JPH0460740B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はドラム式連鋳機のドラムの外部冷却技
術に関するものである。

〔発明の背景〕

ドラム式連鋳機は、特開昭58−359号公報に示
されるように、ドラム間にプールされた溶湯を冷
却して一挙に薄板を製造するもので、構造が簡単
で経済的な薄板の製造法とされている。

このようなドラム式連鋳機ではドラムが直接高
温の溶湯と接解するのでそのままドラムを冷却し
なければドラムの温度が上昇しドラムに熱応力に
よる割れなどの現象が生じる。また、特に、圧延
を伴うドラム式連鋳機は、ドラム表面で冷却造形
される凝固殻を、双ドラム間の最狭隙部で圧着す
るものであるから、ドラムの温度が高くなるとド
ラムの硬度が低下しドラム表面の摩耗が増大する
等の問題も生じる。このため、従来、ドラムの温
度上昇を抑制する方法として、前記特開昭58−
359号公報に見られる様に、ドラムを薄いリング
で構成して、その内部から水で冷却する内部冷却
の技術や特開昭59−33059号公報に記載のように
ドラムの外表面に冷却水を着接噴射してドラム表
面を冷却する外部冷却の技術がとられていた。

しかし、先の公報に示された内部冷却の技術に
よれば、ドラムの内部構造は複雑でありドラムの
製造が困難となる。また、後の公報に示された外
部冷却の技術は上記内部冷却技術でのドラムの複
雑な内部構造を簡単化するものであるが、この外
部冷却の技術ではドラムに冷却水を噴射した後
に、該噴射によりドラムに付着した冷却水を完全
に除去する手段が設けられていないため、該冷却
水はドラムの回転と共に溶湯プールに流入して、
該冷却水と溶湯との接触により爆発現象を引き起
こす危険性があり、実用に供す状態には程遠いも
のであつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は簡単なドラム構造を可能にした
ドラム式連鋳機のドラム外部冷却を実施するに際
し、ドラムに付着した冷却水と溶湯プールの溶湯
との接触により発生する爆発現象を未然に防止す
る技術を確立したドラム式連鋳機のドラム冷却方
法及びその装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は外部冷却によりドラムに付着した冷却
水が溶湯プールの溶湯と接触する前にこれを除去
すべく溶湯プールの溶湯からドラム表面に伝達さ
れる熱量を利用し、該熱量に応じてドラム表面に
噴射する冷却水の水量を制御して、ドラムの効果
的な冷却を図ると共に、ドラムの残余熱エネルギ
ーで該ドラム表面に付着した冷却水を蒸発除去せ
しめて冷却水が溶湯プールに混入することを未然
に防止するものである。

これによつて本発明では、構造が簡単なドラム
を使用するドラムの外部冷却技術を適用する上で
障害となつていたドラムに付着した冷却水と溶湯
プールの溶湯との接触による爆発現象を未然に防
止することが可能となり、よつてドラム式連鋳機
におけるドラムの外部冷却技術を確立出来るとい
う効果を奏するものである。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例であるドラム式連鋳機の外部
冷却装置を第１図を用いて説明する。第１図は、
本発明を双ドラム式連鋳機に適用した一実施例で
ある。図において、タンデイシユ１０内の溶湯
は、サーボバルブ２１の操作により開閉操作され
るスライデングノズル２２からノズル１１の開孔
部２０を経て双ドラム１３，１４間に流出され
る。そして前記注湯された溶湯は２つのドラム１
３，１４とサイド耐火物間に溶湯プール１２を形
成する。

軸１５，１６の回りに回転する２つのドラム１
３，１４にて溶湯は急冷されドラムに接する溶湯
部分から各々凝固殻１７，１８が造形され双ドラ
ムの最狭隙部で、これらが所望の板厚にまで圧着
され薄板材１９が製造される。ところでドラム１
３，１４は溶湯を冷却する区間つまり、第３図に
おいてはａ→ｂの区間において溶湯からの入熱に
より昇温する。

そして、溶湯を冷却して鋳片を形成させる為
に、昇温するドラムを以下のように冷却する。

まず最初に、スライデイングノズル２２の開放
は電気信号発生装置６０で行なわれる。ドラム１
３，１４は予め回転させておき、これに溶湯が流
入される。

ドラム１３，１４は溶湯により加熱されるが、
加熱されたドラムが外部水冷スプレ帯位置を通過
し始めると同時に冷却水３０，３１の噴射を開始
する。冷却水３０，３１の噴射開始は前記電気信
号発生装置６０より信号開始後タイマ６１により
計測した時間が予測時間に達した後の時間信号あ
るいはドラム１４の回転位置検出器７０の信号を
制御器３４に取り入れて、電磁バルブ３７を開放
して行う。冷却水３０，３１は水槽３５からポン
プ３６により、この電磁バルブ３７及び流量調整
弁３８，４１を介してノズル２８，２９に圧送さ
れ、冷却水３０，３１がドラム１３，１４の外表
面に噴射される。この際、該ノズル２８，２９か
ら噴射される冷却水３０，３１の水量を以下のよ
うに制御する。

なお、本実施例では、前記冷却水３０，３１の
水量の制御を容易ならしめるため、ドラムに付着
した冷却水６２，６３，６４，６５を除去すると
共に、ドラムの不純物を除去する機械的手段とし
てブラシ２６，２７を取り付ける。また、ドラム
１３，１４の材料は鋼系の高い強度を有する鋼材
を用いる。

ドラム１３，１４の外表面に残存する冷却水の
水膜と鋼材で作られたドラム表面との熱伝達率は
測定の結果第５図に示すように、ドラム表面温度
が45℃以上になると急激に増加する。そこで、本
発明を実施する上ではドラム１３，１４の外表面
に付着した冷却水６２，６３，６４，６５を溶湯
から入熱したドラムの残余熱エネルギーで蒸発さ
せるため、ドラムの表面温度を45℃以上に保つ必
要がある。つまり、ドラム１３，１４の下限冷却
温度は45℃となる。また、ドラムの表面温度が、
あまり高くなりすぎると、ドラムに熱応力による
割れ等の現象が生じるので、ドラムの表面温度
は、冷却効果が奏し得るよう、あまり高い温度と
ならぬ様、保持する必要がある。

そこで、上記本発明の実施例においてはドラム
表面温度を前記限定された温度内に保持すべく冷
却水３０，３１の水量を以下のようにフイードバ
ツク制御を行なう。

第８図は、溶湯プール１２の溶湯からドラム１
３，１４に伝達される熱量がQxの場合の、ドラ
ム表面に噴射する冷却水３０，３１の水量Ｗとド
ラム表面温度検出位置でのドラム表面温度Ｔとの
関係を示す図である。

T₁及びT₀は、それぞれドラム表面温度検出位
置における、前記ドラム表面温度の設定範囲の上
限及び下限を示すものである。また、Txは本発
明を実施するためのドラム表面の最適の温度を示
すものである。

W₁，W₀及びWxはそれぞれ、T₁，T₀及びTw
に対応する冷却水３０，３１の水量を示すもので
ある。

本実施例では、まず、ドラム表面温度を最適温
度Txに維持するため、冷却水３０，３１の水量
を第８図の冷却水３０，３１の水量とドラム表面
温度の関係からWxに制御しておく。次に、第１
図に示すドラム表面温度計測器３２，３３により
実際のドラム表面の温度ｔを検出する。該検出値
ｔが最適温度Twと一致する場合は冷却水３０，
３１の水量Ｗはそのままの値に保持する。そして
前記検出値が第８図においてＥ点で示す様にドラ
ム表面の最適温度TxとΔtの誤差がある場合には
ドラム表面温度を最適温度Txに近づけるため冷
却水３０，３１の水量をΔWだけ増加あるいはＥ
点がグラフの下にある場合は減少させる。なお、
該冷却水３０，３１の水量の増加量あるいは減少
量ΔWは、アクチユレータ３９，４０を用い、流
量調節弁３８，４１を開閉することにより行う。
本実施例は以上の様な動作を繰り返すフイードバ
ツク制御を行うことによりドラム表面温度を最適
温度Txに保持し、もつてドラムに残余熱エネル
ギーを保持せしめ、ドラムに付着した冷却水６
２，６３，６４，６５を少なくとも溶湯プールに
至る寸前位置では完全に蒸発除去し、溶湯と前記
冷却水６２，６３，６４，６５との接触により発
生する爆発現象を未然に防止するものである。

また本発明の実施例によれば、ドラムの材料に
鋼材を使用することができるのでドラムが圧延ロ
ールを兼ねることができる。従つて図示していな
い圧下装置によつて両ドラムを圧下操作し、鋳造
と同時に鋳片を任意の厚さの薄板に形成すること
ができるので、鋳造機の下流側に圧延機を設置し
て鋳片を所望の板厚（例えば２〜５mm）に形成さ
せる必要がなくなり、生産率の向上、コストの低
減等すぐれた効果を奏することができる。

次に、本発明を実施した場合のドラムの冷却効
果を示す。

第７図は本実施例によるドラム表面の冷却ピー
ク温度とドラムの回転回数との関係を示すもので
ある。図から明らかな様にドラム表面の冷却飽和
ピーク温度は500℃であり、これは、ドラムの冷
却が前記設定された温度範囲内で行なわれたこと
を示すものである。つまり、本発明によれば、ド
ラムの温度上昇により発生するドラムの熱応力に
よる割れの現象、あるいは、ドラム表面の摩耗の
増大現象を防止しつつ、外部冷却によりドラムに
付着した冷却水をドラムの残余熱エネルギーで蒸
発させて少なくとも溶湯プールの寸前位置では完
全に蒸発除去せしめ、該冷却水と溶湯プールの溶
湯との接触により生じる爆発現象を未然に防止し
得ることを示すものである。

また、第６図は、従来の内部冷却の方式でのド
ラム表面の冷却ピーク温度を示したものである
が、これと第７図を比較すると本発明を実施した
外部冷却は従来の内部冷却よりすぐれた冷却効果
を奏することもわかる。

前述した実施例では第１図に示すように付着冷
却水６２，６３を減少する手段としてブラシ２
６，２７を用いたが、これに代替する装置として
高圧エアー噴出による方法、又は、ゴムローラ等
を適用することができる。

また、前述した実施例では、双ドラム式連鋳機
の例を示したが第２図に示す単ドラム式のものに
ついても同様に適用することができる。尚、ここ
でドラム冷却装置は第１図と同様であるので説明
は省略してある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ドラムをドラムの外表面から
冷却するドラム式連鋳機のドラムの外部冷却技術
において、ドラム表面に噴射する冷却スプレー量
を制御してドラムに残余熱エネルギーを保持し、
前記外部冷却によりドラムに付着した冷却水を蒸
発除去せしめ前記付着冷却水と溶湯プールの溶湯
との接触により発生する爆発現象を未然に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である双ドラム式連
鋳機の正面図、第２図は本発明の一実施例である
単ドラム式連鋳機の正面図、第３図は従来の銅製
リングで内部冷却するドラム式連鋳機の部分断面
図、第４図は第３図におけるドラムの回転回数に
対する昇温経緯を示す特性図、第５図は鋼材のド
ラムと水膜との熱伝達率とドラムの表面温度との
関係を示す特性図、第６図は銅製のドラムを内部
冷却した時のドラムピーク温度を示す特性図、第
７図は鋼材のドラムを外部冷却した時のドラムピ
ーク温度を示す特性図、第８図は溶湯からドラム
に伝達される熱量がQxの場合にドラム表面に噴
射する冷却スプレ量とドラム表面温度との関係を
示す図である。 １３，１４……ドラム、２８，２８……冷却ス
プレー用ノズル、３２，３３……ドラム表面温度
計測器、３４……制御装置、３７……電磁バル
ブ、３８，４１……流量調節弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドラムの外表面に冷却水を噴射してドラムを
   冷却するドラム式連鋳機のドラム冷却法におい
   て、溶湯プールの溶湯からドラムの外表面に伝達
   される熱量に応じてドラム外表面に噴射する冷却
   水の水量を制御し、ドラムの外表面に付着した冷
   却水をドラムの残余熱エネルギーで蒸発除去する
   ことを特徴とするドラム式連鋳機のドラム冷却方
   法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記ドラム
   は溶湯を冷却して鋳片を形成すると共に該鋳片の
   圧延も同時に行つて薄板を形成するものであるこ
   とを特徴とするドラム式連鋳機のドラム冷却方
   法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記ドラム
   に鋼系の材料を使用することを特徴とするドラム
   式連鋳機のドラム冷却方法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記ドラム
   の外部表面に冷却水を噴射した後、該ドラム表面
   に付着した冷却水又は不純物を機械的手段で除去
   することを特徴とするドラム式連鋳機のドラム冷
   却方法。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記ドラム
   表面への冷却水の噴射を鋳造開始後で該ドラムの
   表面温度が上昇した後に行うことを特徴とするド
   ラム式連鋳機のドラムの冷却方法。 ６ 特許請求の範囲第１項において、前記ドラム
   の外表面に噴射する冷却水の水量の制御を、ドラ
   ムの表面温度の測定値に基づいて行うことを特徴
   とするドラム式連鋳機のドラム冷却方法。 ７ 溶湯を冷却して鋳片を形成するドラムと、前
   記ドラムの外表面に冷却水を噴射してドラムを冷
   却する冷却水噴射装置とを備えたドラム式連鋳機
   のドラム冷却装置において、溶湯プールの溶湯よ
   り該ドラムの外表面に伝達される熱量に応じて前
   記冷却水噴射装置から該ドラムの該表面に噴射す
   る冷却水の水量を制御する制御装置を備えたこと
   を特徴とするドラム式連鋳機のドラム冷却装置。 ８ 特許請求の範囲第７項において、前記ドラム
   を複数個備えせしめて、これら複数のドラムにて
   冷却形成された鋳片の圧延を行うようにしたこと
   を特徴とするドラム式連鋳機のドラム冷却装置。 ９ 特許請求の範囲第７項において、前記ドラム
   の材質を鋼系のものとすることを特徴とするドラ
   ム式連鋳機のドラム冷却装置。 １０ 特許請求の範囲第７項において、前記ドラ
   ム表面に付着した冷却水又は不純物を除去する除
   去装置を設けたことを特徴とするドラム式連鋳機
   のドラム冷却装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項において、前記除
   去装置にブラシを備えせしめたことを特徴とする
   ドラム式連鋳機のドラム冷却装置。 １２ 特許請求の範囲第７項において、溶湯プー
   ルの溶湯からドラムに伝達される熱量の測定手段
   として、ドラムの温度を検出する検出装置を備え
   たことを特徴とするドラム式連鋳機のドラム冷却
   装置。