JPH09164454A - Continuous casting equipment of sheet metal - Google Patents
Continuous casting equipment of sheet metalInfo
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- JPH09164454A JPH09164454A JP32866595A JP32866595A JPH09164454A JP H09164454 A JPH09164454 A JP H09164454A JP 32866595 A JP32866595 A JP 32866595A JP 32866595 A JP32866595 A JP 32866595A JP H09164454 A JPH09164454 A JP H09164454A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属(以下、
溶湯または湯という)から直接薄板を鋳造する双ロール
法の薄板連続鋳造装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a molten metal (hereinafter,
The present invention relates to a twin plate continuous casting apparatus for directly casting thin plates from molten metal or molten metal).
【0002】[0002]
【従来の技術】双ロールを用いる薄板連続鋳造方法では
熱延工程を省略することができるため、従来の連続鋳造
方法に比べて製造コストを低減することができるという
メリットがあり、種々の方法が提案されている。2. Description of the Related Art Since a thin plate continuous casting method using twin rolls can omit a hot rolling step, it has an advantage that the manufacturing cost can be reduced as compared with the conventional continuous casting method. Proposed.
【0003】双ロール法は、2本のロールの配置および
ロール間への給湯方向により、2本のロールを横方向に
配置しロールの上部から給湯する双ロール上注ぎ法(2
本のロール配置が水平方向に対して傾斜した斜め上注ぎ
法を含む)および2本のロールを縦方向に配置し横方向
から給湯する双ロール横注ぎ法(2本のロール配置が垂
直方向に対して傾斜した斜め横注ぎ法を含む)等に分類
される。The twin roll method is a twin roll top pouring method (2 rolls) in which two rolls are arranged laterally and hot water is supplied from above the rolls, depending on the arrangement of the two rolls and the direction of hot water supply between the rolls.
And the twin-roll side-pouring method in which two rolls are arranged in the vertical direction and hot water is supplied from the horizontal direction (two-roll arrangement is in the vertical direction). Including diagonal slanting lateral pouring method) etc.
【0004】横注ぎ法は、下記〜のような特徴を有
する。The horizontal pouring method has the following features.
【0005】タンディッシュと接続したノズルから横
方向に給湯するために、タンディッシュ内の湯面制御が
容易であり、広幅の均一給湯が可能である。また、溶湯
ヘッドが小さいため、操業が容易である。[0005] Since hot water is supplied in the horizontal direction from the nozzle connected to the tundish, the level of the hot water in the tundish can be easily controlled, and a wide and uniform hot water can be supplied. Further, the operation is easy because the molten metal head is small.
【0006】設備の高さが低い。[0006] The height of the equipment is low.
【0007】薄板の搬送が水平方向であるために、薄
板の自重による負荷応力が小さい。従って、高温強度の
低い材料を、薄板の割れや破断なしに安定して鋳造する
ことができる。Since the transport of the thin plate is in the horizontal direction, the load stress due to the weight of the thin plate is small. Therefore, a material having low strength at high temperature can be stably cast without cracking or breaking of the thin plate.
【0008】また、ロールを用いる薄板連続鋳造方法で
は、従来の方法に比べて鋳造後の下工程の圧延率が小さ
いため、板厚変動や表面性状に対し高度の品質が要求さ
れる。このため、良質な薄板の製造方法や製造装置、特
に薄板品質に重要な影響を及ぼすロール表面について
は、材質および表面形状等が種々検討されている。たと
えば、本発明者等は、表面性状に優れた薄板を得るため
の下記のような薄板連続鋳造用ロールを出願した。Further, in the thin plate continuous casting method using a roll, since the rolling rate in the lower step after casting is smaller than that in the conventional method, a high quality is required for the variation of the plate thickness and the surface quality. For this reason, various materials, surface shapes, and the like have been studied for a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a high-quality thin plate, especially for a roll surface that has an important influence on the quality of the thin plate. For example, the present inventors have applied for the following thin plate continuous casting roll for obtaining a thin plate having excellent surface properties.
【0009】特願平6-293111号のロールは、その表面は
下層めっき層と表層めっき層の2層構造、下層めっき層
は厚さ10〜50μmのNi系合金、表面めっき層は厚
さ5〜30μmのCrからなり、めっき層表面の平均粗
さが3〜15μmのものである。The roll of Japanese Patent Application No. 6-293111 has a two-layer structure of a lower plating layer and a surface plating layer, the lower plating layer is a Ni-based alloy having a thickness of 10 to 50 μm, and the surface plating layer has a thickness of 5. The average roughness of the plating layer surface is 3 to 15 μm.
【0010】特願平7-82463 号のロールは、耐火物製ノ
ズルと摺動するロール表面に、その表面粗さが1μm以
上の耐熱金属、サーメットまたはセラミックスの溶射被
膜を形成させたものである。The roll of Japanese Patent Application No. 7-82463 is formed by forming a thermal spray coating of heat-resistant metal, cermet or ceramics having a surface roughness of 1 μm or more on the surface of the roll sliding on the refractory nozzle. .
【0011】「鉄と鋼」(Vol.71,No.10,A245-248,198
5) には、上ロールとして Mildsteel を、下ロールとし
てStainless steel を、それぞれ用いる異径双ロールに
よる横注ぎ法が示されている。"Iron and Steel" (Vol.71, No.10, A245-248, 198)
In (5), the horizontal pouring method using different diameter twin rolls, in which Mildsteel is used as the upper roll and Stainless steel is used as the lower roll, is shown.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は前記双ロ
ール横注ぎ法の特長を活かすべく、この方法による薄板
品質の向上方法について研究開発を進めてきた。その結
果、上記出願に示されるような冷却ロールを横注ぎ法に
適用してもなお、次の(1) 及び (2)のような問題点があ
ることがわかった。The present inventors have conducted research and development on a method for improving the quality of thin plates by this method in order to utilize the features of the twin roll lateral pouring method. As a result, it has been found that even if the cooling roll as shown in the above application is applied to the horizontal pouring method, the following problems (1) and (2) still occur.
【0013】(1)2本のロールの冷却条件、すなわち溶
湯の接触時間、ロール形状、表面性状および冷却水流量
等の条件を同一にしても、各ロール表面で生成する凝固
シェルの成長速度に違いが生じる。(1) Even if the cooling conditions of the two rolls, that is, the conditions such as the molten metal contact time, roll shape, surface texture, and cooling water flow rate, are the same, the growth rate of the solidified shell formed on each roll surface is It makes a difference.
【0014】(2)下ロールは、上ロールに比べ摩耗が激
しい。(2) The lower roll is more worn than the upper roll.
【0015】本発明者等の研究によれば、上記(1) の問
題点は、上下ロールの非対称性、特に上下の各ロール表
面における溶湯とロールとの接触開始点の相違に起因し
ている。According to the research conducted by the present inventors, the problem (1) is caused by the asymmetry of the upper and lower rolls, in particular, the difference in the starting point of contact between the molten metal and the rolls on the upper and lower roll surfaces. .
【0016】すなわち、上ロール側では、溶湯とロール
との接触開始点が溶湯メニスカスとロールとが接触する
点であるために、接触開始点に雰囲気ガスが介在する。
したがって、回転するロールとともにロール表面の速度
境界層に相当する雰囲気ガス膜が溶湯内に引き込まれ、
そのガス膜がロールと溶湯(あるいは凝固シェル)との
間の熱抵抗となり、凝固シェルの成長が遅れる。That is, on the upper roll side, since the starting point of contact between the molten metal and the roll is the point of contact between the molten metal meniscus and the roll, the atmospheric gas is present at the contact starting point.
Therefore, the atmosphere gas film corresponding to the velocity boundary layer of the roll surface is drawn into the molten metal together with the rotating roll,
The gas film becomes a thermal resistance between the roll and the molten metal (or the solidified shell), which delays the growth of the solidified shell.
【0017】一方、下ロール側では、接触開始点が耐火
物製ノズルでシールされているため、雰囲気ガスが介在
せず、ガス膜熱抵抗が生じない。したがって、上ロール
側に比べて凝固シェルの成長速度が大きい。On the other hand, on the lower roll side, since the contact starting point is sealed by the refractory nozzle, no atmospheric gas is present and no gas film thermal resistance occurs. Therefore, the growth rate of the solidified shell is higher than that on the upper roll side.
【0018】上記のような凝固シェルの成長速度の違い
による問題点は、次のとおりである。The problems due to the difference in the growth rate of the solidified shell as described above are as follows.
【0019】薄板上下面の凝固シェルの成長速度の相違
は、凝固時の冷却速度が異なるため生じるものであり、
上下面の凝固シェルの厚さの相違だけでなく、上下面の
凝固組織の粗さおよび結晶粒径の相違をも伴う。薄板上
下面での結晶粒径の相違は冷延製品の表面に光沢の差を
生じさせる原因となり、著しく薄板の表面品質を損ね
る。The difference in the growth rate of the solidified shells on the upper and lower surfaces of the thin plate is caused by the different cooling rates during solidification.
This is accompanied by not only the difference in the thickness of the solidified shell on the upper and lower surfaces but also the difference in the roughness of the solidified structure and the crystal grain size on the upper and lower surfaces. The difference in crystal grain size between the upper and lower surfaces of the thin plate causes a difference in luster on the surface of the cold rolled product, which significantly impairs the surface quality of the thin plate.
【0020】また、上下面の冷却条件が大きく異なると
薄板内部の温度勾配が板厚中心に対して非対称となり、
上下面の凝固収縮差および熱収縮差による割れ等の欠陥
を生じさせる恐れもある。When the cooling conditions on the upper and lower surfaces are greatly different, the temperature gradient inside the thin plate becomes asymmetric with respect to the center of the plate thickness,
There is also a risk of causing defects such as cracks due to the difference in solidification shrinkage between the upper and lower surfaces and the difference in heat shrinkage.
【0021】このような、横注ぎ法における上下各ロー
ル表面での凝固冷却挙動の差異は、表面に2層めっき構
造を有する前記特願平6-293111号の冷却ロールや表面に
溶射被膜を有する特願平7-82463 号の冷却ロールの場合
のような表面材質や表面粗さの如何にかかわらず、上下
ロールの表面状態が同一であれば必ず起こりうる現象で
ある。The difference in the solidification cooling behavior between the upper and lower roll surfaces in the horizontal pouring method is due to the cooling roll of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 6-293111 having a two-layer plating structure and the spray coating on the surface. This is a phenomenon that can occur regardless of the surface material and surface roughness of the cooling roll of Japanese Patent Application No. 7-82463, as long as the upper and lower rolls have the same surface condition.
【0022】前記(2) の摩耗は、下ロールが耐火物製ノ
ズルと摺動しているために起こる現象である。The wear of (2) is a phenomenon that occurs because the lower roll slides on the refractory nozzle.
【0023】この下ロールの摩耗による問題点は、次の
とおりである。The problems caused by the wear of the lower roll are as follows.
【0024】表面に2層めっき構造を有する前記特願平
6-293111号の冷却ロールや表面に溶射被膜を有する特願
平7-82463 号の冷却ロールのように、ロール表面に特定
の表面粗さを施して薄板の表面性状を改善する効果を得
る場合、ロール表面の摩耗により、その効果を長時間維
持することができない。これは、前記「鉄と鋼」の報告
に示される金属ロールの場合においても同様である。The above-mentioned Japanese Patent Application No.
When the effect of improving the surface quality of a thin plate by giving a specific surface roughness to the roll surface, like the cooling roll of 6-293111 or the cooling roll of Japanese Patent Application No. 7-82463 which has a thermal spray coating on the surface However, the effect cannot be maintained for a long time due to the abrasion of the roll surface. This is also the case with the metal rolls shown in the "Iron and Steel" report.
【0025】さらに双ロール法においては、薄板表面品
質がロールの表面状態に大きく依存するために定期的に
ロールの交換を行う必要がある。上ロールに比べ下ロー
ルの劣化が激しいと、下ロールのみを交換するサイクル
が短くなるために非効率的であるだけでなく、生産性の
低下およびコスト増を伴う。Further, in the twin roll method, since the surface quality of the thin plate largely depends on the surface condition of the roll, it is necessary to replace the roll regularly. If the deterioration of the lower roll is more severe than that of the upper roll, the cycle for exchanging only the lower roll is shortened, which is not only inefficient, but also the productivity is reduced and the cost is increased.
【0026】このように、双ロール横注ぎ法においては
上下ロールの非対称性により、上下2本のロールの表面
材質を同一とする限り、上下ロール間での凝固速度の差
および摩耗速度の差が生じる。As described above, in the twin roll horizontal pouring method, due to the asymmetry of the upper and lower rolls, as long as the surface materials of the upper and lower rolls are the same, the difference in solidification rate and the difference in wear rate between the upper and lower rolls are large. Occurs.
【0027】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものである。本発明の目的は、表面性状が良好で両
面均等な組織の薄板を製造するとともに、下ロールの摩
耗を防止して安定した鋳造を実現することができる双ロ
ール横注ぎ薄板連続鋳造装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a twin roll lateral pouring thin plate continuous casting device capable of producing a thin plate having a good surface quality and a uniform structure on both sides, and preventing wear of a lower roll to realize stable casting. Especially.
【0028】[0028]
【課題を解決するための手段】本発明は、次の薄板連続
鋳造装置を要旨とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The gist of the present invention is the following thin plate continuous casting apparatus.
【0029】上下2本の冷却ロールを各ロールの軸が水
平方向、軸芯の高さが異なるように垂直縦方向または斜
め縦方向に配置し、ロール間に供給した溶融金属から直
接薄板を鋳造する双ロール横注ぎ連続鋳造装置であっ
て、表面が金属質の上ロール、表面がセラミックス質の
下ロールを備えたことを特徴とする双ロール横注ぎ薄板
連続鋳造装置。Two upper and lower cooling rolls are arranged in a vertical vertical direction or an oblique vertical direction so that the axes of the rolls are horizontal and the heights of the axes are different, and a thin plate is directly cast from the molten metal supplied between the rolls. A twin roll horizontal pouring continuous casting device, characterized in that it has an upper roll of metallic surface and a lower roll of ceramic surface.
【0030】本発明者らは、横注ぎ法における上下ロー
ルの非対称性に着目し、個々のロールに最適な表面条件
を見いだした。すなわち、雰囲気ガスを介在した溶湯メ
ニスカスが溶湯接触開始点である上ロールおよび摺動す
る耐火物製ノズルによりシールされた溶湯接触開始点を
もつ下ロールのそれぞれ最適なロールを見いだすこと
で、表面性状が良質な薄板を長時間安定して得ることに
成功した。The present inventors paid attention to the asymmetry of the upper and lower rolls in the horizontal pouring method and found the optimum surface condition for each roll. That is, by finding the optimum roll for each of the upper roll where the molten metal meniscus with the atmosphere gas is the starting point of molten metal contact and the lower roll having the molten metal contact starting point sealed by the sliding refractory nozzle, Succeeded in obtaining high quality thin plates stably for a long time.
【0031】[0031]
【発明の実施の形態】図1および図2に基づいて本発明
装置の構成例を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A configuration example of a device of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0032】図1は、双ロール横注ぎ法(同径ロール、
水平横注ぎ)を用いる薄板連続鋳造装置を示す側面方向
の概略縦断面図である。この装置は、上ロール1、下ロ
ール2、耐火物製ノズル7およびタンディッシュ8を備
えている。この場合、上ロール1および下ロール2は同
径、いずれも軸方向は水平、これらの上下方向の配置は
垂直縦方向である。タンディッシュ8内の溶湯6は、下
ロール2と摺動して溶湯6のシール機能も有する耐火物
製ノズル7により、回転する冷却上ロール1と同下ロー
ル2との間に供給され、冷却および圧接されて薄板5と
なる。FIG. 1 shows a twin roll horizontal pouring method (rolls of the same diameter,
It is a schematic longitudinal cross-sectional view in a side direction showing a thin plate continuous casting apparatus using horizontal horizontal pouring). This apparatus includes an upper roll 1, a lower roll 2, a refractory nozzle 7 and a tundish 8. In this case, the upper roll 1 and the lower roll 2 have the same diameter, both are horizontal in the axial direction, and their vertical arrangement is in the vertical vertical direction. The molten metal 6 in the tundish 8 is supplied between the rotating cooling upper roll 1 and the rotating lower roll 2 by a refractory nozzle 7 that also slides on the lower roll 2 and also has a sealing function of the molten metal 6. And pressed to form the thin plate 5.
【0033】図2は、双ロール横注ぎ法(異径ロール、
斜め横注ぎ)を用いる薄板連続鋳造装置を示す側面方向
の概略縦断面図である。この装置の構成および薄板5の
製造過程は図1の場合と同じであるが、この場合上ロー
ル1の径は下ロール2の径よりも小さい異径である。こ
れらの配置方向は、図示のとおり垂直方向に対して斜め
縦方向に傾斜している。FIG. 2 shows a twin roll side pouring method (different diameter rolls,
FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view in a side direction showing a thin plate continuous casting apparatus using diagonal horizontal pouring. The configuration of this apparatus and the manufacturing process of the thin plate 5 are the same as those in FIG. 1, but in this case, the diameter of the upper roll 1 is different from the diameter of the lower roll 2. These arrangement directions are inclined obliquely in the vertical direction with respect to the vertical direction as shown in the figure.
【0034】本発明装置は、上記のような双ロール横注
ぎ連続鋳造装置において、上ロール1にはその表面3が
金属質のもの、下ロール2にはその表面4がセラミック
ス質のものを備えた装置である。The apparatus of the present invention is a twin roll horizontal pouring continuous casting apparatus as described above, in which the upper roll 1 has a metallic surface 3 and the lower roll 2 has a ceramic surface 4 surface. It is a device.
【0035】図1および図2において、符号5U は薄板
5の上面、5L は薄板5の下面、9は雰囲気ガスおよび
10は溶湯6のメニスカス(溶湯6と上ロール1との接
触開始点)である。1 and 2, reference numeral 5U is the upper surface of the thin plate 5, 5L is the lower surface of the thin plate 5, 9 is the atmospheric gas, and 10 is the meniscus of the molten metal 6 (the starting point of contact between the molten metal 6 and the upper roll 1). is there.
【0036】横注ぎ法においては、上ロールの表面が金
属質および下ロールの表面がセラミックス質のロールが
最適であり、これらを組合せて使用することにより、薄
板の上下面に凝固組織の粗さの差がなく、表面性状に優
れた薄板を長時間安定して製造することが可能である。
以下にその作用を説明する。In the horizontal pouring method, it is most preferable that the upper roll has a metal surface and the lower roll has a ceramic surface. By using these rolls in combination, the roughness of the solidified structure on the upper and lower surfaces of the thin plate can be obtained. It is possible to stably produce a thin plate having excellent surface properties for a long time without any difference.
The operation will be described below.
【0037】薄板の上下各面において、凝固シェルの厚
さや凝固組織の粗さ等の組織の差異を生じさせず、上下
各面均等に凝固させるには、前記横注ぎ法の非対称性に
対応した凝固冷却条件を選択することが重要である。In order to uniformly solidify the upper and lower surfaces without causing a difference in the texture such as the thickness of the solidified shell and the roughness of the solidified structure on the upper and lower surfaces of the thin plate, the asymmetry of the horizontal pouring method was dealt with. It is important to select the solidification cooling conditions.
【0038】本発明における上下各ロールの表面材質
は、種々の表面材質としたロールを適用して得られたS
US304ステンレス鋼薄板の凝固組織を調査し、凝固
定数および凝固組織の粗さを比較した結果に基づくもの
である。これを表1〜表3により説明する。The surface material of each of the upper and lower rolls in the present invention is S obtained by applying rolls having various surface materials.
It is based on the result of investigating the solidification structure of a US304 stainless steel thin plate and comparing the solidification constant and the roughness of the solidification structure. This will be described with reference to Tables 1 to 3.
【0039】凝固定数kは、凝固時間t(s)とロール
表面から成長した柱状晶厚さd(mm)との関係式:d
=k×(t/60)0.5 より求めた。凝固組織の粗さの
評価には、薄板表面から0.3mmでのデンドライト2
次アーム間隔(μm)を用いた。The solidification constant k is a relational expression between the solidification time t (s) and the thickness d (mm) of columnar crystals grown from the roll surface: d
= K × (t / 60) 0.5 . To evaluate the roughness of the solidified structure, dendrite 2 at 0.3 mm from the thin plate surface
The next arm spacing (μm) was used.
【0040】表1に、上ロール表面の望ましい金属質お
よび比較材、その条件及びその場合に得られた薄板上面
の凝固組織の粗さを示す。表2に、下ロール表面の望ま
しいセラミックス質および比較材、その条件及びその場
合に得られた薄板下面の凝固組織の粗さを示す。Table 1 shows the desirable metallic material on the surface of the upper roll and the comparative material, the conditions thereof and the roughness of the solidified structure on the upper surface of the thin plate obtained in that case. Table 2 shows desirable ceramics and comparative materials on the surface of the lower roll, the conditions thereof and the roughness of the solidified structure on the lower surface of the thin plate obtained in that case.
【0041】[0041]
【表1】 [Table 1]
【0042】[0042]
【表2】 [Table 2]
【0043】表1および表2に示すように、上ロール表
面材質を金属メッキとし、下ロール表面材質をセラミッ
クス溶射とした上下ロールの組合わせで、薄板上下面で
均等な凝固組織が得られることがわかる。As shown in Tables 1 and 2, a combination of upper and lower rolls in which the surface material of the upper roll is metal plating and the surface material of the lower roll is ceramic sprayed, a uniform solidified structure can be obtained on the upper and lower surfaces of the thin plate. I understand.
【0044】上ロール表面の材質として具備すべき必要
条件は、溶湯との濡れがよく、雰囲気ガス膜が回転する
ロールとともに溶湯内に引き込まれにくいこと、あるい
は熱伝導率が高く、ガス膜が溶湯と溶湯(あるいは凝固
シェル)との間に介在しても凝固遅れを引き起こさない
ことである。これらの条件を満たすのが表1に示すよう
な金属質である。The necessary conditions for the material of the surface of the upper roll are that it wets well with the molten metal and that the atmospheric gas film is difficult to be drawn into the molten metal together with the rotating roll, or that the thermal conductivity is high and the gas film is melted. Even if it is interposed between the molten metal and the molten metal (or the solidified shell), it does not cause the solidification delay. Metals satisfying these conditions are as shown in Table 1.
【0045】特に上ロールにおいて、表層下のロール母
材を保護するために厚さ3mm以下のNiめっき、ある
いは薄板との接触による疵防止のために厚さ5〜30μ
mのCrの表層硬質めっきを施工してもよい。更に、め
っき層境界部の熱応力緩和のためには、ロール母材また
はロール母材上の下層めっきと表層硬質めっきとの間
に、更に厚さ10〜50μmのNi系合金の中間層めっ
きを施した多層めっき構造とするのが望ましい。Particularly, in the upper roll, the thickness of Ni plating is 3 mm or less to protect the roll base material under the surface layer, or the thickness is 5 to 30 μm to prevent flaws caused by contact with a thin plate.
The surface hard plating of Cr of m may be applied. Further, in order to relax the thermal stress at the boundary portion of the plating layer, an intermediate layer plating of a Ni-based alloy having a thickness of 10 to 50 μm is further provided between the roll base material or the lower layer plating on the roll base material and the surface hard plating. It is desirable to have a multi-layered plated structure.
【0046】下ロール表面の材質として具備すべき必要
条件は、上ロール表面の材質に比べて熱伝導率が低く緩
冷却が可能なこと、および耐火物製ノズルと摺動しても
摩耗しにくいことである。これらの条件を満たすのが表
2に示すようなセラミックス質である。The necessary conditions for the material of the surface of the lower roll are that the material has a lower thermal conductivity than the material of the surface of the upper roll and that it can be cooled slowly, and that it does not easily wear when it slides on the refractory nozzle. That is. Ceramics satisfying these conditions are as shown in Table 2.
【0047】セラミックス質としては、特に、ZrO2、Al
2O3 、Cr2O3 、SiO2、BNおよびSi3N4 のようなセラミッ
クス単体またはこれらの混合物を溶射施工したものが望
ましい。溶射層の施工厚さは、上ロール側に生成する凝
固シェルと同等の冷却条件を得ることができるように5
0〜500μmの範囲で決定する。As the ceramic material, in particular, ZrO 2 , Al
A ceramic simple substance such as 2 O 3 , Cr 2 O 3 , SiO 2 , BN and Si 3 N 4 or a mixture thereof is preferably sprayed. The coating thickness of the sprayed layer is 5 so that cooling conditions equivalent to those of the solidified shell generated on the upper roll side can be obtained.
It is determined in the range of 0 to 500 μm.
【0048】表3に、表1と表2に示す条件において使
用前後のロール径(薄板の鋳込幅に対応する表面部分の
両端および中央部の平均値)の変化から求めた各ロール
の摩耗速度を示す。Table 3 shows the wear of each roll obtained from the change in roll diameter (average value of both ends and center of the surface portion corresponding to the casting width of the thin plate) before and after use under the conditions shown in Tables 1 and 2. Indicates speed.
【0049】[0049]
【表3】 [Table 3]
【0050】表3に示すように、上ロール表面を金属
質、下ロール表面をセラミックス質とした組合せでは下
ロール表面の摩耗が軽減されるため、ロール表面の摩耗
速度も上下でほぼ均等である。As shown in Table 3, in the combination of the upper roll surface made of metal and the lower roll surface made of ceramics, the wear of the lower roll surface is reduced, so that the wear rate of the roll surface is almost equal in the vertical direction. .
【0051】次に、その他の望ましい条件について説明
する。Next, other desirable conditions will be described.
【0052】上下各ロールの径および胴長並びに母材材
質は問わないが、母材材質としては、冷却水などによる
効果的な内部冷却を行うために銅合金を用いるのが望ま
しい。The diameters and body lengths of the upper and lower rolls and the material of the base material are not limited, but the base material is preferably a copper alloy for effective internal cooling with cooling water or the like.
【0053】下ロール表面材質の熱伝導率に対する上ロ
ール表面材質の熱伝導率の比は、5以上であることが望
ましい。下ロール表面材質を前記の溶射セラミックスと
した場合、その熱伝導率は2W/mK以下であるので、
上ロール表面材質は熱伝導率は10W/mK以上の金属
めっき質とするのが望ましい。The ratio of the thermal conductivity of the upper roll surface material to the thermal conductivity of the lower roll surface material is preferably 5 or more. When the lower roll surface material is the above-mentioned sprayed ceramics, its thermal conductivity is 2 W / mK or less,
The surface material of the upper roll is preferably a metal plating material having a thermal conductivity of 10 W / mK or more.
【0054】薄板表面の割れ等の欠陥を防止するため
に、上下ロールの表面粗さRaの範囲はそれぞれ3〜1
5μm、1.5〜6.0μmとするのが望ましい。In order to prevent defects such as cracks on the surface of the thin plate, the range of the surface roughness Ra of the upper and lower rolls is 3 to 1 respectively.
It is desirable that the thickness is 5 μm and 1.5 to 6.0 μm.
【0055】本発明装置は、斜め横注ぎ、水平横注ぎお
よび2本のロールの異径または同径を問わず、さらに2
本のロールの配置関係やロールの寸法を問わず、一方の
ロールでは溶湯の接触開始位置が雰囲気ガスと接する自
由表面を持ち、もう一方のロールでは溶湯の接触開始位
置が耐火物製ノズルと摺動する方式の双ロール薄板連続
鋳造法にはすべて適用できる。The apparatus according to the present invention is further equipped with an oblique side pouring, a horizontal side pouring, and two rolls regardless of different diameters or the same diameter.
Regardless of the arrangement of rolls and the dimensions of the rolls, one roll has a free surface where the molten metal contact start position contacts the atmospheric gas, and the other roll has the molten metal contact start position that slides on the refractory nozzle. It can be applied to all moving twin roll thin plate continuous casting processes.
【0056】本発明装置を用いる場合の効果は、対象材
がステンレス鋼、炭素鋼、高合金および非鉄金属の場合
においても同様である。The effect of using the apparatus of the present invention is the same when the target material is stainless steel, carbon steel, high alloy or non-ferrous metal.
【0057】[0057]
(実施例1)図2に示す構成の双ロール横注ぎ連続鋳造
装置を用いて、厚さ1.7mm×幅250mmのSUS
304ステンレス鋼を鋳造速度50m/minで製造
し、表面割れ、上下面の凝固組織の均等性、ロール周面
の損傷などを調査した。(Example 1) Using a twin roll horizontal pouring continuous casting device having the configuration shown in FIG. 2, a SUS having a thickness of 1.7 mm and a width of 250 mm
304 stainless steel was manufactured at a casting speed of 50 m / min, and surface cracks, uniformity of solidified structures on the upper and lower surfaces, damage to the roll peripheral surface, and the like were investigated.
【0058】上ロールには、厚さ20mmの銅合金製ス
リーブを母材とし、厚さ2mmのNiメッキを施した
後、ショットブラストにより表面粗さRa:10μmの
粗面加工を施したものを用いた。For the upper roll, a sleeve made of a copper alloy having a thickness of 20 mm was used as a base material, plated with Ni having a thickness of 2 mm, and then roughened by shot blasting to have a surface roughness Ra of 10 μm. Using.
【0059】下ロールには、厚さ20mmの銅合金製ス
リーブを母材とし、下地処理として厚さ50μmのNi
めっきおよび厚さ50μmのNi−Cr溶射を施し、さ
らに厚さ120μmの92wt%ZrO2−8wt%Y2O3の溶射層
を施工した後、バフ研摩により表面粗さRa:3μmに
調整したものを用いた。For the lower roll, a copper alloy sleeve having a thickness of 20 mm was used as a base material, and as a base treatment, Ni having a thickness of 50 μm was used.
After plating and spraying Ni-Cr with a thickness of 50 μm, and further applying a sprayed layer of 92 wt% ZrO 2 -8 wt% Y 2 O 3 with a thickness of 120 μm, the surface roughness Ra was adjusted to 3 μm by buff polishing. Was used.
【0060】上ロールの寸法は直径500mm、胴長2
50mm、下ロールの寸法は直径600mm、胴長40
0mm、上下ロールの冷却はいずれも内部水冷とした。
耐火物製ノズルには溶融シリカを用いて溶湯の底部およ
び側部をシールした。The upper roll has a diameter of 500 mm and a body length of 2
50 mm, the size of the lower roll is 600 mm in diameter, and the body length is 40
The cooling of the upper and lower rolls was 0 mm, and both were water-cooled inside.
For the refractory nozzle, fused silica was used to seal the bottom and sides of the melt.
【0061】鋳造された薄板は健全で微小割れは皆無で
あり、ほぼ上下面の凝固組織は均等であった。ロール周
面の損傷や薄板の焼き付きもなく、安定した鋳造が可能
であった。The cast thin plate was sound, had no microcracks, and had substantially the same solidification structure on the upper and lower surfaces. Stable casting was possible without damage to the roll peripheral surface or seizure of thin plates.
【0062】(実施例2)本発明例として、図1に示す
構成の双ロール横注ぎ連続鋳造装置を用いて、厚さ1.
5mm×幅250mmのSUS304ステンレス鋼を鋳
造速度50m/minで製造し、表面割れ、上下面の凝
固組織の均等性、ロール周面の損傷などを調査した。(Embodiment 2) As an example of the present invention, a twin roll horizontal pouring continuous casting apparatus having the structure shown in FIG.
SUS304 stainless steel with a width of 5 mm and a width of 250 mm was manufactured at a casting speed of 50 m / min, and surface cracks, uniformity of solidified structures on the upper and lower surfaces, damage to the roll peripheral surface, and the like were investigated.
【0063】上ロールには、厚さ2mmのNiめっきを
施した厚さ20mmの銅合金製スリーブを母材とし、シ
ョットブラストにより表面粗さRa:6μmに粗面加工
を施した後、さらに厚さ30μmのNi−W、厚さ10
μmのCrの各硬質メッキを施工したものを用いた。For the upper roll, a copper alloy sleeve having a thickness of 20 mm and plated with Ni having a thickness of 2 mm was used as a base material. After roughening the surface roughness Ra: 6 μm by shot blasting, the thickness was further increased. 30 μm Ni-W, thickness 10
The thing which applied each hard plating of Cr (micrometer) was used.
【0064】下ロールには、厚さ20mmの銅合金製ス
リーブを母材とし、下地処理として厚さ50μmのNi
めっきおよび厚さ50μmのNi−Cr溶射を施し、更
に厚さ120μmの75wt% Al2O3−25wt%ZrO2の溶射層
を施工した後、バフ研摩により表面粗度Ra:4μmに
調整したものを用いた。For the lower roll, a copper alloy sleeve having a thickness of 20 mm was used as a base material, and as a base treatment, Ni having a thickness of 50 μm was used.
After plating and spraying Ni-Cr with a thickness of 50 μm, and further applying a sprayed layer of 75 wt% Al 2 O 3 -25 wt% ZrO 2 with a thickness of 120 μm, the surface roughness Ra was adjusted to 4 μm by buff polishing. Was used.
【0065】上ロールの寸法は直径600mm、胴長2
50mm、下ロールの寸法は直径600mm、胴長40
0mm、上下ロールの冷却はいずれも内部水冷とした。
耐火物製ノズルには溶融シリカを用いて溶湯の底部およ
び側部をシールした。The upper roll has a diameter of 600 mm and a body length of 2
50 mm, the size of the lower roll is 600 mm in diameter, and the body length is 40
The cooling of the upper and lower rolls was 0 mm, and both were water-cooled inside.
For the refractory nozzle, fused silica was used to seal the bottom and sides of the melt.
【0066】鋳造された薄板は実施例1と同様に健全、
上下面の凝固組織の粗さはほぼ均等であり、酸洗した薄
板の上下面の光沢差もなかった。ロール周面の損傷や薄
板の焼き付きもなく、安定した鋳造が可能であった。The cast thin plate was sound as in Example 1,
The roughness of the solidified structure on the upper and lower surfaces was almost uniform, and there was no difference in gloss between the upper and lower surfaces of the pickled thin plate. Stable casting was possible without damage to the roll peripheral surface or seizure of thin plates.
【0067】さらに、上下ロールの表面材質を表1およ
び表2と同条件で種々変化させた試験を行い、前記の凝
固定数、凝固組織の粗さ、薄板の表面性状およびロール
表面の摩耗速度を調査した。ロールの条件および結果を
表4に示す。Further, tests were conducted in which the surface materials of the upper and lower rolls were variously changed under the same conditions as shown in Tables 1 and 2, and the above-mentioned solidification constant, roughness of solidified structure, surface properties of thin plate and wear rate of roll surface were measured. investigated. The roll conditions and results are shown in Table 4.
【0068】[0068]
【表4】 [Table 4]
【0069】表4に示すとおり、凝固定数、凝固組織の
粗さおよびロール表面の摩耗速度は、前記表1〜表3に
示す結果と同じ傾向であった。As shown in Table 4, the solidification constant, the roughness of the solidified structure, and the wear rate of the roll surface had the same tendency as the results shown in Tables 1 to 3 above.
【0070】すなわち、上ロール表面材質としてNiめ
っきまたは更に表層めっきを施した金属質を用いた場
合、および下ロール表面材質としてZrO2−Y2O3またはAl
2O3−ZrO2の溶射層を施工したセラミックス質を用いた
場合に得られた薄板では、上下面の凝固定数および凝固
組織の粗さがほぼ一致し、微小割れ等の表面欠陥も認め
られなかった。しかし、他の組合わせ、例えば、上下と
もに同表面材質のロールを使用した場合に得られた薄板
では、下面側(表2参照)に比べ上面側(表1参照)の
凝固定数が小さく、かつ凝固組織が粗くなっており、一
部の薄板には上下面の収縮差による微小割れ等の表面欠
陥が生じていた。That is, when the upper roll surface material is a metal material with Ni plating or further surface plating, and the lower roll surface material is ZrO 2 --Y 2 O 3 or Al.
In the thin plate obtained by using a ceramic material coated with a sprayed layer of 2 O 3 -ZrO 2 , the solidification constants of the upper and lower surfaces and the roughness of the solidified structure were almost the same, and surface defects such as microcracks were also observed. There wasn't. However, in other combinations, for example, a thin plate obtained by using rolls having the same surface material on the upper and lower sides, the solidification constant on the upper surface side (see Table 1) is smaller than that on the lower surface side (see Table 2), and The solidified structure was coarse, and some thin plates had surface defects such as microcracks due to the difference in shrinkage between the upper and lower surfaces.
【0071】ロール径の変化から求めたロール表面の摩
耗速度は特に下ロール表面材質として金属質を用いた場
合に顕著であり、3〜数10μm/hrとなった。The wear rate of the roll surface obtained from the change in roll diameter was particularly remarkable when a metal material was used as the material of the lower roll surface, and was 3 to several tens of μm / hr.
【0072】しかし、下ロール表面材質としてZrO2−Y2
O3または Al2O3−ZrO2の溶射層を施工したセラミックス
質を用いた場合の摩耗速度は、0.3μm/hr以下に
抑えられた。また、上ロール表面材質としてNiめっき
または更に表層めっきを施工した金属質を用いた場合、
および下ロール表面材質としてZrO2−Y2O3または Al2O3
−ZrO2の溶射層を施工したセラミックス質を用いた場合
には、上下ロールの摩耗速度がほぼ同等となり、上下面
の凝固組織の粗さが均等で表面性状に優れた薄板を長時
間安定して鋳造することができた。However, as the material of the lower roll surface, ZrO 2 --Y 2
The wear rate when the ceramic material coated with the thermal sprayed layer of O 3 or Al 2 O 3 —ZrO 2 was suppressed to 0.3 μm / hr or less. Further, when a metal material applied with Ni plating or further surface plating is used as the surface material of the upper roll,
And ZrO 2 −Y 2 O 3 or Al 2 O 3 as the lower roll surface material.
-When ceramics coated with a ZrO 2 sprayed layer are used, the wear rates of the upper and lower rolls are almost the same, and the roughness of the solidified structure on the upper and lower surfaces is even and the thin plate with excellent surface properties is stable for a long time. Was able to be cast.
【0073】(実施例3)図1に示す構成の双ロール横
注ぎ連続鋳造装置を用いて、厚さ1.4mm×幅250
mmの60wt%Fe−40wt%Ni合金の薄板を鋳造速度5
0m/minで製造し、表面性状を調査した。その他の
条件は実施例2の本発明例と同じとした。(Embodiment 3) Using a twin roll horizontal pouring continuous casting apparatus having the structure shown in FIG. 1, a thickness of 1.4 mm and a width of 250
mm, 60wt% Fe-40wt% Ni alloy thin plate casting speed 5
It was manufactured at 0 m / min and the surface properties were investigated. Other conditions were the same as those of the present invention example of Example 2.
【0074】鋳造された薄板は実施例1および実施例2
の本発明例と同様に、微小割れが皆無であり、表面性状
に優れた薄板の製造が可能であった。The cast thin plates are those of Example 1 and Example 2.
As in Example 1 of the present invention, there were no microcracks, and it was possible to manufacture a thin plate having excellent surface properties.
【0075】[0075]
【発明の効果】本発明装置によれば、上下ロールの冷却
速度および凝固速度が均等となる効果により、薄板の上
下面の凝固組織の不均一による微小割れおよび光沢差を
防止し、表面性状が良好な薄板を連続鋳造することがで
きる。According to the apparatus of the present invention, due to the effect of equalizing the cooling rate and the solidification rate of the upper and lower rolls, fine cracks and gloss difference due to nonuniformity of the solidification structure on the upper and lower surfaces of the thin plate are prevented, and the surface texture is improved. A good thin plate can be continuously cast.
【0076】表面がセラミックス質である下ロールを備
えることにより、表面の摩耗を防止して上記効果を長時
間維持することができ、操業及び品質が安定する。By providing the lower roll having a ceramic surface, abrasion of the surface can be prevented and the above effect can be maintained for a long time, and the operation and quality are stabilized.
【図1】双ロール横注ぎ法(同径ロール、水平横注ぎ)
を用いる本発明の薄板連続鋳造装置の例を示す側面方向
の概略縦断面図である。[Fig. 1] Twin roll horizontal pouring method (same diameter roll, horizontal horizontal pouring)
It is an outline longitudinal section in the side direction showing an example of the thin sheet continuous casting device of the present invention using the above.
【図2】双ロール横注ぎ法(異径ロール、斜め横注ぎ)
を用いる本発明の薄板連続鋳造装置の例を示す側面方向
の概略縦断面図である。[Figure 2] Twin roll horizontal pouring (different diameter roll, oblique horizontal pouring)
It is an outline longitudinal section in the side direction showing an example of the thin sheet continuous casting device of the present invention using the above.
1:上ロール、 2:下ロール、3:上ロール表
面、 4:下ロール表面、5:薄板、 5U:薄
板上面、5L:薄板下面、 6:溶湯、7:耐火物製
ノズル、8:タンディッシュ、9:雰囲気ガス、10:溶
湯のメニスカス(溶湯と上ロールとの接触開始点)1: Upper roll, 2: Lower roll, 3: Upper roll surface, 4: Lower roll surface, 5: Thin plate, 5U: Thin plate upper surface, 5L: Thin plate lower surface, 6: Molten metal, 7: Refractory nozzle, 8: Tan Dish, 9: Atmosphere gas, 10: Meniscus of molten metal (starting point of contact between molten metal and upper roll)
Claims (1)
平方向、軸芯の高さが異なるように垂直縦方向または斜
め縦方向に配置し、ロール間に供給した溶融金属から直
接薄板を鋳造する双ロール横注ぎ連続鋳造装置であっ
て、表面が金属質の上ロール、表面がセラミックス質の
下ロールを備えたことを特徴とする双ロール横注ぎ薄板
連続鋳造装置。1. A thin plate directly from the molten metal supplied between the rolls, wherein two cooling rolls are arranged vertically and vertically so that the roll axes are horizontal and the heights of the axes are different. A twin-roll horizontal casting continuous casting apparatus, characterized in that the twin-roll horizontal casting continuous casting apparatus is provided with a metallic upper roll and a ceramic lower roll.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32866595A JPH09164454A (en) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | Continuous casting equipment of sheet metal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32866595A JPH09164454A (en) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | Continuous casting equipment of sheet metal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09164454A true JPH09164454A (en) | 1997-06-24 |
Family
ID=18212806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32866595A Pending JPH09164454A (en) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | Continuous casting equipment of sheet metal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09164454A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006013654A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-09 | Central Motor Wheel Co., Ltd. | Molten metal direct rolling apparatus |
CN103464702A (en) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 北京科技大学 | Device and method for forming near net shape of sheet metal |
-
1995
- 1995-12-18 JP JP32866595A patent/JPH09164454A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006013654A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-09 | Central Motor Wheel Co., Ltd. | Molten metal direct rolling apparatus |
CN103464702A (en) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 北京科技大学 | Device and method for forming near net shape of sheet metal |
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