JP2000000640A - 双ロール式連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 双ロール式連続鋳造装置において、サイド堰
に簡便な装置を設けることによって、サイド堰の底部と
ロール周面との間の湯差しを防止して、金属薄板の品質
及び生産性を向上させると共に、金属薄板の端部に発生
する鋳張りによるサイド堰の破損を防止できる双ロール
式連続鋳造装置を提供する。 【解決手段】 一対のロールと、この一対のロールの間
に設けられた一対のサイド堰とによって形成される溶湯
プールに溶融金属を供給し、この溶融金属を前記一対の
ロールの間隙を通過させることにより、溶融金属から直
接に金属薄板を製造する双ロール型連続鋳造装置におい
て、前記一対のサイド堰が自己摺動性材料から構成され
ていると共に、これらサイド堰が鋳造ラインにおいて左
右（鋳造方向に直角方向）に分割されており、さらに、
これら分割されたサイド堰の底部と、前記ロールとを独
立に押し付ける押付手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属から直接
に金属薄板を製造する双ロール型連続鋳造装置に関する
もので、特に、双ロール型連続鋳造装置のサイド堰に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属薄板は、鋳造された金属鋳片に熱間
圧延、冷間圧延等の処理を施すことにより、従来から製
造されている。しかし、この通常の方法によるとき、熱
延工程、冷延工程、それら工程間で行われる熱処理工程
等の多数の処理が必要とされ、それに伴って多種類の設
備を準備することが要求される。

【０００３】そこで、最近になって、多数の工程および
多種の設備を必要とすることなく、簡単に金属薄板を製
造する技術として、溶融金属を直接薄板状の鋳片に冷却
・凝固させる方法が提案された。この方法のうち一つと
して一対の水冷ロールを用いる双ロール式連続鋳造装置
を用いる方法がある。この装置は、相対向して互いに平
行に配設された一対の水冷ロールの間に溶湯プールを形
成し、この溶湯プールに溶融金属を供給し、これら水冷
ロールに接触して冷却・凝固した凝固シェルを一対の水
冷ロールにより圧延しながら金属薄板を連続的に鋳造す
る装置である。

【０００４】このような双ロール式連続鋳造装置におい
て、水冷ロールの軸方向への溶湯のもれを防ぐために、
通常、サイド堰と呼ばれる部材を使用される。サイド堰
には、回転する水冷ロールの端面に押し当てるタイプ
（図３参照）と、ロール周面上に設置するタイプ（図４
参照）がある。回転する水冷ロールの端面に押し当てる
タイプのサイド堰は、鋳造される金属薄板の板幅がロー
ルの幅によって決まってしまうため、板幅の変更が容易
なロール周面上に設置するタイプのサイド堰の方が、生
産性の上で有利と考えられる。

【０００５】ロール周面上に設置するタイプのサイド堰
を使用する上で問題となるのは、サイド堰の底部とロー
ルとの間に形成される隙間への溶融金属の差し込み（湯
差し）である。サイド堰とロールとの間の隙間に差し込
んだ溶融金属がその場で凝固して、この凝固金属がロー
ルとサイド堰の底部との間に噛み込むと、金属薄板端部
に表面割れが生じる。この金属薄板端部の表面割れの発
生は、前記凝固金属の噛み込み部の金属薄板端部のロー
ル下方への移動速度が、サイド堰との摩擦によって、他
の部分（例えば、鋳造中の金属薄板の中央部）より遅く
なり、前記凝固金属の噛み込み部の金属薄板端部に引張
応力が発生することにより、生じるものである。前記金
属薄板端部の表面割れは金属薄板の品質を著しく低下さ
せるだけでなく、極端な場合は、金属薄板の破断を引き
起こし、操業を中止しなければならない問題がある。こ
れに加えて、湯差しは、サイド堰やロールを損傷させる
ので、サイド堰やロールの交換頻度が多くなり生産性が
低下する問題がある。

【０００６】このように、サイド堰の底部とロールとの
間に形成される隙間への湯差しは、鋳片の品質を著しく
低下させるだけでなく、生産性の低下の原因になる。こ
のような湯差しを防止するために、ロールとサイド堰の
底部の間に形成される隙間を皆無にすることが重要であ
る。このため、サイド堰の底部の加工精度を向上させる
ことが行われている。しかしながら、操業中のサイド堰
の摩耗や、ロールの熱膨張により、ロール周面とサイド
堰の底部とが密着しない場合があり、上述した湯差しの
防止が不十分であった。

【０００７】この問題点を改善するための双ロール式連
続鋳造装置に用いるサイド堰の改善に関する提案が行わ
れている。例えば、特開平５−６９０９６号公報には、
サイド堰とロール間の間隙にガスまたは冷却液体を噴射
してサイド堰とロールの間隙からの溶融金属の漏れを防
止することが記載されている。また、回転する水冷ロー
ルの端面に押し当てるタイプのサイド堰であるが、特公
平５−６２０２２号公報には、一対の水冷ロールの端面
に通電板を配設し、一方の水冷ロールから他方の水冷ロ
ールに通電することによって溶融金属に通電して電磁力
によって、ロール端面からの溶融金属の漏れを防止する
ことが記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法は、新たな装置を必要とし、さらに、これら装置
を組み込んだサイド堰は構造が複雑となり、双ロール式
連続鋳造装置の作業性やメンテナンス性が低下するとい
う問題がある。さらには、サイド堰の底部とロールとの
間に形成される隙間への湯差しを防止できない場合もあ
る。例えば、ロールの熱膨張の大きさが２つのロール間
で違う場合、熱膨張の大きな方のロールによってサイド
堰が持ち上げられ、もう一方の熱膨張の小さなロールと
の間に隙間が形成される。このため、サイド堰の底部と
ロールとの間に形成される隙間への湯差しを防止できな
い問題が生じる。

【０００９】これに加えて、従来のサイド堰では、ロー
ルキス点（一対のロール間距離が最少となる部分が相
当）近傍において各ロール周面で形成された凝固殻が圧
着される際に、ロール軸方向に押し出された未凝固の溶
融金属が金属薄板の幅方向端部に凝固し、鋳張りが発生
して、この鋳張りがサイド堰を摩耗させたり、さらに
は、サイド堰を破損させたりする問題がある。そして、
サイド堰が破損すると、溶湯漏れやそれに起因する水蒸
気爆発などの重大災害を引き起こす可能性がある。

【００１０】本発明は、双ロール式連続鋳造装置におい
て、サイド堰に簡便な装置を設けることによって、サイ
ド堰の底部とロール周面との間の湯差しを防止して、金
属薄板の品質及び生産性を向上させると共に、金属薄板
の端部に発生する鋳張りによるサイド堰の破損を防止で
きる双ロール式連続鋳造装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、一対のロールと、この一対のロール
の間に設けられた一対のサイド堰とによって形成される
溶湯プールに溶融金属を供給し、この溶融金属を前記一
対のロールの間隙を通過させることにより、溶融金属か
ら直接に金属薄板を製造する双ロール型連続鋳造装置に
おいて、前記一対のサイド堰が自己摺動性材料から構成
されていると共に、これらサイド堰が鋳造ラインにおい
て左右（鋳造方向に直角方向）に分割されており、さら
に、これら分割されたサイド堰の底部と、前記ロールと
を独立に押し付ける押付手段を有することを特徴とする
ものである。自己摺動性材料とは、摺動中に、摩耗等に
より摺動する相手材の形状に沿った形状に自己修正する
材料であり、かつ、この摩耗粉又はこの材料自体が摺動
する相手材との間で潤滑作用を有する材料である。すな
わち、自己摺動性材料は、摺動する相手材より軟質材料
であり、潤滑作用を有する材料である。そして、この自
己摺動性材料は、溶融金属を取り扱うので耐熱性を有す
る必要がある。本発明に用いることができる自己摺動性
材料としては、黒鉛、ボロンナイトライド等を用いるこ
とができ、特に、黒鉛を用いることが好ましい。黒鉛は
耐熱性・加工性に優れ、高温強度も高く、比較的に安価
な自己摺動性材料であるからである。

【００１２】一対のサイド堰が、自己摺動性材料から構
成されていると共に、鋳造ラインにおいて左右（鋳造方
向に直角方向）に分割されて、押付手段によりロールに
独立に押し付けられることにより、サイド堰の底部はロ
ールの回転するととともに、ロール周面との摩擦によっ
て研摩され、ロール曲面と同じ曲率になる。したがっ
て、分割されたサイド堰各部とロール周面は常に密着し
た状態となり、湯差しの原因となるサイド堰とロール間
の隙間の発生を防止することができる。

【００１３】さらに、サイド堰が鋳造ラインにおいて左
右に分割されており、押付手段により、それぞれに独立
してロールに押し付けられることにより、仮に、ロール
が熱膨張して分割したサイド堰各部の底部とロール周面
の曲率がずれても、一体物で形成されたサイド堰と比べ
て短時間でサイド堰の底部が研摩され、ロールとの密着
性を取り戻すことができる。このとき、分割されたサイ
ド堰を、さらに、鋳造方向に直角方向に２以上に分割
し、押付手段によりロールに押し付けることが好まし
い。ロールの熱膨張によるロール周面の曲率と前記分割
したサイド堰各部の底部とのずれを、より短時間でロー
ルとの密着性を取り戻すことができる。このときのサイ
ド堰の分割数はロール直径、サイド堰の材質や厚さ等を
考慮して、２分割以上の適当な分割数を選択できる。

【００１４】これに加えて、本発明の双ロール式連続鋳
造装置の前記分割されたサイド堰の各部を独立にロール
軸方向に移動可能に取り付けることが好ましい。分割さ
れた各サイド堰の各部が独立にロールの軸方向に移動可
能に取付けられているので、例え、金属薄板の方向に未
凝固層が絞り出されて薄板の端部において凝固（鋳張
り）しても、サイド堰が破損する前に、サイド堰はロー
ル軸幅方向に移動するので、サイド堰の破損を防止する
ことができる。さらに、サイド堰がロール軸幅方向に移
動可能なために、鋳張り発生によるサイド堰への応力が
軽減され、サイド堰の摩耗量を少なくすることができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を、図示例ととも
に説明する。図１は、サイド堰のロール周面上への押し
付け機構を模式的に示したものであり、図２は、サイド
堰のロール軸方向における取付け機構を示す図（図１の
サイド堰の構造を示す模式図におけるａ−ａ方向矢視
図）であり、図４は、サイド堰をロール周面上に押し付
けるタイプの双ロール式連続鋳造装置を示した模式図で
ある。

【００１６】まず、本発明の双ロール式連続鋳造装置を
説明する。本発明の双ロール式連続鋳造装置は、図４に
示すロール周面上に設置するタイプのサイド堰を使用す
る双ロール式連続鋳造装置であり、内部水冷ロールを水
平に二つ配した構造である。そして、本発明の双ロール
式連続鋳造装置に用いるサイド堰は、図１に示すよう
に、サイド堰１０の底部をロール１ａ、１ｂの周面と同
じ曲率に加工した後に、鋳造ラインにおいて左右（鋳造
方向と直角方向）に分割し、さらに、分割したそれぞれ
のサイド堰をさらに鋳造方向と直角方向に２つに分割し
たものである。これら分割したサイド堰の各部１０ａ、
１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを、図示しない双ロール式連続
鋳造装置のフレームに取り付けられたサイド堰支持体７
に取付けた。このとき、これら分割したサイド堰の各部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、バネ８ａ、８ｂ、
８ｃ、８ｄと、これらバネの下に取り付けられたサイド
堰押さえ板９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄにより、それぞれ独
立に、ロール１ａ、１ｂの周面を押し付ける構造であ
る。

【００１７】次に、本発明の実施例のサイド堰１０のロ
ール軸方向における取付け機構を図２を用いて説明す
る。分割されたサイド堰１０ｂは、バネ１２により押圧
力を付与されたバネ台によりサイド堰支持体１８に押し
付けられる。バネ１２の押圧力はボルト１１を締め込む
ことにより調節する。このボルト１１は、ワッシャ１
４、バネ１２、および、バネ台１３を貫通し、さらに、
分割されたサイド堰１０ｂの貫通孔１６およびサイド堰
支持体１８の貫通孔１７を通ってサイド堰支持体１８の
ナット１４とと連結する構造である。他の分割されたサ
イド堰１０ａ、１０ｃ、１０ｄも同様に、サイド堰支持
体７に押し付ける構成になっている。

【００１８】この本発明の双ロール式連続鋳造装置を用
いて、ステンレス鋼の溶鋼から直接にステンレス鋼の薄
板を製造した実施例を説明する。本実施例に用いた双ロ
ール式連続鋳造装置のサイド堰は黒鉛製であり、前述に
したように４つに分割した構造のサイド堰１０である。
比較例として、図４に示すロール周面上に設置する、従
来の一体物であるサイド堰６（黒鉛製）を用いて、本発
明の実施例と同様に、ステンレス鋼の薄板を製造した。
このとき、これら一対のサイド堰６は図示しないサイド
堰支持体により、ロール１ａ、１ｂの周面に押し付けら
れる構造である。

【００１９】実施例および比較例におけるステンレス鋼
の薄板の鋳造条件を以下に示す。 ・ロールの種類 ：直径４００ｍｍ、長さ６００ｍｍの
内部水冷銅合金ロール ・薄板の寸法 ：板幅３００ｍｍ、板厚２ｍｍ ・溶鋼の種類 ：ＪＩＳ ＳＵＳ３０４ ・鋳造温度 ：１５０５℃ ・鋳造速度 ：２０ｍ／分 そして、サイド堰に黒鉛を用いた場合、溶鋼との反応を
防止するために、鋳造前に、サイド堰の溶鋼との接触面
に、予め、ＢＮ（ボロンナイトライド）をスプレーコー
ティングした。

【００２０】本発明の分割した黒鉛製サイド堰と、従来
の一体物であるサイド堰とを使用した双ロール型連続鋳
造装置を用いて、ステンレス鋼の溶鋼から直接にステン
レス鋼の薄板を製造した結果を以下に説明する。本発明
の分割した黒鉛製サイド堰を使用した場合のステンレス
鋼の薄板の表面には、湯差しに起因する割れが認められ
なかったが、従来の一体物であるサイド堰を使用した場
合のステンレス鋼板には、表面割れが観察された。この
ように、本発明の分割した黒鉛製サイド堰を使用するこ
とにより、湯差しの発生を防止することにより、ステン
レス鋼板の表面割れを防止でき、この表面割れに起因す
るステンレス鋼板の破断を防止できることが確認でき
た。

【００２１】さらに、使用後のサイド堰とロール周面と
の界面を調査したので以下に説明する。本発明の分割し
た黒鉛製サイド堰では、分割したサイド堰各部とロール
周面は密着した状態であり、湯差しは認められず、サイ
ド堰やロールに損傷も認められなかった。一方、従来の
一体物であるサイド堰では、サイド堰とロール周面との
界面に間隙が生じて湯差しが発生しており、サイド堰や
ロールに傷が発生していることが認められた。

【００２２】さらに、両者のサイド堰のロールキス点近
傍においる摩耗状況を観察すると、本発明の分割した黒
鉛製サイド堰では、摩耗現象が認められなかったが、従
来の一体物であるサイド堰では、鋳張りによる線状の摩
耗痕が多数認められた。このように、従来の一体物であ
るサイド堰では、サイド堰がロールの軸方向に移動可能
に取付けられていないので、鋳張り発生によるサイド堰
への応力が軽減されることがないので、サイド堰に摩耗
が発生したものであり、極端な場合にはサイド堰が破損
する可能性が認められた。

【００２３】本実施例では、サイド堰を４つに分割した
が、実施例の限定されることはなく、サイド堰の分割数
は、ロール直径等を考慮して、変えることができる。さ
らに、本実施例では、黒鉛製のサイド堰を使用したが、
鋳造する溶融金属の材質や鋳造温度を考慮して、自己摺
動性を有する材料を選択すればよく、例えば、ボロンナ
イトライド等を用いることができる。

【００２４】これに加えて、本実施例では、ステンレス
鋼の鋳造例を挙げたが、例えば、他の鉄鋼材料、Ｃｕ又
はＣｕ合金、Ａｌ又はＡｌ合金等の薄板の鋳造に用いて
も、本発明の双ロール式連続鋳造装置はサイド堰の底部
とロール周面との間の湯差しの防止や、金属薄板の端部
に発生する鋳張りによるサイド堰の破損を防止すること
ができる。なお、Ｃｕ又はＣｕ合金、Ａｌ又はＡｌ合金
の薄板の鋳造の際に、サイド堰に黒鉛を用いた場合は、
本実施例のように、予め、サイド堰にＢＮをスプレーコ
ーティングをする必要はない。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、自己
摺動性材料から構成される一対のサイド堰を鋳造ライン
において左右に分割して、押付手段によりロールに独立
に押し付けられることによって、サイド堰とロールとの
隙間を少なくすることができ、湯差しの発生を防止する
効果がある。さらに、分割されたサイド堰の各部を独立
にロール軸方向に移動可能に取り付けることにより、サ
イド堰の破損を防止することができると共に、サイド堰
の摩耗量を少なくする効果がある。

【００２６】このように、本発明は、双ロール式連続鋳
造装置のサイド堰に簡便な装置を設けることによって、
サイド堰の底部とロール周面との間の湯差しを防止し
て、金属薄板の品質及び生産性を向上させると共に、金
属薄板の端部に発生する鋳張りによるサイド堰の破損を
防止できる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の双ロール式連続鋳造装置のサイド堰の
構造を示す模式図である。

【図２】本発明の双ロール式連続鋳造装置のサイド堰の
ロール軸方向における取付け機構を示す図（図１のサイ
ド堰の構造を示す模式図におけるａ−ａ方向矢視図）で
ある。

【図３】サイド堰をロール端面に押し付けるタイプの双
ロール式連続鋳造装置の模式図である。

【図４】サイド堰をロール周面上に押し付けるタイプの
双ロール式連続鋳造装置の模式図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ ロール ２ サイド堰（ロール端面に押し付けるタイプ） ３ 注湯ノズル ４ 溶融金属プール ５ 金属薄板 ６ サイド堰（ロール周面上に設置するタイプ） ７ サイド堰支持体 ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ バネ ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ サイド堰押さえ板 １０ 分割されたサイド堰 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 分割されたサイド堰
各部 １１ ボルト １２ バネ １３ バネ台 １４ ワッシャ １５ ナット １６ 貫通孔（サイド堰） １７ 貫通孔（サイド堰支持体）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のロールと、この一対のロールの間
   に設けられた一対のサイド堰とによって形成される溶湯
   プールに溶融金属を供給し、この溶融金属を前記一対の
   ロールの間隙を通過させることにより、溶融金属から直
   接に金属薄板を製造する双ロール型連続鋳造装置におい
   て、 前記一対のサイド堰が自己摺動性材料から構成されてい
   ると共に、これらサイド堰が鋳造ラインにおいて左右
   （鋳造方向に直角方向）に分割されており、 さらに、これら分割されたサイド堰の底部と、前記ロー
   ルとを独立に押し付ける押付手段を有することを特徴と
   する双ロール式連続鋳造装置。
2. 【請求項２】 前記分割されたサイド堰が、さらに、鋳
   造方向に直角方向に２以上に分割されており、これら分
   割されたサイド堰の底部と、前記ロールとを独立に押し
   付ける押付手段を有する請求項１記載の双ロール式連続
   鋳造装置。
3. 【請求項３】 前記分割されたサイド堰の各部が独立に
   ロール軸方向に移動可能に取り付けられた請求項１又は
   ２記載の双ロール式連続鋳造装置。
4. 【請求項４】 前記一対のサイド堰を構成する自己摺動
   性材料が黒鉛である請求項１又は２又は３記載の双ロー
   ル式連続鋳造装置。