JPH0615415A - 双ロール連続鋳造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、双ロール連続鋳造における湯溜ま
り内の溶湯温度分布制御による鋳片厚さ制御に関し、流
路閉塞の危険性を増大させず、また注湯ノズル等の流路
設備に余分な費用負担を必要とせずに、湯溜まり内溶湯
温度分布を制御することにより、鋳片厚さの幅方向均一
性を良好に確保できる双ロール連続鋳造方法およびその
実施のための装置を提供することを目的とする。 【構成】 一対の冷却ロールと一対のサイドダムとで構
成した連続鋳造鋳型内に、注湯ノズルから金属溶湯を連
続的に注入して湯溜まりを形成しつつ、両冷却ロールの
表面上に成長した一対の凝固殻を合体させた帯状鋳片を
上記鋳型から下方へ送り出す双ロール連続鋳造方法にお
いて、鋳造中に、送り出される鋳片の両側端部の厚さの
差を実質的に無くするように、注湯ノズルを鋳片幅方向
に移動させるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、双ロール連続鋳造方法
および装置に関し、より詳しくは湯溜まり内の溶湯温度
分布制御による鋳片厚さ制御に関する。双ロール連続鋳
造法は、回転軸を水平に且つ互いに平行にして所定間隔
で配置した一対の冷却ロールと、これら冷却ロールの両
端面に押し付けた一対のサイドダムとで構成した連続鋳
造鋳型内に、注湯ノズルから金属溶湯を連続的に注入し
て湯溜まりを形成しつつ、回転する両冷却ロールの表面
上に一対の凝固殻を成長させ、これら凝固殻を合体させ
た１枚の帯状鋳片を上記鋳型から下方へ送り出す連続鋳
造方法であって、特に厚さ数mm程度の薄板鋳片の連続鋳
造に適しており、鋳片から熱延を経ずに直接冷延を行う
プロセスを可能とする極めて有用な技術である。

【０００２】

【従来の技術】双ロール連続鋳造法においては、一対の
冷却ロールと一対のサイドダムとで構成された連続鋳造
鋳型内の湯溜まりにおいて、凝固殻が両冷却ロール表面
で成長しながら冷却ロールの回転によって運ばれ、ほぼ
冷却ロール最近接位置で２つの凝固殻が合体して１枚の
帯状鋳片になる。合体による鋳片生成を完全に行うた
め、凝固殻合体時に両冷却ロールで圧下を加え凝固殻同
士を圧着させる。

【０００３】得られる鋳片の横断面形状を決定する要因
には、湯溜まり内の溶湯温度の分布、冷却ロールの抜熱
能力、冷却ロールの圧下力、冷却ロールの表面プロフィ
ル、凝固時間等がある。特に、鋳片幅方向における厚さ
の均一性は非常に重要であり、鋳片両側端部の厚さに差
のあるウェッジ形状になると、後工程における圧延時に
板の片伸びによる形状および材質不良等の重大な欠陥が
発生する原因になる。

【０００４】その対策として、湯溜まり内溶湯温度の分
布、特に鋳片両側端に対応する位置の溶湯温度を調整す
る方法がある。湯溜まり内で冷却ロール表面の各部と接
触する溶湯の温度によって、接触位置で成長する凝固殻
の厚さは変化する。すなわち、湯溜まり内で注湯流に近
い部分程また注湯流による攪拌作用が大きい部分程、溶
湯温度は他より高く維持され、冷却ロールと接触して形
成される凝固殻は薄くなり、その合体により得られる鋳
片も薄くなる。逆に、注湯流から離れる程また注湯流に
よる攪拌作用が少ない淀み部分程、溶湯温度は低くな
り、凝固殻は厚くなり、鋳片も厚くなる。

【０００５】特にウェッジ形状の発生を防止するために
は、鋳片両側端に対応する位置の溶湯温度、すなわち湯
溜まり両側端での溶湯温度を調整することが重要にな
る。従来、注湯ノズルによる湯溜まりへの注湯流路とし
て、湯溜まり中央に注湯量の主要部分を注湯する主流路
と湯溜まり両側端に補助的に注湯する側部流路とを設
け、湯溜まり内の湯面を検知する湯面センサと鋳片両側
端の形状を検知する形状センサとを配設することが提案
されている（特開昭第６３−３１７２４０号公報）。湯
面センサの検知信号に基づいて主流路からの注湯量を調
整して湯面高さを制御し、形状センサの検知信号に基づ
いて側部流路からの注湯量を調整し湯溜まり両側端部の
溶湯温度を制御する。

【０００６】しかし、上記従来技術には重大な欠点があ
る。すなわち、一般に注湯流路において、金属酸化物の
析出等による異物の堆積や溶湯の凝固付着による閉塞ト
ラブルをよく経験する。上記従来技術においては、
（１）主流路と側部流路という複数の流路を必要とする
点、更に（２）側部流路は両側端部の温度制御のために
あるため、注湯量の主要部分を通す主流路に比べて通過
流量がかなり少ない点で問題が生ずる。すなわち、同一
注湯量を単一流路で供給する場合に比べて必然的に各流
路が細くなるばかりでなく、特に側部流路は主流路より
もかなり細くなるので、流路閉塞の発生する危険性が高
くなるという欠点がある。

【０００７】また溶湯供給に本質的に必要な主流路の他
に、側端部温度の調整用として側部流路を設けたため、
その分の設備・材料の消耗費用、運転費用等により生産
コストの増加が避けられないという点でも不利である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、流路
閉塞の危険性を増大させず、また注湯ノズル等の流路設
備に余分な費用負担を必要とせずに、湯溜まり内溶湯温
度分布を制御することにより、鋳片厚さの幅方向均一性
を良好に確保できる双ロール連続鋳造方法およびその実
施のための装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の双ロール連続鋳造方法は、回転軸を水平に
且つ互いに平行にして所定間隔で配置した一対の冷却ロ
ールと、これら冷却ロールの両端面に押し付けた一対の
サイドダムとで構成した連続鋳造鋳型内に、注湯ノズル
から金属溶湯を連続的に注入して湯溜まりを形成しつ
つ、回転する両冷却ロールの表面上に一対の凝固殻を成
長させ、これら凝固殻を合体させた１枚の帯状鋳片を上
記鋳型から下方へ送り出す双ロール連続鋳造方法におい
て、鋳造中に、送り出される鋳片の両側端部の厚さの差
を実質的に無くするように、注湯ノズルを鋳片幅方向に
移動させることを特徴とする。

【００１０】上記本発明の双ロール連続鋳造方法を行う
ための装置は、送り出されている鋳片の両側端部の厚さ
をそれぞれ検出する板厚センサ、注湯ノズルを鋳片幅方
向に移動させるノズル移動装置、および板厚センサで検
出された板厚データに基づいてノズル移動装置を制御す
る制御装置を有することを特徴とする。

【００１１】両冷却ロールの抜熱能力の差等を考慮に入
れる必要がある場合には、鋳片幅方向に加えて鋳片厚さ
方向にも注湯ノズルを移動させることが望ましい。この
場合、ノズル移動装置として、鋳片幅方向に加えて鋳片
厚さ方向にも注湯ノズルを移動させる機能を有するもの
を用いる。

【００１２】

【作用】本発明においては、鋳造中に、送り出される鋳
片の両側端部の厚さの差を実質的に無くするように、注
湯ノズルを鋳片幅方向に移動させる。これは、鋳造中に
検出した鋳片両側端部厚さのデータに基づいてノズルの
移動時期、移動の向き、移動量、移動速度を制御するこ
とにより実施される。

【００１３】本発明によれば、従来のように複数の注湯
流路を必ずしも必要としないので、単一の流路を用い流
路閉塞の危険性が最も少ない状態で湯溜まり内溶湯温度
分布を制御し、両側端厚さに実質的な差の無い鋳片を鋳
造することができる。但し、本発明は注湯流路を単一に
することに限定するものではなく、流路閉塞の危険性を
実質的に増大しない場合（例えば十分に太い流路を複数
用いる場合等）には、溶湯温度上の要請等に応じて注湯
流路を複数にすることもできる。

【００１４】注湯ノズルの移動は、基本的には湯溜まり
内溶湯温度分布を均一にするように行うが、必ずしも均
一分布に限定する必要はなく、他の鋳造要因（冷却ロー
ル抜熱能力、冷却ロール圧下力、冷却ロール表面プロフ
ィル、凝固時間等）による鋳片厚さへの影響を相殺する
するような溶湯温度分布になるように、従って最終的に
両側端部の厚さが実質的に等しい鋳片が鋳造されるよう
に、注湯ノズルの移動を行えばよい。

【００１５】以下に、添付図面を参照し、実施例によっ
て本発明を更に詳細に説明する。

【００１６】

【実施例】図１〜図４を参照して、本発明の双ロール連
続鋳造装置の一構成例およびその作動を説明する。図１
は冷却ロール１の端面方向から見た側面図、図２は鋳片
８の板面方向から見た正面図（手前の冷却ロール１は省
略して示した）、図３は冷却ロール１の斜め上方から見
た斜視図、および図４は冷却ロール１の胴長中央で切断
した断面図である。

【００１７】一対の冷却ロール１（直径Ｄ）が回転軸２
を水平に且つ互いに平行にして所定間隔で配置されてい
る。両冷却ロール１はそれぞれ矢印Ｙａ、Ｙｂの向きに
回転する。最近接位置での冷却ロール間隔Ｔは、鋳造す
る鋳片の板厚ｔにほぼ等しい。一対のサイドダム３を図
示しないサイドダム押し付け装置によって冷却ロール１
の両端面５に押し付け、上下に貫通した連続鋳造鋳型を
構成している。タンディッシュ１０から注湯ノズル４を
介して金属溶湯がこの鋳型内に連続的に注入されて湯溜
まり６を形成する。湯溜まり６内では、溶湯が両冷却ロ
ール１の表面Ｓ上で凝固し、一対の凝固殻７が成長す
る。凝固殻７は両冷却ロール１のほぼ最近接位置（冷却
ロール間隔Ｔの位置）で合体し単一の帯状鋳片８とな
り、冷却ロール１の回転により最近接位置から下方へ送
り出される。図示しない加圧手段により冷却ロール１が
両側から鋳片８を圧下して凝固殻７同士の圧着を完全に
する。

【００１８】軌道台車１１ｃは、油圧装置１１ａにより
基盤１４上を鋳片幅方向に移動できる。この台車１１ｃ
上に、タンディッシュ１０が、別の油圧装置１１ｂによ
り鋳片厚さ方向に移動可能に設置されている。注湯ノズ
ル４は、下端に単一の注湯流路を有し、上端をタンディ
ッシュ１０の底部に取り付けられている。油圧装置１１
ａ、１１ｂおよび台車１１ｃは、タンディッシュ１０と
共に注湯ノズル４を鋳片幅方向および厚さ方向に移動さ
せる装置（注湯ノズル移動装置）１１を構成する。

【００１９】冷却ロール１の下方には、それぞれ鋳片８
の両側端の厚さを検知するセンサ１２ａおよび１２ｂが
配置されている。制御装置１３は、センサ１２ａ、１２
ｂで検知された厚さデータｉ、ｊを取り込み、それに基
づいて注湯ノズル移動装置１１の油圧装置１１ａおよび
１１ｂにそれぞれ制御信号ｋ、ｌを送り、それによりタ
ンディッシュ１０および注湯ノズル４の移動を制御す
る。

【００２０】鋳片両側端厚さに対する他の鋳造要因の影
響を無視できる場合には、薄い板厚側の溶鋼温度は、厚
い板厚側の溶鋼温度よりも高い。両者の温度差を無くす
るように、制御装置１３は移動装置１１に対してノズル
４を板厚の厚い側に移動させる指令を出し、この指令を
受けた油圧装置１１ａが駆動して移動装置１１は注湯ノ
ズル４を湯溜まり６の溶鋼温度の低い方へ移動させ、両
側端部の板厚が実質的に同一である鋳片８が鋳造され
る。

【００２１】更に、２つの冷却ロール１間で冷却能力に
差があるような場合には、各冷却ロール表面Ｓ上に成長
する凝固殻７間で厚さの差が生ずる。このような凝固殻
７間での厚さの差をも無くするように、油圧装置１１ｂ
を駆動させてノズル４を鋳片幅方向の移動に加えて鋳片
厚さ方向にも移動させるようにすることができる。本発
明においては、注湯ノズル４の下端に設ける注湯流路の
態様は特に限定する必要はなく、鋳片両側端部の厚さの
差を実質的に無くするようにノズル４を鋳片幅方向ある
いはそれに加えて鋳片厚さ方向に移動させることによ
り、本発明の効果が得られる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
流路閉塞の危険性を増大させず、また注湯ノズル等の流
路設備に余分な費用負担を必要とせずに、湯溜まり内溶
湯温度分布を制御することにより、鋳片厚さの幅方向均
一性を良好に確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の双ロール連続鋳造装置の構成例を示す
側面図である。

【図２】本発明の双ロール連続鋳造装置の構成例を示す
断面図である。

【図３】双ロール連続鋳造装置における一対の冷却ロー
ルと一対のサイドダムとで構成した連続鋳造鋳型、鋳型
内の湯溜まり、および下方に送り出される帯状鋳片を示
す斜視図である。

【図４】双ロール連続鋳造装置における一対の冷却ロー
ル、冷却ロール間に形成された湯溜まり、冷却ロール表
面で成長する一対の凝固殻、これら凝固殻の合体により
形成され下方へ送り出される鋳片を示す断面図である。

【符号の説明】

１…一対の冷却ロール（直径Ｄ） ２…冷却ロール１の回転軸 ３…一対のサイドダム ４…注湯ノズル ５…冷却ロール１の両端面 ６…湯溜まり ７…凝固殻 ８…鋳片 １０…タンディッシュ １１…注湯ノズル移動装置 １１ａ、１１ｂ…注湯ノズル移動装置１１の油圧装置 １１ｃ…注湯ノズル移動装置１１の台車 １２ａ、１２ｂ…板厚センサ １３…移動装置１１の作動を制御する装置 １４…基盤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を水平に且つ互いに平行にして所
   定間隔で配置した一対の冷却ロールと、これら冷却ロー
   ルの両端面に押し付けた一対のサイドダムとで構成した
   連続鋳造鋳型内に、注湯ノズルから金属溶湯を連続的に
   注入して湯溜まりを形成しつつ、回転する両冷却ロール
   の表面上に一対の凝固殻を成長させ、これら凝固殻を合
   体させた１枚の帯状鋳片を上記鋳型から下方へ送り出す
   双ロール連続鋳造方法において、 鋳造中に、送り出される鋳片の両側端部の厚さの差を実
   質的に無くするように、注湯ノズルを鋳片幅方向に移動
   させることを特徴とする双ロール連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 前記鋳片幅方向に加えて鋳片厚さ方向に
   も注湯ノズルを移動させることを特徴とする請求項１記
   載の双ロール連続鋳造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の双ロール連続鋳造方法を
   行うための装置であって、 送り出されている鋳片の両側端部の厚さをそれぞれ検出
   する板厚センサ、 注湯ノズルを鋳片幅方向に移動させるノズル移動装置、
   および該板厚センサで検出された板厚データに基づいて
   該ノズル移動装置を制御する制御装置を有することを特
   徴とする双ロール連続鋳造装置。
4. 【請求項４】 前記ノズル移動装置が、前記鋳片幅方向
   に加えて鋳片厚さ方向にも前記注湯ノズルを移動させる
   ことを特徴とする請求項３記載の双ロール連続鋳造装
   置。