JPH0246952A - 薄板連続鋳造法 - 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鋳造法の改善に関する
。

〔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”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ンクス
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。

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（圧延ンが行Ａ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。従って、特
に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［負傷、仮端部
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温と板材質の高強度
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。これはサイドダムを被削性の良好な
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３
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
に連続鋳造する方法において、サイドダムと接すること
になるロール円周面部分をロール回転中に粗面化処理す
ることを特徴とする。この粗面化処理はサンドブラスト
またはショツトブラストによって行なうのが実際には好
適である。

〔本発明の好ましい！１様〕 以下に１図面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、　Ｉｂ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５いずれのロール対１ａ、ｌｂも、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−２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１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＆４！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６１６゛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、′＃
１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−、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５　金属製のサイドダムケース５
ａ、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、厚み一１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Ｗ２の内面部分７７°がロール
１ａ、１ｂ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
されたナンド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
、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るのがよく、これによって
−静的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５装置の運転中は連続的に下降させる方式が好ま
しいが２場今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、微振動さゼ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
。

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１０の粗度および硬さをサイドダムの材質
及びサイドダムの下降速度に応して適切にすると、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
１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９本発明では鋳造中においてもロール
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１０　（帯状円周面）を適宜粗面化処理する。す
なわち、投射口を該部分ｌＯに向けたサンドブラスト装
置またはショツトブラスト装置ＩＩをロール近傍にセッ
トし、ロールの回転中番こ研掃材の投射を続行すること
によって全帯状円周面ＩＯの粗面化処理を行なう。その
さい、投射された研掃材を吸引する吸引口を該装置１１
に設けておけば、研掃材の周囲への飛散防止と研掃材の
循環使用が効果的に行われる。またこの粗面化処理を実
施することによって、研削されたサイドダムの微粉が該
粗面に付着しているのを研掃除去する作用も果たされ、
蘇生された新鮮な粗面がサイドダムの底部面６．６′と
摺接することになり５サイドダムの研削が定常的に行わ
れることになる。

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２　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
ギャン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
固シェルの合流点への位置が、サイドダムのロール幅内
（第２図の−、内）における下縁１３とほぼ同しベルと
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（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７　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（大の骨）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。本発明ではサ
イドダムを所定の速度で下降させるので３　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（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１ｉ
１３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５　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１凝固シエルの側端が図面の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が双ロールの最狭陰部（ロール軸１５のレベル）
よりもわずかに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。本発明は１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、サイドダムの底部面６．６゛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２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部
分１０を鋳造中に粗面化処理することによって、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。

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、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／ｍｉｎ以下が適当
な場合が多い なお５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３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。

本発明者らは、第１図に示した本発明装置を次のように
稼働した。

４００ｍｍφＸ　３０Ｑｎ＋ｎＷの鋼製内部水冷ロール
からなる双ロール式薄板連鋳機で５ＵＳ３０４のステン
レス鋼の７８鋼をｌ　ｔｏｎ鋳造した。サイドダム材質
としては１３Ｎ（ポロンナイトライド）を用い下降速度
は１０ｍｍ／ｌｌｌ１ｎとした。サイドダムの形状は１
５０ｍｍｗ　Ｘ３００ｍｍ　ｌ　Ｘ　２０ｍｒａＬであ
り、ロール幅内への突出量（第２図に示すしの厚み）は
１０ｍｍとした。向、ロールギャップは２Ｉである。ロ
ール円周面は幅端から内側へ１０ｍｍ幅だけをショツト
ブラスト処理によって粗面に形成し、鋳造中においても
適宜その籾量化処理を行った。溶鋼と接することになる
その他のロール円周面は３−５旋盤仕−Ｆげとした。結
果として、鋳造は安定しており、板幅も？）２９０ｍｍ
で終始一定し、かつ端部形状が良好であった。サイドダ
ムの下降も安定しており、ロールによるサイドダムの研
削、及び板端部によるサイドダム下８！１３部分の研削
が順調に行なわれた。全鋳造時間は８分であり、鋳造後
サイドダムの異常な１員傷はまったくなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の一実施例の要部を示す
斜視図、第２図は第１図の装置におけるナイドダムの耐
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
略凹面図、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・・ブラスティング装置、　　１３・・サイド
ダムのロール幅内における下縁。

Claims (2)

【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ことになるサイドダ
   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方法に
   おいて、サイドダムと接することになるロール円周面部
   分をロール回転中に粗面化処理することを特徴とする薄
   板連続鋳造法。
2. （２）粗面化処理はサンドブラストもしくはショットブ
   ラストである請求項１に記載の薄板連続鋳造法。