JPH0246954A - 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６　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弐連鋳
機が知られている。このような双ロール弐連鋳機を鋼の
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２　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、／＆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メニハ、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（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２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？８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＃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
問題は実質玉虫じないが２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（負傷、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、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！！題解決を目的として、特願昭６２−
８４５５５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装置において、該サイドダムが、断
熱性および被削性の良好な材料からなる内側壁と高熱伝
導性および高強度の材料からなる外側壁との複合材料か
ら構成され、該内側壁がロールの円周面とその底部で摺
接しそして該外側壁がロール幅よりも外方に突出すると
共にその内面の少なくとも一部がロールのサイド面と摺
接するが近接する状態で該ロール対に配設され、この配
設状態のもとで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、この送り出し機構によって該内側壁の
ロール円周面と接する部分を回転するロール表面で研削
消耗するようにした点に特徴がある。そのさい、サイド
ダムは内側壁と外側壁とを接着材料を用いて貼り合わさ
れた複合材料を使用し、サイドダムの内側壁と接するロ
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、　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はサイドダムの内側壁、　４
ａ、４ｂはサイドダムの外側壁、５は鋳造される薄板を
示している。

内部冷却ロールｌａ、　ｌｂは９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ｆｆ１Ｒの内側の冷却水通路人口に、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がら冷却
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。

サイドダムは内側壁３ａ、３ｂと外側壁４ａ、４ｂとを
貼り合わせた積層材であり、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、内側壁３ａ　３ｂ
は、サイドダムのその全厚みＷのうちその内方の一部の
厚み１を有し、この厚みＷ、の部分がロール円周面Ｒ上
に設置する部分の厚みとなる。

外側壁４ａ、４ｂは外方の他部の厚み病２を有する部分
であり、これはロール円周面から外れた設置部分の厚み
としてある。すなわち、内方の厚み−、部分をもつ内側
壁３ａ、３ｂ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Ｗ２部分をもつ外側壁４ａ、４ｂについ
てはロールｌａ、Ｉｂ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１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。

内側壁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、ポロンナイトライド（ＢＮ）等がある。

外側壁４ａ、４ｂは、内側壁３ａ、３ｂとは逆に熱伝導
性が良好で且つ高強度の材料で構成する。また適当に熱
容量の大きなものを使用するのがよい。具体的にはアル
ミナグラファイト、マグネシアグラファイト、炭化ケイ
素、黒鉛、銅または銅合金。

鉄または鉄合金などを使用する。このような高強度高熱
伝導性材料を使用することによって、被削性材料である
内側壁３ａ、３ｂをその内側での貼り合わせによって十
分に支持でき、且つ鋳造方向へサイドダムを移動させる
さいの強度支持が十分に行われると共に、ロール対の最
狭隙部近傍における鋳板の端面を急冷凝固させて湯漏れ
を防ぐ作用を供することができる。

第１図では、第２図に示す形状のサイドダムを内側壁３
ａ、３ｂ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、外側壁４ａ
、４ｂの内面部分７，７“がロールｌａ、ｌｂのサイド
面Ｓ、！：摺接するように、セットした状態を示してい
る。そして、外側壁４ａ、４ｂを、複数本のネジ付き支
柱８に対して、外側壁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
、外側壁４ａ、４ｂを鋳造方向に移動させる。なお７図
面には示されていないが、実際には外側壁４ａ、４ｂの
外面に金属製のサイドダムケースを、該外面をすっぽり
覆うように取付け。

この金属製サイドダムケースにナツト９を取付けること
によって、このサイドダムケースを介して外側壁４ａ、
４ｂを支柱８により把持するようにするのがよい。

この送り出し機構によって、装置稼働中においては、内
側壁３ａ　、　３ｂの底部面６，６°が５回転するロー
ル円周面Ｒで研削され消耗されながら外側壁と共に下降
する。内側壁３ａ、３ｂと外側壁４ａ　、　４ｂとは両
者の接合界面で接合剤を使用して接着させるのがよいが
、場合によっては機械的な噛み合わせ（例えばキー溝を
用いた噛み合わせ）によって結合してもよい、接合剤と
しては水ガラス等が好適である。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５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。また、内側壁３ａ、３ｂと外側壁４ａ、
４ｂの下降機構を独立させ、内側壁３ａ３ｂと外側壁４
ａ、４ｂの下降速度を違えてもよい。

一方、ロールの円周面Ｒのうち、サイドダム内側壁３ａ
、３ｂ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）で示してあるが、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、内
側壁３ａ、３ｂ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
をエメリー研磨やブ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。例えば該部分Ｉ
Ｏ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Ｎ１およびＮ
ｉ基合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金、ＣｒおよびＣｒ基合金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Ｎ　ｉ−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
＋Ｔｉ０ｚ、　Ａ　ｌ　ｔＯｊＩＺｒｏｔ等が、そして
溶射サーメットとしてはＺｒＪ−ＮｉＣｒ、　Ｃｒ２Ｃ
１ＮｉＣｒ、　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、内側壁３ａ、３ｂ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１
１を該部分１０に当接するようにセントしておけばロー
ルｌａ、　ｌｂの回転によって該部分１０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。内側壁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、ロー
ルの回転に従って再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の位置が、内側壁３ａ　、　３ｂ
　（第２図の−、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、ｖｆ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
分ではその仮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。本発明では被削性内側壁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ｌ１１３の下方部分には、外側壁４ａ
、４ｂの内面１６が露出してくることになり、この部分
が鋳板の端面を冷却する作用を果して急冷凝固を行わせ
るので万一の漏湯を防止する役割を果たすことになる。

したがって１本発明によれば漏湯の生しやすい板厚の厚
い板の鋳造に特に有利となる。なお、内側壁３ａ、３ｂ
の底部面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５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、内
側壁３ａ、３ｂの下縁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１
４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
内面が削られてゆきそして、遂には板幅がロール幅を越
えるようになると板端１４と外側壁４ｂが激しく摩擦す
るようになる。このことは、板端１４が破れブレークア
ウトを生じたり外側壁４ｂが破壊されたりする事故につ
ながる。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
イドダムを内側壁３ａ、３ｂとして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、高強度で高熱伝導性の外側壁４ａ、４ｂによ
って万−漏れた湯を強制冷却させて凝固を促進させ板端
面を形成するのである。そして、ロール円周面と接する
内側壁３ａ、３ｂの底部面６，６゛と下縁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下降
速度を採用することによって、より具体的には、下縁１
３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、つまりは後者の速度
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
ことによって安定した鋳造ができる。

【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、　　２・・湯溜り
３ａ、３ｂ・・サイドダムの内側壁、　　４ａ、４ｂ・
・サイドダムの外側壁、　　５・・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
れた内側壁の底部面、　　７．７’・・ロールのサイド
面と摺接する外側壁の部分、１０・・サイドダム内側壁
の底部面と摺接するロール円周面の部分（粗面部分）１
　１１・・ブラシ １３・・サイドダム内側壁の下縁。 出別人　日新製鋼株式会社 第２図 第３図

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
   、 該サイドダムが、断熱性および被削性の良好な材料から
   なる内側壁と高熱伝導性および高強度の材料からなる外
   側壁との複合材料から構成され、該内側壁がロールの円
   周面とその底部で摺接しそして該外側壁がロール幅より
   も外方に突出すると共にその内面の少なくとも一部がロ
   ールのサイド面と摺接するか近接する状態で該ロール対
   に配設され、 該配設状態のもとで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、 この送り出し機構によって該内側壁のロール円周面と接
   する部分を回転するロール表面で研削消耗するようにし
   た薄板連鋳機。
2. （２）サイドダムは内側壁と外側壁とを接着材料を用い
   て貼り合わされた複合材料からなる請求項１に記載の薄
   板連鋳機。
3. （３）サイドダムの内側壁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
   載の薄板連鋳機。