JPH09225597A - 双ドラム式薄板連続製造装置および薄板連続製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 双ドラム式連続鋳造によって鋳造した薄肉鋳
片を、鋳片巻取り機までの搬送経路途中に設けたインラ
イン熱間圧延機により、鋳造に連続して熱間圧延を実施
する薄板連続製造装置を用いて、インライン熱間圧延機
の入側温度を安定させることにより、コイル全長に渡っ
て、板圧精度や材質の変動の極めて少ない熱延薄鋼板を
製造する。 【解決手段】 双ドラム式連続鋳造装置の鋳造ドラムと
熱間圧延機の間に、内部水冷式ロ−ルから構成されるル
−パ−部を設け、鋳片との接触長を変化させることによ
り、鋳片を強制冷却することにより、インライン熱間圧
延機入側温度を安定化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、双ドラム式連続鋳
造装置とインライン熱間圧延装置を組み合わせることに
より、薄板を連続製造する双ドラム式薄板連続製造装置
とこれを用いた薄板連続製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、双ドラム式連続薄板連続鋳造機
の説明図である。２本の水平な鋳造用水冷ドラム２、
２’を同じ高さに、平行にかつ接近させて配設し、それ
ぞれを６、６’方向に回転させる。鋳造ドラム２、２’
の軸方向の両端には、２、２’の側面に密着させてサイ
ド堰３、３’を設置する。

【０００３】溶湯１を鋳造ドラム２、２’とサイド堰
３、３’とで形成された上部スペ−ス（湯溜まり部）に
連続的に注入する。注入された溶湯１は鋳造ドラム２、
２’の表面で冷却されて、２、２’の表面に凝固シェル
４、４’を形成する。この凝固シェル４、４’はドラム
の最小間隙部７で一体化され、薄鋳片５となって取り出
される。

【０００４】この双ドラム式連続鋳造機によると、板厚
が数ｍｍで板幅が１０００ｍｍ以上の薄鋳片を、複雑な
後工程を行うことなくそのままで、あるいは軽度の圧延
を実施することにより、薄板として利用できる。

【０００５】圧延には板厚を調整する他、結晶組織を微
細にして材質を向上する目的がある。特に熱間圧延で
は、偏析などの残存する凝固組織を破壊し、再結晶さ
せ、鋳片全体を微細で均一な結晶粒組織とすることで材
質を向上させている。この際、熱間圧延温度が変化する
と鋳片の変形抵抗が変化し、同一荷重で圧延すると圧延
率が変化する結果、圧延後の板厚精度や材質が変動して
しまう。従って、熱延板製品の材質を安定させるために
は、熱間圧延機入り側の温度を一定に保つことが重要で
ある。

【０００６】圧延の方法には、鋳造とは別の後工程とす
る方法と、特開平７−１１８７３５号公報のように、水
冷ドラムと巻き取り装置の間の搬送経路途中に熱間圧延
機を設け、鋳造と熱間圧延を連続的に実施する方法が考
えられ、生産性や省エネルギ−の観点からは後者の方法
が効率が良い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、双ドラム式連
続鋳造機で鋳造された鋳片の温度（出片温度）は変動す
る場合がある。この変動は例えば、タンディッシュから
注入される溶湯温度が変化したり、鋳造開始に伴い搬送
ロ−ルをはじめ設備全体が次第に暖められてくるなどの
原因のために生じる。このため、鋳造ドラムと巻き取り
装置の間に熱間圧延機を設けた装置の場合、熱間圧延機
入り側の鋳片温度が変動することとなり、圧延板の板厚
精度や材質の変動が生じてしまう。

【０００８】特開平７−１１８７３５号公報では、熱間
圧延機入り側の鋳片温度を制御するために、鋳造ドラム
直下に複数のピンチロ−ルを設けている。しかし、一つ
のピンチロ−ルは鋳片と一本の線上で接するだけであり
冷却効果が極めて小さいという欠点がある。また、冷却
効果を高めるため同一距離内でピンチロ−ル本数を多く
しようとすると個々のピンチロ−ルの直径を小さくしな
ければならず、従って、鋳片からの輻射熱によるロ−ル
変形を生じ易くなるという欠点もある。

【０００９】本発明の目的は、鋳片の搬送経路途中に設
けたインライン熱間圧延機の入り側における鋳片温度を
効果的に制御し、コイル全長にわたり板厚精度や材質の
変動のない薄板を製造するための、双ドラム式薄板連続
製造装置および薄板連続製造方法を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の、双ドラム式薄板連続製造装置および薄板連
続製造方法の要旨は下記の通りである。 （１）鋳型壁面が鋳片に同期して移動する双ドラム式連
続鋳造装置によって薄肉鋳片を鋳造し、該鋳片をコイル
状に巻き取るための巻き取り機までの搬送経路途中に設
けたインライン熱間圧延機により、熱間圧延を鋳造に連
続して実施する双ドラム式薄板連続製造装置において、
鋳片に荷重を加えながら鋳片と同期して回回しつつ自ら
上下あるいは水平方向に移動するルーパーロール並びに
該ルーパーロールの前後に搬送ロールを配設することに
より鋳造ドラムとインライン熱間圧延機の間にル−パ−
部を設け、かつ該ルーパーロール並びに該搬送ロールの
内部水冷却のオン／オフが可能な構造としたことを特徴
とする、双ドラム式薄板連続製造装置である。 （２）上記（１）に記載の双ドラム式薄板連続製造装置
を用いる薄板連続製造方法において、前記ルーパーロー
ルを上下あるいは水平方向に移動させことにより該ルー
パーロール並びに搬送ロールへの鋳片の接触長を変化さ
せると共に該ルーパーロール並びに搬送ロールの内部水
冷却をオン／オフさせることにより、インライン熱間圧
延機入り側の鋳片温度を制御することを特徴とする、薄
板連続製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、双ドラム式連続鋳造機
で鋳造した薄肉鋳片を搬送経路途中に設けたインライン
熱間圧延機で圧延する際に、薄肉鋳片の温度が変動して
も該熱延機入側の温度を安定化するために、鋳造ドラム
と熱間圧延機の間に鋳片に荷重を加えながら鋳片と同期
して回転しつつ自ら上下あるいは水平方向に移動するル
−パ−ロ−ルでルーパー部を設けると共に、これらのロ
ールの内部を水冷却のオン／オフが可能な構造として、
ロ−ルへの鋳片の接触長を変化させることにより鋳片と
の接触時間を変化させ、インライン熱間圧延機入り側の
鋳片温度を制御することを特徴とする。

【００１２】本発明の基本的な実施形態の一例を図２に
示す。鋳造ドラム２、２’で鋳造された鋳片５が、３個
のロ−ル１０、１１、１０’からなるル−パ−部１２を
通過した後、熱間圧延機１３で圧延され、巻き取り機１
４にてコイル状に巻き取られる。ルーパー部を構成する
３個のロ−ルの内、１０と１０’は搬送ロ−ルであり回
転軸が固定されているが、１１はル−パ−部で鋳片に荷
重を加えながら鋳片と同期して回転しつつ自ら上下に移
動するル−パ−ロ−ルである。

【００１３】鋳片冷却温度の制御は、ル−パ−部１２で
行う。鋳片を冷却するために、少なくとも搬送ロ−ル１
０、１０’を内部水冷式にする必要があり、必要に応じ
て冷却能力を増すためにル−パ−ロ−ルも水冷構造にす
ることが望ましい。さらに、それぞれのロールの内部水
冷はオン／オフ可能とすることにより、鋳片の冷却制御
がより容易となる。

【００１４】ル−パ−部のロ−ルと鋳片は面で接触する
ので、特開平７−１１８７３５号公報にあるピンチロ−
ル冷却の場合よりも、極めて効果的に鋳片を冷却でき
る。従って、ル−パ−部を構成するロ−ルと鋳片の接触
長を変化させることで、鋳片温度を広範囲に制御でき
る。

【００１５】鋳片の冷却温度制御時のル−パ−部の動作
を模式的に図３に示す。ルーパーロ−ル１１を上下させ
ることにより、ル−パ−部のロ−ルと鋳片の接触長を変
化させる。搬送ロ−ル１０、１０’の半径をａ（ｍ
ｍ）、ル−パ−ロ−ル１１の半径をｂ（ｍｍ）、図中に
示したロ−ルと鋳片の接触角度をそれぞれα（ｒａ
ｄ）、β（ｒａｄ）とすれば、接触長は２・（ａ・α＋
ｂ・β）で表される。なお、搬送ロ−ル１０と１０’の
回転軸が水平に位置していれば、α＝βである。

【００１６】本発明では、搬送ロ−ル１０、１０’やル
ーパーロール１１の直径は特に規定しないが、接触長の
計算をして、必要な冷却能力に応じて設定すべきであ
る。

【００１７】ル−パ−ロ−ル１１の上下移動量と、ロ−
ルと鋳片の接触長の関係を、図４を使って説明する。図
４には、ル−パ−部前の搬送ロ−ル１０とル−パ−ロ−
ル１１のみを示し、ル−パ−部後の搬送ロ−ル１０’を
省略したが、計算の仕方は同様である。

【００１８】搬送ロ−ル１０と１０’間に渡した鋳片
に、ル−パ−ロ−ル１１が接し始める時の高さを基準に
して、そこからの降下量をｈ（ｍｍ）とすると、ｈと鋳
片との接触角度α（ｒａｄ）は（５）式の関係がある。

【００１９】 ｈ＝ＢＣ−（ｉ＋ｊ） （１） ＢＣ＝Ｋｔａｎα （２） ｉ＝ＯＡ−ａ＝ａ／ｃｏｓα−ａ＝ａ・（１／ｃｏｓα−１） （３） ｊ＝ＰＣ−ｂ＝ｂ／ｃｏｓα−ｂ＝ｂ・（１／ｃｏｓα−１） （４） ｈ＝Ｋｔａｎα−（ａ＋ｂ）・（１／ｃｏｓα−１） （５） そして、搬送ロ−ル１０とル−パ−ロ−ル１１に接触す
る鋳片長Ｌ１（ｍｍ）は、（６）式で計算できる。

【００２０】 Ｌ１＝α・（ａ＋ｂ） （６） 従って、ル−パ−ロ−ル１１を上下移動してｈを変えれ
ば、鋳片とロ−ルとの接触角度α、ひいては接触長Ｌ１
を変化させ、鋳片冷却の程度を制御することが出来る。

【００２１】図３では、移動ロ−ル１１が上下に移動す
る場合を示したが、図４の様に水平に移動するル−パ−
構造も可能である。この場合のル−パ−部ロ−ルと鋳片
の接触長は（ａ・α＋ｂ・β）となる。

【００２２】

【実施例】本発明の実施例を表１に示す。表１には、ル
−パ−ロ−ル１１を上下移動して、ル−パ−出側、即ち
インライン熱間圧延機入り側の薄肉鋳片の温度を制御し
た結果を示した。 ル−パ−ロ−ル１１は上下移動式で
ある。搬送ロ−ル１０、１０’と、ル−パ−ロ−ル１１
の全てを内部水冷式鋼鉄製とした。各ロ−ル半径は、ロ
−ル１０、１０’が１００ｍｍ、ロ−ル１１は２５０ｍ
ｍである。ロ−ル１０と１１、および１１と１０’の間
隔は５００ｍｍとした。ロ−ル１０と１０’の回転軸は
同一水平線上である。

【００２３】使用した双ドラム式連続鋳造機の鋳造ドラ
ムは、半径５００ｍｍ、幅８００ｍｍ、内部水冷式銅製
である。鋳造鋼種はＳＵＳ３０４鋼、鋳造ドラム間の溶
鋼湯面高さは水平面からの弧角４５（ｄｅｇ）一定とし
た。鋳造温度は、タンディッシュ内の過熱度を１００度
一定とした。鋳造測度は、４０ｍ／ｍｉｎ、６０ｍ／ｍ
ｉｎとし、それぞれの鋳片厚みは約３ｍｍと約４ｍｍで
あった。

【００２４】ル−パ−部入側と出側（インライン熱間圧
延機入口）にそれぞれ放射温度計１５、１６を設置し、
鋳片温度を測定した。

【００２５】試料１〜３は、同一の鋳造速度であるが、
鋳造開始初期であるため、時間が経ち搬送経路等の設備
全体が暖められるにつれ、徐々にル−パ−部入側での温
度が上昇してきている。ル−パ−部でのロ−ルと鋳片の
接触長を変えなければ、この温度上昇分がそのまま圧延
温度の上昇につながる（例えば、試料２−Ａと２−Ｂ、
３−Ａと３−Ｂ）。そこで、ル−パ−ロ−ル１１を降下
させて鋳片とロ−ルとの接触長を増し、ル−パ−部出側
での温度を一定に保っている。

【００２６】試料４、５は、薄い鋳片を鋳造するため鋳
造速度を上げた場合である。鋳造速度を上げたため、鋳
造ドラムからインライン熱間圧延機までの搬送時間が短
くなリ、搬送中の温度低下量が小さくなった。そこで、
ル−パ−ロ−ル１１の下げ代を調整することにより、圧
延機入側温度をほぼ一定にコントロールできることが判
明した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】双ドラム式連続鋳造機で鋳造した薄肉鋳
片を、巻取り機までの搬送経路途中に設けたインライン
熱間圧延機で鋳造に連続して熱間圧延して薄板を製造す
る際に、インライン熱間圧延機入り側における鋳片温度
を安定化できた結果、コイル全長にわたって、板厚精度
や材質の変動の極めて少ない熱延薄鋼板を製造できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】双ドラム式連続鋳造法の原理を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の双ドラム式薄板連続製造装置を示す図
である。

【図３】本発明の、鋳片とルーパーロールおよび搬送ロ
ールの接触状況を示す図である。

【図４】本発明の、鋳片とルーパーロールおよび搬送ロ
ールの接触状況を示す図である。

【符号の説明】 １ 溶湯 ２（２’） 鋳造ドラム ３（３’） 側堰 ４（４’） 凝固シェル ５ 薄肉鋳片 ６ 鋳造ドラムの回転方向 ７ ドラムの最小間隙部 ８ 溶湯との接触開始部 ９ 浸漬ノズル １０（１０’） 搬送ロ−ル １１ ルーパーロ−ル １２ ル−パ−部 １３ インライン熱間圧延機 １４ 巻き取り機 １５ 放射温度計 １６ 放射温度計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２２Ｄ 11/124 Ｂ２２Ｄ 11/124 Ｋ 11/22 11/22 Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型壁面が鋳片に同期して移動する双ド
   ラム式連続鋳造装置によって薄肉鋳片を鋳造し、該鋳片
   をコイル状に巻き取るための巻き取り機までの搬送経路
   途中に設けたインライン熱間圧延機により、熱間圧延を
   鋳造に連続して実施する双ドラム式薄板連続製造装置に
   おいて、鋳片に荷重を加えながら鋳片と同期して回転し
   つつ自ら上下あるいは水平方向に移動するルーパーロー
   ル並びに該ルーパーロールの前後に搬送ロールを配設す
   ることにより鋳造ドラムとインライン熱間圧延機の間に
   ル−パ−部を設け、かつ該ルーパーロール並びに該搬送
   ロールの内部を水冷却のオン／オフが可能な構造とした
   ことを特徴とする、双ドラム式薄板連続製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の双ドラム式薄板連続製
   造装置を用いる薄板連続製造方法において、前記ルーパ
   ーロールを上下あるいは水平方向に移動させことにより
   該ルーパーロール並びに搬送ロールへの鋳片の接触長を
   変化させると共に該ルーパーロール並びに搬送ロールの
   内部水冷却をオン／オフさせることにより、インライン
   熱間圧延機入り側の鋳片温度を制御することを特徴とす
   る、薄板連続製造方法。