JPH02295645A - 金属薄板連続鋳造装置 - 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〕 この発明は金属薄板連続鋳造装置、特に傾斜して配置さ
れた一対の冷却ロールを有する金属薄板連続鋳造装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は例えば特開昭６２　−　２７０２５４号公報お
よび鉄鋼協会講演論文集、Ｖｏ１．１，虱１（１９８８
）に開示された従来の双ロール方式による薄肉金属板の
連続鋳造装置の断面図である。図において、（１）は溶
湯（溶融金属）、（２）は溶湯（１）の溜め部であるタ
ンディッシュ、（３）はタンディッシュ（２）に接続し
ている円筒状のノズル、（４）はノズル（３）から供給
される溶湯（１）の流路となる樋、（５）は一対の冷却
ロール（いわゆる双ロール）で、各ロールの２つの軸０
を結ぶ線Ｒが鉛直方向Ｖに対して９０度（水平）になる
ように配置されている．（６）は冷却ロール（５）とそ
の両側面に配設された図示しないサイド堰とにより形成
された湯だまり部，（７）は冷却ロール（５）から押出
されて形成された薄板鋳塊である。

従来の薄肉金属板の製造方法は、まずタンディッシュ（
２）内に溜まっている溶湯（１）が、ノズル（３）から
樋（４）を通り、鉛直方向に対して９０度（水平）に配
置された冷却ロール（５）とサイド堰により形成された
湯だまり部（６）へ連続的に供給される。

湯だまり部（６）の溶湯（１）は、冷却ロール（５）と
接触する面で急冷されて疑固穀（５ａ）を形成しながら
、冷却ロール（５）とともに回転して、最小ロール間隔
の位置付近で、左右の冷却ロール（５）の表面上に形成
された凝固殻（５ａ）の外側の未凝固部分が押付けられ
て一体となり、薄板鋳塊（７）が形成されて，冷却ロー
ル（５）の下方から垂直方向に取出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら，上記従来の製造装置のように、一対の冷
却ロール（５）を鉛直方向に対して９０度（水平）に配
置して，水平双ロール方式により薄板鋳塊（７）を製造
すると，溶融金属が凝固し始める温度から完全に凝固し
終る温度までの温度領域（以下固液共存領域という．）
が広い金属では薄板鋳塊（７）が冷却ロール（５）から
離脱し始める最小ロール間隔の位置に達しても完全に凝
固しきれず、冷却ロール（５）の表面に接触した薄層部
分のみが凝固した凝固殻（５ａ）が形成されるだけで、
内部は同相と液相の共存した半溶融状態となる．その結
果、各冷却ロール（５）表面に形成された肉厚の薄い凝
固殻（５ａ）が一体化した薄板鋳塊（７）は自重を支え
きれず破断する。その対策としてガイド等を形成しても
鉛直方向には効果が望めない．さらに、水平双ロール方
式では、薄板鋳塊（７）の取出し方向が構造的に真下と
なるので、長尺の薄板鋳塊（７）を得るためには、薄板
鋳塊（７）を床面に接触しないように水平方向に曲げる
必要があるが，高温脆性を有する金属では、薄板鋳塊（
７）の割れや破断が生じる等の問題点があった。

この点を解決するために冷却ロールを傾斜して配置する
と，湯だまり部（６）の溶湯（１）の波面が低くなり、
溶湯（１）がノズル（３）から樋（４）を通り湯だまり
部（６）に勢いよく注ぎ込まれると、湯面が乱れて、空
気を巻き込み、凝固殻（５ａ）にも気泡が侵入して、薄
板鋳塊（７）内部にボイドが形成されたり、湯面の変動
により溶湯（１）と冷却ロール（５）の接触弧長が変化
して、湯境の発生や鋳塊厚さのバラツキなどの原因とな
る。さらに上記装置では、形成される薄板鋳塊（７）の
板厚は、湯だまり部（６）の液面高さ（深さ）とロール
回転速度などにより決定されるので，より薄い薄板鋳塊
（７）を得ようとすると，湯たまり高さを低くし、さら
に冷却ロール（５）のロール回転速度を大きくするなど
の対応が必要である．そのために薄板鋳塊（７）に鋳肌
荒れを生じたり，湯だまり部（６）の端部で湯切れを生
じたりするなどの問題点があった．この発明は、以上の
ような問題点を解消するためになされたもので，冷却ロ
ールを適当な角度に傾斜させた状態に配置し、その冷却
ロールの外周面に沿って添板を設けるという簡単な手段
により、形成直後の薄板鋳塊が自重により破断すること
なく、また長尺に成形しても割れや破断が発生すること
なく、さらに溶湯と冷却ロールの接触する長さを一定に
し、かつ十分な湯だまり高さを保持することにより、薄
板鋳塊厚のバラツキが少なく、またボイドや湯境も発生
しにくく、品質良好な薄板鋳塊を安定して製造できる金
属薄板連続鋳造装置を提供することを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 この発明に係る金属薄板連続鋳造装置は、対向して互い
に逆方向に回転する一対の冷却ロールを、各冷却ロール
の中心軸を結ぶ線が鉛直方向に対して１５ないし６５度
傾斜するように配置し、各冷却ロールとその両側面に配
置されたサイド堰とから成る湯だまり部へ溶湯金属を連
続的に供給し、前記冷却ロールにより急冷凝固させて金
属薄板鋳塊を連続的に製造する装置において、前記湯だ
まり部の各冷却ロールの外周面に沿って耐火物製の添板
を備えたものである。

この発明においては、冷却ロールで形成された直後の金
属薄板鋳塊を案内するためのガイドを設けることが好ま
しい．ガイドとしては，冷却ロールの軸を結ぶ線の傾斜
角度にほぼ対応した傾斜角度に配置することが好ましく
，金属薄板鋳塊の割れや破断を効果的に抑制できる． 〔作　用〕 この発明における金属薄板連続鋳造装置においては、一
対の冷却ロールを特定の角度で傾斜させて、その冷却ロ
ールと両側面に配置されたサイド堰からなる湯だまり部
に各冷却ロールの外周面に沿って耐火物製の添板を設置
し、溶湯の液面が添板の下端部より上方のレベルを保つ
ように注湯する．これにより、溶湯と冷却ロールとが接
触する長さを一定にでき、かつ十分な湯だまり高さを保
持して空気の巻き込みを防ぐことができるので、鋳塊厚
さが均一で、ボイド、湯境などの鋳塊欠陥の少ない品質
良好な金属薄板鋳塊を製造することが可能となる。また
、添板の形状および取付位置等を変えることにより、溶
湯と冷却ロールの接触弧長を任意に調整することができ
るので、従来のものに比べて板厚の異なる薄板鋳塊を容
易に安定して製造することができる。

本発明において、一対の冷却ロールの軸を結ぶ線は、鉛
直方向に対して１５ないし６５度に傾斜しているが、１
５度より小さい場合、添仮による溶湯と冷却ロールとの
接触する長さの選択に対する自由度が小さくなり、薄板
鋳塊の板厚設定範囲が狭く限定され、特に２ｍｍ以下の
薄板鋳塊の製造が困難となる．また６５度より大きい場
合は，冷却ロールによる薄板鋳塊の自重を支える効果が
少なくなるため、薄板鋳塊に形成された凝固殻が受ける
薄板鋳塊の自重による引張応力が増大して，破断が生じ
易くなり、また長尺の薄板鋳塊の製造では、無理に曲げ
る必要が生じ、割れが生じ易くなるなど，薄板鋳塊を安
定して製造しにくくなる．本発明では冷却ロールの軸を
結ぶ線が傾斜しているので、冷却ロールの傾斜角度に対
応するように傾斜したガイドを設ければ、冷却ロールか
ら離脱（形成）直後の薄板鋳塊表面の凝固殼が受ける自
重による引張応力を減少させることができる．また長尺
の薄板鋳塊を製造する場合でも、床面に到達する前に薄
板鋳塊に大きな曲げ変形を与えて取出す必要がなくなり
、鋳造中に長尺の薄板鋳塊の割れや破断を生じることが
なく、より安定して連続的に金属薄板鋳塊を製造するこ
とが可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面の実施例に基づいて説明する。第
１図はこの発明に係る実施例の金属薄板連続鋳造装置を
示す断面図であり、図において、第２図と同一符号は同
一または相当部分を示す。

一対の冷却ロール（５）は、その軸０を直交する方向に
結ぶ線Ｒが鉛直方向Ｖに対して１５ないし６５度傾斜す
るように配置されている．（８）は冷却ロール（５）か
ら押出される薄板鋳塊（７）のガイドであり，冷却ロー
ル（５）の軸０を結ぶ線Ｒの傾斜角度θ１にほぼ対応し
た傾斜角度θ２になっている．（９ａ），　（９ｂ）は
、耐火物例えばカーボン製の添板であり、各冷却ロール
（５）の湯だまり部（６）側の外周面に沿って設けられ
ている．下側の添板（９ｂ）には堰（ｌＯ）が形成され
ている。

このような構成の金属薄板連続鋳造装置では、まずタン
ディッシュ（２）内の溶湯（１）を、ノズル（３）およ
び樋（４）を経て傾斜状態にある一対の冷却ロール（５
）の間の湯だまり部（６）に供給する．湯だまり部（６
）において溶湯（１）と冷却ロール（５）の接触長さ悲
は、添板（９ａ）　，　（９ｂ）の下端部（９Ｃ）から
冷却ロール（５）の間隔が最小となる位置（ロールのキ
ス点）までの距離となる。そのため溶湯（１）の液面が
常に添板（９ａ）　，　（９ｂ）の下端部（９ｃ）より
上方のレベルに位置するように連続供給している。湯だ
まリ部（６）に供給された溶湯（１）は、各冷却ロール
（５）の冷却作用を受けて凝固し始め、凝固殻（５ａ）
を形成する．この凝固殼（５ａ）は、添板（９ａ），　
（９ｂ）により調整された接触長さ悲により，肉厚が最
適なものとなっている。その凝固殻（５ａ）は冷却ロー
ル（５）とともに回転して、最小ロール間隔の位置から
押出されて一体化し、内部が固液共存状態の薄板鋳塊（
７）となる． この溶湯（１）の供給に際しては、溶湯（１）の供給さ
れる勢いが強くて液面が変動しても、添板（９ａ）　，
（９ｂ）が冷却ロール（５）に沿って設けられているた
め、溶湯（１）と冷却ロール（５）の接触長さは一定と
なり，凝固殻（５ａ）を安定して形成することができる
。また十分な湯たまり高さを確保することが可能である
ため、空気などの巻込みも少ない。その結果，薄板鋳塊
厚のバラツキがなく，またボイドや湯境もない薄板鋳塊
（７）が得られる．また冷却ロール（５）の軸０を結ぶ
線Ｒの傾斜角度θ．にほぼ対応した傾斜角度θ２を有す
るガイド（８）を設けると，冷却ロール（５）から離脱
（形成）直後の薄板鋳塊（７）の表面の凝固殻（５ａ）
が受ける自重による引張応力を減少させることができる
．そして、長尺の薄板鋳塊（７）を製造する場合でも、
床面に到達する前に薄板鋳塊（７）に大きな曲げ変形を
与えて取出す必要がなくなるので、鋳造中に長尺の薄板
鋳塊（７）の割れや破断を生じることがなく、安定して
連続的に金属薄板を製造することが可能となる． これらの効果を確認するために、７．３９重量％のＳｎ
、０．１３重量％のＰ、および残部がＣｕからなる組成
のりん青銅について，ロール幅１００ｍ．ロール径４０
０ｍｍの内部水冷式の銅製冷却ロール（５）を用いて、
冷却ロール傾斜角度θ１が３０度、ガイド傾斜角度θ２
が３０度、湯だまり部（６）に供給される溶湯（１）の
温度が１０７０℃、冷却ロール（５）の回転数が４Ｏｒ
ｐｍの条件のもとて薄板鋳塊（７）の製造実験を実施し
たところ、表面性状が良好な板厚が約２ｍｍのりん青銅
の薄板鋳塊を連続的に安定して製造することができた．
また製造過程において全く薄板鋳塊（７）の破断を生じ
ることなく、長尺のりん青銅薄板鋳塊が得られた．薄板
鋳塊の厚さのバラッキ、および内部欠陥の検討のために
、密度を調べた結果を表１に示す。

比較例 添板（９ａ），　（９ｂ）を取外した以外は，全て実施
例の装置、および条件と同じにして、長尺のりん青銅薄
板鋳塊を製造した．結果を表１に示す．表１ 傘薄板鋳塊の中央部近傍の長さが約１ｍの鋳塊片につい
て板厚の最小値と最大値を測定した。

表１から明らかなように、この実施例により得られた薄
板鋳塊では、密度が理論密度（８．７２ｇ／ｃｍ）にほ
ぼ近い値にまで増大していることからボイドなどによる
内部欠陥は比較例によるものに比べて著しく減少し、ま
た鋳塊厚さもかなり均一化していることも明確である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、一対の冷却ロールを
特定の角度に傾斜させた状態で、各冷却ロールと両側面
に配置されたサイド堰により形成される湯だまり部に、
冷却ロールの外周面に沿って、耐火物からなる添板を設
置したので、固液共存領域が広く、高温脆性を有する金
属薄板でも、破断や割れを起こすことなく連続的に安定
して製造でき、また薄板鋳塊の板厚のバラッキも少なく
、ボイドや湯境も発生しにくく、品質の良好な金属薄板
鋳塊を連続的に安定して製造できる装置が得られる効果
がある．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は従
来の金属薄板連続鋳造装置を示す断面図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、（１）
は溶湯，（２）はタンディッシュ，（３）はノズル、（
４）は樋、（５）は冷却ロール、（６）は湯だまり部、
（７）は薄板鋳塊、（８）はガイド．　（９ａ），（９
ｂ）は添板である．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向して互いに逆方向に回転する一対の冷却ロー
   ルを、各冷却ロールの中心軸を結ぶ線が鉛直方向に対し
   て１５ないし６５度傾斜するように配置し、各冷却ロー
   ルとその両側面に配置されたサイド堰とから成る湯だま
   り部へ溶湯金属を連続的に供給し、前記冷却ロールによ
   り急冷凝固させて金属薄板鋳塊を連続的に製造する装置
   において、前記湯だまり部の各冷却ロールの外周面に沿
   って耐火物製の添板を備えたことを特徴とする金属薄板
   連続鋳造装置。