JPH0452052A - クラッド板の連続鋳造方法及び連続鋳造装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、クラッド板の連続鋳造方法及び連続鋳造装
置に関する。

（従来の技術） 溶湯から直接に薄板あるいは薄スラブを連続的に鋳造す
る連続鋳造方法として従来から双ベルト法、双ロール法
あるいは単ロール法等が知られている。

この中で、双ロール法は第３図に示すように互いに反対
方向に回転する一対の冷却ロール１，１間のギャップに
溶湯溜まり部２を形成し、ここに溶湯（つまり、溶融金
属）３を注入し、冷却ロール１，１を回転させることに
より冷却ロール１゜１との接触により溶湯３を凝固させ
、鋳造薄板４を連続的に得る方法である。この双ロール
による連続鋳造方法によれば、板厚として１〜１０ｍｍ
の厚さのものが連続鋳造可能であり、特に鉄鋼の製造に
適用する場合には、製造プロセスにおいて熱間圧延工程
が省略できることになり、大幅な省力化、省スペース化
が図れ、さらに鋼種によっては急冷による結晶の微細化
による材質上の改善効果も期待できるものである。

また双ロール法の大きな特徴として、ロールギャップ内
で溶湯凝固と同時に圧延加工も施すことができ、表面欠
陥の除去等の機械特性の改善も図れることがあげられる
。

一方、クラッド材は、古くはバイメタルに代表されるよ
うに特殊な用途に用いられてきたが、近年、様々な種類
、組合わせのクラッド材の製造が試みられるようになり
、注目を集めている。特に最近では、クラッド材は複合
材料の中で被覆材料として位置付けられ、合わせ材とし
て従来の耐蝕性、耐熱性等に優れた各種ステンレス鋼に
加えて、銅（Ｃｕ）、＝・ｙケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔ
ｉ）系合金のような非鉄金属材料が用いられるようにな
り、母材と合わせ材との異なる特性を単一祠に組み込む
ことにより機能の向上が図れ、その用途が拡大しつつあ
る。

現在、工業的に採用されているクラッド材の主な製造方
法としては、（ａ）圧延圧着法、（ｂ）鋳包み鋼塊圧延
法、（Ｃ）肉盛溶接法、（ｄ）爆着法及びこれらを組み
合わせた方法等があげられる。

このうち（ａ）の圧延圧着法では、２層構造のクラッド
材を作る場合には、第４図に示すように母材５，５間に
合わせ材６，６を向かい合うように組み込み、両合わせ
材６，６間に分離材７を介在させた形にして圧延し、母
材５と合わせ材６の間を圧着させたインゴットとし、こ
れを熱間圧延工程にかけるようにしていた。

また（ｂ）の鋳包み鋼塊圧延法では、第５図に示すよう
に分離材７を介在させた２枚の合わせ材６．６を鋳型８
に挿し入れ、これに対して母材溶湯９を供給して鋳包み
してインゴットを作り、これを圧延圧着することにより
クラッド材を得るようにしていた。

さらに（、ｄ　）の爆着法では、第６図に示すように火
薬１０の爆発力を利用して母材５の表面に合わせ材６を
密着させてクラッド材を得る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のクラッド材の製造方法
のうち（ａ）の圧延圧着方法や（ｂ）の鋳包み鋼塊圧延
法、さらには（Ｃ）の肉盛溶接方法では、母材と合わせ
材とを冶金的に結合させる熱間圧延工程の前に溶接ある
いは鋳造等の多くの工程を必要とし、製造手順が複雑で
あると共に、時間もかかる問題点があった。

また（ｄ）の爆着法では、ごく短時間のうちにクラッド
材を得ることができるが、反面、大量生産に適さず、ま
た危険な火薬を使用するために工場のスペースとして大
きなものが必要であり、また立地条件も制限される問題
点があった。

さらに近年では、軽量高剛性、高比強度及び耐熱性の高
い材料として金属基複合材料（ＭＭ　Ｃ）の開発が盛ん
に行われている。このＭＭＣはその用途により表面のみ
を部分強化したい場合、コストの面等から通常金属との
クラッド化が有効な方法となるため、短時間で効率良＜
ＭＭＣと通常金属とのクラッド化ができる製造方法の出
現が望まれていた。

この発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、クラッド板を短時間で効率良く製造することがで
きるクラッド板の連続鋳造方法及び連続鋳造装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） この発明のクラッド板の連続鋳造方法は、母材溶湯を第
１双ロール間に供給して連続的に鋳造し、前記第１双ロ
ールから出てくる母材連続鋳造板を冷却または加熱して
最適温度に維持しながら合わせ材接合用の第２双ロール
間に供給し、前記第２双ロール間に合わせ材溶湯を供給
して前記母材連続鋳造板の表裏に密着させながら連続的
に鋳造し、クラッド板を製造するものである。

またこの発明のクラッド板の連続鋳造装置は、母材溶湯
の供給手段と、前記母材溶湯の供給手段から供給される
母材溶湯を冷却凝固させて連続的に母材連続鋳造板を作
る第１双ロールと、前記第１双ロールから出てくる母材
連続鋳造板の温度を所要温度に制御する温度制御手段と
、前記母材と接合する合わせ材の溶湯を供給する合わせ
相溶湯供給手段と、前記母材連続鋳造板を通過させ、同
時にその表裏に前記合わせ相溶湯供給手段から供給され
る合わせ材溶湯を冷却凝固させて密着させ、連続的にク
ラッド板を作る第２双ロールとを備えたものである。

（作用） この発明のクラッド板の連続鋳造装置では、母材溶湯供
給手段により第１双ロール間に母材溶湯を供給して冷却
凝固させ、連続的に母材連続鋳造板を作る。そして、第
１双ロールから連続的に送り出されてくる母材連続鋳造
板を温度制御手段により冷却あるいは加熱することによ
り所要温度となるように温度調整しながら第２双ロール
間に供給する。

第２双ロールでは、合わせ相溶湯供給手段から合わせ材
溶湯を供給して冷却凝固させ、前記母材連続鋳造板の表
裏に密着させることによりクラッド板を連続的に作り出
す。

なお、前記温度制御手段は、母材連続鋳造板に対してそ
の表裏に合わせ材が固く接合するのに最適温度となるよ
うに母材連続鋳造板の温度を制御する。

こうして、第１双ロールと第２双ロールによる２段の連
続鋳造によりクラッド板を連続的に製造することができ
る。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図及び第２図はこの発明のクラッド板の連続鋳造方
法を実施する連続鋳造装置であり、かっこの発明の連続
鋳造装置の一実施例を示している。

１１は母材溶湯を一時的に貯溜する第１タンデイツシユ
であり、この第１タンデイツシユ１１から母材溶湯１２
が第１双ロール１３．１３間の溶湯溜まり部１４に供給
されるようになっている。

第１双ロール１３，１．３は内部を流通する冷却水によ
り常時冷却されており、母材溶湯１２を冷却凝固させる
ことにより母材薄板１５を連続鋳造するものである。

第１双ロール１３．１３の出側には、母材薄板１５の温
度制御のために冷却水の噴射を行う母材温度制御装置１
６が設置されている。なお、１７は母材薄板１５を一定
速度で引き出し、かつ温度制御装置１６から母材薄板１
５に噴射された冷却水の水切りを行うためのピンチロー
ルである。

１８は第２タンデイツシユであり、ここには合わせ材溶
湯１９を一時的に貯溜し、第２双ロール２０．２０間の
溶湯溜まり部２１に合わせ材溶湯１９を供給するように
なっている。

第２双ロール２０．２０はそのギャップに母材薄板１５
を通過させると共に、同時に合わせ材溶湯１９を冷却凝
固させてこの母材薄板１５の表裏に積層するように連続
鋳造し、最終的にクラッド板２３を連続的に作り出すも
のである。

前記温度制御装置１６は上述のように母材薄板１５の温
度調整を行うためのものであるが、その温度制御に必要
な各部の温度情報を得るために、温度センサ２４−１．
２４−２．２４−３をそれぞれ第１双ロール１３．１３
の出側付近、第２双ロール２０．２０の入側付近、及び
第２双ロール２０．２０の出側付近に設置しである。

そして、これらの温度センサ２４−１〜２４−３の温度
検出信号から各部の温度を求める温度演算器２５、クラ
ッド板製造に最適な目標温度と実温度とを比較する温度
比較器２６、前記目標温度に調整するために必要な温度
操作量を求める目標温度制御器２７、さらに第１双ロー
ル、第２双ロールそれぞれに対するロール回転数制御器
２８゜２９、及び温度制御装置１６に対する冷却水量調
節器３０を設けである。

なお第２図において、３１は第２双ロール２０゜２０に
溶湯溜まり部２１を形成するためのサイドダムであり、
このサイドダム３１，３１にはその中央部を正確に母材
薄板１５が通過するようにガイドするためのガイド溝３
２が形成されている。

次に、上記の構成のクラッド板の連続鋳造装置の動作に
ついて説明する。

第１タンデイツシユ１１からの母材溶湯１２は第１双ロ
ール１３．１３間の溶湯溜まり部１４に供給され、第１
双ロール１３．１３により冷却凝固させられて連続的に
母材薄板１５となって送り出されてくる。

続いて、この母材薄板１５は温度制御装置１６により所
定の温度になるように冷却され、ピンチロール１７によ
り引き出され、同時に水切りされ、その後に第２双ロー
ル２０．２０間の中央位置に連続的に送り込まれる。

そしてこの第２双ロール２０．２０間では、母材薄板１
５を中央にして、合わせ材溶湯１９が第２タンデイツシ
ユ１８から表裏両側に注湯され、第２双ロール２０．２
０により冷却凝固させられて合わせ材薄板２２となり、
母材薄板］５の表裏両面に接合される。この際、合わせ
材溶湯コ９の凝固と同時にロールギャップ内において圧
延上程が入ることにより、母材薄板１５とその表裏の合
わせ材薄板２２．２２とがより固く密着し、最終的に強
固に接合したクラッド板２３か得られることになる。

ここで、母材薄板１５と合わせ材薄板２２とを強固に接
合するためには、母材薄板１５の温度と合わせ材接合温
度とか重要な因子となる。そこで、この接合温度を最適
なものに制御するために、温度制御装置１６により母材
薄板１５の温度調整を行う必要がある。

この目的のために、温度センサ２４−１．　２４２によ
り母材薄板１５の表面温度を測定し、温度センサ２４−
１．２４−２の温度検出信号を温度演算器２５を介して
温度比較器２６に与え、ここで目標温度と実測値との比
較を行い、温度偏差を求める。

そして、この温度偏差の大きさにより目標温度制御器２
７が第１双ロール１３．１３の回転数をロール回転数制
御器１３を介して制御する。さらに、第１双ロール１３
．１３の回転数制御だけでは目標とする母材薄板１５の
温度が実現できない場合には、冷却水量調節器３０によ
り温度制御装置１６から母材薄板１５に吹き付ける冷却
水量を制御し、目標温度となるように温度制御する。

次に、合わせ材接合温度制御のために、第２双ロール２
０．２０の出側において温度センサ２４−３によりクラ
ッド板２３の表面温度を測定し、前記母材薄板温度と同
様に、この温度センサ２４−３の出力を温度演算器２５
を介して温度比較器２６に入力し、ここで目標とするク
ラッド板２３の合わせ材２２側の表面温度と測定値とを
比較し、温度偏差を求め、この温度偏差の大きさにより
目標温度制御器２７が第２双ロール２０．２０の回転数
をロール回転数制御器２９を介して制御し、目標の合わ
せ材接合温度に制御する。

なおここで、材料は連続鋳造可能な金属材ならば特に限
定されることはないが、具体的な例としては、母材に銅
（Ｃｕ）、軟鋼、あるいはステンレス鋼を用い、これに
合わせ材としてアルミニウム（ＡＩ）、ニッケル（Ｎ１
）等を接合することができる。

また温度条件も目的とするクラッド板により最適な条件
に選ぶべきてあり、実験的に決定することが望ましいが
、−例をあげれば、母材として銅（Ｃｕ）を用い、合わ
せ材と１．てアルミニウムを用いる場合には、母材溶湯
温度は８００〜９００℃であり、母材薄板の温度は合わ
せ材のアルミニウムの融点よりやや低めの４００〜５０
０℃に調整して連続鋳造することにより良好なりラッド
板の製造ができる。

なお、上記の実施例では温度制御装置］−６として母材
薄板１５を冷却するための装置を示したか、母材あるい
は合わせ材の材料によっては母材薄板１５を加熱する場
合もあり、そのような場合にはヒータのような加熱手段
を用いることになる。

また、合わせ材薄板２２と母材薄板］５との接合密着性
をさらに向上させるために、第２双ロール２０．２０の
出側に通常の圧延機を設けて圧延加工を施すようにする
こともてきる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明のクラッド板の連続鋳造方法では
、母材の連続鋳造の後に接合温度として最適な温度に制
御しながら合わせ材を母材の表裏に接合させつつ連続鋳
造するために、密着強度の強い３層構造のクラッド板が
連続的に鋳造でき、生産効率を向上させることができる
。

またこの発明のクラッド板の連続鋳造装置では、上記の
クラッド板の連続鋳造方法を用いて連続的にクラッド板
を製造することができ、密着強度の強い３層構造のクラ
ッド板を効率良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクラッド板の連続鋳造装置の一実施
例のブロック図、第２図は第１図における■−■線断面
図、第３図は従来の双ロールによる連続鋳造装置のブロ
ック図、第４図は従来のクラッド材のインゴットの圧延
圧着法による製造装置の断面図、第５図は従来のクラッ
ド材のインゴットの鋳包み鋼塊圧延法による製造装置の
断面図、第６図は従来のクラッド板の爆着法による製造
装置の断面図である。 １１・・・第１タンデイツシユ １２・・・母材溶湯　　　　１３・・・第１双ロール１
５・・・母材薄板　　　　１６・・・温度制御装置１７
・・・ピンチロール １８・・・第２タンデイツシユ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）母材溶湯を第１双ロール間に供給して連続的に鋳
   造し、 前記第１双ロールから出てくる母材連続鋳造板を冷却ま
   たは加熱して最適温度に維持しながら合わせ材接合用の
   第３双ロール間に供給し、 前記第３双ロール間に合わせ材溶湯を供給して前記母材
   連続鋳造板の表裏に密着させながら連続的に鋳造し、ク
   ラッド板を製造することを特徴とするクラッド板の連続
   鋳造方法。
2. （２）母材溶湯の供給手段と、 前記母材溶湯の供給手段から供給される母材溶湯を冷却
   凝固させて連続的に母材連続鋳造板を作る第１双ロール
   と、 前記第１双ロールから出てくる母材連続鋳造板の温度を
   所要温度に制御する温度制御手段と、前記母材と接合す
   る合わせ材の溶湯を供給する合わせ材溶湯供給手段と、 前記母材連続鋳造板を通過させ、同時にその表裏に前記
   合わせ材溶湯供給手段から供給される合わせ材溶湯を冷
   却凝固させて密着させ、連続的にクラッド板を作る第２
   双ロールとを備えて成るクラッド板の連続鋳造装置。