JPH0557064B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属板連続鋳造機の鋳造ロールに関す
るものである。更に詳しくは、鋳造ロールに発生
するサーマルクラウンが胴長方向に中央部が凹と
なるようにした鋳造ロールに関する。

（従来技術とその問題点） 一般に単ロール又は双ロールを使用した金属板
連続鋳造方法が知られている。これらの方法では
溶融金属の熱が鋳造ロールに伝熱されるため、鋳
造ロールは外表面もしくは内部から冷却されてい
る。しかしながら伝熱された熱の一部は鋳造ロー
ルに蓄熱され、鋳造ロールの外表面および内部の
温度が上昇して、熱膨張が生じ、この結果、鋳造
ロールに胴長方向中央部が凸となる様なサーマル
クラウンが形成される。このような鋳造ロールで
製造された金属板は、板幅方向に対して板幅中央
が凹となつた断面形状となり、板幅方向に板厚偏
差が生じる。このことは、板としての品質を著し
く害すると共に冷間圧延性をも害し、しばしば冷
間圧延が不可能となるなどの問題点が生ずる。

（発明の目的） 本発明の目的は、金属板連続鋳造装置におい
て、板幅方向に板厚の変動が少ない均一な金属板
を製造することができる鋳造ロールを提供するこ
とにある。

（発明の構成） 一般に使用される鋳造ロールは、ロール部とそ
れを支持もしくは駆動させるための軸部から成つ
ており、構造的には、ロール部と軸部を一体成
形加工するタイプロール部と軸部を別々に作成
した後に組み立てるタイプロール部外面に特別
の目的のために更にシエルを嵌め込むタイプ等が
ある。

こののタイプではロール部と軸部の軸心を
合わせるためと隙間の形成を防止するために焼嵌
めにより一体化することが広く行われている。ま
た、シエルとロール部もしくはロール部と軸部の
連結を確かな物とし駆動力の伝達がスムーズに行
われる事を目的として、更にロール端面にキーの
設置もしくは溶接によりシエルとロール部もしく
はロール部と軸部の連結を強固にする例も見られ
る。しかし、本発明ロールのようにシエルとスリ
ーブを内部からボルトで固定することは、内部か
らボルト穴を開けなければ成らないという加工上
の問題から現実には全く行われていない。

一般に、金属板連続鋳造機の鋳造ロールは内部
から冷却する方式の為に、シエルとロール部の間
に冷却水路を設けており、この為に焼嵌めにより
一体化する事が広く行われている。また、サーマ
ルクラウンの形状を制御する為に、内部冷却水路
を分割して、部分的に冷却能力を変えることによ
りシエル温度を変化させて膨張量を制御する方法
が取られている。

本発明は、シエルとスリーブをボルト締結によ
り一体化させ、シエルに生じる熱応力をスリーブ
の剛性とバランスさせることによりロール全体の
サーマルクラウンの形状を制御することを可能と
した、まつたく新しい発想によるものである。

即ち、溶融金属の熱は鋳造ロールのシエルに伝
熱され、シエルは内面から冷却されているが伝熱
された一部はシエルに蓄熱されて熱膨張が生じ
る。スリーブはシエルと冷却水路を挟んで一体化
しているが溶融金属からの熱は冷却水路の為にス
リーブには伝わらず、熱膨張は生じない。本発明
ロールでは、シエルはスリーブとボルトにより一
体化としているために、シエルは単純に熱膨張す
ることが出来ず、スリーブとの応力的バランスを
保ちながら膨張する。即ちシエル厚さに比較して
スリーブの厚さを大きくすればするほど膨張量は
少なくなり、また、胴長方向でシエル厚さとスリ
ーブ厚さの比率を変えることにより膨張量を部分
的に変化させることが可能となる。

本発明は上記発想に基づくもので、本発明ロー
ルによればサーマルクラウンを胴長方向に中央部
が凹となる好ましい形状にすることができる。

本発明の要旨は、鋳造ロールの内部構造をシエ
ル１スリーブ２アーバー３の３重構造とし、シエ
ル１とスリーブ２の間には複数の冷却水路４を設
け、スリーブ２とアーバー３の間には空間部８を
設け、シエル１をスリーブ２の内面から複数のボ
ルト６で固定し、スリーブ２とアーバー３はリブ
５および又は円板７で固定したことを特徴とする
金属板連続鋳造機用鋳造ロールにある。

本発明の鋳造ロールを図面によつて説明すれ
ば、第１図に示すように、鋳造ロールの内部構造
は、シエル１スリーブ２アーバー３の３重構造か
らなり、シエル１とスリーブ２の間には複数の冷
却水路４を設け、溶融金属からの熱がスリーブ２
まで伝導しない構造とすると同時に、シエル１が
熱膨張する力をスリーブ２で受けるように、シエ
ル１とスリーブ２をスリーブ２の内面からボルト
６で固定する構造になつている。さらに、シエル
１とスリーブ２をスリーブ２の内面からボルト６
にて締結するために、スリーブ２とアーバー３と
の間には空間８が設けられスリーブ２とアーバー
３はリブ５および又は円板７等を用いて固定され
ている。

シエル１厚さに対してスリーブ２厚さを充分に
とれば、サーマルクラウンの発生量は極めて小さ
くすることができ、通常の熱間仕上げ板と同じよ
うな品質を充分に保証することができる。しかし
ながら冷間圧延性を考えるなら鋳造ロールのサー
マルクラウンは胴長方向の中央部が凹となる形状
が望ましい。

このためには第２図に示すようにシエル１の肉
厚を胴長方向に両端部が厚く中央部が薄い構造と
し、両端部の熱膨張量を中央部の熱膨張量より大
きくすることにより、サーマルクラウンの形状を
中央部が凹となるようにするか、もしくは、第３
図、第４図に示すようにスリーブ２の肉厚を胴長
方向に両端部が薄く、中央部が厚い構造とし、シ
エル１の熱膨張力を支える力を両端部は小さく、
中央部は大きくすることにより、シエル１とスリ
ーブ２の総体的な熱膨張量を両端部の方が中央部
より大きくして、サーマルクラウンの形状を中央
部が凹となるようにする。

第２図は冷却水路４の大きさを変えてシエル１
の厚みを中央部が薄く両端部を厚くした例であ
る。第３図はスリーブ２自体の厚みを中央部が厚
く両端部が薄い変形スリーブとした例であり、第
４図は、均一厚みのスリーブ２に大きさを変えた
冷却水路４を設けて、結果的に中央部が厚く両端
部が薄いスリーブとしたものである。本発明の鋳
造ロールの形状としては、第２図〜第４図の具体
例に限定されるものではなく、中央部が薄く両端
部の厚いシエル１と中央部が厚く両端部の薄いス
リーブ２とを組合せた構造とすることもできる。

シエル１の材質は、一般に金属が用いられる
が、熱膨張を生じない金属が望ましい。この熱膨
張を生じない金属としてはアンバー合金等が知ら
れている。しかしアンバー合金は約400℃以上に
なると急激に熱膨張が生じる。金属板連続鋳造機
において鋳造ロールの径を適正に選択すれば、溶
融金属と接し金属板を生成している時間より充分
に長く冷却する時間をとることが可能であり、鋳
造ロール内部の温度を低く押さえることができ
る。この点について理論計算した結果を第５図に
示す。第５図に示したように、鋳造ロール径、シ
エル１肉厚および冷却方法を適正に選定すれば、
シエル１の肉厚方向の温度が400℃以上となる範
囲を表面層数mm程度の深さに制御すると共に、熱
膨張が生じない温度（400℃以下）範囲の肉厚を
充分に厚くすることが可能となる。この様に設計
されたアンバー合金製シエル１を用いる事により
サーマルクラウンの発生が極めて少ない鋳造ロー
ルが得られる。

シエル１材質にアンバー合金を用いて鋳造ロー
ルを作成する事が可能となつたが、アンバー合金
の硬度は一般にHv170前後で比較的軟質である。
鋳造ロール表面に傷が付くと、それが鋳造された
金属板に転写され、金属板の表面品質を著しく害
する。これらの点を防止する為にシエル１の外表
面に相当する部分は高硬度（Hv250以上）にする
必要がある。このためにシエル１材質は母材とし
て熱膨張の小さいNi合金を用いて、外表面に相
当する部分を窒化処理、TD処理等の表面硬化処
理を行うか、ステライト等の高硬度材を肉盛溶接
もしくは溶射するか、もしくは工具鋼等の高硬度
材をクラツドした材料でシエル１を形成するのが
好ましい。。シエル１材質にアンバー合金を用い、
鋳造ロール径、シエル１肉厚および冷却方法を適
正に選定すればサーマルクラウンの発生が極めて
少ない鋳造ロールの作成が可能となるが、サーマ
ルクラウンの形状は胴長方向中央部が凸となる事
はさけられない。冷間圧延性を考えるなら、サー
マルクラウンの形状は胴長方向中央部が凹の形状
が望ましい。したがつてこの点をさらに改良する
為、中央部が薄く両端部の厚いシエル１と中央部
が厚く両端部の薄いスリーブ２を組合せた構造と
するのが好ましい。

上述の記載では、鋳造ロール構造もしくはシエ
ル材質等の変更によるサーマルクラウンの形状改
善方法を述べたが、これらの方法以外でサーマル
クラウンの形状を改善する方法として、第１図に
示すように鋳造ロールの胴長方向の端部を外表面
から火炎もしくは、誘導加熱等の装置を設けてこ
れにより局部的に加熱するかもしくは、鋳造ロー
ル内部にヒーター等を設置して局部的に加熱し、
金属板鋳造時の溶融金属からの熱伝導によつて生
じる熱膨張以上の熱膨張を生じさせて、サーマル
クラウンが胴長方向中央部が凹となる様に制御す
ることができる。尚、鋳造ロールの端部を加熱装
置９によつて局部的に加熱する温度は、鋳造条
件、鋳造ロール構造等により最適となる様選定す
る。

（発明の効果） 本発明によれば、鋳造ロールの中央部分と両端
部との膨張をより均一にでき、胴長方向のロール
表面を直線状にできるので、連続的に製造される
金属板をフラツトで良質な製品とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明鋳造ロールの基本構造を示す
模式図、第２図〜第４図は、本発明鋳造ロールの
他の例を示すもので、第２図はシエルの厚みを変
えたもの、第３図および第４図はスリーブの厚み
を変えたものである。第５図は、金属板製造中の
シエル内の温度分布を示すグラフである。 １……シエル、２……スリーブ、３……アーバ
ー、４……冷却水路、５……リブ、６……ボル
ト、７……円板、８……空間、９……加熱装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳造ロールの内部構造をシエル１スリーブ２
   アーバー３の３重構造とし、シエル１とスリーブ
   ２の間には複数の冷却水路４を設け、スリーブ２
   とアーバー３の間には空間部８を設け、シエル１
   をスリーブ２の内面から複数のボルト６で固定
   し、スリーブ２とアーバー３はリブ５および又は
   円板７で固定したことを特徴とする金属板連続鋳
   造機用鋳造ロール。 ２ シエルの肉厚を、胴長方向に中央部が薄く両
   端部が厚い構造とした請求項１記載の鋳造ロー
   ル。 ３ スリーブの肉厚を、胴長方向に中央部が厚く
   両端部が薄い構造とした請求項１または２記載の
   鋳造ロール。 ４ シエルの材質として、低熱膨張合金または低
   熱膨張合金を母材とし外表面を表面硬化処理もし
   くは高硬度異種材料でコーテイングもしくは接合
   したものを用いた請求項１〜３のいずれか１つに
   記載の鋳造ロール。 ５ 鋳造ロールの両端部に局部的に加熱する装置
   を備えた請求項１〜４のいずれか１つに記載の鋳
   造ロール。