JPH01215440A - 双ロール式連続鋳造機 - 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〕 本発明は双ロール式連続鋳造医に係わり、特に幅方向板
厚型の少ない、形状の良好な鋳片を得るのに好適な双ロ
ール式連続鋳造機に関する。

〔従来の技術〕

従来の双ロール式連続鋳造機は、第９図（ａ）及び（ｂ
）に示すように、適宜離間しつつ互いに平行に、軸受１
００ａ、１００ｂで回転自在に支持された内部水冷の双
ロール１０１ａ、１０１ｂと、この双ロールの上部表面
に近接配置され、双ロール間の側方な塞ぐサイドダム１
０２ａ、１０２ｂとにより形成される鋳型内に溶湯１０
３を注入し、双ロール１０１ａ、１０１ｂを互いに逆方
向に回転させながら、鋳型にプールされたその溶湯を冷
却してロール間から帯状鋳片１０４を得るものである。

この双ロール式連続鋳造機は、ロール１０１　ａ。

１０１ｂが溶湯１０３からの入熱により熱膨張し、ロー
ル両端部の温度勾配によりロール表面が概略台形状に変
形し、このため鋳片１０４の板厚が幅方向中央部で薄く
、端部で厚くなる板クラウン発生の問題があった（第５
図及び第６図参照）。

この問題に対処するなめに種々の板クラウン低減技術が
提案されている。

その１つとして特開昭６０−３３８５７号があげられる
。これは各ロールに、外周に負のクラウンを有し、内周
に清を設けたスリーブを装着し、このスリーブを冷却液
圧で膨張可能としてロールクラウンを制御するものであ
る。

これとは別に、特開昭６１−３８７４５号に提案されて
いるように、水冷式ドラムにおいてドラム内側の冷却水
の加圧制御により外周面の形状を制御できるようにした
ものもある。

さらに、特開昭６０−２７４４６号に提案されているも
のがあり、これは、冷却水流路をらせん状に設けたスリ
ーブを有し、胴部両端に中央に向けて幅狭となるピスト
ン摺動空間を設け、その空間に環状のテーパピストンを
摺動自在に配置し、これを油圧により移動させ、そのピ
ストンの楔作用によりロールクラウンを適宜変更できる
ようにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで連続鋳造機においては、ロールのスリーブには
多大な入熱による多大な熱応力が加わり、またスリーブ
冷却のために多量の冷却液流量が必要である。この条件
下で、ロール熱変形による板クラウン悪化を減少させる
ため上述のように種々の対策が提案されているが、これ
らは以下に説明する問題があり、いずれも実用化される
に至っていない。

まず特開昭６０−３３８５７号及び特開昭６１−３８７
４５号においては、以下の問題点がある。

（１）クラウン制御に冷却液圧を用いているため、液圧
の変化により冷却特性が変化してしまい、安定した制御
が困難である。

（２）元来、冷却液の流量はロールへの多大な入熱量に
対処するため大きく、この大きな流量の冷却液を、クラ
ウン制御に必要なだけの液圧変化を得るべく制御する構
造とすることは容易でなり。

（３）高圧流体を多量に供給しなければならず、エネル
ギ消費量が大きい。

（４）各ロールの軸線方向両端部には、冷却流体の流出
を防止するため、ロール端面から中央に向けて各々４０
ＩＩｍ程度のシール機構及び流路を確保する部分があり
、この部分はクラウン制御不能帯域となる。

これらの問題点を解決するものとして、特開昭６０−２
７４４６号が提案されている。しかしながら、この従来
技術には以下の問題があった。

（１）冷却用流路がらせん状であるため、流路長が大と
なる。このため流木抵抗が大きくなり、流量を大とする
ことができず、冷却流体自身の温度が出側に近づくほど
高くなり、スリーブの軸線方向温度差が大きくなる。こ
のため板クラウン悪化の軽減が困難となる。

（２）テーバピストンの位置が油圧により定まるので、
ロール端部の固定側摺動面の加工偏差、テーパピストン
自体の加工偏差によりテーバピストンの位置が大きく変
動し、ロール変形が左右対称とならない。

（３）テーバピストンによるクラウン制御を行った場合
、第１０’図に示すように、テーバピストン１０５より
も外側のスリーブ１０６の部分は、ピストン１０５によ
り半径方向外方に一旦曲げられたものが、元の状態に戻
ろうとして半径方向内方に撓み、ロール端部のロール表
面の変位はロール端面に向かって一定に増加しない、こ
のため板端部のクラウンを改善させることができず、む
しろ悪化させる。

本発明め目的は、以上の問題点に鑑み、ロール端部のク
ラウン制御を確実に行い、板端部を含め幅方向全体に板
厚型の少ない鋳片を製造することのできる双ロール式連
続鋳造機を提供することである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記目的は、双ロールを互いに逆方向に、ロール軸線方
向にシフト可能とし、各ロールの互いに異なる側の一端
に、ロール端部に−向けて外径が大きくなる傾斜面を設
け、サイドダムを双ロール間に配置し、その傾斜面と相
対するサイドダムの側面にも、対応した傾斜面を設けた
ことを特徴とする双ロール式連続鋳造機によって達成さ
れる。

〔作用〕

鋳造を開始すると、ロールが加熱されてロール表面は熱
変形し、ロール両端部の温度勾配により概略台形状クラ
ウンになろうとする（第５図及び第６図参照）、この熱
変形の量は鋳造時間と共に大きくなり、あるところで飽
和するので、この熱変形クラウンの進行に合わせて各ロ
ールを互いに逆方向に軸線方向にシフトすると、各ロー
ルの上記一端のクラウン径小部になるべき位置に上記傾
斜面が侵入し、相対するロールの端部にはクラウン径小
部が位置しているので、この部分のロール最近接線にお
ける間隔はほぼ同一となり、鋳片板端部の板厚歪みは低
減する（第７図及び第８図参照）、これにより幅方向全
体に板クラウンの増大が防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第７図を参照し
て説明する。

第１図において、本発明の双ロール連続鋳造機は、適宜
離間しつつ互いに平行に回転自在に設けられた双ロール
ｌａ、ｌｂと、この双ロールｌａ。

ｌｂ間においてそれらの上部表面に近接配置され、ロー
ル１ａ、ｉｂ間の側方を塞ぐサイドダム２ａ。

２ｂとにより形成される鋳型内に溶湯３が注入される。

ロール１ａ、１ｂは、第２図に示すように、軸４ａ、４
ｂと、この軸４ａ、４ｂに強固に焼き嵌めされた銅系金
属で作られたスリーブ５ａ、５ｂとからなっている。軸
４ａ、４ｂとスリーブ５ａ、５ｂとの接触部には、冷却
流体好適には冷却水の流路として複数の平行な環状溝６
ａ、６ｂが設けられ、スリーブ５ａ、５ｂを冷却すると
共に、溶湯３を間接的に冷却、凝固させる。ロールｌａ
。

１ｂの図示右側の端部は駆動装置（図示せず）に接続さ
れ、これによりロールｌａ、ｌｂは互いに逆方向に回転
させられ、両ロール１ａ、１ｂの間から鋳片７が送り出
される。

ロールｌａ、ｌｂの互いに異なる側の一端には、ロール
端部に向けて外径が大きくなる角度αの傾斜面１５ａ、
１５ｂが設けられ、この傾斜面１５ａ、１５ｂと相対す
るサイドダム２ａ、２ｂの側面にも、その傾斜面と対応
した傾斜面１６ａ、、１６ｂが設けられている。

ロール１ａは、その両側に位置する固定側軸受箱８ａに
より回転自在に支持され、ロー・ル１ｂは、その両側に
位置する自由軸受箱８ｂにより回転自在に支持されてい
る。自由側軸受箱８ｂにはそれぞれウオームシャツ、キ
９が当接され、ウオームジヤツキ９を駆動袋２１０で駆
動することにより、ロール１ａとロール１ｂの開度を調
整できる。

ロールｌａ、ｌｂの反駆動側の端部には、ロールシフト
装置１１ａ、ｌｌｂとシフト量検出器１２ａ、１２ｂと
が設けられている。ロールシフト装置１１ａ、ｌｌｂは
、それぞれロール１ａ、１ｂを互いに逆方向に、傾斜面
１５ａ、１５ｂが鋳型内に侵入するようにロール軸線方
向にシフトさせ、シフト量検出器１２ａ、１２ｂは、そ
れぞれそのシフト量を検出する。

シフト量検出器１２ａ、１２ｂのシフト量検出信号Ｓ１
．３２はシフト制御装置１３に送られる。

シフト制御装置１３には、第３図に示すような鋳造時間
ｔとロールシフト量Ｓとの関係が予め設定されており、
シフト量検出器１２ａ、１２ｂの検出信号Ｓ１　、Ｓ２
がこの設定値Ｓになっているかどうかをチエツクし、な
っていなければその差分の出力信号をロールシフト装置
１１ａ、ｌｌｂに出力し、検出信号３１．３２即ちロー
ル１ａ、１ｂのシフト量が設定値Ｓに一致するよう制御
する。

これによりまた、シフト装置１１ａ、ｆｌｂのシフト量
を等しくする同調制御が行われる。

一方、ウオームジヤツキ９の駆動装置１０に対しては演
算装置１４が設けられている。演算装置１４には、第４
図に示すようなロールｌａ、１−ｂの熱膨張量δ０と鋳
造時間との関係が予め入力されており、この関係を用い
て必要なロール開度調整量５３＝２δ０を演算し、駆動
装置１０へ出力する。このようにして、双ロール１ａ、
１ｂの半径方向熱膨張量に追随してロール開度を調整す
るロール開度調整装置が構成される。

次に、このように構成された双ロール式連続鋳造機の動
作を説明する。

鋳造の開始に際して、まず鋳片幅に応じてサイドダム２
ａ、２ｂの間隔が決められ、位置決めされる０次いで、
サイドダム２ａ、２ｂ内面とロールｌａ、ｌｂの傾斜面
１５ａ、１５ｂの始点Ａａ　。

Ａｂが一致するようにロールｌａ、ｌｂの軸線方向位置
が決められ、その後ロールｌａ、ｌｂとサイドダム２ａ
、２ｂの間隙が０．１−以下となるようにロール開度を
設定する。この状態では、ロール最近接線の開口は矩形
となっており、鋳造の開始直後はクラウンのない鋳片７
が得られる。

鋳造時間が経過すると、ロール１ａ、１ｂが加熱されて
ロール表面は概略台形状クラウンに熱変形しようとする
。この熱変形の量は鋳造時間と共に大きくなり、あると
ころで飽和する。ロールシフト制御装置１３は、この変
形の進行に合わせて、第３図に示す関係に基づきロール
シフト装置１１ａ、ｌｌｂに制御信号を出力し、継時的
にロールｌａ、ｌｂを互いに逆方向に、傾斜面１５ａ、
１５ｂが鋳型内に侵入するようにロール軸線方向にシフ
トする。同時に演算装置１４は、第４図に示す関係に基
づき駆動装置１０に駆動信号を出力し１、ロール１ａ、
１ｂの開度を大きくする。これにより各ロールｌａ、ｌ
ｂの傾斜面１５ａ、１５ｂの側の端部において、クラウ
ン径小部となるべき位置にその傾斜面１５ａ、１５ｂが
侵入し、一方、各ロールｌａ、ｌｂの傾斜面１５ａ、１
５ｂのないストレート側の端部ではクラウン径小部が形
成される。従って、ロール最近接線における間隔は端部
と中央でほぼ同一となり、板端部のクラウンは低減する
。

以下このことを第５図ないし第８図を用いてさらに詳細
に説明する。第５図は、従来の傾斜面１５ａ、１５ｂの
ないロール１０１ａ、１０１ｂ（第９図参照）の熱変形
を示すもので、鋳造開始当初、実線で示すように平坦で
あったロール表面が、鋳造時間の経過と共に破線で示す
ように概略台形状に熱変形し、サイドダム１０２ａ、１
０２ｂで画定される幅方向端部と中央部ではδの半径差
を生じる。このことは、鋳片の板厚で見ると２δのエツ
ジアップを生じることになり、得られた鋳片の断面形状
は第６図に示すようなりラウン形状となる。

一方、本実施例では、ロールｌａ、ｌｂの一端に傾斜面
１５ａ、１５ｂが設けられているので、その熱変形の形
状は、第７図に破線で示すように、傾斜面１５ａ、１５
ｂのないストレート側の端部では従来と同様に概略台形
状の形状になるが、反ストレート側の端部は、傾斜面１
５ａ、１５ｂの存在により傾斜面１５ａ、１５ｂの傾斜
角αより小さな傾斜角を持つストレート側と逆方向の傾
斜面となる。

従ってロール１ａを寸法Ｓ１だけ左側にシフトすること
により、傾斜面１５ａのないストレート側の端部では、
第５図の従来のものと同じくδの半径差を生じるが、反
ストレート側の端部では、傾斜面１５ａの傾斜角αを適
当に設定しておくことにより、ストレート側の端部とは
逆方向に同一量の半径差δを生じさせることができる。

相対するロール１ｂは、これとは反対に右側に同一寸法
Ｓ２だけシフトされるので、ロール１ａと逆の関係で端
部に半径差δが生じる。即ち、ロール１ａのストレート
側の端部に相対するロール１ｂの端部には、そのストレ
ート側端部の半径差δとは逆方向の傾斜面１５ｂによる
半径差δが生じ、ロール１ａの反ストレート側の端部に
相対するロール１ｂの端部には、その反ストレート側端
部の半径差δとは逆方向の半径差δが生じる。これによ
り、ロール最近接線における間隙は、ロール端部と中央
の幅方向全体にわたって同一となり、得られた鋳片の断
面形状は第８図に示すようになる。この断面形状は板厚
がほぼ一定であるので、鋳造後に行われる圧延で容易に
平坦化でき、板端部クラウンの増大が防止できる。

傾斜面１５ａ、１５ｂの傾斜角αは、上述の説明から分
かるように、熱的定常状態に達したときの傾斜がストレ
ート側端部の傾斜と平行になるように選定する。

またロールｌａ、ｌｂの上記熱変形の進行に際して、ロ
ール熱膨張のためサイドダム２ａ、２ｂが入っている部
分のロールｌａ、ｌｂの間隔が狭くなるので、上述のよ
うにロール開度を２δ０だけ大きくし、ロールｌａ、ｌ
ｂとサイドダム２ａ。

２ｂとの適切な関係を維持する。これはまた、ロール１
ａ、１ｂの外表面の間隔を一定に保つことをも意味し、
これにより常に鋳片７の厚さを一定にすることができる
。なお、膨張量δＯと半径差δの間にはδ０〉δなる関
係が成立するので、ロール開度を２δＯだけ大きくすれ
ばよく、ロール開度の調整にはロールシフトによる径変
化分は考慮する必要がない。

以上の動作をロールｌａ、ｌｂの温度が飽和するまで続
行する。これは概ね１〜２分であり、以降はロールシフ
ト、ロール開度とも同じ状態を維持して、鋳造が行われ
る。

このようにして本実施例においては、鋳造中のロール熱
変形による板クラウンの増大、特に、板幅方向端部のク
ラウン増大を鋳造当初から熱的に定常に達するまでキャ
ンセルできるので、幅方向に板厚歪みの少ない形状の良
好な鋳片を効率良く生産することができる。

また本実施例では、ロールｌａ、ｌｂの外周スリーブ５
ａ、５ｂは、良熱伝導性の銅系金属で作られている。銅
系金属は鉄系金属より線膨脹率は大きくなるが、その良
熱伝導性のため線膨脹率の程度以上に温度上昇量が減り
、結果的に熱膨張量は低減する。またスリーブ５ａ、５
ｂの端部内面には冷却溝６ａ、６ｂで直接冷却できない
部分が存在するが、銅系金属を使用することにより、幅
方向中央部から端部への伝熱が促進され、幅方向の温度
分布がより均一になる。これによりロール端部での温度
勾配が減少し、第７図に示す半径差δ自体も、第５図に
示す従来の半径差δよりも小さくでき、板クラウンの制
御を一層良好に行うことが可能となる。

なお以上の実施例は本発明の精神の範囲内で種々の変形
が可能である０例えば上記実施例では、ロール開度調整
のため第４図に示す関係に基づくプリセット信号を用い
たが、これは、 （１）ロールの熱膨張量を測定する、 （２）　ｆｉ片の厚みを測定する、 等の周知技術を用いてもよいことは明らかであろう、ま
たロールの両端を除いた部分には、従来のクラウン可変
ロールを用いてもよいことももちろんである。

〔発明の効果〕 以上明らかなように、本発明によれば、板幅方向端部の
クラウンを低減でき、幅方向全体にわたって板厚歪の少
ない、形状の良好な鋳片を効率良く生産することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による双ロール式連続鋳造機
の平面図であり、第２図はその双ロール式連続鋳造機の
即断面図であり、第３図は同連続鋳造機のシフト制御装
置に設定されている鋳造時間ｔとロールシフト量Ｓとの
関係を示す図であり、第４図は同連続鋳造機の演算装置
に設定されている鋳造時間ｔとロール膨張量δとの関係
を示す図であり、第５図は従来の双ロール式連続鋳造機
におけるロール熱変形状態を示す模式図であり、第６図
は第５図に示すロール熱変形状態で得られた鋳片の断面
形状を示す図であり、第７図は本発明の双ロール式連続
鋳造機におけるロール熱変形状態を示す模式図であり、
第８図は第７図に示す熱変形状態で得られた鋳片の断面
形状を示す図であり、第９図（ａ＞及び第９図（ｂ）は
、それぞれ従来の双ロール式連続鋳造機の平面図及び側
面図であり、第１０図は従来の双ロール式連続鋳造機に
おけるロールクラウン制御時のロール変形を示すロール
の要部断面図である。 符号の説明 ｌａ、ｌｂ・・・ロール　　２ａ、２ｂ・・・サイドダ
ム３・・・溶湯　　　　　　　５ａ、５ｂ・・・スリー
ブ６ａ；６ｂ・・・冷却流路　７・・・鋳片９・・・ウ
オームジヤツキ　１０・・・駆動装置１１ａ、ｌｌｂ・
・・ロールシフト装置１３・・・シフト制御装置 １４・・・演算装置（ロール開度調整装置）１５ａ、１
５ｂ−・・傾斜面 １６ａ、１６ｂ・・・傾斜面 出願人　　株式会社　日立製作所

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）適宜離間しつつ互いに平行に回転自在に設けられ
   た双ロールと、この双ロールの上部表面に近接配置され
   、双ロール間の側方を塞ぐサイドダムとにより形成され
   る鋳型内に溶湯を注入し、その溶湯を冷却してロール間
   から鋳片を鋳造する双ロール式連続鋳造機において、 上記双ロールを互いに逆方向に、ロール軸線方向にシフ
   ト可能とし、各ロールの互いに異なる側の一端に、ロー
   ル端部に向けて外径が大きくなる傾斜面を設け、上記サ
   イドダムを双ロール間に配置し、その傾斜面と相対する
   サイドダムの側面にも、対応した傾斜面を設けたことを
   特徴とする双ロール式連続鋳造機。
2. （２）上記双ロールの半径方向熱膨張量に追随してロー
   ル開度を調整するロール開度調整装置を設けたことを特
   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
   造機。
3. （３）上記双ロールの各々の内部に冷却流体流路を設け
   、各ロールの少なくともその流路より外側の部分を銅系
   金属で作ったことを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の双ロール式連続鋳造機。