JPH0751811A - 薄帯金属の冷却ロール - Google Patents

薄帯金属の冷却ロール

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JPH0751811A
JPH0751811A JP22281193A JP22281193A JPH0751811A JP H0751811 A JPH0751811 A JP H0751811A JP 22281193 A JP22281193 A JP 22281193A JP 22281193 A JP22281193 A JP 22281193A JP H0751811 A JPH0751811 A JP H0751811A
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JP
Japan
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roll
cooling
gas
outer ring
fixed shaft
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Withdrawn
Application number
JP22281193A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Takihara
和彦 瀧原
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、溶融金属または鋳造,熱間圧延お
よび冷間圧延した薄帯金属等を効率良く冷却する薄帯金
属の冷却ロールを提供する。 【構成】 固定軸1を中心として全周に冷却水溝4を配
したロール外輪5を設け、給,排水管6a,6bを冷却
水溝4に接続し、ロール外輪5の内側には固定軸との間
に放射状にガス仕切板9を挿入して、仕切板により外輪
内部にガス経路10を形成し、固定軸を縦通するガス供
給管11をそれぞれガス経路に接続し、さらにロール外
輪に冷却水溝の間を縫ってガス噴気孔12を設けた薄帯
金属の冷却ロールである。 【効果】 冷却ロールと薄帯金属間に高熱伝導率不活性
ガスを介在させて冷却ロールの抜熱量を向上させ、薄帯
金属等の冷却効率を向上して結晶の微細化と加工性の向
上を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属または鋳造,
熱間圧延および冷間圧延した薄帯金属を効率良く冷却す
る薄帯金属の冷却ロールに関する。
【0002】
【従来の技術】溶融金属または鋳造,熱間圧延および冷
間圧延した薄帯金属を冷却ロールを用いて効率良く急速
冷却することは、冷却に際して薄帯金属の結晶を微細化
し、加工性にも優れ、ローピングや肌荒れ,光沢ムラ,
皺等のない表面性状に優れた薄帯金属を得る手段として
重要なことである。
【0003】例えば、内側に向かって回転する一対の冷
却ロール間に溶融金属を注入し、これを急冷凝固して金
属薄板を製造する双ロール式連続鋳造方法はベッセマー
法と知られている。
【0004】また双ロール式連続鋳造方法において、最
近では一対の冷却ロール間の湯溜り部における凝固過程
では緩冷却を行い、鋳造直後の薄肉鋳片は急速冷却する
ことによって、割れ,皺,光沢むら等の欠陥のない薄肉
鋳片を製造できることが述べられている。
【0005】緩冷却方法としては、冷却ロールの周表面
にディンプル加工を施す方法が例えば特開平1−833
40号公報,特開平2−53152号公報および特開平
3−66455号公報により開示されている。
【0006】また鋳造直後の薄肉鋳片を急速冷却する方
法として、ピンチロールまたは押付けロールによって一
方の冷却ロールにロールギャップから送出された薄肉鋳
片を接触させて急速冷却する方法が、例えば特開昭58
−97468号公報,特開昭59−127954,特開
平2−290651号公報および特開平2−24704
9号公報により開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで双ロール式連
続鋳造方法では、溶融金属を急速冷却して凝固させるこ
とによって結晶粒の微細化を図り、高靱性および高強度
で表面品質の優れた薄肉鋳片を製造することが1つの大
きな特徴であるが、前記した冷却ロールの周面に特定深
さの凹状のディンプルを均一に付け緩冷却したのでは、
結晶粒を微細化することが困難となる。
【0008】そこで本発明者は、この問題を解消するた
めに、一対の冷却ロール間の湯溜り部における凝固過程
と割れや皺等の欠陥との相関について調査し、初期の凝
固域のみを緩冷却することによって割れおよび皺の防止
が図れることが判った。
【0009】また本発明者の実験によると、ディンプル
加工された一対の冷却ロールで製造された薄肉鋳片の表
面にはディンプル形状が転写された凹凸状になってお
り、また急速冷却による収縮が発生して平坦な表面が得
られないため、冷却ロールと薄肉鋳片間にエアーギャッ
プが発生してしまい、急速冷却が困難となる。
【0010】本発明者の検討によると、冷却ロールと薄
肉鋳片間の支配的な伝熱機構が熱伝導であることから、
エアーギャップの熱伝導率を変更することで改善できる
ことが判った。
【0011】本発明は、冷却ロール周面の冷却能力を変
更可能とすることにより、溶融金属または鋳造,熱間圧
延および冷間圧延した薄帯金属を、効率良く冷却する薄
帯金属の冷却ロールを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、固定軸を中心
として軸受およびサイド壁を介して全周に亘り冷却水溝
を配したロール外輪を設け、固定軸を縦通する給水管お
よび排水管を前記冷却水溝に接続してロール冷却系を形
成し、ロール外輪の内側には外輪周方向の一定の幅に亘
り固定軸との間に放射状にガス仕切板を挿入して、該仕
切板により外輪内部に複数のガス経路を形成し、固定軸
を縦通するガス供給管をそれぞれ分割したガス経路に接
続し、さらに前記ロール外輪には冷却水溝の間を縫って
放射状にガス噴気孔を設けたことを特徴とする薄帯金属
の冷却ロールである。
【0013】
【作用】本発明は、鋳造または熱間圧延した薄帯金属、
または双ロール式薄帯金属連続鋳造において形成された
凝固シェル等を効率よく冷却する冷却ロールである。
【0014】先ずロール外輪の全周に亘り冷却水溝を配
し、給,排水管により冷却水を供給して薄帯金属等を冷
却する。この際薄帯金属と冷却ロール間に空気等が存在
すると、この間の熱伝導率が低下し抜熱量を悪化させ
る。ここでガス供給管よりヘリウム等の高熱伝導性の不
活性ガスを供給し、これをロール外輪に設けたガス噴気
孔より噴射してロール外輪と薄帯金属の間に介在させ、
ロール外輪による抜熱効果をあげ冷却効率を向上させ
る。
【0015】この際に、薄帯金属が冷却ロールに当接す
る外輪周方向の一定の幅に亘り固定軸との間に放射状に
ガス仕切板を挿入し、この仕切板により形成されるガス
経路にのみ不活性ガスを供給して、ロール外輪周方向の
一定の幅に接する薄帯金属の間に噴射する高熱伝導性の
不活性ガスを効率よく介在させるようにしている。
【0016】下記表1に本発明で使用可能な不活性ガス
媒体および空気の1000K付近における熱伝導率を示
す。ここで本発明の装置にて不活性ガスの熱伝導率とし
ては、アルゴンの熱伝導率(43.45mW/m・K)
の2倍以上で、ほぼ100mW/m・K以上あれば十分
に薄帯金属の急速冷却効果を発揮できる。
【0017】
【表1】
【0018】ここで使用する不活性ガス媒体としては、
高い熱伝導率を有するヘリウムが効率的ではあるが、ヘ
リウムのみを使用すれば熱伝導率は非常に高く従って冷
却効果も高いが、コストが高くなって操業費の高騰を招
くので、空気よりも若干熱伝導率は低いが安価なアルゴ
ン,窒素等の不活性ガスをヘリウムと混合使用して操業
費の高騰を抑えながら熱伝導率を調整する。
【0019】このように本発明の冷却ロールを適用する
ことにより、鋳造または熱間圧延した薄帯金属、または
双ロール式薄帯金属連続鋳造で形成された凝固シェル等
を効率よく冷却することができ、薄帯金属等の冷却効率
は向上して結晶粒が50μm以下に微細化され、加工性
にも優れ、ローピングや肌荒れ,光沢ムラ,皺等のない
表面性状に優れた薄帯金属を得ることができる。
【0020】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は薄帯金属冷却ロールの側断面図,図2(a)
は図1のA−A矢視断面図,図2(b)は図1のB−B
矢視断面図,図3は図2(b)に示すC部の拡大図を示
す。
【0021】冷却ロールは、固定軸1を中心として軸受
2およびサイド壁3を介して全周に亘り冷却水溝4を配
したロール外輪5を設け、固定軸1を縦通する給水管6
aおよび排水管6bをそれぞれサイド壁3中の連絡管7
a,7bを通じて冷却水溝4に接続してロール冷却系を
形成する。ロール外輪5は駆動モータ8により固定軸1
を中心として軸受2周辺を回転駆動する。
【0022】ロール外輪5の内側には、外輪周方向の一
定の幅に亘り固定軸1との間に放射状に複数のガス仕切
板9を挿入して、この仕切板により外輪内部に放射状に
複数のガス経路10を形成し、固定軸1を縦通するガス
供給管11を分岐してそれぞれ分割したガス経路10に
接続する。
【0023】さらにロール外輪5には、図3に示すよう
に冷却水溝4の間を縫って放射状にガス噴気孔12を設
ける。
【0024】図4は、この冷却ロールを双ロール式連続
鋳造装置に適用した場合の第1の実施例を示し、本装置
は、平行に配置した一対の冷却ロール21a,21bの
軸方向両端をサイド堰で仕切って、一対の冷却ロール2
1a,21b間に湯溜り部24を形成する。
【0025】そして冷却ロール外輪5a,5bが湯溜り
部24に接する外輪周方向の幅に亘り、固定軸1との間
に複数の放射状のガス仕切板9を挿入する。
【0026】次いでこの連続鋳造装置による鋳造方法に
ついて説明する。先ず湯溜り部24に注湯ノズル(図示
省略)により溶融金属を注入する。
【0027】一対の冷却ロール21a,21b間の湯溜
り部24において、溶融金属と冷却ロール21a,21
bの接触域で抜熱されることにより凝固シェル27a,
27bが形成されて、引続きそれぞれの凝固シェル27
a,27bは、ロールギャップ29に至って圧下接合さ
れ、薄肉鋳片30が製造される。
【0028】この湯溜り部24で、凝固シェル27a,
27bを形成しこれを冷却する過程で、湯面近傍におけ
る冷却ロール21a,21bと溶融金属とが初期に接触
する領域においては、冷却ロール21a,21bのガス
仕切板9により形成されるガス経路10に熱伝導率が空
気より小さな窒素またはアルゴンガス等の非酸化ガスを
供給して、ロール外輪5a,5b表面に設けたガス噴気
孔12よりロール外輪5a,5bと凝固シェル27a,
27b間に噴射介在させることによって、凝固シェル2
7a,27bの緩冷却を行う。
【0029】また湯溜り部24の上部の空間を、窒素ま
たはアルゴンガスとしてもよい。さらに湯溜り部24に
おける湯面近傍以外の領域では、ロール外輪5a,5b
表面から噴出されるガス媒体を100mW/m・K以上
の熱伝導率を有するヘリウムガスまたはヘリウムを主体
とし、これにアルゴン,窒素等の他のガス媒体を適宜混
合したガスとする。
【0030】このように冷却ロール21a,21bから
ガス媒体として、例えばヘリウムを主体としこれにアル
ゴン,窒素等他の非酸化ガスを適宜混合して熱伝導率を
調整したガスを噴射し、形成される凝固シェル27a,
27bを急速冷却することにより、薄肉鋳片30の冷却
効率は向上して結晶が微細化され、加工性にも優れ、割
れ,ローピングや肌荒れ,光沢ムラ,皺等のない表面性
状に優れた薄肉鋳片30を得ることができる。
【0031】図5は、この冷却ロールを双ロール式連続
鋳造装置における一対の冷却ロールの下方に配置した押
付けロール23に適用した実施例を示す図面であり、本
装置は、鋳造直後の薄肉鋳片30を一方の冷却ロール2
1aに押圧するものである。
【0032】次いでこの連続鋳造装置による鋳造方法に
ついて説明する。先ず湯溜り部24に注湯ノズル(図示
省略)により溶融金属を注入する。
【0033】一対の冷却ロール21a,21b間の湯溜
り部24において、溶融金属と冷却ロール21a,21
bの接触域で抜熱されることにより凝固シェル27a,
27bが形成されて、引続きそれぞれの凝固シェル27
a,27bは、ロールギャップ29に至って圧下接合さ
れ、薄肉鋳片30が製造される。
【0034】さらに鋳造後の薄肉鋳片30は、一方の冷
却ロール1a周面に接触且つ走行して引続き押付けロー
ル23周面に接触且つ走行することによって急速冷却が
行われる。
【0035】ここでこの薄肉鋳片30と押付けロール2
3との接触により冷却する過程で、接触する領域におい
ては、押付けロールのガス仕切板9により形成されるガ
ス経路10に、100mW/m・K以上の熱伝導率を有
するヘリウムガスまたはヘリウムを主体とし、これにア
ルゴン,窒素等の他のガス媒体を適宜混合するガス媒体
を供給して、ロール外輪5表面に設けたガス噴気孔12
よりロール外輪5と薄肉鋳片30に噴射介在させること
によって、薄肉鋳片30の急速冷却を行う。
【0036】このように押付けロール23から、ガス媒
体としてヘリウムガスまたはヘリウムを主体としこれに
アルゴン,窒素等他の非酸化ガスを適宜混合して、10
0mW/m・K以上の熱伝導率を有するガスを噴射し、
薄肉鋳片30を急速冷却することにより、薄肉鋳片30
の結晶粒が微細化され、加工性にも優れ、ローピングや
肌荒れ,光沢ムラ,皺等のない表面性状に優れた薄肉鋳
片30を得ることができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明した如く本発明の薄帯金属の冷
却ロールによれば、冷却ロールから熱伝導率を調整した
高熱伝導率の不活性ガス媒体を、冷却ロールと鋳造また
は熱間圧延した薄帯金属や、または双ロール式薄帯金属
連続鋳造で形成された凝固シェルに当接する間に介在さ
せて冷却ロールの抜熱量を向上させ、これらを効率良く
急速冷却するので、不活性ガスの消費量も節減できると
ともに薄帯金属等の冷却効率は向上し、結晶が微細化さ
れ、加工性にも優れ、ローピングや肌荒れ,光沢ムラ,
割れ,皺等のない表面性状に優れた薄帯金属を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の薄帯金属冷却ロールの一実施例を示す
側断面図である。
【図2】(a)図は図1のA−A矢視断面図,(b)図
は図1のB−B矢視断面図である。
【図3】図2(b)に示すC部の拡大図であり、ロール
外輪のガス噴気孔の詳細を示す図面である。
【図4】本発明の冷却ロールを双ロール式連続鋳造装置
に適用した場合の第1の実施例を示す側断面図である。
【図5】本発明の冷却ロールを双ロール式連続鋳造装置
における押付けロールに適用した場合の第2の実施例を
示す側断面図である。
【符号の説明】
1 固定軸 2 軸受 3 サイド壁 4 冷却水溝 5,5a,5b ロール外輪 6a 給水管 6b 排水管 7a,7b 連絡管 8 駆動モータ 9 ガス仕切板 10 ガス経路 11 ガス供給管 12 ガス噴気孔 21a,21b 冷却ロール 23 押付けロール 24 湯溜り部 27a,27b 凝固シェル 29 ロールギャップ 30 薄帯鋳片

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定軸を中心として軸受およびサイド壁
    を介して全周に亘り冷却水溝を配したロール外輪を設
    け、固定軸を縦通する給水管および排水管を前記冷却水
    溝に接続してロール冷却系を形成し、ロール外輪の内側
    には外輪周方向の一定の幅に亘り固定軸との間に放射状
    にガス仕切板を挿入して、該仕切板により外輪内部に複
    数のガス経路を形成し、固定軸を縦通するガス供給管を
    それぞれ分割したガス経路に接続し、さらに前記ロール
    外輪には冷却水溝の間を縫って放射状にガス噴気孔を設
    けたことを特徴とする薄帯金属の冷却ロール。
JP22281193A 1993-08-16 1993-08-16 薄帯金属の冷却ロール Withdrawn JPH0751811A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2735499A1 (fr) * 1995-06-15 1996-12-20 Clecim Sa Rouleau-deflecteur pour un produit en bande
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