JPH035048A - 金属薄板の連続鋳造装置 - 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、双ロール法による金属薄板の連続鋳造装置の
改善に関する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼などの溶融金属から最終形状に近い厚さ数ｍ
ｍ程度の薄板を直接的に製造する薄板連鋳法が注目され
ている。このような薄板連鋳法の一つに双ロール法があ
る。これは、一対の冷却ロールの円周面に形成した湯溜
り内に溶融金属を連続的に注入しながら両方のロール円
周面」二に形成した薄い凝固シェルをロール、“隙で圧
着圧延して薄板とするものであり、ロール円周面上に所
定の湯溜りを形成しなければならない。この湯溜りを形
成するには、ロール軸と直交する方向に、鋳造される薄
板の幅に略相当する間隔をあけて、一対のサイドダムを
ロール円周面上に立ち」二げるか或いはロール対の側面
に沿わせて設置することが少なくとも必要である。

このサイドダムだけでロール円周面上に湯溜りを形成す
ることもできるが、この場合には、湯溜り内の湯面ばロ
ール半径よりも高くすることはできず、ロール軸に沿う
方向の場面の岸はロール円周面に接することになる。こ
のため、湯面の表面に浮遊しているスカムなどがロール
円周面上に形成される凝固シェルに巻き込まれたり、場
面の波立ちが凝固シェルに転写されて薄板表面に湯しわ
を発生させるといったことが起きやすい。これを防止す
るために、該サイドダムに加え２両ロールの円周面上に
ロール軸に沿った方向の堰（これを長辺ダムと呼ぶ）を
立ち上げることによって、該サイドダムと長辺ダムとに
よって方形の湯溜りを形成し、場面が直接的にロール円
周面と接触しないようにする方式も種々知られている（
例えば特開昭５８−１４８０５６号公報） この長辺ダム使用方式には、その長辺ダムの底面が回転
するロール円周面と接触するように立ち上げる方式と、
ロール円周面との間で若干の隙間を設けてロール円周面
と非接触式に立ち上げる方式がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

長辺ダム使用方式において、前述の接触式長辺ダム方式
では、場面高さを長辺ダムの内壁面位置となるように調
節することによって、場面がロル円周面には接しないよ
うにすることができ、これによって前述のスカムの巻き
込み等が防止できる反面、長辺ダムの底部が、冷却され
ているロール円周面によって冷やされることになる。こ
のため、長辺ダムの底部に溶湯が凝固しやすく、この部
分で凝固が発生すると（これを三重点シェルと呼んでい
る）成る大きさにまで成長したときに長辺ダム底部から
剥離脱落してロール表面から成長した凝固シェルに鋳造
中下定期的に噛み込まれて著しい表面欠陥となる。

他方、非接触式長辺ダムの場合には、長辺ダムの底部が
ロール円周面とは直接的には接触しないので冷却されが
たく、このため、三重点シェルの生成は防止可能である
が、長辺ダム底部とロール円周面との隙間に湯溜り内の
溶湯が差し込むことになる。とくに、長辺ダムの下端か
らの場面高さが高くなるとそれだけ溶湯静圧が増すので
、該隙間への湯差し量が多くなり、著しい場合には長辺
ダムの後面（長辺ダムの厚みを超えた外側）に凝固シェ
ルが生じ、ロールの回転によるこれの強制移動により、
ついには長辺ダムが破壊されるといった事態を引き起こ
す。他方、この隙間への湯差し量を出来るだけ少なくす
べく場面を低くすれば場面変動等により場面が長辺ダム
の下端より下になることもあり、場面がロール円周面に
直接的に接触して、スカムの巻き込みや鋳板の湯じわの
発生が生じることになり、安定して良質の薄板を得るこ
とが困難となる。

このように、双ロール式連鋳機では長辺ダムを使用する
ことが有利であると判っていても、接触式に立ち上げれ
ば冷却による三重点シェルの問題が生じ、非接触式に立
ち上げればその隙間に湯差しの問題が生ずるという難題
が存在した。

本発明は双ロール式連鋳機のかような問題の解決を図る
ことを目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記の目的を達成せんとする本発明の要旨とするところ
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
形成させるためのロール軸と直角方向の一対のサイドダ
ムとロール軸と平行な方向の一対の長辺ダムを配置した
うえ、該湯溜り内に金属溶湯を連続注入しつつ回転する
該ロール対の間隙を経て薄板に鋳造する連続鋳造装置に
おいて、前記の両長辺ダムの底面とロール円周面との間
で隙間が生じるように両長辺ダムをロール円周面から浮
かして配置し、両長辺ダムの外方に。

該隙間への溶湯のはみ出し量を規制するための高周波通
電コイルを設置したことを特徴とする。

すなわち本発明は、非接触式に長辺ダムを設ける双ロー
ル式連鋳機において、両長辺ダムの外方に設置したコイ
ルに高周波電流を流すことによって、長辺ダム側から湯
溜り中央部に向かう電磁気力を湯溜り内の溶湯に生起さ
せ、この電磁気力によって長辺ダムの底部とロール円周
面との間の隙間に向かって流れ込む溶湯の流れを規制す
るものである。

〔実施例〕

以下に１図面に示した本発明装置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、　１ａ、１ｂは軸を平行にして対向配
置された内部冷却式の双ロールであり２図示の矢印の方
向に互いに反対方向に所定速度で同期回転する。このロ
ール対１ａ、　ｌｂの胴部円周面Ｒ上に湯溜り２を形成
すべく、ロール軸と直交する方向の一対のサイドダム３
ａ、３ｂと、ロール軸に平行な方向の一対の長辺ダム４
ａ、　４ｂが設けられている。

なお、第１図はロール軸と直交する一断面で図示した関
係上、サイドダム３ａ、３ｂは紙面と同方向の面をもっ
て現れることから一点破線の想像線で示しであるが、こ
れらは、ロール対１ａ、　ｌｂの最狭陰部５を経て製造
される薄板６の幅に略相当する間隔を開けて、ロール対
１ａ、　ｌｂの両側方にセットされている。

他方の各長辺ダム４ａ、４ｂは、ロール対１ａ、　ｌｂ
の円周面Ｒに対して非接触式に設置されている。すなわ
ち、長辺ダム４ａ、４ｂの底面とロール円周面Ｒとの間
に所定の隙間Ｓが生じるように、ロール円周面Ｒから浮
かしてセットされている。

この長辺ダム４ａ、４ｂとサイドダム３ａ、３ｂとによ
ってロール対１ａ、　ｌｂの円周面上に形成される湯溜
り２内に、その上方に設置されたタンプッシュ（図示さ
れていない）から、注入ノズル７を介して金属溶湯が連
続的に注入されると、湯溜り内の溶湯は回転するロール
対１ａ、ｌｂの円周面上で薄い凝固シェル８ａ、８ｂを
形成しながら、これが最狭陰部５を通過するときに圧着
圧延され、薄板６が連続的に製造される。

本発明装置は、このような非接触式長辺ダムを使用した
双ロール式連鋳機において、湯面高さを長辺ダムの高さ
内で十分に確保した場合でも、非接触部の該隙間Ｓに湯
溜り２内の溶湯が過剰に差し込むのを抑制するように改
善したものでありこのために、長辺ダム４ａ、４ｂの外
方に高周波電流を通電するコイル９ａ、９ｂを設置した
ものである。

このコイル９ａ、９ｂは長辺ダム４ａ、４ｂの外方の該
隙間Ｓの近傍において、長辺ダム４ａ、４ｂと同方向に
長く伸びて設置されており、これに高周波電流を流した
ときに、湯溜り内の溶湯（とくに隙間Ｓの近傍に存在す
る溶湯）に対して交流磁場が作用するようにしである。

いま、このコイル９ａ、９ｂに高周波電流を流したとき
の、隙間Ｓ近傍の溶湯位置（例えば図面のＡ点で示す位
置）の挙動について説明すると、溶湯内には交流磁場Ｈ
が発生すると同時に、ロール円周面に形成されている凝
固シェル８ａ、８ｂの表層部には、コイル電流とは逆位
相の渦電流が流れることになる。この渦電流の深さはコ
イルに通電する周波数と凝固シェルの電気伝導度に依存
する。この凝固シェル表面に流れる渦電流と前記の磁場
Ｈとの相互作用によってフレミングの左手の法則による
電磁気力Ｆが働く。すなわち２点Ａの近傍の溶湯には長
辺ダム側から湯溜り中央部に向かう方向に電磁気力Ｆが
生起する。したがって、この電磁気力Ｆの大きさを適切
に調整して、隙間Ｓに差し込む溶湯の静圧とほぼ等しく
するかこれより若干大きくすることによって５隙間Ｓに
流れ込む溶湯流を抑制することができる。本発明はこの
原理を利用したものであり、鋳造中においてほぼ一定に
保持される湯溜り内の場面高さに応じた溶湯静圧に対向
する電磁気力を溶湯に作用させることにって、隙間Ｓへ
の溶湯の差し込み量を制御するものである。そのさい、
場面高さの変動を検出しその検出値に応じて適正な電磁
気力が作用するようにコイル９ａ、９ｂへの通電量を自
動制御することもできる。

他方、この湯溜りの中央部に向かう電磁気力が過剰に働
くと、湯溜り内の場面は中央部で盛り上がるような現象
が生ずる。これを防止するための磁場遮蔽スクリーンを
設けておくのが好ましい。

図示の例では、長辺ダム４ａ、４ｂの外側面にこの磁場
遮蔽スクリーン１０ａ、１０ｂを設けた例を示している
。また、ロール円周面に対して渦電流が過剰に発生しな
いようなスクリーンを設けたり、場合によっては、磁束
密度がＡ点近傍に収束するようなコイル構造を採用する
ことも有利である。またコイル９ａ、９ｂは水冷手段に
よって装置稼働中は冷却されるようにするのがよい。

本発明装置によれば、非接触式長辺ダムを使用しても、
そのダム高さを高くして場面高さを十分に確保すること
ができ、従って安定した鋳造ができるが、一般に場面高
さが高くなるとメニスカス部での流動が弱くなり必然的
に場面の温度が低下し、場面の凝固が生じ易くなる。こ
のために、長辺ダム４ａ、４ｂの内部或いは背面等に補
助的な加熱手段を設けておくことも好ましい。本発明装
置では、前記の隙間Ｓへの湯差しの問題が解決されるほ
か、コイル９ａ、９ｂへの高周波電流の通電による誘導
撹拌効果とジュール熱発生による昇温効果が得られるの
で、この点でも場面高さを十分に確保することが可能と
なる。また場面に接する上部空間を不活性ガス等の非酸
化性ガスにより充満させたり、或いはパウダー等で湯面
を覆うことも好ましい。

本発明装置の一つの操業例を挙げると　ＮＣＦ６００の
組成を持つ１４８０°Ｃの溶融金属を第１図の湯溜り２
に注入しながら１幅３００ｍｍの薄板６を２０ｍ／ｍｉ
ｌの鋳造速度で製造する。このとき、ロール円周面と長
辺ダム４ａ、４ｂとの隙間Ｓを３ｍｍ、場面高さを長辺
ダム４ａ、４ｂの下縁から１００ｍｍに設定する。コイ
ル９ａ　９ｂによる磁場強さは１４００ｇａｕｓｓとし
、またメニスカス付近で電磁圧がほぼ零となるように磁
場遮蔽スクリーン１０ａ、　１０ｂを設けておく。これ
によって、鋳造初期及び終了間際において、メニスカス
部が長辺ダム４ａ、４ｂ下端より下に位置して鋳造され
た場合を除き１表面に湯じわ２スカムの巻き込み及び凝
固シェルの噛み込み等の欠陥がない鋳板が得られる。こ
れに対して電磁気力を作用させないで湯面高さを２０ｍ
ｍ以上にすると、隙間Ｓへの差した溶融金属が一部凝固
し、この凝固シェルが鋳造中に不定期的に薄板の表面に
噛み込まれた欠陥が多数発生する。一方、場面高さを２
０ｍｍ以下にすると、鋳造中の圧延荷重を減少させるた
めにロールの回転速度を速くした際に場面制御が追従で
きず一時的に湯面が長辺ダム４ａ、４ｂ下端より低くな
り、その時期に対応した板６の表面にスカムの巻き込み
や湯しわが発生ずる。

〔発明の効果〕

以」二説明したように本発明においては、非接触１ ２ 式長辺ダム方式を採用しても、該非接触部への湯差しを
抑制することができ、この方式の基本的な欠点が克服で
き、長辺ダムを使用する双ロール式連鋳機に大きな改善
がもたらされた。そして、高周波通電コイルによって、
該湯差しの抑制という効果のほか、該隙間Ｓ近傍の湯は
交流磁場と渦電流の作用下において流動的にも温度的に
も鋳造中は恒常的な状態となるので鋳造が安定し、且つ
コイルへの電流量の調整という容易な制御によって場面
の変動や操業条件の変動にも簡単に追従ができるので、
操作性のよい装置を構成することができる。さらに、長
辺ダムの底面と円周面との間の空隙には、固定部材とは
接しない溶湯の壁ができることになるので５円周面上に
形成される凝固シェルの形態は運転中極めて良好となり
、三重点シェルの発生やこれに頻する不良シェルの発生
原因が完全に除去できると共に１円周面上に形成される
凝固シェル自身も渦電流の生起によって表面状態が良好
となり、これらの効果が総合的に作用し合って良品質の
薄板を安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ロール軸と直角方向の断面でみた操業中の本
発明装置の例を示ず略断面図である。 １、ａ、ｌｂ・・内部冷却式双ロール、　　２・・湯溜
り。 ３ａ　３ｂ・・サイドダム（破線）　、　　４ａ、４ｂ
・・長辺ダム、　　５・・ロール対の最狭陰部６・・鋳
造される薄板、　　７・・注入ノズル。 ８ａ、８ｂ・・ロール対１ａ、　ｌｂの円周面上で形成
される凝固シェル、　　９ａ、９ｂ・・高周波通電コイ
ル１０ａ、１０ｂ・・磁気遮蔽スクリーンＳ・・長辺ダ
ムの底面とロール円周面との隙間。 Ｒ・・ロール円周面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   させるためのロール軸と直角方向の一対のサイドダムと
   ロール軸と平行な方向の一対の長辺ダムを配置したうえ
   、該湯溜り内に金属溶湯を連続注入しつつ回転する該ロ
   ール対の間隙を経て薄板に鋳造する連続鋳造装置におい
   て、前記の両長辺ダムの底面とロール円周面との間で隙
   間が生じるように両長辺ダムをロール円周面から浮かし
   て配置し、両長辺ダムの外方に、該隙間への溶湯のはみ
   出し量を規制するための高周波通電コイルを設置したこ
   とを特徴とする金属薄板の連続鋳造装置。