JPH0234254A - 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Ｆ！ｗ仮を連
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（例えば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、ｆ１ｉ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、湯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
。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ｎ後頭
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七いう利点がある。また、移
動式サイドダムではその移動に伴って冷たいサイドダム
表面が次々に湯溜り内の溶湯と接することになるので、
サイドダムの内面でも溶湯が凝固し易いという問題があ
るが、固定式サイドダムでは断熱性の耐火物を固定して
使用するものであるから移動式のように急激な連続冷却
は回避できるという利点がある。サイドダムの内面で凝
固シェルが形成されると（このサイド面のロール軸と直
交する方向のシェルをサイドシェルと呼ぶことにする）
５　ロール円周面で形成される健全な凝固シェルの形状
や形態に悪い影響を与えると共にこのサイドシェルがロ
ールの最狭隙部で押し潰されるさいに鋳板に割れを発生
させたり板端部の形状に異変を与えたりするし、固定式
サイドシェルではそのサイドダムを破壊したりするので
サイドシェルの生成は出来るだけ回避されねばならない
。固定式サイドダムの場合には断熱性耐火物を使用する
ことによってこの問題は成る程度解決できるし、場合に
よってはサイドダムを加熱する手段を設ければ一層有利
となる。

しかし、固定サイドダムには移動式サイドダムとは異な
った特有の問題がある。それは鋳板端部との摩擦による
耐火物性サイドダムの損傷とこれに基づく湯漏れの問題
、更には板端部の割れの問題である。

一般に固定式サイドダムには９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３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１通常、固定サイドダ
ムの材質は前述のような理由すなわちサイドダムに接触
する溶湯がサイドダム表面で凝固することを防止するた
めに断熱性の良い耐火物が用いられる。しかし、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
掻き疵が付きゃすい。

したがって、鋳板と摩擦すると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。特
に、湯漏れの防止のためにロール最狭隙部もサイドダム
を存在させてお（場合には。

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
その部分が損傷し、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。

しかし、高強度の耐火物を使用しても、固定式サイドダ
ムである限り、鋳板端部とサイドダム内面との摩擦によ
る用傷の問題は避けられない。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。この問題を根本的に解決する方式として１本発
明者らは特願昭６２−８４５５５号において“研削ダム
方式”（または移動式と固定式の中間の方式）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、この方
式ではサイドダムは固定式と言うより半移動式とも言う
べき状態で送り出されるので固定式の場合よりもその送
り出し量によってはサイドシェルが生成しやすい事態と
もなることがわかった。

〔発明の目的〕

本発明は、固定式或いは先の特開昭６２−８４５５５号
の研削ダム方式のサイドダムの内面に生成することがあ
るサイドシェルの生成を防止することを目的としたもの
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配設し、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機において
、湯溜り内の溶湯に面するサイドダムの内面のうち湯面
レベル近傍のサイドダム内面に向けて熱ビームを投射す
る熱ビーム投射手段を設けたことを特徴とする。

この熱ビーム投射手段としては、プラズマビームまたは
レーザービームが便宜である。

すなわち本発明は、熱ビームを断熱性耐火物からなるサ
イドダムの内面に、湯面レベルに沿って（ｆＦＡ面と等
しいか好ましくはこれに沿った若干上部の帯域に）照射
するのであり９この照射によって湯面レベル近傍のサイ
ドダムを加熱するものである。この照射にあたっては一
本の熱ビームを使用し、湯面の境界線に沿ってサイドダ
ム内面を水平方向に走査するのが実際には便宜である。

両サイドダムを一本の熱ビームで交互に走査してもよい
し、各サイドダムに対応して二本の熱ビームを走査して
もよい。

本発明による熱ビームの照射は断熱性耐火物を使用する
固定サイドダムに対してそのサイドシェル防止用加熱手
段として適用することもできるが先に述べた半移動式と
も言うべき研削ダム方式に適用すると、この場合には固
定式よりもサイドシェルが形成し易い状況が起こり得る
ので一層効果的である。すなわち、サイドダムの厚みの
一部または全部が該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
て配置され、且つ該ロールの円周面と接触するサイドダ
ム部すが被削性の良好な耐火物で構成されており、そし
て、このサイドダムを鋳造方向に所定速度で送り出す機
構が設けられている研削ダム方式の薄板連鋳機に対して
前述の関係をもって熱ビームを照射すると一層有利であ
る。

以下にこの研削ダム方式に対して本発明を適用した好ま
しい実施例について説明するが５本発明の範囲はこの実
施例に限定されるものではない。

〔実施例〕

第１図において、参照数字！ａ、　ｌｂ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はサイドダム、４は鋳造され
る薄板を示している。

ロール対１ａ、　ｌｂは内部冷却ロールである。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、！ｆ型
環状管路を冷却水出口に接続しである。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
ようになっている。

サイドダム３ａ、３ｂは、その外側面に取り付けた金属
製のサイドダムケース５ａ、５ｂによって把持され　こ
のサイドダムケース５ａ、５ｂが鋳造方向に移動される
。サイドダム３ａ、３ｂ自身は被削性の良好な耐火物か
らなり、その形状例が第２図に示されている。第２図に
見られるように、その全厚みＷのうち、その内方の一部
の厚み−、をロール円周面Ｒ上に設置する部分の厚みと
し、外方の他部の厚みｈをロール円周面から外れた設置
部分の厚みとしである。すなわち、内方の厚み６部分に
ついては、ロールｌａ、ｌｂの円周形状に相当するよう
に曲面加工された底部面６．６゛を有し、外方の厚み６
部分についてはロールｌａ、ｌｂのサイド面（第１図に
おいてＳで示す）と摺接する部分７，７゛を、前記の底
部面６，６°よりも下方にまで延び出して形成させた形
状を有している。サイドダム３ａ、３ｂ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６，６°が円周面の粗面１０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
端部でも容易に削られるような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０図示の例では厚み−、およ
び縁２の全部が被削性の良好な耐火物で構成されている
。

第１図では、この第２図に示す形状の耐火物製サイドダ
ム３ａ、３ｂの外面に、金属製のサイドダムケース５ａ
、５ｂを、該外面をすっぽり覆うように取付けてサイド
ダム３ａ、３ｂを把持し、厚み６部分の曲面加工された
底部面６，６゛がロールｌａ、　ｌｂの円周面Ｒに接す
るように、また、厚み−２の内面部分７゜７″がロール
ｌａ、ｌｂのサイド面Ｓと摺接するようにセントした状
態を示している。そして、サイドダムケース５ａ、５ｂ
を、複数本のネジ付き支柱８に対して、ケース側に固着
されたナツト９を介して支持させ、各支柱８を軸回りに
回転させることによって、サイドダムケース５ａ、５ｂ
を鋳造方向に移動させる。これによって、装置稼働中に
おいてサイドダム３ａ、３ｂは、その底部面６，６°が
２回転するロール円周面Ｒで研削され消耗しつつ下降す
る。サイドダムケース５ａ、５ｂとサイドダム３ａ、３
ｂとは機械的噛み合わせの他にその両者の接合界面で接
合剤を使用して接着させるのがよ（、これによって−船
釣に引張強さの弱い被削性耐火物の補強がなされる。サ
イドダムケース５ａ、５ｂを下降運動させる機構として
は、装置の運転中は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、微振動させながら下降させる方式でもよい
、いずれにしてもサイドダムの下降量或いは鋳造される
板幅を検出信号として下降速度を制御するのがよい。な
お図示の例の他、サイドダムは快削性の断熱耐火物で厚
み−５部分を構成し、厚み呵２部分は熱伝導性のよい高
強度の材料を使用し１両部分を接合剤を用いて貼り合わ
せた複合材料としてもよい。

一方、ロールの円周面Ｒのうち、サイドダムの底部面６
，６°と摺接する部分は研削能をもつ粗面に形成する。

この粗面の部分を第１図の１０（４箇所）で示しである
が、この部分ｌＯ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、サイドダムの底部面
６．６′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の表面だけを粗面に形成するか、ま
たはこの部分１０だけを別の材料を用いて粗面を形成す
る。一般にロール円周面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。したがって、当該部分１０
の表面はそれ以外の溶湯と接することになる円周面Ｒと
は異なったより硬質の材料の表面に形成してお（のもよ
い。

例えばロール円周面の基材表面に硬質金属のメツキを施
して構成するか、或いは硬質金属、セラミンクスまたは
サーメットの溶射層で構成するのがよい、？ＩＩ射によ
って硬質材料表面を形成する場合には溶射粒子の積着に
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。なお、第１図における１１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ＩＯに当接するようにセット
しておけばロールｌａ、　Ｉｂの回転によって該部分ｌ
Ｏ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。

このようにして、粗面部分ｌＯによって被削性サイドダ
ムの底部を研削消耗させながら鋳造する場合に、サイド
ダムは鋳造中に鋳造方向に送り出されるので、その送り
出し量に応じて湯溜り２内の溶湯が新しいサイドダム内
面に湯面レベルで接することになる。一般にサイドダム
の送り出し速度は鋳板の鋳造速度よりも十分に遅いので
湯面に接する直前のサイドダム内面は湯溜り内の溶湯の
顕熱によって予熱されてはいるが２次々に新しい内面が
下降してくるので溶湯と接している部分はどには高温に
はならず、サイドダム内面に薄いサイドシェルが発生ず
る可能性が高い。本発明ではこれを防止するために、第
１図に示すように、熱ビームガン１２を設置する。この
熱ビームガン１２は熱プラズマまたはレーザーの熱ビー
ムを投射する周知のガンであり、これを湯溜り内の溶湯
に面するサイドダムの内面のうち湯面レベル近傍のサイ
ドダム内面に向けて熱ビームが投射されるように設置す
る。すなわち、湯面レベルに等しいかまたは湯面レベル
より若干上のサイドダム内面部分を水平方向に熱ビーム
が走査するように熱ビームガン１２ヲ設置する。−基の
熱ビームガン１２でこの加熱を行なう場合には９両側の
サイドダム内面に交互に走査できるような運動をこの熱
ビームガン１２に行わせる。熱ビームが照射されたサイ
ドダム内面は瞬間的に高温になるので、熱ビームの走査
速度を適切にすることによって、これから湯と接するこ
とになる新たなサイドダム内面の全水平帯域が湯と接す
る前に十分に均等に加熱することができる。したがって
、サイドダムが下方に所定速度で送り出されても、湯と
接する前に十分に加熱されるので新しいサイドダム内面
が湯と接することになってもこれによるサイドシェルの
生成が防止できる。

第３図は第１図の装置における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、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、既述のようにサイドシェルの発生は防止されるの
で、ロール表面で形成する健全な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（凝固完了点）の位置
が、サイドダムのロール幅内（第２図の−、内）におけ
る下縁１３よりも下方となるように、サイドダムの初期
形杖（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
り合流点Ａは下縁１３の位置よりも上方の位置Ａ′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（合流点へ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。サイドダムを所定の速度で下降さセれば、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、このような事態が生ずることなく常
に所定の板幅をもって鋳造できることになる。

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６．６゛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図の切間状態の位置と比
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の下方部分にはロール幅より突
出した部分の耐火物の内面１５が露出してくることにな
り、この部分が万一の漏湯を防止する役割も果たす。た
だし　このように底部面６．６′および下縁Ｉ３が削り
取られていっても、′ａ固クシエル側端が図面の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、下
縁１３が双ロールの最狭隙部（ロール軸１５のレベル）
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（ａ固完了点）Ａを過ぎ
た板端１４の幅方向の拡大を抑制する。もしも１　サイ
ドダムを下降させないで一定位置に固持した状態におく
と、最狭隙部で幅方向に拡大した板端１４によって次々
にサイドダム内面が削られてゆくことが、そして、遂に
は板幅がロール幅を越えるようになると削られたサイド
ダム部分から湯が漏れるようになることが、そして、サ
イドダムの内面に凝固したサイドシェルが発生するとこ
のサイドシェルが最狭隙部で圧し潰されて板端部の安定
鋳造が出来なくなることが理解されよう。このことは、
被削性の良好な耐火物のみならず、一般の耐火物の場合
にも起こり得るのであり、耐摩耗性の耐火物を使用した
場合には割れが発生して一層危険な状態を惹起すること
になる０本発明は、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、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サイドシェルの
発生を熱ビームによって防止したものであり、これによ
って既述のような問題を起こすことなく安定した鋳造が
できる。

なお２以上の記述は、ロール幅以内に厚みの一部を、そ
してロール幅外に厚みの他部をもつサイドダムを例とし
て説明したが、サイドダムの厚みの全てがロール幅内に
くるように設置する方式でも７本発明は適用可能である
。また、熱ビームによるサイドダム内面の加熱は前記例
の研削ダム方式のほか、固定式サイドダムを使用する場
合にも適用可能である。

【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１　２・・湯溜り
。 ３ａ、３ｂ・・サイドダム、　　４・・鋳造された鋳板
。 ６．６′・・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、７，７°・・ロールのサ
イド面と摺接するサイドダムの部分。 １０・・サイドダムの底部面と摺接するロール円周面の
部分（粗面処理部分）、１１・・ブラシ。 １２・・熱ビームガン　　１３・・サイドダムのロール
幅内における下縁。

Claims (4)

【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機において、
   湯溜り内の溶湯に面するサイドダムの内面のうち湯面レ
   ベル近傍のサイドダム内面に向けて熱ビームを投射する
   熱ビーム投射手段を設けたことを特徴とする薄板連鋳機
   。
2. （２）熱ビーム投射手段は、プラズマビームまたはレー
   ザービームである請求項１に記載の薄板連鋳機。
3. （３）サイドダムは、その厚みの一部または全部が該ロ
   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置され、且つ該ロ
   ールの円周面と接触するサイドダム部分が被削性の良好
   な耐火物で構成されており、そして、このサイドダムを
   鋳造方向に所定速度で送り出す機構が設けられている請
   求項１または２に記載の薄板連鋳機。
4. （４）サイドダムと接することになるロール円周面部分
   が研削能を有する粗面に形成されている請求項１、２ま
   たは３に記載の薄板連鋳機。