JPH06262306A

JPH06262306A - 双ロール式連続鋳造装置

Info

Publication number: JPH06262306A
Application number: JP7853193A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Todoroki; 秀和轟; Tetsuo Maruyama; 哲男丸山; Koji Nakatani; 孝司中谷; Hiroshi Ogiwara; 浩荻原
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】サイド堰のチッピングやクラックの発生を防
止することができ、操業安定性に優れかつ製品鋳片の高
品質化に寄与しうる双ロール式金属連続鋳造装置を提供
する。【構成】本発明の双ロール式連続鋳造装置は、円筒形
の胴部とその両側の端面１０、１０’とを有する２本の
鋳造ロール１、１’を備えている。鋳造ロールは、胴部
間に鋳片３の板厚に相当する間隙を置いて並設されてい
る。鋳造ロールの両端面には耐火物製サイド堰２、２’
が押し当てられている。これらのロールの胴部外周面と
端面とが交差するロールエッジ部は、Ｒ０．５〜２．０
の範囲で丸められている。そのため、ロール端面との摺
動に伴うサイド堰２、２’の摩耗部の角部が丸くなだら
かになり、応力集中を緩和できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄鋼板（厚さ約５mm以
下）を溶鋼から直接鋳造する連続鋳造機に代表される双
ロール式連続鋳造装置に関する。特には、耐火物製のサ
イド堰をロール両端面に押し当て溶湯をシールする必要
のある形式の双ロール式連続鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄鋼板の連続鋳造装置を例にとって従来
技術を説明する。図２は、本発明及び従来技術に係る双
ロール式連続鋳造装置の概要を示す側面断面図である。
同径・同長の２本の円筒形鋳造ロール１及び１’が、所
定の間隔を置いて水平に並設されている。ロールは、お
互いに対面するロール胴部外周表面において、下方向の
周速を有するように所定の速度で回転している。また、
ロールには内部に水流路（図示せず）が設けられてお
り、この流路を通る冷却水によっては冷却されている。

【０００３】ロールの胴部端面には、耐火物製のサイド
堰２が両ロール１、１’の端面間に掛渡すように、か
つ、それら端面に（図２の紙面の裏側から表側方向へ）
所定の力で押し付けられるように設けられている。サイ
ド堰はロールの反対側の胴部端面にも同様に設けられて
いる。このようにして、２本のロール１、１’、及び２
枚のサイド堰２、２’によって、湯溜り部８が形成され
ている。

【０００４】湯溜り部８では、鋳造ロール１、１’表面
に凝固シェル９が形成され、湯溜り部の下部出口部で鋳
片３となる。この鋳片３はピンチロール６によって把持
・引抜きされて薄鋼板となる。鋳造ロール１、１’の対
向する胴部外周面の間隔はほぼ鋳片（薄鋼板）３の厚さ
に等しい。湯溜り部８には、製造される鋳片３に対応す
る量の溶鋼４が、タンディッシュ５から注湯ノズル７を
介して供給される。

【０００５】図３は、従来の鋳造ロールを有する双ロー
ル式連続鋳造機を図２の III−III方向に見た断面図で
あって、図の左右方向がロールの軸芯方向である。対向
する２本の鋳造ロール１、１’の左右の端面１０、１
０’には、サイド堰２、２’が、油圧シリンダ１９等の
押付け手段によって、押し付けられている。ロール１、
１’及びサイド堰２、２’で囲まれた細長い矩形の部分
は、鋳辺３の断面である。

【０００６】サイド堰２は、回転する鋳造ロール１の端
面に押し付けられているので、サイド堰２のロール側の
面は、ロール端面１０と接触する部分が摩耗する。ロー
ルの端面１０は、同面とサイド堰との間の溶鋼シール性
を向上させるため、ロール外周側のロール端部１３が外
方向に出っ張り、ロール軸芯寄りの端面が内側に引っ込
んだ形をしている。そのため、サイド堰２には、ロール
端部１３が食い込んで行くような形態の摩耗が生ずる。
ここで、サイド堰は、耐熱性、耐食性及び耐摩耗性のあ
る、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）等
のセラミック材を主成分とする耐火物で作られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４は、サイド堰のロ
ール押し当て面を図３のIV−IV方向に見た図である。サ
イド堰２の上記面には、鋳造ロール１の端部が押し付け
られて摩耗した円弧状の摩耗溝２１が見られる。この摩
耗溝及びその付近には、チッピング２３とクラック２５
という２種類の損傷が発生している。

【０００８】チッピング２３は、摩耗溝２１の内側端
面、すなわちサイド堰２中央部の溶鋼接触面２２と摩耗
溝２１の境界部のエッジ部分、から破片が欠け落ちる形
態の損傷である。チッピングは、サイド堰の溶鋼接触面
の比較的上部に発生しやすい。一般の連続鋳造機では、
摩耗溝２１の深さが２mm以上となると発生する。サイド
堰２を横方向に振動させるタイプの連続鋳造機において
は、摩耗溝の深さが０．５mm以上になるとチッピングが
発生する。チッピングが著しくなるとサイド堰の寿命が
著しく短くなり、所定の鋳造量を鋳造できなくなる。ま
た、チッピング片が鋳片に巻き込まれて、ピット、割れ
等の欠陥を発生させ鋳片品質を低下させる。

【０００９】クラック２５は、サイド堰２の厚さ方向に
深く入りかつ縦横にも伸びる亀裂である。クラックは、
２本のロールの外周面が最も近接している、サイド堰２
の下辺２７付近における摩耗溝２１にはさまれた部分
（鋳片引き出し部）に起こりやすい。その理由は、この
部分に、ロールや鋳片との摩擦力に起因する引張応力が
発生するためと考えられる。このクラックは、サイド堰
の破壊に結びつく危険な損傷であると同時に、破壊に至
らなくとも湯漏れの原因となる。

【００１０】本発明は、上述のサイド堰のチッピングや
クラック等の発生を防止する手段を備えた、操業安定性
に優れかつ製品鋳片の高品質化に寄与しうる双ロール式
金属連続鋳造装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、サイド堰２
（耐火材板）の摩耗溝２１の内側の段部における形状変
化（鋭いコーナーやエッジ）による応力集中が上記チッ
ピングやクラクックの１つの原因ではないか、と考え
た。摩耗溝の形状は、図５に拡大して示すように、基本
的には鋳造ロール端部１３の形状がプリントされたもの
である。そして、同ロール端部１３のロールエッジ１１
については、ロール端面とこれが押しつけられるサイド
堰面間にスキマがあると、“湯差し”（スキマに溶鋼が
入って固まってしまう現象）が起きることが懸念される
ため、従来はアールのない直角エッジとしていた。本発
明者は、このエッジ部の形状を最適化することにより、
湯差しを防止しつつ、チッピングやクラックの問題を解
消することができるとの考えの下、様々な実験を行った
末に本発明を完成させるに至った。

【００１２】本発明の双ロール式連続鋳造装置は、金属
溶湯から薄板鋳片を直接製造する双ロール式連続鋳造装
置であって；円筒形の胴部とその両側の端面とを有する
２本のロールであって、両ロール胴部間に上記鋳片の板
厚に相当する間隙を置いて並設された２本の鋳造ロール
と、これら２本の鋳造ロールの両側の各々の端面間に掛
渡すように設けられた、当該ロール端面に押し当てられ
た２組の耐火物製サイド堰と、これらのロールとサイド
堰とによって形成される湯溜り部とを有し；これらのロ
ールの胴部外周面と端面とが交差するロールエッジ部
が、Ｒ０．５〜２．０の範囲で丸められていることを特
徴とする。

【００１３】

【作用】上記ロールエッジ部はサイド堰の面に回転しな
がら押し当てられており、同面は、鋳造中、次第に、同
エッジ部の形状に倣って摩耗していき、摩耗溝が形成さ
れる。図５に示されているように、この摩耗溝の溶鋼接
触面側の段差部３１の角部３３は、上記ロールエッジ部
の形状がプリントされるので、ロールエッジを丸めてお
けば、サイド堰の摩耗溝の角部も丸くなだらか（角度９
０°以上）にできる。これによって、サイド堰（耐火物
性）の同段差部周辺での応力集中を緩和し、その結果、
同段差部でのチッピングやクラツクの発生を防止でき
る。

【００１４】ロールエッジ部のＲの範囲について説明す
る。Ｒが０．５未満であると、上記角部３３にかかる応
力を十分に低減することができないため、チッピング量
を低減させる効果が上がらない。Ｒが２．０mmを超える
と、ロールとサイド堰の間に溶鋼が差し込む現象が起き
て、鋳片端部にバリが出て同部形状を悪化させる。その
ため、Ｒは０．５〜２．０mmが適している。なお、ここ
でいうＲは、厳密な円弧形状に限られるものではなく、
丸められた形状全体を妥当に近い円弧に等置した場合に
上記条件に当てはまる形状も本発明のＲに含まれる。

【００１５】なお、本発明の連続鋳造装置は、サイド堰
を振動させるタイプである場合に効果が最も大である。
また、ロール端面の外周側部分がリング状にロール軸方
向外側に出張っているタイプの鋳造ロールに用いること
が、ロールエッジにアールを設けることに伴う湯ざしの
発生を防止する上で好ましい。出張り部のみでサイド堰
と接触させることにより、ロール端面とサイド堰面との
密着性が良くなるからである。また、ロール端面加工上
も好ましい。

【００１６】サイド堰を構成する耐火材としては、割れ
にくく、耐熱衝撃性及び耐溶損性に優れたセラミック
ス、例えば窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃ Ｎ
₄ ）もしくは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はこれらの
複合材を用いるのが好ましい。

【００１７】本発明の実施例に係る図面及び実際に鋳造
した後のサイド堰の写真等を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の一実施例に係る連続鋳造装置配置を示す図
である。この図においては、前述の従来例（図３、５）
とは異なり、鋳造ロール１、１’のロール胴エッジ１１
はＲ加工されている。この実施例ではロールは銅製で表
面にＮｉメッキを施しており、径８００mm、長さ６００
mmである。ロールの端部１３の出張り部の幅は１０mmで
ある。またロール周速は最外周で７０m/min である。

【００１８】サイド堰２の材質は、ＢＮとＳｉ₃ Ｎ₄ の
複合材であり、その硬さはショア硬さ４０である。サイ
ド堰２の厚さは１０mmであり、許容摩耗深さは２mmであ
る。また、サイド堰は操業中に横方向に２mm、サイクル
２０Hzで振動させられる。

【００１９】このような装置を用いて、ロールエッジの
Ｒを０〜３mmの範囲で変えながら、ＳＵＳ３０４薄板
（厚さ２mm）を１０トンずつ鋳造した。鋳造された板に
ついて、板表面に巻き込んだ大きさ０．５mm以上のチッ
ピング片数（個／m²）を数えた。また、板端部のバリの
高さを計測した。図６は、横軸にＲ（mm）をとり、縦軸
にチッピング片数（個／m²）とバリ高さ（mm）をとり、
それらの関係をプロットしたグラフである。Ｒが０．５
未満ではチッピングが多発し、Ｒが２．０を超えるとバ
リが高くなることが示されている。従って、良好な品質
の鋳造薄板を得るには、Ｒが０．５〜２．０の範囲が適
当である。

【００２０】図７は、鋳造後のサイド堰の摩耗溝部の損
傷状況を表す写真である。（Ａ）はＲが０で５トン鋳造
後にチッピングが激しくなったため鋳造を中止した状態
である。（Ｂ）はＲが２．０mmで１０トンの溶鋼を最後
まで鋳造した状態である。従来は５トンの鋳造で、サイ
ド堰のチッピング及び割れのために操業を中止せねばな
らなかったが、本実施例では１０トンの鋳造が可能とな
った。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
双ロール式連続鋳造装置は以下の効果を発揮する。サイド堰のチッピングを抑制することができるので
鋳片薄板の表面性状を改善できる。サイド堰のチッピングを抑制できるとともにクラッ
クの防止にも効果があるので、サイド堰の寿命を伸ばす
ことができる。そのため、サイド堰の寿命によっても決
定される一回当りの連続鋳造量を増やすことができる。サイド堰の破壊事故を防止できるので、連続鋳造操
業の安全、安定、歩留向上、設備メンテナンスコスト低
減にもつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る双ロール式連続鋳造装
置の主要部を示す断面図である。

【図２】本発明及び従来技術に係る双ロール式連続鋳造
装置の概要を示す側面断面図である。

【図３】従来の双ロール連続鋳造装置を、図２の III−
III 方向に見た断面図であって、図の左右方向がロール
の軸芯方向である。

【図４】サイド堰のロールへの押し当て面を、図３のIV
−IV方向に見た図である。

【図５】図３の鋳造装置のロール端部とサイド堰との接
触部を拡大して示す断面図である。

【図６】横軸にＲ（mm）をとり、縦軸にチッピング片数
（個／m²）とバリ高さ（mm）をとり、それらの関係をプ
ロットしたグラフである。

【図７】鋳造後のサイド堰の摩耗溝部の損傷状況を表す
写真である。（Ａ）はＲが０で５トン鋳造後、（Ｂ）は
Ｒが２．０mmで１０トン鋳造後の状態である。

【符号の説明】

１鋳造ロール１３ロール
端部２サイド堰１９油圧シ
リンダ３鋳片（薄鋼板）２１摩耗溝４溶鋼２２溶鋼接
触面５タンディッシュ２３チッピ
ング６ピンチロール２５クラッ
ク７注湯のノズル２７下辺８湯溜り部３１摩耗溝
段差部１０ロール端面１１エッジ３３摩耗
溝角部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中谷孝司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研究開発本部技術研究所内 (72)発明者荻原浩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

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属溶湯から薄板鋳片を直接製造する双
ロール式連続鋳造装置であって；円筒形の胴部とその両
側の端面とを有する２本のロールであって、両ロール胴
部間に上記鋳片の板厚に相当する間隙を置いて並設され
た２本の鋳造ロールと、これら２本の鋳造ロールの両側の各々の端面間に掛渡す
ように設けられた、当該ロール端面に押し当てられた２
組の耐火物製サイド堰と、これらのロールとサイド堰とによって形成される湯溜り
部とを有し；これらのロールの胴部外周面と端面とが交
差するロールエッジ部が、Ｒ０．５〜２．０の範囲で丸
められていることを特徴とする双ロール式連続鋳造装
置。