JPS62192230A

JPS62192230A - 圧延鋳造方法および装置

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Publication number: JPS62192230A
Application number: JP62028415A
Authority: JP
Inventors: ヴィルヘルム　フリードリッヒ　ラウエナー
Original assignee: Larex AG
Current assignee: Larex AG
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1987-08-22
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: GR3000019T3; EP0233147A1; JPH0783917B2; CA1293102C; US4823860A; ES2005801B3; DE3760023D1; ATE39333T1; EP0233147B1

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、特許請求の範囲第１項の一般項による圧延鋳
造方法に関する。

従来の技術および発明が解決しようとする問題点ここに
述べる方法は、いわゆる「ロール・キャスタ（Ｒｏｌｌ
　Ｃａ５ｔｅｒ　）　Ｊによって今世紀の３０年代以来
工業的用途を見いだしており、その意義は１９５５年以
来大いに増大している（ディー・イー・Ａ−？ン（Ｄ、
　Ｅ、　）ｔｅｒｒｍａｎ　）著［ハンドブック・オン
・コンテイニコアス・キャスティング（Ｈａｎｄｂｏｏ
ｋ　ｏｎ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｃａ５ｔｉｎｏ）　
−ｌ　１９８０年版）。

今日までに作られた装置から生ずる鋳造ストリップの厚
さは今では３〜１５ｍｍの範囲内にあり、通常、６〜８
　ｍｍである。更に最近の生産ラインでは、幅が０．２
５〜２′ｍ、のストリップが鋳造されている。しかし、
ロール、その軸受、および駆動装置の適切な寸法法めを
以てすれば、鋳造方法自体は、鋳造されるストリップの
幅について何等の限界も示さず、３〜４ｍの幅を備える
ス］・リップを鋳造することは全く実行可能である。

−例としてアルミニウムの鋳造に関する次の説明は、対
応的なデータの調整により、伯の材料、とくに鋼、に関
連する圧延鋳造方法の類似の用途に対しても有効である
。

これまで圧延鋳造の方法は主としてアルミニウム・スト
リップの生産に適用され、鋳造ストリップの厚さと合金
とに依り、９００〜１２０（１ｇ／（ストリップ幅ｍ）
の時間当たり生産速度を可能としている。こうして＃Ｉ
ｉ造されたストリップは、一般に鋳造速度と称する０、
７５〜１．４Ｔｎ、／ｍｉｎの速度でロール・ギせツブ
から出て来る。鋳造ストリップは、ｌｊ−ルから出て来
て、通常３００〜４００℃の温度である。

いかなる鋳造の方向も可能である。真っ直に上方へ、水
平方向へ、あるいは上向き、下向ぎの何れにせよ任意の
角で、ｖｉ”ＩＮする装置のあることを　５　一本出願人等は承知している。

ロールは冷却装置と組み合わされ、捕そくされた熱が冷
却剤によって奪い去られるようにさせる。

このため、これまではロールの内部冷却が広く行われ、
ロールがシェルの内側に置かれ、冷却剤が中を循環する
溝を特色としている。しかし、外部の装置を利用するこ
とも可能であり、それによってロールの表面が冷却剤に
直接に接触され、鋳造帯域内への再進入前に乾燥される
。（ザー・ヘンリー・ベツセマ−（Ｓｉｒ　Ｈｅｎｒｙ
　Ｂｅｓｓｅｍｅｒ）　、１８４６年）この鋳造方法の全ての出願人は、可能な最高の生産速度
を達成するため、即ち可能な最高の鋳造速度で装置を作
動させるために努力している。液状金属がロール間を全
く通過しないことが必要であるが、それは、これによっ
て鋳造過程が妨げられ、または少なくとも鋳造パラメタ
の変更（鋳造速度の低減および／または送り装置内での
金属の温度の低減、ロール表面の清掃、等）により液状
金属の漏出が止められるまでに強い外乱が生成されるか
らである。

ロールと鋳造される金属との間の所要接触時間は鋳造ス
トリップの合金および厚さ、ならびに熱的諸条件（熱の
流れ）によって定められるので、ノズルを後方へ移動さ
せ（第１図における距離（ｈ）の増大）、同時に所要接
触時間を下回ることなく鋳造速度を増大させることによ
り、ロールと鋳造される金属との間の接触の長さを増す
ことは合理的である。

経験により、鋳造ストリップの幅を超える溶融金属の凝
固が、若干異なる速度で生起されることが示されている
。これは、例えばロール上でのノズルの擦れおよび／ま
たは冷却剤や液状金属の温度もしくはその他の諸環境の
変動の結果としての、ロール表面の時間的および／また
は場所的な差異による熱の流れの小さい変動によって生
起される。

溶融金属の漏出を全く確実に回避するためには、鋳造金
属の完全凝固点とロールの間からの出現点との間に若干
の距１ｉｆｔ（第３図の距離（ａ））を付与すれば好都
合である。

現下の鋳造速度を上述の通りとし、鋳造ストリップの厚
さを（アルミニウムについて）約６　ｍｍとすれば、ノ
ズル開口部とロールの間からの出現点との間の約３０厘
という距離（ｈ）は妥当であることがわかっており（第
３図）、それにより、平均の距離（ａ）は約１２＃とな
る。上述の理由により、この距離は、鋳造ストリップの
幅を横切り且つ時間の経過と共に約８〜１６ｍｍの範囲
内で変動する可能性がある。

従ってこの方法は、鋳造金属の完全な凝固後に、わずか
な圧延効果を包含する。例えばロールについて、直径を
６００　ｔｎｍと仮定すると、ａ＝１２ｍｍの距離では
７．４％の縮小率が生ずる。ａ＝８ｍという場所的な最
小値では縮小率が３．４％となり、ａ＝１６ｍという最
大値については縮小率が１２．４％となる。

経験上、表面温度が極めて高い乾燥した潤滑されていな
いロール上へのこの圧延効果により、更に軟らかい鋳造
ストリップがロールに粘着づ−る傾向を有することが示
されている。ロールの間から出現するストリップは、ロ
ールから離れて対称面内を進む基本的な傾向を有する。

ロールの一方に対する粘着が他方に対するよりも強く、
且つ、ロール間からの出現点におけるストリップの曲げ
強さにより主として示される許容値をこの差異が超える
場合には、ストリップが一方のロールに粘着し、通常、
スクレーパまたは対応的なストリップ内の高張力によっ
て加えられる力で離さなければならない。これは、現今
の高い要求品質の故に大部分の用途に対してそれが無用
にされる、という意味で、ストリップの品質を甚だしく
低下させる。

粘着の危険性は、はく離削として役立つ懸濁黒鉛、二硫
化モリブデン、窒化はう素、酸化マグネシウム等のよう
な容易に蒸発する液体をロールへ吹き付けることにより
、ある程度まで軽減させることができる。

例えば鋳造速度が１．２ｍ／ｍｉｎで、ノズル開口部と
ロール間からの出現点との間の距離がｈ＝３０順（第３
図）の場合、鋳造金属とロールとの間の平均接触時間は
１．５８となる。この時間は、−〇　− 凝固の平均時間、０．９８　（第３図の凝固帯域の長さ
ｂ＝１８ｍ）と、平均圧延時間、０．６８（第３図の圧
延帯域の長さａ＝１２ｍｍ＞とで構成される。

これらの所要時間の面から鋳造方法を考えると個々の（
凝固、圧延）段階に対し一定の所要時間を伴う場合の鋳
造速度の増大が、距離（ａ）、（ｂ）および（ｈ）（第
３図）の増大を必要とすることは明白である。従って同
一ロール直径を保持した場合は、鋳造速度の増大が圧延
効果の、そしてストリップの変形の、増大をもたらず。

その結果として生ずる増大した圧延圧力により、上述の
はく離削の使用にも拘らず、ストリップは一層強くロー
ルに粘着し、ストリップとロールの各々との間の粘着度
の許容差が少なく共時折り超過され、従ってストリップ
はロールの一方に粘着し、上述のごとく外力によってこ
れを離さなければならなくなる。

問題点を解決するための手段本発明の目的は、ロールの間からの出現個所で軟らかい
ス［〜リップの高い安定性を生成し、ストリップがロー
ルから進み出て強力なしかも異なる粘着性に拘らず前方
へ自由に向くようにさせ、かくして鋳造金属とロールと
の間の可成り一層長い接触の長さを可能にさせ、最終結
果が鋳造ラインの生産速度の可成りの増大であるように
した方法を提供することにある。同時に、液状金属の漏
出を防止するため、ロールの間からの出現個所でのスト
リップの強い第二次冷却が達成される。本発明による問
題の解決策を、特許請求の範囲第１項および第２項に述
べであるような特徴によって説明しである。冷却剤を付
与することは、ス１−リップの両側に設けられたノズル
により都合良く達成され、各ノズルの一方の壁が、対応
するロール表面それ自体ににり都合良く形成されている
。

本発明による方法を、ロールの更に別の外部冷却装置と
一緒に適用すれば好都合である。冷却帯域内においては
、周囲の一部をおおう［１−ル表面が、冷却剤を用いて
ぬらされ、噴霧され、または吹ぎ付けられる。ロール表
面はそれにより、鋳造帯域の直後に冷却剤を用いて冷却
される。

冷却帯域に直ぐ続く乾燥帯域により、鋳造帯域内への再
進入に当たりロール表面が乾燥していることが保証され
る。

冷却剤に加えて、ロールの表面上に＋１がる上述または
その伯のはく−を剤が従って鋳造ストリップとロールと
の間の粘着を軽減させることは可能である。

ロール表面を乾燥させることは、鋳造過程で予め加熱さ
れたロール表面上での液体冷ＭＩ剤の最終的な蒸発を加
速するための冷態まｌ〔は温風の吹付りによりできるだ
（プ持続されるス１〜リッパおよび／またはブラシのよ
うなよく知られた装置により達成できる。

ここで、本発明を提示する圧延鋳造装置に対応する図面
を用いて、本発明を詳細に論；λする。

実施例および作用第１図および第３図に示す装置は、反対方向に回転し且
つ第１図および第３図に示ず矢印の方向に駆動され得る
鋳造ロール１．２を含む、以下にロール・ギャップまた
は単にギャップと称するロール１．２間の最も狭い空間
３の前面に鋳造ノズルがあり、その二つの側壁４が図に
マークされている。このノズルを経て液状金属５は、ノ
ズル４の下方へ横側に分配され且つロールの表面で冷却
されるべく、装置内に向けられる。それにより金属は、
次いで圧延帯域ａ内で上記に説明したように圧延される
べく、凝固の帯ｗｔｂ内で凝固する。

圧延されたストリップ６はロール・ギャップ３を通って
下方へ去り、図に示していないよく知られた装置によっ
て更に導かれる。これまでは、この装置は、周知され且
つ当初に説明されたものに対応している。

本発明によれば、ロール・ギャップ３の下方のストリッ
プ６の各々の側に冷却剤用のノズル７ａ。

７ｂが配置される。これらのノズルの各々は、内壁８お
よび外壁９と、両端でノズル本体を仕切る二つの対向す
る端壁１０と、後壁１１とで形成されるノズル本体を含
む。後壁においては接続部片１２が、図に示していない
供給管を経て冷却剤、なるべくなら水、がある量だ（プ
、且つある圧力の下で、注がれるようにさせる。二つの
ノズル本体は、対応するロール１．２により前面で覆わ
れ、従ってロールはノズル本体の一つの壁に該当する。

ノズル本体７とロールの表面との間の封止を達成するた
め、中に封止ロッド１４．１５を配置できる溝１３を外
側ノズル壁９と端壁１ｏとの縁に作ることができる。第
１図に示すごとく、これらの封止ロッドは溝１３内に緩
く置かれ、従って鋳造過程中の冷却剤の圧力がそれらを
第１図に示すような封止位置へ押圧するようにされる。

封止ロッド１４は真っ直であり、より粗いロール表面と
ロッドとの間の摩擦は通常、ロッドとぎれいに加工され
た溝の表面との間のそれよりも大であって、封止ロッド
は作動中回転するようにされ、その結果、ロール表面に
対する不断の滑りにＪ：るよりも摩耗が少なくなる。

一方、封止ロッド１５は、言うまでもなく、ロールの表
面を擦ることになる。封止［１ツド１４．１５は金属ま
たは合成材料で構成される。外側側＝　１４− 壁９の軸線方向にある満１３は、端面１０内を円周方向
に延伸する溝１３に合流する。端壁１０内の溝１３は両
端でぶだ１６によって仕切られる。

各ロール表面は、内側側壁８の対応する傾斜した上方部
分１７と共に、各ロールの母線に沿って軸線方向に、ス
ロット状の開口部１８を備えたノズルの境界を生成する
。これらの開口部を経由して、ノズルとギャップ３とス
トリップ６とで区切られる空間１９ａ、１９ｂ内に、ロ
ールの表面に沿って接線または円周方向へ、冷却剤の流
れをポンプ圧送しまたは吹き付けることができる。冷却
剤はこれらの空間から、側壁８と鋳造ストリップ６との
間のスロット状の出口２０ａ、２０ｂを経て流出する。

これらの出口は比較的狭く、空間１９ａ、１９ｂ内で冷
却剤をせき止めるようにさせ、それにより若干の圧力を
生ずる。

第１図においては、ストリップ６がロール１．２それぞ
れの間からロール・ギャップ３を相称的に去り、二つの
ノズル７ａ、７ｂ間を矢張り相称的に進むものと仮定す
る。冷却剤の流れとその効果とに関する諸条件も従って
矢張り相称的であり、それはとくに、鋳造ストリップの
両側が均等に冷却されることを意味する。空間１９ａ、
１９ｂを占める冷却剤の圧力もまた等しく、従って鋳造
ストリップの両側には同一の圧力が存在する。ノズルの
実際の側壁８の極く上方部分のみを示す第３図の単純化
した説明図は、鋳造ストリップ６がロール２よりもロー
ル１により強く粘着し、従ってロールそれぞれの間から
ロール・ギャップに非相称的な様態で出現する状況を示
している。非相称性は、言うまでもなく、空間１９ａ、
１９ｂならびにこれらの空間内の流れと冷却状態とに対
して生ずる。第３図は、線２１ａ１２１ｂにより冷却剤
の流れを示している。明らかに、小さい方の空間１９ａ
内のストリップの境界面が、反対側の空間’１９ｂ内の
それよりもはるかに短い長さに沿って冷却される。これ
は、ストリップの片側のはるかに強い冷却により、スト
リップの右側（第３図）のはるかに強い収縮につながり
、その結果として生ずるストリップの中心線に対し非相
称な熱応力がストリップのより冷たい側の方向への変形
に対応する曲げモーメントを生成し、ストリップが粘着
するロールから絶えず離され且つ相称で安定した状態に
導かれるようにさせる。

空間１９ａ内の圧力が反対側の空間１９ｂ内の場合にお
けるよりも一層大きく増大するという事実により、更に
別の安定効果が達成される。第３図は、ストリップ６と
ノズル壁８との間の出口が、右側におけるよりも左側に
おける方が可成り小さいことを明らかに示している。冷
却剤のより高い圧力はストリップの左側に形成され、こ
の高い方の圧力が右側の低い方の圧力よりも若干小さい
ストリップの表面積に加えられていても、ストリップ上
には、それを右方（第３図）へ押す力が生ずる。

出口開口部２０ａの狭小化は更にまた左側での冷却剤の
流れの減少を生じさせ、従って更にストリップの左側に
お番プる冷却効果を低減させる。従って、ストリップが
ロール・ギャップ３から出現した後、中心線Ｓ−Ｓ　＜
第３図）に対するストリツブ６の相称的な位置決めを不
断に生じさせることは、幾つかの因子の組み合わされた
作用である。

適用された本発明の更に別の成果は、ロールの、および
凝固帯域に比較的近いストリップの、増進された冷却で
あり、これも増大された鋳造速度の実現可能性に矢張り
寄与する事実である。

対応的な効果を若干具なった方法で達成することもでき
、あるいはそれらを付加的な対策により強化することも
できる。ノズル開口部まで達し且つロールの湾曲形に沿
って延びるノズル壁を特徴とするノズルを用いることが
可能である。この設計は、ノズルとロールとの間にいか
なる封止エレメントをも必要としないという利点を特徴
とする特定の環境に依っては、この形式のノズルの使用
が、必要な空間に関して若干の困難性を示している。適
切な装置によれば、冷却剤の流星を制御することも可能
である。例えばストリップ６の位置、空間１９ａ、１９
ｂ内の圧力、またはこれらの空間内の温度を測定し、ま
たこのデータに基づいて、例えば第３図に示すような状
況がストリップの左側での冷却剤流量の減少と右側での
増大とを生じさＵ゛るという趣旨で冷却剤の流量を制御
することもできる。しかし、上述のごとく、この状況は
ス１〜リップの全幅にわたり、あるいはロールの全長に
沿って必ずしも同じではないが、上述のような自動調整
方式は、適切な作用が、局部的に、４Ｔらびにストリッ
プの全幅にわたり、自動的に行われる、という利点を有
する。ストリップが上から下まで垂直に走ることを特徴
とする、図示のような装置は、恐らく最も有利な解決策
を示すものである１、シかし、いかなる所与の鋳造方向
についても本発明を表現する方法を適用することは可能
である。非垂直な鋳造方向の鴫合には、鋳造ストリップ
の重量を補償するため、様々に大ぎさを定められた冷却
ノズルまたは冷却剤の流量を用いることができる。

溝１３内に緩く置かれた封止ロッド１４．１５の代りに
、なるべくならゴム弾性材料またはよく知られた形式の
ラビリンス・シールで構成される固定的に取り付けられ
た封止ストリップを使用することも可能である、。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の主要部分の断面を示し、第２図はロー
ルを取り除いた冷却剤ノズルの側面図を一部分示し、第
３図は冷却剤の流れにより達成される安定手順を論議す
る基盤としての部分断面を示す。１．２：ロール　　　　３：ギ１７ツブ５：金属　　　
　　　　６：鋳造ス１−リップ７：ノズル本体　　　　
８：内側ノズル側壁９：外側ノズル側壁　　１０：ノズ
ル前壁１３：溝　　　　　　　１８：ノス゛ル出ロ２０
：排出スロット、ギャップ２１：冷却剤

Claims

【特許請求の範囲】

（１）冷却された逆転ロール（１）、（２）間で金属（
５）が連続的に鋳造され、次いでそれがロール間のギャ
ップ（３）から凝固したストリップとして出て来るよう
にした圧延鋳造方法において、ロールのギャップの方向
に鋳造ストリップ（６）の両側へロール表面に沿つて冷
却剤（２１）の流れが注がれ、次いで、ロール（１）、
（２）の一方へのストリップ（６）の粘着がストリップ
の反対側での一層強い冷却をもたらし、ストリップにそ
の中心線に関して非対称な熱張力を生じさせ、従つて粘
着しているロールからのストリップの分離を生ずる曲げ
モーメントを生成する、という趣旨で前記冷却剤が鋳造
ストリップの方向へそれに沿つて排出されることを特徴
とする圧延鋳造方法。
（２）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、ノ
ズル壁（８）とストリップ（６）とにより各々が画定さ
れる二つのギャップ（２０ａ）、（２０ｂ）の何れかを
経て排出される冷却剤がせき止められ、それぞれのうつ
積の程度が鋳造ストリップ（６）の位置に依存すること
を特徴とする方法。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法
において、鋳造ストリップ（６）がロール（１）、（２
）間から下向き方向に出現し、他方、冷却剤が上向き方
向に注がれることを特徴とする方法。
（４）特許請求の範囲第１項から第３項の一つの項に記
載の方法において、若干のパラメタ、例えば鋳造ストリ
ップ（６）の位置、冷却剤の流れの温度もしくは圧力、
またはその他類似の諸量が測定され、次いで冷却剤の流
れが、測定の結果に示されるように個々に制御されるこ
とを特徴とする方法。
（５）特許請求の範囲第１項に記載の方法の実現のため
の圧延鋳造装置において、各ロール（１）、（２）に冷
却剤ノズル（７）が付随し、その出口（２０）がロール
（１）、（２）と鋳造ストリップ（６）との間の空間、
ならびにロール（１）、（２）間の最小ギャップ（３）
に対応的に向けられることを特徴とする圧延鋳造装置。
（６）特許請求の範囲第５項に記載の装置において、各
ロール（１）、（２）が、ノズル本体（７）の前壁（１
０）と側壁（８）、（９）とが隣接するノズル壁に該当
し、それにより各ノズル出口（１８）が、ロール（１）
、（２）と、隣接するノズル本体の側壁（８）とで形成
されることを特徴とする装置。
（７）特許請求の範囲第６項に記載の装置において、各
ノズル本体の前壁（１０）と一方の側壁（９）との縁の
溝（１３）内に封止ロッドが緩く置かれることを特徴と
する装置。
（８）特許請求の範囲第６項または第７項に記載の装置
において、二つのノズル本体（７）の側壁（８）の間に
ギャップが形成されて鋳造ストリップ（６）を通過させ
、それにより冷却剤のために内方側壁（８）の各々と鋳
造ストリップ（６）との間に空間が残り、冷却剤が加圧
されるようにこれらの排出スロット（２０）が寸法を定
めることを特徴とする装置。