JPH0246951A - 薄板連鋳装置およびその運転方法 - 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２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
。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９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ｔ負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。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ヤシブ（最狭
陰部）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強制的に研削消耗さ
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且つ安定して鋳造を行なうため
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１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〕

前記目的を達成せんとしてなられた本発明は。

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
間隔をあけてロール両側方に配設し、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、該サイドダムを断熱性および被削性の良好な
材料で構成すると共にこのサイドダムを鋳造方向に移動
させる第一の送り出し機構とこのサイドダムをロール軸
に沿う方向に移動させる第二の送り出し機構を設け、該
サイドダムがロールと摺接することになるロール円周面
およびロールサイド面を研削能を有する粗面に形成した
ことを特徴とする。

すなわち本発明は、前記の特願昭６２−８４５５５号で
提案した研削ダム方式における鋳造方向へのサイドダム
の研削に加えてロール軸方向へのサイドダムの研削も行
なうようにしたものであり、この鋳造方向およびロール
軸方向の研削を適切に行なうことによって一層安定した
操業が可能となり、板厚の厚いものでも良好な鋳造がで
きる。

この装置による特徴的な一つの操業法として鋳造開始時
または前においてロール対の間隙を目標板厚よりも小さ
（した状態でロールを回転し且つ第二の送り出し機構で
サイドダムを移動させて該ロールサイド面でサイドダム
の内面を研削したうえで注湯を開始し２次いで、目標板
厚にまでロール対の間隙を拡げたのち、第一の送り出し
機構によって鋳造方向にサイドダムを移動させる方法が
提供される。そのさい、該ロール対の間隙を調整自在と
した装置構成としておく。

〔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図は９本発明の実施例装置の定常的な稼働状態にあ
る鋳造中の様子を示したものである。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である。このロールｌａ、ｌｂ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、Ｉｂ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。

２はこのロールＩａ、ｌｂの円周面Ｒの上に形成させた
湯溜り内の溶湯、　３ａ、３ｂは被削性耐火物からなる
サイドダム、４は鋳造される鋳板、　５ａ、５ｂはサイ
ドダムを外側から支持するバンクアンププレートを示し
ている。

被削性耐火物からなるサイドダム３ａ、３ｂは稼働中に
おいてロール円周面上に湯溜りを形成するに十分な面積
を有すると共にロールギャップ（ロール間の最狭陰部）
近傍を外方より十分に囲うことができる面積を当初より
有しており、その全体がバンクアッププレート５ａ、５
ｂによってその外側がら把持され、このバックアッププ
レート５ａ５ｂに鋳造方向とロール軸方向に強制的に移
動させる送り出し機構が設けられている。鋳造方向に送
り出す第一の送り出し機構は２図示の例では垂直方向に
設置した複数本の（ただし−木の構造も可能）ネジ付き
支柱８に、バンクアンププレート５ａ　５ｂ側に固着さ
れたナツト９を螺合させ、各支柱８を軸回りに回転させ
ることによって、バックアッププレート５ａ、５ｂを鋳
造方向に移動させるようにしたものである。この第一の
送り出し機構によってサイドダム３ａ、３ｂは鋳造方向
に送り出される。

方、ロール軸方向に送り出す第二の送り出し機構は、バ
ックアッププレート５ａ、５ｂの外側面に、ロール軸と
平行な軸をもつ送り出しロッド６ａ、６ｂを接続し５　
この送り出しロッド６ａ、６ｂをロールを押さえ付ける
方向に移動させるようにしたものである。ロンドロａ、
６ｂの送り出しは油圧シリンダーを用いて行なうのが好
適である。油圧シリンダーに代えてエアシリンダーも使
用できるし、またラックとピニオン方式で送り出しても
よい。この第一の送り出し機構と第二の送り出し機構は
、どららか一方だけを移動させることも、また同時に移
動させることもでるように互いに独立して駆動できるよ
うに構成する。

第１図に示すような鋳造中の状態においては第一の送り
出し機構によってサイドダム３ａ、３ｂを鋳造方向に移
動させ続ける。一方、第二の送り出し機構は定常的な鋳
造状態では押し出しを停止しその位置に係止させておく
。第二の送り出し機構によるロール軸方向への押し出し
は、鋳造中にサイドダム３ａ、３ｂの内面のうち、ロー
ルギヤ、プ近傍部分について、鋳板の端部による研削消
耗が特別に進んだ場合に、その箇所からの湯漏れの防止
という安全対策として実施することと、板幅変更等での
ロールギャップ間隙が増減した場合にロールギャップ近
傍で鋳板の端部が外方に拡大する量が変動し、これによ
ってサイドダム内壁とロール間に隙間が生してもこれを
解消するように研削することと、そして、鋳造開始時ま
たは前においてロールギャップを小さくした状態で鋳造
に必要なオーバハング量を確保する操作を行なうことに
。

その主要な意味がある。

このような第一の送り出し機構および第二の送り出し機
構によるサイドダム３ａ、３ｂの研削が良好に行われる
ように、サイドダム３ａ、３ｂが接するロール部分を研
削能を有する粗面に形成しておく。

第１図において、第一の送り出し機構によってサイドダ
ム３ａ、３ｂがロールで研削される粗面は１０で示され
るロール側端の円周面であり、第二の送り出し機構によ
ってサイドダム３ａ、３ｂがロールで研削される粗面は
Ｓで示されるロールサイド面である。これらの粗面１０
およびＳの粗度および硬さはサイドダムの材質及びサイ
ドダム移動速度に応じて選択されるが、溶射処理によっ
てセラミツクスやサーメット、更には硬質合金等の凹凸
を持つ皮膜を形成させるのがよい。またメツキその他の
皮膜形成技術によって無機化合物や合金の皮膜を形成し
これに適切な表面粗度をもたせたものでもよい。なお、
この粗面１０およびＳをもつ部分だけをロール本体とは
別のディスク状の部材として構成し　これをロール本体
に脱着可能に取付けてもよい、この場合には、研削能が
低下した場合等には取替と補修が容易に行なえるので都
合がよい。また鋳造中に粗面ｌＯやＳがサイドダム３ａ
、３ｂを研削する過程での粗面の目詰まりを防止するた
めに。

粗面に摺接してブラシを設置したりバキュームクリーナ
を設置したりすることも有利である。第１図においては
、粗面１０の目詰まりを防止するブラシ１１を取付けた
例を示した。

第２図は、複数本の送り出しロッド５ａ、６ａ　、６ｂ
。

６ｂ″を使用してバックアッププレートを押し付け。

ロールサイド面Ｓに半径方向の多数の溝を形成して粗面
に形成した以外は、第１図と同様の装置を示している。

この場合には、より安定してサイドダム３ａ、３ｂをロ
ールサイド面Ｓに押し付けることができると共に３面に
よる研削能も一層良好となる。

第３図は、鋳造中における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、他方のサイドダム３ａも同様の
状態として現れる。第３図において１２．１２°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１４はロールサイド面
Ｓで研削された面を示している。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で示すところで合流し、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。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
、場合によっては底面部１２．１２’の幅つまりロール
円周面上に存在するサイドダムの厚み（第３図のＷ、で
示す幅：オーバハング量と呼ぶ）を超えることもある。

この場合でも１本発明のサイドダムは、該サイドダム底
面部１２．１２’および下縁１３の周囲には、ロールサ
イド面Ｓと摺接する十分な大きさと厚みをもつ面１２．
１２’が外側に存在するので（このロール円周面から外
れた外側の面１４をバックアンプ面、その厚みをバック
アンプ量と呼ぶことができる）この面１２．１２″がそ
の板端を押さえることになる。そのさい、バンクアンプ
面１４にも板端によって研削される部分１５が形成され
ることになるが、バックアンプ量を十分に確保しておけ
ば、湯漏れの危険は回避できることになる。

第４図と第５図は３本発明の装置の特徴的な稼働法の例
を図解的に示したものであり、第４図は注湯開始前の状
態を、第５図は鋳造状態を平面的に示している。本発明
装置においては、新しいサイドダム３ａ　、　３ｂとし
て、内面がフラットで且つその内面が湯溜りの湯を堰き
止めるに十分な面積に加えて、ロールギャップ付近のロ
ールサイド面に被さるような大きな面積を有するものを
使用し。

これを注湯開始前において、第４図に示すようにロール
サイド面Ｓに押し当てる。そして、ロールｌａ、　ｌｂ
を回転し且つ第二の送り出し機構の送り出しロッド６ａ
、６ｂでロール軸方向に強制的に移動させる。この場合
、ロールギャップは鋳造しようとする鋳板の目標板厚よ
りも小さクシ、場合によってはロールギャップの無い状
態にしておく。この強制送り出しによってサイドダム３
ａ、３ｂの内面がロールサイド面Ｓで研削消耗し、互い
の距離を縮め合うが目標板厚近傍にまで研削が進んだら
その送り出しを停止する。

次いで、ロールを回転しつつ注湯を開始するのであるが
、この注湯を開始してからロールギャップを目標板厚に
まで徐々に拡げる。そのさい、同時に第一の送り出し機
構によってサイドダム３ａ、３ｂを鋳造方向に強制的に
移動させ、ロールギャップの広がりによるサイドダム底
面部（第３図の１２．１２’の曲面部）とロール円周面
との間の隙間が生じないようにする。これで鋳造の定常
状態に入ったことになり、以後は、第一の送り出し機構
でサイドダム３ａ、３ｂを所定速度で鋳造方向に移動さ
せながら、湯溜りに連続的に注湯を続ける。

このようにして第二の送り出し機構と第一の送り出し機
構を適切に駆動することによって比較的板厚が厚い鋳板
も鋳造開始からスムースに操業を行なうことができる。

この場合、ロールギヤ７プを調整できる双ロール弐連鋳
機を使用することが必要であることは言うまでもない、
このような双ロール弐連鋳機としては同一出願人に係る
特願昭６３−４２８０６号に提案した装置構成のものが
好適に適用できる。

なお１本発明装置で使用するサイドダム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。これに適する材質としては、被削
性の良い断熱レンガ、セラミンクファイバーボード　ボ
ロンナイトライド（ＢＮ）等がある。バンクアッププレ
ート５ａ、５ｂとしては高強度の材料例えばアルミナグ
ラファイト、マグネシアグラファイト、析出硬化型銅基
台金、鋼合金などを使用することができる。他方。

このサイドダム３ａ、３ｂを研削するロールの粗面はそ
の研削能力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、粗面の部分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
しておくのが好ましい。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基合金、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ＣｒＪｌ、ＴｉＯ□
Ａ　ｌ　ｔ　Ｏ＊　＋　Ｚ　ｒ　Ｏを等が、そして溶射
サーメットとしてはＺｒＪ−ＮｉＣｒ、　Ｃｒ５Ｃ２−
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。またブ
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。また第２図の例のようにロール
サイド面には半径方向の多数の溝を形成しておけば一層
その研削能力の向上が図れる。

〔発明の効果〕

以上のようにして１本発明は特願昭６２−８４５５５号
において提案した研削ダム方式による薄板連鋳装置にさ
らにロール軸方向にサイドダムを押し付ける第二の送り
出し機構を設けたから、ｉｓ＊＋ｙ＋ｉ昭６２８４５５
５号の研削ダム方式の特徴を維持しながら且つ鋳造開始
操業をスムースに行なえると共に、鋳造中の鋳板の端部
によってサイドダムのオーバハング部に過剰の損傷が生
じてもこの第二の送り出し機構を稼働することによって
直ぐに修復することができるので安定操業が可能となり
、良品質の鋳板特に鋼板の連続鋳造に大きく貢献するこ
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鋳造
中の斜視図、第２図は本発明に従う装置の他の実施例の
要部を示す斜視図、第３図は本発明に従う装置のサイド
ダムの斜視図であり研削が進んだ状態を示した図、第４
図は注湯開始前の状態を説明するための本発明装置の平
面図、第５図は鋳造状態を説明するための本発明装置の
平面図である。 ｌａ、ｌｂ・・内部冷却ロールの対、　　２・・湯溜り
３ａ、３ｂ・・サイドダム、４・・鋳造される鋳板。 ６ａ、６ｂ・・第二の送り出し機構の送り出しロッド８
・・第一の送り出し機構のネジ付き支柱。 １０・・ロール円周面の粗面、　　１２．１２’・・ロ
ール円周面の粗面と摺接するサイドダム底部面１３・・
サイドダムのロールギャップ近傍の下縁。 １４・・ロールのサイド面と摺接するサイドダム内面。 第１図 、嘉３図 手続補正書（自発） 昭和６３年ｌＯ月２２日

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ロール両側方に配設し、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、該サイドダムを断熱性および被削性の
   良好な材料で構成すると共にこのサイドダムを鋳造方向
   に移動させる第一の送り出し機構とこのサイドダムをロ
   ール軸に沿う方向に移動させる第二の送り出し機構を設
   け、 該サイドダムがロールと摺接することになるロール円周
   面およびロールサイド面を研削能を有する粗面に形成し
   たこと、 を特徴とする薄板連鋳装置。
2. （２）前記一対の内部冷却ロールは、該ロール対の間隙
   が調整自在のものである請求項１に記載の薄板連鋳装置
   。
3. （３）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ロール両側方に配設し、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装置で
   あって、該サイドダムを断熱性および被削性の良好な材
   料で構成すると共にこのサイドダムを鋳造方向に移動さ
   せる第一の送り出し機構とこのサイドダムをロール軸に
   沿う方向に移動させる第二の送り出し機構を設け、該サ
   イドダムがロールと摺接することになるロール円周面お
   よびロールサイド面を研削能を有する粗面に形成した装
   置によって薄板を連続鋳造するにさいし、鋳造開始時ま
   たは前においてロール対の間隙を目標板厚よりも小さく
   した状態でロールを回転し且つ第二の送り出し機構でサ
   イドダムを移動させて該ロールサイド面でサイドダムの
   内面を研削したうえで注湯を開始し、次いで、目標板厚
   にまでロール対の間隙を拡げたのち、第一の送り出し機
   構によって鋳造方向にサイドダムを移動させることを特
   徴とする該装置の運転方法。