JPS63112051A - 急冷薄帯の２次冷却方法及びその装置 - 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】 （産業上の利用分野） 急冷薄帯の２次冷却に関しこの明細書では、特に二次冷
却後の急冷薄帯の温度を厳密に制御するに好適な２次冷
却方法とその装置について以下に述べる。

（従来の技術） 近年、高生産性の達成を目的に、溶鋼から直接薄板を連
続的に生産する技術いわゆる急冷薄体法が開発されてい
る。すなわち双ロール法、単ロール法、メルトドラッグ
法、メルトエクストラクション法及び水平ロール法など
であるが、これらの手法にて得られた製品を直接巻取る
事は困難なため種々の工夫がなされている。

例えば特開昭５７−３９０３０号公報には、エアーガイ
ドにより薄板を搬送し、テンションプライドルロールに
て所定の張力を付加して巻取ることが開示されている。

しかし通常冷却ロール出側では薄板の温度は１０００℃
以上の高温でかつ脆い材料を巻取るため強い張力を付加
すると切断してしまうこと、逆に、張力が緩すぎると薄
板の巻取り形状が悪く場合によっては連続的に巻取れな
いこと、があり張力の調整が難しい。

また特開昭５５−７０４１４号公報には高速気流を用い
て搬送、冷却し巻取ることが開示されているが、非晶質
金属においては冷却ロール出側での板温か３００℃以下
で問題とならないが、結晶質薄板の場合は板温が高いた
め十分な冷却効果が得られない。

一方上記した急冷薄体法で製造される薄体は低温におけ
る加工性の乏しい材料が多いため、巻取時にかかる大き
な変形に耐え得る変形能を確保しなくてはならず、した
がって薄帯が所定の温度範囲にあることが必要となる。

すなわち、急冷薄体の巻取りに際しては、巻取前の薄帯
温度を薄帯の強度と変形能を両立させ得る適正範囲に保
持する厳密な制御を行わなければならない。

また急冷薄帯の冷却について特開昭５６−４５２５３号
公報に、薄帯をその進行方向に設けた３個の補助ロール
間に通過させて冷却する方法が提案されている。

ところで、急冷薄帯法では、下記（１１〜（３）の要因
により、二次冷却前の薄体の温度や厚みが変化する。

記 （１）通板速度が巻取り初期と定常時で異なる。

（例３　ｍ／ｓ　→５　ｍ／ｓ　−３ｍ／ｓ　）（２）
湯量の変化により板厚が変化する。

（３）ロール自体の冷却（内部水冷、外面空冷）が不均
一である。

上記（１）は、鋳造の初期においては巻取装置への巻取
りを確実に行うために、低速で鋳造する必要性から生じ
るものである。

同（２）は、単ロール嫉又はメルトドラッグ法において
はノズルないし給湯容器内の湯量の変化、双ロール法に
おいてはノズル内の他に冷却ロール間の湯溜り部の湯量
の変化によるもので、鋳造中のノズル詰りゃ、ノズルの
溶損、変形、さらにノズルや給湯容器への給湯速度の変
動等により不可避的に生じるものである。

同（３）はロール内部の冷却の不均一やヒートクラウン
等が原因となって不可避的に生じるものである。

上記（１）〜（３）の原因によって生じる２次冷却入側
での板厚や薄帯温度の変化に対し、上記公報に記載のロ
ール冷却法では、２次冷却装置の冷却能を変化させる構
成についての記載はなく、２次冷却装置の出側、すなわ
ち、巻取装置に入る前の薄帯温度を、前述した適正な温
度範囲に制御することは難しい。

（発明が解決しようとする問題点） 急冷薄帯製造時に不可避的に生じる、薄帯厚み及び温度
の変化に関らず、巻取装置での安定した巻取りを可能な
らしめる適正な温度に制御しうる２次冷却方法及びその
装置を提供することが、この発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） すなわちこの発明は、溶融金属を冷却面が高速で更新移
動する冷却体上に連続して供給し急冷凝固させて得られ
た急冷薄帯を、引続き１又は２以上の２次冷却体と接触
させて２次冷却を施すに当り、上記急冷薄帯と少なくと
も１つの２次冷却体との接触面積を変化させることによ
り、２次冷却後の急冷薄帯の温度を制御することを特徴
とする急冷薄帯の２次冷却方法、及び溶融金属を直接急
冷凝固させて急冷薄帯とする際に供する冷却体の下流に
配置された１又は２以上の２次冷却ロールからなる２次
冷却装置において、該２次冷却ロールのうち少なくとも
１つが急冷薄帯のパスラインと交わる方向に移動可能な
変位ロールであることを特徴とする急冷薄帯の２次冷却
装置である。

さて第１図に従ってこの発明を具体的に説明する。

まず溶融金属を注湯ノズル１より冷却ロール２Ａ。

２Ｂ間に供給し、該冷却ロール間にて急冷凝固させて薄
帯３を作成する。次いで薄帯３をエアーガイド、チェー
ンコンベア又はベルトラフパーなどの搬送装置によって
搬送し、デフレフクロール４及びビンチロール５を介し
て、巻取リール６に巻取り、所定の張力を付加した後、
巻付ロール７．２次冷却ロール８Ａ　、　８Ｂ　及ヒ８
Ｃ，テンションロール９に巻付けるとともに、それぞれ
のロールを位置決めシリンダー１０により、薄帯３が冷
却ロールに対し所定の巻付き角度にて接触するように位
置制御を行う。

次に第２図に従い、２次冷却ロールへの薄帯の巻付けに
ついて説明する。２次冷却ロールの入・出側の板温によ
り該ロールへの薄帯の巻付角α。

βを位置決めシリンダー１０にて設定している。すなわ
ち、位置決めシリンダー１０によって制御されるロール
位置により薄体の接触すべき角度θ１゜θ２が変化し、
２次冷却ロールによって冷却される長さが、実質的に制
御される。２次冷却ロールは第３図（ａｌに示すように
、内部水冷循環方式としてそのシェル内部にらせん状の
溝１１を設けここに冷却水１２を流通する方式と、同図
（ｂ）に示すようにロールシェル内部に形成した空間１
３に冷却水１２を溜める方式のいずれかを用いる。どち
らの方式においても冷却能力を高めるため、銅スリーブ
１４を採用し抜熱を高めている。

なおスリーブとしては熱伝導度の高い金属を用いること
が望ましく、銅以外にもアルミ、青銅、クロム銅、ベリ
リウム銅等がある。

また冷却ロール２Ａ　、　２Ｂの出側に複数個の２次冷
却ロール８Ａ〜８Ｃを配設しているのは、薄帯の高温域
（１１００〜１３００℃）での酸化を防ぐためであり、
デフレフクロール４で最も薄帯が冷却される構成となっ
ている。

そして高温域では薄帯は伸びにくく切断しやすいため、
ピンチロール５にて張力を分割し、かつ巻付ロール７で
の位置決めにより張力を設定している。さらにデフレフ
クロール４以降のテンションロール９及びピンチロール
５においても２次冷却ロール８Ａ〜８Ｃと同じ機構にて
ロール冷却を行っている。

上記したようにこの発明は２次冷却ロールを、位置決め
シリンダーのような位置決め手段によりパスラインと交
わる方向に移動可能とし、その位置を調整することによ
り、薄帯の２次冷却ロールに接触する角度を制御し、実
質的に該薄帯の２次冷却ロールによって冷却されている
長さを制御する。

すなわち、薄帯の冷却長さの制御により、該２次冷却ロ
ールよりなる２次冷却帯の冷却能を制御するのである。

このような制御は、巻取装置に入る前の薄帯の温度を適
正な範囲に保持するものであるから、（１）巻取装置に
入る前又は２次冷却帯出側の薄帯温度を計測し、その値
が所定の温度範囲となるように、２次冷却ロールの位置
を制御するフィードバック制御及び、（２）２次冷却帯
に入る前の薄帯温度を計測し、予め知られている２次冷
却ロールの冷却能と、２次冷却帯入、出側の薄帯温度と
の関係に基づいて、２次冷却ロールの位置制御を行って
、２次冷却帯出側の薄帯温度が所定の温度範囲に入るよ
うにするフィードフォワード制御等を採用することが有
利である。

なお２次冷却ロールの設置数は１又は２以上、移動可能
な２次冷却ロールは少なくとも１つあれば、上記の目的
に合致する構成となるが、巻取装置に入る際の薄帯温度
を低くする必要があるとき、又は厚みの大きな薄帯を鋳
造する、すなわち、２次冷却帯に大きな冷却能を要求す
る場合には、前述した例のようにして、複数のロールを
適宜組合せて２次冷却を行うことが好ましい。

（作　用） 第１図に従ってこの発明の実施手順を示す。

まず注湯ノズル１より溶融金属を冷却ロール２八。

２Ｂ間で急冷凝固させ薄帯３とする。冷却ロール出側よ
り薄帯３を搬出する際、予め２次冷却ロール８Ａ〜８Ｃ
をパスライン上から移動し、薄帯３をデフレフクロール
４に通し、次いでピンチロール５から、巻取リール６へ
導（。薄帯３の通板完了後、２次冷却ロール８Ａ〜８Ｃ
を薄帯のパスライン側へ押出し、薄帯３を２次冷却ロー
ル８Ａ〜８Ｃに巻付ける。

この時薄帯の板厚はロール周速に依存するため、ロール
周速の変化に応じて、２次冷却ロールにて薄帯３との巻
付は角θを変化させる。ここで薄帯の２次冷却前後の温
度をＴｉ　、　Ｔｏとすれば抜熱量Ｑは次式（１１で表
わされる。

Ｑ＝ｈ・（Ｖｘ６０ｘ６０）ＸｒｘＣｘ（Ｔｉ−Ｔｏ）
ｘＷ　　　・　（１）ただし、 ｈ：板厚（鶴）　　　　Ｗ：板巾（ｎ）γ：密度（ｋｇ
／　ｆｌ”）　　　Ｃ：比熱（Ｋｃａｌ／ｋｇ’ｃ）■
ニライン速度（型車／５ｅｃ） 一方、２次冷却ロールの人出側での抜熱量は、次式（２
）で表わされる。

ここで、 αｉ：熱伝達係数（Ｋｃａｌ／１ｍ”−ｈ−”Ｃ）Ｔｒ
：ロール温度（”Ｃ）　　Ｄ：ロール径（ｎ）θ：接触
面（°） 上記（１）式と（２）式より１つの２次冷却ロールと、
薄帯との熱収支から次の（３）式の関係が得られる。

すなわちを直径りが一定で、一定の温度Ｔｒに保たれた
２次冷却ロールを用いれば、２次冷却ロール出側の薄帯
温度Ｔｏは入側の薄帯温度Ｔｉ、　薄帯厚みり、薄帯速
度Ｖ及び接触角度θによって定まる。

従って、Ｔｉ又はｈの変化に対してθを変化させ、すな
わちロールの押込み距離を変化させることにより、薄帯
温度ＴＯを所望の値にすることができる。

（実施例） Ｓｉを４．５ｗｔχｍｔｔる溶鋼から双ロール法（ロー
ル径５００　ｗφ）により鋳込速度３　ｍ／ｓにて幅５
００鶴、板厚０．５ｆｌの薄帯を製造し、該薄帯を第１
図に示したように２次冷却ロールに巻付は角６０°で巻
付け、巻取りが安定した後に鋳込速度を７　ｍ／ｓに変
化させたところ、巻取り前の薄帯温度が７００℃から９
００℃へと上昇した。

そこで２次冷却ロールの押込み量を増加して巻付は角を
１２０°に変化させ、薄帯温度を９００℃から７００℃
に低下させたところ、その後の巻取りを安定してｍｔｔ
することができた。

なお２次冷却は、冷却媒体の温度変化でなく、２次冷却
ロールに対する薄帯の接触面積の変化によって行われる
ため、薄帯温度を均一にでき、したがって急激な板形状
の悪化は観察されなかった。

また比較例として、上記実施例と同様に巻取りまで行い
、巻取りが安定してから鋳造速度を３　ｍ／ｓから７ｍ
／ｓに変化させ、２次冷却ロールへの薄帯の巻付は角を
変更することなく鋳造を継続したところ、鋳造長さが２
００ｍに達したところで巻取装置の手前にて薄帯が破断
した。

（発明の効果） この発明によれば、急冷薄帯の製造に際して、２次冷却
帯手前の薄帯の温度や、鋳造速度の変化に関らず形状悪
化や破断を伴なわない巻取りが可能となり、操業を極め
て安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従う２次冷却装置の説明図、第２図
は２次冷却ロールに対する薄帯の巻付けを示す説明図、 第３図（ａ）、　（ｂｌは２次冷却ロールの構成を示す
説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融金属を冷却面が高速で更新移動する冷却体上に
   連続して供給し急冷凝固させて得られた急冷薄帯を、引
   続き１又は２以上の２次冷却体と接触させて２次冷却を
   施すに当り、上記急冷薄帯と少なくとも１つの２次冷却 体との接触面積を変化させることにより、２次冷却後の
   急冷薄帯の温度を制御することを特徴とする急冷薄帯の
   ２次冷却方法。 ２、溶融金属を直接急冷凝固させて急冷薄帯とする際に
   供する冷却体の下流に配置された１又は２以上の２次冷
   却ロールからなる２次冷却装置において、 該２次冷却ロールのうち少なくとも１つが 急冷薄帯のパスラインと交わる方向に移動可能な変位ロ
   ールであることを特徴とする急冷薄帯の２次冷却装置。