JPH0275449A - 薄板の連続鋳造方法及びその装置 - 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、鋳造モールドの作用を成す回転する冷却され
つつあるロール（以下単に「ロール」という）の表面の
一部を金属溶湯に浸漬させてロールの表面に金属溶湯を
凝固させつつロールの回転と共に引き上げ、一定幅の薄
板を連続的に製造する方法及び該方法に用いる装置に関
するものである。

（従来の技術及びその課題） 厚さ数−の薄板を工業規模で生産するための装置として
、タンデイシュに貯留された金属溶湯に、　　対して冷
却されたロールの一部を前記金属溶湯に、　　浸漬せし
めて、該ロールの回転とともに鋳片を引上げることを特
徴とする装置に関する発明が、特開昭５８−１６３５５
３号公報、同６２−３８７４２号公報などに開示されて
いるが、これら装置は薄板を安定して引上げる点に技術
的未解決の問題が多く、実操業に供されるには至ってい
ない。

従来の薄板鋳造方法の問題点を第３図に基づいて説明す
る。

第３図は１本の水冷ロールを用いて薄板をロールから水
平方向に離脱せしめて連続的に鋳造を行う従来方法の説
明図である。

この方法に使用する装置は、水冷ロールｌと、該水冷ロ
ール１の表面の一部を浸漬せしめる溶鋼等の金属溶湯２
を貯留するタンデイシュ３と、該タンデイシュ３に金属
溶湯２を供給するための取鍋４及び注入ノズル５と、薄
板６を移送、圧延、成形する水冷方式の圧下成型ロール
７と、鋳造、圧延された薄板６を案内、移送するガイド
ロール８を主要構成部品としている。

さて、この様な薄板製造装置を用いた方法では、金属溶
湯の表面と圧下成型ロールの間で薄板が破断する現象が
多く見られ、破断を解決することが技術的課題のひとつ
になっている。

薄板の引上げ過程において薄板の表面温度を注意深く測
定すると、薄板の表面から圧下成型ロールへの抜熱量は
意外に小さく、はぼ大気中へ°の熱放散量と同程度にな
っていることが判明した。これより圧下成型ロールと薄
板の間に空気ギャップが存在し、薄板の温度低下が抑制
される結果、薄板は強度的に弱い状態にあり引上げ過程
において破断するものと推察される。

従って、この問題を解決するためには薄板が切断せず、
かつ圧下成型ロールと薄板の間に間隙が生じない一定の
張力の条件において薄板を引上げる必要がある。そのた
めの具体的一方法として薄板を圧下成型ロールとロール
の間で成型するのではなく、ガイドロールとロールの間
に配置した２個の圧下成型ロールにより成型するととも
に、圧下成型ロールの回転速度を高精度に調整すること
により薄板に作用する張力を適正な値に保持する方法が
考えられる。

この考え方に基づ〈従来の鋳造装置の別の方式を第４図
に示す、第４図は双ロール方式で薄板を上方に引上げる
方式であり、第４図中第３図と同一番号は同一部分ある
いは相当部分である。

しかし、第４図に示す方式の場合においても圧下成型ロ
ールの回転速度に±０．２％以下の精度が要求され、大
型化は困難であった。

本発明はかかる問題点を解決できる薄板の連続鋳造方法
及びその装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は回転する冷却ロー
ルの表面の一部を金属溶湯に浸漬させ、冷却ロールの表
面に凝固させた金属溶湯をロールの回転と共に引き上げ
、薄板を連続的に製造する方法において、前記冷却ロー
ル両端の円周に沿って冷却ロールの回転軸と平行な静磁
場を形成せしめると共に、該冷却ロールの表面に凝固し
た薄板の長手方向に沿って電流を流すこととしているの
である。

そして、上記方法に使用する装置として、金属溶湯中に
表面の一部を浸漬された冷却ロールの近傍に、該冷却ロ
ール両端の円周に沿って冷却ロールの回転軸と平行な静
磁場を形成可能な磁場発生装置を配置すると共に、薄板
の長手方向に沿って電流を流すための電流供給手段を備
えさせているのである。

すなわち本発明において、上記した従来の問題を解決す
るための着想は、ロールと接触する薄板を静磁場中に置
くとともに、薄板に通電を行いローレンツ力を利用して
薄板とロール間の接触圧力を高めることによりロールに
よる薄板の冷却を促進し、短時間に薄板の強度を高める
点にある。

この着想は具体的には、従来の薄板鋳造装置に、新たに
ロール両端の円周に沿ってロールの回転軸に平行な静磁
場が形成可能な磁場発生装置を設置することと、薄板の
長手方向に沿って薄板に電流を流すことができる通電装
置を設置することにより構成される。

本発明に使用する磁場発生装置としては永久磁石、超伝
導電磁石、常伝導電磁石など種々考えられるが、特にそ
の態様を限定するものではなく、例えば薄板と接触する
ロール円周部分の両端近傍に、両端近傍がそれぞれ極と
なるヨーク形状（ｙ。

ｋｅ形状、類本形状）の磁場発生コイルなどが考えられ
る。ロールと接触状態にある薄板の温度は、多くの場合
鋳造中は８００℃以ｆであり、例えば低炭素アルミキル
ド綱などの薄板を製造する場合はキュリー温度以上なの
で透磁率が磁場分布に及ぼす影響は小さく、薄板に対し
てはコイルの配置は重要ではない。しかし、ロールは２
００℃以下の温度にあり、一般に透磁率が高く、ロール
に対する電磁コイルの配置は重要である。

一般に、ヨーク端をロール回転軸に沿ってロール端面に
投影した際に、両者が重なる幾何学的関係は、薄板表面
における磁束密度が低下するので好ましくなく、両者の
重なり面積がほぼゼロに等しい幾何学的関係が好ましい
。

一方、薄板に通電する際にはエネルギーロスを低下する
ための電極の選定、バイパス流が発生しないためのロー
ル材質の選定、およびロール円筒部の肉厚が重要となる
。

薄板側の電極としては、例えば成型圧下ロールを利用す
る方式、金属溶湯側の電極としては例えば金属溶湯浸漬
方式が考えられる。これらの方式は電極の接触抵抗を小
さくする上では有効であるが、電極の設置方式は必ずし
もこれらの方式に限定するものではない。

ロールの材質の選定は薄板の長手方向に沿った電流を流
すために重要であり、薄板の電気伝導度よりも相当低い
電気伝導度を持つ材質を選ぶ必要がある。

例えば、Ｃｒを１８重量％、またＮｉを８重量％含む合
金鉄の薄板を製造する場合は、ロールの材質として銅は
不適当であり、鋳鉄などを選択することが望ましい。ま
た、ロールの電気抵抗を高めるために、ロールの肉厚は
可能な限り薄い方が好ましいが、所定の機械的強度を満
足するために肉厚に下限が存在する。

（作　　用） 本発明は、回転する冷却ロールの表面の一部を金属溶湯
に浸漬させ、冷却ロールの表面に凝固させた金属溶湯を
ロールの回転と共に引き上げ、薄板を連続的に製造する
方法において、前記冷却ロール両端の円周に沿って冷却
ロールの回転軸と平行な静磁場を形成せしめると共に、
該冷却ロールの表面に凝固した薄板の長手方向に沿って
電流を流す方法、及びこの方法に使用する装置であって
、金属溶湯中に表面の一部を浸漬された冷却ロールの近
傍に、該冷却ロール両端の円周に沿って冷却ロールの回
転軸と平行な静磁場を形成可能な磁場発生装置を配置す
ると共に、薄板の長手方向に沿うて電流を流すための電
流供給手段を備えたものであり、ローレンツ力を利用し
て薄板をロール表面に密着させることが可能となる。

（実・施　例） 以下本発明を第１図及び第２図に示す実施例に基づいて
説明する。なお、第１図及び第２図中第３図及び第４図
と同一番号は同一部分あるいは相当部分を示し、詳細な
説明を省略する。

そのｌ） 第１図は１本の水冷ロール方式における本発明に係る薄
板の鋳造装置を示す図であり、（イ）は断面して示す正
面図、（ロ）は（イ）図のローロ断面図、（ハ）は同じ
くハーバ断面図を示している。

タンデイシュ３は幅３００　ｍ、長さ１５００園、深さ
１００　ａｍの大きさであり、その中に金属溶湯２とし
てＣｒ、　Ｎｉをそれぞれ１８．０．８．０重量％含む
１６５０°Ｃの鉄合金を取鍋４より注入ノズル５を介し
て注入し、その際ロールｌの浸漬深さが３０−を維持す
るように制御した。このロール１の直径は６００　ｗｍ
。

幅は３００　ａｍであり、肉厚が５−の鋳鉄からできて
いる。

そして、薄板６の幅を一定にするための左右の耐火物製
サイドシール９の間隔は１００■〜２５〇−の間で設定
できるようにした。

しかして、周速２０ｍ／−ｉｎでロール１を回転しつつ
、薄板６の鋳造を行った。その際、常伝導電磁石１０を
用いてロールｌの表面にロールｌの回転軸にほぼ平行に
、第１図（ロ）における左（右）から右（左）の方向に
最大０．０５テスラの静磁場を発生させた。また、圧下
成型ロール７とタンデイシュ３を橋としておよそ１００
ＯＡの直流電流を薄板６の長手方向にタンデイシュ（圧
下成型ロール）から圧下成型ロール（タンデイシュ）に
向かって流した。その際、ロール側に流れる電流はおよ
そ２０％であった。薄板６の幅と厚さはそれぞれ２００
躯、３ＩＩｌｌであったので薄板６には最大１．３　Ｘ
ｌ０ｈＡ／ｒｒｆの電流密度が形成されたものと考えら
れる。

その結果、薄板１ｒｒｆあたり２０ＯＮの薄板６をロー
ル１に押しつける力が発生し、ロールｌから薄板６が遊
離する現象は認められなかった。なお、薄板６に発生す
るジュール熱損失は６０Ｗであり、ロールｌによる冷却
に支障が生ずることはなかった。

その２） 第２図は双ロール方式における本発明に係る薄板の鋳造
装置を示す図であり、同図（イ）〜（ハ）は第１図（イ
）〜（ハ）と同様の図である。

タンデイシュ３は幅３００　ｍ、長さ３０００ｍ、深さ
１００　ｍの大きさであり、その中に実施例その１）の
場合と同じ種類の金属溶湯２を注入した。ロールＩの大
きさ、材質および浸漬深さも実施例その１）の場合と同
じである。

磁場発生用のコイル１１は、ロール１を挟んで２ケの部
分から構成されており、ひとつはコイルを巻いたヨーク
状の鉄心１１’であり、他のひとつはロール端面に沿っ
て配置された透磁率の高い鉄心１１”である。

上から見た場合（第２図（ハ））に、磁力線は鉄心１１
°から上側のロール、鉄心１１°°、下側のロールを経
由してコの字状に形成され、相対して配置されたロール
面上の薄板６の部分では磁力線の向きは互いに逆方向に
なる。一方、圧下成型ロール７より下方の２枚の薄板６
にはその長手方向に圧下成型ロールからタンデイシュに
向かう電流が流れるため２枚の薄板６には逆方向の電磁
力を発生させることが可能となり、ロールｌに薄板６を
密着させることができた。

実施例その１）の場合とほぼ同じ周速、磁束密度、電流
密度の条件で薄板の鋳造を行ったところ、ロール１から
薄板６が遊離する現象は認められなかった。

ちなみに薄板が破断することなく連続して鋳造できる時
間を従来法と比較して下記表に示す。本発明方法では従
来方法と比較して２．５倍以上の時間破断することなく
安定して鋳造できる効果が認められた。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、回転する冷却ロールの表
面の一部を金属溶湯に浸漬させ、冷却ロールの表面に凝
固させた金属溶湯をロールの回転と共に引き上げ、薄板
を連続的に製造する方法において、前記冷却ロール両端
の円周に沿って冷却ロールの回転軸と平行な静磁場を形
成せしめると共に、該冷却ロールの表面に凝固した薄板
の長手方向に沿って電流を流す方法、及びこの方法に使
用する装置であって、金属溶湯中に表面の一部を浸漬さ
れた冷却ロールの近傍に、該冷却ロール両端の円周に沿
って冷却ロールの回転軸と平行な静磁場を形成可能な磁
石を配置すると共に、薄板の長手方向に沿って電流を流
すための電流供給手段を備えたものであり、ローレンツ
力を利用して薄板をロール表面に密着させることが可能
となる。

従って、従来の如き薄板の破断などの現象が発生せず、
安定して長時間に亘ってロールから引上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は単ロール方式における本発明に係る薄板の鋳造
装置を示す図であり、（イ）は断面して示す正面図、（
ロ）は（イ）図のローロ断面図、（ハ）は同じくハーバ
断面図を示し、第２図は双ロール方式における本発明に
係る薄板の鋳造装置を示す図であり、同図（イ）〜（ハ
）は第１図（イ）〜（ハ）と同様の図、第３図は単ロー
ル方式の従来の説明図、第４図は双ロール方式の従来の
説明図である。 ｌはロール、２は金属溶湯、３はタンデイシュ、６は薄
板、７は圧下成型ロール、１０は電磁石、１１はコイル
。 第１図 （Ａ） ↑ ↑ 遼′ＥＰ２に 第２図 （イ） （ロ） 第２図 （ハ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転する冷却ロールの表面の一部を金属溶湯に浸
   漬させ、冷却ロールの表面に凝固させた金属溶湯をロー
   ルの回転と共に引き上げ、薄板を連続的に製造する方法
   において、前記冷却ロール両端の円周に沿って冷却ロー
   ルの回転軸と平行な静磁場を形成せしめると共に、該冷
   却ロールの表面に凝固した薄板の長手方向に沿って電流
   を流すことを特徴とする薄板の連続鋳造方法。
2. （２）請求項１記載の方法に使用する装置であって、金
   属溶湯中に表面の一部を浸漬された冷却ロールの近傍に
   、該冷却ロール両端の円周に沿って冷却ロールの回転軸
   と平行な静磁場を形成可能な磁場発生装置を配置すると
   共に、薄板の長手方向に沿って電流を流すための電流供
   給手段を備えたことを特徴とする薄板の連続鋳造装置。