JPH01122636A - 急冷金属薄帯の製造方法及びその装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は双ロール法によって急冷金属薄帯を製造する場
合に冷却ロール端面での凝固生成物の付着を防止し薄帯
端部形状を改善し工業的に連続して鋳込みが行える急、
冷金属薄帯の製造方法およびその製造装置を提供するた
めになされたものである。

〈従来の技術〉 従来、特開昭６０−３０５５６号公報に示されるように
溶鋼などの溶融金属から連続的に薄板を鋳造する装置と
して第５図に示すように互いに軸線が平行である近接し
た一対の冷却ロール１．１′と前記一対の冷却ロール１
．１′を互いに反対方向に同一周速度で回転させるため
の駆動手段（図示せず）と一対の冷却ロール１．１′の
各々の端部に押しあて、溶融金属バドル１５を形成する
ための一対のサイドガイド３．３′とからなる装置が知
られている。上述した薄板の連続鋳造装置にはつぎのよ
うな欠点がある。すなわち固定されたサイドガイド３．
３′の内面に生成付着した凝固シェルが冷却ロール１，
１′間に入り込んで異常圧下となり板破断などのトラブ
ルをおこし、固定のサイドガイド３，３′と冷却ロール
１．１′の端面間の摺動摩耗や冷却ロールの軸振れ、ガ
タにより溶融金属が冷却ロール端面とサイドガイド３，
３′間に入りこんで湯ざしし、冷却ロール１．１′の円
滑な回転を阻害するとともに製造した薄帯の端部形状を
悪化させる。

一方、特開昭６０−８３７５４号、特開昭６０−１５０
５０号の公報には、ロール両端面部に環状フランジを形
成し冷却ロールの軸方向に移動可能とし、かつサイドガ
イドを用いた双ロール鋳造方式が提案されている。内部
に未凝固部を有する板厚が数胴以上の厚板の製造では、
環状フランジとロール端面との間で凝固シェルを生成し
、板幅を任意に変更させることができるが、板厚数胴以
下の薄板の製造においては、ロール間隙が狭いために端
部に生成した凝固シェルがロールキス部に脱落した場合
に圧下異常を生じたり、ロール端面での湯ざしが板破断
などのトラブルを生じる。

また、特開昭５８−１８８５４９号公報では第６図で示
されるように冷却ロール軸端に形成されたフランジ６．
６′の各々を押圧バネ７により互いにフランジ面が他方
ロール端面に接触するように配置されている。この方式
では鋳込時に双方の冷却ロールの胴長熱膨張差が生じ、
どちらか一方のフランジとロール端面間に隙間を生じる
。このため、隙間が大きくなるとこの隙間に凝固シェル
が生成し湯ざしが発生する。またフランジ面に押圧接触
しており上記ロールの熱膨張差によって、その接触状態
を一定に保つのが困難であるので、フランジの摩耗、変
形によって寸法精度を保持しがたい。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来法では板厚が１■以下の薄板（急冷薄帯）の製造に
おいて冷却ロール端部周辺における凝固生成物の付着を
免れ得ず、薄帯の端面性状悪化やブレークアウトが生じ
易かったため、工業的に連続して鋳込みを行うことが困
難であるという問題点があった。

本発明は、上述したような従来の問題点であった薄帯端
面支持部材に起因する薄帯の端部の性状悪化やブレーク
アウトを効果的に防止することができる急冷薄帯の製造
方法及びその装置を提供するためになされたものである
。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者らは、双ロール法の象、冷金属薄帯製造方法に
おける冷却ロール端面での凝固生成物付着防止について
鋭意研究を重ねた結果、冷却ロール端面位置を測定し、
この結果に基づいてフランジ位置を摺動させることによ
って、問題点を解決できるとの知見を得、この知見にも
とづいて本発明をなすに至った。

本発明は、■平行に対向して配置した高速回転する一対
の冷却ロールと、該冷却ロール対の両端において対向す
るロール端部の一方に、他方のロールの端面と接しまた
は微少な隙間をもって対面すべくフランジを設け、前記
一対の冷却ロールと該フランジとによって囲まれた空間
に、溶融金属を供給して連続的に鋳造する急冷金属薄帯
の製造方法において、冷却ロールの熱膨張または収縮に
よる軸方向の畏さの変化を検出又は推定し、この検出値
又は推定値に基づいて、前記フランジの少なくとも一方
を軸方向に移動せしめて、フランジと接しまたは対面す
る冷却ロールの端面と該フランジとの接触状態または隙
間を所定の状態に保持しつつ溶融金属を連続的に鋳造す
ることを特徴とする急冷金属薄帯の製造方法であり、こ
の発明方法を実施するにあたり、特に好ましく使用でき
る装置として■平行に対向して配置し高速回転する一対
の冷却ロール間隙に溶融金属を供給して鋳造する急冷金
属薄帯の製造装置において、前記−・対の冷却ロールを
構成する一方の冷却ロールの両端に、対向する他方の冷
却ロールを該他方の冷却ロール両端の軸方向外側から挟
むようにフランジを設け、かつ該フランジの少なくとも
一方を、冷却ロールの軸方向に摺動可能に設けるととも
に、該摺動可能なフランジを摺動せしめる駆動手段を設
けたことを特徴とする急冷金属薄帯の製造装置、および
■平行に対句して配置した高速回転する一対の冷却ロー
ル間隙に溶融金属を供給して鋳造する急冷金属薄帯の°
製造装置において、前記一対の冷却ロールを構成する一
方の冷却ロールの一端にフランジを設けると共に、他方
の冷却ロールの前記フランジの存在する側とは反対側の
一端にもフランジを設け、かつ各々のフランジが、対向
する冷却ロールの端面に該対向する冷却ロール軸方向外
側から当接または微少な間隙を設けて対面すべく配置し
、さらに前記フランジのうち少なくとも一方を冷却ロー
ルの軸方向に摺動可能に設けると共に、該摺動可能なフ
ランジを摺動せしめる駆動手段を設けたことを特徴とす
る急冷金属薄帯の製造装置を提供するものである。

以下本発明の具体的構成とその作用を図面にもとづき説
明する。第１図（ａ）は、本発明に係る急冷金属薄帯の
製造袋Ｗ（例）の平面図である。一対の冷却ロール１，
１′は、同じ長さで近接しており軸芯を有するスリーブ
構造で、どちらか一方の冷却ロールはスリーブ両端部に
同じスリーブ材質で一体に構成され、かつ冷却ロール外
径より太きい径である水冷フランジ６を有している。一
対の冷却ロール１．１′ならびにフランジ６は、図示し
ない駆動手段によって互いに反対方向、すなわちその各
々の外周表面が鋳込方向に同一周速度で回転する。水冷
フランジ６は駆動手段である３個所の油圧シリンダー９
によってロール軸線方向に移動可能である。冷却ロール
−９１′とこれと一体となる水冷フランジ６の詳細な内
部構造を第２図に示す。一対の冷却ロール１，１′の周
壁１ａは熱伝導がよく、強度の高い金属（例えば銅合金
、炭素ｍ）からなっており、その断面は冷却水通路１１
を有するスリーブ構造で、例えば第２図（ｂ）に例示す
るスリット溝でも、或いはスパイラル溝でもよい。フラ
ンジ６は、上記冷却ロール周壁の端部にはまり合って軸
線方向に摺動可能に構成されており、冷却ロール同様内
部水冷溝を有し、冷却水経路は同一系統である。本発明
は上記に例示したような装置を用い上記フランジを軸線
方向に移動し、冷却ロールの端面と他の冷却ロールのフ
ランジ面との間の隙間距離を一定として金属急冷薄帯を
製造する方法及び装置である。

第３図にもとづきその方法を説明する。

冷却ロール１．１′の端面位置を例えば差動トランス１
３で測定し、その測定値をコントローラー２に入力し、
ロール端面とフランジ面との隙間Δｌを予め所要の値に
コントロールすべくサーボ弁を介してフランジ移動用油
圧シリンダー９に設定圧力Ｐを連続的に供給する。圧の
設定は以下の論理で行う。

但し　ｐ、　　＋　　２　　’設定圧力（サーボ出力）
ｋ、１４：フランジ変位 ｆｌ、ｊ！ａ：ロール端変位 Δε１．Δε２：初期隙間 α　、β　：サーボゲイン なお、第３図においては、差動トランス１３によりロー
ル端面位置を検出する例を示したが、ロール端面位置を
正しく測定できる手段であれば、他の接触式または、非
接触式の位置検出装置を用いても良い。

さらに、ロールの熱膨張収縮がパターン化していて予測
可能な場合または、計算によって予測できる場合におい
ては、特にロール端面位置検出手段を設けることなく、
予測される推定値にもとづいてプログラム制御等の方法
により、フランジ６を適正位置に摺動せしめて、前記の
目的を達成することもできる。

上記説明においては、第１図に示す装置例にもとづいて
説明したが、両端のフランジを片側のロールだけに設け
るのではなく、第４図に例示するように、一つのロール
の片方の端部にフランジを設けたロールを組み合わせて
構成した装置を用いても良い。

さらに第１図、第４図の例とも両方のフランジをロール
軸線方向に摺動可能に設けているが、いずれか一つのフ
ランジのみをロール軸線方向に摺動可能に設けてもよい
。

両方のフランジを摺動可能とするかあるいは片方のフラ
ンジのみを摺動可能とするかは、ロールの熱膨張収縮の
態様またはロールの軸線方向への逃げ等によって適宜選
択することができる。

ロールそのものの構造は、冷却水流路を備えた前記スリ
ーブロールが冷却の効果に優れている点で好適であるが
、特にこの形式にのみ限定するものではない。

フランジの材質は、フランジ上に生成した溶融金属の凝
固シェルが早期に脱落して溶融金属中に戻るか、ないし
は鋳造された急冷金属薄帯に伴ってロール間隙の下方に
排出されるのを容易ならしめる材質であることが特に望
まれるが、かかる観点からは金属・合金であることが良
く、実質的にロールスリーブと同じ材質であるのが好適
である。

前述の従来技術の特開昭５８−１８８５４９号公報に記
載されているようなセラミックは、−船釣には熱伝導度
が小さく不適である。なお本発明では、フランジをロー
ル軸線方向に摺動可能とし、鋳造時には、常にロール端
面との接触状態またはクリアランスを所要の状態に調整
できるので、セラミックはどの高耐摩耗性を有しない材
質でも、十分フランジ材質として用いることができる。

この時のロール端面のクリアランスは０．１ｍｍ以下が
適しており、特に０．０３＋ｎｍ程度が好適である。

〈実施例〉 第３図に示した双ロール式急冷金属薄帯製造装置を用い
て以下の製造条件で金属薄帯を製造した。

外径５５０ｍｍ、胴長５００ｍの銅合金からなるロール
スリーブを備え、かつ外径５９０＋ａｍ、幅６０胴の銅
合金から成るフランジで各々内部に冷却水を循環する溝
を有するロールであって周速３　ｍ　／　ｓ　、圧下刃
１　ｔｏｎで高速回転する冷却ロールのキス部に４．５
％５ｔ−Ｆｅ組成の合金溶湯を連続的に供給し、急冷凝
固させて金属薄帯とした。この時のフランジと冷却ロー
ル端面の隙間は０．０３ｍｍであった。木発明の方法及
びその設備によると、ヒートサイズ３　ｔｏｎまで連続
して、凝固シェルのフランジ面への溶着、フランジの変
形、ロール端部への湯ざしによる鋳ぼり生成などのトラ
ブルはなく、板厚４００ｇｍ、板幅５００閣のシャープ
エツジ形状を有する薄帯が得られた。

〈比較例１〉 上記実施例に対し、第５図に示す固定式押付端辺を用い
て以下の製造条件で金属薄帯を製造した。

外径５５０ｍｍ、胴長５００　ａｍの内部水冷を有する
銅合金ロールを用いて周速３　ｍ　／　ｓ　、圧下刃１
　ｔｏｎで高速回転する冷却ロールキス部に４．５％５
ｔ−Ｆｅ合金溶湯を連続して供給し、急冷凝固させて金
属薄帯とした。ロール端部にはセラミック、銅、５４５
０の各種サイドガイドを設けた。本比較例ではいずれの
サイドガイドを用いてもヒートサイズ５００ｋｇで端辺
に凝固シェルが付着、脱落し圧下刃が１０ｔｏｎ以上発
生し、圧下異常板破断が発生し連続的に薄帯が製造でき
なかった。

く比較例２〉 一方、第６図に示すロールに一体に組込んだフランジ端
辺を用いて比較例１と同じ製造条件で金属薄帯を製造し
た。フランジは例えばＢＮのセラミックあるいは３４５
Ｃ，ｉの金属フランジを用いて押付力１００ｋｇｆとし
た。ヒートサイズ１　ｔｏｎ程度で２本の冷却ロールの
熱膨張差が０．３ｍｍ以上となり、かつこれによる湯ざ
しと端部の鋳ぼり生成しフランジの変形摩耗が発生した
。このためこれらの原因により端部形状の良好な薄帯が
得られず、板破断によって連続的に薄帯を製造できなか
った。

〈比較例３〉 比較例２と同様な条件でフランジを内部水冷し、ロール
端面とフランジ端辺の隙間を０．１ｍｍに設定し金属薄
帯を製造したところ、ヒートサイズ５００眩を超えた時
点で、フランジとロールとの胴長熱膨張差によりその隙
間が０．５ｍｍになり、隙間内に凝固シェルが生成し湯
ざしして、フランジが変形しブレークアウトした。この
ため薄帯の端部形状が悪く、生成した凝固シェルがロー
ルキス部に巻込まれ直ちに操業を停止せざるを得ながっ
た。

このように、１■以上の薄帯をロール周速１ｍ／ｓｅｃ
以下で鋳込む場合は、従来の端辺方式（比較例１，２．
３）でも連続的に形状のすぐれた薄帯が得られていたが
、板厚ＩＩｏＩｎ以下でロール周速も１ｍ／ｓｅｃ以上
の高速回転での製造条件下では本発明のみによって連続
的に形状のすぐれた薄帯を製造することができた。

〈発明の効果〉 本発明によれば、双ロール法により急冷薄帯を製造する
場合において冷却ロールの端面を損傷することなしに湯
洩れや凝固シェルの発生、発達を効果的に防止すること
ができ、従って長時間の連続操業が実現され、さらに端
部形状のすぐれた薄板を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明に係る急冷金属薄帯装置の平面
図、第１図（ロ）は、第１図（ａ）のＡ−Ａ机側面図、
第２図（ａ）は、本発明に係る装置の主要部の一部断面
図、第２図（ハ）は、第２図（ａ）のＢ−Ｂ挽断面図、
第３図は、本発明の詳細な説明図、第４図は、本発明の
一実施例の説明図、第５図は、従来の急冷金属薄帯の製
造装置で（ａ）は正面図、（ハ）は平面図、第６図は、
従来の急冷金属薄帯の製造装置で（ａ）は正面図、（ロ
）は平面図である。 １．１′・・・冷却ロール、 １ａ・・・冷却ロールの周壁 ２・・・ノズル、　　　　　３．３’　・・・サイドガ
イド、４・・・薄　帯、　　　　５・・・溶湯流、６・
・・フランジ、　　　　７・・・押付バネ、８・・・チ
ョック、　　　　９・・・油圧シリンダー、１１・・・
冷却水通路、　　１２・・・コントローラ、１３・・・
差動トランス、　１４・・・ｏＩＪング、１５・・・パ
ドル、１６・・・ロール軸、Δｌ・・・ロール端面とフ
ランジ面との隙間。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第６図 第す図 （ａ） （ａ） （ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）平行に対向して配置した高速回転する一対の冷却
   ロールと、該冷却ロール対の両端において対向するロー
   ル端部の一方に、他方のロールの端面と接しまたは微少
   な隙間をもって対面すべくフランジを設け、前記一対の
   冷却ロールと該フランジとによって囲まれた空間に、溶
   融金属を供給して連続的に鋳造する急冷金属薄帯の製造
   方法において、 冷却ロールの熱膨張または収縮による軸方向の長さの変
   化を検出または推定し、この検出値または推定値に基づ
   いて、前記フランジの少なくとも一方を軸方向に移動せ
   しめて、フランジと接しまたは対面する冷却ロールの端
   面と該フランジとの接触状態または隙間を所定の状態に
   保持しつつ溶融金属を連続的に鋳造することを特徴とす
   る急冷金属薄帯の製造方法。
2. （２）平行に対向して配置し高速回転する一対の冷却ロ
   ール間隙に溶融金属を供給して鋳造する急冷金属薄帯の
   製造装置において、 前記一対の冷却ロールを構成する一方の冷却ロールの両
   端に、対向する他方の冷却ロールを該他方の冷却ロール
   両端の軸方向外側から挟むようにフランジを設け、かつ
   該フランジの少なくとも一方を冷却ロールの軸方向に摺
   動可能に設けるとともに、該摺動可能なフランジを摺動
   せしめる駆動手段を設けたことを特徴とする急冷金属薄
   帯の製造装置。
3. （３）平行に対向して配置した高速回転する一対の冷却
   ロール間隙に溶融金属を供給して鋳造する急冷金属薄帯
   の製造装置において、 前記一対の冷却ロールを構成する一方の冷却ロールの一
   端にフランジを設けると共に、他方の冷却ロールの前記
   フランジの存在する側とは反対側の一端にもフランジを
   設け、かつ各々のフランジが対向する冷却ロールの端面
   に該対向する冷却ロール軸方向外側から当接または微少
   な間隙を設けて対面すべく配置し、さらに前記フランジ
   のうち少なくとも一方を冷却ロールの軸方向に摺動可能
   に設けると共に、該摺動可能なフランジを摺動せしめる
   駆動手段を設けたことを特徴とする急冷金属薄帯の製造
   装置。