JPH0839199A - 双ドラム連続鋳造装置 - 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に形成
されたディンプルが摩滅したときに、生産性を低下させ
ずに、かつ、不良な鋳片が出る前に補修する。 【構成】 ドラム２および３の円筒面から直接得られる
画像情報に基づき、当該円筒面の粗度を測定する粗度測
定部１４と、前記ドラム２および３の円筒面のうち前記
湯溜まり部６と前記鋳造間隙の部分を除く部分に対向し
て配置されかつ前記ドラム２および３の円筒面にディン
プルを形成する多針打刻機１０および１１と、鋳造時
に、前記粗度測定部１４の測定した粗度に基づき多針打
刻機１０および１１を制御してドラム２および３の円筒
面にディンプルを形成させる制御装置１２とを備える。

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連続鋳造装置に係り、特に、回転す
る円筒面に多数の微小なディンプル（窪み）を均等ある
いはランダムに形成した鋳造ドラムにおいて、ディンプ
ルの一部が磨滅した場合にそれを補修する手段を備えた
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】双ドラム連続鋳造装置においては、内部
を循環する冷却水によって冷却されている一対の鋳造ド
ラムが、鋳片の厚さに対応する鋳造間隙を置いて平行に
なるように、フレームに支持された軸受によって水平に
軸承されている。鋳造ドラムの鋳造間隙の上部には、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が形成され、湯溜まり部内の金属
溶湯がドラムの表面に触れて冷却されることにより形成
される凝固シェルが、ドラムが互いに反対の方向に回転
駆動されることによって、ドラムの鋳造間隙から冷却凝
固した薄い帯板状の鋳片となって送り出されるようにな
っている。

【０００３】表面に割れ（微細な亀裂）等の欠陥がな
く、性状の優れた良質の鋳片を得るための手段として、
連続鋳造装置の鋳造ドラムの円筒面に、ショットブラス
ト法、フォトエッチング法、放電加工法、電子ビーム加
工法、その他の方法を利用することによって、深さが５
〜１００μｍ、直径０．１〜１．２ｍｍ程度の円形或い
は長円形等の多数の微小なディンプル（窪み）を、均等
或いはランダムに形成することが有効であることが、特
開昭６０−１８４４４９号公報、特開昭６２−２５４９
５３号公報、特開昭６４−８３３４２号公報等の記載に
よって知られている。

【０００４】連続鋳造を実施しているときの、上記のよ
うに鋳造ドラムの円筒面に形成されたディンプルの有用
な作用の一つは、低温の鋳造ドラムの表面とそれによっ
て冷却される凝固シェルとの間に、薄いがガス膜を形成
されてそれを保持し得ることであり、熱伝導面にガス膜
が介在することによって、鋳造ドラムの表面上の部分的
に冷却の程度が異なる状態が緩和されて、凝固シェルの
全域にわたって冷却が略均等に行われるようになるとい
う効果を生じる。

【０００５】また、もう一つの有用な作用は、ディンプ
ルが設けられることによって微小な凹凸を与えられた鋳
造ドラム凝固シェルに対するグリップ作用をもつことで
あり、鋳造ドラム凝固シェルの表面を拘束して相対的な
移動を妨げることにより、冷却によって起こる凝固シェ
ルの任意の位置の微小部分の収縮が、それぞれの微小部
分内で吸収され、収縮が特定の場所に集中することによ
って鋳片に割れを生じるのが防止されるという効果を生
じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】鋳造作業を実施してい
ると、ドラムの表面に設けられた微小なディンプルによ
る凹凸は時間の経過と共に磨滅して平滑になって行くの
で、ディンプルを設けなかった場合と同様に鋳片に割れ
が生じるようになり、鋳片の品質が漸次低下して行く。
そこで割れの出現の状況等を監視していて、使用可能の
限界に達したと判断したときには、連続鋳造装置の運転
を停止させて、ドラム表面にディンプルを再加工する補
修作業を行うことになるが、補修作業を行う前に鋳片の
品質不良の発生率が徐々に高くなって来て歩留まりが悪
くなるうえに、補修作業を実施している間は当然のこと
として連続鋳造作業を休止することになるので、装置の
稼働率等の生産性が大幅に低下する。

【０００７】本発明は、従来技術の問題点を解決するた
めになされたものであって、連続鋳造装置の運転を停め
ないで操業を継続しながら、ディンプルの異常の兆候を
検知することにより、不良な鋳片が生み出される前に、
運転中のドラムの表面のうちでも連続鋳造に直接かかわ
っていない部分を利用してディンプルの補修作業を行う
ことによって、品質と生産性の低下を同時に防止するこ
とができる双ドラム連続鋳造装置を提供することを課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の構成を有する。請求項１の発明は、円
筒面に多数のディンプルが形成され、鋳造間隙をおいて
互いに平行に配置されて、前記鋳造間隙の上部に金属の
溶湯が連続的に供給される湯溜まり部を形成すると共
に、互いに反対方向へ回転駆動される一対の鋳造ドラム
と、前記鋳造ドラムの円筒面から直接得られる情報に基
づき、当該円筒面の粗度を測定する粗度測定部と、前記
鋳造ドラムの円筒面のうち前記湯溜まり部と前記鋳造間
隙の部分を除く部分に対向して配置されかつ前記鋳造ド
ラムの円筒面にディンプルを形成するディンプル形成部
と、鋳造時に、前記粗度測定部の測定した粗度に基づき
ディンプル形成部を制御して鋳造ドラムの円筒面にディ
ンプルを形成させるディンプル形成制御部とを備えるこ
とを特徴とする双ドラム連続鋳造装置である。

【０００９】また、請求項２の発明は、粗度測定部は、
鋳造ドラムの円筒面を撮像する撮像カメラと、撮像カメ
ラの撮像信号を画像処理する画像処理機と、画像処理後
の信号を所定の閾値と比較して当該円筒面の粗度を測定
する粗度測定機とを有していることを特徴とする請求項
１に記載の双ドラム連続鋳造装置である。

【００１０】また、請求項３の発明は、粗度測定部は、
鋳造ドラムの円筒面の一定範囲に参照光を照射する光源
と、照射された当該円筒面を撮像する撮像カメラと、光
源および撮像カメラを鋳造ドラムの軸に平行に沿って移
動させる送りネジ部を有することを特徴とする請求項２
に記載の双ドラム連続鋳造装置。

【００１１】また、請求項４の発明は、ディンプル形成
部は、多数の針材を有しかつこの針材先端を鋳造ドラム
の円筒面に適宜に打接させて当該円筒面にディンプルを
打刻する多針打刻機であることを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の双ドラム連続鋳造装置であ
る。

【００１２】

【作用】請求項１の発明においては、鋳造ドラムの円筒
面から直接得られる情報に基づき、当該円筒面の粗度を
測定するので、鋳造時に、鋳造ドラムの円筒面に形成さ
れたディンプルの一部が磨滅して円筒面の粗度が低下し
たのをリアルタイムで測定することができる。また粗度
を鋳造された板材の温度などによらずに直接測定できる
ため測定精度がよい。

【００１３】更に、鋳造時には、前記測定した粗度に基
づきディンプル形成部を制御して鋳造ドラムの円筒面に
ディンプルを形成させるので、鋳造ドラムの円筒面の磨
滅したディンプルを速やかに元の状態として粗度を向上
させることができる。このため、湯溜まり部で形成され
る凝固シェルが円筒面に直接に接触することを無くし
て、熱伝導性が上昇することを防止し鋳片の温度の低下
を防止できる。

【００１４】また、ディンプル形成部は、前記鋳造ドラ
ムの円筒面のうち湯溜まり部と鋳造間隙の部分を除く部
分に対向して配置されるため、ディンプルの補修は、鋳
造ドラムの円筒面のうちその時点において鋳造作業に使
用されていない部分に対して行われるので、連続鋳造装
置の本来の鋳造作業を継続しながら補修作業を自動的に
実施することができる。

【００１５】また、請求項２の発明によれば、粗度測定
部を、鋳造ドラムの円筒面を撮像する撮像カメラと、撮
像カメラの撮像信号を画像処理する画像処理機と、画像
処理後の信号を所定の閾値と比較して当該円筒面の粗度
を測定する粗度測定機とを有しているものとするので、
光学的に非接触に鋳造ドラムの円筒面の粗度を測定する
ことができる。

【００１６】更に、請求項３の発明によれば、粗度測定
部を、鋳造ドラムの円筒面の一定範囲に参照光を照射す
る光源と、当該参照光の照射された円筒面を撮像する撮
像カメラと、光源および撮像カメラを鋳造ドラムの軸に
平行に沿って移動させる送りネジ部とを有するので、撮
像カメラは比較的狭い範囲を撮像すれば良いため、高精
度に前記円筒面の粗度を検出することができる。

【００１７】また、請求項４の発明によれば、ディンプ
ル形成部を、多数の針材を有しかつこの針材先端を鋳造
ドラムの円筒面に適宜に打接させて当該円筒面にディン
プルを打刻する多針打刻機としている。多針打刻機は強
い打刻力で確実にディンプルを形成できる。ここで、例
えばショットブラストによりディンプルを形成すること
が考えられが、ショットブラストは直径が１mm程度のシ
ョットを対象物に当ててディンプルを形成するものであ
り、ショットのノズルが内径１０mm程度であってショッ
トのスピードが速いため、打刻の有効範囲が狭く何度も
往復して打刻しなければならず、打刻作業に時間がかか
り作業負荷になる。これに対して、このような問題は多
針打刻機では生じることがなく、作業性が高い。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の実施例としての双ドラム連
続鋳造装置１の全体構成を示すもので、２及び３は水平
に且つ互いに平行に配置された一対鋳造ドラム、４及び
５はそれらの軸であって、図示しない軸受等を介してフ
レームによって支持される。１８は鋳造ドラム（以下ド
ラムと略記する）２および３の間に形成される鋳造間隙
１８であって、その上部には両端を図示しないサイド堰
によって仕切られることによって湯溜まり部６が形成さ
れ、図示しないタンディッシュから連続的に金属の溶湯
の供給を受ける。

【００１９】湯溜まり部６内の溶湯は、内部を循環する
冷却水によって冷却されているドラム２及び３の表面に
触れて熱を奪われることにより凝固シェル７を形成し、
図中の矢印の方向にドラム２および３が回転駆動される
ことによって、圧下されて薄い帯板状の鋳片８となり、
鋳造間隙１８から下方へ押し出される。鋳片８はピンチ
ローラ９等に案内されて図示しないコイラに巻き取られ
る。具体的な数値例を示すと、ドラム２および３の直径
は１２００ｍｍ、ドラム幅は８００ｍｍ、鋳造速度は８
０ｍ／ｍｉｎである。

【００２０】一対のドラム２および３の円筒面には、連
続鋳造作業を始める前に、ショットブラスト法、フオト
エッチング法、放電加工法、電子ビーム加工法その他の
方法によって、深さが５〜１００μｍ、直径が０．１〜
１．２ｍｍ程度の円形或いは長円形等の多数の微小なデ
ィンプルが均等或いはランダムに形成されている。

【００２１】実施例の双ドラム連続鋳造装置１は、ドラ
ム２および３の円筒面のうち、連続鋳造に直接関与して
いる湯溜まり部６から鋳造間隙にかけての部分から比較
的離れた部分、即ち図１の例においては、ドラム２およ
び３の軸４および５と略同じ高さの真横の位置に、それ
ぞれ多針打刻機（ジェットタガネとも称する）１０およ
び１１が、図２および図３で示す移動台１３に支持され
て設けられている。多針打刻機１０および１１は、多数
の針材（鋼線等）１０ａおよび１１ａを有しかつこの針
材先端を鋳造ドラムの円筒面にエアー圧により適宜に打
接させて当該円筒面にディンプルを打刻するものであ
る。

【００２２】多針打刻機１０および１１は、それぞれ図
２および図３に示すように例えばパルスモーター１３ａ
と送り螺子軸１３ｂによって駆動される移動台１３に載
置されており、この移動台１３はコンピュータや各種の
記憶装置、駆動回路等からなっている制御装置１２が出
力する制御信号を受けて、ドラム２および３の軸方向に
往復移動することができ、制御装置１２の指令どおりの
位置へ急速に移動して多針打刻機１０および１１を位置
決めすることができる。多針打刻機１０および１１のド
ラム２および３の軸方向における位置は、それらの内部
或いは支持機構に設けられたマグネスケールのような手
段によって検出され、検出値は制御装置１２へフィード
バック信号として入力される。

【００２３】ドラム２および３の円筒面の粗度は、円筒
面から直接得られる情報に基づき、粗度測定部１４が測
定する。この粗度測定部は、図２およびう３に示すよう
に、ドラム２および３の円筒面の下部を下側から撮像す
るＣＣＤからなる撮像素子を有する工業用の撮像カメラ
１４ａと、撮像カメラ１４ａの撮像信号を画像処理する
画像処理機（制御装置１２内に配設される、ただし別体
でもよい）１４ｃと、画像処理後の信号を所定の閾値と
比較して当該円筒面の粗度を測定する粗度測定機（制御
装置１２内に配設される、ただし別体でもよい）１４ｄ
とを有しているものであって、光学的に非接触にドラム
２および３の円筒面の粗度を直接測定することができ
る。

【００２４】また、粗度測定部１４は、図３および図４
に示すように、ドラム２および３の円筒面の一定範囲に
参照光を照射する光源１４ｅと、当該参照光の照射され
た円筒面を撮像する撮像カメラ１４ａと、光源１４ｅお
よび撮像カメラ１４ａをたとえばパルスモーター１５ａ
と送り螺子軸１５ｂによって駆動される移動台１５に載
置固定して、ドラム２および３の中心軸に平行に沿って
ドラム２および３の全幅にわたって移動する移動台１５
とを有する。したがって、撮像カメラ１４ａは比較的狭
い範囲を撮像すれば良いため、高精度に前記円筒面の粗
度を検出することができる。

【００２５】図１において１６および１７として示した
ものは、ドラム２および３清掃用のブラシであって、ド
ラム２および３の幅（軸方向長さ）と同程度の長さを有
し、図示しないフレームに支持されて、多針打刻機１０
または１１の前を通過した後のドラム２または３の円筒
面に接触しており、多針打刻機１０および１１によって
できる金属粉や、連続鋳造作業によってドラム２および
３の円筒面に付着した滓のようなものを払拭することに
よって、湯溜まり部６に異物が入らないようにする。ド
ラム清掃用のブラシ１６および１７は静止しているもの
に限らず、モータによって駆動される回転型ブラシであ
ってもよい。

【００２６】実施例の双ドラム式連続鋳造装置１、こと
に本発明の実施例の特徴である多針打刻機１０および１
１と粗度測定部１４は、制御装置１２と共に、例えば次
のように関連して作動する。すなわち、粗度測定部１４
において、撮像カメラ１４ａと光源１４ｂは移動台１５
の移動により一定の周期でドラム２および３を軸方向に
全幅を走査して、そのドラム２および３の円筒面の外表
面を撮像する。連続鋳造装置１の操業の初期において
は、ドラム２および３の円筒面のディンプルが、図５の
（ａ）に示すように凹凸の深いものであるため、撮像カ
メラ１４ａに入射される光量は少ない。操業が進むと円
筒面のディンプルが図５の（ｂ）に示すように、摩滅し
て浅くなり平滑面に近くなるため、撮像カメラ１４ａに
入射される光量は多くなる。撮像カメラ１４ａの撮像信
号は画像処理機１４ｃに入力され、そこで、画像処理さ
れる。画像処理後の信号は粗度測定器１４ｄに入力さ
れ、粗度測定器１４ｄはその処理後の信号を所定の閾値
と比較して当該円筒面の粗度を当該円筒面との位置との
関係を勘案して測定する。上記の画像処理および閾値と
の比較は公知の技術により行い、その説明は略する。

【００２７】粗度測定器１４ｄの測定した粗度信号は制
御装置１２に入力され、制御装置１２は、粗度信号によ
りドラム２および３の円筒面のある位置あるいは全体の
凹凸が所定の範囲を外れたと判断したならば、パルスモ
ーター１３ａを作動させて螺子軸１３ｂの回転により移
動台１３を移動させて多針打刻機１０および１１をその
位置に移動させてその位置にディンプルを形成し、ある
いは、ドラム２および３の全幅にわたって往復させて円
筒面全体にディンプルを形成する。これらの作動は、す
べて双ドラム連続鋳造装置１の稼動中に並行して行うの
で、その間に連続鋳造作業を中断することはない。

【００２８】このように、多針打刻機１０および１１を
ドラム２および３の軸方向に往復移動させ、ディンプル
が磨滅していると思われるドラム２および３の円筒面上
の特定位置へ打刻を実施することによって、磨滅したデ
ィンプルを再生されることができるのは、ディンプルの
磨滅はドラム２および３の円筒面上において円周方向に
連続して起こりやすいという経験上の知見に基づいてい
る。

【００２９】もっとも、ドラム２および３の回転速度
と、粗度測定部１４との距離と、同じくドラム２および
３の円周上における多針打刻機１０および１１の距離が
予め判っているから、島状に飛び飛びでディンプルの磨
滅箇所が現れても、制御装置１２によって、それらの位
置に狙いを定めてディンプル成形を行うことは容易であ
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、双ドラム連続鋳造装置
の鋳造作業を継続しながら、同時に鋳造ドラム上のディ
ンプルの磨滅が比較的進んでいる部分に対する補修を行
うので、連続鋳造装置を休止する必要がないことから高
い生産性が得られる。また、ディンプルが磨滅して不良
な鋳片がでるようになってから補修を行う従来の場合と
異なり、ディンプル異常の兆候を検出したとき、直ちに
部分的な補修機能が発動されるので、割れ等の欠陥のあ
る鋳片を殆ど出さない、きわめて歩留まりの高い操業が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の双ドラム連続鋳造装置のシステム構成
図である。

【図２】図１のシステムの多針打刻機および粗度測定部
の配設状態の詳細図である。

【図３】図１のシステムの多針打刻機および粗度測定部
の詳細構成図である。

【図４】粗度測定部の撮像カメラおよび光源の詳細構成
図である。

【図５】粗度測定部の撮像カメラおよび光源の作動の説
明図である。

【符号の説明】

１ 双ドラム連続鋳造装置 ２、３ 鋳造ドラム ４、５ 鋳造ドラム軸 ６ 湯溜まり部 ７ 凝固シェル ８ 鋳片 ９ ピンチローラ １０、１１ 多針打刻機 １０ａ、１１ａ 多針打刻機針材 １２ 制御装置 １３ 多針打刻機移動台 １３ａ パルスモーター １３ｂ 送り螺子軸 １４ 粗度測定部 １４ａ 撮像カメラ １４ｃ 画像処理機 １４ｄ 粗度測定機 １４ｅ 光源 １５ 移動台 １５ａ パルスモーター １５ｂ 送り螺子軸 １６、１７ 清掃用ブラシ １８ ドラム隙間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒面に多数のディンプルが形成され、鋳
   造間隙をおいて互いに平行に配置されて、前記鋳造間隙
   の上部に金属の溶湯が連続的に供給される湯溜まり部を
   形成すると共に、互いに反対方向へ回転駆動される一対
   の鋳造ドラムと、前記鋳造ドラムの円筒面から直接得ら
   れる情報に基づき、当該円筒面の粗度を測定する粗度測
   定部と、前記鋳造ドラムの円筒面のうち前記湯溜まり部
   と前記鋳造間隙の部分を除く部分に対向して配置されか
   つ前記鋳造ドラムの円筒面にディンプルを形成するディ
   ンプル形成部と、鋳造時に、前記粗度測定部の測定した
   粗度に基づきディンプル形成部を制御して鋳造ドラムの
   円筒面にディンプルを形成させるディンプル形成制御部
   とを備えることを特徴とする双ドラム連続鋳造装置。
2. 【請求項２】粗度測定部は、鋳造ドラムの円筒面を撮像
   する撮像カメラと、撮像カメラの撮像信号を画像処理す
   る画像処理機と、画像処理後の信号を所定の閾値と比較
   して当該円筒面の粗度を測定する粗度測定機とを有して
   いることを特徴とする請求項１に記載の双ドラム連続鋳
   造装置。
3. 【請求項３】粗度測定部は、鋳造ドラムの円筒面の一定
   範囲に参照光を照射する光源と、照射された当該円筒面
   を撮像する撮像カメラと、光源および撮像カメラを鋳造
   ドラムの軸に平行に沿って移動させる送りネジ部を有す
   ることを特徴とする請求項２に記載の双ドラム連続鋳造
   装置。
4. 【請求項４】ディンプル形成部は、多数の針材を有しか
   つこの針材先端を鋳造ドラムの円筒面に適宜に打接させ
   て当該円筒面にディンプルを打刻する多針打刻機である
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
   双ドラム連続鋳造装置。