JP4263801B2

JP4263801B2 - Metal strip casting method and apparatus and twin roll casting apparatus

Info

Publication number: JP4263801B2
Application number: JP05072499A
Authority: JP
Inventors: 久彦深瀬; グラッツアンドルー; ラッセルウェイン
Original assignee: キャストリップ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: AUPP211098A0; JPH11277187A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一ロール鋳造装置及び双ロール鋳造装置の鋳造ロールの清掃に適用される、金属ストリップ鋳造方法及び装置並びに双ロール鋳造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
単一ロール鋳造装置の場合、溶融金属は溢流堰等の分配器により、回転する冷却ロールの上部へと流されてストリップとしてロール表面上に凝固し、それがロール片側に引き下ろされる。双ロール鋳造装置の場合、一対の相互方向に回転する冷却水平鋳造ロールのロール間隙に溶融金属が導入され、動いているロール表面上に金属殻が凝固し、それらがロール間隙で合わされてロール間隙出口から凝固ストリップ品が製造される。本明細書では、「ロール間隙」という語はロール同士が最接近する領域全般を指すものとする。溶融金属は金属供給器と、金属供給器の下に位置して金属供給器から金属流を受けてロール間隙へと向かわせる金属供給ノズルとにより、ロール間隙へと導入することができる。
【０００３】
金属酸化物やスラグ等の異物が鋳造ロール表面上に堆積するのを防ぐため、鋳造ロールと溶融金属との接触域から離れた位置で、鋳造ロール表面を清掃する清掃装置が全般に用いられる。双ロール鋳造装置では、ブラシや清掃ベルト等の清掃装置をロール長手方向外側部に当て、ロール間隙手前のロールが溶融金属と接触する位置へと至る前にロール表面を連続的に清掃することができる。ブラシを含む清掃装置の例は、新日本製鐡株式会社及び三菱重工業株式会社の平成３年特許公開公報第２３０８４９号及び平成８年特許公告公報第２９４０１号、本出願人らのアメリカ特許第５，３０７，８６１号及びオーストラリア特許出願第２４８３３／９５号及びアライドコーポレーション（Allied Corporation）のアメリカ特許第４，７０８，１９４号に開示されている。ロール表面に粗粒を吹きつけて酸化物除去等のロール表面調整を行うタイプの、他の現場清掃装置は川崎製鉄株式会社の平成７年特許公開公報第７５８５５号、アムコインコーポレイテッド（Armco Inc）のアメリカ特許第５，６５１，４１３号及び新日本製鐡株式会社及び三菱重工業株式会社の平成４年実用新案公告公報第２１６２８号に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、斯かる清掃を行っても、鋳放しストリップにおいて、チャターマーク、時折の横方向表面割れ、眉型欠陥等、或る種の表面欠陥は依然として残る。現在、このような欠陥の大きな原因は、ダスト、特にロール清掃ブラシにより生ずるダストであり得ると推測されている。この種のダストはブラッシングした鋳造表面や、その直上に配した構成部品を含む鋳造装置の種々の構成部品上に堆積しやすい。ダストがこれらの構成部品上に堆積するにつれて、堆積したダストが作業の振動によりロール表面へと落下し得ることが判明している。溜めシールヘッダ等の構成部品がロール表面に落下するダストの大きな源であると推測される。特に、ダストはヘッダの長手方向端の下部に堆積して貼り付きやすいことが判明している。堆積したダストはヘッダ端から鋳造表面へと落下し、溶融金属と鋳造表面との界面へ掃き出されて、ストリップ欠陥となりがちである。
【０００５】
ブラシによりロール表面から除去された斯かる異物や清掃プロセスで生み出されたダストを収集する従来の提案には、異物を鋳造表面から引き離す吸込ヘッダ型装置を設けることが含まれている。
【０００６】
しかながら、これらは信頼に足るものでない。ダストがこれらヘッダの長手方向縁部に堆積し貼り付き、堆積したダストが下流側縁部から鋳造表面へと落下しやすいことが判明している。
【０００７】
又、従来の収集装置は５０ｍｍ程の距離にあるダストを収集し得る吸込効果であるので、通常の鋳造ロールからダストを収集するには過大な数の収集ノズルが必要となる。
【０００８】
１５００ｍｍ長のロールを有する鋳造装置では、ロール一本につき３０個の収集ノズルの上向き単一列が必要となる。
【０００９】
更には、収集ノズルは長期間の使用で詰まってしまい無効となり、ストリップ表面欠陥を悪化させる虞がある。
【００１０】
更に又、収集ノズルの設置及び維持費用は高価となりがちである。
【００１１】
本発明は、非常に単純且つ強固であり、厳しい環境でも高い信頼度で働くことができる装置によって有効なロール清掃を達成できる代替の清掃技術を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、回転する鋳造ロールの冷却表面上に溶融金属を供給して接触させ、溶融金属を鋳造ロール表面上で凝固させ、凝固した金属を鋳造ロール表面から剥離させ、ロール回転方向に関して溶融金属を接触させる位置よりも上流側で鋳造ロール表面にブラッシング手段を当て、ロール表面に対して、ロールに沿って長手方向に流れるカーテン状のガスのブラストを、ロール回転方向でブラッシング手段と溶融金属の接触位置との間の位置に向け、ブラッシング手段を当てた後に鋳造ロール表面上に残った異物を、鋳造ロール表面にわたるロール一端からのロール長手方向のガスブラストにより掃き出し、溶融金属が鋳造ロール表面上に供給されて接触する前に鋳造ロール表面上の異物を清掃する、金属ストリップ鋳造方法が提供される。
【００１３】
ブラストガス供給ダクトを介しブラストガスを、ロール表面に沿って一列に離間配置され且つそれぞれ鋳造ロール表面に対してその半径方向から所要角度だけロール長手方向に沿う方向へ傾斜させた一連のブラストノズルへと通してカーテンを確立し、ロールに沿ったガスの流れに異物を同伴してロール表面から掃き出すようにするのが好ましい。
【００１４】
好ましくは、前記ブラストによりロール表面から掃き出された異物を前記ロール他端で収集することができる。
【００１５】
ガスのブラストが、溶融金属上方の雰囲気の圧力に影響を及ぼさない程の充分な低圧であるようにすることができる。
【００１６】
又、本発明は、鋳造ロールと、
溶融金属を鋳造ロール表面に送給する金属供給手段と、
ロール回転方向において金属供給手段上流側の鋳造ロール表面をブラッシングするブラッシング手段と、
ロール表面に対しロールに沿って長手方向に流れるカーテン状のガスのブラストをロール回転方向においてブラッシング手段と金属供給手段との間の位置に向け、ブラッシング手段によるブラッシングの後に鋳造ロール表面上に残った異物を、鋳造ロール表面の長手方向にわたるその一端からのガスブラストにより掃き出し、溶融金属が金属供給手段によりロール表面に供給される前に鋳造ロール表面上の異物を清掃するガスブラストノズル手段とからなる、金属ストリップ鋳造装置を提供する。
【００１７】
ガスブラストノズル手段が、ロール表面に沿って一列に離間され、それぞれ鋳造ロール表面に対してその半径方向から所要角度だけロール長手方向に沿う方向へ傾斜させた一連のブラストノズルからなるようにすることが好ましい。
【００１８】
好ましくは、鋳造装置に、ロールに沿って延びるシュラウド手段をガスブラストノズル手段の位置に更に備え、ガスブラストノズル手段がシュラウド手段内にガスブラストを吹きつけることができるようにすることにより、ロール表面の異物がガスブラストに同伴されて鋳造ロール表面から除去されるようにすることができる。
【００１９】
更に又、本発明は、間にロール間隙を形成する一対の鋳造ロールと、
鋳造ロール間の間隙上方に配して溶融金属をロール間隙へ且つロール表面上に送給して鋳造溜めを形成する金属供給手段と、
各ロールの回転方向において金属供給手段の上流側の各鋳造ロール表面をブラッシングするブラッシング手段と、
各鋳造ロール表面に対して、各ロールに沿って長手方向に流れるカーテン状のガスのブラストを、ロール回転方向においてブラッシング手段と金属供給手段との間の位置に向け、ブラッシング手段によるブラッシングの後に鋳造ロール表面上に残った異物を、鋳造ロール表面の長手方向にわたるその一端からのガスブラストにより掃き出し、鋳造ロール表面が鋳造溜めに入る前に鋳造ロール表面上の異物を清掃するガスブラストノズル手段とからなる、双ロール鋳造装置を提供する。
【００２０】
ガスブラストノズル手段が、
一方の鋳造ロール表面に沿って一列に離間され、それぞれ一方の鋳造ロール表面に対してその半径方向から所要角度だけロール長手方向に沿う方向へ傾斜させた一連のブラストノズルと、
他方の鋳造ロール表面に沿って一列に離間され、それぞれ他方の鋳造ロール表面に対してその半径方向から所要角度だけロール長手方向に沿う方向へ傾斜させた一連のブラストノズルとからなるようにすることが好ましい。
【００２１】
好ましくは、鋳造装置に、各ロールに沿って１つずつ延びる一対のシュラウド手段をガスブラストノズル手段の位置に更に備え、ガスブラストノズル手段がシュラウド手段内にガスブラストを吹きつけることができるようにすることにより、ロール表面の異物がガスブラストに同伴されて鋳造ロール表面から除去されるようにすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
【００３２】
本発明は、鋼ストリップを連続鋳造する双ロール鋳造装置において鋳造ロールを有効に清掃する必要から生まれた。そのような鋳造装置において鋳造ロールは通常クロムメッキされた鋳造表面を有し、その鋳造表面は鋳造するストリップの組成に基づいて滑らかにすることができ、より普通には、テクスチャーを付すことができる。鋳造プロセス時の溶融金属成分の酸化でロール鋳造表面は金属酸化物等の固体成分により被覆されることとなる。典型的に、被覆は、大割合のＡｌ₂Ｏ₃、ＭｎＯ、ＳｉＯ₂、ＦｅＯ等の種々の酸化物と少量のＭｎＳ及びＦｅＳからなることができる。この被覆を除去しなければ、被覆が溶融金属と鋳造表面との界面での熱流束に劇的に影響し、熱流束の局在ピークをもたらして、鋳造欠陥となり得る。熱流束の制御を維持するには有効な連続清掃が必要であり、清掃した鋳造表面にダストが堆積するのを防いで鋳造欠陥を避けるのが必要であり／望ましいことが判明している。
【００３３】
有効なダスト除去／最少化方法を開発しようとして、本発明者らはガスブラストを用いて試験表面から典型的な酸化物被覆ダストを同伴させることを実験し、試験表面で斯かるガスブラストにより生じる衝突圧力を測定した。
【００３４】
ダストを動かすのにどれ程の速度の空気が必要かを知るために予備実験を行なった。多量のロール酸化物（粒子径φ２μｍ）の入手が困難であるため、他のタイプのダストをいくつか用いた。即ち、アルミニウムフィリング（粒子寸法：長さ０．３〜１ｍｍ×厚さ０．１〜０．３ｍｍ）及び砂（φ０．１ｍｍ）で代用した。粒子は平らな表面に置き、空気をダスト上に水平に吹き掛け、ダストが表面上に留まることができなくなって除去される空気速度を調べた。ほぼ１ｃｃ／５Ｓの割合で充分であることが判明した。
【００３５】
１／８”の５００ｋＰ空気供給源で供給されるφ１００ベンチュリを用い、表面からダストを除去するのに必要なベンチュリからの空気の最小速度が５ｍ／Ｓであることが判明した。ベンチュリは１１００ｍｍまでの距離のダストを吹くことはできるが、約５０ｍｍの距離までのダストしか「吸う」ことができなかった。非常に細かな酸化物ダストを除去するのに必要な理論的速度はわずかに０．５８ｍ／Ｓである。
【００３６】
驚くべきことに、双ロール鋳造装置の鋳造域にダストが堆積する問題を簡単に解決する仕方が見いだされており、それは本出願人らのオーストラリア特許出願第２４８３３／９５号及びアメリカ特許５，８０７，８６１号に開示されている、クーラ型のファン（mancooler type fan）でロールの一端から他端へと大量の空気を吹きつけることである。図１、図２及び図３に示すような南ロールＳの南側の位置で３０００Ｌ／Ｓのファンを用い、空気を西から東へと吹きつけることによりこれを試みた。ロールを用い、ブラシを用い、側部堰を用いた。空気速度は鋳造域の種々の地点で測定した。結果は図１、図２及び図３に示してある。移行片をオンラインで走行させ、冷酸素読取りを行い、溜め浄化窒素をオン、クーラ型ファンをオフにした。読取りは０．１８％酸素であった。次いで、ファンをオンにしたら、読取りが増加して０．２３％酸素となった。この試行時の溜め圧力はわずか３Ｐａであり、移行片を置かず、浄化なしの場合、溜め圧力の読みが依然として１Ｐａあったことも注目された。
【００３７】
溶融金属を溜めに入れると溜め圧力はほぼ８Ｐａに上がる。計算によると、標準大気状態での空気では、１ｍ／Ｓの速度が０．５Ｐａの圧力を引き起こすことが明らかである。ファンによる溜め内で測定の最高速度が０．５ｍ／Ｓであるとすると、溶融金属がある場合、クーラ型ファンのために溜めには空気が入らない。
【００３８】
バグハウスに連接し得るダスト収集システムをロールの反ファン側に設けて本発明の好適な実施の形態のダスト除去効果を高めることもできる。
【００３９】
これらの試験では、空気ブラストで発生し得る圧力は最高で２．５Ｐａで、ブラスト圧力は５ｍ／Ｓまでであった。
【００４０】
図１、図２及び図３は試験の結果を示し、南ロールＳの南側の位置から、南ロールＳの西端で３０００Ｌ／Ｓの能力のファンを用いることにより引き起こされた溜め域付近の空気速度を表示している。この試験で用いられる双ロール鋳造装置は、ロール間隙３２（図５及び図６参照）から離れた位置で各ロールに当てられるロール清掃ブラシ１を含む。
【００４１】
図４は本発明の別の実施の形態を示し、清掃ブラシは図示していない。この実施の形態では、シュラウド１９がロール１１側部に当てられて異物除去チャンバ２１を形成し、その中で異物除去用のブラストガスがブラストノズル１３からロール１１の表面１４に吹きつけられることにより、異物がロール１１の表面１４から擦り取られて、ダストが異物除去チャンバ２１内のブラストガスカーテンに同伴される。
【００４２】
ブラストガスは例えば空気であってもよく、又は、窒素やアルゴン等の不活性ガスであってもよい。
【００４３】
図４に示した構成では、ロール１１は単一ロール鋳造装置の鋳造ロール又は双ロール鋳造装置の一対のロールの一方であって、後者の場合には同様の異物除去装置を他方のロールにも当てる。実施においては、ブラストガスはロール１１の長手方向に掃き去る、延びたカーテン状にする必要がある。このことは一般に、一連のブラストノズル１３が、共通のガス供給手段に接続された別々のブラストガス供給ダクト１２を介してブラストガスを供給され得る、延びたカーテンを生み出すことを必要とする。カーテンは、ロール１１の表面１４に対し、その半径方向から所要角度だけロール長手方向に沿う方向へ傾斜させてガスのブラストを吹きつけることにより、形成される。
【００４４】
図５乃至図７は、ロール間隙３２を形成する一対の鋳造ロール３１からなり、ロール間隙３２の上方に溶融金属の鋳造溜め３３が支持され、それから凝固ストリップ３４が鋳造される、双ロール鋳造装置の、異物除去装置を示す。鋳造溜め３３は供給ノズル３５から供給される溶融金属で構成され、側部堰又は側部プレート３６で形成される。
【００４５】
ロール３１各々は、図３に示した種類の異物除去装置を備えている。この場合、カーテンブラストが、ロール３１に沿って掃き出す連続カーテンブラストを提供する形状をした内部ノズル通路３８（図６及び図７参照）を備えロール３１に沿って離間配置した一連のブラストノズル３７で生み出される。ブラストノズル３７には個々のブラストガス供給ダクト３９を介してブラストガスが供給される。ブラストノズル３７は、ブラストガス内に異物を同伴してロール３１表面に亘った掃き出しをするガスのブラストを提供する。
【００４６】
二組のブラストノズル３７が一対のシュラウド４２により囲まれて異物除去チャンバ４３を形成して、そこから異物材料及び擦り取られた異物がロール３１の一端にて放出される。
【００４７】
典型的な双ロール鋳造装置では、鋳造ロール３１は１，５００ｍｍ程の長さである。これは、ロール幅をカバーするために各ロール３１に沿って離間配置した約１２個のブラストノズル３７が必要ということになる。ブラストノズル３７は、鋳造ロール３１表面から１５ｍｍ程離れたスタンドに配置することができる。ガスブラストの速度はブラストノズル３７からの出口で約２７．５ｍ／Ｓ以下として、図２に関して上記したような鋳造溜め環境への不当な乱れを避けるべきである。
【００４８】
ロール３１表面から擦り取られた酸化物は一般に１ミクロン程の径の粒状であり、清掃したロール３１表面からそれらを掃き出すなら、ガス速度は約２．５ｍ／Ｓに維持することができる。
【００４９】
図６及び図７は本発明の好適な実施の形態の構成要素をより詳細に示す。ガスブラストカーテンはガスをロール３１の一端に配したダクト４４を介してブラストノズル３７から吹きつけることにより生み出される。内部ノズル通路３８は、ロール３１の半径方向から所要角度だけロール３１長手方向に沿う方向へ傾斜した形状となっているので、ロール３１の一端から他端へとシュラウド４２の反ダクト側端から掃き出すガスブラストカーテンを生み出す。
【００５０】
図示した装置は単純で強固な構成であり、双ロール鋳造装置の高温環境で高い信頼性で作動できる。又、ロールから擦り取られた物質は完全に動作中のままであるので従来のブラッシングシステムでのような環境に放出されても清掃されたロール表面に着床できない。装置の作動は容易に適応及び変更できて、鋳造条件の範囲のもとで非常に有効な清掃を提供する。しかしながら、この特定の装置は単に例示として記述しただけであり、いろいろ改変できる。例えば、図３、図４、図５及び図６のシュラウドは実施の形態によっては不要な場合もある。又、好適な実施の形態では、ロール清掃ブラシは全般にロールに当てられ、本発明のロール異物除去装置は、ロール回転方向に関してロール清掃ブラシの下流側に当てられる。従って、本発明は図示した構成の詳細に決して限定されるものではなく、多くの改変及び変更が本発明の範囲内で可能であると理解すべきである。
【００５１】
前述した特許請求の範囲の欄及び課題を解決するための手段の欄では、前後関係で別の意味にとる必要がある場合を除き、「からなる」という表現は「を含む」という意味、即ち、当該特徴を実施の形態の更なる特徴と関連させ得るという意味で使われている。
【００５２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、金属酸化物やスラグ等の異物が鋳造ロール表面上に堆積するのを確実に防ぐことができ、ストリップ表面欠陥の発生を防止し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】双ロール鋳造装置の平面図であって、ガスブラストにより生じる圧力の測定を含む実験結果を示す図である。
【図２】図１の鋳造装置の東側側面図であって、種々の位置におけるガスブラストの圧力測定実験の結果を示す図である。
【図３】図１の鋳造装置の西側側面図であって、種々の位置におけるガスブラストの圧力測定実験の結果を示す図である。
【図４】本発明の好適な実施の形態により構成される装置の作動原理を概略的に示す図である。
【図５】本発明の好適な実施の形態による清掃装置を装着した双ロール鋳造装置を示す図である。
【図６】図５に示した装置の平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【符号の説明】
１ロール清掃ブラシ（ロール清掃装置）
１１鋳造ロール
１２ブラストガス供給ダクト
１３ブラストノズル
１９シュラウド
３１鋳造ロール
３２ロール間隙
３３鋳造溜め
３４凝固ストリップ
３５供給ノズル
３７ブラストノズル
３９ブラストガス供給ダクト
４２シュラウド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal strip casting method and apparatus, and a twin roll casting apparatus, which are applied to cleaning a casting roll of a single roll casting apparatus and a twin roll casting apparatus.
[0002]
[Prior art]
In the case of a single roll casting apparatus, the molten metal is flowed to the upper part of the rotating cooling roll by a distributor such as an overflow weir and solidifies as a strip on the roll surface, which is pulled down to one side of the roll. In the case of a twin roll casting machine, molten metal is introduced into the roll gap of a pair of cooled horizontal casting rolls rotating in the mutual direction, the metal shell solidifies on the surface of the moving roll, and they are joined together by the roll gap. A solidified strip product is produced from the outlet. In this specification, the term “roll gap” refers to the entire region where the rolls are closest to each other. Molten metal can be introduced into the roll gap by a metal feeder and a metal feed nozzle located below the metal feeder and receiving a metal stream from the metal feeder and directing it to the roll gap.
[0003]
In order to prevent foreign matters such as metal oxides and slag from accumulating on the surface of the casting roll, a cleaning device that cleans the surface of the casting roll at a position away from the contact area between the casting roll and the molten metal is generally used. In the twin roll casting device, a cleaning device such as a brush or a cleaning belt is applied to the outer side in the longitudinal direction of the roll, and the roll surface can be continuously cleaned before reaching the position where the roll before the roll gap comes into contact with the molten metal. it can. Examples of cleaning devices that include brushes include Nippon Steel Corporation and Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., 1991 Patent Publication No. 230849 and 1996 Patent Publication No. 29401, Applicants' United States Patent No. 5 307,861 and Australian Patent Application No. 24833/95 and U.S. Pat. No. 4,708,194 of Allied Corporation. Another type of on-site cleaning device that blows coarse particles onto the roll surface to adjust the surface of the roll, such as oxide removal, is the Kawasaki Steel Corporation's 1995 Patent Publication No. 75855, Amco Corp. (Armco Inc.) U.S. Pat. No. 5,651,413 and 1992 Utility Model Public Notice No. 21628 of Nippon Steel Corporation and Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, even with such cleaning, certain surface defects, such as chatter marks, occasional lateral surface cracks, and eyebrow defects, remain in the as-cast strip. Currently, it is speculated that the major cause of such defects may be dust, particularly dust generated by roll cleaning brushes. This type of dust tends to accumulate on the various components of the casting apparatus including the brushed casting surface and the components placed directly above it. It has been found that as dust accumulates on these components, the accumulated dust can fall to the roll surface due to vibrations of the operation. It is presumed that components such as a reservoir seal header are a large source of dust falling on the roll surface. In particular, it has been found that dust tends to accumulate and stick to the lower part of the longitudinal end of the header. The accumulated dust tends to drop from the header end to the casting surface and be swept out to the interface between the molten metal and the casting surface, resulting in strip defects.
[0005]
Prior proposals to collect such foreign matter removed from the roll surface by the brush and dust produced in the cleaning process include providing a suction header type device that pulls the foreign matter away from the casting surface.
[0006]
However, these are not reliable. It has been found that dust accumulates and sticks to the longitudinal edges of these headers and the deposited dust tends to fall from the downstream edge to the casting surface.
[0007]
Further, since the conventional collecting device has a suction effect that can collect dust at a distance of about 50 mm, an excessive number of collecting nozzles are required to collect dust from a normal casting roll.
[0008]
In a casting apparatus having a 1500 mm long roll, an upward single row of 30 collection nozzles per roll is required.
[0009]
Furthermore, the collection nozzle becomes clogged with long-term use and becomes ineffective, which may exacerbate strip surface defects.
[0010]
Furthermore, the collection nozzle installation and maintenance costs tend to be expensive.
[0011]
The present invention provides an alternative cleaning technique that can achieve effective roll cleaning with a device that is very simple and robust and that can work reliably in harsh environments.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the molten metal is supplied and brought into contact with the cooling surface of the rotating casting roll, the molten metal is solidified on the casting roll surface, the solidified metal is separated from the casting roll surface, and the roll rotation direction is determined. A brushing means is applied to the surface of the casting roll upstream from the position where the molten metal is brought into contact, and a blast of curtain-like gas flowing in the longitudinal direction along the roll is melted with the brushing means in the roll rotation direction. Foreign matter remaining on the surface of the casting roll after applying the brushing means toward the position between the metal contact position is swept away by gas blasting in the roll longitudinal direction from one end of the roll across the surface of the casting roll, and the molten metal is cast into the casting roll. is supplied to clean the foreign matter on the casting roll surfaces prior to contact with the surface, the metal strip casting method is provided .
[0013]
To a series of blast nozzles that are spaced apart in a line along the surface of the roll through the blast gas supply duct and are inclined in the direction along the length of the roll by a required angle from the radial direction with respect to the surface of the casting roll. It is preferable to establish a curtain through and to sweep out the roll surface with a foreign substance accompanying the gas flow along the roll .
[0014]
Preferably, foreign matter swept from the roll surface by the blasting can be collected at the other end of the roll .
[0015]
The gas blast can be at a sufficiently low pressure that it does not affect the pressure of the atmosphere above the molten metal .
[0016]
The present invention also comprises a casting roll,
Metal supply means for feeding molten metal to the casting roll surface;
Brushing means for brushing the casting roll surface upstream of the metal supply means in the roll rotation direction;
A blast of curtain-like gas flowing in the longitudinal direction along the roll with respect to the roll surface is directed to a position between the brushing means and the metal supply means in the roll rotation direction, and remains on the casting roll surface after brushing by the brushing means. It consists of gas blast nozzle means for sweeping out foreign matter by gas blast from one end of the casting roll surface in the longitudinal direction and cleaning the foreign matter on the casting roll surface before the molten metal is supplied to the roll surface by the metal supply means. A metal strip casting apparatus is provided .
[0017]
The gas blast nozzle means consists of a series of blast nozzles spaced in a line along the roll surface, each inclined from the radial direction to the casting roll surface by a required angle in a direction along the roll longitudinal direction. Is preferred .
[0018]
Preferably, the casting apparatus further comprises shroud means extending along the roll at the location of the gas blast nozzle means so that the gas blast nozzle means can blow gas blast into the shroud means, This foreign matter can be removed from the casting roll surface along with gas blasting .
[0019]
Furthermore, the present invention provides a pair of casting rolls forming a roll gap therebetween,
Metal supply means arranged above the gap between the casting rolls to feed the molten metal to the roll gap and onto the roll surface to form a casting pool;
Brushing means for brushing the surface of each casting roll upstream of the metal supply means in the rotation direction of each roll;
For each casting roll surface, a blast of gas in the form of a curtain flowing in the longitudinal direction along each roll is directed to a position between the brushing means and the metal supply means in the roll rotation direction, and casting is performed after brushing by the brushing means. From the gas blast nozzle means for sweeping out the foreign matter remaining on the roll surface by gas blasting from one end of the casting roll surface in the longitudinal direction and cleaning the foreign matter on the casting roll surface before the casting roll surface enters the casting pool A twin roll casting apparatus is provided .
[0020]
Gas blast nozzle means,
A series of blast nozzles spaced apart in a line along one casting roll surface, each inclined from the radial direction to the direction along the roll longitudinal direction by a required angle with respect to one casting roll surface;
A series of blast nozzles spaced apart in a line along the surface of the other casting roll and inclined with respect to the surface of the other casting roll in the direction along the length of the roll by a required angle from the radial direction. Is preferred .
[0021]
Preferably, the casting apparatus further includes a pair of shroud means extending one by one along each roll at the position of the gas blast nozzle means so that the gas blast nozzle means can blow gas blast into the shroud means. By doing so, the foreign substance on the roll surface can be accompanied by gas blasting and removed from the casting roll surface .
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
[0032]
The present invention was born from the need to effectively clean a casting roll in a twin roll casting apparatus that continuously casts a steel strip. In such casting apparatus, the casting roll usually has a cast surface that is chrome plated, which can be smoothed and more usually textured based on the composition of the strip being cast. . Oxidation of the molten metal component during the casting process results in the roll casting surface being coated with a solid component such as a metal oxide. Typically, the coating can consist of a large proportion of various oxides such as Al ₂ O ₃ , MnO, SiO ₂ , FeO and small amounts of MnS and FeS. If this coating is not removed, the coating can dramatically affect the heat flux at the interface between the molten metal and the casting surface, resulting in localized peaks in the heat flux, which can result in casting defects. It has been found that effective continuous cleaning is required to maintain heat flux control, and it is necessary / desirable to prevent dust from accumulating on the cleaned casting surface and avoid casting defects.
[0033]
In an effort to develop an effective dust removal / minimization method, we have experimented with gas blasting to entrain typical oxide-coated dust from the test surface, resulting from such gas blasting at the test surface. The impact pressure was measured.
[0034]
Preliminary experiments were conducted to find out how fast air was needed to move the dust. Since it is difficult to obtain a large amount of roll oxide (particle diameter φ2 μm), several other types of dust were used. That is, aluminum filling (particle size: length 0.3-1 mm × thickness 0.1-0.3 mm) and sand (φ0.1 mm) were substituted. The particles were placed on a flat surface and air was blown horizontally over the dust to determine the air velocity at which the dust could not stay on the surface and was removed. A ratio of approximately 1 cc / 5S was found to be sufficient.
[0035]
Using a φ100 venturi supplied by a 1/8 ″ 500 kP air source, the minimum velocity of air from the venturi required to remove dust from the surface was found to be 5 m / S. Venturi up to 1100 mm However, only dust up to a distance of about 50 mm could be “sucked”. The theoretical speed required to remove very fine oxide dust is only 0.58 m / S.
[0036]
Surprisingly, a way has been found to easily solve the problem of dust accumulation in the casting zone of a twin roll casting apparatus, which includes our Australian patent application No. 24833/95 and US Pat. No. 5,807. , 861, a large amount of air is blown from one end of the roll to the other end by a mancooler type fan. This was attempted by using a 3000 L / S fan at the south position of the south roll S as shown in FIGS. 1, 2 and 3 and blowing air from west to east. A roll was used, a brush was used, and a side dam was used. Air velocity was measured at various points in the casting zone. The results are shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. The transition piece was run online, a cold oxygen reading was taken, the reservoir purged nitrogen was turned on, and the cooler fan was turned off. The reading was 0.18% oxygen. Then, when the fan was turned on, the reading increased to 0.23% oxygen. It was also noted that the reservoir pressure during this trial was only 3 Pa, and that there was still 1 Pa in the reservoir pressure reading without the transition piece and without purification.
[0037]
When molten metal is placed in the reservoir, the reservoir pressure rises to approximately 8 Pa. Calculations show that in air at normal atmospheric conditions, a speed of 1 m / S causes a pressure of 0.5 Pa. Assuming that the maximum speed of measurement is 0.5 m / S in the fan reservoir, air will not enter the reservoir due to the cooler fan if there is molten metal.
[0038]
A dust collecting system that can be connected to the baghouse can be provided on the anti-fan side of the roll to enhance the dust removal effect of the preferred embodiment of the present invention.
[0039]
In these tests, the maximum pressure that could be generated by air blasting was 2.5 Pa, and the blasting pressure was up to 5 m / S.
[0040]
1, 2 and 3 show the results of the test, from the south side of the south roll S to the air velocity near the reservoir area caused by using a 3000 L / S capacity fan at the west end of the south roll S. Is displayed. The twin roll casting apparatus used in this test includes a roll cleaning brush 1 applied to each roll at a position away from the roll gap 32 (see FIGS. 5 and 6).
[0041]
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, and the cleaning brush is not shown. In this embodiment, the shroud 19 is applied to the side of the roll 11 to form a foreign matter removal chamber 21, in which foreign matter removal blast gas is blown from the blast nozzle 13 to the surface 14 of the roll 11. The foreign matter is scraped off from the surface 14 of the roll 11, and the dust is entrained in the blast gas curtain in the foreign matter removal chamber 21.
[0042]
The blast gas may be air, for example, or may be an inert gas such as nitrogen or argon.
[0043]
In the configuration shown in FIG. 4, the roll 11 is one of a casting roll of a single roll casting apparatus or a pair of rolls of a twin roll casting apparatus. In the latter case, the same foreign substance removing apparatus is applied to the other roll. Hit it. In practice, the blast gas needs to be in the form of an extended curtain that sweeps away in the longitudinal direction of the roll 11. This generally requires that a series of blast nozzles 13 produce an extended curtain that can be supplied with blast gas via separate blast gas supply ducts 12 connected to a common gas supply means. The curtain is formed by blowing a gas blast on the surface 14 of the roll 11 while inclining in a direction along the roll longitudinal direction by a required angle from the radial direction.
[0044]
5 to 7 show a twin roll casting apparatus comprising a pair of cast rolls 31 forming a roll gap 32, a molten metal casting reservoir 33 supported above the roll gap 32, and a solidified strip 34 being cast therefrom. The foreign substance removal apparatus of is shown. The casting pool 33 is made of molten metal supplied from a supply nozzle 35 and is formed by side dams or side plates 36.
[0045]
Each roll 31 includes a foreign substance removing device of the type shown in FIG. In this case, a series of blast nozzles 37 spaced apart along the roll 31 with an internal nozzle passage 38 (see FIGS. 6 and 7) shaped to provide a continuous curtain blast that the curtain blast sweeps along the roll 31. Produced. Blast gas is supplied to the blast nozzle 37 via individual blast gas supply ducts 39. The blast nozzle 37 provides gas blasting that sweeps the surface of the roll 31 with a foreign substance in the blast gas.
[0046]
Two sets of blast nozzles 37 are surrounded by a pair of shrouds 42 to form a foreign matter removal chamber 43 from which foreign material and scraped foreign matter are discharged at one end of the roll 31.
[0047]
In a typical twin roll casting apparatus, the casting roll 31 has a length of about 1,500 mm. This means that about 12 blast nozzles 37 spaced apart along each roll 31 are required to cover the roll width. The blast nozzle 37 can be arranged on a stand about 15 mm away from the surface of the casting roll 31. The gas blast speed should be about 27.5 m / s or less at the outlet from the blast nozzle 37 to avoid undue disturbance to the casting pool environment as described above with respect to FIG.
[0048]
The oxide scraped from the surface of the roll 31 is generally granular with a diameter of about 1 micron, and the gas velocity can be maintained at about 2.5 m / S if they are swept from the cleaned roll 31 surface.
[0049]
6 and 7 show the components of the preferred embodiment of the present invention in more detail. The gas blast curtain is produced by blowing gas from a blast nozzle 37 through a duct 44 disposed at one end of the roll 31. Since the internal nozzle passage 38 has a shape that is inclined from the radial direction of the roll 31 in a direction along the longitudinal direction of the roll 31 by a required angle, the inner nozzle passage 38 is swept from one end of the roll 31 to the other end from the opposite duct side end of the shroud 42. Create a gas blast curtain.
[0050]
The apparatus shown is simple and robust, and can operate reliably in the high temperature environment of a twin roll casting apparatus. Also, since the material scraped from the roll remains fully operational, it cannot land on the cleaned roll surface even if released into the environment as in a conventional brushing system. The operation of the device can be easily adapted and modified to provide a very effective cleaning under a range of casting conditions. However, this particular device is described merely as an example and can be modified in many ways. For example, the shroud of FIGS. 3, 4, 5 and 6 may be unnecessary depending on the embodiment. In the preferred embodiment, the roll cleaning brush is generally applied to the roll, and the roll foreign matter removing device of the present invention is applied to the downstream side of the roll cleaning brush with respect to the roll rotation direction. Accordingly, it is to be understood that the invention is in no way limited to the details of construction shown, and that many modifications and variations are possible within the scope of the invention.
[0051]
In the above-mentioned claims column and means for solving the problem, the expression “consisting of” means “including”, unless it is necessary to take another meaning in context. Is used in the sense that the feature can be associated with further features of the embodiment.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reliably prevent foreign matters such as metal oxides and slag from accumulating on the surface of the casting roll, and it is possible to prevent the occurrence of strip surface defects. Can be played.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a twin roll casting apparatus showing experimental results including measurement of pressure generated by gas blasting.
2 is an east side view of the casting apparatus of FIG. 1 and shows the results of gas blast pressure measurement experiments at various positions.
FIG. 3 is a west side view of the casting apparatus of FIG. 1, showing the results of gas blast pressure measurement experiments at various positions.
FIG. 4 schematically shows the operating principle of a device constructed according to a preferred embodiment of the invention.
FIG. 5 is a view showing a twin roll casting apparatus equipped with a cleaning device according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a plan view of the apparatus shown in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Roll cleaning brush (roll cleaning device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Casting roll 12 Blast gas supply duct 13 Blast nozzle 19 Shroud 31 Cast roll 32 Roll gap 33 Casting reservoir 34 Solidification strip 35 Supply nozzle 37 Blast nozzle 39 Blast gas supply duct 42 Shroud

Claims

回転する鋳造ロールの冷却表面上に溶融金属を供給して接触させ、溶融金属を鋳造ロール表面上で凝固させ、凝固した金属を鋳造ロール表面から剥離させ、ロール回転方向に関して溶融金属を接触させる位置よりも上流側で鋳造ロール表面にブラッシング手段を当て、ロール表面に対して、ロールに沿って長手方向に流れるカーテン状のガスのブラストを、ロール回転方向でブラッシング手段と溶融金属の接触位置との間の位置に向け、ブラッシング手段を当てた後に鋳造ロール表面上に残った異物を、鋳造ロール表面にわたるロール一端からのロール長手方向のガスブラストにより掃き出し、溶融金属が鋳造ロール表面上に供給されて接触する前に鋳造ロール表面上の異物を清掃する、金属ストリップ鋳造方法。 Position where molten metal is supplied and brought into contact with the cooling surface of the rotating casting roll, the molten metal is solidified on the surface of the casting roll, the solidified metal is separated from the surface of the casting roll, and the molten metal is brought into contact with respect to the roll rotation direction. A brushing means is applied to the casting roll surface upstream of the roll surface, and a curtain-like gas blast flowing in the longitudinal direction along the roll is applied to the roll surface between the brushing means and the molten metal contact position in the roll rotation direction. The foreign matter remaining on the surface of the casting roll after applying the brushing means toward the position between them is swept away by gas blasting in the roll longitudinal direction from one end of the roll over the surface of the casting roll, and the molten metal is supplied onto the surface of the casting roll. A metal strip casting method in which foreign matter on the casting roll surface is cleaned before contact .

ブラストガス供給ダクトを介しブラストガスを、ロール表面に沿って一列に離間配置され且つそれぞれ鋳造ロール表面に対してその半径方向から所要角度だけロール長手方向に沿う方向へ傾斜させた一連のブラストノズルへと通してカーテンを確立し、ロールに沿ったガスの流れに異物を同伴してロール表面から掃き出すようにした、請求項１に記載の金属ストリップ鋳造方法。 To a series of blast nozzles that are spaced apart in a line along the surface of the roll through the blast gas supply duct and are inclined in the direction along the length of the roll by a required angle from the radial direction with respect to the surface of the casting roll. The metal strip casting method according to claim 1, wherein a curtain is established by passing through and a foreign substance is entrained in a gas flow along the roll to sweep out from the roll surface .

前記ブラストによりロール表面から掃き出された異物を前記ロール他端で収集する、請求項１又は２に記載の金属ストリップ鋳造方法。The metal strip casting method according to claim 1 or 2 , wherein the foreign matter swept from the roll surface by the blasting is collected at the other end of the roll .

ガスのブラストが、溶融金属上方の雰囲気の圧力に影響を及ぼさない程の充分な低圧である、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属ストリップ鋳造方法。The metal strip casting method according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas blasting is at a sufficiently low pressure so as not to affect the pressure of the atmosphere above the molten metal .

鋳造ロールと、
溶融金属を鋳造ロール表面に送給する金属供給手段と、
ロール回転方向において金属供給手段上流側の鋳造ロール表面をブラッシングするブラッシング手段と、
ロール表面に対しロールに沿って長手方向に流れるカーテン状のガスのブラストをロール回転方向においてブラッシング手段と金属供給手段との間の位置に向け、ブラッシング手段によるブラッシングの後に鋳造ロール表面上に残った異物を、鋳造ロール表面の長手方向にわたるその一端からのガスブラストにより掃き出し、溶融金属が金属供給手段によりロール表面に供給される前に鋳造ロール表面上の異物を清掃するガスブラストノズル手段とからなる、金属ストリップ鋳造装置。 A casting roll;
Metal supply means for feeding molten metal to the casting roll surface;
Brushing means for brushing the casting roll surface upstream of the metal supply means in the roll rotation direction;
A blast of curtain-like gas flowing in the longitudinal direction along the roll with respect to the roll surface is directed to a position between the brushing means and the metal supply means in the roll rotation direction, and remains on the casting roll surface after brushing by the brushing means. It consists of gas blast nozzle means for sweeping out foreign matter by gas blast from one end of the casting roll surface in the longitudinal direction and cleaning the foreign matter on the casting roll surface before the molten metal is supplied to the roll surface by the metal supply means. , Metal strip casting equipment.

ガスブラストノズル手段が、ロール表面に沿って一列に離間され、それぞれ鋳造ロール表面に対してその半径方向から所要角度だけロール長手方向に沿う方向へ傾斜させた一連のブラストノズルからなる、請求項５に記載の金属ストリップ鋳造装置。 6. The gas blast nozzle means comprises a series of blast nozzles spaced in a line along the roll surface and each inclined relative to the casting roll surface from the radial direction in a direction along the roll longitudinal direction by a required angle. A metal strip casting apparatus according to claim 1.

鋳造装置に、ロールに沿って延びるシュラウド手段をガスブラストノズル手段の位置に更に備え、ガスブラストノズル手段がシュラウド手段内にガスブラストを吹きつけることができるようにすることにより、ロール表面の異物がガスブラストに同伴されて鋳造ロール表面から除去されるようにした、請求項６に記載の金属ストリップ鋳造装置。 The casting apparatus is further provided with shroud means extending along the roll at the position of the gas blast nozzle means so that the gas blast nozzle means can blow gas blast into the shroud means, so that foreign matter on the roll surface can be removed. 7. The metal strip casting apparatus according to claim 6, wherein the metal strip casting apparatus is entrained by gas blasting and removed from the casting roll surface .

間にロール間隙を形成する一対の鋳造ロールと、
鋳造ロール間の間隙上方に配して溶融金属をロール間隙へ且つロール表面上に送給して鋳造溜めを形成する金属供給手段と、
各ロールの回転方向において金属供給手段の上流側の各鋳造ロール表面をブラッシングするブラッシング手段と、
各鋳造ロール表面に対して、各ロールに沿って長手方向に流れるカーテン状のガスのブラストを、ロール回転方向においてブラッシング手段と金属供給手段との間の位置に向け、ブラッシング手段によるブラッシングの後に鋳造ロール表面上に残った異物を、鋳造ロール表面の長手方向にわたるその一端からのガスブラストにより掃き出し、鋳造ロール表面が鋳造溜めに入る前に鋳造ロール表面上の異物を清掃するガスブラストノズル手段とからなる、双ロール鋳造装置。 A pair of casting rolls forming a roll gap therebetween;
Metal supply means arranged above the gap between the casting rolls to feed the molten metal to the roll gap and onto the roll surface to form a casting pool;
Brushing means for brushing the surface of each casting roll upstream of the metal supply means in the rotation direction of each roll;
For each casting roll surface, a blast of gas in the form of a curtain flowing in the longitudinal direction along each roll is directed to a position between the brushing means and the metal supply means in the roll rotation direction, and casting is performed after brushing by the brushing means. From the gas blast nozzle means for sweeping out the foreign matter remaining on the roll surface by gas blasting from one end of the casting roll surface in the longitudinal direction and cleaning the foreign matter on the casting roll surface before the casting roll surface enters the casting pool A twin roll casting machine.

ガスブラストノズル手段が、
一方の鋳造ロール表面に沿って一列に離間され、それぞれ一方の鋳造ロール表面に対してその半径方向から所要角度だけロール長手方向に沿う方向へ傾斜させた一連のブラストノズルと、
他方の鋳造ロール表面に沿って一列に離間され、それぞれ他方の鋳造ロール表面に対してその半径方向から所要角度だけロール長手方向に沿う方向へ傾斜させた一連のブラストノズルとからなる、請求項８に記載の双ロール鋳造装置。 Gas blast nozzle means,
A series of blast nozzles spaced apart in a line along one casting roll surface, each inclined from the radial direction to the direction along the roll longitudinal direction by a required angle with respect to one casting roll surface;
9. A series of blast nozzles spaced apart in a line along the surface of the other casting roll and inclined with respect to the surface of the other casting roll from the radial direction by a required angle in a direction along the length of the roll. The twin roll casting apparatus described in 1 .

鋳造装置に、各ロールに沿って１つずつ延びる一対のシュラウド手段をガスブラストノズル手段の位置に更に備え、ガスブラストノズル手段がシュラウド手段内にガスブラストを吹きつけることができるようにすることにより、ロール表面の異物がガスブラストに同伴されて鋳造ロール表面から除去されるようにした、請求項８又は９に記載の双ロール鋳造装置。 The casting apparatus further comprises a pair of shroud means extending one by one along each roll at the position of the gas blast nozzle means so that the gas blast nozzle means can blow gas blast into the shroud means. The twin roll casting apparatus according to claim 8 or 9, wherein foreign matter on the roll surface is removed from the casting roll surface along with gas blasting .