の鋳込みを安定し
て行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、この発明に従う冷却ロールのロール軸に沿
う断面図、また同図す、　　ｃはそれぞれ、同図ａの八
−へ矢視面図およびＢ−Ｂ矢視面図、第２図ａ、ｂはそ
れぞれ、上記の冷却ロールを組み込んだ双ロール式象、
冷薄帯製造装置の平面図および正面図、 第３図ａ、ｂはそれぞれ、従来の双ロール式急冷薄帯製
造装置の斜視図および水平断面図、第４図は、従来装置
を用いて急冷薄帯を製造した場合における、板厚偏差、
ロール熱膨張量およびロールクラック発生の有無につい
ての調査結果を示したグラフ、 第５図は、従来装置を用い、かつ逆方向から冷却水を供
給しつつ急冷薄帯を製造した場合における板厚偏差、ロ
ール熱膨張量およびロールクランク発生の有無について
の調査結果を示したグラフ、第６図は、この発明に従う
装置を用い、同一方向から冷却水を供給しつつ、急冷薄
帯を製造した場合における板厚偏差、ロール熱膨張量お
よびロールクランク発生の有無についての調査結果を示
したグラフ、 第７図は、この発明に従う装置を用い、逆方向から冷却
水を供給しつつ、急冷薄帯を製造した場合における板厚
偏差、ロール熱膨張量およびロールクランク発生の有無
についての調査結果を示したグラフである。 １・・・アーバー　　　　　２・・・スリーブ３・・・
軸受　　　　　　　４．４′・・・ロール軸５．５′・
・・給排水管　　６．６′・・・冷却ロール７．７′・
・・サイドダム　８・・・ノズル９・・・溶融金属　　
　　　１．０・・・薄帯１１・・・冷却水通路　　　　
１２・・・給水口１３・・・排水口　　　　　　１４・
・・段差特許出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人弁理士　　杉　村　暁　秀 同　　　　弁理士　　　　杉　　　村　　　興　　　作
問　　　　弁理士　　　　佐　　　藤　　　安　　　徳
同　　弁理士　　冨　１）　　　典 同　　　　弁理士　　　　梅　　　本　　　政　　　大
同　　弁理士　　仁　平　　　　孝 第２図 （ｂ） 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図 第５図 第６図 ＩＳａｆＥＩｙｎｍ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、双ロール式急冷薄帯製造用のロールであって、ロー
   ル軸アーバとこのアーバの外周に緊締された内部が空洞
   のロールスリーブとからなり、該ロールスリーブの内部
   は、補強用リブによって冷却水の通路を区画する一方、
   この冷却水通路への給水口および排水口に相当するロー
   ルスリーブの表面に段差を設けて、冷却水の給、排水口
   相当位置におけるロールスリーブ表面の溶湯に対する接
   触を回避してなる双ロール式急冷薄帯製造用ロール。 ２、急冷薄帯製造用の双ロールそれぞれに対する冷却水
   の供給を、互いに逆側から行うことを特徴とする双ロー
   ル式急冷薄帯製造用ロールの使用方法。