JPH03142050A - 双ロール式連鋳機 - 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、注湯Ｉ！横に改善を図った双ロール式連鋳機
に関する。

〔従来の技術］ 最近、？８鋼から直接最終形状に近い数Ｉ程度の厚みを
もつ薄板を直接製造する方法が各社で開発研究されてい
る。この連続鋳造によるときは、従来のような熱延工程
が不要となるので設備の簡略化、製造コストの低減が図
られる。このような連続鋳造法の１つとして双ロール方
式がある０本方式は　互いに逆方向に回転する一対の内
部冷却ロールを軸を平行にして水平に配置し、この双ロ
ールの両サイドに設置されたサイド堰により区画された
双ロール面上の湯溜り部に溶湯を連続注湯しながらロー
ル円周面上に凝固シェルを形成させ。

この両凝固シェルをロール最狭隙部で圧着圧延して薄板
を連続的に製造する方式であり、他の方式に比較して装
置が簡単であること、２つのロール間で凝固シェルを圧
着するため、良好な形状が得やすく鋳片の表面外観が美
麗であること、内部にポロシティ−が残存しにくいこと
５表裏面とも凝固形態が同しため内部性状に偏りがない
ことが特徴としてあげられる。

いずれにしても、かような薄板の直接鋳造では製品に近
い鋳片を鋳造することから１表面性状に対する要求は厳
しく、特に注湯方法に関する改善が要求される。双ロー
ル式連鋳機における注湯は通常は双ロールの上部に設置
された注湯容器から注湯ノズルを経て行われる。そのさ
い、湯面の変動が大きいと鋳片に湯しわといわれる表面
のしわ状の欠陥が発生する。また、注湯流が湯面全体に
均一に供給されない場合には、湯面の停留部が発生し、
湯面上に外気により冷却された薄皮（皮はり）が発生し
、これが凝固シェルに巻き込みロール間の異常荷重が発
生して操業トラブルとなったり、皮はりのため湯面コン
トロールが困難となる場合がある。また薄皮が鋳片に巻
き込まれるとこれが鋳板表面にプリントされて表面欠陥
となる。

前述した湯しわ、皮はりの欠陥を防止するためには、湯
面変動を極力抑えるとともに湯面全体に均−注湯するこ
とが重要となる。湯溜り部への均一注湯には、従来の一
般連鋳て使用されている２孔ノズルにかわって吐出口を
ロールの軸方向に長く延びたスリット形状にしたスリッ
トノズルが考案されている（例えば特開昭６０−１２２
６４号公報）。

また、ロール円周面の上にロール軸方向に沿って堰を立
ち上げることにより凝固開始点を一定させることも提案
されている　（例えば特公昭６２−３４４５４号公報）
。このようにロール上部に軸方向の堰を立ち上げる場合
は湯面がロール円周面より高くなり、この堰に接する部
分の溶湯にはロールからの回転流が伝播され難いうえ堰
による抜熱も加わって、注湯流により更新されないと湯
面上に皮はっか発生し易くなるので、スリットノズルに
よる湯溜全面への均一な注湯が特に必要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来提案されたスリットノズルは、そのスリットの長手
方向がロール軸に沿う方向のものであった。これによる
と鋳片の幅方向に均一に注湯ができるが、鋳片の厚み方
向（ロール軸と直交する方向）には均等に注湯できない
。特に鋳片幅が大きい場合には、それにつれて長いスリ
ット状の吐出口から均一に注湯させる必要があるので、
スリットの間隙幅を小さくして長手方向に広げることを
要し、このため吐出口に詰り等が発生し、長手方向に均
一にならず偏流となることが多い。

いずれにしても、従来のスリットノズルでは。

注湯流がロール軸に沿う方向に細長くなるのでロール軸
と直角方向への湯面の流動が小さくなることは否めず、
このため皮はりの発生を完全に抑えることができない。

特にロール円周面上にロール軸に沿った堰を立ち上げる
場合は、この堰近傍で皮はりの発生が顕著となる。

本発明はこのような問題の解決を意図し、湯面全域に均
一に注湯し、湯面停留部を発生させることなく鋳造が実
施できる注湯機構の開発を目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、軸を平行にして対向配置された互いに反対方
向に回転する一対の内部冷却ロールの間に、上方から溶
融金属を注湯ノズルを用いて連続注入し１両ロール表面
で冷却凝固した凝固シェルをロール狭隙部で圧延して薄
板に連続鋳造する双ロール式連鋳機において、前記の注
湯ノズルがロール軸とは直交する方向に長く延びたスリ
ット状の吐出口を有し、この吐出口を有する注湯ノズル
全体をロール軸に沿う方向に往復移動させる手段を設け
たことを特徴とする双ロール式連鋳機を提供する。

すなわち、従来のスリットノズルのようにスリット状開
口の長手方向をロール軸に沿う方向（鋳片の幅方向）に
ロール最狭隙部上方にセットするのではなく１　これと
は直交する方向１　すなわちロール軸に直交する方向に
スリットの長手方向を配し、しかも、このスリット状吐
出口から吐出する膜状流をロール軸とは直交させたまま
ロール軸に沿う方向に移動させることによって、はぼ方
形をなす湯面の前後左右の全面積にわたって均一に注湯
できるようにしたものである。

そのさい、このスリット状の吐出口を双ロール上の湯面
より上方に位置させると共に、その吐出口の長手方向の
中心がほぼロール対の最狭隙部の垂直上方に位置するよ
うに、該最狭隙部を通る垂直面に対してその前後水平方
向に同し距離だけスリットの長手方向を延び出させ、鋳
造中において該最狭隙部を通る垂直面内を水平方向に移
動させるようにする。これにより、該吐出口から吐出す
る膜状流は一方のサイド堰から他方のサイド堰の方向に
サイド堰と平行を保ちながら且つその中心が双ロールの
最狭隙部の上を通りながら移動することになる。

このスリット状の吐出口は注湯ノズルに１個だけ取付け
てもよいが、実際には複数個の同型のスリット状の吐出
口を、それらの長手方向が互いに平行になるようにロー
ル軸方向に整列するように注湯ノズルの底面に設けてお
くことによって、注湯ノズルの移動距離を短くすること
ができる。また該スリット状の吐出口は、そのスリット
の長手方向の長さが双ロールの上に形成されるロール軸
と直交する方向の湯面の幅の５０％以上を占める長さを
有することが望ましい。

〔作用］ 本発明の注湯ノズル機構によれば、双ロール上に形成さ
れる湯面に対して、ロール軸とは直交する方向の溶融金
属の膜状流が連続的に流れ落ちるので鋳片の厚み方向の
温度分布が均一化すると共に、この膜状流がロール軸の
方向に鋳造中に移動されるので鋳片の幅方向への温度分
布も均一化して全体として湯溜り内で停滞域も減少し、
ひいては湯面上での皮はりの発生を防止でき１表面品質
の良好な鋳片を安定して鋳造できる。また、互いに平行
な複数の整列膜状流を形成させることによってその移動
距離の短縮が図れると共に湯面全体域への注湯が実質的
に同時にできるようになるので、その効果は一層良好と
なる。

〔実施例］ 第１図は本発明に従う双ロール式連鋳機の例を示したも
ので、軸を平行にして対向配置された互いに反対方向に
回転する一対の内部冷却ロールＩａ。

１ｂの間に１上方から溶融金属を注湯ノズル２を用いて
連続注入し３両ロールＩａ、Ｉｂの円周面上で冷却凝固
した凝固シェルをロール狭隙部で圧延して薄板３に連続
鋳造する双ロール式連鋳機を示している。４ａ、４ｂは
サイドダム（堰）であり、ロールＩａ１ｂの両側方に設
置される１図示の例はこのサイドダム４ａ、　４ｂとロ
ールｌａ、Ｉｂの円周面とで湯溜り５を形成した例を示
しているが、ロールＩａ、　ｌｂの円周面上にロール軸
に沿う方向のダム（長辺ダムと呼ばれる）を立ち上げ、
サイドダム４ａ、４ｂとこの長辺ダムとでボンクス状の
湯溜り空間を形成したものでも本発明は適用でき、この
場合には湯面をロール円周面よりも上方に位置させて鋳
造することになる。そのさいにも本発明によれば一層良
好な結果が得られる。

注湯ノズル２は３本発明の特徴をなすものであり、筒状
ノズル部６とその下端に接続されたブロック部７とから
なっており２　このブロック部７の底面にはロール軸と
直交する方向に長く延びたスリット状の吐出口８ｎが設
けられている。筒状ノズル部６の上端は注湯容器（図示
されていない）に連結され、この注湯容器から金属溶湯
が筒状ノズル部６に導入され、ブロック部７内を経て各
吐出口８ｎから膜状流９ｎとなって湯溜り５内の湯面上
に落下する。そのさい、注湯ノズル２の全体がロール軸
に沿う方向（第１図の矢印Ａの方向）に鋳造中移動され
る。これは注湯ノズル２を連結している注湯容器を矢印
Ａの方向に移動させる機構に支持することによって行わ
れる。具体的にはロール軸に沿って中高さに水平に設置
された吊りレールに注湯容器をハンガーで吊り込み、該
レールに沿って注湯容器を所定の距離だけ所定速度で往
復運動させる。そのさい７　スリット状の吐出口８ｎは
ロール軸と直交する方向を保ったまま、実際にはそのス
リットの長手方向の中心が双ロールの最狭隙部の組直面
内を通る軌跡を構きつつ直線運動するように往復運動さ
せる。

第２図は、スリット状の吐出口８ｎを底面にもつ前記の
ブロック部７の内部構造を示した分解図であり、該ブロ
ック部７を縦方向にスリット状吐出口８ｎを横切る方向
に中央で二分したものである。

図示のように、筒状ノズル部６の下端開口はブロック部
７の内部に形成したチャンバー１０内に連通している。

チャンバー１０の底部は比較的厚みのある耐火物７１１
１１からなり、この耐火物層１１には上下′に貫通する
帯状通路１２が形成され、この帯状通路１２の下端開口
がスリット状の吐出口８ｎとなっている０図示の例では
スリット状の吐出口８ｎは同型のものを互いに長手方向
を平行にして同間隔で５個整列した例を示している。吐
出口８ｎの数は多い方が望ましいが、ロール幅および注
湯量により適切な数にする。かような内部構造をもつ注
湯ノズルの筒状ノズル部６に溶融金属溶湯を給湯すると
。

筒状ノズル部６の下端開口からチャンバー１０内に吐出
し、このチャンバー１０内で中途滞留して各帯状通路１
２に分散され、はぼ均等割合でスリット状吐出口８ｎか
ら膜状流となって流れ落ちることになる。

第３図は、ブロック部７の底面図であり、スリット状吐
出口８ｎが整列した状態を示している。このスリット状
吐出口８ｎの形状と大きさは１適用する双ロール式連鋳
機の規模や運転状態とも関連するのであるが、スリット
の厚み幅りはノズル詰りを防止する点から５〜１０ＩＩ
Ｉｗｌにすることが適切であることがわかった。また、
スリットの長手方向の長さｌは、双ロールの上に形成さ
れる湯溜り５のロール軸と直交する方向の湯面の幅に出
来る限り近いことが望ましく、少なくとも該湯面の幅の
５０％以上を有することが必要であり、場合によっては
該湯面の幅とほぼ同等の長さｌを有していてもよい、こ
のスリットの長さ２が咳湯面の幅の５０％未満であると
、注湯流とメニスカスの距離が充分でなくなり、特に長
辺ダムを用いて湯面を高くする場合には、この長辺ダム
に近い湯面部に皮はっか発生し易くなる。なお、１００
％以上にまでｌを広げると、ロール上にスプラ・ノシュ
状に注湯するようになり、鋳片にスプラッシュがプリン
トされ欠陥となる場合がある。。

なお、操業にあたって、注湯ノズル２は注湯容器ととも
に鋳造生湯面上をロール軸方向に移動して鋳片幅方向全
体にわたって溶湯を供給するのであるが、その移動速度
は、湯面変動を防止するため１０〜２０ｍｍ／ｓｅｅ程
度が適切である。また、鋳造中に皮はりの発生状況を観
測し続け１発生したさいにその発生箇所へ注湯ノズル２
を移動させて皮はりを再溶解するといった操業の仕方も
できる。

本発明者らはロール径５６０口の双ロール式連鋳機を用
いて、板厚２．１＋ａｍ、板輻６００＋ｍ圃の５ＵＳ３
０４鋼を鋳造速度２０〜３０ｍ／＋＋ｉｎ、鋳造温度１
５１５°Ｃの条件で前記実施例に示した注湯ノズルを用
いて鋳造を行った。そのさい、注湯ノズルのスリット状
吐出口は　　　ス　リ　ッ　ト　厚み幅　ｔ＝５ｍｍ、
　　ス　リ　・ン　ト　の長手方向の長さｆｆｉ＝５０
ｍｍのものを４個整列したものを使用し、この注湯ノズ
ルを移動速度１０ｍｍ／ｓｅｅで移動させた。ロール最
狭隙部から湯面までの湯面高さを１５０１の一定となる
ようにして連続鋳造した。

その結果、鋳造中に湯面皮はりの発生は見られず湯面全
幅にわたって高温に維持されていることが確認された。

またロール出側の鋳片の表面温度を計測したところ幅方
向に温度差がないことも確認され、鋳片には湯しわの発
生もなく、鋳造量５トンを完鋳することができた。

〔効果〕

以上説明したように２本発明によると、湯面全域にわた
って高温の溶湯を供給できるので、　？Ｉｋ面上での冷
却によって発生する皮はりが防止でき。

また冷却条件が安定し、優れた品質の鋳片が得られる。

そして、スリット状ノズルの長手方向の長さは９従来の
ロール軸に沿う方向のものより短くすることができ、こ
れによって製作が容易化すると共にノズル目詰まりも少
なくなる。さらに皮はりが発生してもノズルの移動によ
り再熔解することができるため鋳造停止となることが少
ないとい４た操業上並びに製品上において優れた効果を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う双ロール式連鋳機の要部を示した
斜視図、第２図は本発明に従う注湯ノズルの分解斜視図
、第３図は本発明に従う注湯ノズルのブロック部の底面
図である。 ｌａ、ｌｂ・・ロール、　　２・・注湯ノズル３・　・
鋳造Ｓｈ片、４ａ、４ｂ・・サイドダム。 ５・・場瑠り、　　　　６・・筒状ノズル部。 ７・・ブロック部、　　８ｎ・・スリット状吐出口９ｎ
−膜状吐出流、１０・・チャンバー１２・・帯状通路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸を平行にして対向配置された互いに反対方向に
   回転する一対の内部冷却ロールの間に、上方から溶融金
   属を注湯ノズルを用いて連続注入し、両ロール表面で冷
   却凝固した凝固シェルをロール狭隙部で圧延して薄板に
   連続鋳造する双ロール式連鋳機において、前記の注湯ノ
   ズルがロール軸とは直交する方向に長く延びたスリット
   状の吐出口を有し、この吐出口を有する注湯ノズル全体
   をロール軸に沿う方向に往復移動させる手段を設けたこ
   とを特徴とする双ロール式連鋳機。
2. （２）スリット状の吐出口は、該注湯ノズルに複数個設
   けられ、これらの吐出口は実質的に同じ形状を有し且つ
   その長手方向を互いに平行にしてロール軸方向に整列さ
   れている請求項１に記載の双ロール式連鋳機。
3. （３）注湯ノズルは、該吐出口が双ロールの上に形成さ
   れる湯面より上方に位置しながらロール軸に沿う方向に
   往復移動される請求項１または２に記載の双ロール式連
   鋳機。
4. （４）スリット状の吐出口は、そのスリットの長手方向
   の長さが双ロールの上に形成されるロール軸と直交する
   方向の湯面の幅の５０％以上を占める請求項１、２また
   は３に記載の双ロール式連鋳機。
5. （５）注湯ノズルの上端は注湯容器に連結され、この注
   湯容器がロール軸に沿う方向に移動する機構に支持され
   ている請求項１、２、３または４に記載の双ロール式連
   鋳機。