WO1992018272A1 - Procede de coulage en continu d'une tole mince utilisant deux cylindres jumeles et appareil prevu a cet effet - Google Patents

Description

明 細 書 双ロール式薄板連続铸造方法及び装置

「技術分野」

本発明は双ロール式薄板連続铸造方法及び装置に関 し 特に F e — C u合金な どのよ う な脆性材料の薄板を铸造 するのに適した双ロール式薄板連続铸造方法及び装置に 関する。

「背景技術」

双ロール式薄板連続铸造装置は、 互いに平行に水平に 配置されかつ冷却された一対の铸造ロールを互いに反対 方向に回転し、 回転する一対の铸造ロール間に溶湯を連 続的に供給 して薄板を連続的に铸造し、 鐯造された薄板 を ピンチローラー、 搬送ローラー群を介 してコイ ラ 一ま で延在させ、 コイ ラ一によ って連続的に巻き取る装置で ある。

通常、 該装置においては、 薄板铸造開始時にダ ミ ーシ ー トが使用されている。 ダ ミ ーシー ト はあ らかじめ铸造 薄板の先端部に接合され、 その先端部は ピンチローラ 一、 搬送ローラー群を介してコイ ラ一に巻き付けられている c 薄板铸造開始時、 ダ ミ ーシー ト はコイ ラ一によ って巻き 取られ、 铸造薄板の先端部がコィ ラーによ って巻き取ら れるのを案内 している。 鐯造薄板が破断した場合、 装置の操業は停止され、 上 記したよ う にダミ 一シー トが鐯造薄板の先端部に再接合 される。 その後、 操業が再開される。

ダミ ーシ一 トを不要とする双ロール式薄板連続铸造装 置が特開昭 6 0 — 1 7 7 9 3 5 号公報及び実開.昭 5 9 — 1 6 5 7 5 4 号公報に提案されている。

前者の装置は、 一対の鐯造ロールの下方に配置された 2枚の帯状シー ト供給装置を含んでいる。 薄板鐯造開始 時、 2枚の帯状シー トは搬送ロール群上に載置され、 そ の先端部はコイ ラ一に巻き付けられている。 铸造ロール によ って鐯造された薄板の先端部は 2枚の帯状シー トで 挟まれ、 帯状シー ト と共にコィ ラーで巻き取られる。 铸 造薄板の先端部がコィ ラーによって巻き取られた後は、 帯状シー トの洪給は停止され、 鐯造薄板のみがコィ ラー によって巻き取られる。 すなわち、 この装置では、 籍造 薄板の先端部が 2枚の帯状シー トでコイ ラ一まで案内さ れるので、 ダミ ーシー トが不要となっている。 しか しな がら、 鐯造薄板に破断が発生した場合には、 帯状シー ト をセ ッ トするために装置の操業を停止しなければならな い o

後者の装置は、 鐯造薄板をコイ ラ一へ搬送する搬送装 置と して、 流体が铸造薄板の搬送速度よ り早い流速で流 れる水路を含んでいる。 薄板鐃造開始時、 铸造薄板の先 端部は流体によってコィ ラーへ搬送され巻き取られてい る。 その後、 鐯造薄板はコイ ラ一によって連続的に巻き 取られている。 铸造薄板の先端部は流体によ っ て コイ ラ —まで案内されるので、 ダ ミ ーシ一 卜が不要となってい る。 また、 鎳造薄板の破断が発生 して も、 鐯造薄板の先 端部は流体によ って再度コィ ラーまで搬送されるので、 装置の操業を停止する必要がない。

これら装置は、 いずれもステ ン レススチールのよ う な 延性材料の薄板を連続铸造するのに適した装置であって. F e — C u合金な どの脆性材料の薄板铸造には適さない い装置である。 その理由は、 铸造された薄板をコイルに 巻き取る際に、 铸造された薄板に張力が付加されるから である。 延性材料の場合には、 こ の張力によ って铸造さ れた薄板が破断される事は少ないが、 脆性材料の場合に は、 張力が付加された途端に薄板が破断されて しま う。 現在まで、 脆性材料の薄板を連続的に铸造する こ とが 出来る双ロール式薄板連続铸造装置は提案されていない _c 従って、 本発明の目的は、 脆性材料の薄板を連続的に 鐯造する こ とが出来る と共に、 薄板铸造を開始する際に 必要と されている ダミ ー シー トを不要と し、 薄板の破断 が発生して も装置の操業を停止する こ とな く 連続的に操 業する事が出来る双ロール式薄板連続铸造方法及び装置 を提供する事である。

「発明の開示」

本発明による双ロール式薄板連続鎳造方法は、 ノ ズル から供給された溶湯を水平配置された一対の铸造ロール で連続的に薄板に鐃造し、 該铸造薄板を一対の铸造ロ ー ル下方に延在された支持シー ト上に載置し、 鐯造薄板が 載置された支持シー トをコイ ラ一によつて巻き取る工程 を有している。

本発明による双ロール式薄板連続鐯造装置 、 溶湯を 供給するノ ズルと、 ノ ズルから供給された溶湯を薄板に 鐃造する一対の鐯造ロールであって、 互いに平行に、 水 平に配置され、 冷却され、 互いに反対方向に回転される 一対の鐯造ロールと、 コイ ラ一と、 一対の鐯造ロールの 下方にほぼ水平に延在され、 コィ ラーによ って巻き取ら れる支持シ一 ト とを有している。

本発明による双ロール式薄板連続鐯造装置は、 さ らに 鐯造薄板が支持シー ト上に載置される時に発生する湾曲 部の変位を検出する変位検出手段と、 変位検出手段の検 出結果に基づいて、 コィ ラーの支持シー ト巻き取り速度 が铸造速度と一致する よ う にコイ ラ一の支持シー ト巻き 取り速度をフ ィ一 ドバッ ク制御する制御手段とを有して いる。

支持シー トは、 一対の铸造ロール下方において、 铸造 ロールに向かって湾曲されても よい。

支持シー トを湾曲させる代わり に、 支持シー ト と鐯造 ロールとの間に湾曲したガイ ド部材を設けても よい。 支持シー トを多孔シー ト と し、 铸造薄板の搬送路に冷 却手段を設けても よい。

支持シー トをコイ ラ一から巻き取る支持シー ト巻き取 り リ ールをさ らに設けて も よい。

変位検出手段が接触式の検出手段である場合には、 検 出手段の検出子を鐯造薄板の湾曲部の凹面側に配置する さ らに、 湾曲ガイ ド部材が設けられている場合には、 検 出子が下死点にある とき、 検出子と湾曲ガイ ド.部材のガ ィ ド面との間には鎳造薄板が通過し得る間隔が維持され ている。

本発明によれば、 铸造薄板は張力を付加される こ とな く 巻き取られる。 そのため、 脆性材料の薄板を連続的に 铸造する こ とが出来る。 さ らに、 薄板铸造を開始する際 に必要とされている ダ ミ ー シー トが不要とな り、 薄板の 破断が発生しても装置の操業を停止する こ とな く 連続的 に操業する事が出来る。 「図面の簡単な説明 J

第 1 図は本発明によ る双ロール式薄板連続鎳造装置の 第 1 実施例の概略図、

第 2 図は第 1 図の A部拡大図、

第 3 図は本発明による双ロール式薄板連続铸造装置に おける コィ ラーの巻き取り速度のフ ィ ー ドバッ ク制御の フ ローチ ヤ 一 ト、

第 4 図は本発明による双ロール式薄板連続铸造装置の 第 2 実施例の概略図、

第 5 図は本発明によ る双ロ ール式薄板連続鐃造装置の 第 3 実施例の概略図、 第 6 図は第 3 実施例において、 変位検出器と して接触 式の変位検出器が使用され、 铸造薄板に破断が生じたと きの部分拡大図、

第 7 図は本発明による双ロール式薄板連続铸造装置の 第 4 実施例の概略図、

第 8 図は第 4 実施例に使用される多孔支持シー トの平 面図、

第 9 図は本発明による双ロール式薄板連続鐯造装置の 第 4実施例の変形例の概略図。

「発明を実施するための最良の形態」

本発明による双ロール式薄板連続铸造装置を第 1 図及 び第 2図を参照して説明する。

双ロール式薄板連続铸造装置は、 一対の鐯造ロール 1

1 , 1 2 を含んでいる。 これら鐯造ロール 1 1 , 1 2 は 互いに近接して平行にかつ水平に配置されている。 各铸 造ロール 1 1 , 1 2 の内部には冷却水が貫流してお り、 また、 その周囲表面は耐火処理が施されている。 一対の 铸造ロール 1 1 ， 1 2 間の上側には湯溜り 1 3 が形成さ れており、 湯溜り 1 3上方には、 溶湯を保持するタ ンデ イ ツ シュ 2 9 と、 溶湯をタ ンディ ッ シュ 2 9 から湯溜り 1 3へ連続的に供給するがノ ズル 1 4 とが設けられてい 一対の铸造ロール 1 1 , 1 2 の下方には、 支持シー ト 供給 リ ール 1 5 が配置されてお り、 支持シー ト 1 6 が、 支持シー ト供給 リ ール 1 5 から、 支持ロール群 1 8 によ つて支持されて、 铸造ロ ールの下方にほぼ水平に延在さ れ、 コイ ラ一 1 7 に巻き取られている。 支持シー ト の品 種は限定する ものではないが、 軟鋼やステ ン レススチー ルの シー トが好ま しい。

铸造ロール 1 1 ， 1 2 によ って鐯造された薄板 1 9 が 支持シー ト 1 6 上に載置される際に発生する湾曲部 2 2 の近傍には、 薄板 1 9 の変位を検出する変位検出器 2 0 が設置されている。 変位検出器 2 0 は铸造薄板 1 9 の湾 曲部 2 2 の位置を検出 し、 検出値に応じた電圧値を出力 する よ う に設置されてお り、 例えば、 湾曲部 2 2 が検出 器 2 0 に近付 く と小さい電圧値を出力 し、 遠ざかる と大 きな電圧値を出力する よ う に設定されている。 さ らに、 変位検出器 2 0 の検出結果に基づいて、 コイ ラ一 1 7 の 支持シー ト巻き取り速度をフ ィ ー ドバッ ク制御する制御 装置 2 1 が設けられている。 制御装置 2 1 内には、 铸造 薄板 1 9 の標準搬送速度に対応する標準電圧値 V _M と、 下限搬送速度に対応する下限電圧値 V _L とが記載されて いる o

鐯造ロール 1 1 ， 1 2 が、 図示されている よ う に、 互 いに反対方向に回転され、 ノ ズル 1 4 から溶湯、 例えば F e — C u合金な どの脆性材料の溶湯が湯溜 り 1 3 に連 続的に供給される と、 各铸造ロール 1 1 ， 1 2 の表面上 に凝固シェルが形成され、 その双方の凝固シ ヱ ルがー対 の铸造ロール 1 1 ， 1 2 のニ ッ プ部で互いに一体化され て、 铸造薄板 1 9 と して、 鐯造ロールの下側から垂直下 方に連続的に排出される。

排出された鐯造薄板 1 9 は鐯造ロールの下方にほぼ水 平に延在された支持シー ト 1 6上に載置される。 支持シ ー ト 1 6 は、 鐯造ロールの始動と同時に始動されたコィ ラー 1 7 によって巻き取られているので、 支持シー ト 1 6上に載置された铸造薄板 1 9 は支持シー ト 1 6 上に載 置された状態でコィ ラー方向に搬送される。 第 2 図に示 される よ う に、 コィ ラー 1 7 は铸造薄板 1 9 を支持シー ト 1 6 の内側に巻き込んで支持シー ト 1 6 を巻き取る。 この時、 支持シー ト 1 6 には巻き取り による張力が付加 されるが、 支持シー ト 1 6上に載置された铸造薄板 1 9 には張力が付加される こ とがない。

一方、 鐃造薄板 1 9 の搬送時、 铸造薄板 1 9 に張力が 付加されないよ う にするには、 铸造薄板 1 9 の铸造速度 と支持シー トの搬送速度、 言い換える とコィ ラー 1 7 の 巻き取り速度とをほぼ一致させる必要がある。 次にこの 制御を第 3 図を参照して説明する。

第 3 図のフ ィ ー ドバッ ク制御ルーチンは、 例えば、 4 m s e c毎に実行される割り込みルーチンであ り、 その 実行開始については、 コィ ラー 1 7の電源スィ ッ チをォ ンする こ とによって行われる。 制御装置 2 1 は、 変位検 出器 2 0 の出力電圧値 Vを取り込み、 あ らかじめ記億さ れている標準搬送速度に対応した標準電圧値 V _M とを比 較する （ステップ 4 0 1 , 4 0 2 ) 。 変位検出器 2 0 の 出力電圧値 V と標準電圧値 V _M とが等しい場合、 すなわ ち、 鐯造薄板の搬送速度と铸造速度とがほぼ等しい場合 には、 現在のコイ ラ一 1 7 の巻き取り速度を維持し、 フ ィ 一 ドバッ ク制御ルーチ ンを繰り返す。

出力電圧値 Vが標準電圧値 V _M よ り小、 すな.わち、 铸 造薄板の搬送速度が铸造速度よ り速い場合には、 コイ ラ 一 1 7 の巻き取り速度を減速する （ステ ッ プ 4 0 3， 4 0 4 ) c

出力電圧値 Vが標準電圧値 V _M よ り大、 すなわち、 铸 造薄板の搬送速度が铸造速度よ り遅い場合には、 下限電 圧値 と比較する （ステ ッ プ 4 0 5 ) 。 出力電圧値 V が下限電圧値 V L よ り小である場合には、 コイ ラ 一 1 7 の巻き取り速度を加速する （ステ ッ プ 4 0 6 ) 。 出力電 圧値 Vが下限電圧値 V L よ り大である場合 （これは铸造 薄板 1 9 に破断が生じ、 変位検出器 2 0 の前には測定す べき铸造薄板がない場合に相当する） には、 コィ ラー 1 7 の巻き取り速度をその速度に維持する （ステ ッ プ 4 0 7 ) 。 これはコイ ラ一の巻き取り速度が過大になる こ と を防止するための処置である。

上記制御を 4 m s e c 毎に繰り返すこ とによ って、 コ イ ラ 一の巻き取り速度が铸造薄板の铸造速度と一致する よ う にフ ィ ー ドバッ ク制御する こ とができ、 鐯造薄板 1 9 には張力が付加される こ とがな く 、 脆性材料を薄板に 铸造するこ とが可能となる。

さ らに、 铸造薄板に破断が生 じた場合、 後続の鐃造薄 板は支持シー ト上に載置され、 支持シー トによって搬送 されるので、 鐯造装置の操業を停止する こ とな く 操業を 継続する事ができる。

以下、 本発明による双ロール式薄板連続鐯造装置の他 の実施例を説明するが、 第 1 実施例と異なる部分のみを 説明する。

次に本発明による双ロール式薄板連続铸造装置の第 2 実施例を第 4 図を参照して説明する。 脆性材料を薄板に 鐯造する場合には、 鐯造薄板 1 9 が支持シー ト 1 6 上に 載置されるまでの垂下部分の重量によって破断する こ と がある。 その場合には、 第 1 実施例の支持シー トに関す る機構を全体的に鐯造ロールに近付ければ良いが、 スぺ —ス的な制約からそのよう に出来ないこ とがある。 第 2 実施例はその様な場合に有効な実施例である。 第 2実施 例においては、 支持シー ト 1 6 は、 ターニングロ一ル 2 8 によって、 鐯造ロールの下方において、 铸造ロール 1 1 ， 1 2 に向かって湾曲されている。 このよ う に構成す る こ とによって、 鐯造薄板 9 は早く 支持シー ト 1 6 上に 載置される事になり、 垂下部分の重量による張力発生を 抑制する事が出来る。

次に本発明による双ロール式薄板連続鐯造装置の第 3 実施例を第 5 図を参照して説明する。 第 2実施例の支持 シー トを湾曲させる代わり に、 铸造薄板 1 9 を铸造ロー ル 1 1 , 1 2 のニッ ブ部下方から支持シー ト 1 6上に案 內する湾曲ガイ ド部材 2 3 が鐯造ロール 1 1 ， 1 2 の下 方に設けられている。 湾曲ガイ ド部材 2 3 は、 鐯造開始 時に位置する初期位置 B と、 铸造薄板 1 9 から離れた操 業位置 C との間を動き得る よ う に設置されている。 支持 シー ト 1 6 はターニ ングロ一ル 2 4 によ って、 湾曲ガイ ド部材 2 3 の出口近傍からコィ ラー 1 7 へ、 ほぼ水平に 延在されている。

铸造開始時、 湾曲ガイ ド部材 2 3 は铸造ロール 1 1 , 1 2 のニッ プ部から垂下した铸造薄板 1 9 の先端部を、 下方にほぼ水平に延在した支持シー ト 1 6 上に案内する。 铸造薄板 1 9 の先端部が支持シー ト 1 6 上に載置された 後、 湾曲ガイ ド部材 2 3 は操業位置 C に移動する。 湾曲 ガイ ド部材 2 3 が初期位置 B にある ときの铸造薄板 1 9 の位置を前述した標準搬送速度に対応する位置と して、 コィ ラー 1 7 の支持シー ト巻き取り速度を前述のフ ィ ー ドバッ ク制御ルーチ ンに従って制御する。

铸造薄板 1 9 が初期位置 B にある湾曲ガイ ド部材 2 3 のガイ ド面から僅かに浮き上がった位置を標準搬送速度 に対応する位置と して、 コィ ラー 1 7 の支持シー ト巻き 取り速度を前述のフ ィ 一 ドバッ ク制御ルーチ ンに従って 制御すれば、 湾曲ガイ ド部材 2 3 は初期位置 B に止ま つ ても良い。

第 6 図に示される よ う に、 湾曲ガイ ド部材 2 3 と、 変 位検出器と して接触式変位検出器とを使用する場合には、 接触式変位検出器 2 0 を湾曲ガイ ド部材 2 3 の凹面側に 設置し、 湾曲ガイ ド部材 2 3 のガイ ド面と接触式変位検 出器 2 0 の下死点 （接触式変位検出器の検出子 2 0 ' が 湾曲ガイ ド部材方向に最も突出する位置） との間には、 铸造薄板 1 9 が通過できる隙間 Dがある こ とが重要であ る。 それは、 鐯造薄板 1 9 が破断する と、 接触式変位検 出器 2 0 の検出子 2 0 ' が下死点まで突出 し、 .上記隙間 Dがない場合には、 薄板 1 9 の破断部の先端部が検出子 2 0 ' にぶつかってしまい、 薄板 1 9 が支持シー ト 1 6 上にまで到達し得ないからである。

次に本発明による双ロール式薄板連続铸造装置の第 4 実施例を第 7図及び第 8 図を参照して説明する。

第 4 実施例においては、 支持シー ト には、 第 8 図に示 される よう に、 複数の貫通孔 2 7が形成されている。 支 持シー ト 1 6 は支持シ一 ト供耠リ ール 1 5 から、 繰り出 され、 铸造ロールの下方でほぼ水平に延在されており、 コィ ラー 1 7 を経て、 支持シー ト巻き取り リ ール 2 5 に よって巻き取られている。 支持シー ト 1 6 及び铸造薄板 1 9 の搬送路には上下に配置された複数の冷却媒体噴射 ノ ズル 2 6 が設置されている。

鐯造薄板 1 9 が搬送路を支持シー ト 1 6 に載置されて 搬送される時、 冷却媒体噴射ノ ズルは冷却媒体を铸造薄 板に吹き付ける。 支持シー ト 1 6 は多孔シー トであるの で、 搬送路下方に設置された冷却媒体噴射ノ ズル 2 6 か ら噴射される冷却媒体は、 支持シー ト 1 6 の貫通孔 2 7 を通って、 铸造薄板 1 6 に直接接触し、 铸造薄板 1 9 を 十分に冷却する。 一方、 支持シー ト 1 6 は、 鐯造薄板 1 9 をコイ ラ一 1 7 に巻き付けた後、 支持シー ト巻き取り リ ール 2 5 によ つ て、 コイ ラ一 1 7 から巻き取られている。 铸造薄板の コイ ラ 一への巻き付けは、 支持シー ト の張力によ って行 われているので、 铸造薄板には張力が付加さ る こ と力 な く 、 破断の恐れはない。 本実施例によれば、 铸造薄板 を搬送路で十分に冷却する こ とが出来る と共に、 铸造薄 板のみをコイル状に巻き取る こ とができ る。 また、 多孔 シー ト の代わり に網状シー ト と しても よいこ とは持ち論 である。

第 9 図は第 4 実施例の変形例を示している。 支持シー ト 1 6 及び铸造薄板 1 9 の搬送路には支持シー ト 1 6 の みの迂回路が設けられている。 铸造薄板 1 9 は支持ロ ー ル群 1 8 によ って支持されてコイ ラ一 1 7 方向へ搬送さ れてお り、 支持シー ト 1 6 は迂回路を経由 してコイ ラ一 1 7 に巻き取られている。 支持シー トが迂回されている 铸造シー ト 1 9 の搬送路には複数の冷却媒体噴射ノ ズル 2 6 が設置されている。

こ の変形例においては、 支持シー ト 1 6 が迂回されて いるので、 铸造薄板 1 9 の下方からの冷却効率を向上さ せる事ができ る。 さ らに、 支持シー ト 1 6 は多孔シー ト でな く ても よい。

Claims

請求の範囲

1. 双ロール式薄板連続铸造方法は、 ノ ズルから供給 された溶湯を水平配置された一対の鐯造ロールで連続的 に薄板に铸造し、 該铸造薄板を一対の鐯造ロール下方に 延在された支持シー ト上に載置し、 铸造薄板が載置され た支持シー トをコイ ラ一によつて巻き取る工程を有して いる。

2. 溶湯を供給する ノ ズル （ 1 4 ) と、

該ノ ズル （ 1 4 ) から供給された溶湯を薄板に铸造す る一対の鐯造ロールであって、 互いに平行に、 水平に配 置され、 冷却され、 互いに反対方向に回転される一対の 铸造ロール （ 1 1 ， 1 2 ) と、

コイ ラ一 （ 1 7 ) と、

前記一対の鐯造ロ ールの下方にほぼ水平に延在され、 前記コィ ラーによって巻き取られる支持シー ト （ 1 6 ) と、 を有している双ロール式薄板連続鐯造装置。

3. 鐯造薄板 （ 1 9 ) が前記支持シー ト上に載置され る時に発生する湾曲部 （ 2 2 ) の変位を検出する変位検 出手段 （ 2 0 ) と、

該変位検出手段の検出結果に基づいて、 前記コィ ラー の支持シー ト巻き取り速度が铸造速度と一致する よ う に コィ ラ ーの支持シー ト卷き取り速度をフ ィ ー ドバッ ク制 御する制御手段 （ 2 1 ) とをさ らに有している請求項 2 による双ロール式薄板連続铸造装置。

4. 前記支持シー ト （ 1 6 ) は、 前記一対の鐯造ロ ー ル下方において、 前記铸造ロールに向かって湾曲されて いる請求項 2 又は 3 による双ロール式薄板連続鐯造装置。

5. 前記支持シー ト （ 1 6 ) と前記鐯造ロ ール （ 1 1 , 1 2 ) との間に、 湾曲 したガイ ド部材 （ 2 3 ) .が設けら れている請求項 2 又は 3 によ る双ロール式薄板連続鐯造

6. 前記支持シー ト （ 1 6 ) は複数の貫通孔 （ 2 7 ) を有した多孔シー トであ り、 前記铸造薄板 （ 1 9 ) の搬 送路には冷却手段 （ 2 6 ) が設けられている請求項 2 又 は 3 による双ロール式薄板連続鐯造装置。

7. 前記支持シー ト （ 1 6 ) の搬送路には迂回路が設 けられてお り、 前記铸造薄板 （ 1 9 ) の前記迂回路に対 応する搬送路には冷却装置が設けられている請求項 2 又 は 3 による双ロール式薄板連続铸造装置。

8. 前記支持シー ト （ 1 6 ) を前記コィ ラ ー （ 1 7 ) から巻き取る支持シー ト巻き取り リ ール （ 2 5 ) が設け られている請求項 2 から 7 のいずれか 1 項による双口 一 ル式薄板連続铸造装置。

9. 前記変位検出手段 （ 2 0 ) が接触式の検出手段で あ り、 前記铸造薄板 （ 1 9 ) の湾曲部 （ 2 2 ) の凹面側 に配置されてお り、 前記変位検出手段 （ 2 0 ) の検出子

( 2 0 ' ) が下死点にある とき、 該検出子 （ 2 0 ' ) と 前記湾曲ガイ ド部材 （ 2 3 ) のガイ ド面との間には前記 铸造薄板 （ 1 9 ) が通過し得る間隔 （ D ) が維持されて いる請求項 5 による双ロール式薄板連続铸造装置。