JPH01218745A - ツインドラム方式の連続鋳造装置 - 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〕 本発明は、幅方向に関して金属薄帯の板厚を制御するこ
とができるツインドラム方式の連続鋳造装置に関する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数ｍｍ〜数
十ＩＩＩＩｒＩ程度の厚みをもつ金属薄帯を直接的に製
造する方法が注目されている。この連続鋳造法によると
き、従来のような多段階にわたる熱延工程を必要とする
ことなく、また最終形状にする圧延も軽度なもので済む
ため、工程及び設備の簡略化が可能となる。

第５図は、この連続鋳造法の一つとして知られているツ
インドラム方式の連続鋳造機の設備構成を示す（特開昭
６０−１３７５６２号公報参照）。

この方式においては、互いに逆方向に回転する一対の冷
却ドラムｌａ、　ｌｂＯ間に、ドラム軸方向両端部をサ
イド堰２ａ、　２ｂで仕切り、湯溜り部３を形成する。

この湯溜り部３に溶融金属４を注入し、冷却ドラムｌａ
、　ｌｂを介して溶融金属４を抜熱することにより、そ
れぞれの冷却ドラムｌａ、　ｌ’ｂの周面に凝固シェル
を形成する。この凝固シェルは、成長しながら冷却ドラ
ムｌａ、　ｌｂの回転に伴ってドラムギャップ５に移行
する。ドラムギャップ５で、それぞれの冷却ドラムｌｊ
　ｌｂ側周面形成された凝固シェルは圧接され、金属薄
帯６として冷却ドラムｌａ、　ｌｂの間から搬出される
。

この連続鋳造機を使用して金属薄帯６を製造していると
、溶融金属４からの受熱によって冷却ドラムｌａ、　ｌ
ｂが熱変形する。この熱変形により、通常はドラム中央
部の径が大きく、両端部で小さくなったサーマルクラウ
ンが発生する。このサーマルクラウンのために、ドラム
ギャップ５の間隙がドラム軸方向に関して変動し、凝固
シェルに加わる圧下刃が不均一になり、得られた金属薄
帯６に割れ、皺等の欠陥が発生する。

従来は、このサーマルクラウンを抑制するために、熱変
形を打ち消すように冷却ドラムｌａ、　ｌｂを機械的に
或いは流体圧によってドラムを局部的に膨出する方法が
提案されている（特開昭５９−１６３０５７号公報、特
開昭６０−２７４５８号公報等参照）。或いは、ドラム
軸方向に関して冷却条件を変更し、熱膨張した両端部を
強冷する方法も知られている（特開昭５９−５４４４５
号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、これら従来のサーマルクラウン抑制方法は、冷
却ドラムｌａ、　ｌｂ自体の構造を複雑にし、また金属
薄帯６の幅方向に関する板厚分布の制御範囲も僅かなも
のである。そのため、後工程で要求される板厚分布の通
りに作り込むことが困難であるばかりでなく、サーマル
クラウンによる板厚変動も完全には補償できなくなる危
険性がある。

また、金属薄帯６の冷間圧延を効率良く行うためには、
鋳造される金属薄帯６を凸クラウンをもつ断面形状にす
ることが有効である。このた必には、ドラムギャップ５
の間隙を中央部で大きく、両端部で小さくすることが考
えられる。このようにドラムギャップ５の間隙をドラム
軸方向に関して変更する場合、実際に鋳造されている金
属薄帯６の幅方向板厚分布に基づいて、間隙の変動を制
御することが必要である。ところが、たとえば凹クラウ
ンをもつ冷却ドラムｌａ、　ｌｂを使用した場合、ドラ
ムギャップ５のドラム軸方向に関する間隙の変動は一義
的に定まり、その間隙をオンラインで制御することがで
きない。

そこで、本発明は、冷却ドラムを互いに交叉して配置し
、その間の交叉角を変更自在とすることによって、ドラ
ム軸方向に関するドラムギャップの間隙を自在に調節し
、サーマルクラウンを打ち消し、所定の板厚分布をもち
表面性状に優れた金属薄帯を製造することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造装置は、その目的を達成するために、
一対の冷却ドラムの間に形成された湯溜り部に注入され
た溶融金属を急冷・凝固して金属薄帯を製造する連続鋳
造装置において、前記冷却ドラムの回転軸を前記金属薄
帯の板面内で互いに交叉させ、且つその交叉角を調節可
能にする傾動機構を備えていることを特徴とする。

第１図は、本発明連続鋳造装置の概略を示す。

また、第２図は、第１図のＩ−Ｉ線に沿った断面図であ
る。なお、同図において、第５図に示した部材等に対応
するものについては、同一の符番で指示した。

冷却ドラムｌａ　（ｌｂ）の両端に設けられているドラ
ムチョック７ａ、　７ｂは、可動ラム８ａ〜８ｄによっ
て鉛直方向に支持されている。そして、これらの可動ラ
ム８ａ〜８ｄは、ハウジング９ａ〜９ｄに埋め込まれて
いる。冷却ドラム１ｂを、第１図において右上がりに傾
斜させる場合には、可動ラム８ａ、　３ｄをドラムチョ
ック７ａ、　７ｂに向けて押し出し、可動ラム３ｂ。

８Ｃをハウジング９ｂ、　９ｃの方に引っ込める。なお
、可動ラム８ａ〜８ｄの駆動力は、油圧或いは電動力で
与えられている。

なお、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの交叉角がゼロでない場
合、冷却ドラム１ａと冷却ドラム１ｂとの端面は、同一
平面上に位置しなくなる。そこで、この同一平面上にな
い冷却ドラムｌａ、　ｌｂの端面に当接し、湯溜り部を
確保するため、可撓性のある薄板をサイド堰２ａ、　２
ｂとして使用することが好ましい。これらのサイド堰２
ａ、　２ｂは、加圧パッド１０ａ〜１’Ｏｄにより冷却
ドラムｌａ、　ｌｂの端面に押し付けられる。

そのため、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの端面が同一平面上
にない場合にも、湯漏れ、湯差し等の問題を生じること
がない。

第３図は、この傾動機構により冷却ドラムを金属薄帯の
板面内で傾斜させた状態を示す。同図（ａ）は軸方向に
みた冷却ドラムｌａ、　ｌｂの傾斜状態を示し、同図（
ハ）は半径方向にみた冷却ドラムｌａ、　ｌｂの傾斜状
態を示す。ただし、第３図にあっては、冷却ドラムｌａ
、　ｌｂの回転軸の中心を同一高さに維持している。

一方の冷却ドラム１ａは、第３図（ａ）において前止が
り、同図（ｂ）において左上がりに傾斜させる。すなわ
ち、基準軸Ｃ６に対して冷却ドラム１ａの回転軸Ｃ１は
、傾斜角θで斜行する。他方の冷却ドラム１ｂは、冷却
ドラム１ａとは逆方向に傾斜し、その回転軸Ｃ２は基準
軸Ｃ８に傾斜角θで交叉する。したがって、この場合の
冷却ドラムｌａ、　ｌｂ間の交叉角は、２θとなる。

このように、回転軸ＣＩ、Ｃ２の間に交叉角２θを付け
て冷却ドラムｌａ、　ｌｂを配置するとき、冷却ドラム
ｌａ、　ｌｂ間のドラムギャップ５は、ドラム軸方向に
関して変化する。仮に、円筒状の周面をもつ冷却ドラム
ｌａ、　ｌｂを使用した場合、ドラムギヤフッ５０間隙
は、中央部で最も小さく、両端部で最も大きくなる。そ
して、この間隙の変動量は、交叉角２θを変えることに
よって制御することができる。

たとえば、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの交叉角２θのとき
、ドラム端部とドラム中央部とのギャップ差をδ（肝）
とすると、δは近似的に次式（１）で与えられる。

ただし、βはドラム長（ｍｍＬＤはドラム直径（ｍｍ）
。

ｈは中央部のギャップ（ｍｍ＞である。

したがって、いま、ある交叉角θ。で鋳造している状態
で測定された板厚分布が目標値に比較して板端部がΔｈ
（ｍｍ）だけ薄くなっている場合に、δ＝６０＋Δｈ　
となるように式（１）を逆算して求められるθに交叉角
を変更する。これにより、目標とする板厚分布が得られ
る。ここで、δ０は、式（１）のθにθ。を代入して得
られる値である。逆に、板端部がΔｈだけ厚くなってい
る場合、δ＝δ。

−△ｈとなるように式（１）を逆算して求められるθに
交叉角を変更すれば良い。

また、凹クラウンをもつ冷却ドラムｌａ、　ｌｂを使用
した場合、サーマルクラウンのない状態では、冷却ドラ
ムｌａ、　　ｌｂＯ間に形成されるドラムギャップ５は
、その凹クラウンに対応した凸クラウンの断面形状をも
つ。しかし、溶融金属からの受熱によって冷却ドラムｌ
ａ、　ｌｂが熱変形すると、当初冷却ドラムｌａ、　ｌ
ｂに設けた凹クラウンが変わってくる。そこで、このサ
ーマルクラウンによる冷却ドラムｌａ、　ｌｂの変形を
打ち消すため、目標凸クラウンに対応するよりも大きな
凹クラウンを冷却ドラムｌａ、　ｌｂの周面に付けてお
き、交叉角２θの調整によって幅方向に関するドラムギ
ャップ５の間隙変動を制御する。すなわち、交叉角２θ
を大きくとるとき、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの両端部に
おける間隙が大きくなり、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの凹
クラウンを打ち消す方向に働く。他方、交叉角２θを小
さくするとき、冷却ドラムｌａ、　ｌｂに付けた凹クラ
ウンの影響がドラムギャップ５に大きく現れる。

したがって、冷却ドラムｌａ、　ｌｂＯ間から送り出さ
れる金属薄帯６の断面形状を適宜検出し、この検出結果
に基づき冷却ドラムｌａ、　ｌｂの交叉角２θを調整す
ることにより、必要とする凸クラウンをもつ金属薄帯６
を製造することができる。

なお、交叉したロール対を使用して圧延される素材に凸
クラウンを付け、圧延を効率良く行うこと自体は、たと
えば特開昭５５−６４９０８号公報で示されているよう
にすでに知られている技術である。

しかし、本発明における冷却ドラムｌａ、　ｌｂの交叉
配置は、鋳造される金属薄帯６に凸クラウンを付けるこ
とに留まらず、金属薄帯６の性質改善にも効果を発揮す
る。

第４図は、この交叉配置した冷却ドラムｌａ、　ｌｂに
よる金属薄帯６の性質改善を説明するための図である。

冷却ドラムｌａ、　ｌｂを金属薄帯６の板面内で交叉さ
せることによって、冷却ドラムｌａ、　ｌｂが回転する
とき、その周面に板幅方向の速度成分が生じる。この板
幅方向の速度成分に伴って、湯溜り部３にある溶融金属
４に水平方向の流れ４ａが発生する。この水平方向の流
れ４ａは、メニスカス近傍における溶融金属４の流動状
態を定常化し、安定した条件下で凝固シェルを成長させ
る。その結果、ドラムギャップ５で凝固シェルに作用す
る圧下刃が均一なものとなり、疵２割れ、皺等のない優
れた表面性状をもつ金属薄帯６が得られる。

〔実施例〕

ドラムの径が中央部で１２００ｍｍ、　　両端部で１２
００．２ｍｍであり、ドラム軸方向長さ８００ｍｍの冷
却ドラムを一対として、溶融金属による加熱を受けない
常温状態でドラムギャップの間隙が中央部で２．１ｍｍ
。

両端部で２．Ｏｍｍとなるように、交叉角２θ−２，２
度で配置した。この冷却ドラムの間に形成した湯溜り部
に５ＵＳ３０４のステンレス鋼組成をもち温度１４９０
℃の溶鋼を流量１１００ｋｇ／分の割合で注入し、幅方
向中央部の肉厚が２．１ｍｍで両端部の肉厚が２．０ｍ
ｍで板幅８００ｍｍの金属薄帯を鋳造した。

鋳造開始後２０秒経過したとき、金属薄帯の幅方向肉厚
分布が、中央部の肉厚が２．０５ｍｍで両端部の肉厚が
２．０５ｍｍに変化した。これは、溶鋼の保有熱によっ
て冷却ドラムが加熱され、サーマルクラウンによる影響
がドラムギャップに現れたものと考えられる。そこで、
交叉角２θを０度に変更して鋳造を継続した。その結果
、幅方向中央部の肉厚が２．１ｍｍ、　　両端部の肉厚
が２．　Ｏｍｍになり、目標とする凸クラウンに近い断
面形状をもつ金属薄帯が得られた。

また、得られた金属薄帯は、割れ、疵、皺等の欠陥がな
い優れた表面性状をもつものであった。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、冷却ドラム
を互いに交叉させることによって、その間に形成される
ドラムギャップのドラム軸方向に関する間隙を調整して
いる。そして、冷却ドラムの交叉角を変えることによっ
て、間隙のドラム軸方向に関する変動をオンラインで制
御することができる。そのため、冷却ドラムの間から送
り出される金属薄帯の幅方向肉厚分布を測定しながら、
所定の断面形状をもつ金属薄帯を製造することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続鋳造装置の概略を示す図であり、
第２図は第１図の１−１線にそった断面図、第３図は冷
却ドラムの傾斜状態を示し、第４図は冷却ドラムの傾斜
により湯溜り部に生じる水平方向の流れを説明するため
の図である。他方、第５図は、従来のツインドラム方式
の連続鋳造機を示す。 特許出願人　新日本製鐵　株式會社（ほか１名）代　理
　人　小　堀　　益（ほか２名）ｍ”’ −ｃｂ 〈 ＋１’１ シー 猾−縮 矢４１４跣

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一対の冷却ドラムの間に形成された湯溜り部に注入
   された溶融金属を急冷・凝固して金属薄帯を製造する連
   続鋳造装置において、前記冷却ドラムの回転軸を前記金
   属薄帯の板面内で互いに交叉させ、且つその交叉角を調
   節可能にする傾動機構を備えていることを特徴とするツ
   インドラム方式の連続鋳造装置。