JPH0234253A - 薄板連鋳機 - 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〕 本発明は溶湯（例えば溶ｆＪｌ　）から直接的に薄板を
連続鋳造するための双ロール式連鋳機の改湾に関する。

〔発明の背景および従来技術〕

互いに反対方向に回転する軸を水平にした一対の内部冷
却ロールを適当なｆｌｊｌ隙をあけて平行に対向配置し
２　この間隙上部のロール円周面（ロール軸に沿う方向
の円筒面のうち上半身の面）に湯溜りを形成させ、この
湯溜り中の溶湯を３回転するロール円周面で冷却しなが
ら、該間隙を経て薄板に連続鋳造するいわゆる双ロール
式連鋳機が知られている。このような双ロール式連鋳機
を鋼の連鋳に適用して、溶鋼から薄鋼板を直接製造しよ
うとする提案もなされている。

ロール対の間隙から薄板連鋳品を常時連続的に鋳造する
には、ロール対の間隙の上の円周面上に溶湯の湯溜りを
形成し、場面レベルが実質上一定に維持されるように溶
湯をこの湯溜りに連続注入することが必要となる。この
湯溜りを形成するためには、ロール円周面上においてロ
ール軸に沿う方向に湯が流れ出すのを規制する。ロール
軸に直角方向の面をもつ一対のダムが必ず必要となる。

このダムは通常は薄板鋳片の幅を規制する役割も果たす
。本明細書においてこのダムを“サイドダム”と呼ぶ、
この左右に配置されるサイドダムのほかにも、ロール軸
に沿う方向の面を持つ一対の前後堰（長辺ダムとも呼ば
れる）をロール対の円周面上に該サイドダムと直交する
ように立ち上げてサイドダムとこの前後堰とでボックス
状の湯溜りを形成することもあるが、ロール対の半径が
十分に大きい場合にはこのロール軸に沿う方向の前後堰
は必ずしも必要ではなく、ロール対の円周面自身がこの
前後堰の役割を果たすことができる。

この対をなすサイドダムとしては　エンドレス金属ヘル
ドや無限軌道帯（キャタピラ）等をロール対の両端面（
軸と直角方向のロールの側面１本願明細書ではこれをロ
ールのサイド面と呼ぶ）のロールギャップ部分にに押し
当て、鋳片の鋳造速度に見合った速度で移動させるよう
にした移動式サイドダムと、耐火物の板状体をロール対
の左右の側部に固定した固定式サイドダムが知られてい
る。一般に後者の固定式サイドダムは前者のように装置
構成や運転制御が複雑にならないという利点がある。

固定式サイドダムには２両サイドダムの互いの間隔距離
をロール幅（ロールの一方の端から他方の端に至る長さ
）よりも小さくする場合と、ロール幅に等しくする場合
とが知られている。前者の場合には２両サイドダムの底
面がロール円周面と摺接するように両サイドダムがロー
ル円周面上に立ち上げられる。後者の場合には１両サイ
ドダムのそれぞれの内側の面がロールのサイド面と摺接
するように、つまりロール対の両端を両サイドダムで挟
むようにサイドダムが固設される。

通常、固定サイドダムの材質は断熱性の良い耐火物が用
いられる。これは、サイドダムに接触する溶湯がサイド
ダム表面で凝固することを防止しなければならないため
である。かような断熱性耐火物は一般に凝固した金属よ
りも耐摩耗性が劣り引き掻き疵が付きやすい。したがっ
て、耐火物が損傷する事態が発生し、これがひどくなる
とプレクアウトとなる。また１両ロールのロールサイド
面を挟むようにサイドダムを固定する前記の方式では　
ロールギャップを通過するさいの板端部の押圧によって
ロールサイド面とサイドダム内側面との摺動部に間隙が
生じ、そこに湯が差したりする。これらのトラブルが生
じると鋳造を安定的に続行することができない、したが
って、このサイドダムとしては耐摩耗性が良好で出来る
だけ高強度の耐火物を使用するのがよいというのが従来
の一般的な考え方であった。

いずれのサイドダム方式を採用するにしても。

湯溜り内の溶湯の一部が各回転ロールの各表面で薄い凝
固シェルを形成し、ロール回転に伴ってこれらが成長し
ながら双ロールの間隙を通過することになる。そのさい
ロール間隙が最も近接しているロールギャップ近傍で該
凝固シェルに対して圧下（圧延）が行われて所定厚みの
薄板に成形される。この凝固シェルの押し潰しく圧延）
によって該凝固シェルが該ロールギャップ近傍で幅方向
に拡がろうとする。その結果、鋳板の端部がサイドダム
に対して大きな押圧を与えることになる。移動式サイド
ダムの場合には鋳板の移動速度に合わせてサイドダムを
移動させるのでサイドダムと鋳板の端部との摩擦の問題
は実質１生じないが、固定サイドダムの場合には、移動
する板端部と固定サイドダムとの間には大きな摩擦が発
生ずることは避けられない、このため、サイドダム耐火
物の損傷、板端部に無理な応力が加わることによる端部
の割れや形状不良発生、さらには摺接部に湯差しの発生
等が起こる原因となり、安定な操業を行なう上で大きな
支障となる。この問題は特に綱を対象とした鋳造では高
融点および鋳板材質の高強度の点で低融点の軟質な非鉄
金属等では見られない重要な解決課題となる。

本発明者らは特願昭６２−８４５５５号においてこのよ
うな問題を根本的に解決する“研削ダム方式”（または
移動式と固定式の中間の半移動方式）とも言うべき薄板
連鋳機の発明を提案した。これは、従来の耐摩耗性の良
好な高強度の耐火物をサイドダムに使用するという観念
とは逆に、被削性の良好な耐火物を使用し、この被削性
の良好なサイドダムを鋳造中に鋳造方向に積極的に送り
出すことによってサイドダムとロール表面および鋳造さ
れる板端部との）ｆｌ！Ｊ部においてサイドダムを研削
消耗させつつ移動させるものである。その後も本発明者
らはこの研削ダム方式による鋳造試験を繰り返してきた
が、−層安定して操業するには、さらに工夫を必要とす
ることがわかった。

〔発明の目的〕

本発明は前記の課題解決を目的として、特願昭６２−８
．１５５５号で提案した研削ダム方式の一層の改善を意
図したものである。

〔発明の構成〕

本発明は、互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロ
ールを平行に対向配置し、このロール対の円周面上に湯
溜りを形成させるための一対のサイドダムをロール対の
側方に配設し５該湯溜りの湯を該ロール対の間隙を経て
薄板に連続鋳造する薄板連鋳装置において、該サイドダ
ムが１被削性の良好な耐火物からなる上段ダムと無端金
属帯からなる下段ダムとで構成され、該上段ダムを鋳造
方向に所定速度で送り出す機構を設けると共に。

該下段ダムを鋳造速度に実質上同期して周回させる機構
を設けたことを特徴とする。

すなわち本発明は、特願昭６２−８４５５５号で提案し
た研削ダム方式に移動ダム方式を組合せたものであり、
被削性耐火物からなる研削ダムを上段ダムとし、その下
方に無端金属ベルトからなる移動式ダムを下段ダムとし
て両ダムを組合せたものである。ここで、上段ダムをそ
の厚みの一部がロール円周面上に位置し、その厚みの他
部がロール側端より外方に突出する関係をもって設置す
る場合。

または上段ダムをその厚みの実質上全てがロール円周上
に位置するように設置する場合のいずれにも本発明は適
用でき、実際には上段ダムの底面部と接するロール円周
面部分が研削能を持つ粗面に形成しておくのがよい。ま
た、無端金属ベルトが上段ダムと接する面も粗面に形成
しておくのがよい 〔実施例〕 以下に９図面の実施例に従って本発明の内容を具体的に
説明する。

第１図において、参照数字１ａ、　ｌｂは互いに反対方
向に回転するように（両者の回転方向を矢印で示す）軸
を水平にして対向配置した一対の内部冷却ロール、２は
このロールｌａ、　ｌｂの円周面Ｒの上に形成させた湯
溜り内の溶湯、　３ａ、３ｂは被削性耐火物からなるサ
イドダム（研削される上段ダム）。

４ａ、４ｂは無端金属ベルトからなるサイドダム（周回
移動する下段ダム）、５は鋳造される薄板を示している
。

内部冷却ロールｌａ、ｌｂは１図示の例ではいずれも水
冷ロールを使用している。より具体的にはいずれのロー
ル対１ａ、　ｌｂも、その円周面Ｒを形成しているドラ
ムの内側にはコイル状の冷却水通路が形成されており（
図には示されていない）、この冷却水通路に通水するこ
とによって円周面Ｒが所定温度に冷却されるようになっ
ている。この円周面Ｒの内側の冷却水通路への冷却水の
供給とその排水はロール軸から行われる。このため、ロ
ール軸は二重管の形状に構成し、その内管を冷却水供給
管、外管と内管との間で形成される環状の管路を排水管
とし、ロールの内部において、内管の冷却水供給管を円
周面Ｒの内側の冷却水通路入口に、該環状の管路を冷却
水出口に接続してある。

この構成によって内管に図示のようにポンプＰから冷却
水を連続供給すると、この冷却水が円周面Ｒの内側の冷
却水通路をＶａ環したうえ該環状の管路を経て非水され
る。この冷却水の通水動作は装１の稼働中にも続行して
行うことができるようになっている。

上段ダム３ａ、３ｂは、被削性の耐火物からなり。

第１図の装置においては、この上段ダム３ａ、３ｂの形
状として、第２図に示したように、その全厚みＷのうち
、その内方の一部の厚みｄｌをロール円周面上に設置す
る部分の厚みとし、外方の他部の厚み−２をロール円周
面から外れた設置部分の厚みとした例を示している。す
なわち内方の厚み−９部分については、ロールｌａ、　
ｌｂの円周形状に合うように８曲面加工された底部６，
６°を有し、外方の厚み一２部分についてはロールｌａ
、　ｌｂのサイド面Ｓ（第１図）と摺接する部分７．７
″を、前記の底部６，６°面よりも下方にまで延び出し
て形成させた形状を有している。第１図では、この第２
図に示す形状の耐火物製上段ダム３ａ、３ｂを、その厚
み−２部分の８曲面加工された底部６，６°がロール１
ａ、Ｉｂの円周面に接するように、また２、厚み−８の
内面部分７，７°がロールｌａ、　ｌｂのサイド面Ｓと
摺接するように、セットした状態を示している。そして
、この上段ダム３ａ、３ｂが送り出し部材８ａ、８ｂに
よって所定速度で鋳造方向（下方）に送り出される。図
示しないが、この送り出し方向を一定にしながら上段ダ
ム３ａ、３ｂを支えるフレーム枠が設けられる。上段ダ
ム３ａ　、　３ｂを下降運動させる機構としては、モー
ターの回転動力を利用したスクリュードライブ方式また
はランクピニオン方式、或いは油圧または空気圧を利用
したシリンダーピストン方式等が適用できる。この下方
への送り出しによって、上段ダム３ａ、３ｂの底面部７
，７°がロール円周面１２で研削消耗する。上段ダム３
ａ、３ｂの材質としては、その内面に溶湯が凝固するの
を回避するために断熱性が良好でなければならず、また
底部面７．７゛が円周面の粗面１２によって研削される
ことが必要であるほか、鋳造される板の端部でも適当に
研削される材質であるのが好ましい。これに適する材質
としては、被削性の良い断熱レンガ、セラミンクファイ
バーボード、ボロンナイトライド（ＢＮ）等がある。サ
イドダムを下降移動させる機構としては。

装置の運転中に連続的に下降させる方式が好ましいが、
場合によっては、下降と停止を繰り返す間歇移動方式で
もよい。

移動ダムである下段ダム４ａ、４ｂは熱伝導性の良好な
例えば鋼合金や銅基合金等の金属から構成された無端金
属ベルトである。この無端金属ベルト４ａ、４ｂは上段
ダム３ａ、３ｂの下方、具体的には、ロール対の最狭隙
部付近をシールするように、ベルトバックアンプ９ａ　
、　９ｂで押し付けられながら、上から下に向かって周
回運動する。

第３図は、第１図の装置においてロールギャップ付近を
ロール軸に沿った面で縦断した鋳造中の断面を示したも
のである。この図に見られるように、ベルトバックアッ
プ９ａ、９ｂは、上段ダム３ａ、３ｂの厚み−１部分の
下縁１０ａ、　１０ｂ部を覆うように設置される。具体
的には、上段ダム３ａ、３ｂの下方部分の外側に無端金
属ベルト４ａ、４ｂが摺接するようにベルトバンクア・
ンブ９ａ、９ｂが設置される。なお。

第３図において１１はロール対の最狭隙部の位置を示し
ており、　１３ａ、１３ｂおよび１４ａ、　１４ｂはベ
ルトバンクアップ９ａ、９ｂに取付けた小径の遊転ロー
ルであり２無端金属ヘルド４ａ、４ｂの移動を容易にす
るものである。また、無端金属ベルト４ａ、４ｂは上下
のローラー１５ａ、　１５ｂおよび１６ａ、１６ｂを介
してモーター（図示せず）で駆動される。無端金属ベル
ト４ａ、４ｂのローラーの数やそのループ形状は特に限
定されるものではなく、その移動速度に関してはロール
対の周速と同期することが好ましいが正確に同期してい
なくてもよい、なお、この無端金属ベルト４ａ、４ｂが
上段ダム３ａ、３ｂと接する側の表面は上段ダム３ａ、
３ｂを適当に研削できるように粗面にしておくのがよい
、また、第３図に八で示すレベルは後述の凝固シェルの
凝固完了位置を示している。

一方、ロールの円周面Ｒのうち上段ダム３ａ、３ｂの底
部面６．６″と摺接する部分は研削能をもつ粗面に形成
しておくのがよい。この粗面の部分を第１図の１２（４
箇所）で示してあるが、この部分１２の粗度および硬さ
を上段ダムの材質や鋳造条件に応じて適切にすると、該
底部面６，６゛が鋳造中に良好に研削されるが、その状
態が定常的に維持され経時変化しないことが望ましい、
このため、ロール円周面Ｒを構成している材料層と同じ
材料からなる当該部分１２の表面だけをエメリー研磨や
ブラスト処理によって粗面に形成してもよいが、ロール
円周面Ｒを構成する材料は熱の伝達や健全な凝固シェル
を形成するための要件を備えるように選択されたもので
あり、この材料そのものの表面を粗面にするよりは、別
途の材料層で粗面を形成した方がその機能を十分に果た
しやすい場合もある。

例えば該部分１２の表面層だけを硬質な材料層に構成し
、この硬質材料層の表面を研削能をもつ粗面に形成する
。硬質材料層はロール円周面の基材表面に硬質金属例え
ばＮｉおよびＮｉ基合金、　ＮｉＦｅ合金、Ｃｒおよび
Ｃｒ基合金、Ｆｅ合金等のメツキを施して構成するか、
或いは硬質金属、セラミ２クスまたはサーメットの溶射
層で構成するのもよい。溶射金属としてはＮｌ−Ｃｒ合
金、炭素鋼。

ステンレス鋼等が、溶射セラミックスとしてはＣｒＪｓ
＋Ｔｉ（ｈ＋＾１　ｚ　Ｏ３＋　Ｚ　ｒ　Ｏを等が、そ
して溶射サーメットとしてはＺｒ０ｌ−ＮｉＣｒ＋　Ｃ
ｒｓＣｇ−ＮｉＣｒ、　ＷＣ−Ｃｏ等が使用できる。溶
射によって硬質材料表面を形成する場合には溶射粒子の
積着によって自然な凹凸が表面に形成されるような条件
で溶射層を作ると溶射層がそのままで前述の被削性サイ
ドダムの研削消耗を良好に行わせることのできる粗面と
することが可能である。同様の粗面化処理は、無端金属
ベルト４ａ、４ｂが上段ダム３ａ、３ｂと接する側の面
に対して適用することもできる。

第４図は本発明に従う上段ダムの鋳造初期の内面状態を
示したものである０図示のように上段ダムの内面では、
双方の内部冷却ロールの表面に形成した凝固シェルの側
端が図面のａ、ａ’で示すレベルで接しつつＡ点で合流
することになる。すなわち湯溜り中の溶湯の一部は各ロ
ール表面で冷却されて薄いシェルとなって凝固し、ロー
ルの回転に従って両凝固シェルは成長しつつ合流し、ロ
ールギャップ間で所定の厚みまで圧延されることになる
が、ロール表面で形成する凝固シェルの端部がサイドダ
ムの内面のａ、ａ’で示すレベルで接することになる。

この凝固シェルの合流点Ａ（凝固完了点）の位置が５上
段ダムの下縁ｌＯよりも下方となるように、サイドダム
の初期形状（装置稼働中に研削される前の形状）が定め
られるのが好ましいが、鋳造中において、鋳造の条件変
動により１合流点Ａは下縁１０の位置よりも上方の位置
Ａ°にくることもある。この場合は、ロールによる圧延
によって生じる板（合流点Ａを通過したあとの凝固した
金属板）の幅方向の拡大によって、この部分の耐火物が
削り取られることになる。もし、この状態でサイドダム
を下降させないと、板幅が徐々に拡大しつづけ、ロール
幅を越えてしまうと、その越えた部分ではその板の断面
がドツグボーン（犬の骨）状の端部が脹れた形状になり
、さらに進行するとサイドダムが損傷してブレークアウ
トに至ることになる０本発明では、被削性上段ダムを所
定の速度で下降させるのでこの部分が板端によって削り
取られても次々に新たな面が下降してくるのでのような
事態が防止されると共に、その外側に存在し略鋳造方向
に移動する無端金属ベルトによって一層このような事態
が防止され、且つ鋳造される板端部はこの無端金属ベル
トに接して急冷凝固が促進されることになる。

第５図は鋳造が進んでサイドダムが相当下降した状態の
内面を示したものである。底部面６，６°および下縁ｌ
Ｏがロールの粗面１２および鋳板の側端でそれぞれ削り
取られて、それらの位置が第４図の初期状態の位置と比
べて相対的に上方に移動していると共に、下縁ｌＯの状
態が板端によってやや斜めに削られた状態となっている
。そして、この下！！１０の背面および下方部分を覆う
ように無端金属ベルトの移動内面が存在する。したがっ
て、この下縁１０の状態が板端によって削られても該移
動内面によって万一の溶湯の漏れを防止すると共にこの
移動内面が鋳板の端部を冷却する作用を果して急冷凝固
を行わせる。また、移動内面を粗面に形成しておくこと
によって、下縁ｌＯの下方における上段ダムの厚み一２
部分は研削除去され、移動内面がこの部分では露出する
ことになり、鋳板の端部と直接的に接触する機会が生じ
て冷却作用を助成すると共に、下縁１０部分の背後をバ
ックアップして下縁１０の部分を補強することになる。

したがって、下縁ＩＯの部分が何らかの原因で板端によ
って異常な押圧をうけてもその破損が防止され、正常な
形状を維持することができる。

第６図は、上段ダム３ａ、３ｂの厚みの全てをロール円
周面Ｒの上に立ち上げた以外は、第１図および第３図と
実質上同じ装置を示している。すなわち、上段ダム３ａ
、３ｂの外壁面がロールのサイド面と同じ面に整合する
ように厚みの全部をロール円周面上に立ち上げたもので
あり、この場合は、ベルトバックアップ９ａ、９ｂによ
って案内されながらロール最狭隙部分を覆って移動する
無端金属ヘルド４ａ。４ｂは、下降してくる上段ダム３
ａ、３ｂと摺接することはあってもそれを実質上研削す
るような作用は供しなくてもよい、したがって、無端金
属ベル）４ａ、４ｂの摺接側表面を粗面に形成しておく
ことは必ずしも必要ではないが、上段ダム３ａ、３ｂの
下縁ｌＯの部分が何らかの原因によって外方に押し出さ
れて来た場合の対策として、粗面に形成しておいてもよ
い、しかし、この第６図の例でも上段ダム３ａ、３ｂの
下方部分（下縁１０の付近）を背後から無端金属ベルト
４ａ、４ｂがバックアップし、その部分の補強を行なう
と共に、この下縁ＩＯの下方に張り出してくることがあ
る鋳板の端部をこの移動内面が冷却し且つ万一の漏湯を
防止することになることは第３図（第１図）の装置の場
合と変わらない。

このようにして本発明においては、従来では耐摩耗性の
耐火物を使用しようとする考え方とは逆に、易削性の耐
火物からなるサイドダムを上段ダムとして使用したうえ
、これを強制的に下降移動させて積極的に耐火物を削る
という操作を行うと共に、無端金属ベルトからなる移動
ダムを上段ダムの下方に設置することによって上段ダム
の下方部分の補強を行ないながら板端を強制冷却させて
凝固を促進させるようにしたから、双ロール弐連鋳機に
おけるサイドダムまわりの破損や湯差しが防止され且つ
鋳板の端部品質の向上を図ること可能となり、鋳造を安
定して行なうことができるという優れた効果を発揮する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う装置の一実施例の要部を示す斜視
図、第２図は第１図の装置における上段ダムの耐火物の
形状例を示した斜視図、第３図は第１図の装置による鋳
造状態を鋳造される鋳板と平行な面見た略断面図、第４
図は第１図の装置における上段ダム部分の斜視図であり
鋳造初期における研削の程度が少ない状態を示した図、
第５図は第１図の装置における上段ダム部分の斜視図で
あり鋳造過程で研削の程度が進んだ状態を示した図、第
６図は本発明に従う他の実施例装置を示したもので、鋳
造される鋳板と平行な面で見た略断面図である。 ｌａ、ｌｂ・・内部冷却ロールの対、　　２・・湯溜り
３ａ、３ｂ・・上段ダム、　　４ａ、４ｂ・・下段ダム
（無端金属ベルト）、　　　５・・鋳造された鋳板６．
６°・・ロールの円周形状に相当するように曲面加工さ
れた上段ダムの底部面、　　９ａ、９ｂ・・ベルトバッ
クアップ、　　１０・・上段ダムの下縁。 １１・・ロールの最狭隙部、　　１２・・ロール円周面
に形成された粗面部分、　　　Ａ・・ロール円周面上に
形成された凝固シェルの合流位置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロール
   を平行に対向配置し、このロール対の円周面上に湯溜り
   を形成させるための一対のサイドダムをロール対の側方
   に配設し、該湯溜りの湯を該ロール対の間隙を経て薄板
   に連続鋳造する薄板連鋳機において、該サイドダムが、
   被削性の良好な耐火物からなる上段ダムと無端金属帯か
   らなる下段ダムとで構成され、該上段ダムを鋳造方向に
   所定速度で送り出す機構を設けると共に、該下段ダムを
   鋳造速度に実質上同期して周回させる機構を設けたこと
   を特徴とする薄板連鋳機。
2. （２）上段ダムはその厚みの一部がロール円周面上に位
   置し、その厚みの他部がロール側端より外方に突出する
   関係をもって設置される請求項１に記載の薄板連鋳機。
3. （３）上段ダムはその厚みの実質上全てがロール円周上
   に位置するように設置される請求項１に記載の薄板連鋳
   機。
4. （４）上段ダムの底面部と接するロール円周面部分が研
   削能を持つ粗面に形成してある請求項１、２または３に
   記載の薄板連鋳機。
5. （５）上段ダムと接する無端金属ベルトの面が研削能を
   持つ粗面に形成してある請求項１、２、３または４項に
   記載の薄板連鋳機。