JPH04105754A - 双ロール式連続鋳造における鋳片板厚制御方法 - 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、双ロール式連続鋳造において板状に鋳造され
る鋳片の幅方向および長手方向の両方向と４）均一な板
厚を得るに好ましい板厚制御方法に関する。

〔従来の技術〕

軸を平行ム二り１、て対向配置された互いに反対方向に
１転する一対の冷却ロールの間に熔融金属を注入し、こ
の熔融金属を該冷却ロール表面で冷却凝固し一つつ両ロ
ールの間隙から板状の鋳片を鋳造する双ロール式連続鋳
造は、熱間圧延を省略して溶湯から直接的に薄板を製造
できるので、非鉄金属のみならず岬の薄板製造に適用す
べく技術開発がさかんム行われ、各種の提案がなされて
いる。

一般に、かような双ロール式連鋳機でＩ板鋳片を製造す
る場合、製品の板厚が板幅方向の位置によって異なる板
クラウンという現象が生じるとともに、板クラウンとは
別に、板クラウンに影響されない鋳片両端部の板厚が板
の長手方向に次第に減少していく現象も生しる。

このような板厚の変動を防止する技術として。

板クラウンについては、冷却ロールの表面形状を予め板
クラウン量だけロール中央部の外径を滅しておく方法、
更には、特開平１−１３３６４２号公報、特開昭６０−
３３８５７号公報、特開昭６１−３８７４５号公報など
に提塞されているように、ロールスリーブまたは水冷ド
ラムの内部の圧力調整によりロールの表面形状を制御す
る方法が知られている。これらはそれぞれ得失があるが
、鋳片両端部が長手方向に板厚減少するのを同時に防止
する有効な手段については　これらの公報には示されて
いない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

双ロール式連続鋳造によって得られた鋳片板の幅方向と
長手方向に板厚に変動があると１次工程の冷間圧延工程
において著しい不具合を生ずる。

すなわち、板クラウンは冷延時に幅伸び、耳伸びといっ
た現象を生ぜしめ、著しい時は耳切れや板破断といった
致命的な問題を生ずる。そして長手方向の板厚変動は、
全体が均一な板厚になるまで極めて軽圧下の冷間圧延を
繰返さないと、最終冷延製品の板厚を均一に出来ない。

したがって、冷間圧延能力の著しい低下をまねき、コス
トアップを生ずる。

前記の従来技術では、板クラウンの変動は成る程度防止
できたとしても板の長手方向の板厚を同時に均一にする
ことはできない。なぜなら、鋳造初期から終期に至るま
で、特に初期から定常運転に至るまでの間において、入
熱と抜熱量に差が生しるのでロール表面温度が経時変化
し、このためにロールの全体径に熱膨脹差による変動を
生じてロール間隙が変動し、このために鋳片の長手方向
の厚みが変動するからである。

本発明は、このような問題点を解決し、双ロール式連続
鋳造の製品鋳片の板厚を、板幅方向および長手方向共に
同時に均一となるように制御する方法を提供せんとする
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冷却ロールの間に溶融金属を注入し
、この溶融金属を該冷却ロール表面で冷却凝固しつつ両
ロールの間隙から板状の鋳片を鋳造する双ロール式連続
鋳造において１両冷却ロールの間隙を鋳造中に制御する
ロール間隙制御手段が設けられると共に、該冷却ロール
がロール本体の外周に加圧室を介してスリーブが被着さ
れた構造を有し、該加圧室の圧力制御によってロール最
外表面の形状を鋳造中に制御できるようにした双ロール
式連鋳機を使用し、鋳造中における鋳片板幅方向の板厚
変動を前記加圧室の圧力制御によって抑制すると同時に
鋳造中における鋳片長手方向の板厚変動を前記ロール間
隙制御手段によって抑制することを特徴とする。

ここで、加圧室の圧力制御は、スリーブ胴長方向に径が
均一となる圧力を鋳造初期から終期まで維持しながら対
象とする溶湯金属を鋳造し、得られた鋳片の鋳片中央部
とエツジ部との板厚差Δｔの時間変化を予め求めておき
、他方、予め計測しておいたスリーブの変位量と加圧室
の圧力との相関を用いて、鋳造中における該板厚差Δを
壱零にする圧力を予測し、この予測値に対応するように
該加圧室の圧力に制御する。

また、ロール間隙制御は、ロール間隙を固定して対象と
する溶湯金属を鋳造し、得られた鋳片のエツジ部の板厚
の経時変化を予め求めておき、この予め求めた相関に基
づき鋳造中における鋳片長手方向の板厚が一定となる間
隙を予測し、この予測値に対応するようにロール間隙を
制御する。

（作用〕 発明者らは、同一出願人に係る特開平１−１３３６４２
号公報に提案した双ロール式連鋳機で数多くの鋳片を製
造し、注意深く板厚を測定した。二〇連鋳機のロールは
、該公報に記載のようにロール本体の外周に加圧室を介
して内層スリーブと外層スリーブが装着してあり、内層
スリーブと外層スリーブの間に冷却水通路が設けである
。加圧室内の圧力を制御することによって外層スリーブ
の形状を変化させることができる。すなわち加圧量を大
きくすればスリーブの胴中央部が半径方向に膨らみ加圧
量を小さくすれば縮径する。したがって、加圧量を適切
にすると、スリーブの半径は軸方向に均一とすることが
できる。

スリーブ半径が均一となるような圧力を維持した状態で
数多くの鋳造を実施し、鋳片の板厚変化を観測した。そ
の結果、第１図に示すように、鋳片の板中央部の板厚が
両端部に比べて小さくなる現象があり、その程度Δｔは
、第２図に示すように、鋳造開始から次第に大きくなる
が１時間経過に伴い、以後は一定になることを見出した
。更にこの傾向はロールの材質、溶湯金属の温度、スリ
ーブ厚、冷却水量、ロール胴長によって決まり極めて再
現性の良いものであることを把握した。これらロールの
材質等の条件は工業的に実施する場合はほぼ同一のもの
であるから、予め第２図に示す関係を調べておけば以後
は同一の関係が得られるので特に規定しておく必要がな
い。

本発明によれば、鋳造開始から鋳造終了まで、７３間、
Δｔを次のようにしておよそ零にする。

第一に、加圧室の圧力とロール形状の関係を予め測定し
ておく。第３図は、用いた双ロール式連鋳機における加
圧室の圧力とロール幅方向の各位置における半径の変位
の例を示した。この関係は使用するロール固有のもので
ある。

第二に、スリーブ表面の研削時に、Δｔの１／２のロー
ル半径方向の変位が得られる加圧室圧力を維持しながら
、冷却用ロールの半径が胴長方向に均一になるように研
削する。

第三に、鋳造開示前に加圧室の圧力を研削時の圧力と同
一としておき、第２図の示したΔｔの予め求めた経時変
化の関係と、第３図に示した圧力と変位量との関係から
、ロールの中央部半径の変位が絶対値で零となるように
、鋳造開始から時間経過に従って該加圧室の圧力を滅し
、Δｔが一定となる時間までこの制御を継続する。

このようにして、第一〜第三の操作を実施すれば、鋳造
開始から終了まで板クラウンのない板幅方向に均一な鋳
片が得られる。しかし、板クラウンを解消しても鋳片の
長手方向には、ロール全体の熱膨張による板厚減少の現
象がみられる。

板クラランの影響のない鋳片エツジ部の板厚を測定した
例を第４図に示した。板厚減少は、鋳造開始からある時
間経過まではゆるやかであるが次第にその程度は大きく
なり１時間経過に従って再びゆるやかになりやがて板厚
減少は止まる。このような挙動をとるのは、鋳造初期は
主として熱影響がスリーブに留まりロール本体には影響
を与えないが、スリーブの温度が上昇してくるとロール
本体の温度も上昇しはじめ、板厚減少の程度が大きくな
り、やがて全体の熱バランスが飽和に達し板厚減少が止
まるものと推定される。この現象もロール材質、ロール
の構造、溶湯金属の温度などによって決まるが、工業的
に実施する場合、これらの条件は同一と考えて良いので
、これらの条件は規定する必要がなく予め一度測定して
おけばよい。

この板厚減少を防止するためには、ロールの間隙を板厚
減少に応じて開いてやればよく、第４図の関係を予め把
握しておいて、鋳造開始からの時間に応じてロールの間
隙を調整すればよい。これを達成するためのロール間隙
調整機構は公知の構造を用いれば充分である。

このように板クラウンと板厚減少の両者を同時に制御す
ることによって、目的とする鋳片の輻方向と長手方向に
同時に均一な鋳片が得られる。

この板厚制御方法は、鋳造中の鋳片の板厚を周知の板厚
計やプロフィルメーター等により測定しつづけ、この測
定値が一定になるように、加圧室の圧力装置およびロー
ル間隙調整機構に２該測定値をフィードバックしてこれ
らを制御しながら鋳造しても同一の目的が達成できる。

〔実施例］ ロール径５８０＋ｎ菖、鋳片幅６００Ｉ＋ｌｌ１１の双
ロール連続鋳造装置を用い、溶融金属として５ＬＩＳ３
０４を用いて鋳造した。冷却ロールは特開平］、　−１
３３６４２号公報に示されているロール、すなわちロー
ル本体の外周部に加圧室を介してスリーブを装着したロ
ールを用いたが、加圧室の圧力とロール表面の変位量と
の関係は第３図のとおりである。また、ロール中央部の
Δｔの経時変化を５ＩＩＳ３０４の鋳造においてあらか
しめ測定し、第５図に示す関係を把握した。

まず、冷却ロールの加圧室圧力を１９０ｋｇ／ｍｍ”と
し、この状態でロール半径が胴長方向に均一になるよう
に表面を研削した。このロールを装置に組み込んだ後、
ロール加圧室の圧力を１９０ｋｇ／＋＋＋ａ＋”に昇圧
して鋳造を開始した。

第３図と第５図の相関から、Δｔがほぼ零となるように
、鋳造開始１０秒間で圧力を１９０ｋｇ／Ｉｗ＋ｇ２か
ら１３０ｋｇ／ｎｍ”に滅し５次の２０秒間で圧力を１
３０ｋｇ／＋＋＋ｍ”から５０ｋｇ／ｍｍ”に減じ９次
の２０秒間で更に圧力を５０ｋｇ／ＩＩ＋１からＯｋｇ
／ｍｍ”に滅した。

一方、鋳造開始からロールエツジ部の板厚の経時変化（
鋳片の長手方向の変化）を５ＵＳ３０４の鋳造において
あらかしめ測定し、第６図に示す関係を把握した。この
関係に基づいて、ロールの間隙を初期を２．１ｍｍに設
定し、鋳造中において最初の４０秒間で０．０５ｍｍ、
次の２０秒間で更に０．０５ｍｍ、　次の４０秒間で０
．１１１１１１開く制御を行った。

このようにして鋳造した鋳片の板厚を鋳片輻方向と長手
方向に調査したところ、第７図と第８図に示す結果が得
られた。両図に見られるように。

Δｔもエツジ部の板厚も均一なものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、鋳片の鋳片中央部とエツジ部との板厚差Δｔ
の説明図、第２図はΔｔの経過変化を示す図、第３図は
ロールの加圧室の圧力とロールの変位量の関係図、第４
図は鋳片エツジ部板厚の時間変化を示す図、第５図は実
施例において予め測定したΔｔの時間変化を示す図、第
６図は実施例において予め測定した鋳片エツジ部の板厚
の時間変化を示す図、第７図は本発明法によって得られ
た鋳片のΔｔの時間変化を示す図、第８図は本発明法に
よって得られた鋳片エツジ部の板厚の時間変化を示す図
である。 第１図

Claims (3)

【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
   回転する一対の冷却ロールの間に溶融金属を注入し、こ
   の溶融金属を該冷却ロール表面で冷却凝固しつつ両ロー
   ルの間隙から板状の鋳片を鋳造する双ロール式連続鋳造
   において、 両冷却ロールの間隙を鋳造中に制御するロール間隙制御
   手段が設けられると共に、該冷却ロールがロール本体の
   外周に加圧室を介してスリーブが被着された構造を有し
   、該加圧室の圧力制御によってロール最外表面の形状を
   鋳造中に制御できるようにした双ロール式連鋳機を使用
   し、 鋳造中における鋳片板幅方向の板厚変動を前記加圧室の
   圧力制御によって抑制すると同時に鋳造中における鋳片
   長手方向の板厚変動を前記ロール間隙制御手段によって
   抑制することを特徴とする双ロール式連続鋳造における
   鋳片板厚制御方法。
2. （２）加圧室の圧力制御は、スリーブ胴長方向に径が均
   一となる圧力を鋳造初期から終期まで維持しながら対象
   とする溶湯金属を鋳造し、得られた鋳片の鋳片中央部と
   エッジ部との板厚差Δｔの時間変化を予め求めておき、
   他方、予め計測しておいたスリーブの変位量と加圧室の
   圧力との相関を用いて、鋳造中における該板厚差Δｔを
   零にする圧力を予測し、この予測値に対応するように該
   加圧室の圧力に制御する請求項１に記載の鋳片板厚制御
   方法。
3. （３）ロール間隙制御は、ロール間隙を固定して対象と
   する溶湯金属を鋳造し、得られた鋳片のエッジ部の板厚
   の経時変化を予め求めておき、この予め求めた相関に基
   づき鋳造中における鋳片長手方向の板厚が一定となる間
   隙を予測し、この予測値に対応するようにロール間隙を
   制御する請求項１または２に記載の鋳片板厚制御方法。