JPH0234252A - 薄板連鋳機 - 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（例えば溶鋼）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改善に関する。

〔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９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、溶鋼から薄鋼板を直接製造しようとする
提案もなされている。

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、場面レベルが実質上一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
０本明細書においてこのダムを“サイドダム０と呼ぶ、
この左右に配置されるサイドダムのほかにも、Ｃ２−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、エンドレス金属ベル
トや無限軌道帯（キャタピラ）等をロール対の両端面（
軸と直角方向のロールの側面１本願明細書ではこれをロ
ールのサイド面と呼ぶ）のロールギャップ部分に押し当
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
。

−ｍに後者の固定式サイド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隔距離
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
ル円周面上に立ち上げられる。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のサイド面と摺接
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性の良い耐火物が用
いられる。これば、サイドダム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２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
生じると鋳造を安定的に続行することができない、した
がって、このサイドダムとしては耐摩耗性が良好で出来
るだけ高強度の耐火物を使用するのがよいというのが従
来の一般的な考え方であった。

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コールギヤノブ近傍でｊ
ｆｆ　Ｄ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。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
ドダムに対して大きな押圧を与えることになる。移動式
サイドダムの場合には鋳板の移動速度に合わせてサイド
ダムを移動させるのでサイドダムと鋳板の端部との摩擦
の問題は実質１生じないが、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
ム耐火物の損傷、板端部に無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上で
大きな支障となる。この問題は特に鋼を対象した鋳造で
は高融点および鋳板材質の高強度の点て低融点の軟質な
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
移動穴と固定式の中間の半移動方式）とも言うべき薄板
連鋳機の発明を提案した。これは、従来の耐摩耗性の良
好な高強度の耐火物をサイドダムに使用するという観念
とは逆に、被削性の良好な耐火物を使用し、この被削性
の良好な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が。

サイドダムの研削消耗を定常的に続行させるためには、
別の角度から新たな工夫が必要であることがわかった。

〔発明の目的〕

本発明は前記の課題解決を目的として、特願昭６２−８
４５５５号で提案した研削ダム方式の一層の改善を意図
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、この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、鋳造板幅
に略相当する間隔をあけて少なくともその底部の一部が
ロール円周面と摺接するように配設し、該湯溜りの湯を
該ロール対の間隙を経て薄板に連続鋳造する薄板連鋳装
置において、該サイドダムを被削性の良好な耐火物で構
成すると共に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、ロール径より大径のディスクを、該
ロール対の両サイド面に接してまたは若干の間隙を開け
て５一方のロール軸に同軸的に且つロールと同期回転可
能に設置したことを特徴とする薄板連鋳装置を提供する
ものである。

そのさい、該ディスクとしては放熱性の良好な金属の円
盤で構成し、その径を他方のロールのサイド面の一部を
覆えるような大きさとしておくのがよい、また、サイド
ダムの底面部と接するロール円周面部分を研削能を持つ
粗面に形成しておくのがよい。

〔実施例〕

以下に１図面の実施例に従って本発明の内容を具体的に
説明する。

第１図において、参照数字１ａ、Ｉｂは互いに反対方向
に回転するように（両者の回転方向を矢印で示す）軸を
水平にして対向配置した一対の内部冷却ロール、２はこ
のロールｌａ、　ｌｂの円周面Ｒの上に形成させた湯溜
り内の溶湯＋　３ａ＋３ｂは被削性の耐火物からなるサ
イドダム、　４ａ、４ｂは一方のロールのサイド面に取
付けたフランジ状（ロール径より径大の円盤体）のディ
スク、５は鋳造される薄板を示している。

内部冷却ロールｌａ、　Ｉｂは１図示の例ではいずれも
水冷ロールを使用している。より具体的には。

いずれのロール対１ａ＋　ｌｂも、その円周面Ｒを形成
しているドラムの内側にはコイル状の冷却水通路が形成
されており（図には示されていない）、この冷却水通路
に通水することによって円周面Ｒが所定温度に冷却され
るようになっている。この円周面Ｒの内側の冷却水通路
への冷却水の供給とその排水はロール軸から行われる。

このため、ロール軸は二重管の形状に構成し、その内管
を冷却水供給管、外管と内管との間で形成される環状の
管路を排水管とし、ロールの内部において、内管の冷却
水供給管を円周面Ｒの内側の冷却水通路入口に、該環状
の管路を冷却水出口に接続してある。

この構成によって内管に図示のようにポンプＰから冷却
水を連続供給すると、この冷却水が円周面Ｒの内側の冷
却水通路を循環したうえ該環状の管路を経て排水される
。この冷却水の通水動作は装置の稼働中にも続行して行
うことができるようになりでいる。

サイドダム３ａ、３ｂは、被削性の耐火物からなりその
厚みの全部がロール円周面Ｒ上に位置するように、そし
てサイドダム３ａ、３ｂの外側面（垂直面）がほぼロー
ルの両端のサイド面Ｓと整合するように、ロール円周面
の上に立ち上げられており、鋳造中若しくは鋳造開始前
において、このサイドダム３ａ、３ｂが鋳造方向に所定
速度で送り出されるように送り出し部材６ａ、６ｂに接
続されている。第２図はこのサイドダム３ａ、３１）の
全体形状の例を示したものであるが、この図に見られる
ように、ロールの円周形状に相当するように曲面加工さ
れた底部面７．７”を有し、この底面部７．７′が前記
の送り出し部材６ａ、６ｂによる送り出しによってロー
ル円周面１０で研削消耗する。このサイドダム３ａ、３
ｂの材質としては断熱性が良好でなければならないので
耐火物が適当であるが本発明の場合には被削性も良好な
ものでなければならない。その底部面７，７が円周面の
粗面ＩＯによって研削されることが必要であるほか、鋳
造される板の端部でも適当に研削される材質であるのが
好ましいからである。これに適する材質としては、被削
性の良い断熱レンガセラミックファイバーボード、ボロ
ンナイトライド（ＢＮ）等がある。サイドダムを下降移
動させる機構としては、装置の運転中に連続的に下降さ
せる方式が好ましいが、場合によっては、下降と停止を
繰り返す間歇移動方式でもよいし、＠振動させながら下
降させる方式でもよい。

ディスク４ａ、４ｂは熱伝導性の良好な例えば鋼合金や
銅基台金等の金属から構成されたロールより径大の円盤
体であり、ロール対のうち一方のロール（図示の例では
１８例のロール）の両サイド面に接してロールｌａと同
軸的に取付けられている。図示の例ではディスク４ａ、
４ｂの中心部がロール１ａの回転軸に同心的に固定され
、ロール１ａの回転と同期してディスク４ａ、４ｂが回
転するようになっている。したがって、ロール】ａの両
側端にロール軸とは直交する張り出し環（フランジ）が
ロール１ａに一体的に取付けられた関係となっており、
この張り出し環が他方のロールＩｂのサイド面Ｓの一部
の面積を覆う位置まで張り出している。このようにして
、ディスク４ａ、４ｂの内側の面のうち５　ロール１ａ
のサイド面に相当する面積部分は露出していないが、そ
の外側に露出する張り出し環部分は、サイドダム３ａ、
３ｂの外側の面の一部に摺接しながら回転すると共に、
ロールギャップ部分さらには他方のロール１ｂのサイド
面Ｓの一部を囲った状態で回転することになる。これに
よって、ロールギャップ部分が外側から熱伝導性の良好
な金属板で囲われると共にその金属板が鋳板の鋳造速度
とほぼ等しい速度でほぼ鋳造方向に移動するので、サイ
ドダム３ａ、３ｂの下方部分からの湯漏れを防止すると
共に鋳造される鋳板の端面部分を急冷凝固させて湯差し
を防ぐ役割を果たすことになる。

ロールの円周面Ｒのうちサイドダム３ａ、３ｂの底部面
７，７°と摺接する部分は研削能をもつ粗面に形成して
おくのがよい、この粗面の部分を第１図のｌｏ（４箇所
）で示してあるが、この部分１０の粗度および硬さをサ
イドダムの材質や鋳造条件に応じて適切にすると、サイ
ドダム３ａ、３ｂの底部面７，７゛が鋳造中に良好に研
削されるが、その状態が定常的に維持され経時変化しな
いことが望ましい、このため、ロール円周面Ｒを構成し
ている材料層と同じ材料からなる当該部分１０の表面だ
けをエメリー研摩やプラスト処理によって粗面に形成し
てもよいが、ロール円周面Ｒを構成する材料は熱の伝達
や健全な凝固シェルを形成するための要件を備えるよう
に選択されたものであり、この材料そのものの表面を粗
面にするよりは、別途の材料層で粗面を形成した方がそ
の機能を十分に果たしやすい場合もある０例えば該部分
ＩＯの表面層だけを硬質な材料層に構成し、この硬質材
料層の表面を研削能をもつ粗面に形成する。硬質材料層
はロール円周面の基材表面に硬質金属例えばＮｉおよび
Ｎｉ店金合金　Ｎｉ−Ｆｅ合金、ＣｒおよびＣｒｉ合金
。

Ｆｅ合金等のメツキを施して構成するか、或いは硬質金
属、セラミックスまたはサーメットの溶射層で構成する
のもよい、溶射金属としてはＮｉ−Ｃｒ合金、炭素鋼、
ステンレス鋼等が、溶射セラミックスとしてはＣｒｔＯ
３＋Ｔｉ０ｉ＋＾ｊ！　！Ｏｊ＋　Ｚｒ０ｚ等が、そし
て溶射サーメットとしてはＺｒ０ｚ−ＮｉＣｒ、　Ｃｒ
ｚＣｚ−ＮｉＣｒ、　ＷＣ−Ｃｏ等が使用できる。溶射
によって硬質材料表面を形成する場合にば溶射粒子の積
着によって自然な凹凸が表面に形成されるような条件で
溶射層を作ると、溶射層がそのままで前述の被削性サイ
ドダムの研削消耗を良好に行わせることのできる粗面と
することが可能である。また、溶射層のロール基材との
密着性改善のためにロール基材の種類によってはそのロ
ール基材に下地処理をしてから溶射層を形成するのがよ
い、この下地処理は金属メツキを採用することもできる
。またプラスト処理等によって予め粗面に形成した表面
に溶射処理を行なってもよい。硬質材料表面を金属メツ
キだけによって形成する場合、或いは溶射によっても滑
らかな表面となる場合には、粗面化処理を施すのがよい
。この粗面化処理は通常は鋳造開始前に行っておくが鋳
造中のロール回転中にも行なえるようにしておくと一層
便宜である。いずれにしても、サイドダム３ａ、３ｂの
底部面７．７′と摺接するロールの円周部分１０を硬質
な材料からなる粗面を形成しておくのがよく、これによ
って該粗面の劣化が防止され良好な研削能を長時間にわ
たって維持することができる。なお、第１図における１
１は該硬質材料の粗面部分ｌＯの研掃を行なうブラシを
示しており、このブラシ１１を該部分１０に当接するよ
うにセットしておけばロールｌａ、　ｌｂの回転によっ
て該部分ｌＯに付着した研削粉を除去することができ、
該粗面の目詰まりによる研削能の低下を防止することが
できる。

第３図は本発明に従うサイドダムの鋳造初期の内面状態
を示したものである。サイドダム３ａ、３ｂの内面では
、双方の内部冷却ロールの表面に形成した凝固シェルの
側端が図面のａ、ａ’で示すレベルで接しつつＡ点で合
流することになる。すなわち湯溜り中の溶湯の一部は各
ロール表面で冷却されて薄いシェルとなって凝固し５　
ロールの回転に従って両凝固シェルは成長しつつ合流し
、ロールギャップ間で所定の厚みまで圧延されることに
なるが、ロール表面で形成する凝固シェルの端部がサイ
ドダムの内面のａ、ａ’で示すレベルで接することにな
る。この凝固シェルの合流点Ａ　　（ａ開完了点）の位
置が、サイドダム３ａ、３ｂにおける下縁１３よりも下
方となるように５サイドダムの初期形状（装置稼働中に
研削される前の形状）が定められるのが好ましいが、鋳
造中において、鋳造の条件変動により１合流点Ａは下縁
１３の位置よりも上方の位置へ°にくることもある。こ
の場合は、ロールによる圧延によって生じる板（合流点
Ａを通過したあとの凝固した金属板）の幅方向の拡大に
よって。

この部分の耐火物が削り取られることになる。もし、こ
の状態でサイドダムを下降させないと、板幅が徐々に拡
大しつづけ、ロール幅を越えてしまうと、その越えた部
分ではその板の断面がドツグボーン（犬の骨）状の端部
が脹れた形状になり。

さらに進行するとサイドダムが損傷してブレークアウト
に至ることになる。本発明では、被削性サイドダム３ａ
、３ｂを所定の速度で下降させるのでこの部分が板端に
よって削り取られても次々に新たな面が下降してくるの
でこのような事態が防止されると共に、その外側に存在
し略鋳造方向に移動するディスク４ａ、４ｂによって一
層このような事態が防止され、且つ鋳造される板端部は
このディスク４ａ、４ｂに接して急冷凝固が促進される
。

第４図は鋳造が進んでサイドダムが相当下降した状態の
内面を示したものである。底部面７．７゛および下縁１
３がロールの粗面１０および鋳板の側端でそれぞれ削り
取られて、それらの位置が第３図の初期状態の位置と比
べて相対的に上方に移動していると共に、下縁１３の状
態が板端によってやや斜めに削られた状態となっている
。そして、この下縁１３の下方部分には１　ディスク４
ａ、４ｂの移動内面が存在するので、この移動内面が鋳
板の端部を冷却する作用を果して急冷凝固を行わせるの
で万一の湯漏れを防止する役割を果たすことになる。な
おサイドダム３ａ、３ｂの底部面７，７°および下縁１
３が削り取られていっても、凝固シェルの側端が図面の
ａ、ａ’で示すレベルで接しつつＡ点で合流することに
は変わりはない。

第５図は、第４図に対応する鋳造中の過程を鋳造断面で
模式的に示したものである。この図に見られるように、
サイドダムを下方に強制的に移動（下降）させることに
よって、サイドダム３ａ、３ｂの下縁１３が双ロールの
最狭隙部（ロール軸１５のレヘル）よりも上方に位置す
る状態が維持できると共に、この下縁１３が削り取られ
てスロープを持つ形状となり、これによって、凝固シェ
ルの合流点（凝固完了点）Ａを過ぎた板端１４の幅方向
の拡大を抑制すると共に、サイドダム３ａ、３ｂの外側
に位置して板端１４とほぼ同じ速度で移動するディスク
４ａ、４ｂが板端１４を冷却し万一の湯漏れを防止する
。

このようにして本発明においては、従来では耐摩耗性の
耐火物を使用しようとする考え方とは逆に、５削性の耐
火物からなるサイドダムを使用したうえ、これを強制的
に下降移動させて積極的に耐火物を削るという操作を行
うと共に、高強度で高熱伝導性の移動ディスク４ａ、４
ｂをロールサイド面に設けることによって仮＠１４を強
制冷却させて凝固を促進させるようにしたから、双ロー
ル式連鋳機におけるサイドダムまわりの破損や湯差しが
防止されると共に鋳板の端部品質の向上を図ることがで
き、且つ鋳造を安定して行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う装置の一実施例の要部を示す斜視
図、第２図は第１図の装置におけるサイドダムの耐火物
の形状例を示した斜視図、第３図は第１図の装置におけ
るサイドダム部分の斜視図であり鋳造初期における研削
の程度が少ない状態を示した図、第４図は第１図の装置
におけるサイドダム部分の斜視図であり鋳造過程で研削
の程度が進んだ状態を示した図、第５図は該装置による
鋳造状態を、鋳造される鋳板と平行な面で部分的に見た
略断面図である。 ｌａ、ｌｂ・・内部冷却ロールの対、　　２・・湯溜り
３ａ、３ｂ・・サイドダム、　　　４ａ、４ｂ・・ディ
スク。 ５・・鋳造された鋳板、　　６．６’・・送り出し機構
７．７　　・・ロールの円周形状に相当するように曲面
加工されたサイドダムの底部面、　　１１・・ブラシ。 １３・・サイドダムの下縁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、この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、鋳造板幅に略
   相当する間隔をあけて、少なくともその底部の一部がロ
   ール円周面と摺接するように配設し、該湯溜りの湯を該
   ロール対の間隙を経て薄板に連続鋳造する薄板連鋳装置
   において、該サイドダムを被削性の良好な耐火物で構成
   すると共に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、ロール径より大径のディスクを、該ロ
   ール対の両サイド面に接してまたは若干の間隙を開けて
   、一方のロール軸に同軸的に１つロールと同期回転可能
   に設置したことを特徴とする薄板連鋳装置。
2. （２）ディスクは金属製の円盤体からなり、このディス
   クの径が他方のロールのサイド面の一部を覆うに十分な
   大きさを有している請求項１に記載の薄板連鋳機装置。
3. （３）サイドダムの底面部と接するロール円周面部分が
   研削能を持つ粗面に形成してある請求項１または２に記
   載の薄板連鋳装置。