JPH02205235A - 薄板の連続鋳造方法 - 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、溶融金属から薄板を連続的に鋳造する方法に
関するものである。

（従来の技術） 薄板を製造するに際し、従来は鋳片を熱間圧延すること
により行っていたが、溶融金属（以下「溶湯」という）
から直接数鵬の厚さの薄板を連続的に鋳造できるならば
前記熱間圧延工程が省略できるため、薄板の製造コスト
の大幅な低減が可能となる。そこで溶湯から直接数鵬の
厚さの薄板を連続的に鋳造する数々の方法が提案されて
いる。

例えば、１個あるいは相対向する方向に同調して回転す
る一対の水平に配置された冷却ロールの下部表面を溶湯
に浸漬せしめて凝固シェルを形成せしめ、該冷却ロール
を回転させて連続的にこれを導引して薄板を鋳造するい
わゆる引上げ方式の連続鋳造方法がある（特開昭５８−
１６３５５３号公報）。

この従来の連続鋳造装置の例を第４図に基づいて説明す
る。

第４図において、１は溶湯槽３内の溶湯２中にその下端
部を浸漬するように水平に配置された冷却ロールであり
、該冷却ロール１は例えば銅、銅合金、鋼等により形成
されると共に、内部に冷却機構を内蔵しており、しかも
溶湯２との接触面積を大きく得るために相当大径のロー
ルとなっている。そして、この冷却ロール１の外表面に
溶湯２が接触し冷却されて凝固シェル４が形成される。

そしてこの凝固シェル４は冷却ロール１の回転と共に引
上げられ、冷却ロール１と相対向する方向に同調して回
転する移送あるいは圧下成型ロール５と冷却ロール１に
よりピンチされて移送、あるいは圧延・成型されて移送
される。

なお、第４図中６は溶湯槽３内に溶湯鍋７から溶湯２を
注湯する注湯ノズル、８は移送ロールを示す。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記したような方法で薄板を連続鋳造するに
際し、冷却ロール表面に生成し、冷却ロールと共に引上
げられる凝固シェルは必ずしも厚さが均一でかつ平坦で
はない。そのため、前記した方法のように移送、あるい
は圧下成型ロールで凝固シェルを冷却ロールに押付ける
と凝固シェルはうねったり、蛇行したりして、凝固シェ
ルの厚さ方向に変形し、第５図（イ）に示すように冷却
ロール表面から離れてしまっていた。そして、その遊離
する量が大きくなると、凝固シェルは折損、破断あるい
は溶損してしまうこともあった。あるいは、圧下成型ロ
ールで凝固シェルを圧延すると、凝固シェルは圧延方向
に伸びるため、圧下成型ロールより上流側にある凝固シ
ェルはたるみ傾向となり、ついには冷却ロール表面から
離れて破断、溶損してしまう。この様に、薄板を連続し
て安定に得ることができなかった。

また、引上げられた凝固シェルを圧下成型して厚さが均
一でかつ平坦なものにするためには、相当大きな力で圧
延しなければならず、冷却ロール及び圧下成型ロールに
は大きな力が作用する。

特に、冷却ロールは凝固シェルを十分に冷却する等のた
め、内部を冷却構造としなければならず、そのため、相
当複雑な構造となり、高価なものになっていた。

本発明は、かかる問題点を解決できる薄板の連続鋳造方
法を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の第１は、下部表面を
溶融金属に浸漬せしめた冷却ロールを回転させ、該冷却
ロールの表面に形成した凝固シェルを連続的に引き出し
て薄板を製造する方法において、前記冷却ロールの下流
側に相対する方向に同調回転する一対の移送ロールを設
け、これら移送ロールの周速度■、と冷却ロールの周速
度Ｖｍとの関係が下記式を満足するように移送ロールを
回転することとしている。

ＶＰ／Ｖ、＞１−　＜α／　２　）　×（Ｔｏ　　ＴＰ
）また本発明の第２は上記第１の発明において、前記移
送ロールに代えて同調回転する１対の圧下成型ロールを
設け、これら圧下成型ロールの周速度Ｖ　、　ｌと冷却
ロールの周速度Ｖ、との関係が下記式を満足するように
圧下成型ロールを回転することとしている。

ＶＦ’／Ｖ、＞　（１−（α／２）　　Ｘ（Ｔｏ−ＴＰ
’））　Ｘ〔１＋Δｄ／（２（ｄ−Δｄ））〕 以下、本発明を成立させるための本発明者らの着眼点、
及び移送ロールあるいは圧下成型ロールを上記した関係
を満足するように回転させる必要性について説明する。

すなわち本発明者らは、■移送あるいは圧下成型ロール
５を冷却ロール１より離して別に設置することにより、
移送あるいは圧下成型ロール５で生じる凝固シェル４の
うねりや変形は冷却ロール１表面の凝固シェル４まで伝
わらないこと（第５図（ロ））、また■移送あるいは圧
下成型ロールを冷却ロールとは別に設けることにより、
凝固シェルの引上げる速度を冷却ロールの周速度とは関
係なく自由にコントロールすることができること、に着
目し上記した本発明を成立させたのである。

まず、移送ロールを採用する場合について考える。凝固
シェルが冷却ロールから離れないようにするためには、
移送ロール位置での凝固シェルの引上げ速度を冷却ロー
ルの周速度より速くすれば良い。冷却ロールの周速度■
、と移送ロールでの凝固シェルの移動速度を全く同じに
する場合、移送ロールに移動するまでに凝固シェルの温
度は下がってα×（（Ｔｏ　　Ｔ−）　／　２　）　ｘ
　Ｌだけ熱収縮しているため、移送ロールの周速度Ｖ、
は、ｖｌに対して次式で表される速度にしなければなら
ない。

ｖ、＝ｖ、ｘ　（Ｌ−αＸ（Ｔｏ−ＴＰ）／２ＸＬ）／
Ｌ・・・　■ ここで、αは凝固シェルの熱収縮率、Ｌは凝固シェルが
溶湯から出た位置から移送ロールまでの距離、ＴＰは溶
湯から出た位置での凝固シェルの温度、ＴＰは移送ロー
ルでの凝固シェルの温度である。

以上より、凝固シェルが冷却ロールより離れないように
引上げるためには、移送ロールの周速度■、は次式のよ
うに設定してやれば良い。

ｖ、＞ｖ、ｘ　（１−（α／２）Ｘ（Ｔｏ−ＴＰ））　
−・・■すなわち、 Ｖｐ／Ｖｓ＞１−　（ｃｒ／２）Ｘ（Ｔｏ−Ｔｐ）”’
　　■である。

次に、圧下成型ロールで凝固シェルをΔｄだけ圧下した
場合を考えてみる。この場合、凝固シェルはほとんど幅
方向には伸びないので、凝固シェル単位長さ当たりの長
手方向の伸びΔｌは次式で表される。

ｄｘｗｘ１＝（ｄ−Δｄ）ＸＷＸ　（１＋Δ２）Δｌ＝
Δｄ／　（ｄ−Δｄ）　　・・・　■ここで、ｄは凝固
シェル厚さ、Ｗは凝固シェルの幅である。

この長手方向の伸びΔｆが圧下成型ロールの前後に均等
に分けられるとすると、冷却ロールと圧下成型ロール間
で凝固シェル単位長さ当たりΔｌ／２伸びていくことに
なる。従って、冷却ロールから凝固シェルが遊離しない
ようにするには、下記式の如くこの伸びの分だけ圧下成
型ロールの周速度を速くしなければならない。

Ｖ、’＝＝Ｖ、Ｘ　（１＋　（Δｚ／２））＝Ｖ、ｘ　
ｒｌ＋Δｄ／　（２（ｄ−Δｄ））〕・・・■ここで、
■２゛は圧下時の圧下成型ロールの周速度、■、は圧下
を全くしない場合の０式で示される移送ロールの周速度
である。

０式と０式より、圧下時の圧下成型ロールと冷却ロール
の周速度の比Ｖ、’／Ｖ、は次式のように設定すれば良
い。

ｖ、’／ｖ、＞　（１−（α／２）Ｘ（Ｔｏ−Ｔ？’）
）Ｘ〔１＋Δｄ／（２（ｄ−Δｄ））〕・・・■すなわ
ち、０式あるいは０式で示されるように移送ロール、あ
るいは圧下成型ロールの周速度を設定することにより、
凝固シェルが冷却ロールより離れないことがわかる。

（作　　用） 移送ロールの周速度Ｖ、と冷却ロール周速度Ｖ、の関係
を第１の本発明の如くすることにより、凝固シェルの引
上げ速度Ｖ、をＶ、より速くして、凝固シェルが冷却ロ
ールから離れて破断、溶損するのを防止できる。ただし
、ＶＰ／Ｖｍはあまり大きくすると凝固シェルと冷却ロ
ールの速度の差が大きくなりすぎて、凝固シェルを速く
引上げすぎて、凝固シェルが割れたり、破断するのでＶ
Ｐ／■１の値の設定には注意が必要である。本発明者ら
の研究・実験によれば最適なＶＰ／Ｖｍの値は、溶融金
属の種類や冷却ロールの周速度■１や冷却ロール表面の
状態（表面の粗さやコーティングの有無等）によって異
なるが、１．００〜１．２０である。

また移送ロールに代えて圧下成型ロールを採用する場合
には、圧下、成型時、圧下成型ロールの周速度■、”は
移送ロールの周速度Ｖ、と比べ凝固シェルが長手方向に
伸ばされる分だけさらに速くして、第２の本発明の如く
設定することにより、凝固シェルが冷却ロール表面から
離れて破断、溶損するのを防止できる。

なお、本発明方法を採用する場合、さらに、移送あるい
は圧下成型ロールを２対にして、凝固シェルの押付けを
分散させるとさらに効果がある。

（実　施　例） 以下本発明方法の効果を確認するために行った実験結果
について説明する。

その１） 第１図に示す装置を使用して第１の本発明方法を実施し
た結果について述べる。

溶湯２には低炭素アルミキルド鋼を用い、直径１０００
ｍ＋ａの銅製冷却ロール１を溶湯２中に６０胴浸漬し、
周速Ｖ　、　＝４０．０ｍ　／　ｍｉｎの速度で回転さ
せた。

この冷却ロールｌの表面の粗さは最大高さ２〜６μｍで
あり、その表面には特にコーティング剤は塗布しなかっ
た。移送ロール５は直径１５０［ｌｌｌ１１であり、周
速ＶＦ　＝３８．０〜５２．０ｍ／ｌｌｌ１ｎの速度で
回転させた。この時、冷却ロール１面には厚さ１．８　
ｍｍの凝固シェル４が形成し、凝固シェル４は移送ロー
ル５で圧下されずにそのまま次工程に送られた。

引上げられた凝固シェルの温度を放射温度計で測定した
ところ、溶湯２から引上かった直後でＴ０＝１４７０”
Ｃ，移送ｏ−ＪＬ１５（７）所テＴＰ　＝１３００’Ｃ
テあった。低炭素アルミキルド鋼の熱収縮率αは１．２
ｘｌＯ−’／”ｃであるので第１の本発明方法ではＶ。

／ＶＩＩ＞０．９９９となるように移送ロールを回転す
る。つまり冷却ロールｌの周速度ｖ１が４０．０ｍ／ｗ
ｉｎであるから移送ロール５の周速度■、を■。

＞３９．９６　ｍ／ｓｉｎとなるように移送ロールを回
転させるのである。第２図にこれらの条件で操業した結
果を示す。第１の本発明方法の範囲である移送ロール５
の周速度■、をＶＰ　＞４０．０ｍ／ｍｉｎとした場合
には、安定して操業ができた。また、比較としてＶＰ　
＜３９．９ｍ／ｍｉｎで操業をしたところ第２図に示す
ように凝固シェルが冷却ロール１より遊離して、破断す
るという現象が生じ安定した操業ができなかった。

その２） 第１図に示す装置を使用して第２の本発明方法を実施し
た結果について述べる。

溶湯２及び冷却ロールＩは実施例その１）と同じものを
使用し、冷却ロールｌは溶湯２に６０ａｍ浸漬し、周速
Ｖ＊　＝４０．０ｍ／ｌｌ１ｉｎの速度で回転させた。

この時、冷却ロール１面には厚さ１．８ｍｍの凝固シェ
ル４が形成し、この凝固シェル４は直径２５０値の圧下
成型ロール５によって１．４　ｍｍの厚さまで圧延され
、次工程に送られた。引上げられた凝固シェルの温度は
、その１）と同様Ｔ。−１４７０’ｃ、　ＴＰ’＝１３
００℃であった。

また、凝固シェルの圧下量Δｄは０．４ｍｍＸ凝固シェ
ルの厚さｄは１．８　ｍｍであり、凝固シェルの熱収縮
率αは１．２　Ｘｌ０−’／”Ｃであるので、第２の本
発明方法はＶ、’／Ｖ、　＞１．１４２となるように、
っまり圧下成型ロールの周速度Ｖｐ’を４５．６７ｍ／
ｗｉｎより大きくするのである。第３図に本発明方法の
範囲で操業した結果を示す。圧下成型ロールを４５．７
ｍ／ｗｉｎより大きく回転させることにより、厚さ１．
４　ｍの薄板が安定して得られた。比較として、圧下成
型ロールの周速度を４５．５ｍ　／ｍｉｎより小さくし
たところ、第３図に示すように凝固シェル４が冷却ロー
ル１面より遊離して破断し、安定して薄板が得られなか
った。

（発明の効果） 以上説明したように本発明方法のように移送ロールを冷
却ロールとは別に設け、その周速度を制御することによ
って、凝固シェｔＤ　４＜冷却ロールから遊離して破断
することはなくなった。また、圧下成型ロールで凝固シ
ェルを圧延する場合も、圧延されて伸びる分だけ圧下成
型ロールを速く回転させることにより、凝固シェルは冷
却ロールから遊離して破断することなく安定して薄板が
得られた。

また、本発明の場合には冷却ロールは圧下成型に全く関
与しておらず、大きな圧下刃も加わらないため、冷却ロ
ールの構造はたいへん簡単にすることができ、安価に制
作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に使用する装置の一例を示す概略図
、第２図は第１の本発明方法の実験結果を示す図、第３
図は第２の本発明方法の実験結果を示す図、第４図は従
来方法の説明図、第５図（イ）は従来方法の欠点を示す
説明図、（ロ）は本発明方法の場合の説明図である。 ■は冷却ロール、２は溶湯、４は凝固シェル、５は移送
あるいは圧下成型ロール。 第３図 圧下成型ロールの１司−Ｌ：ＬＶｉ＜所蔵りＶ〆／Ｖ。 Ｌ 第４図 第１図 杓、ｔＯ−ルの幻逮友ＶＰ（気す詰） ＶＰ／Ｖｍ比

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下部表面を溶融金属に浸漬せしめた冷却ロールを
   回転させ、該冷却ロールの表面に形成した凝固シェルを
   連続的に引き出して薄板を製造する方法において、前記
   冷却ロールの下流側に相対する方向に同調回転する一対
   の移送ロールを設け、これら移送ロールの周速度Ｖ＿Ｐ
   と冷却ロールの周速度Ｖ＿ｍとの関係が下記式を満足す
   るように移送ロールを回転することを特徴とする薄板の
   連続鋳造方法。 Ｖ＿Ｐ／Ｖ＿ｍ＞１−（α／２）×（Ｔ＿Ｏ−Ｔ＿Ｐ） 但し、α：凝固シェルの熱収縮率 Ｔ＿Ｏ：凝固シェルの溶融金属から出る時の温度 Ｔ＿Ｐ：凝固シェルの移送ロール位置での温度
2. （２）請求項１記載の方法において、前記移送ロールに
   代えて同調回転する１対の圧下成型ロールを設け、これ
   ら圧下成型ロールの周速度Ｖ＿Ｐ′と冷却ロールの周速
   度Ｖ＿ｍとの関係が下記式を満足するように圧下成型ロ
   ールを回転することを特徴とする薄板の連続鋳造方法。 Ｖ＿Ｐ′／Ｖ＿ｍ＞｛１−（α／２）×（Ｔ＿Ｏ−Ｔ＿
   Ｐ′）｝×〔１＋Δｄ／｛２（ｄ−Δｄ）｝〕 但し、Δｄ：凝固シェルの圧下量 ｄ：凝固シェルの厚さ Ｔ＿Ｐ′：凝固シェルの圧下成型ロール位置での温度