JPS6233047A - 双ドラム式連続鋳造機 - 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〕 本発明は双ドラム間とサイドダムとの間に溶鋼をプール
して、ドラムを回転しながら連続的に薄板を製造する双
ドラム式連続鋳造機に関する。

〔発明の背景〕

双ドラム式連続鋳造機は、特開昭５８−１８７２４４号
公報に見られるように、２つのドラム間に溶鋼をプール
して、かつ２つのドラム表面で溶鋼を冷却凝固させ、更
に２つのドラムを回転駆動して２つの凝固殻を相互に圧
着させて薄板を連続的に製造するものである。

この様な構造であるため薄板の製造過程において板端部
の凝固が、板の中央部に比較して進み易くなる。しかも
第１図に示すように溶鋼プール中で２つのドラム１，１
′側に生ずる凝固殻３゜３′を圧着するドラム間最狭隙
圧着部４では、凝固殻３，３′を圧着するための圧力Ｐ
が生ずる。

このように凝固殻を圧着した場合にはドラムの表面に圧
力Ｐが生ずるが、同時に第２図に示すように、側方つま
り板山方向にも圧力Ｐｓが生ずる。

即ち第２図に示すように、溶鋼を保持するサイドダム２
，２′を双ドラム１．１′間の圧着部４で、圧力Ｐｓに
て板巾方向外側に開くような力が作用する。この力は前
記特開昭５８−１８７２４４号公報に見られるように板
端部で凝固が余分に進むと。

１５５０℃程度と高温であるため、第２図に示す如くサ
イドダム２，２′はこれに耐えられる様に耐火レンガが
使用される。

然るに凝固殻を形成したｔｓａｍを圧着するドラムの圧
着部に発生する圧力Ｐｓは凝固殻となった材料の温度が
１３５０〜１４００℃に近いので高温鋼材の変形抵抗に
等しく約２００ｋｇ／ａ＃の大きな圧力を生ずる。

これに対し、前述の第２図に示すサイドダム２゜２′は
耐火性レンガで構成されるが、高温での強度は著しく低
く、第２図に示す圧力Ｐｓにより薄板５が下方に引き出
されると共に急激に摩耗を生じることになる。また、こ
の摩耗を軽減するために、サイド耐火物のサイド押付力
を弱くすると、サイドダム２，２′が板巾方向外側に押
し広げられてドラム１．１’　とサイドダム２，２′と
の間に隙間が生じ、該隙間から溶鋼プールの溶鋼がはみ
出し鋳張りを生じたりして、双ドラム連続鋳造機の実用
化を阻止していた。

以上の問題を解決する手法として、前記特開昭５８−１
８７２４４号公報の例では、板幅端に相当するドラム材
質を熱伝導度の低い材質にすることが提案されている。

この様に熱伝導率が低こところでは。

凝固殻の生成厚みは薄いから、これを圧着しても、他の
中央部分より低い圧力となるので、サイド耐火物の寿命
延長に効果が得られるものと考えられる。

しかしながら、ドラムを２つの物性の異なった材質で構
成することは構造が複雑で製造が困難になることと、両
材質の境界部に隙間が生じ易く、この隙間に溶鋼が差し
て鋳造不能になる恐れがあるので実用的でない。

また、特開昭５８−２１８３５８号公報に示されるよう
にサイドダム（堰とも呼称される）はドラム側面に押圧
され、溶湯プールの役目を果すように使用されることが
多い。

このような使用法では前述のようにサイドダム通常耐火
物が高温となっており、脆いので急速に摩耗する。

通常薄板の製造速度が３０ｍ１０１ｉｎでは、約１■ｉ
ｎで耐火物が摩耗し、ドラムとの接触摺動部に隙間が生
じ、溶鋼が洩れ始めることから多量生産用の連鋳機とし
て使用するのは問題である。

また双ベルト式薄板連錫機が記載された特開昭５８−３
８６４０号公報に示される固定側板は、溶鋼の内側に突
出する先細り形状の耐火物と、板幅に合わせて配置した
急冷金属部にて構成されているが、厚み調整ロールは凝
固殻と溶鋼静圧を支持するものであって圧延（又は圧着
）をするものではないから、圧延による幅広がり現象は
ないので、耐火物の突出量は溶損、剥離分、即ち数ｍ程
度でよい。

又急冷金属板は厚み調整ロール近傍以降であれば、目的
を達成することはできると考えられる。

しかしながら、数ｍの薄板を直接製造するのに適してい
る双ドラム式連鋳機においては、凝固殻形成直後の板を
、前記ドラムで圧延（又は圧着）することは内部品質確
保のための必要条件であるからこれに対応した新しいサ
イドダムの構造と配置寸法を見い出すことが必要である
。即ち圧延縮拡がりに適した構造寸法並びにサイドダム
とドラム合せ目の隙間発生を防止する新機構につき解決
する必要がある。

ダ また特開昭５９−２１５２’／　号公報には双ロールに
よる凝固殻圧着時の幅拡がりが所定の量を越えた時に双
ロールの回転数を増速する技術が開示されてり おり、同じく特開昭５９−２１５２５Ｖ号公報には双ロ
ールによる凝固殻圧着時の幅拡がり量に見合ってサイド
ダムを上昇操作させる技術が開示されている。

しかしながらこれらいずれの公知例においても双ロール
との間で溶鋼のプールを形成しているサイドダムは耐火
物でのみ形成されており、薄板の内部品質確保の為に双
ロールにて溶鋼に形成された凝固殻を相互に圧着した際
に生じる板幅方向への幅拡がり景が大きいことからサイ
ドダムに対して損傷或は摩耗を招くことは避けられない
。よってサイドダムを保護することを考えると必要な圧
着が出来ず薄板の内部品質を確保することは困難となる
。

〔発明の目的〕

本発明は、薄板の内部品質を確保する為に必要な双ドラ
ム間での凝固殻圧着時１こおける板巾方向への幅拡がり
現象を許容し、且つドラムとの間で溶鋼のシールを確実
に行なえるようにした簡単な構造のサイドダムを備えた
双ドラム式連鋳機を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、２つの回転するドラムの
両端部にサイドダムを配設してこれらドラムとサイドダ
ムとの間に溶鋼のプールを形成し、前記各ドラムを互い
に相対する方向に回転させながら該プール内の溶鋼を冷
却しこれらドラムの表面側に形成された？？！ｊ鋼の凝
固殻を両ドラム間の最狭隙部で相互に圧着して薄板を製
造する双ドラム式連続鋳造機において、前記サイドダム
は溶鋼をプールする耐火物と、この耐火物を支持する金
属部材とから構成し、前記耐火物を金属部材より溶鋼側
に突出させると共に、この耐火物の下端部が両ドラム間
の最狭隙部よりも上方に位置する溶鋼凝固殻の圧延開始
点近傍に存在するように前記耐火物を配設した双ドラム
式連続鋳造機にある。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例である双ドラム式連鋳機を第３図、第
４図、第５図を用いて説明する。サイドダムはサイド耐
火物６．６′及びサイド耐火物６゜６′を支持する金属
部材からなる冷却板７，７′により構成される。サイド
耐火物６，６′は円筒状の両ドラム１，１′の屑端面１
２．１２’　より溶鋼プール側となる内側にｍだけ入り
こんで配置され、ドラムとの接触部より湯差しが生じな
い様に、サイド耐火物の側面形状はドラム半径Ｒに沿う
様な形状となって、金属製の冷却板７，７′に粗 １体的に取付けられる。また、この冷却管７゜７′には
冷却流体を流通させる冷却流路２８が形成されている。

従って所望の薄板の板幅Ｗに対し２ｍだけ狭い開口幅、
即ち巾がＷ。の溶鋼プール内に溶鋼が注湯される０例え
ばＷ＝１０００閣の場合、ｍ＝５〜３０ｍｍ、Ｗ、＝９
９０〜９４０−程度が好適である。

またサイド耐火物６，６′はＴ！！ｍを安定してプール
するのが目的であるから、第４図に示す様に問ドラム最
狭隙部を通る線Ａ−Ａよりｈ□だけ」二方にその下端が
位置するようにする。即ち凝固殻３の圧延量始点から最
狭間隙部レニ至る圧着部４の長さＬよりｈｌ　を大きく
することにより、凝固殻３の圧着による幅はみ出しに対
し、サイド耐火物６．６′は力を負荷せぬことになる。

一方冷却板７．７′は凝固殻３，３′の圧着部４に対し
押圧状態で配置され、万一溶湯が差しても、峙張りが生
じない様に、ドラム端面１２，１２’　に押圧装置であ
るバネ９により押付ける構造とする。従つて第３図及び
第４図に示す様に、冷却板７は、ドラム１，１′の胴端
面に密着する様な形状とする。

前述の押圧装置であるバネ９は、幼造時のドラム熱膨張
に対し、押圧力が過大とならない為に押圧力を調節する
必要があるが、バネに限らす液圧、クッション材等いず
れを用いてもよい。前記バネ９．９′はバックプレート
８．８′に支持され、ドラム軸受箱１０を支持するハウ
ジング１０゜１０′にこのバックプレート８．８′は取
付けられている。

また金属製の冷却板７，７′の垂直方向長さは、鋳造ス
タート時、溶鋼場面が下方にある場合でも、湯洩れが生
じない様にドラム胴端面１２．１２’にフィツトさせる
ことは前述した様に必要であるが、第４図に示す定常状
態においても、板端部からの７８鋼湯洩れが万−生じた
場合でも、これを支持し、かつ冷却凝固させる機能も具
備させるために、冷却板７，７′の垂直方向下端位置は
、両ドラム最狭隙部を通る＠Ａ−Ａより下側ｈ２まで延
在して配設した方が好適である。（ｈ２＝ｏ〜１００ｍ
＋） 尚サイド耐火物６，６′は両ドラムに面して形成される
凝固殻を圧着する圧着部４に配置しない方が良いが、凝
固殻の圧着幅広がりは、第４図１こ示す様に、徐々に拡
大するものであるから、この幅広がり量に見合った以上
のテーパを耐火物６゜６′の垂直方向下端部にあらかじ
め付けておけば、圧着部４にサイド耐火物６，６′を付
着しても同様の効果が期待出来る。但し鋳造される板厚
が２〜３１ｍと薄い場合には、サイド耐火物６，６′も
薄くしなければならないので破壊しやすくなり実用上好
ましくない。

従って１両ドラムの最狭隙部である線分Ａ−Ａからサイ
ド耐火物６，６′の垂直方向下端部の配設位置までの距
離ｈ□が、溶鋼凝固殻を圧着する圧延開始点しより同等
か長くなる様に設定し、この耐火物を支持する冷却流路
２８を内蔵した金属製の冷却板７，７′を薄板の板山方
向外方に更に後退して配置し、該冷却板７，７′が両ド
ラム１゜１′の胴端面に接触する態様に構成することが
実用的である。

次にサイド耐火物６．６′の下端位置と溶鋼凝固殻を両
ドラム佃で圧着する圧延開始点との関係について以下詳
説する。

凝固殻を相互に圧着する圧着部４の詳細は第７図に示す
様に溶鋼の液相線ＴＬと凝固殻を形成する固相線Ｔ＆が
両ドラムの回転で交わる近傍、即ちＱ点とＳ点近傍で圧
着するのが効果的である。

その理由はＳ点が両ドラムの最狭隙部より上方にある場
合は凝固後の薄板を圧延することになり、過大な圧下刃
が必要になり装置の大型化を招き経済的に不利である。

またＱ点、Ｓ点が両ドラムの最狭隙部より下方にある場
合は、未凝固の溶鋼が外に出てしまうか、溶鋼の静圧に
より板にバルジング（ふくらみ）が発生し連速鋳造を困
難にしてしまう欠点がある為である。

本発明による上述した実施例ではＴＬとＴ、の中間の半
凝固部である凝固殻３，３′を相互に圧着するものであ
るから変形抵抗は極めて小さく（１〜２　ｋｇ　／　ｍ
ｎ”以下）ドラムの圧下装置、並びに駆動装置の小型化
が達成できる。また１強圧下しなくて済むので鋳造され
た薄板に形状悪化が発生することが少なくなる。よって
次行程での大巾な形状修正を行う必要もなくなる。又、
圧下刃が小ないので、凝固殻の幅方向不均一（特に板端
部が厚い）があった場合、厚い部分を特に圧延してしま
うので、この部分が板長方向に伸びて板形状の悪化を招
くことがあるが、軽圧下の場合上記事態は少なくなる。

（板端部の凝固殻が厚い場合は強圧下の場合耳伸びが・
生じるが、軽圧下の場合は発生が大巾に軽減される）。

また、半凝固圧着による板の内部品質は、凝固後圧延方
式と比較して薄色はないことは確認済である。

この様な未凝固部圧着は圧下による板の幅広がりを招く
ので、この部分にサイドダム酎大物を配置すると損傷、
摩耗が生じ実用的でないことは前述した通りである。従
って本発明の連鋳機では、圧着開始位ｅＬより垂直方向
上方の位置にサイドダムの下端部を配置するものである
が、適切なＬの位置設定は次式で表わされる。

例えば溶鋼材料である５ＵＳ３０４ステンレス鋼の凝固
殻の温度は第１０図に１例を示す様に、冷却開始から１
．５秒後に凝固殻を両ドラム間で相互に圧着し、ドラム
半径Ｒ＝　４００　ｕｍで最終板厚ｔ＝５ｎｗｎを得る
場合にはＸ。＝４．５ｎｎであるから □となり、サイドダムの下端部［Ｄ＝４０＋α＝５０〜
６０ａ＋＋が最適となる。尚、これはＬキ２〜６′の溶
鋼側への突出量（凝固殻圧着時の巾拡がり量を許容する
）について説明する。

第８図に示す様に、圧着時、半凝固殻は上方と板幅外方
向に押し出される。各々の方向に押し出される量は、凝
固界面（Ｔ６）の流動抵抗により左右されるものである
が、実際の凝固界面は第９図に示す様に若干のウネリが
あり、冷却条件、材質により変化する。この様な状態で
の圧着時は板幅中央部は流動抵抗の少ない上方に流れ、
板端部は板幅外方向に流れる為、板巾方向片側のはみ出
し量ｎは、主に製品板厚に関係し、板幅の大小の影響が
少ないことが実験により求められており。

既ねｎ＝　（０，２〜０．５）・ｔてあった。

例えば板厚ｔ　＝５ｍｍのときはｎ＝１〜２Ｉ程度であ
る。従って耐火物６，６′の板山方向突出量ｍはｎの最
大値より若干大きくしておけばよく、通常ｔ＝３〜６ｍ
を生産する場合ｍａｔ程度で良好な製品が得られる。

以上説明したことを要約すると５双ドラム最狭隙部での
凝固殻圧着を行う場合、ドラム端での側方はみ出しをな
くすために、本発明の実施例では。

板端部の凝固開始を遅らせる手段としてサイド耐火物は
ドラム側面より内側に、両ドラムの外周面にほぼ隙間な
く接触するような構造に製作されたものを挿入配置し、
しかも凝固殻圧着相当部には耐火物を配置しない。そし
て前記圧着部には冷却板をサイド耐火物より外側の位置
になるように配置して、ドラム胴端面に押しつけて配置
する。即ち圧着による幅方向はみ出し力Ｐ、を生じさせ
ない様に遅れて冷却が開始されるようにサイドダムに幅
方向段差を設けるものである。

また、ドラム胴端面と接触する部分は前記耐火物とは異
なる摺動摩耗に強い金属部材を押し当て、耐火物はこの
金属部材に取り付けるものとする。

金属部材には青銅、アルミブロンズ等の軸受台金を用い
、ドラム胴端面との摺動部には潤滑油を供給することに
より、両者の摺動摩耗を大幅に減少させるものである。

以上のように本発明の実施例における双ドラム式連鋳機
は、第１に溶湯プールを作製するための溶鋼支持は、双
ドラム間にほぼ隙間なく挿入される耐火物とし、この耐
火物を支持する部材は耐火物とは異なる摺動可能な金属
部材として、かつドラムの側面に押し当て両者の摺動機
能をもたせるものである。

第２に耐火物の下端部は多ドラムの凝固殻圧着部相当部
あるいはこれよりやや上部に位置するように配設し、前
記耐火物を支持する金属部材が段差状となって配置され
ていて、これが薄板の短辺側に於ける溶鋼の冷却を行う
ものとするものである。

次に本発明の他の実施例について説明する。第６図及び
第１１図はドラムが板幅変化に対応して軸方向に移動し
得る構造の双ドラム式連鋳機に対して本発明のサイドダ
ムを適用した実施例を示すものである。

図において、装置の基本構成は先の実施例と同様である
ので説明を省略し、相違部分についてのみ説明する。

双ドラム２０，２１を矢印ｘ、ｘ’方向のドラム軸方向
に移動することにより、板幅Ｗを所望の板巾Ｗ。が得ら
れるように鋳造範囲を変化させることができる。（尚ド
ラムの軸方向移動装置の図示は省略） このような双ドラム連鋳機に於いて、溶鋼をプールする
ためのサイド耐火物６，６′は双ドラム１．１′間に挿
入される。また別の押圧装置であるスプリング２９によ
りドラム１．１′の胴表面に押し当てられる冷却板２７
．２７’は、一方の側のドラム表面のみに押当てられる
よう冷却板の側面形状がドラム外面に適合した曲率面形
状に形成されている。

このようにサイドダムを構成すれば、板幅可変の双ドラ
ム式連鋳機に対しても本発明と同様の効果が得られる。

上述した本発明の実施例によれば、サイドダムの機能を
溶鋼プール部と、圧着部に夫々対応するものに分割し１
、溶鋼プール部のサイド耐火物を所望板幅の内側である
凝固殻の巾拡がり量に相当した溶鋼側で、且つ凝固殻圧
延開始点より上方位置に配置して板端部の凝固遅れを確
保すると共に、圧着部のサイドダムは冷却板として、所
望の板幅に配置する構造であるから、圧着時の縮拡がり
が生じた場合でも冷却板に対して凝固殻圧着による縮拡
がり力は発生せず、従って、サイド耐火物の破壊や局部
摩耗を防止することが可能となる。

しかも、鋳造スタート時の如く双ロール間の圧着部に溶
鋼が存在する非定常時に於いても溶鋼洩れが生ずること
がない安定した連続ｔＪｉ！作業が実現できるものであ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、薄板の内部品質を確保する為に必要な
双ドラム間での凝固殻圧着時における板巾方向への縮拡
がり現象を許容し、且つドラムとの間で溶鋼のシールを
確実に行なえるようにした簡単な構造のサイドダムを備
えた双ドラム式連鋳機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図は双ロール式連鋳機における凝固殻の圧延状況を
示す説明図、第２図は第１図の双ドラム軸方向側面図、
第３図乃至第５図は本発明の一実施例である双ドラム式
連鋳機を示すもので、第３図は上面図、第４図は第３図
に表わした連鋳機のドラム軸方向に沿った断面図、第５
図は第３図に表わした連鋳機のドラム軸端から見た側面
図、第６図は本発明の他の実施例を示す双ロール式連鋳
機の概略構造図、第７図は本発明の双ロール式連鋳機に
おける凝固殻圧着部の圧着現象を示すロール軸に直角方
向に見た説明図、第８図は同じく双ロール式連鋳機にお
ける凝固殻圧着部の巾方向拡がり状況を示す説明図、第
９図は第７図に表わした凝固殻圧着部の拡大説明図、第
１０図は第７図における凝固殻内位置と凝固殻温度との
関係を示す特性図、第１１図は第６図の側面図である６
１．１′・・・ドラム、２，２′・・・サイドダム、３
゜３′・・・凝固殻、４・・・凝固殻圧着部、５・・・
薄板、６゜６’　、２７．２７’・・・サイドダム耐火
物、７゜７′・・・金属製冷却板、８．８’・・・バッ
クプレート、９．９’　、２９・・・バネ、１０．１０
’・・・ハウジング、１１・・・軸受箱、１２，１２’
・・・ドラム胴端面、２８・・・冷却流体流路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つの回転するドラムの両端部にサイドダムを配設
   してこれらドラムとサイドダムとの間に溶鋼のプールを
   形成し、前記各ドラムを互いに相対する方向に回転させ
   ながら該プール内の溶鋼を冷却しこれらドラムの表面側
   に形成された溶鋼の凝固殻を両ドラム間の最狭隙部で相
   互に圧着して薄板を製造する双ドラム式連続鋳造機にお
   いて、前記サイドダムは溶鋼をプールする耐火物と、こ
   の耐火物を支持する金属部材とから構成し、前記耐火物
   を金属部材より溶鋼側に突出させると共に、この耐火物
   の下端部が両ドラム間の最狭隙部よりも上方に位置する
   溶鋼凝固殻の圧延開始点近傍に存在するように前記耐火
   物を配設したことを特徴とする双ドラム式連続鋳造機。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記サイドダムは
   該金属部材を前記ドラムの胴端面に押圧させる押圧装置
   が備えられていることを特徴とする双ドラム式連続鋳造
   機。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記ド
   ラムは、ドラム軸方向に移動可能に構成されており、前
   記サイドダムは金属部材を少なくとも一方のドラム胴部
   に対して摺動的に接触するよう配設されると共に、該金
   属部材をドラム胴部に押圧させる第２の押圧装置が備え
   られていることを特徴とする双ドラム式連続鋳造機。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記ドラムは、ド
   ラム軸方向に移動可能に構成されていることを特徴とす
   る双ドラム式連続鋳造機。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記サイドダムを
   構成する耐火物の突出量は製造される薄板板厚の１〜２
   倍程度に形成したことを特徴とする双ドラム式連続鋳造
   機。 ６、特許請求の範囲第１項又は第５項において、両ドラ
   ム間の最狭間隙部を基準として前記サイドダムを構成す
   る耐火物の下端部の位置が、ドラム半径の平方根の２〜
   ４倍の範囲に設定したことを特徴とする双ドラム式連続
   鋳造機。