JPH0428461B2 - - Google Patents
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- JPH0428461B2 JPH0428461B2 JP58173158A JP17315883A JPH0428461B2 JP H0428461 B2 JPH0428461 B2 JP H0428461B2 JP 58173158 A JP58173158 A JP 58173158A JP 17315883 A JP17315883 A JP 17315883A JP H0428461 B2 JPH0428461 B2 JP H0428461B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
- B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
双ロール法つまり、互いに向い合つてそれぞれ
互いに平行な軸心のまわりに高速回転する一対の
冷却ロールの間〓内に金属（合金も含む、以下同
じ）溶湯を連続供給し、該冷却ロールの抜熱に基
く急速凝固によつて急冷薄帯を得る、金属溶湯か
らの直接製板方式が近年開発されたが、かくして
得られる急冷薄帯のとくに板厚制御に関連してこ
の明細書に述べる技術内容は、上記双ロール法、
直接製板方式に係わる技術分野の一端に位置して
いる。
互いに平行な軸心のまわりに高速回転する一対の
冷却ロールの間〓内に金属（合金も含む、以下同
じ）溶湯を連続供給し、該冷却ロールの抜熱に基
く急速凝固によつて急冷薄帯を得る、金属溶湯か
らの直接製板方式が近年開発されたが、かくして
得られる急冷薄帯のとくに板厚制御に関連してこ
の明細書に述べる技術内容は、上記双ロール法、
直接製板方式に係わる技術分野の一端に位置して
いる。
（従来の技術とその問題点）
双ロール法、直接製板方式による急冷薄帯は、
従来溶湯の供給流量および冷却ロールの周速が一
定の条件下で、板厚のばらつき、板幅の変動（波
打ち）などによつて形状不良が発生し易く、コイ
ル状及びシート状と製品としたときに占積率、急
峻度が問題となる。ここに占積率は積層試験片群
の一定圧力下の積層体積と試料密度の積に対する
試料質量の百分率で与えられ、また急峻度は板の
うねりの最大高さとうねりのスパンとの比で定義
される。
従来溶湯の供給流量および冷却ロールの周速が一
定の条件下で、板厚のばらつき、板幅の変動（波
打ち）などによつて形状不良が発生し易く、コイ
ル状及びシート状と製品としたときに占積率、急
峻度が問題となる。ここに占積率は積層試験片群
の一定圧力下の積層体積と試料密度の積に対する
試料質量の百分率で与えられ、また急峻度は板の
うねりの最大高さとうねりのスパンとの比で定義
される。
さて近年、金属溶湯を、冷却面が高速で更新す
る冷却体たとえば高速回転する単ロール、双ロー
ル又は回転ドラムなどの上に連続して供給し急速
凝固させることによつて金属溶湯から直接、厚み
30μｍ〜１mm程度の急冷薄帯を得る直接製板方式
が確立しつつある。このような技術の進歩、発展
とともに、溶湯の流量制御やロール周速又は表面
温度などの制御に関連した開発研究も勧められつ
つあるが、双ロール法に関する限り、溶湯タンデ
イツシユレベルの制御や２次元マス・フローモデ
ル（湯の幅拡がり、パドルの時間的変化は考慮さ
れない）にすぎずして、供給溶湯の動的な変化、
ロール表面温度の上昇に伴う凝固係数の変化に由
来する板厚変化に十分追従し得るようなモデルは
なお与えられていない。
る冷却体たとえば高速回転する単ロール、双ロー
ル又は回転ドラムなどの上に連続して供給し急速
凝固させることによつて金属溶湯から直接、厚み
30μｍ〜１mm程度の急冷薄帯を得る直接製板方式
が確立しつつある。このような技術の進歩、発展
とともに、溶湯の流量制御やロール周速又は表面
温度などの制御に関連した開発研究も勧められつ
つあるが、双ロール法に関する限り、溶湯タンデ
イツシユレベルの制御や２次元マス・フローモデ
ル（湯の幅拡がり、パドルの時間的変化は考慮さ
れない）にすぎずして、供給溶湯の動的な変化、
ロール表面温度の上昇に伴う凝固係数の変化に由
来する板厚変化に十分追従し得るようなモデルは
なお与えられていない。
（発想の端緒）
そこで発明者らは、上記の問題を解決すべく研
究を重ねた結果、形状良好でかつ一定厚み、幅に
なる急冷薄帯を得るには、出側板厚を実測し、こ
れにより所定の厚みとの偏差を算出し、これを湯
面高さに換算し、時間遅れを考慮した微分方程式
モデルに基づいて溶湯流量を適切に設定すること
の必要性を見出した。
究を重ねた結果、形状良好でかつ一定厚み、幅に
なる急冷薄帯を得るには、出側板厚を実測し、こ
れにより所定の厚みとの偏差を算出し、これを湯
面高さに換算し、時間遅れを考慮した微分方程式
モデルに基づいて溶湯流量を適切に設定すること
の必要性を見出した。
（発明の目的）
上記の点に着目して検討を進めることにより得
られた知見に基づいて形状良好な一定の幅、厚み
を有する長尺、広巾の急冷薄帯を大量にしかも安
定して生産し得る、有利な製造法を与えることが
この発明の目的である。
られた知見に基づいて形状良好な一定の幅、厚み
を有する長尺、広巾の急冷薄帯を大量にしかも安
定して生産し得る、有利な製造法を与えることが
この発明の目的である。
（発明の構成）
互いに向い合つてそれぞれ互いに平行な軸心の
まわりに高速回転する一対の冷却ロールの間隙内
に金属溶湯をその供給ノズルから連続的に流下さ
せ、該冷却ロールの抜熱に基く急速凝固によつて
急冷薄帯とするに当り、該急冷薄帯の出側板厚Ｄ
（cm）を実測し、目標板厚D′との偏差ΔDを求め
下記式に従う供給溶湯量ui（cm3／ｓ）を調整して、
該偏差ΔDを零に制御し形状良好な均一板厚の薄
帯を得ることを特徴とする急冷薄帯の製法。
まわりに高速回転する一対の冷却ロールの間隙内
に金属溶湯をその供給ノズルから連続的に流下さ
せ、該冷却ロールの抜熱に基く急速凝固によつて
急冷薄帯とするに当り、該急冷薄帯の出側板厚Ｄ
（cm）を実測し、目標板厚D′との偏差ΔDを求め
下記式に従う供給溶湯量ui（cm3／ｓ）を調整して、
該偏差ΔDを零に制御し形状良好な均一板厚の薄
帯を得ることを特徴とする急冷薄帯の製法。
ui＝Ｄ・Ｗ・Ｖ・ρ1＋Ｃdh／dt・ρ2
Ｃ＝function（Ｄ、ｈ、Ｒ）
ｈ＝D2V／4K2
ρ1＝ρs／ρl
ρ2＝function（ρs、ρl）
ここに
Ｗ：薄帯の板幅（cm）、
Ｖ：冷却ロール周速（cm／ｓ）、
Ｒ：冷却ロール半径（cm）、
ｈ：冷却ロール間内湯面高さ（cm）、
Ｋ：凝固係数（cm／s1/2）、
ρl：金属溶湯の密度（ｇ／cm3）、
ρs：急冷薄帯の密度（ｇ／cm3）。
出側板厚Ｄ（cm）の実測には、超音波板厚計、
Ｘ線板厚計又はγ線板厚計を用いることができ
る。
Ｘ線板厚計又はγ線板厚計を用いることができ
る。
さて第１図に双ロール法直接製板方式にて急冷
薄帯を得る装置を模式図で示し、ここに溶融金属
は高周波溶解炉１にて溶解し注湯ノズル２から２
本の冷却ロール３の間隙に供給する。ロール間隙
内の溶融金属４は湯面高さｈにて凝固を始め冷却
ロール３の間隙出側より板厚Ｄの急冷薄帯５とし
て排出される。
薄帯を得る装置を模式図で示し、ここに溶融金属
は高周波溶解炉１にて溶解し注湯ノズル２から２
本の冷却ロール３の間隙に供給する。ロール間隙
内の溶融金属４は湯面高さｈにて凝固を始め冷却
ロール３の間隙出側より板厚Ｄの急冷薄帯５とし
て排出される。
これに対し第２図にて、第１図と等価のタンク
モデルを示す。すなわち流量ui′（cm3／ｓ）の液
体が供給源１′よりノズル２′を介し、平均断面積
C′のタンク４′内に供給され、タンク４′の底に開
口するスリツトから流量up′（cm3／ｓ）で流出す
る場合を考える。
モデルを示す。すなわち流量ui′（cm3／ｓ）の液
体が供給源１′よりノズル２′を介し、平均断面積
C′のタンク４′内に供給され、タンク４′の底に開
口するスリツトから流量up′（cm3／ｓ）で流出す
る場合を考える。
このとき、タンク４′内湯面高さh′の変化は、
下記式で示される。
下記式で示される。
C′dh′／dt＝ui′−up′ ……(a)
up′＝D′×W′×Ｖ ……(c)
式中
α：流量係数、Ａ：ノズル断面積、
Ｈ：供給源１′内液体のヘツド、
Ｐ：同じく圧力、ｇ：重力の加速度、
γ：液体の比重量、D′：スリツト厚み、
W′：スリツト幅、Ｖ：流出速度である。
従つて第１図の場合には、(a)式左辺の係数C′の
代りに、冷却ロール３のロール間隙の平均断面積
が、次式 Ｃ＝function（Ｄ、Ｒ、ｈ） ……(1) ここに Ｄ：急冷薄帯５の出側厚み（cm）、 Ｒ：冷却ロール３の半径（cm）、 ｈ：ロール間隙内湯面高さ（cm）、 で与えられることを考慮して、 ρ2・Ｃdh／dt＝ui−up・ρ1 ……(2) ここに ρ1＝ρs／ρl、 ρ2＝function（ρl、ρs）、また ui：供給溶湯量（cm3／ｓ）、 up：急冷薄帯５の排出量（cm3／ｓ） の関係が成立し、upについては第２図に準じて、 up＝Ｄ×Ｗ×Ｖ ……(3) ここに Ｄ：急冷薄帯出側厚み（cm）、 Ｗ：同幅（cm）、 Ｖ：ロール周速（cm／ｓ） に従う。
代りに、冷却ロール３のロール間隙の平均断面積
が、次式 Ｃ＝function（Ｄ、Ｒ、ｈ） ……(1) ここに Ｄ：急冷薄帯５の出側厚み（cm）、 Ｒ：冷却ロール３の半径（cm）、 ｈ：ロール間隙内湯面高さ（cm）、 で与えられることを考慮して、 ρ2・Ｃdh／dt＝ui−up・ρ1 ……(2) ここに ρ1＝ρs／ρl、 ρ2＝function（ρl、ρs）、また ui：供給溶湯量（cm3／ｓ）、 up：急冷薄帯５の排出量（cm3／ｓ） の関係が成立し、upについては第２図に準じて、 up＝Ｄ×Ｗ×Ｖ ……(3) ここに Ｄ：急冷薄帯出側厚み（cm）、 Ｗ：同幅（cm）、 Ｖ：ロール周速（cm／ｓ） に従う。
一方この急冷薄帯出側厚みＤについては、凝固
係数Ｋ（cm／s1/2）を用いて次式 Ｄ＝2Kh1/2V1/2 ……(4) のように表わせるので、(2)式より、 ui＝2K・h1/2・V3/2・ｗ・ρ1＋ｃdh／dt・ρ2 ……(5) を得る。
係数Ｋ（cm／s1/2）を用いて次式 Ｄ＝2Kh1/2V1/2 ……(4) のように表わせるので、(2)式より、 ui＝2K・h1/2・V3/2・ｗ・ρ1＋ｃdh／dt・ρ2 ……(5) を得る。
(4)式より、急冷薄帯の出側厚みＤは、ロール周
速Ｖ、湯面高さｈおよび凝固係数によつて決定さ
れ、定常状態はロール周速を一定とすると、凝固
係数は不変なので、板厚Ｄは、湯面高さｈによつ
て定まるわけである。
速Ｖ、湯面高さｈおよび凝固係数によつて決定さ
れ、定常状態はロール周速を一定とすると、凝固
係数は不変なので、板厚Ｄは、湯面高さｈによつ
て定まるわけである。
一方ロール間〓における湯面高さｈは、供給溶
湯の量ui及び急冷薄帯５の排出量upによつて(2)式
の如くマス・フロー則に従い一義的に決められ
る。よつて急冷薄帯５の出側厚みＤを板厚計によ
り実測することにより、目標の薄帯厚みD′との
板厚偏差ΔD＝D′−Ｄを求め、これに基いて供給
溶湯量uiに制御を加えることにより、上記板厚偏
差を最小に制御することができる。すなわちこの
発明は、溶解炉１内圧力Ｐと、ヘツド高さＨによ
り決まる供給湯量uiを、急冷薄帯５の板厚偏差に
従い制御して出側板厚Ｄを補正し目標の設定値に
保つことができる。このようにして均一な板厚、
板巾を有し、従つて形状良好な急冷薄帯を安定に
得る事ができ、製品として使用する際の急峻度、
占積率も良好となる。以下、実施例により、その
効果を示す。
湯の量ui及び急冷薄帯５の排出量upによつて(2)式
の如くマス・フロー則に従い一義的に決められ
る。よつて急冷薄帯５の出側厚みＤを板厚計によ
り実測することにより、目標の薄帯厚みD′との
板厚偏差ΔD＝D′−Ｄを求め、これに基いて供給
溶湯量uiに制御を加えることにより、上記板厚偏
差を最小に制御することができる。すなわちこの
発明は、溶解炉１内圧力Ｐと、ヘツド高さＨによ
り決まる供給湯量uiを、急冷薄帯５の板厚偏差に
従い制御して出側板厚Ｄを補正し目標の設定値に
保つことができる。このようにして均一な板厚、
板巾を有し、従つて形状良好な急冷薄帯を安定に
得る事ができ、製品として使用する際の急峻度、
占積率も良好となる。以下、実施例により、その
効果を示す。
第３図は、双ロール法により溶融金属を急速凝
固し急冷薄帯を製造する方法において、ａロール
周速、供給湯量とも一定、(b)供給湯量を変化さ
せ、ロール周速は一定、の二つの方法を比較し示
す。
固し急冷薄帯を製造する方法において、ａロール
周速、供給湯量とも一定、(b)供給湯量を変化さ
せ、ロール周速は一定、の二つの方法を比較し示
す。
第３図(a)に示すようにロール周速、供給湯量と
も一定で、従来の製造方法に従い、所定の板厚を
得ようとしたが、ロール表面温度の変化によつて
る凝固係数の変化、ミル定数によるロールギヤツ
プの時間的変化の制約により、急冷薄帯の出側板
厚は変化し、これにより湯面高さｈが変動する。
このような湯面高さのｈの変動により薄帯の板厚
変動は大きく、また巾方向にも十分な凝固が得ら
れないため、形状も非常に悪くなつた。
も一定で、従来の製造方法に従い、所定の板厚を
得ようとしたが、ロール表面温度の変化によつて
る凝固係数の変化、ミル定数によるロールギヤツ
プの時間的変化の制約により、急冷薄帯の出側板
厚は変化し、これにより湯面高さｈが変動する。
このような湯面高さのｈの変動により薄帯の板厚
変動は大きく、また巾方向にも十分な凝固が得ら
れないため、形状も非常に悪くなつた。
これに対してこの発明に従い急冷薄帯の出側厚
みＤを、例えば第４図に示すように、超音波厚み
計やＸ線厚み計などの厚み計６により実測し、同
図に示す制御システム、すなわちコンパレーター
７を介して圧力制御弁８を調整して炉内圧Ｐを変
化させ、供給溶湯量uiを制御することにより、第
３図ｂに示したように、ほぼ均一な板厚を有する
急冷薄帯を得ることができた。
みＤを、例えば第４図に示すように、超音波厚み
計やＸ線厚み計などの厚み計６により実測し、同
図に示す制御システム、すなわちコンパレーター
７を介して圧力制御弁８を調整して炉内圧Ｐを変
化させ、供給溶湯量uiを制御することにより、第
３図ｂに示したように、ほぼ均一な板厚を有する
急冷薄帯を得ることができた。
なお湯面高さｈの時間変化はこの発明により供
給溶湯量により一義的に定める事ができ薄帯製造
装置の外乱例えばミル定数、振動、雰囲気、冷却
などによる変動を極力最小にする事が可能とな
る。
給溶湯量により一義的に定める事ができ薄帯製造
装置の外乱例えばミル定数、振動、雰囲気、冷却
などによる変動を極力最小にする事が可能とな
る。
この発明の具体的な適用は薄帯製品として、含
けい素電磁鋼板、ステンレス鋼板、アモルフアス
合金などを挙げることができる。
けい素電磁鋼板、ステンレス鋼板、アモルフアス
合金などを挙げることができる。
（発明の効果）
以上のべたようにして、この発明によれば、形
状が良好で、一定の幅、厚みを有する長尺、広幅
の急冷薄帯を、能率的にかつ安定に得ることがで
きる。
状が良好で、一定の幅、厚みを有する長尺、広幅
の急冷薄帯を、能率的にかつ安定に得ることがで
きる。
第１図は双ロール法直接製板方式による急冷薄
帯の製造要領を示す模式図、第２図は、等価タン
クモデルの説明図であり、第３図ａ，ｂは、効果
比較線図であり、第４図は制御システムを示す模
式図である。
帯の製造要領を示す模式図、第２図は、等価タン
クモデルの説明図であり、第３図ａ，ｂは、効果
比較線図であり、第４図は制御システムを示す模
式図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに向い合つてそれぞれ互いに平行な軸心
のまわりに高速回転する一対の冷却ロールの間〓
内に金属溶湯をその供給ノズルから連続的に流下
させ、該冷却ロールの抜熱に基く急速凝固によつ
て急冷薄帯とするに当り、該急冷薄帯の出側板厚
Ｄ（cm）を実測し、目標板厚D′との偏差ΔDを求
め、下記式に従う供給溶湯量ui（cm3／ｓ）を調整
して、該偏差ΔDを零に制御し形状良好な均一板
厚の薄帯を得ることを特徴とする急冷薄帯の製
法。 ui＝Ｄ・Ｗ・Ｖ・ρ1＋Ｃdh／dt・ρ2 Ｃ＝function（Ｄ、ｈ、Ｒ） ｈ＝D2V／4K2 ρ1＝ρs／ρl ρ2＝function（ρs、ρl） ここに Ｗ：薄帯の板幅（cm）、 Ｖ：冷却ロール周速（cm／ｓ）、 Ｒ：冷却ロール半径（cm） ｈ：冷却ロール間〓内湯面高さ（cm）、 Ｋ：凝固係数（cm／s1/2）、 ρl：金属溶湯（液体）の密度（ｇ／cm3）、 ρs：急冷薄帯（固体）の密度（ｇ／cm3）。 ２ 出側板厚Ｄ（cm）の実測に、超音波板厚計、
Ｘ線板厚計又はγ線板厚計を用いる１記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17315883A JPS6068139A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 急冷薄帯の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17315883A JPS6068139A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 急冷薄帯の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6068139A JPS6068139A (ja) | 1985-04-18 |
| JPH0428461B2 true JPH0428461B2 (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=15955168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17315883A Granted JPS6068139A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 急冷薄帯の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6068139A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6349347A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-03-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 双ロ−ル回転数制御方法 |
| JP2008213014A (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Ihi Corp | ストリップ形状厚さ制御方法 |
| BRPI0924932A2 (pt) * | 2009-06-15 | 2015-07-07 | Ihi Corp | Método de lingotamento de tiras e máquina de lingotamento de cilindro duplo |
| CN109967703B (zh) * | 2019-04-08 | 2020-09-18 | 东北大学 | 一种厚度为80～1500μm的宽幅非晶薄带连续大冷速高效制备的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58188556A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-04 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 鋼板の連続鋳造における板巾制御法 |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP17315883A patent/JPS6068139A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58188556A (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-04 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 鋼板の連続鋳造における板巾制御法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6068139A (ja) | 1985-04-18 |
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