JPH1157952A - 金属ストリップ連続鋳造装置 - Google Patents
金属ストリップ連続鋳造装置Info
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- JPH1157952A JPH1157952A JP10174447A JP17444798A JPH1157952A JP H1157952 A JPH1157952 A JP H1157952A JP 10174447 A JP10174447 A JP 10174447A JP 17444798 A JP17444798 A JP 17444798A JP H1157952 A JPH1157952 A JP H1157952A
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
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- B22D11/068—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
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- B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
行い得るようにし、ストリップ幅方向における非対称な
厚み変動を回避してストリップ形状の対称性を向上す
る。 【解決手段】 金属ストリップ連続鋳造装置に関し、各
鋳造ロール1を、回転するよう取付けるための突出軸部
31,32と、長手方向水流通路26を備えた周壁を成
す銅スリーブ25と、端壁を成すフランジ27,28
と、水流通路26に水を流出入させるための半径方向通
路35,36とで構成し、水流通路26を群で相互接続
して一端から他端への通過でロール両端間を水流が前後
に往復するようにし、ロール周壁の外端部にノッチを形
成して耐火画成板10と係合する外向き肩部44を画成
し、半径方向通路35,36と長手方向水流通路26間
の相互接続側部ギャラリー42,43とをほぼロール周
壁のノッチ付けした外端部に配する。
Description
続鋳造装置に関する。
方向に回転する一対の水平鋳造ロール間に溶融金属を導
入し、動いているロール表面上で金属殻を凝固させ、ロ
ール間隙にてそれら金属殻を合体させ、凝固したストリ
ップ品としてロール間隙から下方ヘ送給する。本明細書
では、「ロール間隙」という語はロール同士が最接近す
る領域全般を指すものとする。溶融金属は取鍋から小容
器へと注がれ、更にはそこからロール間隙上方に位置し
た金属供給ノズルに流れてロール間隙へと向かい、その
結果、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持される溶
融金属の鋳造溜めを形成することができる。この鋳造溜
めの端は、ロール端面に摺動係合して保持されて鋳造溜
めの両端からの溢流を防ぐ側部堰又は側部プレートで構
成することができる。
造表面は、長手方向冷却水通路を備えた外周壁により提
供され、それらの冷却水通路にはロール端壁内のほぼ半
径方向通路を介して水が給排される。鐵軽金属の鋳造時
には、鋳造ロールは1640℃程度の非常に高温で溶融
金属を支持しなければならず、金属の均一凝固を達成
し、ロール表面の局部的な過熱を避けるためには、鋳造
ロールの周面全体を厳密な均一温度に維持しなければな
らない。
効率が非常にわずかでも変動すると、製造されるストリ
ップが非対称な断面を持ちかねない、即ち、ストリップ
幅方向において非対称な厚み変動を持ちかねない。
プの意図する用途によって異なり得る。例えば、ストリ
ップを後で冷間圧延するようになっている場合には、中
央部に小さな正のクラウンを設ける、即ち、端部より中
央部を少し厚くすべきである。鋳造ロールは、作業温度
への加熱時に膨張して所要形状のストリップを製造する
プロフィールとなるような初期プロフィールに機械仕上
げしなければならない。いずれにしろ、ストリップ形状
は対称であるのが望ましい。しかしながら、これは非常
に困難であることが判明しており、本発明者らは特に、
一般にストリップの中央から外端に向かうにつれてスト
リップ形状がくずれ、一端が他端より遥かに厚くなるこ
とが多いことを見い出している。
効率が変動する大きな原因は、冷却水が一端から他端へ
と流れる間に冷却水温度が大きく変化してしまうことで
ある。この問題は、本出願人らのオーストラリア特許出
願第PO1886号に開示の発明で扱われており、その
発明では二つのロール内の冷却水流の方向を互いに逆に
して一方のロールと他方のロールの温度差効果のバラン
スをとっている。本発明によれば、各ロールに多パス冷
却水システムを提供して冷却水を各ロール内を往復させ
てロールの一側と他側との間の平均温度偏差を減らすこ
とにより各ロール内の温度差効果を減らすことができ
る。この多パス設備は、オーストラリア特許出願第33
021/95号で開示の相互反流設備の代替として使う
こともできるし、そのような相互反流と組合わせて使え
ば、両発明を具現化したシステムとなる。
ことが判明しており、そこでは十分な高熱相互作用率を
維持して局部的な過熱を防ぐのが難しい。この問題は、
オーストリア特許出願第33021/95号に開示され
ているように冷却通路をロールの隅域にまで延ばすこと
によって減らすことができるが、本発明による多パス水
流システムを側部堰板を受けるロール外隅の周方向ノッ
チと関連させて用いれば、より有効に打ち勝つことがで
き、鋳造溜めの全長にわたってほぼ均一な冷却を提供す
ることができる。
装置は、間にロール間隙を形成し且つロール長手方向に
ロール外周面に隣接して延びる水流通路を各々備えた一
対の鋳造ロールと、溶融金属を鋳造ロール間のロール間
隙に供給することによりロール間隙上方の鋳造ロール表
面上に支持された溶融金属の鋳造溜めを形成する金属供
給ノズルと、鋳造ロールの相反端部に係合してロール間
隙端で溜めを画成する一対の溜め画成板と、鋳造ロール
を相互方向に回転駆動してロール間隙から下方に送給さ
れる凝固金属ストリップを造り出すロール駆動手段と、
冷却水を鋳造ロール内の前記長手方向通路に供給する冷
却水供給手段とで構成した金属ストリップ連続鋳造装置
であって、前記各鋳造ロールを、中央軸心まわりに回転
するよう各鋳造ロールを取付けるための中央軸手段と、
中央軸線のまわりに配して前記長手方向水流通路を備え
た周壁と、中央軸手段と周壁端との間に延びる端壁と、
前記長手方向水流通路に水を流出入させるため端壁の少
なくとも一つに形成した半径方向通路とで構成し、長手
方向水流通路を群で相互接続して、各群の周方向に離間
した通路が単一の連続水流路を形成して水流路の一端か
ら他端への通過でロール両端間を水流が前後に往復する
ようにし、ロール周壁の外端部にノッチを形成して、前
記溜め画成板と係合する外向き肩部を画成し、前記半径
方向通路と長手方向水流通路間の相互接続部とをほぼロ
ール周壁のノッチ付けした外端部に配したことを特徴と
するものである。
通路間の相互接続部とをほぼ肩部付近に配する。
三パス水流路を画成することができる。
向通路を有し、ロール各端に一組ずつ配して、一方の組
を水流路の第一端に連通させ、他方の組を水流路の他端
に連通させることができる。
シング表面を提供する円筒形スリーブとで構成できる。
成して、鋳造時のロールの剛性を提供し得るようにする
ことができる。
て、鋳造溜めと流通路内を流れる水との間の良好な熱交
換を提供し得るようにすることができる。
内の内側に形成して前記半径方向通路と連通する水供給
及び戻しダクトを構成することができる。
両鋳造ロールにほぼ同一温度で冷却水を供給する共通の
冷却水源で構成することができる。
供給ダクトに接続された冷却水ポンプで構成することが
できる。
戻ってきた水を、ポンプを介した再循環用に受ける水冷
塔で構成することができる。
半径方向通路と、鋳造ロールの他端での他方の鋳造ロー
ルの半径方向通路とに水が供給されるよう水供給手段を
鋳造ロールに接続することができる。
して、鋳造ロールの同一端で両鋳造ロールの半径方向通
路にほぼ同一温度で水を供給し得るようにすることがで
きる。
め、添付図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
置は、相互間にロール間隙2を形成する一対の鋳造ロー
ル1で構成される。鋳造作業では、溶融金属が取鍋3か
らタンディッシュ4と供給ノズル5とを介して鋳造ロー
ル1間のロール間隙2へと供給されてロール間隙2上方
に溶融金属の鋳造溜め6を生み出す。鋳造溜め6の端を
画成するのは一対の耐火画成板10で、以下に示すごと
く鋳造ロール1のノッチ付けした端に係合する。取鍋3
に備えたストッパロッド7を動かすことにより溶融金属
を取鍋3から出口ノズル8及び耐火シュラウド9を介し
てタンディッシュ4へと流下させることができる。
仕方で、ロール端から冷却水を供給される内側水冷通路
を備え、鋳造ロール1を駆動手段(図示せず)により相
互方向に回転させることにより連続金属ストリップ11
を造り出して鋳造ロール1間のロール間隙2から下方に
送給する。
はアメリカ特許第5,184,668号及び第5,27
7,243号とオーストラリア特許第631728号及
び第637548号に更に詳しく記述されている。装置
の構成及び操作の詳細についてはこれらの特許を参照す
ることができる。
の周面には長手方向水流通路26を形成し、それらの長
手方向水流通路26へと鋳造ロール1一端部内の半径方
向通路35,36から水を給排する。
ル1は、二つのロール端ピース21,22を中央のステ
ンレス鋼管状ロール本体23に接続して構成し、ロール
本体23のまわりに、厚い円筒形銅スリーブ25を縮み
嵌めして外側ケーシング表面を提供し、長手方向水流通
路26を形成する。このようにして円筒形ロール周壁を
形成することにより、良好な機械的強さを有し、鋳造溜
め6と長手方向水流通路26との熱交換が良好なロール
構造とすることができる。一体物の周壁を有するロール
を用いた場合、熱伝導率が低いという欠点をこうむる
し、たとえ熱伝導率の高い材料を用いたとしても、鋳造
の高温サイクルの下では機械的強さに欠けて早期に熱疲
労するという欠点をこうむり得ることが判明している。
フランジ27,28がロールの端壁と突出軸部31,3
2とを形成し、これら突出軸部31,32により鋳造ロ
ール1は回転可能に取付けられ、駆動される。鋳造ロー
ル1の突出軸部32は、他方の突出軸部31よりもはる
かに長さが長く、回転水流カップリング(図示せず)と
の接続用の二組の水流口33,34を備えている。回転
水流カップリングにより水が鋳造ロール1に給排され
て、ロール端ピース21,22とロール本体23の端を
通って延び、環状ギャラリー40,50に接続した半径
方向通路35,36を介して長手方向水流通路26に給
排される。環状ギャラリー40,50はロール本体23
の外周に形成されて鋳造ロール1周の長手方向水流通路
26との連通を提供する。ロール端ピース21,22に
は中央スペーサチューブ37,38が嵌入されて、鋳造
ロール1内に水の流出入用の別個の内側水流ダクトを画
成する。このようにして水流口33は中央スペーサチュ
ーブ38の外側に配した環状ダクト39を介して半径方
向通路36と連通し、他方、半径方向通路35は鋳造ロ
ール1の中空内部とチューブ38内部により形成された
ダクトと連通する。下に論じるように水流口33,34
は水供給ライン及び水戻しラインに接続して、水をいず
れかの方向に給排することができる。
穿設して形成し、孔の端は端栓41で塞ぐ。端接続は鋳
造ロール1両端の隣接した長手方向水流通路26間で行
って三連の孔群を相互接続して連続したジグザク状の水
流路を形成して、半径方向通路35,36間で鋳造ロー
ル1を横切る前後往復冷却水流を提供する。
の第1及び第2孔はロール一端の相互接続側部ギャラリ
ー42で接合され、第2及び第3孔はロール他側の相互
接続側部ギャラリー43で接合される。ジグザグ状の水
流路の端は外側スリーブの半径方向孔60,61及び環
状ギャラリー40,50を介して半径方向通路35,3
6に接続する。このようにして、ロール両端間に多パス
の冷却水流が生じる。より明細には、水は一組の半径方
向通路からロールに沿って一方向にロール他端へと流
れ、ロールの最初の端に戻ってからロール他端へと更に
戻ってロール他端の半径方向通路を介してロールから出
る。
他端への通過時に熱を吸収した冷却水が、より高温で鋳
造ロールの最初の端に戻ってから鋳造ロールの出口端へ
と通される。このことにより、鋳造ロールの最初の端で
の平均温度が上がり、従って鋳造ロール二端間での温度
差が減少する。図面では三パス構成を示しているが、鋳
造ロールを通る冷却水の四パス以上を提供するよう長手
方向水流通路を形成する孔を群にして相互接続してもよ
い。鋳造ロールの同一端で長手方向水流通路に水を給排
する二パス構成を提供することも可能である。このため
には、長手方向に離間した環状ギャラリーを鋳造ロール
一端での相互接続された長手方向孔の端に接続して、流
入水と流出水とを分ける必要がある。しかしながら、二
パス構成には鋳造ロールの二端での水流の平均温度がほ
ぼ均一化され、ロール両端間の温度差が本質的になくな
るという利点がある。
するギャラリー42,43は、孔の端に側部切削工具を
挿入し、これら工具を横に動かして、孔端が栓止めされ
る前に相互接続部を形成する。本発明によれば、連続す
る長手方向孔間にこれらの相互接続部を形成する必要が
あるため、水流は銅スリーブ25の端際から取り出すこ
とができない。前述したように、鋳造表面の均一な冷却
が特に重要であり、達成しにくい。この理由のため、銅
スリーブ25の外端部にノッチを形成して、耐火画成板
10と係合する外向き肩部44を画成し、前記相互接続
部(ギャラリー42,43)と半径方向通路35,36
は肩部44に直に隣接したノッチ付き外端部に配する。
この構成では、冷却水が耐火画成板10間の鋳造表面有
効長さのほぼ全体にわたってほぼ直線の非妨害路を流れ
る。鋳造ロール1のこれらの部分が不均一に冷却水に晒
されることによるスリーブ端での温度変動や、冷却水の
流れ方向を変える必要があることは、それらが鋳造溜め
6に接触しないため、重要でない。
つの仕方を示している。この図は、供給ライン52を介
して水を一方の鋳造ロール1の水流口33と他方の鋳造
ロール1の水流口34に供給することにより水を一方の
ロールの一端の半径方向通路と、他方のロールの他端に
供給する供給ポンプ51を示している。水は他方の口か
ら排出ライン53を介して冷却塔54へと流れ、戻しラ
イン55を介して供給ポンプ51へと戻される。両鋳造
ロール1が共通の供給ポンプ51から冷却水を受けるた
め、冷却水はほぼ同一温度で両鋳造ロール1に送給され
る。ロール各々にわたる温度差が多パス構成により最小
化されるため、両鋳造ロール1にわたった非常に均一な
温度分布が達成される。更に又、一方のロールにわたる
温度差による膨張差効果は、両ロールの流れ方向が相互
に反するため、他方ロールの動きに対して相殺される傾
向がある。しかしながら、この流れ反転は本発明にとっ
て重要ではなく、図8に示したように水供給源に接続す
ることにより水流の方向を両鋳造ロール1とも同じにす
ることもできる。図8に示した構成部品は図7に示した
のと同じであるが、この場合は水供給ライン52が両鋳
造ロール1の水流口33に接続され、排出ライン53は
両鋳造ロール1の水流口34に接続される。
の径であり、60mm程度の外スリーブ厚を有する。長
手方向水流通路26は典型的には20mm程度の径であ
る。これらには45の等しく離間した孔を形成して15
のジグザグ又は多パス路とすることができる。
は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。
鋳造ロールの一端から多端にわたる温度差を最小化して
非常に均一な温度分布を達成することができるので、鋳
造溜めの全長にわたってほぼ均一な冷却を行うことがで
き、ストリップ幅方向における非対称な厚み変動を回避
してストリップ形状の対称性を大幅に向上することがで
きるという優れた効果を奏し得る。
ある。
側部分及び右側部分の断面図であり、線A−Aでつきあ
わせてロール全体の断面図を構成するものである。
給源を接続する一つの仕方を示す図である。
別の仕方を示す図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 間にロール間隙を形成し且つロール長手
方向にロール外周面に隣接して延びる水流通路を各々備
えた一対の鋳造ロールと、溶融金属を鋳造ロール間のロ
ール間隙に供給することによりロール間隙上方の鋳造ロ
ール表面上に支持された溶融金属の鋳造溜めを形成する
金属供給ノズルと、鋳造ロールの相反端部に係合してロ
ール間隙端で溜めを画成する一対の溜め画成板と、鋳造
ロールを相互方向に回転駆動してロール間隙から下方に
送給される凝固金属ストリップを造り出すロール駆動手
段と、冷却水を鋳造ロール内の前記長手方向通路に供給
する冷却水供給手段とで構成した金属ストリップ連続鋳
造装置であって、前記各鋳造ロールを、中央軸心まわり
に回転するよう各鋳造ロールを取付けるための中央軸手
段と、中央軸線のまわりに配して前記長手方向水流通路
を備えた周壁と、中央軸手段と周壁端との間に延びる端
壁と、前記長手方向水流通路に水を流出入させるため端
壁の少なくとも一つに形成した半径方向通路とで構成
し、長手方向水流通路を群で相互接続して、各群の周方
向に離間した通路が単一の連続水流路を形成して水流路
の一端から他端への通過でロール両端間を水流が前後に
往復するようにし、ロール周壁の外端部にノッチを形成
して、前記溜め画成板と係合する外向き肩部を画成し、
前記半径方向通路と長手方向水流通路間の相互接続部と
をほぼロール周壁のノッチ付けした外端部に配したこと
を特徴とする金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項2】 半径方向通路と長手方向水流通路間の相
互接続部とをほぼ肩部付近に配した請求項1に記載の金
属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項3】 長手方向水流通路を群で相互接続して、
三パス水流路を画成した請求項1又は2に記載の金属ス
トリップ連続鋳造装置。 - 【請求項4】 各鋳造ロールが二組の半径方向通路を有
し、ロール各端に一組ずつ配して、一方の組を水流路の
第一端に連通させ、他方の組を水流路の他端に連通させ
た請求項3に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項5】 周壁を、内側管状ロール本体と、外側ケ
ーシング表面を提供する円筒形スリーブとで構成した請
求項1乃至4のいずれかに記載の金属ストリップ連続鋳
造装置。 - 【請求項6】 内側管状ロール本体をステンレス鋼で構
成して、鋳造時のロールの剛性を提供し得るようにした
請求項1乃至5のいずれかに記載の金属ストリップ連続
鋳造装置。 - 【請求項7】 円筒形スリーブを銅又は銅合金で構成し
た請求項1乃至6のいずれかに記載の金属ストリップ連
続鋳造装置。 - 【請求項8】 鋳造ロールに、中央軸手段内の内側に形
成されて前記半径方向通路と連通する水供給及び戻しダ
クトを構成した請求項1乃至7のいずれかに記載の金属
ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項9】 水供給手段を、水供給ダクトに接続され
て両鋳造ロールにほぼ同一温度で冷却水を供給する共通
の冷却水源で構成した請求項8に記載の金属ストリップ
連続鋳造装置。 - 【請求項10】 冷却水の共通供給源を、両鋳造ロール
の水供給ダクトに接続された冷却水ポンプで構成した請
求項9に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項11】 水供給手段を、戻しダクトを介して戻
ってきた水をポンプを介した再循環用に受ける水冷塔で
構成した請求項10に記載の金属ストリップ連続鋳造装
置。 - 【請求項12】 鋳造ロールの一端での一方の鋳造ロー
ルの半径方向通路と、鋳造ロールの他端での他方の鋳造
ロールの半径方向通路とに水が供給されるよう水供給手
段を鋳造ロールに接続した請求項1乃至11のいずれか
に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項13】 水供給手段を鋳造ロールに接続して、
鋳造ロールの同一端で両鋳造ロールの半径方向通路にほ
ぼ同一温度で水を供給し得るよう構成した請求項7乃至
11のいずれかに記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
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