JPH01186248A - ツインドラム式連続鋳造方法 - 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、鋳バリ発生に起因する金属薄帯の剥離性劣化
を防止しながら、回転する一対の冷却ドラム間に設けら
れた湯溜り部から金属薄帯を連続鋳造するツインドラム
式連続鋳造機において使用されるサイド堰に関する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数市程度の
厚みをもつ金属薄帯を直接的に製造する方法が注目され
ている。この連続鋳造方法によるときには、従来のよう
な大きな加工率の熱延工程を必要とすることな（、また
最終形状にする圧延も軽度なもので良いため、工程及び
設備の簡略化が図られる。

このような連続鋳造方法の一つとして、ツインドラム方
式がある（特開昭６０−１３７５６２号公報参照）。

この方式においては、第４図に示すように、互いに逆方
向に回転する一対の冷却ドラムｌａ、　ｌｂを水平に配
置し、その一対の冷却ドラムｌａ、　ｌｂ及びサイド堰
２ａ、　２ｂにより区画された凹部に湯溜り部３を形成
する。この湯溜り部３に供給された溶融金属は、冷却ド
ラムｌａ、　ｌｂと接する部分が冷却・凝固して凝固シ
ェルとなる。

この凝固シェルは、冷却ドラムｌａ、　　ｌｂの回転に
つれて一対の冷却ドラムｌａ、　ｌｂが互いに最も接近
した位置で向かい合う、いわゆるドラムギャップ部に移
動する。ドラムギャップ部では、それぞれの冷却ドラム
ｌａ、　ｌｂ裏表面形成された凝固シェルが互いに圧接
・一体化されて、目的とする金属薄帯４となる。

湯溜り部３に供給された溶融金属は、冷却ドラムｌａ、
　ｌｂの周面ばかりでな（、サイド堰２ａ、　２ｂに接
する部分においても冷却されて、凝固シェルを形成する
。この凝固シェルは、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの側面と
サイド堰２ａ、　２ｂとの間に入り込み、ドラムギャッ
プ部近傍でサイドｓ２ａ、　２ｂを押し広げ、冷却ドラ
ムｌａ、　ｌｂの側面とサイド堰２ａ、　２ｂの内面と
の間のクリアランスを太き（する。その結果、この間隙
に溶融金属が差し込み、鋳造条件が不安定になる。また
、この凝固シェルは、金属薄帯４の端部に耳を発生させ
るばかりでなく、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの周面で生成
した凝固シェルを破断し、ブレークアウトを引き起こす
原因にもなる。

そこで、サイド堰の内面で生成する凝固シェルの影響を
無（すため、特開昭６０−１４８６４６号公報では、第
５図に示すように上下方向に２つ以上の部分に分割した
サイド堰を使用することが提案されている。

すなわち、サイド堰２ａ、　２ｂを固定式の下部層５及
び可動式の下部層６に分割している。下部層５は、シリ
ンダ７により一定面圧で冷却ドラムｌａ。

１ｂの側面に押し当てられている。他方、下部１［６は
、サイド！２ａ、　２ｂ内面に生成した凝固シェル及び
冷却ドラムｌａ、　ｌｂ周面の凝固シェルの幅広がりに
対応できるように、押圧力の制御が可能なシリンダ８又
はスプリングによって冷却ドラムｌａ、　ｌｂの側面に
押し当てられている。これにより、一定値以上の力が加
わると下部層６は冷却ドラムｌａ。

１ｂから遠ざかる方向に移動し、加わる力が一定値以下
になると下部層６が冷却ドラムｌａ、　ｌｂの側面方向
に復帰し、溶融金属９が冷却ドラムｌａ、　ｌｂ〜サイ
ド堰２ａ、　２ｂ間から漏出することを防止している。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように分割したサイド堰２ａ、　２ｂを使用する場
１合にあっても、下部層６は、冷却ドラムｌａ、　ｌｂ
の側面に押圧されている。たとえば、冷却ドラムｌａ、
　ｌｂから離れる方向に下部層６が移動しても、その移
動は凝固シェルによる力とシリンダ８又はスプリングの
力とが釣り合った状態で行われる。

他方、湯溜り部３で生じる凝固シェルは、未だ剛性の低
い高温状態にあるため、この凝固シェルに僅かな力が加
わっても変形し易いものである。

この変形は、金属薄帯４の両端部における耳となって現
れ、鋳造された金属薄帯４を後続する過程で圧延すると
きの支障となる。この点、下部層６を押し付けながら後
退させるとき、冷却ドラムｌａ、　　ｌｂ〜サイド￥Ｉ
２ａ、　２ｂ間のクリアランスが太き（なり、却って耳
の発生量を大きくする欠陥ともなる。

そこで、本発明は、このような分割型のサイド堰におけ
る下部層を開放することによって、下部層による凝固シ
ェルの変形を防止しながら、耳発生量の少ない優れた品
質の金属薄帯を製造することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のサイド堰は、その目的を達成するために、回転
する一対の冷却ドラムの両側を仕切り湯溜り部を形成す
るサイド堰であり、常に前記冷却ドラムの側面に押し当
てられる下部層と、鋳造開始時には前記冷却ドラムの周
面に押し当てられ定常状態においては前記冷却ドラムの
周面から後退する下部層からなることを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は、本実施例のサイド堰を組み
込んだツインドラム式連続鋳造機において、それぞれ下
部層が前進位置及び後退位置にある状態を示す。なお、
これらの図において、第４図及び第５図で示した部材等
については同一の符番で指示した。

この連続鋳造機における下部層６は、第５図に示した下
部層と同様に、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの側面に対して
前後進可能なように、シリンダ８によって支持されてい
る。ただし、金属薄帯の鋳造が定常状態に至ったときに
は、第１図ら〕に示すように冷却ドラムｌａ、　ｌｂの
側面から退避した位置に後退する。これにより、冷却ド
ラムｌａ、　ｌｂの側面下方が完全に開放され、耳部発
生の原因となるような隙間がサイド堰２ａ、　２ｂと冷
却ドラムｌａ、　ｌｂ側面との間に生じない。

下部層６の高さは、定常状態に至ったときの鋳造条件と
冷却ドラムｌａ、　ｌｂそれぞれの周面で生成された凝
固シェルが合わさる位置との関係で決定される。

具体的には、第３図に示すように、ドラムギャップ部か
らの下部層６の高さをｈとし、この高さｈが冷却ドラム
ｌａ、　ｌｂ中心に対して作る角度をαとし、湯溜り部
３のメニスカスが冷却ドラムｌａ。

１ｂ中心に作る角度をθとするとき、角度比α／θを０
．０２〜０．１の範囲に維持することが好ましい。

半凝固シェルは、ドラムギャップ部で圧力を受け、半凝
固金属は上方及び側方に絞り出される。

この側方に絞り出される半凝固金属は、側方のサイド堰
２ａ、２ｂを押し返し、サイド堰２ａ、　２ｂ内面と冷
却ドラムｌａ、　ｌｂ側面との間に差し込み、そこで凝
固する。これが、いわゆる鋳バリとなる。

このとき、ドラムギャップ部にサイド￥１２１．２ｂが
ないと、凝固の程度が低い場合、半凝固金属の流動性が
高いために湯漏れが生じる。しかし、凝固がある程度進
行している場合には、半凝固金属は、絞り出された後で
自然冷却され、凝固を完了する。その結果、あたかも金
属薄帯４０幅が広がったかのように、絞り出された金属
は、金属薄帯４の側方に付着して、ドラムギャップ部よ
り下方に引き出される。

この半凝固金属の流動限界は、凝固の割合Ｘの係数で把
握され、凝固係数との関係において次のように表される
。

ｋｓ　＝に２　＋　Ｘ　（ｋ＋　　Ｌ）ただし、ｋｌは
液相線の凝固係数を、ｋ２は同相線の凝固係数を、ｋ、
は半凝固状態にある凝固シェルの凝固係数を示し、それ
ぞれの単位は市・分−０・５である。この限界凝固率Ｘ
は、金属の種類に応じて異なるものであるが、おおむね
０．２〜０．８の範囲にある。たとえば、ステンレス鋼
では、はぼ０．５である。

この流動限界の半凝固金属がドラムギャップ部で合わさ
る位置が冷却ドラムｌａ、　ｌｂ中心に対して作る角度
をβとするとき、次式が成立する。

ただし、第３図に示すように、Ｒは冷却ドラムｌａ、　
ｌｂの半径（ｍ）、Ｖは冷却ドラムｌａ、　ｌｂの周速
度（ｍ／分）、Ｓは金属薄帯４．０厚さの半分（ｍｍ）
とする。

そして、半凝固金属が湯漏れとなって金属薄帯４の両側
から流出することを防ぐためには、ドラムギャップ部の
サイド堰２ａ、２ｂｓすなわち下部層６の高さｈが冷却
ドラムｌａ、　ｌｂの中心に対して作る角度αを、前述
の流動限界の高さを表す角度βと等しいか、やや小さく
することが望ましい。

ここで、ｋ、、　ｋ、及びＸの値が、それぞれｋｌ＝２
２〜３０．　Ｌ＝１２〜１８．　　ｒ＝０．２〜０．８
であるどとが実験的に得られている。したがって、角度
比α／θは０．０２〜０．１となる。

この下部層６は、鋳造開始時においては冷却ドラムｌａ
、　ｌｂの側面に押圧されている。これは、初期の段階
で凝固シェルが充分に成長していないときに、冷却ドラ
ムｌａ、　ｌｂの側方から溶融金属が流出することを防
止するためである。そして、鋳造が定常状態に至ったと
き、下部層６を後退させ、冷却ドラムｌａ、　ｌｂのド
ラムギャップ部近傍の側面を開放する。なお、定常状態
にあるか否かは、製造される金属薄帯４の形状が安定化
することによって判断される。また、鋳造終了時におい
ては、下部層６を冷却ドラムｌａ、　ｌｂの側面に再度
押し付け、冷却ドラムｌａ、　ｌｂ側方からの湯漏れを
防止する。

冷却ドラムｌａ、　ｌｂの周面で生成した凝固シェルは
、冷却ドラムｌａ、　　ｌｂの回転に随伴してドラムギ
ャップ部に移行する。この過程で、凝固シェルは冷却ド
ラムｌａ、　ｌｂによる圧下作用を受け、半凝固状態の
溶融金属が金属薄帯４の側面に絞り出される。絞り出さ
れた溶融金属は、従来のサイド堰を使用する場合にあっ
ては、そのサイド堰と冷却ドラムｌａ、　ｌｂ側面との
間に差し込み、そこで凝固する。この隙間で凝固した部
分は、冷却ドラムｌａ。

１ｂの周面で生成された金属薄帯４に対して直角方向に
起立したものである。

ところが、本実施例にあっては、溶融金属が絞り出され
る位置で下部ｊｌＩ　６が後退しているため、溶融金属
は、冷却ドラムｌａ、　ｌｂＯ軸方向に沿って冷却・凝
固する。その結果、両端部が起立せず、いわゆる耳の発
生がない金属薄帯４を得ることができる。また、耳の発
生がないため、両端部が自由な状態で金属薄帯４の圧下
が行われる。そのため、金属薄帯４に縦割れや皺等の欠
陥を発生させる原因となる張力が作用することが防止さ
れる。

第２図は、このサイド堰を使用して得られた金属薄帯の
端部形状を、従来の冷却ドラム側面に接触する形式のサ
イド堰を使用して得られた金属薄帯と比較して示した図
である。

本実施例による場合は、第２図（ａ）に示すように両端
部４ａが中央部４ｂの平面と同一方向に延びている。こ
れは、凝固シェルがドラムギャップ部近傍で圧下される
ときに絞り出された溶融金属が、サイド堰２ａ、２ｂに
よる変形作用を受けることなく、冷却ドラムｌａ、　ｌ
ｂＯ軸方向に延びて、冷却・凝固したことを示している
。このように、幅方向に延びる両端部４ａをもつ金属薄
帯は、冷却ドラムｌａ。

１ｂの間から容易に搬出され、後続する圧延工程で両端
部４ａをトリミングする必要なく圧延することができた
。また、両端部４ａで中央部４ｂが引っ張られることが
ないため、中央部４ｂに縦割れや皺等の欠陥が発生しな
かった。

他方、従来のサイド堰を使用した場合には、絞り出され
た溶融金属がそのサイド堰によって変形し、同図ら）に
示すように両端部４ａが中央部４ｂに対して直立し、い
わゆる耳を形成する。この直立した耳は圧延の妨げとな
るため、この直立部分を含む両端部を予めトリミングし
てから、金属薄帯を圧延することが必要であった。また
、冷却ドラムｌａ、　ｌｂ側面〜サイド堰２ａ、　２ｂ
内面との間に挟まれた両端部４ａによって中央部４ｂが
引っ張られた状態で、ドラムギャップ部から金属薄帯４
が送り出されたため、金属薄帯４に多数の縦割れ４Ｃが
検出された。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、鋳造作業が
定常状態に達したとき、凝固シェルの圧下が大きなドラ
ムギャップ部近傍のサイド堰を冷却ドラムの側面から後
退させている。そのため、得られた金属薄帯の両端に直
立した耳が発生することがなく、本質的にトリミングを
する必要がなく圧延可能な金属薄帯を製造することがで
きる。

また、凝固シェルが非拘束状態で冷却ドラム周面で成長
し、圧下されるため、張力に起因する縦割れ皺等の欠陥
がない金属薄帯が得られる。また、両端部が主面方向に
延びているため、金属薄帯を冷却ドラムから送り出す作
業も容易なものとなる。

更には、冷却ドラム側面とサイド堰内面との間に鋳バリ
が生じることがないため、冷却ドラムの損傷も少なくな
る。このようにして、本発明によるとき、ツインドラム
方式の連続鋳造作業が能率良く行われ、しかも優れた品
質の金属薄帯を製造することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で使用したサイド堰を組み込ん
だツインドラム式の連続鋳造機を示し、第２図は本発明
の効果を従来のサイド堰による場合と比較して示した図
であり、第３図は第１図の下部堰の高さを決める方法を
説明するための図である。他方、第４図はツインドラム
式の連続鋳造機の要部を示し、第５図は上下方向に分割
したサイド堰を備えた連続鋳造機を示す。 特許出願人　　　　　新日本製鐵　株式會社（ばか１名
） 代　理　人　　　　　小　堀　　益（ほか２名）（ａ） 第２ （ａン １図 （ｂ） 図 （ｂ） ｈ 第３図 第４図 ｈ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、回転する一対の冷却ドラムの両側を仕切り湯溜り部
   を形成するサイド堰であり、常に前記冷却ドラムの側面
   に押し当てられる上部堰と、鋳造開始時には前記冷却ド
   ラムの周面に押し当てられ定常状態においては前記冷却
   ドラムの周面から後退する下部堰からなることを特徴と
   するツインドラム式連続鋳造機用のサイド堰。