JPH0246949A - 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１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ずのを規制する。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、エンドレス金属ベル
トや無限軌道＋ｆｆ（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という利点がある。

固定式サイドダムには２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２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性の良い耐火物が用
いられる。これは、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ｔＳ傷する事態が発生し、これがひどくな
るとプレクアウトとなる。また９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ロールギャップ近傍で該凝固シェ
ルに対して圧下（圧延）が行われて所定厚みの薄１反に
成形される。したがってこの凝固シェルの押し潰し　（
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
擦の問題は実質上止じないが、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
摩擦が発生ずることは避けられない。このため、サイド
ダム耐火物のｌ員傷、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５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にした
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
。

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掻的に送り出すこ
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〕

前記の目的を達成せんとする本発明は、互いに反対方向
に回転する一対の内部冷却ロールを軸を水平にして対向
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、そのさい、サイドダムの厚みの一部また
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該サイド
ダムを配置すると共に鋳造中に少なくともロールの円周
面と接触するサイドダム部分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方向に所定速度で送り出
す機構を設けることによって前記の接触部分でサイドダ
ムを研削消耗させながら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であって、少な
くともサイドダムと接することになるロール円周面部分
の表面層を硬質な材料層に構成し５　この硬質材料層の
表面を研削能をもつ粗面に形成したことを特徴とする薄
板連鋳機である。そのさい、硬質材料層は、硬質金属の
メッキ層、若しくは硬質金属、セラミックスまたはサー
メットのン容射層とするのがよい。

〔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、　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、１ｂは内部冷却ロールである０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モ、その円周面Ｒを形
成しているロールスリーブの内側には溝状の冷却水通路
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がら行わ
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
の厚み讐、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−３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
讐２部分についてはロール１ａ、１ｂ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。図示の例では厚み−１
および−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回では、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、！ｆ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１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、Ｉｂのサイド面Ｓと摺接するようにセットした状
態を示している。そして、サイドダムケース５ａ、５ｂ
を、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。

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３ａ３ｂは、その底
部面６３６゛が１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、３ｂ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てもよく、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
は鋳造される機幅を検出信号として下降速度を制御する
のがよい。

一方、ロールの円周面Ｒのうら、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１Ｏ（４箇所）で示しである
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し材料か
らなる当該部分１０の表面だけを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。本発明においては、当該部分１０の
表面はロールスリーブ基材とは異なった。より硬質の材
料の表面に形成する。すなわち、少なくともサイドダム
と接することになるロール円周面部分１０の表面層だけ
を硬質な材料層に構成し、この硬貨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のメッ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
構成するのがよい。本発明に適用できるメッキ金属とし
てはＮｉおよびＮｉ基合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｒおよ
びＣｒ基合金、　　Ｆｅ合金等が挙げられ、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ＣｒｚＯｓ、Ｔｉ０１．Ａ　ｌ　
ｔＪ、Ｚｒ０ｚ等が、そしてン容射す−メントとしては
ＺｒＪ−ＮｉＣｒ、ＣｒｚＣｚ−ＮｉＣｒ、ＷＣＣｏ等
が挙げられる。

溶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。また、溶射層のロールスリ
ーブ基材との密着性改善のためにロールスリーブ基材の
種類によってはそのロールスリーブ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
メッ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ッ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、粗面化処理を施すことが必要である。この粗面処理
はその硬質材料の種類に応じてエメリー研磨やブラスト
処理等を適用すればよい、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１本発明はサイドダムの底部面６゜６゛
と摺接するロールの円周部分１０を硬質な材料からなる
粗面に形成するものであり、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１１は該硬質材料の
粗面部分１０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ｌし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。

ロール表面で形成され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の位置が、サイドダムのロール
幅内（第２図のり、内）における下縁１３とほぼ同レベ
ルとなるように、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仮（合流点Ａ
を通過したあとの疑問した金属板）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０本発明
ではサイドダム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１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の下方部分にはロール幅より突
出した部分の耐火物の内面１６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１３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を過ぎた板端１４の幅
方向の拡大を抑制する。もしも、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、最狭陰部で幅
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のである。そして、こ
の下降速度は、ロール円周面と接するサイドダムの底部
面６．６゛と、鋳造される板端部と接するサイドダムの
内面（実際には下縁１３の付近）の形状が実質上同じ相
似形を保って研削されるような速度を採用することによ
って、より具体的には、下縁１３の付近が板端部によっ
て研削される速度が９サイドダムの底部面６６°が研削
される速度を越えないような下降速度を採用することに
よって、つまり、後者の速度が前者より速くなるような
サイドダムの下降を行わせることによって、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のである
。そして、サイドダムの底部面６□６°と摺接するロー
ル円周面の部分１０を硬質な材料からなる粗面に形成し
ておくことによってサイドダムの研削状態が定常的に維
持されるので、より一層安定した操業ができることにな
る。

先述のように本発明に従ってサイドダムを適当な速度で
下降させれば、サイドダムの下縁１３が一定形状を保つ
ような定常状態を実現し得る。従って、予めサイドダム
の長さを長くして下降させれば、安定して長時間鋳造す
ることが可能である。

その場合１板幅も終始一定となる。サイドダムの下降速
度については鋳造条件により異なるので特定はできない
が、一般には、　５０ｍｍ／ｗｉｎ以下が適当な場合が
多い。

なお９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１本発明は適用可能である
。この例を第６図に示した。この場合にも矢印で示すよ
うにサイドダム３ａ、３ｂを下方に移動させるように設
置すると共にサイドダム３ａ、３ｂ自身を被削性の良好
な耐火物で構成することは言うまでもない。

【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Ｘ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
、第６図は本発明にサイドダムの他の例を示した鋳板と
平行な面で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、　　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。 ＩＯ・・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１３・・サイド
ダムのロール幅内における下縁。

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
   を軸を水平にして対向配置し、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、そのさい、サイド
   ダム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
   に接触させて該サイドダムを配置すると共に鋳造中に少
   なくともロールの円周面と接触するサイドダム部分を被
   削性の良好な耐火物で構成し、このサイドダムを鋳造方
   向に所定速度で送り出す機構を設けることによって前記
   の接触部分でサイドダムを研削消耗させながら該湯溜り
   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
   連鋳機であって、少なくともサイドダムと接することに
   なるロール円周面部分の表面層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した
   ことを特徴とする薄板連鋳機。
2. （２）硬質材料層は硬質金属のメッキ層である請求項１
   に記載の薄板連鋳機。
3. （３）硬質材料層は硬質金属、セラミックスまたはサー
   メットの溶射層である請求項１に記載の薄板連鋳機。