JPS60184449A - ドラム式連鋳機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は溶湯を回転するドラムで冷却して薄板を製造す
るドラム式連鋳機に関する。

〔発明の背景〕

実開昭５８−１５７２５０号公報にて知られる双ドラム
式連四機は、双ドラム間にプールされた溶湯を冷却して
直接薄板を製造するものであり、構造が簡単で経済的な
製造技術である。然るに、この双ドラム式連鋳機におい
ては溶湯が冷却される（２）／ 区間が短いので生産量を確保するためには溶湯を急冷す
る必要があることから、ドラム表向に造形される凝固数
の厚みを幅方向に一様にすることが困難である。従って
、この鋳造方式は双ドラムの最狭瞳部で両ドラム弐面に
それぞれ造形された２枚の凝固殻を密着圧縮する際に板
の形状が悪くなったり、また未圧着部が生じる等の品質
欠陥発生の問題をか＼えている。

即ち、従来の一般の連鋳機では定置的に配置され、振動
される鋳型の内壁面と浴湯間には溶湯パウダー１曽を流
下させ、溶湯を緩冷却する方法がとられている。このよ
うにＭ冷却を行えば一様な厚み分布の凝固殻が得られる
ことが知られている。

しかし緩冷却のため、鋳型で全厚み分の凝固を行うこと
はできない。便って鋳型から出た後の鋳片内部は未凝固
状態にあり、鋳型以降の鋳片内部俗調は、その静圧に対
し多数のローラ群により支持し、かつ冷却はローラ間か
らスプレーにより冷却され、鋳片全厚みに対する線画作
業が行われる。

然るに双ドラム式連鋳機では、ドラム間の最狭瞳部以降
、特にこれの直後に前部のようなローラ群を配置するこ
とはスペース的に困難である。

従って双ドラム間最隙部以降の鋳片冷却は実開昭５８−
１５７２５０号公報に見られるような、冷却シュを設け
て実施されることになるが、このような冷却シュを出側
に設けることは、鋳造初期に於ける溶湯の洩れによるか
ぶれが発生し易く実用上問題となる。

以上のよう々理由により双ドラム式連鋳機では双ドラム
間に注湯された溶湯のプールがドラムと接触する間に急
速に冷却し、双ロールの最狭瞳部以降での冷却を不要に
しても品質の良い鋳片が得られるドラム式連Ｈ機の鋳造
技術を確立することが望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、凝固殻厚みを板幅方向に均一化させて
品質の良い鋳片の製造全可能にしたドラム式連鋳機を提
供するところにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、連続的に注湯される溶湯
を（ロ）転するドラム表向で冷却して凝固殻を形成させ
薄板を製造するドラム式連＠機において、前記ドラムの
表面をほぼ均一に分布する凹凸部を有する表面性状に形
成するように構成したことにある。

そして上記構成を採用することによって凝固殻とドラム
表面との接触に空気膜を介在させることが可能となるの
で、凝固殻が均等に冷却され凝固殻厚みは板幅方向に均
一化できて品質の良い鋳片の製造が実現し得るものであ
る。

〔発明の実施例〕

次に本発明の一実施例であるドラム式連鋳機について説
明する。

まず、実施例の説明に先立って本発明の理解を助ける為
に、幅方向に不均一な凝固殻の発生原因について以下に
説明する。

浴湯がドラム表面に接触すると、ドラムによって冷却さ
れ薄い凝固殻が生ずる。この場合凝固殻に冷却による収
縮が生ずる。しかるにドラム六面状態及び浴湯の状態は
必ずしも一様でないので、上記冷却による収縮量は板幅
方向及び長手方向に於いて不均一となる。

このような不均一凝固が生ずると第１図に示すように凝
固殻１の薄い部分１ａはドラム４の表面から離れ、凝固
殻１の厚い部分１ｂが、ドラム４の表面に密着する傾向
となる。

従って、凝固殻の薄い部分１ａと厚い部分１ｂの傾向は
更に増長され、不均一凝固殻が生ずる。

同、３は溶湯である。

ところで従来の連鋳方式では前述したように定置的に配
置された振動鋳型の上部にパウダ剤を浮上させ、鋳型壁
面と凝固殻間に溶融パウダを流下せしめ、緩冷却を図る
ことにより、上記不均一凝固殻発生の問題が解決されて
いる。

次に本発明の原理について以下説明する。

本発明では周知の従来連鋳方式に於けるパウダ法に依ら
ずに、不均一凝固殻発生を防止しながら急速冷却可能な
連鋳機を提供するものである。

即ち、第２図に示すようにドラム５の表面に一様な凹凸
部８を設けておき、溶湯７が冷却されて生じた凝固殻６
とドラム５の表面の熱の移動を、主に、この凹凸部８の
凹部内に存在する空気膜の熱伝導により行わんとするも
のである。

つまりｉｔ図の様な平滑なドラム表向ではドシム面と凝
固殻が面接触するから、真に接触する部分は局犬な熱移
動が生じ、非接触部との間に大きな冷却効果の差が生ず
る。

従って本発明は第２図に示すように、ドラム表面に凹凸
部８を設は凝固殻６との直接接触部は凸部の微少部分と
して、主に凹部の空気膜を介して凝固殻の冷却を行うよ
うにするものである。

ドラム表面と凝固殻間に存在する空気膜の平均厚みδと
熱伝達係数α、の関係を第３図に示す。

第３図かられかるように空気膜厚みが薄くなると熱伝達
係数α、は急激に増加する。

従って、この第３図から理解出来るように平滑なドラム
表面では第１図に示すように、ドラム表面と凝固殻が１
１接接触する部分が生じ、α１が極めて犬にな９間頭が
生ずる。

本発明では、第２図に示すようにドラム表面に、予め凹
凸部８を設けておき、ドラムと凝固殻の面接接触は点あ
るいは線状の山の微少部分に留め総んど大部分の接触を
空気膜を介在させて行い、凝固殻の均一な冷却を行うも
のである。

このようにドラム表面に、凹凸部を設けておけば、凝固
殻とドラム接触部が限定され、且つ空気膜を介しての一
様な冷却が行われるので、板幅方向にも均一な凝固殻厚
みを有する薄板が製造できる。

また、薄い空気膜を介しての冷却なので熱伝達率は従来
のパウダ使用時のαｇ　＝　１５００　ｋｃａｔ／、／
？ｈ　ｒ　’ムに対し、平均空気膜厚みを４μ程度にす
れば、第３図ニジパウダ使用時の約１０倍の冷却速度を
得ることができ、生産性の優れた設備とすることができ
る。

次に本発明の一実施例である双ドラム連鋳機につき第４
図を用いて説明する。

第４図において、溶湯はタンディツシュ１０からノズル
１１の噴出孔２０よ如、双ドラム１３゜１４間に形成さ
れる溶湯プール１２内に注湯される。

ドラム１３．１４の外面には前述した第２図に示す凹凸
部８が均等に分布するように設けられている。

このドラム１３．１４の表面の凹凸形状はショツトブラ
スト、機械加工による格子目状の凹凸あるいは線状凹凸
、コーテング剤の焼付け、溶着、あるいは化学的腐蝕法
等により凹凸が設けられ得る。

凹凸部８の凹凸の深さは平均窒気膜の厚みδを形成する
面から決定される。即ち、δがあまりに小さいと凝固殻
の均一な冷却効果は得られず、平滑面のドラムと同じ結
果になるためである。

即ち、凝固殻が形成される前の溶湯は、凹凸深さが小さ
いと、凹んだ部分にまで溶湯が浸透して直接ドラムと接
触し、凝固殻の均一な冷却効果が減殺されるためである
。

そこで凝固殻の均一な冷却効果を得るには、凹凸部８の
凹凸の深さが、４μ以上必要なことが実験的に明らかに
された。これは第３図からも、空（９） 気膜が４μ以下では急激にα□が増加することにより推
察できるものである。

このような凹凸部８を有するドラム１３．１４によシ溶
湯が冷却でれ、該ドラム１３．１４の表面には幅方向に
均一な厚みを有する凝固殻１７゜１８が冷却、造形され
る。

ドラム１３．１４と空気膜を介して冷却された均一厚み
の凝固殻１７．１８は回転軸１５．１６の回シにドラム
１３．１４を回転させ、両ドラム１３．１４の最狭瞳部
２１で更に圧着して直接圧延させることによシ品質の高
い薄板１９が製造できる。

同、ドラム表面に形成される凹凸部８の製造法によυ本
発明の効果が得られる程度に差が生ずることも明らかに
された。即ち、ショツトブラストにより点状の凹凸部を
ドラム表面に設けた場合と、ドラム表面に対し旋盤加工
等により線状の凹凸部を設けた場合とでは明らかにショ
ツトブラスト法による点状の凹凸表面の方がより優れて
いる。

即ち点状の凹凸表面の方が、浴湯と直接接触す（１０） るドラム表面とのｎ棟が少なく、第２図に示すような理
想的な冷却が行えるからである。しかしながら、Ｍセこ
の凹凸部でも、平滑向の場合に比較して優れた刺片品質
が得られることは勿論である。

同、第４図の鋳造機では耐火物２５はドラム１３．１４
の側面に押し当てられ、浴湯１２の側方への流出が防止
される。

このような鋳造機の代表例ではドラム寸法がφ８００ｍ
ｍ径ｘ１５００ｎ＋ｍ胴のもので、板厚２〜６削、板幅
最大１５００ｍの薄板材が、速度２０〜６０ｍ／　ｍ　
ｉ　ｎ　で安定生産することができる。

鋳造可能々材質は普通銅、ステンレス材あるいは非鉄材
等多くのものが可能である。

第４図のドラム１３．１４は図示は省いたが、内部より
水冷され、必要に応じ外部冷却される。

本発明の様に凹凸部表面を有するトラムを使用する場合
、この凹凸深さを常に一定に保持することが極めて亀要
である。

即ち鋳造によりドラムに形成した凹凸部にスラッジやス
ケールがつまると、空気膜を介在させる（１１） ことが出来なくなり上述した本発明の効果は減殺される
。

１だ、凹凸部が摩耗しても同様に効果が減少する。

従って本発明を発揮させるには、ドラムの表面の硬度は
軟質銅材ショア硬度Ｈ８１５を用いた場合のように軟か
いものでは不可で、少なくともショア硬度Ｈ８３０以上
の硬度材にすることが必要である。

次に凹凸部８の目詰りをなくするには、第４図に示すよ
うなブラシ等の、表面清浄化装置を設置することが必要
である。

第４図に示すドラム表面清浄化装置の例は軸４１に回り
に矢印方向に回転するブラシ４０によりドラム１３．１
４に形成した凹凸部８の清掃を行う例である。

次に本発明の他の実施例について説明する。

上述の説明は双ドラム方式の場合の鋳造機の例について
行ったが、勿論第５図に示すような片ロール方式の場合
についても本特許の効果が得られ（１２） る。

第５図の例では、溶湯３０が、耐火物３１にプールされ
ており、回転するドラム３２により浴湯が冷却され、凝
固殻３３が冷却造形され薄板３４が製造される。

この場合のドラム３２０衣面に本発明の凹凸部８を設け
ることにより前述の場合と同様に均一厚みの凝固殻を有
する高品質の鋳片が得られる。

またドラム３２の凹凸面を清掃するため軸５０回シに回
転するブラシ５１を備えたドラム表面清浄化装置が設け
られていることも双ドラム方式の実施例の場合と同様で
ある。

本発明の実施例であるドラム表面に凹凸部を設ける連鋳
機によれば次のような効果が得られる。

（１）浴湯あるいはＭ同殻との接触は凹凸状のドラム表
面の凸部の山で接触し、ドラムとの直接接触する面積が
減少し、空気膜を介しての冷却となるので冷却が一様に
行われ均一厚みの凝固殻が得られ、良質な薄板材が製造
できる。

（２）凝固殻に対する一様な冷却が薄い空気膜を介、　
（１３） して行われ、且つ凝固殻がドラム表面より離間する現象
が生ぜず全体としては、高い熱伝達率の冷却が行われ高
速鋳造が可能である。

（３）冷却シュは不要となり、しかも単純化された注湯
が可能とがり、保守上優れた設備となる。

〔発明の効果〕 本発明によれば、ドラム表面に凹凸部を形成したので溶
湯の凝固殻は空気膜を介して該ドラムによシ均等に冷却
され、凝固殻厚みを板幅方向に均一化出来ることから品
質の良い鋳片の製造が実現出来るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はドラム式連鋳機に平滑ドラムを用いた場合の凝
固殻の造形状況を示す部分説明図、第２図は本発明の原
理を表わしだドラム式連鋳機のドラム表面に点状凹凸面
を成形した場合に於ける凝固殻の造形状況を示す部分説
明図、第３図は本発明に係わる平均空気膜厚みとドラム
・凝固殻間の熱伝達係数の関係を示す図面、第４図は本
発明の一実施例である双ドラム式連鋳機を示す概略図、
（１４） 第５図は本発明の他の実施例であるドラム式連鋳俵を示
す概略図である。 ５・・・ドラム、６・・・凝固殻、７・・溶湯、ｌｏ・
・・タンティッシュ、１３，１４．３２・・・ドラム、
１７゜１８．３３・・凝固殻、１９・・薄板、４０．５
０・・・（１！’ｔｌ ′￥Ｊ１　口 半２口 ′箔３０ つ 平均生気！ＩＬキ与Ｓ（〃） ｆＪ４−　口 ￥−Ｊｙ口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続的に注湯される溶湯を回転するドラム表面で冷
   却して凝固殻を形成して薄板を製造するドラム式連鋳機
   において、前記ドラムの表面をほぼ均一に分布する凹凸
   部を有する表面性状に形成したことを特徴とするドラム
   式連鋳機。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記ドラム表面の
   凹凸部は約４μ以上の大きさに設定したことを％徴とす
   るドラム式連鋳機。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記ド
   ラム表面の凹凸部を点状の態様に形成させたことを特徴
   とするドラム式連鋳機。 ４、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記ド
   ラム表面の凹凸部を線状の態様に形成させたことを特徴
   とするドラム式連鋳機。 ５、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記ド
   ラム表面硬度をショア硬度（Ｈ８）で約３０以上となる
   ように形成したことを特徴とする（１） ドラム式連鋳機。 ６、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記ド
   ラムの近傍に該ドラム表面を清浄化する清浄化装置を設
   けたことを特徴とするドラム式連鋳機。 ７、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記ド
   ラムを双方配置することによシ、凝固殻を双方形成させ
   ると共にこれら凝固殻を該双ドラムにより直接圧延して
   薄板を製造するようにしたととを特徴とするドラム式連
   鋳機。