JPH05318041A - 双ドラム式薄板連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 双ドラム式薄板連続鋳造装置のドラム端面と
サイド堰との間のシール部において、高いシール性と潤
滑性を長期間にわたって保持させる。 【構成】 図１（ａ）のように鋳造ドラム２（３）の端
面２０の最外周縁部から軸方向に突出する靱性及び耐磨
耗性に優れた円環状の突出縁（金属リング２７）を全周
にわたって設けて、鋳造開始初期には突出縁とサイド堰
１６（１７）のセラミックプレート２１の表面２２との
間に高い面圧を生じさせ、急速に円環状の磨耗痕即ち溝
２９を生じさせる。そのため、鋳造開始時にセラミック
プレート２１が熱変形を起こしても高いシール性が得ら
れる。磨耗痕が深くなるにつれて荷重負担面積が増え、
ドラムの端面２０とセラミックプレートの表面２２が接
近して図１（ｃ）のように潤滑剤保持に適した間隙３０
が形成されると、それ以上の磨耗の進行は停止し、間隙
３０が長期間にわたって維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属溶湯から薄板を連
続鋳造する双ドラム式薄板連続鋳造装置に係り、特に、
各ドラムの両端部においてサイド堰と協働して湯溜まり
部をシールする摺動シール部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３及び図４に示すように、双ドラム式
薄板連続鋳造装置１においては、一対の水冷ドラム２及
び３が水平に、且つ所定の間隙８を置いて互いに平行に
なるように、それらの軸４及び５が、図示しないフレー
ム内に軸受６及び７によって回転可能に支持されてい
る。ドラム２及び３の間隙８の上部には、図示しないタ
ンディシュからノズルを通じて連続的に金属の溶湯の供
給を受ける湯溜まり部１１が形成されており、湯溜まり
部１１内の金属溶湯がドラム２及び３の表面に触れて冷
却されることにより形成される凝固シェル１２が、ドラ
ム２及び３が互いに反対の方向に矢印のように回転駆動
されることによって、ドラムの間隙８から冷却凝固した
帯状の鋳片１３となって送り出されるようになってい
る。湯溜まり部１１となるドラム間隙８の上部空間は、
回転駆動される各ドラム２、３の円筒表面の一部と、ド
ラムの両端部１４及び１５に摺動接触する一対のサイド
堰１６及び１７とによって外部に対して区画されている
ので、端部１４及び１５とサイド堰１６及び１７が摺動
接触する部分は、湯溜まり部１１にある溶湯が洩れ出な
いようにするための摺動シール部１８を形成している。

【０００３】図５は、双ドラム式薄板連続鋳造装置１に
おいて従来から用いられているドラム２及び３とサイド
堰１６及び１７との接触箇所である摺動シール部１８の
断面を示したもので、（ａ）は鋳造開始前の冷間状態
を、（ｂ）は鋳造作業中の熱間状態を示している。金属
製の鋳造ドラム２及び３の端部１４及び１５には、例え
ば幅が１０ｍｍ程度の比較的幅の広い突条１９が形成さ
れており、突条１９の端面２０が、耐火物からなるサイ
ド堰１６及び１７の本体の表面に直接に接触しないで、
サイド堰１６及び１７の表面に円弧状に埋め込む等の方
法で一体化されたセラミックプレート２１の表面２２に
摺動接触するようになっている。サイド堰１６及び１７
は図示しない手段によってドラム２及び３に向かって押
圧されて、湯溜まり部１１の金属溶湯をシールするため
に必要な面圧を発生している（例えば、実開昭６３−１
５０７４１号公報参照）。

【０００４】ドラム２及び３とサイド堰１６及び１７の
間の摺動シール部１８においては、ドラム２及び３の突
条１９の端面２０が、サイド堰１６及び１７に一体化さ
れたセラミックプレート２１の表面２２と摺動接触する
ことによってシール作用をするので、この摺動接触面の
摩擦抵抗を軽減して磨耗量を減少するために、例えばセ
ラミックプレート２１自体が摩擦によって一部溶解して
潤滑作用をする物質を出すような、自己潤滑性のある材
質のものとするか、或いは、摺動接触面に外部から細孔
等を通じて何らかの潤滑剤を供給するのが普通である。

【０００５】潤滑剤が摺動接触面に保持されて長期間に
わたって減摩作用をするためには、摺動接触面間に適度
の潤滑剤保持間隙が必要であり、図５（ａ）のように、
摺動接触面であるドラム側の端面２０とサイド堰側の表
面２２が面接触している状態では、潤滑剤を保持する適
度の間隙が形成されないが、連続鋳造が行われている熱
間においては、図５（ｂ）に示したように、ドラム２及
び３の端部１４及び１５のうちでも湯溜まり部１１の金
属溶湯に接触している表面部分では内部よりも熱膨張が
大きくなるので、ドラム端部の最外周のエッジ部２３は
幅の狭い円環状に突出する。そしてセラミックプレート
２１がそれに押圧力されて摺動接触することによって、
セラミックプレート２１の表面２２の一部が磨耗して円
環状の溝２４が形成される。溝２４と突出したエッジ部
２３との間は線接触の状態に近いから、その間に作用す
る面圧は高く、強いシール作用が得られる。また、ドラ
ム端部の最外周のエッジ部２３の突出によって、その内
部に狭い間隙２５が形成されるので、この間隙２５が潤
滑剤を保持する作用をするものと考えられる。従来技術
による摺動シール部１８は、このようなメカニズムによ
って潤滑作用を伴ったシール作用を得ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ドラム２及び３とサイ
ド堰１６及び１７が共に健全であれば、図５に示した従
来の摺動シール部１８は、前述のようなメカニズムによ
って必要なシール性と潤滑性を有するものとなり得る
が、ドラム端部の最外周のエッジ部２３は、熱膨張によ
って突出して、セラミックプレート２１に形成される円
環状の溝２４に対して線接触に近い状態で押しつけられ
ているので、この部分には応力が集中し、摩擦熱の発生
も多くなって、エッジ部２３は非常に苛酷な条件下に置
かれることになる。その結果、他の部分に比べて欠損し
易くなり、磨耗量も多くなる。

【０００７】ドラム２及び３に設けられた突条１９の端
面２０の健全性を保つために、特殊な合金や、セラミッ
クス、サーメット等のコーティングを施こすことも行わ
れるが、コーティング層の厚さはたかだか数十ミクロン
程度の薄いものであるから、ドラム端部の最外周におい
てエッジ部２３の損耗する分を埋めることはできない
し、コーティングによっても長期間の耐久性は得られ
ず、比較的短期間でドラム端部のエッジ部のコーティン
グが剥離するのが普通である。再びコーティングを行う
にしても、施工コストが高くつくのと、施工期間が長く
かかるので、一般に実施が困難である。

【０００８】使用中にドラム端部のエッジ部２３が欠損
した状態が図６に例示されている。図６においても、
（ａ）は鋳造開始前の冷間状態を、（ｂ）は鋳造作業中
の熱間状態を示している。エッジ部２３が欠損して冷間
状態の形状が図６（ａ）のようになると、連続鋳造を行
っている熱間状態においては図６（ｂ）のような形にな
るので、潤滑剤を保持し得る適度の間隙が形成されな
い。

【０００９】従来技術によってドラム２及び３の摺動シ
ール部１８に高い潤滑性が得られるためには、ドラム２
及び３に形成された突条１９の端面２０に欠損がないこ
と、及び、セラミックプレート２１の磨耗痕が線状であ
ること、の二つの条件が満たされている必要があるが、
従来技術においては摺動シール部１８に長期間にわたっ
て、潤滑剤を保持し得る最適の大きさ（厚さ）の間隙を
形成させることが困難であるため、高い潤滑性を確実
に、且つ長期間にわたって安定して持続させることがで
きない。

【００１０】更に別の問題点として、鋳造開始時におい
てはセラミックプレート２１に急激な熱変形が起こるた
め、図５に示す従来技術によっては摺動シール部１８に
隙間ができ易く、その結果シール不良になることが多
い。この原因によるシール不良を防ぐためには、鋳造の
初期においてセラミックプレート２１の磨耗速度を高め
て、早期に磨耗痕を形成させる必要があるが、セラミッ
クプレート２１に硬度の低いものを使用すると耐久性も
低下することになる。

【００１１】従って、本発明は、従来の双ドラム式薄板
連続鋳造装置におけるこのような問題を解決し、摺動シ
ール部のシール性と耐久性を高める手段を提供すること
を発明の解決課題とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するための手段として、互いに反対方向に回転駆動さ
れる一対の鋳造ドラムと、セラミックプレートが装着さ
れた一対のサイド堰とを備え、前記鋳造ドラムの端面が
前記セラミックプレートと摺動接触する双ドラム式連続
鋳造装置において、前記鋳造ドラムの端面の摺動部が軸
方向に突出して固着された円環状の突出縁で構成されて
いることを特徴とする双ドラム式薄板連続鋳造装置を提
供する。

【００１３】

【作用】鋳造ドラムの端面の最外周縁部から軸方向に突
出するように、円環状の突出縁を全周にわたって設けて
いるので、鋳造開始初期には突出縁とサイド堰のセラミ
ックプレートの表面との間に高い面圧を生じ、急速に円
環状の磨耗痕を生じさせる。そのため、初期にセラミッ
クプレートが熱変形を起こしても高いシール性が得られ
る。磨耗痕が深くなるにつれて摺動接触面積が増えるの
と、ドラムの端面とセラミックプレートの表面が接近し
て潤滑剤を保持するのに適した間隙が形成されたときに
この間隙が荷重の一部を負担するため、突出縁と磨耗痕
の間の荷重負担が軽くなり、それ以上の磨耗の進行は停
止する。従って、適正な潤滑剤保持間隙が長期間にわた
って形成され、鋳造開始初期からの高いシール性と持続
的な潤滑性が得られる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の双ドラム式薄板連続鋳造装
置において特徴とする一対の鋳造ドラム２及び３の端部
１４及び１５に関する実施例を示したもので、（ａ）は
鋳造開始前の冷間状態を、（ｂ）は鋳造開始時の過渡的
状態を、（ｃ）は熱的に定常の状態になった通常の鋳造
作業状態を示している。なお、本発明の実施例を示す図
１及び図２においても、先に説明した図３〜図６の従来
例と実質的に同じ部分については、比較を容易にするた
めに同じ参照符号を付している。

【００１５】図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）に示す
本発明の実施例においても、ドラム２及び３の端部１４
及び１５には突条１９が形成されているが、この場合は
突条１９の最先端で最外周のエッジ部にあたる角部分が
円形に削り取られて段部２６が形成されており、その段
部２６に円環状の突出縁として厚さが例えば１ｍｍ程度
の金属製のリング２７が、溶接或いは焼き嵌め等の方法
によって固着されている。装着状態において、金属製の
リング２７の端面２８は、ドラム２及び３の端部１４、
１５の端面、即ち、突条１９の端面２０よりも高くなる
ように、例えば１ｍｍ程度突出している。

【００１６】図示実施例では、金属製のリング２７をド
ラム２及び３とは別に製作して、それを段部２６に固着
しているが、これは長期間の使用によってリング２７が
磨耗したときに、ドラム２及び３はそのままでリング２
７だけを交換することにより安価に補修が可能であるこ
とと、ドラム２及び３とリング２７の材質を互いに無関
係に選定することができる利点があるためである。

【００１７】ドラム２及び３の最先端、最外周部に靱性
及び耐磨耗性に優れた金属製リング２７、或いはそれに
相当するドラム２及び３のエッヂ部２３の突出縁が設け
られていることによって、鋳造開始時においては、図１
（ｂ）に示したように、リング２７の上下面の熱膨張の
差によってリング２７が多少変形しても、それに対して
サイド堰１６及び１７が押しつけられると、リング２７
が幅の狭い突出縁を形成しているために、その端面２８
とセラミックプレート２１の摺動接触面における面圧は
きわめて高くなる。そのため、鋳造開始初期にセラミッ
クプレート２１が熱変形をしても、急速にセラミックプ
レート２１の磨耗が進行するため、摺動シール部１８か
ら金属溶湯が漏れる恐れがない。

【００１８】また、サイド堰１６及び１７のセラミック
プレート２１は、リング２７に摺動接触する部分に作用
する高い面圧によって急速に磨耗して、図１（ｃ）に示
すように円環状の溝２９が形成される。溝２９の深さが
増大して荷重を負担する摺動接触面積が大きくなり、更
に、セラミックプレート２１の表面２２と、ドラム側の
端面である突条１９の端面２０との間に、潤滑剤を保持
するのに適当な大きさの間隙３０が形成されると、潤滑
剤を介して良好な潤滑状態の下で間隙３０が荷重の一部
を負担するようになるため、リング２７と溝２９の摺動
接触面における荷重負担は少なくなり、磨耗はそれ以上
進行しなくなる。このように、リング２７又はそれに代
わる突出縁によってセラミックプレート２１の磨耗が速
やかに進み、自動的に潤滑剤を保持するのに適した大き
さの間隙３０が形成される点に本発明の特徴がある。

【００１９】具体的な数値例を示すと、図２（ａ）のよ
うに、ドラム２及び３の端部１４、１５に突条１９を形
成する場合に、ドラム径が１２００ｍｍ，ドラム幅が８
００ｍｍ，突条１９の幅ｈが１０ｍｍであって、金属製
のリング２７の軸方向の幅ｗを３ｍｍ、半径方向の厚さ
ｔを１ｍｍ、ドラムの端面となる突条１９の端面２０か
らみたリング２７の突出量ｐを１ｍｍとし、リング２７
にはＣｒ−Ｍｏ鋼又は高Ｍｎ鋼のフープ材を使用する。
このリング２７を装着したドラム２及び３を、双ドラム
式薄板連続鋳造装置１に取り付けて連続鋳造を行ったと
ころ、初期シール不良は皆無となり、定常状態に達した
後の潤滑の再現性も良くなって、摺動シール部１８の耐
久性が著しく伸びることが確認された。なお、ドラム
２、３の端部１４、１５には、必ずしも突条１９を形成
する必要はないので、突条１９を形成しない場合には、
図２（ｂ）に示す別の実施例のように、ドラム２、の端
部１４、１５の最先端、最外周の位置に、金属製のリン
グ２７を直接に取り付ける。この場合は、ドラム２及び
３の端面２０’そのものがセラミックプレート２１の表
面２２との間に、潤滑剤を保持するのに適した大きさの
間隙３０を形成することになる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、双ドラム式薄板連続鋳
造装置の鋳造開始時から定常状態にかけての全ての運転
状態において、ドラムとサイド堰の間の摺動シール部の
シール性が良好になり、しかも、摺動シール部の潤滑が
十分に行われるので、長期間にわたって良好なシール状
態が維持される。本発明によって設けられるドラム端部
の突出縁は、意図的に必要な厚さを有するため欠損や磨
耗が起こり難く、鋳造開始の初期に、突出縁がサイド堰
側のセラミックプレートを磨耗させることによって、潤
滑剤を保持するのに適当な大きさの間隙が自動的に形成
されるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用を示す断面図であって、（ａ）は
鋳造開始前の、（ｂ）は鋳造開始時の、（ｃ）は定常的
な鋳造作業中の状態をそれぞれ示している。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明のそれぞれ異なる
実施例の具体的形状、寸法を例示する断面図である。

【図３】双ドラム式薄板連続鋳造装置の要部を概念的に
示す正面図である。

【図４】図３の連続鋳造装置を上方から見た一部切断平
面図である。

【図５】従来技術を示す断面図であって、（ａ）は鋳造
開始前の、（ｂ）は鋳造作業中の状態をそれぞれ示して
いる。

【図６】従来技術の問題点を説明するための断面図であ
って、（ａ）は鋳造開始前の、（ｂ）は鋳造作業中の状
態をそれぞれ示している。

【符号の説明】

１…双ドラム式薄板連続鋳造装置 ２、３…ドラム ８…ドラム間隙 １１…湯溜まり部 １２…凝固シェル １３…鋳片 １４、１５…ドラムの端部 １６、１７…サイド堰 １８…シール部 １９…突条 ２０、２０’…ドラム側の端面 ２１…セラミックプレート ２２…表面 ２５…間隙 ２６…段部 ２７…金属製のリング ２８…リングの端面 ２９…溝 ３０…間隙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに反対方向に回転駆動される一対の
   鋳造ドラムと、セラミックプレートが装着された一対の
   サイド堰とを備え、前記鋳造ドラムの端面が前記セラミ
   ックプレートと摺動接触する双ドラム式連続鋳造装置に
   おいて、前記鋳造ドラムの端面の摺動部が軸方向に突出
   して固着された円環状の突出縁で構成されていることを
   特徴とする双ドラム式薄板連続鋳造装置。
2. 【請求項２】 円環状の突出縁が鋳造ドラムの端面より
   も靱性及び耐磨耗性に優れた材料で形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の双ドラム式薄板連続鋳造
   装置。