JPH074651B2 - 金属薄帯の連続鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷却ドラムの相互間隙を調整しながら一定し
た形状をもつ金属薄帯を連続鋳造する装置に関する。

〔従来の技術〕 最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数mm〜数十
mm程度の板厚をもつ金属薄帯を直接的に製造する方法が
注目されている。この連続鋳造法によるとき、従来のよ
うな多段階にわたる熱延工程を必要とすることなく、ま
た最終形状にする圧延も軽度なもので済むため、工程及
び設備の簡略化が図られる。

第３図は、この連続鋳造法の一つとして、特開昭60−13
7562号公報等で紹介されているツインドラム方式の設備
構成を示す。

この方式においては、互いに逆方向に回転する一対の冷
却ドラム1a,1bの間に、ドラム軸方向両端をサイド堰2a,
2bで仕切り、湯溜り部３を形成する。そして、この湯溜
り部３に溶融金属４を注入し、冷却ドラム1a,1bを介し
て溶融金属４を抜熱することにより、それぞれの冷却ド
ラム1a,1bの表面に凝固シェルを生成させる。この凝固
シェルは、成長しながら冷却ドラム1a,1bの回転に伴っ
てドラムギヤツプ５に移動する。そして、それぞれの冷
却ドラム1a,1b表面上に形成された凝固シェルは、ドラ
ムギャップ５で圧接され、金属薄帯６として冷却ドラム
1a,1b間から搬出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

このツインドラム方式においては、板厚特性の優れた金
属薄帯６を製造するために、冷却ドラム1a,1b間の間隙
を正確に維持することが必要である。そのため、冷却ド
ラム1a,1bの一方又は双方に押圧機構（図示せず）を対
峙させて、冷却ドラム1a,1bに金属薄帯６の板厚に応じ
た押圧力を加えながら、鋳造時にドラム間隙を一定に維
持している。

しかしながら、上記のように鋳造時のドラム間隙を一定
に維持していても、次のような理由により金属薄帯６の
板厚が変動する。すなわち、ドラム製作時の加工精度不
良に基づく真円度不良や、鋳造中の事故などにより湯溜
り部３に溶融金属４が有る状態で冷却ドラム1a,1bの回
転が中止されたときの熱歪みによる変形などによる冷却
ドラム1a,1bの１回転内におけるドラム間隙の変動によ
って金属薄帯６の板厚が変動する。また、鋳造中にサイ
ズ堰2a,2bと冷却ドラム1a,1bとの間に生じた鋳ばりやス
ラグが鋳造装置の振動によりドラムギャップ５に咬込ん
でドラム間隙を押し拡げたり、あるいはドラム表面の汚
れむらにより凝固シェルの厚さが部分的に変動してドラ
ム間隙を押し拡げたりする結果、金属薄帯６の板厚が変
動する。ここで、前記鋳ばりが大きい場合には、ドラム
ギャップ５が大きく押し拡げられるために、金属薄帯６
の板厚が厚くなるだけでなく、板厚が厚いことにより冷
却が遅れて、この部分が高温部となり（以下、これをホ
ットバンドという）、甚だしいときには金属薄帯６が破
断して鋳造ができなくなることがある。

前記の板厚変動要因のうち、冷却ドラム1a,1bの真円度
不良や熱歪み変形に起因する板厚変動は、ミルスプリン
グ値（冷却ドラムの押圧力／冷却ドラムの押込み量）が
小さい方が板厚変動は小さくなる。一方、鋳ばり等のド
ラムギャップ５への咬込みに起因する板厚変動は、ミル
スプリング値が大きい方が板厚変動は小さくなる。

このような条件のもとで長時間安定して鋳造を行うため
には、冷却ドラム1a,1bの真円度不良や熱歪み変形に起
因する板厚変動を小さくするように制御しながら、同時
に鋳ばり等のドラムギャップ５への咬込みに起因する板
厚変動を防止して、ホットバンド等の欠陥を防止するこ
とが必要である。

ところが、第４図の冷却ドラム押圧力と冷却ドラム押込
み量との関係図に示すように、押圧力が小さな領域では
押圧力の大きさとドラムギャップ５の間隙との間は直線
的な関係になく、かつミルスプリング値が小さい。この
理由は、冷却ドラム1a,1bが押圧力を受けたとき、ドラ
ム、軸受、ハウジング等で構成される全体装置のなかの
一部がまず局部的に弾性変形して、その後に全体が弾性
変形することによる。すなわち、冷却ドラム1a,1bの当
たり面の偏平の度合や、ドラム軸受のベアリング内外輪
と軸との当たり具合、軸受箱と荷重検出用ロードセル等
との当たりの不整や凹凸等のために、押圧力が小さな領
域では、これらの各部分が局部的に荷重を受けて局部的
に弾性変形し、押圧力が大きくなると全体の大きな面で
荷重を受けるようになって、局部的な弾性変形に続いて
全体が弾性変形する。従って押圧力が小さいときには、
局部がその荷重に応じて変形するために、ミルスプリン
グ値は小さく、押圧力が大きくなるに従ってミルスプリ
ング値は大きくなり、荷重を全体で受けるようになる
と、ミルスプリング値は一定値となる。第４図に示した
例では、冷却ドラム押圧力が2ton以下の領域ではミルス
プリング値は小さく、かつ、押圧力の大きさとドラムギ
ャップ５の間隙との関係は非直線的である。

このような装置の特性から、板厚の薄い金属薄帯６の鋳
造時には、サイズ堰2a,2bと冷却ドラム1a,1bとの間に生
じる鋳ばりやスラグ等の異物が冷却ドラム1a,1bの間に
咬み込まれて、金属薄帯６にホットバンドが生じたり、
極端な場合には破断が生じ、安定した操業ができないこ
とになる。この点から、押圧力をある値以下に下げるこ
とができず、従って、冷却ドラム1a,1bの真円度不良や
熱歪み変形に起因する板厚変動と、鋳ばり等のドラムギ
ャップ５への咬込みに起因するホットバンドや破断の発
生及び板厚変動を同時に防止することは困難であった。

そこで、本発明は、冷却ドラムを相互に離間する方向の
力を付勢する加圧シリンダーを冷却ドラムの間に介在さ
せることによって、ホットバンドや破断の発生がなく、
かつ板厚精度のすぐれた金属薄帯を製造することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造装置は、その目的を達成するために、
互いに逆方向に回転する一対の冷却ドラムの間に湯溜り
部を形成し、該湯溜り部に注入された溶融金属から金属
薄帯を連続鋳造するツインドラム方式の連続鋳造装置に
おいて、前記冷却ドラムを相互に離間する方向の力を付
勢する加圧シリンダーを冷却ドラムの間に介在させ、且
つ前記冷却ドラムを互いに近接する方向に押圧力を加え
る押圧機構を前記冷却ドラムのいずれか一方又は双方に
対峙させたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図は本発明実施例の連続鋳造装置の要部を示す平面
図である。なお、同図において、第３図に示した部材等
に対応するものについては、同一の符番で指示した。

図に示すように、冷却ドラム1a,1bには、通常設置され
る軸受7a,7bとは別に、加圧シリンダー10により押拡げ
力を受ける軸受8a,8bを設ける。加圧シリンダー10は、
この軸受8aと8bの間に設け、冷却ドラム1aと1bに対して
押拡げ力を加える。そして、加圧シリンダー10により冷
却ドラム1a,1bを押し拡げる方向に力を加えた状態で冷
却ドラム押圧用の油圧シリンダー９により冷却ドラム1b
を冷却ドラム1aに対して押圧する。この状態において
は、軸受7a,7bのベアリング内外輪と軸との当たり面や
軸受7aと荷重検出用ロードセル11との当たり面等が、不
整や微小な凹凸が弾性変形することによって全体が一様
に当たった状態となり、ドラム押圧力とドラム押込み量
との関係は、第２図の直線（イ）に示すように、ドラム
押圧力の小さな領域においても直線的となる。そして、
油圧シリンダー９のストロークをさらに大きくすると、
見掛け上のミルスプリング値がより大きくなり、ドラム
押圧力とドラム押込み量との関係は同図の直線（ロ）の
ようになる。

本発明者等の実験によると、ミルスプリング値が10〜14
ton/mm程度であると、金属ばり等の咬込みによってホッ
トバンドが発生し、金属ばりの大きさによっては、ホッ
トバンド部分で金属薄帯６が破断する事故が生じた。一
方、油圧シリンダー９のストロークを大きくしてミルス
プリング値を20〜30ton/mm程度にすると、ホットバンド
数が減少し、また発生してもその大きさが軽減されて金
属薄帯６の破断が発生することはなかった。

ところで、油圧シリンダー９のストロークを大きくして
ミルスプリング値を大きくすると、前述した冷却ドラム
1a,1bの真円度不良や熱歪み変形に起因する金属薄帯６
の板厚変動が助長される。そこで、本装置による操業に
おいては、冷却ドラム1a,1bの真円度不良や熱歪み変形
に応じて油圧シリンダー９によるドラム間隙制御を行っ
て、板厚変動を防止する。すなわち、鋳造作業開始前
に、溶融金属が湯溜り部３にない状態で、冷却ドラム1
a,1bを油圧シリンダー９で押圧しながら回転させ、この
ときの軸受7aの荷重変化をロードセル11で検出する。冷
却ドラム1a,1bの１回転内の荷重変化が、冷却ドラム1a,
1bの真円度不良や熱歪み変形に起因するドラム間隙の変
化に対応したものであるので、この鋳造開始前に検出し
た１回転内の荷重変化に基づいて、鋳造中に油圧シリン
ダー９の押圧力を制御してドラム間隙制御を行う。

このように、加圧シリンダー10により冷却ドラム1a,1b
を押し拡げる方向に力を加えた状態で、冷却ドラム押圧
用の油圧シリンダー９により冷却ドラム1bを冷却ドラム
1aに対して押圧することにより、ドラム押圧力の小さな
領域においても、ドラム押圧力とドラム押込み量との関
係は直線的となり、また加圧シリンダー10のストローク
を大きくすることにより、見掛け上のミルスプリング値
を大きくすることができる。これにより、鋳ばり等の咬
込みによる金属薄帯のホットバンドや破断の発生を防止
することができる。また、冷却ドラム1a,1bの真円度不
良や熱歪み変形に応じて冷却ドラム押圧用の油圧シリン
ダー９の押圧力を制御することにより、ドラム間隙を一
定に維持することができる。これにより、板厚変動の小
さい金属薄帯６を製造することができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、冷却ドラム
を相互に離間する方向の力を付勢する加圧シリンダーを
冷却ドラムの間に介在させることによって、冷却ドラム
の押圧力が小さい領域にあっても、冷却ドラム押圧力と
冷却ドラム押込み量の直線的な関係が得られると共に、
ミルスプリング値を大きくすることができる。さらに、
冷却ドラム1a,1bの真円度不良や熱歪み変形に応じて冷
却ドラム押圧用の油圧シリンダー９の押圧力を制御する
ことにより、ドラム間隙を一定に維持することができ
る。これにより、鋳ばり等の咬込みによる金属薄帯のホ
ットバンドや破断の発生を防止すると共に、板厚変動の
小さい金属薄帯を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の連続鋳造装置の要部を示す平面
図であり、第２図は本発明の効果を具体的に表したグラ
フである。他方、第３図は従来のツインドラム方式の連
続鋳造装置を示し、第４図はその装置における問題点を
説明するためのグラフである。 1a,1b:冷却ドラム、2a,2b:サイド 3:湯溜り部、4:溶融金属 5:ドラムギャップ、6:金属薄帯 7a,7b:軸受、8a,8b:軸受 9:油圧シリンダー、10:加圧シリンダー 11:ロードセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 邦政 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 寺戸 定 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−212451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−6739（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに逆方向に回転する一対の冷却ドラム
   の間に湯溜り部を形成し、該湯溜り部に注入された溶融
   金属から金属薄帯を連続鋳造するツインドラム方式の連
   続鋳造装置において、前記冷却ドラムを相互に離間する
   方向の力を付勢する加圧シリンダーを冷却ドラムの間に
   介在させ、且つ前記冷却ドラムを互いに近接する方向に
   押圧力を加える押圧機構を前記冷却ドラムのいずれか一
   方又は双方に対峙させたことを特徴とする金属薄帯の連
   続鋳造装置。