JP2007203337A - 双ロール鋳造機 - Google Patents

Abstract

【課題】ストリップの板幅方向厚み分布の偏りを抑制できる双ロール鋳造機を提供する。
【解決手段】冷却ロール１ａ，１ｂ、サイド堰２ａ，２ｂ、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて溶湯を送給するノズルピース１１ａ，１１ｂを備え、一方のノズルピース１１ａによる溶湯送給範囲Ｔ、Ｕを一方の冷却ロール１ａの軸線方向に対しては狭く且つ他方の冷却ロール１ｂの軸線方向に対しては広く設定し、他方のノズルピース１１ｂによる溶湯送給範囲Ｖ、Ｗを一方の冷却ロール１ａの軸線方向に対しては広く且つ他方の冷却ロール１ｂの軸線方向に対しては狭く設定し、これにより、一方の冷却ロール１ａ側の溶湯送給範囲Ｔ−Ｖ間の低温領域Ｘと他方の冷却ロール１ｂ側の溶湯送給範囲Ｕ−Ｗ間の低温領域Ｘが、冷却ロール１ａ，１ｂ径方向には相対しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は双ロール鋳造機に関するものである。

溶湯からストリップを直接的に生産する手法として、回転する一対のロールの間に溶湯を供給し、凝固した金属を薄帯状に送り出す双ロール連続鋳造法がある。

図５乃至図７は従来の双ロール鋳造機の一例を示すもので、水平に並べて配置した一対の冷却ロール１ａ，１ｂと、当該冷却ロール１ａ，１ｂに付帯する一対のサイド堰２ａ，２ｂとを備えている。

冷却ロール１ａ，１ｂは、その内部に冷却水が流通し、生産すべきストリップ３の板厚に応じてロール間隙Ｇを拡縮調整できるように構成されている。

また、冷却ロール１ａ，１ｂの回転方向と速度は、それぞれの外周面が上側からロール間隙Ｇへ向かって等速で移動するように設定してある。

一方のサイド堰２ａは各冷却ロール１ａ，１ｂの一端に面接触し、他方のサイド堰２ｂは各冷却ロール１ａ，１ｂの他端に面接触しており、冷却ロール１ａ，１ｂ及びサイド堰２ａ，２ｂによって四方を囲まれる空間には、溶湯供給用のノズルピース４ａ，４ｂが、ロール間隙Ｇの真上に位置するように配置されている（例えば、特許文献１参照）。

一方のノズルピース４ａは、一方のサイド堰２ａに対して一定の間隙を保つように支持され、他方のノズルピース４ｂは、他方のサイド堰２ｂに対して一定の間隔を保つように支持されている。

ノズルピース４ａ，４ｂは、その頂部に溶湯５を受けるための細長のノズルトラフ６を有し、長手方向側壁の下端寄り部分には、前記ノズルトラフ６から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面へ向けて貫通する開口７が、これら冷却ロール１ａ，１ｂ軸線に沿って並ぶように複数穿設してあり、各ノズルトラフ６に溶湯５を流し込むと、ロール間隙Ｇの上方に冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に接する溶湯溜まり８が形成される。

ノズルピース４ａにおける開口７の穿設位置は、一方の冷却ロール１ａに向けての溶湯送給範囲Ｐと他方の冷却ロール１ｂに向けて溶湯送給範囲Ｑとが、冷却ロール１ａ，１ｂの軸線方向に揃うように設定してある。

また、ノズルピース４ｂにおける開口７の穿設位置も、一方の冷却ロール１ａに向けての溶湯送給範囲Ｒと他方の冷却ロール１ｂに向けて溶湯送給範囲Ｓとが、冷却ロール１ａ，１ｂの軸線方向に揃うように設定してある。

上述した双ロール鋳造機では、冷却水の流通により冷却ロール１ａ，１ｂの抜熱を図りながら、上記の溶湯溜まり８を形成して冷却ロール１ａ，１ｂを回転させると、溶湯５が冷却ロール１ａ，１ｂ外周面で固まって凝固殻９を形作り、ストリップ３がロール間隙Ｇから下方へ送り出される。

このとき、生産されるストリップ３が目標板厚となるように、各冷却ロール１ａ，１ｂのネック部分に互いに近接する向きの荷重を付与する。
特開２０００−２０２５９０号公報

ところが、図６（ａ）に示すように、一方のノズルピース４ａの溶湯送給範囲Ｐ、Ｑが冷却ロール１ａ，１ｂの軸線方向に揃い、他方のノズルピース４ｂの溶湯送給範囲Ｒ、Ｓも冷却ロール１ａ，１ｂの軸線方向に揃っているので、溶湯溜まり８の冷却ロール１ａ側においては溶湯送給範囲Ｐ−Ｒ間に低温領域Ｘが、また、溶湯溜まり８の冷却ロール１ｂ側においては溶湯送給範囲Ｑ−Ｓ間に低温領域Ｘが、冷却ロール１ａ，１ｂ径方向に相対するように現われる。

これら低温領域は、図６（ｂ）に示すように、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面の軸線方向中間部分での凝固殻９の生成（厚みの増大）を促進させ、冷却ロール１ａ，１ｂから送出されるストリップ３は、図６（ｃ）に示すように、板幅方向中央部だけで凝固殻９が厚くなるものの、それ以外は板幅方向縁部（エッジ部）にかけて未凝固領域を残すことになる。

このため、凝固による縮小が完了した後のストリップ３は、図６（ｄ）に示すように、幅方向中央部位で表裏両面に局所的に厚みが増大した断面形状となり、板幅方向厚み分布の偏りが過大になる様相を呈し、ストリップ３の巻き取りが困難になる場合がある。

本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ストリップの板幅方向厚み分布の偏りを抑制できる双ロール鋳造機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、一対の冷却ロールと、一対のサイド堰と、基端部が一方のサイド堰に対して一定の間隙を維持し且つ各冷却ロール外周面に向けて溶湯を送給する一方のノズルピースと、基端部が他方のサイド堰に対して一定の間隔を維持し且つ各冷却ロール外周面に向けて溶湯を送給する他方のノズルピースとを備え、一方のノズルピースによる溶湯送給範囲を、一方の冷却ロールの軸線方向に対しては狭く且つ他方の冷却ロールの軸線方向に対しては広く設定し、他方のノズルピースによる溶湯送給範囲を、一方の冷却ロールの軸線方向に対しては広く且つ他方の冷却ロールの軸線方向に対しては狭く設定している。

つまり、一方の冷却ロールの軸線方向に対する溶湯送給範囲と他方の冷却ロールの軸線方向に対する溶湯送給範囲の拡がりを各ノズルピースごとに相違させて、一方の冷却ロール側の溶湯送給範囲間の低温領域と他方の冷却ロール側の溶湯送給範囲間の低温領域が、冷却ロール径方向には相対しないようにする。

更に、各ノズルピースの冷却ロール軸線方向に対して広く設定してある溶湯送給範囲を互いに重なり合うように設定し、冷却ロール間における溶湯のロール軸線方向の温度差を縮小する。

本発明の双ロール鋳造機によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。

（１）各ノズルピースごとに、一方の冷却ロールの軸線方向に対する溶湯送給範囲と他方の冷却ロールの軸線方向に対する溶湯送給範囲の拡がりを相違させるようにしたので、溶湯溜まりにおいて、一方の冷却ロール側の低温領域と他方の冷却ロール側の低温領域が冷却ロール径方向には相対せず、よって、ストリップの板幅方向厚み分布の偏りを抑えることができる。

（２）各ノズルピースの冷却ロール軸線方向に対して広く設定してある溶湯送給範囲を互いに重なり合うように設定すれば、冷却ロール間における溶湯のロール軸線方向の温度差が縮小し、ストリップの板幅方向厚み分布が均等な状態に近付く。

（３）ストリップの板幅方向の厚み分布の偏りが抑えられて均一な状態に近付くので、ストリップの巻き取りが困難にならない。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１及び図２は本発明の双ロール鋳造機の一例を示すもので、冷却ロール１ａ，１ｂ、サイド堰２ａ，２ｂ、及びノズルピース１１ａ，１１ｂを備えており、その他、図５乃至図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

一方のノズルピース１１ａは、ロール間隙Ｇの真上に位置し且つ一方のサイド堰２ａに対して一定の間隙を保つように支持され、他方のノズルピース１１ｂは、ロール間隙Ｇの真上に位置し且つ他方のサイド堰２ｂに対して一定の間隔を保つように支持されている。

ノズルピース１１ａ，１１ｂは、その頂部に溶湯５を受けるための細長のノズルトラフ６を有し、長手方向側壁の下端寄り部分には、ノズルトラフ６から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面へ向けて貫通する開口７が、これら冷却ロール１ａ，１ｂ軸線に沿って並ぶように複数穿設してあり、各ノズルトラフ６に溶湯５を流し込むと、ロール間隙Ｇの上方に冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に接する溶湯溜まり８が形成される。

ノズルピース１１ａ，１１ｂの対向端は、冷却ロール１ａ，１ｂ端面に対して斜めに形作ってある。

ノズルピース１１ａにおける開口７の穿設位置は、冷却ロール１ａに向けての溶湯送給範囲Ｔが冷却ロール１ａ，１ｂ軸線方向に狭く、冷却ロール１ｂに向けての溶湯送給範囲Ｕが冷却ロール１ａ，１ｂ軸線方向に広くなるように設定してある。

ノズルピース１１ｂにおける開口７の穿設位置は、冷却ロール１ａに向けての溶湯送給範囲Ｖが冷却ロール１ａ，１ｂ軸線方向に広く、冷却ロール１ｂに向けての溶湯送給範囲Ｗが冷却ロール１ａ，１ｂ軸線方向に狭くなるように設定してある。

上述した双ロール鋳造機では、冷却水の流通により冷却ロール１ａ，１ｂの抜熱を図りながら、上記の溶湯溜まり８を形成して冷却ロール１ａ，１ｂを回転させると、溶湯５が冷却ロール１ａ，１ｂ外周面で固まって凝固殻９を形作り、ストリップ３がロール間隙Ｇから下方へ送り出される。

このとき、図１（ａ）に示すように、一方のノズルピース１１ａの溶湯送給範囲Ｔ、Ｕの冷却ロール１ａ，１ｂ軸線方向の拡がりが相違し、更に、他方のノズルピース１１ｂの溶湯送給範囲Ｖ、Ｗの冷却ロール１ａ，１ｂ軸線方向の拡がりも相違しているので、溶湯溜まり８の冷却ロール１ａ側の溶湯送給範囲Ｔ−Ｖ間に現われる低温領域Ｘと溶湯溜まり８の冷却ロール１ｂ側の溶湯送給範囲Ｕ−Ｗ間に現われる低温領域Ｘが、冷却ロール１ａ，１ｂ径方向には相対しない。

これら低温領域は、図１（ｂ）に示すように、冷却ロール１ａ外周面のサイド堰２ａに近寄った部分、及び冷却ロール１ｂ外周面のサイド堰２ｂに近寄った部分での凝固殻９の生成（厚みの増大）を促進させ、冷却ロール１ａ，１ｂから送出されるストリップ３は、図１（ｃ）に示すように、板幅方向中央から両側方へ離れた２ヶ所で凝固殻９がやや厚くなる。

このため、板幅方向縁部（エッジ部）などの未凝固領域が凝固して縮小が完了した後のストリップ３は、図１（ｄ）に示すように、一方のエッジ部に近寄った部位で裏面に厚みが増大し、他方のエッジ部に近寄った部位で表面に厚みが増大した断面形状となり、図１の従来例と比べた場合、ストリップ３の板幅方向厚み分布の偏りが分散される様相を呈し、よって、ストリップ３の巻き取りが困難にならない。

図３はノズルピース１１ａ，１１ｂの対向端の具体的な形状の一例を示すものであり、図中、図１及び図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

この例では、一方のノズルピース１１ａから冷却ロール１ｂ（図１参照）に向かう広い溶湯送給範囲Ｕと、他方のノズルピース１１ｂから冷却ロール１ａ（図１参照）に向かう広い溶湯送給範囲Ｖとが重なり合うように、ノズルピース１１ａ，１１ｂの対向端の傾斜角度や、ノズルピース１１ａ，１１ｂの対向端付近の開口７（図２参照）の穿設位置などを設定している。

これにより、溶湯送給範囲Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗと低温領域Ｘとの温度差が縮小し、凝固殻９（図１参照）の生成に顕著な差異がなくなり、ストリップ３（図２参照）の板幅方向厚み分布がより均等な状態に近付くことなる。

また、ノズルピース１１ａ，１１ｂの対向端付近にある開口７（図２参照）の高さ寸法を大きくし、当該部位における溶湯送出量を増やせば低温領域Ｘを解消することも可能である。

図４はノズルピース１１ａ，１１ｂの対向端の具体的な形状の他の例を示すものであり、図中、図１乃至図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

この例では、各ノズルピース１１ａ，１１ｂの対向端をひとつの平面とはせずに、上方から見て折れ曲がった形を呈するようにしてある。

なお、本発明の双ロール鋳造機は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。

本発明の双ロール鋳造機は、鋼をはじめとして種々の金属ストリップの製造に適用することができる。

本発明の双ロール鋳造機の一例におけるノズルピース、溶湯送給範囲、溶湯溜まりの低温領域、及びストリップ断面形状の関係を示す概念図である。 図１の双ロール鋳造機を斜視的に見た状態を示す概念図である。 ノズルピースの対向端の具体的な形状の一例を示す部分水平断面図である。 ノズルピースの対向端の具体的な形状の他の例を示す部分水平断面図である。 従来の双ロール鋳造機の一例を冷却ロール径方向に見た状態を示す概念図である。 図５の双ロール鋳造機におけるノズルピース、溶湯送給範囲、溶湯溜まりの低温領域、及びストリップ断面形状の関係を示す概念図である。 図５の双ロール鋳造機を斜視的に見た状態を示す概念図である。

符号の説明

１ａ 冷却ロール
１ｂ 冷却ロール
２ａ サイド堰
２ａ サイド堰
５ 溶湯
１１ａ ノズルピース
１１ｂ ノズルピース
Ｔ 溶湯送給範囲
Ｕ 溶湯送給範囲
Ｖ 溶湯送給範囲
Ｗ 溶湯送給範囲

Claims (4)

1. 一対の冷却ロールと、一対のサイド堰と、基端部が一方のサイド堰に対して一定の間隙を維持し且つ各冷却ロール外周面に向けて溶湯を送給する一方のノズルピースと、基端部が他方のサイド堰に対して一定の間隔を維持し且つ各冷却ロール外周面に向けて溶湯を送給する他方のノズルピースとを備え、一方のノズルピースによる溶湯送給範囲を、一方の冷却ロールの軸線方向に対しては狭く且つ他方の冷却ロールの軸線方向に対しては広く設定し、他方のノズルピースによる溶湯送給範囲を、一方の冷却ロールの軸線方向に対しては広く且つ他方の冷却ロールの軸線方向に対しては狭く設定したことを特徴とする双ロール鋳造機。
2. 各ノズルピースの冷却ロール軸線方向に対して広く設定してある溶湯送給範囲を、互いに重なり合うように設定した請求項１に記載の双ロール鋳造機。
3. 両ノズルピースの対向端を、冷却ロール端面に対して斜めに形作った請求項１、または請求項２のいずれかに記載の双ロール鋳造機。
4. 両ノズルピースの対向端を、上方から見て折れ曲がった形を呈するようにした請求項１、または請求項２のいずれかに記載の双ロール鋳造機。

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