JPH02307652A - 薄物連続鋳造におけるクラウン制御方法 - 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、薄肉鋳片を連続鋳造する際、その薄肉鋳片の
プロフィールを冷延に適した凸クラウンにする方法に関
する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数ｍｍ程度
の厚みをもつ薄肉鋳片を直接的に製造する方法が注目さ
れている。この連続鋳造法によるとき、旧来の連鋳機で
製造されたスラブに対するように多段階にセたる熱延工
程を必要としないため、工程及び設備の簡略化が図られ
る。

第３図は、この連続鋳造法の一つとして知られているツ
インドラム方式の設備構成を示す（特開昭６０−１３７
５６２号公報参照）。この方式においては、互いに逆方
向に回転する一対の冷却ドラムｌ　ａ、、　１ｂの間に
、ドラム軸方向両端をサイド堰２ａ、　２ｂで仕切り、
湯溜り部３を形成する。この湯溜り部３に溶融金属４を
注入し、冷却ドラムｌａ、　ｌｂを介して溶融金属４を
抜熱することによって、それぞれの冷却ドラムｌａ、　
ｌｂの周面に凝固シェルが形成される。凝固シェルは、
成長しながら冷却ドラムｌａ。

１、ｂの回転に伴ってドラムギャップ５に移行する。

それぞれの冷却ドラム１ａ、１ｂ表面上に形成された凝
固シェルは、ドラムギャップ５で圧接・一体化され、薄
肉鋳片６として冷却ドラムｌａ、　ｌｂ間から搬出され
る。

薄肉鋳片６は、直接冷延工程に送られ、所定のサイズに
圧延される。この冷延工程における圧延効果を高給るた
め、冷間圧延機に送り込まれる鋳片を、凸クラウンを持
った断面形状にすることが好ましい。そこで、第４図に
示すように、薄肉鋳片６のプロフィールに対応したクラ
ウンを冷却ドラムｌａ、　ｌｂに付けることが考えられ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、イニシャルクラウンを冷却ドラムｌａ。

１ｂに単純に付与したのみでは、鋳造する鋳片厚みによ
って冷却ドラムへの抜熱量が変化するため、得られる鋳
片のクラウン形状が板厚毎に変わるという問題が発生す
る。これを解決するための手段としては、各板厚毎に適
正鋳片クラウン形状の得られる冷却ドラムを準備するこ
とが考えられる。

しかしながら、この方法では設備コストが膨大になり、
しかも、鋳造板厚毎に冷却ドラムを交換する手間が煩雑
になるために、実機生産プロセスとしては問題が残る。

さらに、不適正なイニシャルクラウンドラムで鋳造する
ことは、ドラムギャップで不均一な圧下刃が凝固シェル
に加わり、表面割れ発生の原因になる。

すなわち、目標鋳片の凸クラウンに対応した凹クラウン
をもつ冷却ドラムｌａ、　ｌｂの周面で形成された凝固
シェルフａ、　７ｂは、冷却ドラムｌａ、　　ｌｂのり
、ラウンに沿って湾曲した状態に成長している。そして
、冷却ドラムｌａ、　　ｌｂの中央部ではドラムギャッ
プ５の幅が大きく、凝固シェルフａ、　７ｂの間に未凝
固の溶融金属８が残留する。

この状態で凝固シェルフａ、　７ｂの圧接・一体化が行
われると、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの中央部で凝固シェ
ルフａ、　７ｂに加わる圧下刃は極端に小さくなる。

そして、凝固シェルフａ、　７ｂに働く圧下刃が冷却ド
ラムｌａ、　ｌｂの軸方向に沿って変動するため、得ら
れた薄肉鋳片６の表面に疵、皺等が発生し、表面性状が
劣化する。

以上のような問題を解消するために、本発明者等は、冷
却ドラムｌａ、　ｌｂの抜熱能或いは圧下刃を軸方向に
変動させ、所定の凸クラウンを持った薄肉鋳片を製造す
る手段を開発し、特願昭６３ｉ３８１号、特願昭６３−
１６１４８号、特願昭６３−４５５０９号等として出願
している。特願昭６３−９３８１号で提案した冷却ドラ
ムは、ドラムの内部空間を軸方向に複数区分して、それ
ぞれの区分に供給される冷却水の流量及び／又は温度を
調整している。特願昭６３−１６１４８号で提案した冷
却ドラムは、ドラムに内蔵した可動ラムを薄肉鋳片方向
に進退させることにより、薄肉鋳片の断面形状を制御し
ている。また、特願昭６３−４５５０９号の冷却ドラム
は、ドラム周面に設けた窪みや断熱材によって抜熱能を
軸方向に調整している。

これらの手段によって、ドラムギャップ５から送り出さ
れた薄肉鋳片６は、冷延に必要とする凸クラウンをもっ
たものとなる。しかし、特願昭６３−９３８１号、特願
昭６３−１６１４８号等で提案した手段は、冷却ドラム
の内部構造を複雑にし、設備の保守・管理等が面倒なも
のとなる。また、特願昭６３−４５５０９号の提案では
、窪みの密度、サイズ等や断熱材の厚みによってドラム
軸方向に関する冷却能の変化量が一義的に定まり、板幅
に応じて必要とされる凸クラウンを薄肉鋳片６に付けた
り、或いは鋳造条件に応じて微妙に変動する薄肉鋳片６
のクラウンを精度良く制御することには不向きである。

本発明は、冷却ドラムに供給される冷却水の流量が鋳片
のクラウンに影響を与えているという知見に基づき、鋳
造された鋳片のプロフィールを検出しながら、そのプロ
フィールに応じて冷却水の流量を調整することによって
、簡単な方法で、しかも目標とする凸クラウンをもつ薄
肉鋳片を精度良く製造することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のクラウン制御方法は、その目的を達成するため
に、一対の冷却ドラムの表面に供給した溶融金属を急冷
・凝固して薄肉鋳片を連続鋳造する際に、前記冷却ドラ
ムのドラムギャップから送り出される薄肉鋳片のプロフ
ィールを測定し、該測定結果に基づいて前記冷却ドラム
に供給される冷却水の流量を調整することを特徴とする
。

〔作用〕

本発明者等は、ツインドラム方式の実機化を目標として
、第３図に示した設備構成をもつ連続鋳造機の試験運転
を行って来ており、その過程で冷却ドラムに供給される
冷却水の流量が鋳造された薄肉鋳片のプロフィールに影
響を与えることを見出した。

第２図は、この冷却水の流量を、鋳造された薄肉鋳片の
板厚及びクラウン量との関係で表したクラ７である。な
お、第２図では、４００ＡＬｍのイニシャルクラウンを
もつ冷却ドラムを使用してステンレス鋼５ＵＳ３０４組
成をもつ温度１５０［１１ｔｌの溶鋼から薄肉鋳片を２
５〜８０ｍ／分の鋳造速度で鋳造した場合を示す。

第２図から明らかなように、同じ板厚の薄肉鋳片を鋳造
したとき、冷却水の流量が増加するに従って得られた鋳
片のクラウンが凸側に大きくなっている。また、冷却水
の流量を一定にした場合、鋳片の板厚が大きくなるに従
ってクラウン量が小さくなり、マイナスクラウンとなる
こともある。

このようにクラウン量が板厚及び冷却水の流量によって
変わるのは、次の理由による。

すなわぢ、鋳造時冷却ドラムは溶鋼と接触することによ
り熱負荷を受け、ドラム表層部を構成するＣｕ及びＮ１
メッキ部分が熱膨張して、一般に第５図に示すような変
形を呈する。この熱変形の情は、ドラムへの１・−クル
の熱負荷が大、すなわち板厚が厚い程大きく、また、ド
ラムの冷却能が小、すなわち冷却水量が少ない程堆大す
る傾向にある。

このために、鋳片のクラウン量が板厚及び冷却水の流量
によって変化すると考えられる。

そこで、本発明は、このクラウン壷−板厚−冷却水流量
の関係を利用して、薄肉鋳片の板厚に応じて必要とされ
る所定のクラウンｌを付けるものである。すなわち、ド
ラムギャップから送り出された薄肉鋳片のプロフィール
を測定し、クラウン量が不足している場合には、冷却水
の流量を増加させる。逆に、クラウンが大きすぎる場合
には、冷却水の流量を減少させ、凸クラウンを適正範囲
に維持する。このように、冷却水の流量変更によってク
ラウン量が簡単に調整されるた給、通常の冷却ドラムを
使用した操業が可能となり、また鋳造条件の如何によっ
て微妙に変動するクラウンをオンラインで制御すること
ができる。

また、必要とするクラウン量は、薄肉鋳片の板厚及び冷
延工程における圧下率によって異なるものである。その
ため、第４図の冷却ドラムｌａ、　ｌｂを使用する場合
には、板厚、圧下率等に応じて目標クラウン量を設定し
、そのクラウン量に対応した凹クラウンをもつ冷却ドラ
ムｌａ、　ｌｂを使用することが必要になる。この点、
本発明によるとき、その目標クラウン量に対応した冷却
水の流量を定於ることによって、同−設備で種々のクラ
ウンをもつ薄肉鋳片が製造される。

〔実施例〕

第１図は、本実施例で使用した連続鋳造設備の概略を示
す。なお、同図において、第３図に示した部材等に対応
するものについては、同一の符番で１旨示した。

湯溜り部３に注入された溶融金属４が冷却ドラムｌａ、
　ｌｂの周面で急冷・凝固して凝固シェルとなり、ドラ
ムギャップ５で圧接・一体化され、薄肉鋳片６として送
り出されることは、第３図の場合と同様である。本実施
例においては、この薄肉鋳片６の板厚を厚み計９によっ
て幅方向に測定し、薄肉鋳片６のプロフィールを検出す
る。この検出結果を、検出信号ａとして演算器１０に人
力する。

演算器１０では、第２図に示したようなりラウン歯−板
厚一冷却水流最の関係が基準情報すとして人力されてお
り、この基準情報すと検出信号ａを比較・演算すること
により製造中の薄肉鋳片６のクラウン量に対応した冷却
水の流量を算出する。

算出値は、制御信号Ｃどして出力され、冷却ドラムｌａ
、　ｌｂの内部に冷却水１１を送り込む給水管１２の途
中に設けた流量調整弁１３に人力される。

このようにして調整された水量の冷却水１１を冷却ドラ
ムｌａ、　ｌｂに導入しながら薄肉鋳片６を鋳造するこ
とによって、薄肉鋳片６のクラウンが制御される。また
、鋳造直後のプロフィールから薄肉鋳片６の凸クラウン
を判定し、クラウン量をオンラインでコントロールする
ことができるため、鋳造条件の変動等が薄肉鋳片６のプ
ロフィールに及ぼす影響を相殺しながら、形状特性が一
定した製品が得られる。

以下に、具体的な操業条件を示す。Ｓ’ＵＳ３０４組成
をもち温度１５００℃のステンレス溶鋼を湯溜り部３に
注入し、目標板厚２　ｍｍで板幅１０００ｍｍの薄肉鋳
片６を鋳造速度８０ｍ／分で鋳造した。このときの目標
クラウン量を４０μｍに設定し、冷却水の基準滝壷を２
５００　Ａ　／分とした。

薄肉鋳片６の鋳造を継続している間に、鋳造条件の僅か
な変動によってクラウン量が２０μｍに減少することが
あった。そこで、クラウン量の減少を打ち消すように、
冷却水１１の流量を一時的に増加させた。その結果、数
秒後にドラムギャップ５から送り出された薄肉鋳片６の
クラウン量は、目標値±５μｍの範囲に収められた。ま
た、クラウン量が増加したときには、冷却水１１の流量
を一時的に減少させ、クラウン形成を活発に行った。そ
の結果、薄肉鋳片６のクラウン量は、数秒後に目標値±
５μｍの範囲に復帰した。

鋳造された薄肉鋳片６のクラウン量を冷却した後で精密
測定したところ、クラウン量が目標値上５μｍの範囲に
ある割合は定常部分では１００％と高いものであった。

そして、この薄肉鋳片６を後続の冷延工程に送り圧延し
たところ、圧延欠陥を発生することなく最終形状に圧延
された。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、冷却ドラム
のドラムギャップから送り出された薄肉鋳片のプロフィ
ールを測定しながら、オンラインでクラウン制御ができ
、しかも特別な機構を組み込んだもの等を必要とするこ
となく、通常の冷却ドラムが使用される。また、異なる
凸クラウンを薄肉鋳片に付ける場合でも、冷却水の流量
を変更するだけで、所望のクラウン量を得ることができ
る。したがって、冷延効率を高める上で必要とされる凸
クラウンをもつ薄肉鋳片を簡単に且つ精度良く製造する
ことが可能となる。このように、本発明は、ツインドラ
ム方式の連続鋳造を工業生産レベルにのせる上で非常に
有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するために使用する設備構成の一
例を示し、第２図は冷却水の水量が薄肉鋳片のクラウン
量に与える影響を表したグラフである。他方、第３図は
従来のツインドラム方式の連続鋳造設備を示し、第４図
は凸クラウンをもつ薄肉鋳片を鋳造する場合の問題点を
説明するための図であり、第５図は冷却ドラムの熱変形
を示す図である。　　　　　□ ｌａ、　ｌｂ：冷却ドラム　　　２ａ、２ｂ：サイド堰
３：湯溜り部　　　　　　４：溶融金属５ニドラムギヤ
ツプ　　　６：薄肉鋳片７ａ、７ｂ：凝固シェル　　　
８：未凝固の溶融金属９：厚み計　　　　　　　１０：
演算器１１：冷却水　　　　　　　１２：給水管１３：
流量調整弁　　　　　ａ：検出信号す二基型情報　　　
　　　Ｃ：制御信号特許出願人　　　新日本製鐵　株式
会社−′（ほか１名） 代　　理　　人　　□　　小　　堀゛　　益　”（田７
ｆ）ｌｆｔ、、４６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一対の冷却ドラムの表面に供給した溶融金属を急冷
   ・凝固して薄肉鋳片を連続鋳造する際に、前記冷却ドラ
   ムのドラムギャップから送り出される薄肉鋳片のプロフ
   ィールを測定し、該測定結果に基づいて前記冷却ドラム
   に供給される冷却水の流量を調整することを特徴とする
   薄物連続鋳造におけるクラウン制御方法。