JPS62270257A - 金属薄板圧延材を連続的に製造する装置 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ツインベルトキャスター等の薄鋳片連続鋳
造機により連続的に鋳造されてくる広幅薄鋳片を、連続
的に圧下し平担度の良好な金属薄板圧延材を製造する装
置に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

広幅薄鋳片の鋳造手段としては、ツインベルト式、ツイ
ルロール式などがあり、近年、牙１図に示すようなツイ
ンベルト式連続鋳造法が、非鉄金属のみならず鉄系金属
についても実用化されつつあるが、鋳造した鋳片をその
まま圧延素材として使用する場合、鋳片そのものが元々
薄いため、僅かな肉厚の不均一でも、従来型連鋳機によ
る鋳片（例えば肉厚１５０〜２５０１ｍ）に比べ最終圧
延製品での肉厚の均一性および平担度等に与える影響は
大きく、鋳片素材の肉厚の均一化は、非常に重要な課題
であった。

一方、ツインベルト式連続鋳造法によって高速に且つ安
定に製造された広幅薄鋳片を、次工程でそのまま軽圧下
圧延するのみで、熱間圧延や熱間鍛造等の大型予備加工
を施すことなく、平坦度の良好な金属薄板圧延材を高能
率で低コストで製造することは、省力化、省エネルギー
化において、極めて効果的であり、関連産業界において
は、この種の連続鋳造技術の開発に注力しているのが現
状である。

なお、連続鋳造機において、鋳片の厚みを必要以上に薄
くすることは、例えば、ツインベルト式連鋳機の場合、
給湯装置からの給湯流の影響により鋳片の凝固殻の成長
が不均一となり易（、また鋳片表面性状にも悪影響を与
える。さらに、生産性においては、鋳片厚を薄くすれば
、その分鋳込速度を高める必要があるが、現状の鋳造技
術では、限界があり、例えば鉄鋼の場合、最大１５ｍ／
ｍｉｎ程度である。したがって、これらの要件を満足し
得るには、鋳片厚４０〜５０ｎ程度の薄鋳片を最大ｊ５
ｍ／ｍｉｎ以下の速度で鋳込むこととなる。

本発明者等は、前述のような観点から、ツインベルト式
連続鋳造法において、連鋳の次工程でそのまま軽圧延す
るのみで、大型予備加工工程を省略し、平坦度が良好で
、加工性の良い薄板圧延材を高能率で且つ低コストで製
造する方法を開発し、既に出願している（特開昭６０−
８７９０４号公＠）。

この発明は、このような方法を有効に実施するための装
置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る装置は、ツインベルト式あるいはツイン
ロール式などの薄鋳片連続鋳造機の下手側において、内
部に未凝固層を有する薄鋳片を、連続的に圧下し平坦度
の良好な金属薄板圧延材を製造する装置であって、 圧下装置ロール群を、鋳片凝固殻を圧下する前段の圧下
ゾーンと、圧下後の鋳片の厚みを安定化させる後段の平
行ゾーンとに分け、圧下ゾーンと平行ゾーンのフレーム
が鋳片に対して同調して進退するようＫなし、 圧下ゾーンのロール群を、鋳片圧下前の厚みと圧下後の
厚みとが、滑らかな曲面で連続するようなパスラインで
配列し、 肉厚が均一で平坦度の良好な薄板圧延材を高能率で且つ
低コストで製造できるようにしたものである。

〔実　施　例〕

以下、この発明を図示する一実施例に基づいて説明する
。

これは牙１図に示すようなツインベルトキャスター３を
用いた例であり、このツインベルトキャスター３は、上
下の各プーリー３Ａの回転により回転移動しつつ内面側
から強制冷却される無端ベル）３Ｂと、この無端ベルト
と同期して移動しつつ左右の側壁を形成するダムブロッ
ク（図示省略）とから鋳型を形成し、このような鋳型内
に、タンディツシュ１、給湯装置２から溶融金属Ｍを鋳
込むように構成され鋳込まれた溶融金属Ｍは無端ベル）
３Ｂとともに移動して冷却され、凝固殻Ｓを形成しつつ
ピンチロール６により引抜かれる。

このような設備において、本発明に係る圧下装置５は、
ツインベルトキャスター３の下手側に、鋳片サポートロ
ール群４を介して配置され、１−２図に示すように、内
部に未凝固層Ｓ′を有する薄鋳片ｓｂを連続的に圧下す
る。

この圧下装置５は多数の上下ロール群８土。

９１から構成され、鋳片下面側のロール群９１はパスラ
インが直線となるように下ロールフレーム７に配列され
、鋳片上面側のロール群８１は、鋳片凝固殻Ｓを圧下す
る前段の圧下ゾーンＡと、圧下後の鋳片の厚みを安定化
させる後段の平行ゾーンＢとに分割されている。

圧下ゾーンＡのロール群８Ａｉは、圧下前の鋳片ｓｂの
厚みＴｏと圧下後の厚みＴ１とが滑らかな曲面で連続す
るようなパスラインで、圧下ゾーンフレーム１０に配列
されている。

例えば、このパスラインは矛２図に示すように、中心が
互いに１反対方向にある曲率半径Ｒｌ　＋Ｒ２の２つの
円弧から形成する。

ここで、この曲率中径Ｒは、（１）式で計算される凝固
殻の内面での曲げ歪量ε１が、鋳片の内部割れ等の重大
欠陥を引起こす限界値以下となるように設定される。

を 平行ゾーンＢのロール群８Ｂ１は、圧下ゾーンＡのロー
ル群の最終ロール８Ａ７と常に同レベルで且つ直線状の
パスラインとなるように平行ゾｔｏ′　若しくは僅かに
未凝固層ダが残存するような程度の圧下条件が最も望ま
しい。

これは、ｆｌｏｗ　ｔＯ’の凝固殻Ｓが完全に圧着する
まで圧下すると、鋳片の厚みが無条件Ｋｔｏ。

ｔｏ′　の凝固殻Ｓに決定されてしまい、不均一な凝固
殻厚が生じている場合、圧下後の鋳片厚ＴＩまでが不均
一となることを防ぐためである。

また、鋳込速度が高速過ぎて平行ゾーンＢの最終ロール
３Ｂ４以降に未凝固部が延びると、平行ゾーンＢ以降に
も鋳片のバルジングを押えるための上側ロールが必要と
なり、設備コスト上好ましくない。

次に、牙５図ないし牙５図に示すように、圧下ゾーンフ
レーム１０と平行ゾーンフレーム１１は、鋳片に対して
常に同調して進退するように構成され、所定の凝固殻厚
みより厚い凝固殻を圧下した場合には、ロールギャップ
が拡がり、装置に損傷を与えないようにされ、さらに、
フレームのねじれ等により鋳片幅方向で厚みが不均一と
ならないように構成されている。

すなわち、圧下ゾーンフレーム１０の上流側は、支持架
台１２に設けられた支持ブラケット１３により点ａを中
心として回動し得るようビン結合され、下流側は支持架
台１２に設置された圧下用ジヤツキ１４によりダンパー
１５を介して支持されており、圧下用ジヤツキ１４、ダ
ンパー１５および圧下ゾーンＡの最終ロール８Ａ、の中
心はほぼ直線上に配設されている。

また、圧下ゾーンフレーム１０には、フレーム幅方向に
横断する同調軸１６がブツシュ１６Ａを介して回転自在
に取付けられ、この同調軸１６の両端にはビニオン１７
が取付けられている。

一対のビニオン１７は支持架台１２の脚部に設けられた
ラック１８にそれぞれ噛合しており、圧下ゾーンフレー
ム１０が圧下用ジヤツキ１４の昇降によりａ点を中心と
した回動運動を行なう際、幅方向において傾かないよう
同調軸１６の捩り剛性で補償している。このような幅方
向の同調機構により、鋳片幅方向での厚みの不均一の発
生を防止している。

平行ゾーンフレーム１１の上流側は、左右一対の連結ア
ーム１９を介して、圧下ゾーンフレーム１０のコモンブ
ラケット加とピン結合されている。

このビン結合点すも前述の圧下用ジヤツキ１４等の中心
線上に位置するよう考慮されている。

ここで、回動中心点ａから圧下刃点すまでの回動半径り
に比べ、圧下ストローク３＝Ｔ、−’ｒ。

は非常に小さく、回動による鋳片長手方向のｂ点の魯イ
ケは缶親で六る程度に活ホで一圧下用ジヤツキ１４、ダ
ンパー１５、最終ロール８Ａ７、ビン結合点すは常に同
一モ面内にあると見なせる。

平行ゾーンフレーム１１の下流側は、圧下ゾーンフレー
ム１０の下流側と同様に圧下用ジヤツキ２】によりダン
パーηを介して支持されている。

圧下用ジヤツキ１４および２１は連結軸ηで連結されて
おり、圧下用駆動モータ２４テより常に同一ストローク
昇降するようになっている。したがって、平行ゾーンフ
レーム１１は、常に圧下ゾーンフレーム１０とともに昇
降するとともに下ロール群９１のパスラインに対して平
行に昇降する。

ダンパー１５　、２２は、圧下用ジヤツキ１４　、２１
の圧下ストロークに対しての逃げ機構となっており、鋳
造中の何らかのトラブルにより、凝固殻厚が所定値以上
の厚みとなった場合に、圧下用ジヤツキの圧下能力より
過大な力が作用して装置が破損するのを防ぐために設け
られている。

したがって、ダンパー１５　、２２の安全弁圧力設定値
Ｐは、 Ｆｓ＋　Ｆｍ＜　Ｐ　−Ａ　（Ｆａ−・・−（２）但し
、Ｆ８：凝固殻両側面圧延力 Ｆｍ：溶融金属静圧による張り出し力 Ｆａ：ミニ圧下ジヤツキ格荷重 Ａ：ダンパーのシリンダ断面積 を満足するように設定されている。

以上のような構成において、次のように作動する。

（ｉ）　　給湯装置２よりツインベルトキャスター３へ
給湯され、外周部から凝固を開始した鋳片Ｓｂは、内部
に未凝固溶湯Ｓ′を残存した状態で、鋳片サポートロー
ル群４を経て、圧下装置５へ連続的に移送されるが、鋳
込スタート時には、鋳片先端部１．とダミーバー５とが
充分な強度で連結させる必要があり、低速鋳込速度で鋳
片内部まで完全に凝固しているため、この部分は圧下用
ジヤツキ１４　、２１の能力では圧下ができない。

（ｉｉ）　　したがって、鋳込スタート後、徐々に鋳込
速度を上昇させ、先端部が通過後、圧下用駆動モータ２
４を駆動して鋳片Ｓｂの圧下を開始する。

この際、鋳片の凝固殻Ｓの厚みｔＱ　＋　ｔＯは鋳込条
件および冷却条件によって変動するため、所定の厚みと
なるよう、鋳込条件は予め設定されている。

また、圧下ゾーンＡの最終ロール８Ａｙでは、前述した
ようにＴ、？ｔｏ＋ｔ♂若しくは僅かに未凝固層が残存
する圧下条件とする。

（ｉｉｉ）　　鋳片の上面側凝固殻は、圧下ゾーンＡの
ロールパスラインに沿って滑らかな曲面で湾曲する。

この時の圧下に必要な力は、凝固殻Ｓの両側面を圧延す
る力と、溶湯残存部に作用する溶融金属の静圧に対抗す
る力との合力であり、完全凝固した鋳片を圧延するのと
違い、非常に軽減され、且つ鋳片の引抜きに要するピン
チロール６の引抜トルクも大容量を必要としない。

ＧＶ）　　切込初期に、鋳込速度が定常の値まで達して
なく、鋳片の凝固殻厚さが予定値より厚い場合や、定常
鋳込中、回らかのトラブルで鋳片の冷却能力、他の鋳込
条件が異なり、それに応じて凝固殻の厚みも変化し、仮
りに予定値より厚くなった場合には、圧下ゾーン、平行
ゾーンのロール群８１は鋳片Ｓｂにより押し上げられる
が、この厚み変位分は全てダンパー１５．２２により吸
収される。

（ｖ）凝固殻の幅方向の肉厚不均一や、短辺肉厚の不均
一に起因して、幅方向での圧下量が、圧下ゾーンフレー
ム１００弾性捩れ等により異なることがないように、ビ
ニオン１７、ランク１８、同調軸Ｉ６が配設されており
、圧下ゾーンフレーム■０は常に捩れることがないため
、圧下後の鋳片は幅方向において均一な肉厚となる。

（ｖｉｌ　　平行ゾーンフレーム１１の上流側支持点す
は圧下ゾーンフレーム１０の支持点ａに対して圧下量ジ
ヤツキ１４などと同−距ｉＬにあり、且つ下賠（＋１１
１方搏占Ｃは王下田、ジヤツキ１４シ同Ａｍして昇降す
る圧下用ジヤツキ２１によりダンパーηを介して鉛直線
上に支持されているため、平行ゾーンＢのロール群８Ｂ
ｉは、下ロール群９１のパスラインに対して平行に昇降
することができる。

なお、以上はツインベルトキャスターについて説明した
が、本発明はこれに限らずツインロール式連鋳機やベル
ト・鋳造輪式連鋳機（ロータリーキャスター）等の広幅
薄鋳片用連鋳機にも適用できることはいうまでもない。

さらに、上側のロール群に圧下ゾーンおよび平行ゾーン
を設けた例を示したが、下側のロール群あるいは上側・
下側の両方のロール群に圧下ゾーンおよび平行ゾーンを
設けることも、本廓発明は含むものである。

〔発明の効果〕

前述のとおり、この発明によれば、圧下装置ロール群を
圧下ゾーンと平行ゾーンとに分け、この圧下ゾーンと平
行ゾーンが同調して移動するようにするとともに、圧下
ゾーンのロール群のパスラインが清らかな曲面で連続す
るように構成したため、肉厚が均一で平坦度の良好な薄
板圧延材を高能率で且つ低コストで製造し得る。

【図面の簡単な説明】

牙１図はこの発明に係る薄鋳片連続鋳造設備の一例を示
す概略図、矛２図は牙１図の部分拡大図、牙３図、牙４
図、第５図はこの発明に係る圧下装置を示す正面図、矛
６図のト」線矢視図、平面図である。 １・・・・・・タンディツシュ、２・・・・・・給湯装
置、３・・・・・・ツインベルトキャスター、３Ａ・・
・・・・フＩＪ−１３Ｂ・・・・・・無端ベルト、４・
・・・・・鋳片サポートロール群、５・・・・・・圧下
装置、６・・・・・・ビンチロール、７・・・・・・下
ロールフレーム、８Ａｉ・・・・・・圧下ソー　７０−
Ａ／Ｒ、８Ｂｉ・・・・・・平行ソーフロール群、９１
・・・・・・下ロール群、１０・・・・・・圧下ゾーン
フレーム、１１・・・・・・平行ゾーンフレーム、１２
・・・・・・支持架台、１３・・・・・・支持ブラケッ
ト、１４・・・・・・圧下用ジヤツキ、１５・・・・・
・ダンパー、１６・・・・・・同調軸、１７・・・・・
・ビニオン、１８・・・・・・ラック、１９・・・・・
・連結アーム、加・・・・・・コモンブラケット、２１
・・・・・・圧下用ジヤツキ、η・・・・・・ダンパー
、お・・・・・・連結軸、Ｕ・・白・・圧下用駆動モー
タ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄鋳片を製造する薄鋳片連続鋳造機の下手側に配
   置され、前記薄鋳片連続鋳造機により連続的に鋳造され
   移動してくる内部に未凝固層を有する薄鋳片を、連続的
   に圧下し平担度の良好な金属薄板圧延材を製造する装置
   であつて、 圧下装置ロール群を、鋳片凝固殻を圧下す る前段の圧下ゾーンと、圧下後の鋳片の厚みを安定化さ
   せる後段の平行ゾーンとに分け、前記圧下ゾーンと平行
   ゾーンのフレームが 鋳片に対して同調して進退するようになし、前記圧下ゾ
   ーンのロール群を、鋳片圧下前 の厚みと圧下後の厚みとが滑らかな曲面で連続するよう
   なパスラインで配列したことを特徴とする金属薄板圧延
   材を連続的に製造する装置。