JPH05284Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電磁攪拌装置を有する連続鋳造設備
に用いられる小径ロールに関するものである。

［従来の技術］ 第１図及び第２図を参考にして説明する。

第１図は電磁攪拌装置を備えた連続鋳造設備の
一部の概略側面図、第２図は第１図のＹ−Ｙ視図
である。

第１図及び第２図において、鋳型１８の下方に
フツトロール１、電磁攪拌設備１４のサポートロ
ール群２〜１１、ガイドロール群１２，１３が列
設してある。サポートロール４，７は中径に、サ
ポートロール５，６は小径に構成されており、中
径ロール４，７及び小径ロール５，６は必要に応
じて長手方向に分割（第２図では４分割）されて
いる。そして上下の小径ロール５，６間に電磁攪
拌装置１５が設けられている。１６は鋳片であ
る。

［考案が解決しようとする問題点］ この第１図及び第２図を参考にして従来技術の
問題点を説明する。

連続鋳造においては品質改善のために電磁攪拌
を実施するが、この電磁攪拌装置１５付近に位置
するロールは高い磁場内に置かれること、電磁誘
導による鋳片１６内の未凝固部分を攪拌する力
（推力）をより向上させると共に、その攪拌エネ
ルギーロスを極力低減するために、電磁攪拌装置
１５の先端を鋳片１６表面に近づける必要がある
が、そのためにロール間のピツチを粗げて鋳片１
６のブレークアウト事故等を発生させることのな
いようにこのピツチをそのままに維持するか或は
極力小さくするために、ロールを小径に或は必要
に応じてロール軸方向に分割・小径にせざるを得
ないこと、またロールが高温なる鋳片１６と直接
接触して急熱・急冷を繰り返して受けることなど
の点から、ヒートクラツクおよびロール径の膨張
やロール胴長の収縮によるロール変形が発生し易
いという問題が起きる。

このためロールの寿命が短く、交換頻度が高
く、ロール補修費による原価面でのコスト高、品
質面においてはロール変形による鋳片への凹凸状
の押込庇が発生して、製品への悪影響を及ぼす。
そして取り分け鋳片の押込庇部分を庇取作業にて
除去する必要があり、歩留及び生産性の低下とこ
れらに起因する製造コスト高にもつながる。

したがつて高い磁場内に置かれたロールを健全
なる状態で維持し長寿命化するためには、高温の
鋳片１６への直接接触や電磁攪拌装置１５の磁界
の影響による発熱や変形を防ぐため、非磁性であ
ること、また高温や過酷な熱サイクルに耐えるた
め強度が十分にあり、耐熱性を持ち合わせている
こと、および耐酸化性に優れていることが必要と
なる。

これらに対処するために、従来から、小径ロー
ルについてはその材料面の改良が進められ、非磁
性であり、しかも強度、耐熱性、耐酸化性を有す
る高級材質のロールを用いてテストが行われてい
る。例えばSUS304，SUS321，HK−40，インコ
ロイ800等を母体とする小径ロールを使用しテス
トしているが、使用回数が300〜400チャージ前後
で、ロール表面にヒートクラツクが既に発生して
おり、さらに、ロール径の膨張量が１mm程度、ロ
ール胴長の収縮率が２〜３mm程度の大きなロール
の異常変形が生じ、このロール変形による鋳片へ
の押込庇が発生していて、満足の出来る結果が得
られていない。これは小径ロール自体或は分割・
小径ロール自体の熱容量が小さいために、過酷な
熱サイクルを受ける程度が大きくなるので他の大
径ロールと比較してロール変形の出現が早くな
り、その変形程度が大きく発現するので、現在の
材質改善のみでは克服できないことを意味してい
る。

本考案は、前記の問題点を解決するためなされ
たものであつて、高い磁場で過酷な熱サイクルを
受ける小径ロールが、表面のヒートクラツクとロ
ール変形を抑制させて健全なる状態で維持されて
長寿命化され、しかもロールの製作が容易で簡単
且つ安価に入手できて、何よりもロール変形に起
因する鋳片への押込庇を防止して歩留及び生産性
の向上の図れる連続鋳造用の小径ロールを提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 第１図乃至第４図を参考にして説明する。

第３図は小径ロールの全体図、第４図は小径ロ
ールの一部拡大図である。

本考案に係る連続鋳造用小径ロールは、鋳型１
８に連続してフツトロール１、サポートロール群
２〜１１及びガイドロール群１２，１３を順次配
置し、内部に未凝固部分を有するところの鋳片１
６を挟む前記サポートロール群２〜１１の部分に
電磁攪拌装置１５を配置した連続鋳造設備であつ
て、電磁攪拌装置１５の上下にそれぞれ隣接する
ロール５，６を、ロール軸方向に沿つて複数個に
分割すると共に、該分割ロールを非磁性且つ小径
に構成したロールにおいて、 当該非磁性の小径ロール５，６がJISに規定さ
れるSUS304の組成成分を有し、ロールの円筒状
外周全面に斜めに傾いた網目状凹部１７を設け、
この網目状凹部１７の底断面をロール径に対して
５〜15％の範囲の深さを有すると共に滑らかな曲
線状の凹部１７に形成する。

［実施例］ 第１図乃至第４図に基づいて以上に説明したと
ころの電磁攪拌装置１５を有する連続鋳造設備を
用いて、約1400〜1600℃のステンレス鋼や高合金
鋼などの溶鋼を、厚さ100〜200mmで幅800〜1300
mmの鋳片に多数のチヤージ連続鋳造した。第１図
乃至第２図に図示するように、電磁攪拌装置１５
を鋳片１６に出来るだけ近づけるために、200mm
φ以上の大径サポートロール２〜１１のうちのロ
ール５．６を平均径90mmφの小径にすると共に胴
長として330mm程度にロール軸方向に沿つて４分
割にした分割・小径ロールを用いて連続鋳造し
た。また、この小径ロール５，６のロール母材に
は種々の非磁性材料、例えばSUS304も使用しテ
ストしており、そのロール表面にはラツキング
（Racking）なる斜めに傾いた格子状即ち網目状
の凹部１７が設けられている（以下ラツキングロ
ールと称する）。この場合、凹部１７の底断面は、
第３図及び第４図に図示するように滑らかな曲線
状の凹部に形成し、その深さを種種変えてテスト
を行つた。

小径ロール５，６の位置に前記の如き各種材質
からなる小径ロールを使用した場合の結果を第５
図及び第６図に示す。

第５図は使用チヤージ数と小径ロールの外径Ｄ
の膨張量ΔDの関係を示したものであり、HK−
40鍛造材と比較してSUS304母材のラツキング
ロールは約600チヤージ使用しても、ロール径膨
張量ΔDは０mmと大きな改善効果がみられる。

第６図は使用チヤージ数と小径ロールの胴長Ｌ
の収縮量ΔLとの関係を示したものであり、他材
質のロールと比較して、SUS304母材のラツキ
ングロールは約600チヤージ使用しても、胴長収
縮量ΔLは０mmと大きな改善効果がみられる。

そして、このような改善効果を得る上で、各小
径ロール５，６表面の凹部１７の深さは、平均径
90mmφに対して４mm（4.5％）から14mm（15.5％）
程度必要であり、より好ましくは約７mm程度（８
％）である知見を得た。

［作用］ 非磁性ロール５，６を単に小径にした場合に
は、ロールネツクの２点支持であるために、鋳造
中の鋳片のバルジング傾向（静圧）を受けてロー
ルの撓みが大きくなり矩形状の鋳片が製造できな
いばかりでなく、鋳片の内部割れを生じたりする
ので、これらを防止するためにロール胴長も短く
し多点支持に切り換える必要が生じ、ロール胴長
を分割する。

このようにして分割された小径ラツキングロー
ルは全ロール表面の凹部１７面積が比較的少な
く、鋳片とロールとの密着面積が大きく、鋳片と
接触状態が良好であることから、通常鋳片の２次
冷却として行われるスプレー冷却水が鋳片に当た
つた後、水の流路として抵抗が少なく十分な深さ
の溝を構成する凹部１７へ充填されるので、ロー
ル表面から抜熱してロール冷却に使用され、ロー
ル全体の表面温度を下げる作用を有する。

また、凹部１７の数が多く且つ網目状に施さ
れ、且つ高温の鋳片と直接接触するロール表面が
分割されているため、ロールの熱歪に対する緩和
効果が大きい。

さらに水の流路が比較的大きく且つ多いため均
一な冷却が可能である。

具体的に、ぼの深さ（水の流路）がロール径に
対して５％以下（≒4.5mm）以下では溝が小さ過
ぎて小径ロール５，６に対する適当な冷却効果が
なくロールのヒートクラツクとかロール変形の防
止作用が小さい。逆に15％以上では溝の加工量が
大きくなり加工費が高くつき、しかも溝が大き過
ぎて凹部１７内に充分に冷却水が充填されにくく
なりロール表面からの均一な抜熱、即ち均一な冷
却作用が出来なくなる。

［効果］ 以上に説明した本考案に係る連続鋳造用小径ロ
ールを使用した場合には、ロールの製作が容易で
あるばかりでなく簡単且つ容易に入手可能な
SUS304ステンレス鋼材料を用いることができる
ので非常に安価に求めることが出来て、しかもロ
ールの変形程度が大きく改善され、品質面でのロ
ール変形による鋳片への押込庇が減少し、またサ
ポートロール寿命の延長に大きく寄与するもので
ある。さらに押込庇が減少することにより、鋳片
手入庇取歩留は0.3％向上した。

そして、サポートロールの寿命が従来ロールで
200〜300チヤージであつたものが900〜1000チヤ
ージまで向上し、補修費を1/3に減少することが
出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続鋳造設備の一部の概略側面図、第
２図は第１図のＹ−Ｙ視図、第３図は本考案によ
る小径ロールの全体図、第４図は小径ロールの一
部拡大図、第５図は使用チヤージ数と小径ロール
の外径膨張量との関係図、第６図は使用するチヤ
ージ数と小径ロールの胴長収縮量との関係図であ
る。 １……フツトロール、２，３……サポートロー
ル、４……中径のサポートロール、５，６……小
径のサポートロール、７……中径のサポートロー
ル、８〜１１……サポートロール、１２，１３…
…ガイドロール、１４……電磁攪拌設備、１５…
…電磁攪拌装置、１６……鋳片、１７……凹部、
１８……鋳型。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 鋳型に連続してフツトロール、サポートロール
   群及びガイドロール群を順次配置し、内部に未凝
   固部分を有するところの鋳片を挟む前記サポート
   ロール群の部分に電磁攪拌装置を配置した連続鋳
   造設備であつて、電磁攪拌装置の上下にそれぞれ
   隣接するロールを、ロール軸方向に沿つて複数個
   に分割すると共に、該分割ロールを非磁性且つ小
   径に構成したロールにおいて、 当該非磁性の小径ロールが、JISに規定される
   SUS304の組成成分を有し、ロールの円筒状外周
   全面に斜めに傾いた網目状凹部を設け、この網目
   状凹部の底断面をロール径に対して５〜15％の範
   囲の深さを有すると共に滑らかな曲線状の凹部に
   形成してなる連続鋳造用小径ロール。