JPH09192792A - ベルト式連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 鋳型を構成する無端ベルト1a, 1bの背面
をバックアップロール５，６により支持すると共に冷却
水により冷却して薄鋳片８を鋳造するベルト式連続鋳造
方法において、鋳片広面部に当たる部分のバックアップ
ロール５，６の外径を、鋳造方向下流に向かって鋳片８
の収縮量に応じた分だけ大径化して支持する。 【効果】 平均の冷却速度が上がるため冷却帯長さが短
くできると共に、機長が同じ場合には鋳造速度が上げら
れるため生産性を向上させることができる。また、表面
性状（粗さ、偏析等）が良好で、割れが防止され高品質
の鋳片を鋳造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型を構成する無
端ベルトの背面をバックアップロールにより支持すると
共に冷却水により冷却して厚さが比較的薄い鋳片を鋳造
するベルト式連続鋳造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、鋳片を鋳造するベルト式連続鋳
造方法に適用されるベルト式連続鋳造装置の概要図であ
って、図において、鋳型は、上下無端ベルト1a, 1bおよ
び両側のサイドダム2a, 2bにより構成され、上下の各プ
ーリ３，４の回転により移動する。また無端ベルト1a,
1bは、背面を水冷され、バックアップロール５，６によ
り支持されている。このような構成において、移動して
いる上下無端ベルト1a,1bの間に給湯部７より溶湯を注
入する。注入された溶湯は、無端ベルト1a, 1bの移動に
つれて冷却凝固され、厚さが薄く幅広の鋳片８として連
続的に取り出される。

【０００３】上記ベルト式連続鋳造装置におけるバック
アップロール５，６は、無端ベルト1a, 1bの背面におい
て冷却用の冷却水通路を確保するため、通常、図６に示
すような、鋳片幅方向にほぼ等間隔で且つ一様な径で形
成されたフィン９を有する。そしてこのバックアップロ
ール５，６を、鋳造方向に所定間隔で配置することによ
り無端ベルト1a, 1bの背面を支持している。なお、図に
おいて、符号10は支持軸、符号11はキャスターフレーム
を示す。

【０００４】一方、特公平 6− 67536号公報には、無端
ベルト1a, 1bの熱変形に追従させるため膨出胴を有する
樽状のバックアップロール５，６を使用するベルト式連
続鋳造方法が提案されている。この方法は、無端ベルト
1a, 1bの熱変形量が大きい鋳型入口付近から熱変形量の
小さくなる下流側に追従させて樽状バックアップロール
５，６の膨出量を変化させて支持し、鋳造される鋳片８
の表面割れを防止するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ベルト式連
続鋳造装置での鋳造においては、凝固の進行あるいは凝
固後の冷却に伴い、鋳造方向下流に向かうにつれて鋳片
８が収縮するため、無端ベルト1a, 1bと鋳片８の間にエ
アギャップと呼ばれる間隙ができる。このエアギャップ
が生成すると、抜熱速度が極端に低下する。このエアギ
ャップの生成は、上述した通常の外径一様のバックアッ
プロール５，６を用いる方法あるいは樽状のバックアッ
プロール５，６を用いる方法のいずれの方法によっても
防止することができない。

【０００６】上記エアギャップが生成すると、抜熱低下
が生じるため凝固完了までの時間が長くなり、給湯部７
から出口までの時間を長くする必要がある。そのため、
無端ベルトの移動速度をあまり速くすることができず生
産性が低くなる。また、無端ベルトの移動速度を速くす
る場合には給湯部７から出口までの距離を長くする必要
があり、鋳造装置の全長が大きくなり、設備費が多大と
なる。また、アルミ合金を鋳造する場合、エアギャップ
生成による抜熱低下は、表面再溶融による発汗、逆偏析
の原因にもなる。また、エアギャップは均一に生成しな
いので、冷却不均一となり鋳片温度にバラツキができ、
熱応力による割れ発生の原因にもなる。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解消するために
なしたものであって、その目的は、鋳片の収縮に伴う抜
熱低下を防止し、高生産性で、且つ高品質な薄鋳片を得
ることが可能なベルト式連続鋳造方法を提供するもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るベルト式連続鋳造方法は、鋳型を構成
する無端ベルトの背面をバックアップロールにより支持
すると共に冷却水により冷却して薄鋳片を鋳造するベル
ト式連続鋳造方法において、鋳片広面部に当たる部分の
バックアップロールの外径を、鋳造方向下流に向かって
鋳片収縮量に応じた分だけ大径化して支持するものであ
る。

【０００９】本発明では、図１に上半分を示すように、
バックアップロール５（６）の鋳片広面部に当たる部分
のみ、フィン９の外径を鋳造方向下流に向かって鋳片収
縮量αに応じた分だけ、大径化し、無端ベルト1a（1b）
を鋳片８に押しつけるようにしたので、無端ベルト1a
（1b）と鋳片８の表面との間にできるエアギャップが防
止でき、充分な抜熱が得られる。従って、ベルト式連続
鋳造装置の全長を長くする必要がなく、設備費の抑制と
同時に高生産性を得ることができる。また、表面再溶融
による発汗、逆偏析などが防止できるので高品質の鋳片
８を得ることができる。

【００１０】例えば、アルミやアルミ合金の場合、鋳片
８の厚さが25mmの時、収縮量αは約1mmである。すなわ
ち、片側約 0.5mmのエアギャップができることになる。
この場合、抜熱速度を決める熱伝達係数の値は、エアギ
ャップが無く接触している時に比べて 1／20〜 1／40に
なり、抜熱低下となる。

【００１１】図２は、上半分が本発明に係るベルト式連
続鋳造装置の横断面を、下半分に従来のベルト式連続鋳
造装置の横断面を示すもので、通常、ベルト式連続鋳造
装置では、鋳片幅を規定するためのサイドダム2a, 2bが
上下無端ベルト1a, 1bの間の両側に挟まれて移動してい
るため、従来のようにフィン９の外径が幅方向に均一な
バックアップロール６（５）では、そのロール６を用い
て、無端ベルト1b（1a）を鋳片８の広面に押しつけるこ
とは不可能であってエアギャップが生成する。しかし、
本発明では、サイドダム2a, 2bの内側の鋳片８の広面部
に当たる部分のバックアップロール５（６）のフィン９
の外径を、鋳造の進行につれて鋳片８が収縮する分だけ
大きくしているので、無端ベルト1a（1b）を鋳片の広面
に押しつけることができ、エアギャップの生成が防止さ
れる。この時のバックアップロール５（６）の配置は、
鋳型入口は通常の一様のフィン径を有するバックアップ
ロール５（６）を、凝固開始位置から凝固終了位置の間
は段階的に鋳片広面部に当たるフィン径を大径化したバ
ックアップロール５（６）をそれぞれ配置する。

【００１２】なお、上記バックアップロール５（６）の
大径部とサイドダム2a, 2bを挟む部分とのフィン径の変
化は、最大でも半径で 1mm以下であるため、急激に変え
ても大きな問題はないが、無端ベルト1a（1b）の寿命延
長のためには、勾配10％以下になるように径を変化させ
る方が望ましい。また、収縮の起こり方、進み方は、計
算により予測可能であり、計算結果を参考に配置を決定
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。図５に示すベルト式連続鋳造装置において、図１に
示すような、鋳片広面部に当たる部分のみ、フィン９の
外径を鋳造方向下流に向かって鋳片収縮量αに応じた分
だけ大径化したバックアップロール５，６を配列し、こ
のベルト式連続鋳造装置を用いて下記条件の基でアルミ
合金（Al− 4％Mg合金）の鋳造を行った。この時のフィ
ン９の大径量およびそれらのロール配列は、凝固解析に
よる鋳片収縮量の計算結果を基に決定した。

【００１４】装置条件 機長： 2ｍ、冷却帯長さ： 1.4ｍ、ベルト：鋼製，厚 1
mm 鋳造条件 鋳片寸法：幅1500mm×厚25mm、鋳造速度： 5ｍ／min 、
鋳造温度： 700℃ バックアップロール径（フィン外径）：鋳型入口側か
ら順に No.1, 2バックアップロール ：89mm（一様） No.3, 4バックアップロール ：90mm（中央部）， 89mm（端部） No.5, 6バックアップロール ：91mm（中央部）， 89mm（端部） No.7, 8バックアップロール ：91.5mm（中央部），89mm（端部） No.9 〜12バックアップロール ：92mm（中央部）， 89mm（端部）

【００１５】また、比較のため、従来の一様径（フィン
外径：89mm）のバックアップロールとした時の鋳造も行
った。但し、この時の機長： 3ｍ、冷却帯長さ： 2.2ｍ
で他の条件は上記実施例とほぼ同じである。

【００１６】上記鋳造中のベルトの温度を測定した結
果、その温度変化は図３に示す通りであり、この図によ
れば、本実施例では、最初上昇し、その温度でほぼ一定
値に落ち着き安定した抜熱がなされているのが分かる。
これに対して、比較例のものでは、凝固開始までの部分
はほぼ本実施例と同じように温度上昇が見られるが、そ
の後は温度が低下し、抜熱が不十分であることが分か
る。また、このようにして得られた鋳片の表面粗さを測
定した結果、図４に示すように、本実施例のものではほ
ぼ平滑な表面性状であって、無端ベルトが常に均一に接
触し良好に保たれていることが分かるのに対し、比較例
のものでは接触が不均一なため、歪みや微少な発汗によ
り粗い表面となっている。

【００１７】

【発明の効果】上述したように、本発明に係るベルト式
連続鋳造方法によれば、平均の冷却速度が上がるため冷
却帯長さが短くできると共に、機長が同じ場合には鋳造
速度が上げられるため生産性を向上させることができ
る。また、表面性状（粗さ、偏析等）が良好で、割れが
防止され高品質の鋳片を鋳造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベルト式連続鋳造方法に適用され
るバックアップロールの配列を示す上半分の説明図であ
る。

【図２】上半分が本発明に係るベルト式連続鋳造装置の
横断面を、下半分に従来のベルト式連続鋳造装置の横断
面を示す説明図である。

【図３】鋳型入口からの距離とベルト温度との関係を示
す図である。

【図４】鋳片の表面粗さを示す図である。

【図５】従来のベルト式連続鋳造装置の説明図である。

【図６】従来のバックアップロールの説明図であって、
ａは全体図、ｂはａの要部拡大図である。

【符号の説明】

1a, 1b：無端ベルト 2a, 2b：サイドダム
３，４：プーリ ５，６：バックアップロール
７：給湯部 ８：鋳片 ９：フィン
α：収縮量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型を構成する無端ベルトの背面をバッ
   クアップロールにより支持すると共に冷却水により冷却
   して薄鋳片を鋳造するベルト式連続鋳造方法において、
   鋳片広面部に当たる部分のバックアップロールの外径
   を、鋳造方向下流に向かって鋳片収縮量に応じた分だけ
   大径化して支持することを特徴とするベルト式連続鋳造
   方法。