JPH01218744A - ツインドラム式連続鋳造機 - 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、金属薄帯の肉厚を幅方向に関して調整するこ
とができるツインドラム式連続鋳造機に関する。

〔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ｍｍ〜数
十ｍｍ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。この連続鋳造法によるとき、従来
のような多段階にわたる熱延工程を必要とすることな、
ぐ、また最終形状にする圧延も軽度なもので済むため、
工程及び設備の簡略化が可能となる。

第３図は、この連続鋳造法の一つとして知られているツ
インドラム方式の設備構成を示す（特開昭６０−１３７
５６２号公報参照）。

この方式においては、互いに逆方向に回転する一対の冷
却ドラムｌａ、　ｌｂＯ間に、ドラム軸方向両端をサイ
ド堰２ａ、　２ｂで仕切り、湯溜り部３を形成する。そ
して、この湯溜り部３に溶融金属４を注入し、冷却ドラ
ムｌａ、　ｌｂを介して溶融金属４を抜熱することによ
り、それぞれの冷却ドラムｌａ、　ｌｂの周面に凝固シ
ェルを形成させる。この凝固シェルは、成長しながら冷
却ドラムｌａ、　ｌｂの回転に伴ってドラムギャップ５
に移行する。ドラムギャップ５で、それぞれの冷却ドラ
ム１．ａ、　ｌｂ側周面形成された凝固シェルは、圧接
・一体化され、金属薄帯６として冷却ドラムｌａ、　ｌ
ｂ間から搬出される。

このツインドラム式連続鋳造機においては、溶融金属４
の保有熱によって冷却ドラムｌａ、　ｌｂが加熱され、
ドラムプロフィールが変わり、ドラムギャップ５の幅が
ドラム軸方向に関して均一でなくなる。このようなドラ
ムギャップ５で凝固シェルを圧下するとき、凝固シェル
に加わる圧下刃に変動が生じ、割れ、皺等の欠陥が発生
する原因となる。そこで、このドラムプロフィールを所
定の形状に維持するたｔ１サーマルクラウンを相殺する
ように冷却ドラムｌａ、　ｌｂを加圧又は熱収縮によっ
て変形させる種々の手段が開発されている（時開　′昭
５９’−１６３０５７号公報、特開昭６０−２７４５８
号公報、特開昭６１−２６２４５２号公報等参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の方式では、凝固、シエ、ルの′　
　　肉厚を幅方向に関して制御することができない。

そのため、冷却ドラ、ムｌａ、　ｌｂのプロフィール、
を矯正した場合にあっても、このプロフィールと凝固シ
ェルの幅方向肉厚分布が適合しないとき、圧下量の幅方
向分布が不均一となり、割れや皺等の欠陥が発生するこ
とが避けられない。

また、鋳造された金属薄帯６を後続する冷延工程で加工
するときの加工効率から、一般に金属薄帯６に中央部を
厚くし両端部を薄くした凸クラウンを付けることが好ま
しい。一方、用途によっては例えば電磁材料のように、
幅方向肉厚偏差は極力小さいことが望まれているものも
ある。このように金属薄帯の製造プロセスとしては幅方
向の肉厚分布を自在に制御できるものが望まれている。

ところが、幅方向に関して肉厚が変動する金属薄帯を製
造するための技術がこれまでのところ開発されていない
。

そこで、本発明は、このような要求に応えるべく開発さ
れたものであり、ドラム軸方向に関して冷却条件を変え
ることによって、冷却ドラムの周面で成長する凝固シェ
ルの幅方向分布を自在に制御できるものとし、割れや皺
等の欠陥のない任意の肉厚分布の金属薄板を製造し、後
続する冷延等の工程における加工効率を改善することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段つ 本発明のツインドラム式連続鋳造機は、その目的を達成
するために、一対の冷却ドラムの表面に供給した溶融金
属を急冷凝固して金属薄帯を製造する連続鋳造機におい
て、前記冷却ドラムの軸方向に沿って３以上のゾーンに
区分した冷媒吹付は用ノズルを前記冷却ドラムの周面に
対向させて配置し、それぞれのゾーンに供給される冷媒
の温度及び／又は流量を制御する制御機構を各ゾーン毎
に設けたことを特徴とする。

第１図は、本発明ツインドラム式連続鋳造機の要部を示
す側面図である。なお、同図において、第３図に示した
部材等に対応するものについては同一の符番で指示した
。

この連続鋳造機においても、従来と同様に互いに逆方向
に回転する一対の冷却ドラムｌａ、　ｌｂを対峙させて
いる。そして、この冷却ドラムｌａ、　ｌｂＯ間に注湯
された溶融金属４を、冷却ドラムｌａ、　ｌｂを介して
抜熱し、ドラムギャップ５から金属薄帯６として送り出
している。

そして、湯溜り部３から出た冷却ドラムｌａ、　ｌｂの
周面に対して、冷媒吹付はノズル１１から水、潤滑剤を
混合したエマルジョン等の冷媒１２を吹き付ける。この
冷媒吹付はノズル１１は、第２図に示すように、冷却ド
ラムｌａ、　ｌｂＯ軸方向に関して両端部及び中央部の
３個のゾーンＩ、　　Ｉ［、ＩＩＩに区分されている。

それぞれのゾーン１．　　ＩＩ、　ＩＩＩにある冷媒吐
出口１３は、ゾーン毎に支管１４を介して冷媒供給管１
５に接続されている。この冷媒供給管１５は、それぞれ
流量調整弁１６を備えている。なお、冷媒吹付はノズル
１１の区分数を３個よりも多数のゾーンとし、ドラム軸
方向に関する冷却条件の制御をより細かく行うこともで
きる。

他方、冷却ドラムｌａ、　ｌｂから送り出された金属薄
帯６の肉厚を幅方向に沿って測定するため、金属薄帯６
の幅方向中央部及び両端部のそれぞれに合計３個の厚み
計１７が配置されている。これら厚み計１７で検出され
た金属薄帯６の幅方向厚み分布は、適宜の演算器（図示
せず）に入力されて、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの目標周
面温度に対応した冷媒流量を表す制御信号に変換される
。この制御信号が前述の流量調整弁１６に入力される。

したがって、金属薄帯６の目標板厚に応じて、冷媒吹付
はノズル１１から冷却ドラムｌａ、　ｌｂの周面に吹き
付けられる冷媒１２の流量をドラム軸方向に沿って調整
し、冷却ドラムｌａ、　ｌｂの軸方向に関する周面温度
を所定のパターンに対応したものにする。

第２図では、冷媒１２の流量を冷却ドラムｌａ、　ｌｂ
の軸方向に変えることにより、冷却ドラムｌａ、　ｌｂ
の周面で成長する凝固シェルのドラム軸方向に関する肉
厚分布を調整している。しかし、ドラム軸方向に関する
冷却条件を制御する方法としては、冷却ドラムｌａ、　
ｌｂの周面に吹き付ける冷媒１２の温度を変える方式を
採用することができる。

この場合、それぞれ異なった温度で冷媒を収納している
貯蔵タンクに冷媒供給管１５を接続する。

或いは、冷媒供給管１５の途中に加熱器又は冷却器を設
け、厚み計１７からの情報に基づいてその加熱器又は冷
却器を制御し、冷媒吐出口１３に向けて送られる冷媒の
温度を調整しても良い。

なお、噴射された冷媒が金属薄帯６及び溶融金属４に接
触しないように、冷媒吹付はノズル１１の上流側及び下
流側に遮蔽板１８を設けることが望ましい。このとき、
遮蔽板１８の先端に磁石を取り付け、磁気吸引力により
遮蔽板１８と冷却ドラムｌａ。

１ｂとの間を僅かな間隙に維持することができる。

〔実施例〕

実施例１ニ ドラム軸方向長さ８００　ｍｍで径１２００ｍｍの冷却
ドラムを使用して、５ＵＳ３０４のステンレス鋼組成を
もつ温度１４９０℃の溶鋼を流量１１００ｋｇ／分で湯
溜り部に注湯し、肉厚２ｍｍ、板幅８００　ｍｍの金属
薄帯を製造した。鋳造の経過に伴って、冷却ドラムが溶
鋼によって加熱され、冷却ドラムのプロフィールが変化
した。このプロフィール変化に起因して、ドラムギャッ
プで凝固シェルに加わる圧下刃が不均一となり、製品で
ある金属薄帯に疵、皺１割れ等の欠陥が発生した。

このプロフィール変化は、冷却ドラムから送り出される
金属薄帯の幅方向に沿った肉厚変動として現れる。そこ
で、鋳造された金属薄帯の肉厚を幅方向に配置した複数
の厚み計１７によって測定した。測定された肉厚が大き
な個所に対応するドラムギャップは、冷却ドラムのサー
マルクラウンに起因して大きな間隙をもつものである。

そこで、この部分にあたる冷却ドラムの周面に対するゾ
ーンＩ、Ｉの冷媒吹付はノズル１１から噴射される冷媒
の吹付は流量をそれぞれ８Ｎｍ’／分に増加させ、凝固
シェルの成長を促進させた。他方、サーマルクラウンに
よって小さな間隙となったドラムギャップの中央部に対
しては、ゾーン■の冷媒吹付はノズル１１から噴射され
る冷媒の吹付は流量を６Ｎｍ＋　７分に抑え、凝固シェ
ルの成長を抑制した。

このようにして、サーマルクラウンに対応して凝固シェ
ルの成長を制御したため、ドラムギャップ５で圧下され
る凝固シェルに均一な圧下刃が働く。そのため、従来の
ような疵、皺１割れ等の発生がみられず、健全な表面性
状をもつ金属薄帯を製造することができた。

８一 実施例２： 冷延工程における加工効率を改善するため、中央部の厚
みが２．１ｍｍで両端部の厚みが２．０ｍｍの凸クラウ
ンをもち、板幅８００ｍｍの金属薄帯を鋳造した。

このときに使用した冷却ドラムは、中央部の直径が１２
０（１ｍｍで、両端部の直径が１２’００．１　ｍｍで
、ドラム軸方向長さが８”００　ｍｍであった。このよ
うな冷却ドラムを対として対峙基せ、中央部の間隙が２
、ｌ　ｍｍで、両端部の間隙が２．０ｍｍのドラムギャ
ップを形成した。

このドラムギャップで、それぞれの冷却ドラム周面に形
成された凝固シェルに均一な圧下刃が作用するように、
ドラム軸方向に関する凝固シェルの成長をゾーン１．ｎ
、ＩＩＩにおける冷媒吹付は量を変えることによって制
御した。すなわち、ゾーンＩ、ＩＩＩにおける冷媒吹付
は流量をそれぞれ６Ｎｍ＋　７分とし、ゾーン■におけ
る冷媒吹付は流量を１ＯＮ’ｍ”７分とした。これによ
り、冷却ドラムの周面に成長した凝固シェルは、幅方向
中央部では厚く、両端部では薄い凸クラウンの断面形状
をもつものとなった。この凸クラウンのため、ドラムギ
ャップで凝固シェルに加わる圧下刃が均一化され、欠陥
のない金属薄帯を製造することができた。

これに対し、冷媒吹付は流量をドラム軸方向に関して均
一にした冷却ドラムを使用して鋳造を行ったところ、中
央部で成長した凝固シェルは、ドラムギャップ中央部の
大きな間隙を埋めるには不充分な厚みてあり、充分な圧
下刃が作用しなかった。そのため、得られた金属薄帯に
は、疵、皺。

割れ等の欠陥が特に幅中央部に激しく発生した。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、冷却ドラム
の周面に対する冷却条件を、ドラム軸方向に関して少な
くとも中央部及び両端部で独立して制御している。この
ため、たとえばサーマルクラウンの発生によりドラムギ
ャップの間隙がドラム軸方向に変化した場合にあっても
、その間隙の変動を相殺するように凝固シェルの成長を
制御することにより、ドラムギャップで圧下さ、れる凝
固シェルが受ける圧下刃を一定したものにすることがで
きる。また、冷延に効果的な凸クラウンをもつ金属薄帯
を製造する場合にも、凝固シェルの成長をドラム軸方向
に関して制御することができるため、同様にドラムギャ
ップで圧下される凝固シェルが受ける圧下刃は一定した
ものとなる。このようにして、一定した圧下刃で凝固シ
ェルが圧下されるため、得られた金属薄帯は、疵、皺１
割れ等の欠陥がなく、優れた表面性状をもつものとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体的に説明するための図であり、第
２図は冷却ドラムと冷媒吹付はノズルとの関係を示す。 他方、第３図は、従来のツインドラム方式の連続鋳造機
を示す。 特許出願人　新日本製鐵　株式会社（ばか１名）代　　
理　　人　　小　　堀　　　益　（ほか２名）第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一対の冷却ドラムの表面に供給した溶融金属を急冷
   凝固して金属薄帯を製造する連続鋳造機において、前記
   冷却ドラムの軸方向に沿って３以上のゾーンに区分した
   冷媒吹付け用ノズルを前記冷却ドラムの周面に対向させ
   て配置し、それぞれのゾーンに供給される冷媒の温度及
   び／又は流量を制御する制御機構を各ゾーン毎に設けた
   ことを特徴とするツインドラム式連続鋳造機。