JPH08224640A - 双ロール連続鋳造方法および双ロール連続鋳造機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成で、双ロール連続鋳造機で製造さ
れる鋳片のクラウン形状を制御でき高品質な鋳片を製造
することにある。 【構成】 回転する一対の冷却ドラムの表面間に供給さ
れた溶融金属を冷却ロールの抜熱で凝固層を内部方向に
成長させ金属薄帯を製造する双ロール連続鋳造方法にお
いて、溶融金属の凝固完了時を、冷却ドラムギャップ部
の位置より出側とするとともに、凝固完了と所定のクラ
ウン量を得るクラウン調整と同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属を連続的に金
属薄帯に鋳造するに際し、金属薄帯のクラウン量を適正
とすることが出来る双ロール連続鋳造方法、および双ロ
ール連続鋳造機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、双ロール式連続鋳造機は、ベッ
セマー式連続鋳造法を応用した装置として知られている
（特開昭６０ー１３７５６２号公報参照）。この方式
は、図３に示す如く、下方に噛み込む方向に回転する対
の冷却ドラム１ａ，１ｂを水平に配置すると共に、冷却
ロール端部にサイド堰２ａ，２ｂを設ける構成で、冷却
ドラム１ａ，１ｂとサイド堰２ａ，２ｂに区画された凹
部に湯溜まり部３を形成する。この湯溜り部３に供給さ
れた溶融金属は、冷却ドラム１ａ，１ｂと接する部分が
冷却・凝固して凝固シェルとなる。この凝固シェルが、
冷却ドラム１ａ、１ｂの回転にともなって、冷却ドラム
１ａ、１ｂが互いにもっとも近接した位置で向かい合う
地点（いわゆるキス点）まで成長して一体化されて、金
属薄帯４として搬出される。

【０００３】ところが、この金属薄帯４の断面形状は長
方形か、または僅かに中央部が厚いものを要求される
が、従来の双ロール鋳造機では、金属薄帯４を鋳造する
時、水冷している冷却ドラム１ａ、１ｂの外周面が溶融
金属との接触面による加熱膨張と内面の冷却水による冷
却収縮とにより中央部がふくらんでビヤ樽状に変形する
ので、金属薄帯の中央部が薄くなる。このため、後行程
で圧延するときに多くの圧延スタンドを要する問題点が
あった。

【０００４】係る問題点を解決するための技術として種
々の提案がなされている。例えば特開昭６１−３７３５
４号公報に記載の技術例がある。この特開昭６１−３７
３５４号公報に記載の技術では冷却ドラムに、予め熱変
形に相当する鼓形状を付与し、鋳造中に直円筒状になる
形状としたものが開示されている。

【０００５】ところがこの技術では、製造される鋳片の
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によって変化するとい
う問題点を有していた。この点の解決する技術として、
冷却ドラムの抜熱能力を変化させクラウン量を制御する
技術が提案されている（例えば特開平１−３０７６５２
号等公報に記載の技術）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷却ドラムの抜
熱能力を変化させる双ロール鋳造機では、冷却ドラムの
構造が複雑となり、冷却ドラム自体が高価となりやす
く、またクラウン量の制御には限界があった。更に、鋳
片の端部がバルジングによりエッジアップになる。そこ
で本発明では、簡易な構成で、双ロール連続鋳造機で製
造される鋳片のクラウン形状を制御でき高品質な鋳片を
製造することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑み提
案されたもので、その要旨とするところは、回転する一
対の冷却ドラムの表面間に供給された溶融金属を冷却ロ
ールの抜熱で凝固層を内部方向に成長させ金属薄帯を製
造する双ロール連続鋳造方法において、溶融金属の凝固
完了時を、冷却ドラムギャップ部の位置より出側とする
とともに、凝固完了時点で所定のクラウン量を得るクラ
ウン調整を行うことを特徴とする双ロール連続鋳造方法
である。

【０００８】回転する一対の冷却ドラムの表面間に供給
された溶融金属を冷却ロールの抜熱で凝固層を内部方向
に成長させ金属薄帯を製造する双ロール連続鋳造機にお
いて、冷却ドラムギャップ部の位置より出側の位置で、
溶融金属の凝固を完了させ同時に所定のクラウン量を得
るクラウン調整を行うクラウン調整機を設けたことを特
徴とする双ロール連続鋳造機である。

【０００９】また、上記クラウン調整機を出た金属薄帯
の板厚を測定する板厚測定部と、板厚測定部の測定デー
タに基づき板厚の修正量を演算する板厚修正演算部と、
演算された修正量に基づきクラウン量を制御するクラウ
ン調整機とを備えることを特徴とする双ロール連続鋳造
機である。

【００１０】さらに、上記双ロール連続鋳造機におい
て、クラウン調整機として双ロール連続鋳造機の片方の
冷却ドラムと、冷却ドラムと金属薄帯を介し当接するベ
ンダ付き成形ロールを用いたことを特徴とする双ロール
連続鋳造機である。

【００１１】

【作用】本発明は上述のように構成することより、回転
する一対の冷却ドラムの表面間に供給された溶融金属を
冷却ロールの抜熱で凝固層を内部方向に成長させ、溶融
金属の凝固完了時を、最も近接した一対の冷却ドラムの
位置であるドラムギャプ部の位置より出側としており、
凝固完了時点で所定のクラウン量を得るクラウン調整を
行っている。即ち、凝固完了時直前では、金属薄帯の中
央部には、未だ未凝固部分があり、この未凝固部分を有
する金属薄帯部分にクラウン形状を成形するベンダ付き
成形ロール等のクラウン調整機で金属薄帯に応力を加え
ると、所定のクラウンより大きいクラウン量の場合に
は、金属薄帯内の未凝固部分をドラムギャップ側に押し
戻すように作用しながらクラウン調整が行える。

【００１２】クラウン調整機に入る直前の金属薄帯の形
状は、金属薄帯内の未凝固部分をドラムギャップ側に押
し戻すことが出来る形状であることが好ましく、金属薄
帯のエッジ部を中央部より過冷却し凝固を完了させてお
き、金属薄帯中央部を所定のクラウン量よりやや厚め
（例えば板厚３ｍｍで２００μｍ程度）の寸法とすると
クラウン量の制御が行いやすく、内部凝固偏析も改善で
きる。なお、また金属薄帯の中央部の凝固したシェル
が、クラウン調整機で破れることがない厚さで形成され
ていることが必要である。

【００１３】また、クラウン調整機でクラウン調整の応
力が金属薄帯内部の未凝固部分に加わることにより、未
凝固部分の凝固が急激に進行し未凝固部分が無くなり、
クラウン調整機を出た金属薄帯は安定した状態となる。

【００１４】更に、上記クラウン調整機を出た金属薄帯
の板厚を板厚測定部で測定する。この板厚測定部の測定
データに基づき、板厚の修正量を板厚修正演算部で演算
し、この修正量をフィードバックしてクラウン調整機を
制御し、クラウン量を調整しより適正なクラウン量の金
属薄帯を製造することが出来る。

【００１５】請求項４記載の発明においては、クラウン
調整機としてベンダ付き成形ロールを双ロール連続鋳造
機の片方の冷却ドラムに金属薄帯を介し当接させる構成
としている。係る構成の場合には、ドラムギャップを通
過した金属薄帯は、一方の冷却ロールに沿って引き出さ
れ、ベンダ付き成形ロールにより冷却ドラムに、押しつ
けられつつ、上述したと同様にクラウン量が調整される
ことになる。

【００１６】また、金属薄帯は、ドラムギャップを出た
ときから、ベンダ付き成形ロールにより冷却ドラムに押
しつけられるまでの間は、冷却ドラムに密に接触してお
らず、むしろ金属薄帯の自重および残量熱量により、金
属薄帯は膨張し冷却ロールから離れる傾向にある。従っ
て、ベンダ付き成形ロールにより冷却ドラムに押しつけ
られると、ベンダ付き成形ロールによる応力の他に、冷
却ドラムへ再接触する際の熱伝導により抜熱され、金属
薄帯内の未凝固部分がクラウン制御されつつ急速に凝固
を完了する。なお、この発明では、冷却ドラムのドラム
ギャップとクラウン調整機との間隔を短くすることが出
来、凝固シェルのブレイクアウト等の不足の事故を防止
できる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１は第１の実施例を示す概略図を示す。な
お、図１における双ロール連続鋳造機において、図４に
示す部材等に対応するものについては、同一の符番で指
示した。また、図１〜図３においては、サイド堰の図示
も省略している。本実施例においては、対の冷却ドラム
のドラムギャップより下方位置にクラウン調整機を設け
たものである。ここでクラウン調整機は、第１の実施例
では、一方の冷却ドラム１ａ，１ｂの周面にベンダ付成
形ロール５を配置し、この冷却ドラム１ａ，１ｂとベン
ダ付成形ロール５間に、ドラムギャップを出た金属薄帯
４を通過可能としている。そして、冷却ドラム１ａ，１
ｂとベンダ付成形ロール５間を通過した金属薄帯４は、
ワークロール６をへた後、金属薄帯４の厚みを測定する
クラウンメータ等の板厚測定部７を通過し、圧延等の次
行程に送られる。

【００１８】板厚測定部７により測定された測定データ
は、板厚修正演算部８に送られ基準の板厚と比較され、
板厚の修正量の演算が行われる。この板厚修正演算部８
で演算された修正量に基づきクラウン調整機であるベン
ダ付成形ロール５をフィードバック制御してクラウン量
を修正する。

【００１９】なお、本実施例において、冷却ドラムのド
ラムギャップ部で、溶融金属の未凝固部分４ａの部分を
形成する方法としては、冷却ドラムの冷却量を減じ、或
いは冷却ドラム１ａ，１ｂの回転速度を増やす、また
は、ドラム表面粗さやドラム表面コーティング材熱伝達
率を調整する等により行う。仮に冷却ドラム１ａ，１ｂ
の回転数を１０％増加すると、ドラムギャップ部の１０
％程度の未凝固部分４ａが生じ、この未凝固部分４ａを
ベンダ付成形ロール５で完全な凝固シェル４ｂとしてい
る。また、凝固シェル４ｂの厚さは、少なくとも板厚の
６０％程度以上が必要であり、これ以上薄い場合には凝
固シェル４ｂが破れ未凝固の溶融金属４ａが飛び出す なお、本発明に係るクラウン調整機の制御を行う、金属
薄帯の板厚測定データに基づき、板厚の修正量の演算等
は、ＣＰＵ（中央演算装置），ＲＯＭ（リードオンリー
メモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、入力制
御装置等を有するコンピュータ（図示せず）により行わ
れる。

【００２０】この装置を使用して、肉厚が３ｍｍで板幅
が８００ｍｍの鋳片を、鋳造速度約６０ｍ／分で製造し
た。ここで、冷却ドラムは、径が１２００ｍｍでロール
幅が８００ｍｍの水冷ドラムを使用した。また、ベンダ
付成形ロールは、ロール径が２５０ｍｍで３０ｔｏｎ／
チョックのベンダー の能力を持つ装置を使用した。係
る装置で得られた鋳片のクラウン量は、目標値の±２０
μｍ以下とすることが出来た。こうすることにより、本
実施例と同一の冷却ドラムでドラムギャップ部のみで造
り込んだ金属薄帯のクラウン量の変動が±５０μｍであ
るに比べ大幅に改善されている。

【００２１】図２は、本発明の第２の実施例を示すもの
であり、第１の実施例と異なる部分は、ここでクラウン
調整機であるベンダ付成形ロールを、冷却ドラム１ａ，
１ｂ間のドラムギャップの下方で冷却ドラム１ａ，１ｂ
とは独立して配置したものであり、ベンダ付成形ロール
５を出た金属薄帯４は冷却ロール９、ピンチロール１０
を経たのち、クラウンメータ等の板厚測定部７を通過
し、圧延等の次行程に送られている。この場合、ベンダ
付成形ロール５の取り付け位置は、出来るだけドラムギ
ャップに近いところとするのが好ましい。未凝固部分４
ａが長いと金属薄帯の強度が低下し、ブレイクアウト等
不測の事故の原因となるからである。

【００２２】図３は、本発明の第３の実施例を示す。第
２の実施例と異なる部分は、ベンダーによるクラウン調
整装置の代わりに、サーマルクラウン制御ロールを導入
した点である。冷却ドラム１ａ，１ｂとは独立して配置
した、サーマルクラウン制御ロール１１ａ，１１ｂ（ロ
ール内部の冷却能力を幅方向に変化させて、ロールのク
ラウン調整できる構造を持つ）で、調整した後、ピンチ
ロールを経て、クラウンメーター等の板厚測定部７を通
過して、圧延等の次工程に送られる。鋳片のクラウンの
変動は、急峻でなく経時的に緩慢であるので時定数を調
整することで、簡易にクラウン調整することが可能であ
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上述のように構成することよ
り、金属薄帯のクラウンの調整を行う際、金属薄帯内部
には未凝固状態溶融金属を有し、余計な溶融金属は冷却
ドラム側に押し戻され、製造される金属薄帯内部に余計
な残留応力が残らず良質な金属薄帯が製造される。この
とき適正な金属薄帯を鋳造直後から製造でるため、クラ
ウンの調整用のための圧延が不要であり、金属薄帯の端
部がバルジングによりエッジアップとなることを防止で
き高品質な金属薄帯を製造できる。更に、冷却ドラムの
膨張、等冷却効率等が、鋳造初期と鋳造末期で多少変化
した場合であっても、クラウン調整機での修正で対処が
可能であり、従来より使用している高価な冷却ドラムを
そのまま使用し改造して使用することができる等実用的
効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す概略断面図。

【図２】本発明の第２の実施例を示す概略断面図。

【図３】本発明の第３の実施例を示す概略断面図。

【図４】従来の双ロール連続鋳造機を示す斜視図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 冷却ドラム ２ａ，２ｂ サイド堰 ３ 湯溜まり部 ４ 金属薄帯 ４ａ 溶融金属の未凝固部分 ４ｂ 凝固シェル ５ クラウン調整機（ベンダ付成形ロール） ６ ワークロール ７ 板厚測定部 ８ 板厚修正演算部 ９ 冷却ロール １０ ピンチロール １１ サーマルクラウン制御ロール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転する一対の冷却ドラムの表面間に供給
   された溶融金属を冷却ロールの抜熱で凝固層を内部方向
   に成長させ金属薄帯を製造する双ロール連続鋳造方法に
   おいて、溶融金属の凝固完了時を、冷却ドラムギャップ
   部の位置より出側とするとともに、凝固完了時点で所定
   のクラウン量を得るクラウン調整を行うことを特徴とす
   る双ロール連続鋳造方法。
2. 【請求項２】回転する一対の冷却ドラムの表面間に供給
   された溶融金属を冷却ロールの抜熱で凝固層を内部方向
   に成長させ金属薄帯を製造する双ロール連続鋳造機にお
   いて、冷却ドラムギャップ部の位置より出側の位置で、
   溶融金属の凝固を完了させ同時に所定のクラウン量を得
   るクラウン調整を行うクラウン調整機を設けたことを特
   徴とする双ロール連続鋳造機。
3. 【請求項３】請求項２記載の双ロール連続鋳造機におい
   て、クラウン調整機を出た金属薄帯の板厚を測定する板
   厚測定部と、 板厚測定部の測定データに基づき板厚の修正量を演算す
   る板厚修正演算部と、 演算された修正量に基づきクラウン量を制御するクラウ
   ン調整機と、を備えることを特徴とする双ロール連続鋳
   造機。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の双ロール連続鋳造
   機において、クラウン調整機として双ロール連続鋳造機
   の片方の冷却ドラムと、冷却ドラムと金属薄帯を介し当
   接するベンダ付き成形ロールを用いたことを特徴とする
   双ロール連続鋳造機。