JPS6258811B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、双ロール型鋳造圧延機及びその制御
方法に関するものである。

内側に向つて回転する二個のロール間に溶鋼を
注ぎ、金属の薄板を鋳造する方法はベツセマー法
として知られている。この方法は、二個のロール
を適当な間隔で配置し、上方から溶融金属を注入
しながら互に内側に回転させると注入された溶融
金属はロールと接触し熱を奪われ、その結果ロー
ル表面に凝固殻が形成され、ロールの回転に伴つ
て両凝固殻は接合し、さらに圧下されて所定の厚
さの鋳片となつてロールの下方に送出されるとい
う工程からなつている。

ところがこの場合問題になるのは凝固殻厚（板
厚）の変動である。すなわち一対のロールは板厚
が一定になるようにその間隔が設定されているの
で、前記の各ロールによつて形成される凝固殻厚
の和が、ロール間隔より小であれば圧下がなされ
ず、また双方の凝固殻厚の和がロール間隔より大
であれば圧下がなされる訳であるが、この和が著
しく大である場合はロールの回転に強力な力が必
要となり、かつロール間には強大な圧下力が働く
ことになる。そのため凝固殻厚の変動は鋳片の形
状不良、割れ等の欠陥となる。このような理由か
ら設定されたロール間隔に応じた適当な凝固殻厚
を形成するように、溶融金属の供給量を制御する
ことが安定操業のために不可欠である。

本発明はこのような観点から発明されたもの
で、溶融金属とロールとの接触面積を調節するこ
とにより溶融金属の供給量を制御し、高速かつ安
定した鋳造を行い得る鋳造圧延機及びその制御方
法を提供しようとするものである。

以下図面により本発明について説明する。

第１図は本発明鋳造圧延機の実例を示す側面図
で、１，１′は一対の鋳造ロール、１１，１１′は
鋳造ロール１，１′の下方に設けた補助ロールの
対である。この補助ロール１１，１１′は鋳造ロ
ール１，１′と同期した速度で駆動され、鋳片１
３は両ロール対の間を無理なく通過できるように
なつている。各ロール対のロール間には一定のロ
ールギヤツプをロツクナツト１７，１８を調整し
て設定している。１５，１６は油圧シリンダー
で、このギヤツプを残しロールをたがいに押しつ
ける作用を行う。４は溶鋼を供給するための注湯
ノズルであるが、図では省略した部分で、定流量
の溶鋼供給源に接続している。３は耐火物よりな
る側板であるが、２枚の側板が接触制限板２，
２′の両端部に押しつけ具１４により押しつけら
れている。１２，１２′は２次冷却用のスプレー
である。

第２図ａは、側板を図より除いて双ロール鋳造
機の要部を示したものである。１，１′は鋳造ロ
ールであり、４は注湯ノズル、２，２′は２枚の
接触制限板である。接触制限板は耐火物よりな
り、溶鋼とロールの接触弧長を制限するための付
属物で、左右各ロールに先端部が密接するように
取り付けられている。

ロールが回転する際は、その先端物がロール表
面を摺動する形になる。またこれらはそれぞれア
ーム５，５′に取り付けられており、該アーム
５，５′はロール軸８，８′のまわりに傾動できる
ようになつていて、リンク機構６，６′を通じて
モーター７，７′に結合されている。従つてモー
ター７，７′を駆動することで、前記接触制限板
２，２′を動かし、溶鋼とロールの接触弧長を傾
動可能の範囲で変更できる。

９は溶鋼の接近を検出する素子で前後に２個、
図で省略されている側板耐火物内に保護、内蔵さ
れている。これは双ロール内側に注湯されたとき
の溶鋼と側板の遠近、もしくは接触の度合を検出
し、以後の制御に利用するためのものである。

接触制限板２，２′は、溶鋼とロールの接触に
おける接触弧長の調節に役立つのみでなく、溶鋼
のロール入口への注入を容易にする働きも兼ねて
いる。すなわち、もしこの制限板を除いて考えて
みると、注入による自由液面の動揺は、直接ロー
ルに当ることになり、スプラツシユキズ、二度注
ぎキズ等の鋳片表面の乱れが引き起されるのは必
至である。そのため極めて静かな注入が要求され
ることとなる。

本発明における接触制限板の存在は、注入時の
自由液面の乱れをロール面より分離し、従つて注
入の静かさへの要求は大幅に緩和される。特に本
質的な点は、この接触制限板により、ロール幅方
向にわたつての一様な接触弧長が保証される点で
あつて、これが一様な板厚の形成に重要であるこ
とは明らかである。

第２図ｂは接触制限板の他の実例を示すもの
で、接触制限板２，２′の先端のロール１，１′と
接触する部分を斜めに形成したもので、作用は第
１図ａの場合と全く同様である。

第３図は第２図中のＡ−A′の直線におけるロ
ール軸に平行な平面による鋳造部の断面図で、１
は鋳造ロール、２は接触制限板、３は側板の断面
である。４は注湯ノズル、９，９′は溶鋼の接近
を検出する素子で、検出回路３０に結合されてい
る。この図は注入、鋳造時における双ロール内側
の溶鋼の流れの状態を示すものであつて、注入さ
れた溶鋼２１は最初ノズル４から噴出流下する
が、図中のａでは接触制限板に当るのみでロール
とは接触しない。さらに制限板の下端に至り、図
中のｂでロールと接触を開始する。これはロール
の全幅にわたり一様に行われる。この場合スプラ
ツシユ等が直接ロールと接触することはない。溶
鋼は図中のｃでは凝固した鋳片となつている。

これらの過程でノズル直下の余剰の溶鋼は左右
に拡がり、結果として横方向の流れを形成する。
しかしこの流れは漸次凝固シエル形成のために消
費され、図中のｅ，e′の端部で終る。なおこのと
き端部ｅ，e′のロール幅上での位置は、溶鋼の供
給と鋳造の速度で定められることは明らかであ
る。溶鋼の供給が全体として過剰の場合には端部
はロール幅を越えて拡大し、ついには外部に溢流
することになり、また過少に過ぎる場合にはロー
ル幅を満たさなくなる。明らかにこれら２個の端
部間の距離で鋳片の幅が定められる。鋳片の幅を
Ｂとすると、 ｑ＝hBVc ……(1) が成り立つ。ここにｑは溶鋼の流下量（Kg／
ｓ）、ｈは鋳片の厚さ（ｍ）、Vcは回転によるロ
ールの周速（ｍ／ｓ）である。以下では流下量ｑ
に若干の変動がある場合に、Vcを適当に変える
ことでＢを一定に保つ方法を考察する。

第４図は本法における鋳造の制御方法を示すブ
ロツク図である。鋳造ロール１，１′は速度可変
のモーターM₃で駆動される。１１，１１′は補助
ロールでモーターM₄により鋳造ロールと同期し
た速度で駆動される。２，２′は接触制限板であ
つて、溶鋼との接触弧長lcは制限板開度θで示さ
れ、モーターM₂で変更を受ける。９は双ロール
内側における溶鋼の端部の検出素子であり、検出
回路Ｓに接続されている。Ｈはロールギヤツプの
検出機構を示し、これはロール間を通過する鋳片
の厚みを信号として出力するものである。

これらの出力信号は制御計算機PCに加えら
れ、逆に制御計算機PCよりモーターM₂，M₃，
M₄およびM₁に制御信号が出力されるようになつ
ている。また４０は溶解炉で、モーターM₁を用
いて傾動、注入の動作をおこなう。M₁は制御計
算機PCにより、流下量を一定にするような操作
を受けるが、この制御だけでは本法に必要な精度
を得ることは困難である。流下量は若干変動し、
そのままでは鋳片の幅Ｂの減小や過剰溶鋼の溢流
が起る可能性がある。

一方、流下量ｑが変動する場合、これを直接検
出することもまた困難である。そこで第４図の検
出回路Ｓの出力により、検出素子９の附近に滞留
する溶鋼量を求め、これを用いることを考える。
すなわち、検出回路Ｓの出力が増大し、滞留する
溶鋼量の増大が検知された場合には、ロールの周
速度Vcを増大させれば滞留する溶鋼量を減少さ
せることができる。また逆の場合には周速度Vc
を減少させれば滞留する溶鋼量は増加する。但
し、ロールの速度Vcを変えるときには、同時に
鋳片の厚さｈを一定に保つ制御を併せておこなう
必要がある。それはVcの変化で溶鋼、ロールが
接触を保つ時間tcが変化するからである。すなわ
ち鋳片の厚さｈは ｈ＝2k√ ……(2) で与えられると仮定する。ここにｋは凝固係数
（ｍ／√）であり、tcは溶鋼、ロールの接触時
間（ｓ）である。また鋳造時のロール押し付け力
はあまり大きくなく、鋳片の圧下は無視できると
する。接触時間tcは、接触弧長をlcとして tc＝ｌｃ／Ｖｃ ……(3) であり、したがつてまた である。必要によつて周速Vcを変えた場合に
は、式(3)でtcが一定になるようlcを変えなければ
ならない。この操作はモーターM₂により制限板
２，２′の開度θを変えることによつて行う。

一方では他の要因による厚みｈの変動も生じる
ことがある。例えば対象となる鋼の成分の変動、
注入温度の変動、さらにはロール表面温度の変
化、ロール表面への付着物等がある。そこでこれ
らの変動に対応する操作も必要である例えば厚み
ｈの微少な変動は、第４図のＨにより検出し、そ
の検出値を制御計算機PCに入力させ、lcの補正
値を算出し前記のVcによる補正値に加算した上
で、制限板２，２′の開度θを決定し、モーター
M₂により開度の更新を行う。

その他の要因の変動もそれぞれの値を測定し、
制御計算機PCに入力し、lcの補正値、Vcの補正
値等を算出し制限板の開度を決定する。以上の操
作は制御計算機の定める周期に従つて繰返され
る。

また溶鋼の注入開始以前は、初期操作としてロ
ール回転速度制限板開度の設定を行う。

このようにして鋳造された鋳片は、鋳造ロール
の直後では復熱し、高温の状態にあり、特に鋳片
自身の自重による引張り力による鋳片の変形は無
視できない程度となる。従つてロール１，１′の
下方に設ける補助ロール１１，１１′は不可欠で
あり、また鋳片が補助ロールを通過し終るまでに
鋳片が十分に冷却され、強度を増加するようにス
プレー１２，１２′を設け二次冷却を行う。

以上説明したように本発明によれば、ロールへ
の溶鋼の供給を板厚に対応して常に適量に行うこ
とができ、溶鋼から薄板の直接製造を容易に行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の側面図、第２図ａ，ｂは要部
を示す側面図、第３図は溶湯の流れを示す説明
図、第４図は本発明の作用を示す説明図である。 １，１′……鋳造ロール、２……接触制限板、
４……注湯ノズル、９，９′……検出素子、１
１，１１′……補助ロール、１２，１２′……スプ
レー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二個のロールによつて形成される溶鋼の湯溜
   り部に、ロールと溶鋼との接触面積を調節するた
   めの制限板を設けるとともに、該制限板の両側に
   側板を設け、該側板に、溶鋼の接近を感知する検
   知素子を設けたことを特徴とする双ロール型鋳造
   圧延機。 ２ 双ロール間に溶鋼を注入して鋳造圧延する双
   ロール型鋳造圧延機の制御方法において、ロール
   の周速度及び鋳片の厚さを検出して、ロール表面
   を摺動する接触制限板の開度を所望の値に設定し
   て、湯溜り部における溶鋼とロールとの接触面積
   を制御することを特徴とする双ロール型鋳造圧延
   機の制御方法。