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JP2697465B2 - 薄板の連続製造方法 - Google Patents

薄板の連続製造方法

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JP2697465B2
JP2697465B2 JP4071639A JP7163992A JP2697465B2 JP 2697465 B2 JP2697465 B2 JP 2697465B2 JP 4071639 A JP4071639 A JP 4071639A JP 7163992 A JP7163992 A JP 7163992A JP 2697465 B2 JP2697465 B2 JP 2697465B2
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JP
Japan
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casting
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rolling
rolls
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JPH06179051A (ja
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雅三 古川
健男 涌井
直嗣 吉田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=13466419&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2697465(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B2201/00Special rolling modes
    • B21B2201/18Vertical rolling pass lines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属から直接薄板
を連続的に製造する方法、詳述すれば、双ロール方式に
よる薄板の連続鋳造と圧延ロールとを組み合わせた薄板
の連続製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、薄板連続製造装置としては、
単ロール方式や双ロール方式の連続鋳造装置が良く知ら
れている。図1に代表例を示す単ロール方式の装置で
は、取鍋10からの溶融金属12がタンディッシュ14に供給
され、このタンディッシュ14から溶融金属12が単ロール
からなる鋳造ロール16に注入され、鋳込が行われる。こ
の方式では鋳片18が圧下されないため、高温での割れ感
受性の高い合金、つまり凝固点近傍での強度・延性の低
い合金(例:インコネル合金)でも、比較的割れのない
鋳片の得られることが特徴の一つであるが、その反面自
由表面側の表面性状は悪く、鋳片形状も凹凸が大きいと
いった欠点を有している。
【0003】一方、図2に代表例を示す双ロール方式の
装置では、一対のロールから構成される鋳造ロール20が
設けられており、取鍋10から直接に溶融金属12がこの鋳
造ロール20に注入される。凝固した鋳片18は下方から鋳
造ロール20を離脱する。双ロール方式では、鋳造ロール
20の両ロール表面から成長した凝固シェルが、ロールの
最小間隙部で圧着されるため、単ロール方式に比べ、鋳
片18の表面性状や鋳片形状は良好である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この種の連続鋳造法本
来の目的から、得られる鋳片を最終製品とするまでに施
される加工は軽微なため、鋳造された金属薄帯の表面性
状は製品に大きな影響を与える。そこで、現在その製造
法の主流は双ロール方式になりつつある。
【0005】ところが、この双ロール方式の場合、ブレ
ークアウトや鋳片割れ、破断を防ぐために、ロール最小
間隙やロール押し付け力を制御する必要があるが、注湯
による湯面変動や凝固シェル成長の不均一から、絶えず
それらに対応した適切なロール間隙やロール押し付け力
を付与するには高度な制御技術を必要とする。しばしば
過剰量、あるいは過少量の制御を行う結果になり、例え
ば、鋳片に過剰量の圧下量を与えるときなど、容易に鋳
片割れや破断が生じることになる。
【0006】そこで、これまでにあっても、押し付け圧
力とロール最小間隙との制御を組み合わせた技術、ま
た、そのような制御を実現すべく鋳造速度やロール面へ
の溶湯接触長さを制御する技術が、多数開示されている
(例: 特開昭59−193740号、同59−215256号、特開平3
−66457 号) 。
【0007】しかし、このような従来技術も、特に高温
割れ感受性の高い合金の場合、鋳片割れや破断を効果的
に防止することはできない。例えば、インコネル合金(
商品名) 、インコロイ合金(商品名)のような高温割れ
感受性の高い合金では、SUS304鋼に代表される汎用ステ
ンレス鋼と異なり、凝固点近傍の広い範囲で強度と延性
の現出が遅く、鋳造ロールの最小間隙部での僅かな圧下
により鋳片表面に割れが発生し、また破断するといった
現象を起こしやすい。
【0008】図3は、インコネル625 、インコロイ800
、そしてSUS304の凝固点近傍での強度、絞りの値を示
す。SUS304の場合、速やかに強度、絞りが大きくなる
が、前二者の場合、その発現が遅れる。つまり、十分凝
固しないと機械的特性が十分でないため凝固シェルの段
階で割れ、破断が生じやすいのである。このように、鋳
片形状と表面品質からは、本来大きな圧下を付与したい
が、鋼種によってはそこに大きな制約を受ける場合が頻
繁に起こり得る。
【0009】ここに、本発明の目的は、従来技術におけ
る上記問題点を解決するもので、これまで双ロール方式
の薄板連続鋳造装置では鋳造し難いと考えられていた、
高温割れ感受性の高い合金でも、表面割れの無い健全な
鋳片を連続して製造することのできる方法および装置を
提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは、種々研究・開発の結果、従来のよう
に鋳造ロールにおいて所定厚さに圧下するというのでは
なく、鋳込と圧下との機能を分離し、鋳込は従来のよう
に鋳造ロールで行い、圧下は下流に設けた圧延ロールで
行うという着想を得て、その実現性を確認して本発明を
完成した。
【0011】ここに、本発明は、単ロールまたは双ロー
ルから構成される鋳造ロールに溶融金属を注湯、表面よ
り凝固シェルを生成せしめ、得られる鋳片に圧下力を実
質上負荷せずに、該鋳造ロールより鋳片を離脱させ、引
き続き平行に配置された1対のロールの1組または複数
組から構成される圧延ロールで前記鋳片を所定の板厚ま
で圧下することを特徴とする薄板連続鋳造方法である。
【0012】
【0013】本発明の好適態様によれば、前記鋳造ロー
ルと圧延ロールとの間に板厚計測装置および冷却ゾーン
を設けてもよい。ここに、「薄板」とは一般的に1〜2
mm程度であるが、本発明にあっては1〜3mm程度まで製
造できる。
【0014】このように、本発明によれば、鋳造するた
めのロールと圧延するためのロールを完全に分離させ、
該鋳造ロールは鋳片がロールより離脱するまでの間、鋳
片に圧下力を負荷しないか、もしくは圧下しても極軽微
な範囲に納まるよう、または鋳片に負荷される荷重があ
る一定値以下になるよう荷重制御するのであって、鋳造
ロールには鋳造条件の変化に対応した複雑な制御は必要
とせず、高温割れ感受性の高い合金でも健全な薄帯が得
られる。
【0015】
【作用】次に、本発明の作用について添付図面を参照し
ながらさらに詳述する。図4は、本発明にかかる薄板連
続製造装置の概略説明図であって、図中、その装置は、
鋳造ロール30とそれに続く1対の圧延ロール32を備えて
いる。
【0016】図示装置では、鋳造ロール30が平行に配置
された1対のロールから構成され、圧延ロール32が1組
のロール対から構成された場合である。鋳造ロール30に
はロードセル34と油圧シリンダー36とが組込まれてお
り、鋳造ロールの最小間隙の調整機構40は、これらのロ
ードセル34と油圧シリンダ36とから構成される。ここ
に、本発明におけるこの調整機構40の機能・操作は次の
通りである。
【0017】鋳造前に予め狙い荷重を、例えば1kg/mm2
というように決めて制御装置41で設定しておく。鋳造を
開始してロードセル34により荷重を検出しながら、設定
値(1kg/mm2) に納まるように、油圧シリンダー36でロー
ル開度が開閉される。ここで本発明の目的上、設定値は
ゼロとすることが好ましいが、設定値がゼロであると限
りなくロールが開いてしまい制御できない。よって、制
御できる範囲内で極力小さい値とする。すなわち、本発
明がいう「圧下力を実質上負荷」しない状態とするので
ある。
【0018】したがって、この調整機構40によって鋳造
ロール30において鋳片に負荷される荷重がある一定値以
下になるように、容易に制御できる。図示装置にあって
は、鋳造ロール30と圧延ロール32との間に板厚計測装置
42および冷却装置44が設けられている。板厚計測装置42
からのデータに基づいて制御装置46からは指令が出さ
れ、圧延ロール32に設けられた油圧シリンダ50によって
圧延時の圧下量が制御される。
【0019】次に、この装置によって溶融金属を連続鋳
造して薄板を連続製造する操作について説明する。取鍋
10に収容された溶融金属12は鋳造ロール30間に注湯さ
れ、1対の鋳造ロール30の回転に同期して、両ロール表
面からは凝固シェルが成長し、ロールの最小間隙部から
鋳片18となって送り出される。
【0020】このとき、湯面変動または凝固シェル成長
の不均一により、凝固シェルの厚みは変動するが、本発
明によれば、調整機構40によって、ロール最小間隙部で
発生するロール離反力がゼロ、あるいは鋼種によりある
一定値になるようロール最小間隙を変動させる。すなわ
ち、実質上鋳片に負荷がかからない状態で鋳造ロールか
ら離脱する。
【0021】よって、鋳造ロール30より搬出される鋳片
18の厚みは一定せず変化している。そこで、次に、この
鋳片18を強度・延性の現出し始める温度まで冷却装置44
で冷却し、続く圧延ロール32で所定の板厚まで圧延加工
することにより、最終的に健全な金属薄帯を得る。冷却
装置44はいくつかの水スプレーを備えたものである。な
お、鋳片の冷却は空冷または水冷で行えばよく、特に制
限はない。
【0022】これらの一連の工程のなかで、圧延ロール
32での圧延圧力を一定にすべく、鋳造ロール30と圧延ロ
ール32との間に非接触式の板厚測定装置42を挿入し、板
厚変動により制御装置46からの指令によってシリンダー
50を駆動し、圧延ロール32の圧下力を制御しても良い。
【0023】図5は、横向きの鋳造法を採用する場合の
変更例を示すもので、図中、一対のロール60、60から構
成される鋳造ロール62にはタンディッシュ64から溶融金
属が注入され、単ロール方式と同様にして横方向に鋳片
18が離脱してゆき、圧延ロール66に至る。
【0024】
【0025】このように、本発明によれば、鋳造ロール
および鋳造法は上向きでも、横向きでも可能である。鋳
造ロールおよび圧延ロールは、通常の油圧シリンダまた
はスクリュー方式で駆動すればよい。さらに圧延ロール
は2段だけでなく、多段あるいはタンデムでもよい。
【0026】圧延ロールでの板厚制御は、上述のような
圧延前の鋳片厚さおよび鋳造ロール開度によるフィード
フォアードあるいは圧下後の鋳片厚さによるフィードバ
ックが適用可能である。次に、実施例によって本発明の
作用、効果についてより具体的に説明する。
【0027】
【実施例】本例では図4に示す装置を使用してインコロ
イ合金の連続鋳造試験を行った。鋳造ロールはロール径
300mm 、幅200mm の一対のロールから構成し、この鋳造
ロールの出側後方に、冷却装置とロール径150mm から成
る圧延ロールを配した。
【0028】30m/minで回転する鋳造ロールに取鍋また
はタンディッシュから溶鋼を注湯し板厚2mmの鋳片を鋳
造する際、鋳片に負荷される圧延荷重が極力ゼロに近づ
くよう設置したロードセルの荷重が1kg/mm2以下になる
ように、油圧シリンダーでロール開度を制御しながら鋳
造する。よって、ここで得られる鋳片厚は1.2mm から2.
8mm 程度の範囲でばらついている。
【0029】鋳造ロールから搬出された上記鋳片は、鋼
種により図3に示す、強度および延性( 絞り) の回復温
度以下になるまで十分冷却( 例えばインコロイ800 で
は、凝固終了温度より−150 ℃) された後、続く圧下ロ
ールで圧延された所定の板厚(例えば1mm) になる。こ
のとき、鋳造ロールから搬出された鋳片厚を測定または
ロール開度を一時記憶し、その鋳片厚さおよびロール開
度に見合った圧下量を続く圧延ロールで制御することに
より、均一な板厚の金属薄帯が得られる。
【0030】以上の操作によって得られる鋳片は、凝固
点直下の強度および延性がないか、または低い温度域(
脆化域) での圧下をうけないため、表面割れなどの欠陥
がなく、健全である。
【0031】
【発明の効果】以上の述べた如く本発明によれば、高温
割れ感受性が高いために、1対のロールだけでは直接健
全な薄板を製造することの難しい材料でも、容易に健全
な金属薄帯を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の単ロール方式の薄板連続鋳造装置の概略
説明図である。
【図2】従来の双ロール方式の薄板連続鋳造装置の概略
説明図である。
【図3】いくつかの合金の凝固点近傍の強度と絞りを示
すグラフである。
【図4】本発明にかかる双ロール方式の薄板連続鋳造装
置の概略説明図である。
【図5】本発明にかかる双ロール方式の薄板連続鋳造装
置の変更例の概略説明図である。
【符号の説明】
30 : 鋳造ロール 32 : 圧延ロール 34 : ロードセル 36 : 油圧シリンダー 40 : 調整機構 42 : 板厚計測装置 44 : 冷却装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−281752(JP,A) 特開 平4−55012(JP,A) 実開 昭64−5742(JP,U) 特公 平3−69616(JP,B2) 特公 昭59−10846(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温割れ感受性の高い合金薄板の連続製
    造方法であって、双ロールから構成される鋳造ロールに
    溶融金属を注湯、表面より凝固シェルを形成せしめ、得
    られる鋳片に実質上圧下力を負荷せずに鋳造した後、該
    鋳造ロールから離脱させ、引き続き平行に配置された
    なくとも1対のロールから構成される圧延ロールにより
    前記鋳片を鋳片の強度および延性回復温度以下におい
    て、所定の板厚まで圧下することを特徴とする薄板
    続製造方法。
JP4071639A 1992-03-27 1992-03-27 薄板の連続製造方法 Expired - Fee Related JP2697465B2 (ja)

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