JPH05253647A - 金属薄板帯の直接鋳造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属薄板帯を直接鋳造する場合に不可避であ
った鋳造モールドにおける溶湯の差し込みを防止する。 【構成】 すき間をあけて対向配置した互いに逆向きに
回転駆動する一対の冷却ロールと、これら冷却ロールの
各ロール端にてそれぞれ相互に差し渡した一対の端部堰
とにて区画した鋳造モールドを備えた鋳造装置にて直接
金属薄板帯を製造するに当たり、鋳造モールドより金属
薄板帯を引き抜く鋳造開始の初期段階にて、冷却ロール
の回転駆動に伴う端部堰のロール軸方向に沿う位置変動
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶融金属を鋳造モー
ルド内に鋳込んで、この溶融金属（以下、「溶鋼」の例
で説明する）から金属の薄板帯を直接製造するのに適し
た鋳造方法、およびこの方法の実施に用いられる装置に
関し、とくに鋳造モールドの局部的な位置変動に起因し
た溶湯の差し込みを回避して長時間にわたる安定した鋳
造を実現しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】金属薄板帯の直接鋳造装置は、互いに逆
向きに回転駆動する一対の冷却ロールと、これらの冷却
ロールの両端にてロールの相互間に差し渡した一対の端
部堰との組み合わせになる鋳造モールドが備えられてい
て、この鋳造モールド内で、その上部の湯溜部を経て供
給される溶鋼を連続的に急冷、凝固させることによっ
て、直接、金属の薄板帯を直接引き抜くことができ、こ
れによれば、圧延工程の簡略化が可能であり、省エネル
ギー等の観点から極めて有効な手段とされていた。

【０００３】ところで、この鋳造装置は、鋳造モールド
を構成する冷却ロールと端部堰との間から溶鋼が漏れや
すく、長時間にわたって安定した鋳造が実現し難い欠点
があった。

【０００４】このような溶鋼の漏れを回避する技術とし
て、例えば実開昭62-10936号公報には、サイドダムをそ
の背面からエアシリンダあるいは液圧シリンダにて冷却
ロールのロール端へ押しつける仕組みの装置が開示され
ていて、これによれば、鋳造モールドにおける溶鋼の差
し込みだけでなく、冷却ロールの回転駆動に伴うサイド
ダムの偏摩耗も防止されるとされていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
装置の単なる適用のみでは、鋳造モールドにおける溶鋼
の差し込みや偏磨耗を完全に回避することができないの
が現状であった。

【０００６】この発明の目的は、金属薄板帯の引き抜き
開始段階から終了段階に至るまでの長時間にわたって溶
鋼の差し込みや端部堰の偏摩耗などを起こすことなく安
定した鋳造操業が実現できる新規な鋳造方法およびその
方法の実施に適合する装置を提案するところにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】金属薄板帯の直接鋳造に
特有の上述した如き問題を回避すべく種々実験と検討を
重ねた結果、鋳造モールドにおける溶鋼の差し込みは、
とくに鋳造開始時の冷却ロールの起動によって端部堰と
冷却ロールのロール端面との摩擦による力（静止摩擦か
ら動摩擦になる）が発生し、その力は冷却ロールの回転
に伴い端部堰の下部に働き、この端部堰をロール端から
離れる向きに押圧し、その際に生じるすき間に溶鋼が侵
入し、これが凝固、鋳造時間の経過とともに増大するこ
とによって起こること、また、予め端部堰を冷却ロール
のロール端に適切な力で押しつけても、溶鋼の差し込み
によって冷却ロールとの各接触領域での押圧力がそれぞ
れ変動し、その領域における摩耗も均一ではなくなるこ
とが原因であることを突き止めた。この発明は上記の知
見に立脚するものである。

【０００８】すなわち、この発明は、すき間をあけて対
向配置した互いに逆向きに回転駆動する一対の冷却ロー
ルと、これら冷却ロールの各ロール端にてそれぞれ相互
に差し渡した一対の端部堰とにて区画した鋳造モールド
内に、その上部域で同時に形成される湯溜部を経て溶鋼
を連続的に供給し、回転駆動中の冷却ロールのロール表
面で該溶鋼を急冷凝固させることにより、直接、金属薄
板帯を製造するに当たり、上記鋳造モールドより金属薄
板帯の引き抜きを開始する鋳造初期の段階にて、冷却ロ
ールの回転駆動に伴う摩擦による力に起因した端部堰の
ロール軸方向に沿う位置変動を防止することを特徴とす
る金属薄板帯の直接鋳造方法（第１発明）である。

【０００９】また、この発明は、すき間をあけて対向配
置した互いに逆向きに回転駆動可能とした一対の冷却ロ
ールと、これら冷却ロールの各ロール端でそれぞれ相互
に差し渡した一対の端部堰とを組み合わせた鋳造モール
ドを備えた装置において、上記各端部堰は、該端部堰を
冷却ロールのロール端面へ向けて押圧する押圧機構と、
端部堰のロール軸方向に沿う移動を抑制するクランプ機
構を有することを特徴とする金属薄板帯の直接鋳造装置
（第２発明）である。

【００１０】さて、図１および図２に、この発明に従う
鋳造装置の一例を、その正面ならびに側面の要部につい
て示し、図における番号１ａ，１ｂはすき間をあけて対
向配置した互いに逆向きに回転駆動可能な冷却ロール
（駆動機構は図示省略）、２はこれら冷却ロール１ａ，
１ｂの各ロール端でそれぞれ相互に差し渡した端部堰で
あって、この端部堰２及び冷却ロール１ａ，１ｂの組み
合わせにて鋳造モールドＣを形成し、これと同時にその
上部域で湯溜部Ｙを形成する。

【００１１】また、３は端部堰２を冷却ロール１ａ，１
ｂのロール端へ向けて押し付けるための押圧機構であっ
て、この押圧機構３は端部堰２をその背面で固定保持す
るバックアップベース３ａとこのバックアップベース３
ａの背面で作動ロッドｒの先端を接続しその本体を装置
のフレームｆ等に固定保持した液圧またはエア式のシリ
ンダ３ｂからなる。この例では、押圧機構３は端部堰２
の上部に２基、下部に１基配置した場合で示してあり、
各押圧機構３はそれぞれ独立して押圧力が調整できるよ
うになっている。

【００１２】また、４は鋳造装置のフレーム等に強固に
組み込まれたクランプ機構であって、このクランプ機構
４は各押圧機構３のそれぞれに対応して設けられてい
て、所定の押圧力に設定された各押圧機構３の作動ロッ
ドｒを挟み込んで端部堰２が冷却ロール１ａ，１ｂのロ
ール端から離れる向きに移動するのを阻止する。

【００１３】そして、５は押圧機構３による作動ロッド
ｒのスムーズな移動を導く案内ガイドである。

【００１４】なお、図１においては紙面の都合上、冷却
ロール１ａ，１ｂと端部堰２との取り合いおよびバック
アップベース３ａの背面で固定保持する作動ロッドｒの
位置関係のみを示してある。また、図２は冷却ロール１
ａ，１ｂのロール胴を中心にして左右対称なので、その
右側半分について示してあるが、左側半分についても同
等の構成になるクランプ機構および押圧機構が配置され
る。

【００１５】

【作用】冷却ロールの起動に伴って生じる端部堰の位置
変動は、冷却ロールのロール端への押圧力を増大させる
ことによってある程度は抑制できるが、この押圧力は冷
却ロールの回転に対して抵抗となり、これが増大すると
冷却ロールの駆動源を容量の大きなものとしなければな
らない不利がある。また、端部堰が冷却ロールのロール
端から離れる向きに働く力Ｆは、端部堰と冷却ロールと
の間の摩擦抵抗をμとし、端部堰の押圧力をＲとした場
合に、Ｆ＝μＲとなり、端部堰の押圧力の増加に伴いロ
ール端から離れる向きに働く力も大きくなるため何らの
効果も期待できない。しかも、鋳造モールドＣ内で生成
した凝固シェルは、端部堰のとくに下部を冷却ロールの
ロール端から離れる向きに押圧し、その上部は逆にロー
ル端側にさらに押圧されることとなり、とくに、端部堰
の上部は摩耗が促進され易く端部堰の寿命も極めて短い
不利があったのである。

【００１６】この発明においては、冷却ロール１ａ，１
ｂのロール端に、冷却ロールの回転駆動に悪影響を与え
ない適切な押圧力になるように押圧機構３にて端部堰２
を押し付け、次いでクランプ機構４により冷却ロール１
ａ，１ｂのロール軸方向に沿う端部堰２の移動を阻止す
べく強固に固定し、この状態で冷却ロール１ａ，１ｂを
回転駆動して鋳造モールドＣから金属薄板帯Ｓを直接引
き抜くようにしたものである。

【００１７】このような構成をとれば、冷却ロール１
ａ，１ｂが起動して、その際に端部堰２が冷却ロール１
ａ，１ｂのロール端面から離れるような力が働いてもそ
の移動は生じないので、冷却ロール１ａ，１ｂと端部堰
２との間にすき間ができ、そこから溶湯が漏れるような
ことはなくなる。また、端部堰２の上部のみが冷却ロー
ル１ａ，１ｂのロール端へ向けて強く押圧されるような
こともなくなり、したがって長時間にわたって安定した
連続鋳造を行うことができる。

【００１８】クランプ機構４による端部堰２の固定は、
金属薄板帯Ｓの引き抜き中継続して行ってもよいが、定
常状態では溶鋼の差し込みにつながるような端部堰２の
移動は起こりにくいので、とくに、冷却ロール１ａ，１
ｂを起動して金属薄板帯Ｓの引き抜きを開始する初期段
階で行うのがよい。

【００１９】

【実施例】上掲の図１，図２に示した如き構成になる金
属薄板帯の鋳造装置を適用して、ステンス鋼（SUS304）
の溶鋼から直接、板幅600 mm, 板厚1.5 〜2.5 mmの金属
薄板帯を鋳込む連続鋳造を行い、その際の端部堰の配置
位置の変動状況を調査した。なお、押圧機構による端部
堰の押圧力は片面 320Kgとし、また、クランプ機構につ
いては、押圧機構による押圧力の約3.5 倍程度として端
部堰の移動を抑制しておき、冷却ロールが２回転したの
ちにクランプ機構による抑制を解除する操業要領を採用
した。その結果、単なる押圧のみによる従来形式の装置
では連続して1.5 トン程度までしか鋳造を継続すること
ができなかったが、この発明によれば、５トンまで安定
的に鋳造できることが確かめられた。

【００２０】また、鋳造開始の初期段階における端部堰
の配置位置の変動状況を押圧手段の各作動ロッド（図１
のｒ参照）に移動量検出センサーを設置して計測した結
果につき図３, 図４に比較して示すが、この発明によれ
ば図３に示す如く端部堰の位置変動が極めて小さいこと
がわかる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
(1) 冷却ロールの起動時に発生していた鋳造モールドの
端部堰と冷却ロールとの接触部分における溶湯の差し込
みがなくなり、長時間にわたって安定した鋳造が行え
る、(2) 冷却ロールの起動時に端部堰の位置変動がなく
なったため、端部堰のシール面における破損がなくな
り、また冷却ロールとの接触部における偏摩耗を軽減す
ることができる、(3) 鋳造モールドのシール性の向上に
より、鋳造の初期段階で生じていた金属薄板帯の端部に
おける鋳ばりがなくなり、鋳造製品の品質の改善を図る
ことができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従う鋳造装置の構成説明図である。

【図２】この発明に従う鋳造装置の構成説明図である。

【図３】端部堰の動きと鋳造時間の関係を示した図であ
る。

【図４】端部堰の動きと鋳造時間の関係を示した図であ
る。

【符号の説明】

1a 冷却ロール 1b 冷却ロール ２ 端部堰 ３ 押圧機構 3a バックアップベース ４ クランプ機構 ５ 案内ガイド Ｃ 鋳造モールド Ｙ 湯溜部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸塚 勝美 東京都中央区京橋一丁目５番８号 日本冶 金工業株式会社内 (72)発明者 加瀬 政夫 東京都中央区京橋一丁目５番８号 日本冶 金工業株式会社内 (72)発明者 渡辺 則夫 神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号 日 本冶金工業株式会社川崎製造所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 すき間をあけて対向配置した互いに逆向
   きに回転駆動する一対の冷却ロールと、これら冷却ロー
   ルの各ロール端にてそれぞれ相互に差し渡した一対の端
   部堰とにて区画した鋳造モールド内に、その上部域で同
   時に形成される湯溜部を経て溶湯を連続的に供給し、回
   転駆動中の冷却ロールのロール表面で該溶湯を急冷凝固
   させることにより、直接金属薄板帯を製造するに当た
   り、 上記鋳造モールドより金属薄板帯を引き抜く鋳造開始の
   初期段階にて、冷却ロールの回転駆動に伴う端部堰のロ
   ール軸方向に沿う位置変動を防止することを特徴とする
   金属薄板帯の直接鋳造方法。
2. 【請求項２】 すき間をあけて対向配置した互いに逆向
   きに回転駆動可能とした一対の冷却ロールと、これら冷
   却ロールの各ロール端でそれぞれ相互に差し渡した一対
   の端部堰とを組み合わせてなる鋳造モールドを備えた装
   置において、 上記各端部堰は、該端部堰を冷却ロールのロール端面へ
   向けて押圧する押圧機構と、端部堰のロール軸方向に沿
   う移動を抑制するクランプ機構を有することを特徴とす
   る金属薄板帯の直接鋳造装置。