JPH01133642A - 双ロール式連続鋳造装置 - 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〕 本発明は双ロール大連続Ｕ造装置に係り、特に幅方向の
板厚差の少ない鋳片を得るに好適な双ロール式連続鋳造
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の双ロール式連続鋳造装置は、第４図に示すごとく
、向かい合って水平におかれそれぞれの軸のまわりに回
転する２本の冷却用ロールＣの間に溶融金属ａが注入さ
れ、該溶融金属ａが前記冷却用ロールＣによって冷却凝
固させられつつ前記冷却用ロールの間隙から該間隙を板
厚とし、冷却ロールが溶融金属と接する部分のロール母
線長さを板幅とする板状の鋳片として引き抜かれるもの
であり、前記冷却用ロールＣは外周にスリーブが装着さ
れ、スリーブの内面が水冷されている。

上述の双ロール式連続鋳造装置においては、製品の板厚
が板幅方向の位置によって異なる、板クラウンという現
象を生ずる問題がある。板クラウンの発生原因は、第６
図に示す冷却用ロールの板幅方向、板厚方向の温度差に
よる冷却用ロールの外径の変化が原因であるロールクラ
ウンが主なものであることが計算および実測により明ら
かにされている。

この問題に対処するために種々の板クラウン低減技術が
考案されている。特開昭６０−第３３８５７号公報に記
載の発明は、冷却用ロールが外周に負のクラウンを有し
かつ内周に溝を設けたスリーブを備え、該スリーブが冷
却液の圧力で膨張されることにより、ロールクラウンを
制御している。特開昭６１−第３８７４５号公報記載の
発明は、冷却用ロールを水冷式ドラムとし、ドラム内の
冷却水を加圧して該水冷式ドラムの形状を一制御してい
る。更に特開昭６０−第２７４４６号公報記載の発明は
、冷却用ロールのスリーブに冷却水流路がらせん状に設
けられており、該冷却用ロールの本体胴部両端に同心円
状に中央に近づくほど狭幅になるビス１−ン摺動空間が
設けられており、該ピストン摺動空間に環状のテーパー
ピストンが摺動自在に嵌合されている冷却用ロールを備
え、該テーパーピストンを油圧により冷却用ロール軸方
向に移動させ、楔作用により冷却用ロール本体の外周を
変形することによりロールクラウンを適宜変更できるよ
うにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

連続鋳造においては冷却用ロールとスリーブには多大な
入熱による大きな熱応力が加わり、またスリーブ冷却の
ために大きい冷却液流量が必要であるが、特開昭６０−
第３３８５７号公報および特開昭６１−第３８７４５号
公報に記載された発明においては、イ、クラウン制御に
冷却用液体の圧力を用いるため冷却用液体の圧力の変化
により冷却特性が変化して安定した鋳造の維持が難しい
。

口、冷却用ロールへの多大な入熱を冷却するため多量の
冷却液を流す必要があり、同時にクラウン制御に必要な
液圧変化に耐える構造にすることは容易ではない。

ハ、高圧液体を多量に供給しなければならず、そのため
のエネルギ消費量が大きい。

等の問題点があった。

これらの問題点を解決するものとして、特開昭６０−第
２７４４６号公報に記載の発明が提案されているが、こ
の発明においては、 １、ロールクラウンの制御に際し、スリーブの温度分布
および該温度分布に起因する変形の防止が考慮されてお
らず、クラウン制御量が大となり、また熱応力上も制御
が難しくなる。

２、冷却水流路がらせん状であるので流路長が大となり
、流体抵抗が大きくなって流量を大きくすることが難し
く、かつ、冷却水の温度が流路出口に近づくほど高くな
ってスリーブの幅方向温度差が大きくなる。

３、テーパーピストンの位置が加圧流体の圧力だけで定
まるのでなく、ロール端部のビス１−ン摺動空間の摺動
面の加工偏差、およびデーバーピストン自体の加工偏差
により、変動するのでロール変形が左右対称にならない
。

４、第５図に示すように、テーパーピストン位置よりロ
ール端側の変位は、ピストンにより反軸芯方向に拡げら
れる以前の状態にもどろうとして、スリーブ自身が軸芯
方向に撓み、スリーブの反軸芯方向への変位がテーパー
ピストン位置からロール端に向って、単純に増加しない
ので板幅端のクラウンが改善されず、むしろ悪化する。

５、冷却用ロールは溶融金属に接触し、高温、高熱応力
状態で使用されるということが考慮されておらず、スリ
ーブ内面に冷却水溝が設けられているので、該冷却水溝
からクラックが伸展してロールが短期間で使えなくなり
、ロールにかかる費用が増加する。

等の問題があった。

本発明の課題は、ロールクラウンを低減させ、さらに鋳
造開始時の過渡的なロールクラウン変化を打ち消し、幅
方向の厚み変化のない製品を生産する双ロール式連続鋳
造装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題は、冷却用ロールの本体外周に内外２層のス
リーブが装着されており、該スリーブ間に前記ロールの
軸方向に沿い冷却用流体流路が形成されていることと、
前記２層のスリーブの内の内層スリーブと冷却用ロール
本体との間に、ロール形状制御用加圧室が設けられてい
る双ロール式連続鋳造装置により達成される。

〔作用〕

冷却用ロール本体外周に内外２層のスリーブが装着され
、前記２層のスリーブ間に前記冷却用ロールの軸方向に
沿う冷却用流体流路が形成されているので、流路長が短
くなると共に流路断面積が増大して冷却能力が大きくな
る。冷却能力が大きくなるので外層スリーブの温度上昇
が少なくなり、冷却用ロールの板幅方向の温度差が減っ
て、ロール膨張量およびロールクラウン量が低減される
。

さらに冷却用ロール本体と内層スリーブとの間にロール
形状制御用加圧室が設けられて、該ロール形状制御用加
圧室に充填された加圧流体の圧力が制御されるので、冷
却用ロールの形状が制御され、ロールクラウン量が低減
される。

〔実施例〕

以下本発明を双ロール式連続鋳造装置の冷却用ロールに
適用した実施例を第１図〜第３図を参照して説明する。

第１−ａ図において、冷却用ロール本体５の外周には、
内層スリーブ４および外層スリーブ２が焼ばめされてお
り、１涌記冷却用ロ一ル本体５は前記冷却用ロールの胴
部両側に突出して設けられたロール軸受部に装着された
軸受６により回転自在に支持されている。前記内層スリ
ーブ４の内周面の軸方向中央部を薄肉として加圧流体充
填室３が設けられ、外周面には冷却用ロールの軸芯の方
向に沿う冷却用流体流路１が設けられている。前記外層
スリーブ２は熱伝導のよい銅系合金でできている。

外層スリーブ２の焼ばめ量は、溶融金属との接触による
熱膨張により焼ばめ効果が失われないよう、焼ばめ面直
径の１／７００〜１／８００とし、通常の焼ばめ量であ
る１／１０００より大きくしである。

前記ロール軸受部には、冷却用流体の入口である原型ロ
ータリージヨイント１ｏおよび冷却用流体の出口である
原型ロータリージヨイント１１が設けられ、前記環環ロ
ータリージョイン１へ１０と前記冷却流体用流路１を連
通ずる冷却流体供給路７、および前記冷却用流体流路１
と原型ロータリージヨイント１１とを連通ずる冷却流体
排出路８が前記冷却用ロール本体５内に設けられている
。

さらにロール軸受部の一方の端に加圧流体の入口である
軸型ロータリージヨイント１２が設けられ。

該軸型ロータリージヨイント１２と前記ロール形状制御
用加圧室３とを連通ずる加圧流体流路９が前記冷却用ロ
ール本体５内に設けられている。前記原型ロータリージ
ヨイント１０，１１、軸型ロータリージヨイント１２は
、それぞれ、図示されていない冷却用流体供給配管、冷
却用流体排出配管、加圧流体配管に接続されている。冷
却用流体としては水を用い、加圧流体としては油圧装置
用の油を用いている。

上記冷却用ロールにおいて、冷却用流体供給管より供給
された冷却用流体は、原型ロータリージヨイント１０、
冷却用流体供給路７を経て冷却用流体流路を流れつつ外
層スリーブ２を介して溶融金属を冷却し、次いで冷却用
流体排出路８、原型ロータリージヨイント１１を経て、
冷却用流体排出配管へ排出される。

冷却用流体流路１は第２図に示すごとく、ロール軸の方
向に沿って設けられているので、流路長が短くて圧力損
失が少なくなり、多量の冷却用流体を流せるので、冷却
能力が大きくなって外層スリーブの温度上昇が少なくな
ると共に冷却用ロール軸方向の温度差が少なくなる。さ
らに外層スリーブ２に熱伝達率のよい銅系合金が用いら
れているので、ｔｌｌ製スリーブに比較し、スリーブ温
度上昇は小さくロール軸方向温度差をも小さい。また、
冷却用流体流路は第２図に示すごとく、内層スリーブの
外周面にロール軸方向に沿って形成されているが完全に
該ロール軸に平行ではなく、前記スリーブ外周面の母線
に対して該流路方向をわずかに傾斜させ、冷却用流体流
路の入口と出口の間で、流路幅Ｂに流路壁幅すを加えた
幅に等しい長さだけ、前記流路のスリーブの円周上の位
置をらせん状にずらせである。冷却用流体流路が上述の
ごとくスリーブ母線の方向に対して傾斜して設けられて
いるので、冷却用ロールの外周のどの母線部分が冷却用
ロール間隙が最小である場所（ロールギャップ）に位置
しても、該母線位置で内外層スリーブ間に流路壁が存在
し、該流路壁１３が外層スリーブに加わる鋳片の反力に
よる外層スリーブの変形を防いでいる。

内層スリーブ４の内周面の、冷却用流体供給路および冷
却用流体排出路が設けられている両端部を除いた部分が
、削りこまれて冷却用ロール本体５の外周面との間に空
洞部を形成し、該空洞部は前記図示されていない加圧流
体配管から、軸型ロータリージヨイント１２、加圧流体
流路９を経て加圧流体を供給されるロール形状制御用加
圧室３となっている。

前述の銅合金製外層スリーブおよび冷却用流体流路によ
り、スリーブ板幅方向および板厚方向温度分布に起因す
るロールクラウンが減少された。

これに加えて、ロール形状制御用加圧室３に加圧流体が
充填されて加圧され、内層スリーブが赤肌変形する。内
層スリーブの変形に伴って、該内層スリーブの外周に流
路壁１３を介して接している外層スリーブの形状も変形
されるので、加圧圧力の調節により外層スリーブの変形
、すなわちロールクラウン・が制御される。

ロールクラウンは前述のように冷却用ロールの不均一な
温度上昇に起因するものであり、鋳造開始から１〜３分
間は、クラウンは徐々に増加する。

これを打ち消すために、 イ、ロール形状制御用加圧室３内の流体圧力が所定の値
のときに冷却用ロール表面が平坦となるように外層スリ
ーブ２の外周面を仕上げ、口、鋳造開始時、加圧流体圧
力を前記所定の値に保って冷却用ロールの温度が上昇し
ていない状態での冷却用ロール外周を平坦な形状に保持
し、ハ、Ｕ造時間の経過と共に温度上昇によって大きく
なる冷却用ロールの中央部外径を加圧流体の圧力を低減
して減少させ、冷却用ロール外周を平坦な状態に保持し
た。

ので、鋳造開始当初から幅方向板厚が均一な鋳片が得ら
れ、歩留りが向上した。

本実施例においては、冷却用ロールは外径８００ｍ、面
長６００ｍ、外層スリーブの厚さ３０ｎｏ、内層スリー
ブの厚さ５０ｍｍ、加圧流体充填室部の内層スリーブ厚
さ２０ｎｗａ、冷却用流体流路内の冷却水流速５ｍ／ｓ
、加圧流体圧力２００ｋｇ／ａ＃として、ステンレス鋼
を鋳造し、良好なりラウン制御特性を得られた。

第１−ｂ図は本発明の第２の実施例を示し、鋳造条件に
合わせてロール形状制御用加圧室を二つの部分に分ける
と共に、冷却流体供給、排出路をスリーブの端面に設け
たものであり、前記第１の実施例と同様の符号を付した
ので説明は省略する。

本発明を適用可能な双ロール式連続鋳造装置に用いられ
る冷却用ロールは、直径が６００　＋＋ｙｎ〜１２００
ｍｍ５面長が６００１ＴＩ１１〜１６００１１ｗ１１で
あり、板厚２〜５０１ＴＩｌの普通鋼、ステンレス鋼、
銅、アルミニウム等の鋳片を鋳造速度１〜６０ｍ／分で
製造する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、冷却用ロール本体の外周に内外２層の
スリーブを装着し、該２層のスリーブの間に前記ロール
の軸の方向に沿う冷却用流体流路が設けられたので冷却
用流体流路が短くなってロール軸方向゛のスリーブ表面
での温度差が少なくなって、ロールクラウンが減少する
と共に、内層スリーブと冷却用ロール本体との間にロー
ル形状制部用加圧室が設けられたので、該ロール形状制
御用加圧室の流体を加圧して内層スリーブを介して外層
スリーブの形状すなわちロールクラウンを制御すること
が可能となり、板幅方向の板厚が均一な鋳片が生産され
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１−ａ図は本発明の第１の実施例を示す断面図であり
、第１−ｂ図は本発明の第２の実施例を示す断面図であ
り、第２図は第１−ａ図の内層スリーブを示す側面図で
あり、第３図は第２図の１−■線に沿ってみた正面図で
あり、第４図は双ロール式連続鋳造装置を示す説明図で
あり、第５図はテーパーピストンを用いてロールクラウ
ン制御を行う従来技術の例を示す断面図であり、第６−
ａ図、第６−ｂ図および第６−ｃ図は双ロール式連続鋳
造装置操業中の冷却用ロール外層スリーブに生ずる温度
分布を示す図である。 １・・・冷却用流体流路、２・・・外層スリーブ、３・
・・ロール形状制御用加圧室、４・・・内層スリーブ、
５・・・冷却用ロール本体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、向いあつて水平におかれそれぞれの軸のまわりに回
   転する２本の冷却用ロールの間に溶融金属が注入され、
   該溶融金属が前記冷却用ロールによつて冷却凝固させら
   れつつ前記冷却用ロールの間隙から板状の鋳片として引
   き抜かれる双ロール式連続鋳造装置において、 前記冷却用ロールの本体外周に内外２層のスリーブが装
   着されており、該スリーブ間に前記ロールの軸方向に沿
   う複数の冷却用流体流路が形成されていることと、前記
   ２層のスリーブの内の内層スリーブと冷却用ロール本体
   との間にロール形状制御用加圧室が設けられていること
   を特徴とする双ロール式連続鋳造装置。 ２、冷却用流体流路が内層スリーブに設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の双ロール式
   連続鋳造装置。 ３、冷却用流体流路の方向がスリーブの母線に対してら
   せん状に傾斜しており、該流路が入口と出口の間で少な
   くとも前記冷却用流体流路の幅と、前記冷却用流体流路
   を隔てる流路壁の幅とを加えた長さだけスリーブ円周上
   の位置がずれていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜２項のいずれかの項に記載の双ロール式連続鋳造装
   置。 ４、内層スリーブの軸方向中央部を薄肉として冷却用ロ
   ール本体との間に空洞部を設け、該空洞部をロール形状
   制御用加圧室としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜３項のいずれかの項に記載の双ロール式連続鋳造装
   置。