JPH0252152A - 薄帯連続鋳造装置用冷却ドラム - Google Patents

薄帯連続鋳造装置用冷却ドラム

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JPH0252152A
JPH0252152A JP63202963A JP20296388A JPH0252152A JP H0252152 A JPH0252152 A JP H0252152A JP 63202963 A JP63202963 A JP 63202963A JP 20296388 A JP20296388 A JP 20296388A JP H0252152 A JPH0252152 A JP H0252152A
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cooling drum
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distance
solidified shell
cooling
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Kenichi Hara
賢一 原
Shigenori Tanaka
重典 田中
Isao Mizuchi
水地 功
Keiichi Yamamoto
恵一 山本
Atsumu Yamane
山根 伍
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/0648Casting surfaces
    • B22D11/0651Casting wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/005Rolls with a roughened or textured surface; Methods for making same

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

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、ツインドラム方式、単ドラム方式。
ドラム−ベルト方式等の薄帯連続鋳造装置に使用される
冷却ドラムに関する。
〔従来の技術〕
近年、金属の連続鋳造の分野では、製造コストの切り下
げ、新材質の創出等を目的として、最終形状に近い薄肉
鋳片を製造する技術の、開発が強く望まれている。この
要求に対して各種の方法が提案され、その一部は工業生
産のレベルにまで達している。しかし、これまでの方法
は、生産性、鋳片品質の確保等の点で未だ充分なものと
はいえない。
これらの薄肉鋳片の連続鋳造方法の中で構造が比較的簡
単な設備を使用するものとして、鋳型の主構成要素とし
て内部水冷機構を備えた一対のドラムを使用するツイン
ドラム方式、−本の冷却ドラムを使用する単ドラム方式
、冷却ドラムとベルトとの間に湯溜り部を形成するドラ
ム−ベルト方式等がある。これらの鋳造法においては、
鋳片の表面性状を安定して高水準に維持することが重要
な課題である。
すなわち、これらの連続鋳造方法は、従来の連続鋳造設
備によって製造されるスラブの場合と異なり、以後の工
程で圧延される度合を小さくすることができる薄肉鋳片
を得ることを狙って、開発されたものである。そのため
、薄肉鋳片の表面に肉厚変動等があると、これが製品表
面の欠陥となり、商品価値を著しく損なう危険性が大き
い。
そこで、良好な表面品質の鋳片を安定して製造すること
を目的として、種々の方法が検討されている。その一つ
として、冷却ドラムと凝固シェルとの間に、断熱層とな
るエアギャップを形成するように、冷却ドラムの周面に
凹凸を設けることが特開昭60−184449号公報で
提案されている。このエアギャップによって、冷却ドラ
ムの抜熱能力が小さくなり、溶融金属の緩慢な冷却が行
われる。
その結果、凝固厚みが板幅方向で均一化され、形状特性
の優れた薄肉鋳片の製造が可能になるとされている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、冷却ドラムの周面に特定深さの凹凸を均一に付
け、それを所期の状態に維持するようにしただけでは、
充分な効果が安定して得られないことが判った。たとえ
ば、冷却ドラムの周面に極端に大きな凹凸を連続して設
けた場合、得られた薄肉鋳片の表面に冷却ドラムの凹凸
が転写された凹凸が発生することは勿論、その部分にお
ける熱応力の集中が促進され、逆に割れの発生が助長さ
れる。また、冷却ドラムの周面に線状や角状の凹凸を形
成すると、凹凸の角部が割れの起点となって、薄肉鋳片
に多数の割れを発生させる。
そこで、本発明者等は、これらの問題を解消するため、
冷却ドラムの周面に形成する凹凸に対する検討を行い、
直径が0.1−1.2印で円形又は長円状の開口部をも
ち、深さが5〜100μmの窪みが効果的であることを
見い出し、特願昭62−240479号として出願した
。このようにして冷却ドラムの周面に設けれた窪みは、
溶融金属と冷却ドラムとの密着性を高めると共に、鋳造
時に互いに連続しない独立した小さなエアギャップを形
成する。その結果、凝固シェルの冷却条件が暖和され、
局部的に剛性が低い状態にある部分に応力が集中するこ
とによる悪彰響を抑制している。
ところが、その後の研究によって、周面に前述の窪みを
設けた冷却ドラムを使用して鋳造を行った場合において
も、割れ等の欠陥が発生することがみられた。この原因
を調査したところ、冷却ドラムの周面における窪みの大
きさ及びその隣接間距離が割れ発生に大きな影響を与え
ることを解明した。
そこで、本発明は、窪みの大きさ及び隣接間距離を特定
することにより、割れ等の欠陥がなく表面性状、形状特
性に優れた薄肉鋳片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〕
本発明の薄帯連続鋳造装置用冷却ドラムは、その目的を
達成するために、直径が(1,1〜1.2I++ωの円
形又は長円状の開口部をもち、深さが5〜100μmの
窪みを、互いに接することなく鋳型の一部を構成する冷
却ドラムの周面に形成し、且つ前記窪みの直径をD(a
s)とし、隣接する窪み間の距離をL(IIll)とす
るとき、直径りと隣接間距離りとの間に、0.05 D
 +O,l≦L≦1.4D+0.5.  L≦1.2の
関係を暑持したことを特徴とする。
〔作用〕
第4図は、通常の冷却ドラムの周面における凝固シェル
の成長状態を模式的に表した図である。
冷却ドラムlの周面に接する溶融金属2は、冷却ドラム
lを介した抜熱によって冷却され、凝固シェル3となる
。冷却効果の大きい個所では、凝固シェル3の成長が早
く、比較的厚いシェル3aとなる。他方、冷却効果の小
さな個所では凝固シェル3の成長が遅れ、薄肉部3bと
なる。この薄肉部3bは、肉厚部3aに比較して強度が
弱く、応力の集中が生じ易い個所となる。また、肉厚部
3aの凝固収縮に伴って、薄肉部3bが引っ張られ、冷
却ドラム1の周面との開にエアギャップ4が発生する。
このエアギャップ4が断熱層として働くため、薄肉部3
bの成長が更に遅れ、そこに割れ等の欠陥が発生する。
これに対し、冷却ドラム1の周面に窪みを設けた先願・
特願昭62−240481号の冷却ドラムでは、溶融金
属と冷却ドラムとの密着性が得られ、且つ小さなエアギ
ャップが作られるため、冷却ドラム1の軸方向に関して
多数の肉厚部3a及び薄肉部3bが割れに至る大きなエ
アギャップができない程度の間隔で形成される。そして
、多数の3肉部3bが存在するため、応力集中が分散さ
れ、割れ発生の原因となるような力が薄肉部3bに加わ
ることを抑制している。
しかし、このような窪みによっても、割れの発生を完全
に防止することができないことがある。
なぜなら、冷却ドラムの周面に均一に凹凸を設けて、溶
融金属と冷却ドラムとの密着性を良くしても、窪みの直
径りと間隔りの設定が適切でない場合、形成されるエア
ギャップは小さくならず、薄肉部に応力が集中して割れ
発生につながり易くなるからである。
凹凸の効果を得ることができる最適な条件とし。
では、■窪みにより凝固シェルを拘束して、凝固シェル
が冷却ドラムから離れないようにし、冷却が均一に進む
状態にすること、及び■第1図に示すように凹部、凸部
共に小さなエアギャップabを形成して、これらエアギ
ャップa、bによって緩冷却状態にすることが掲げられ
る。したがって、窪みの配置方法、すなわち窪みの直径
り及び隣接間圧MLが凹凸の効果を左右するうえで重要
なパラメータとな乙。なお、隣接間距離り、とは、第2
図に示す・ように、隣接する窪み5の最も接近した距離
をいう。
そこで、本発明においては、冷却ドラム1の周面に設け
る窪みの直径り及び隣接間距離りを特定している。第3
図は、この直径りと隣接間距離りとの関係を表したもの
である。
直径りが極端に小さい窪みの場合(D <O,l ar
m。
第3図の領域■)、溶融金属が窪みに入り込むことがで
きないため、溶融金属と冷却ドラムとの間に良好な密着
性が得られない。そのため、窪みて凝固シェルを拘束で
きず、凝固シェルが冷却ドラムから離れてしまって、均
一な冷却状態を保つことができない。このため、凹凸の
効果を得ることができない。
また、直径りが極端に大きい場合(D>1.2mm。
第3図の領域■)、直径りが凹凸のない冷却ドラムに発
生するエアギャップよりもサイズが大きいため、窪みの
内部で大きなエアギャップを生じ、小さなエアギャップ
を形成することができず、小さなエアギアツブが均一に
分散した状態とはならない。その結果、凝固シェルの冷
却が不均一となり、凹凸の効果を得ることができない。
同様に、隣接間距離りが極端に大きい窪みの場合(L>
1.2mm、  第3図の領域III)  、隣接間距
離りが凹凸のない冷却ドラムに発生するエアギャップよ
りもサイズが大きいため、凸部で大きなエアギャップを
生じ、小さなエアギャップを形成することができず、小
さなエアギャップが均一に分散した状態にならない。そ
のため、凝固ンエルの冷却が不均一となって、凹凸の効
果を得ることができない。
したがって、凹凸の効果を得るために必要な条件として
は、0.1印≦D≦1.2叩、L≦1.2市ということ
になり、これが第3図において破線で示された領域とし
て表されている。
更に、この破線領域のうち、D<0.5mi+の領域に
おいては、窪みに溶融金属が入り込みにくい状唄となる
ため、窪みによる凝固シェルの拘束か弱い。その上、隣
接間距離りが大きい場合、窪みによる凝固シェルの拘束
は更に弱まり、凝固が促進して凝固シェルが収縮すると
、窪みから凝固シェルが離れることになり、冷却が均一
に進まなくなる。この現象は、実験によりL>1,4D
+0.5の場合に起きることが確認されており、第3図
の領域■に対応する。したがって、この領域■において
凹凸の効果を得ることができない。
また、隣接間距離りが極端に小さい場合には、凸部が溶
融金属と密着してしまい、第1図に示したエアギャップ
bが形成されず、小さなエアギャップが均一に分散した
状態にならない。この現象は、実験によりL <0.0
5 D +0.1 の場合に起きることが確認されてお
り、第3図の領域■に対応する。したがって、この領域
Vにおいても、凹凸の効果を得ることができない。
以上のことから、凹凸の効果が得られるのは、直径りが
0. l = 1.2 mcd、  隣接間距離りが1
.2111II以下であって、0.05 D +0. 
l≦L≦1.4D+0.5の範囲である。
このようにして特定された直径りと隣接間距離りとの関
係を推持して窪み5を周面に形成した冷却ドラムlを使
用して鋳造を行うとき、冷却ドラム1周面で成長する凝
固ンエル3の形状が規制され、割れ等の欠陥がない高品
質の製品となる。
〔実施例〕
連続鋳造装置としては、冷却ドラムlを一対として配置
し、その間に溶融金属を注入して湯溜り部を形成し、そ
れぞれの冷却ドラム1周面で凝固シェルを成長させ、ヰ
γシングポイントで一体にする通常のツインドラム方式
の装置を使用し、温度1500℃のステンレス鋼組成を
もつ溶鋼から、65m/分の#造速度で肉厚2.4鰭、
板幅800報の薄肉鋳片を製造した。
そして、得られた薄肉鋳片の表面割れを観察して、窪み
5の直径り及び隣接間距離りとの関係を調べた。その結
果を、第3図に示す。なお、割れ発生指数は、薄肉鋳片
1rn’当りの縦割れ長さ(m)で表している。図中、
印○で示しているものは割れ発生指数0.01m/rn
″以下、印△で示しているものは割れ発生指数0.2m
/m″未満、印Xで示しているものは割れ発生指数0.
2m/m’以上のものである。
第3図から明らかなように、本発明で特定した直径り及
び隣接間距離りの領域において、割れはほとんど発生し
ておらず、この領域においては凹凸の効果が得られると
する本発明の有意性が確認できる。
〔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
の周面に刻設する窪みの直径りと隣接間距離りとの関係
を特定することにより、未だ強度的に充分でない凝固シ
ェルの薄肉部に過大な応力が集中することを回避して、
凝固シェルの成長を行わせている。また、このように特
定された窪みによって、成長する凝固シェルの形状モー
ドも側御される。その結果、割れ等の欠陥がなく優れた
表面性状をもつ薄肉鋳片を製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は冷却ドラム周面に形成する凹凸を示す図、第2
図は冷却ドラム周面に刻設した窪みの直径り及び隣接開
路jlLを示す図であり、第3図は本発明の効果を具体
的に表したグラフであり、第4図は凝固ンエルの成長状
態を模式的に示す図である。 】:冷却ドラム     2:溶融金属3:凝固シェル
     3a:肉厚部3b:薄肉部       4
:エアギャップ5:窪み

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、直径が0.1〜1.2mmの円形又は長円状の開口
    部をもち、深さが5〜100μmの窪みを、互いに接す
    ることなく鋳型の一部を構成する冷却ドラムの周面に形
    成し、且つ前記窪みの直径をD(mm)とし、隣接する
    窪み間の距離をL(mm)とするとき、直径Dと隣接間
    距離Lとの間に、 0.05D+0.1≦L≦1.4D+0.5、L≦1.
    2の関係を維持したことを特徴とする薄帯連続鋳造装置
    用冷却ドラム。
JP63202963A 1987-09-24 1988-08-15 薄帯連続鋳造装置用冷却ドラム Granted JPH0252152A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63202963A JPH0252152A (ja) 1988-08-15 1988-08-15 薄帯連続鋳造装置用冷却ドラム
EP88308808A EP0309247B1 (en) 1987-09-24 1988-09-22 Cooling drum for continuous-casting machines for manufacturing thin metallic strip
DE8888308808T DE3877675T2 (de) 1987-09-24 1988-09-22 Kuehltrommel fuer stranggussmaschinen zur herstellung duenner metallischer baender.
US07/247,691 US4887662A (en) 1987-09-24 1988-09-22 Cooling drum for continuous-casting machines for manufacturing thin metallic strip
ES198888308808T ES2037232T3 (es) 1987-09-24 1988-09-22 Tambor de refrigeracion para maquinas de colada continua para fabricar fleje metalico delgado.
AU22498/88A AU588742B2 (en) 1987-09-24 1988-09-22 Cooling drum for continuous-casting machines for manufacturing thin metallic strip
CA000578351A CA1320333C (en) 1987-09-24 1988-09-23 Cooling drum for continuous-casting machines for manufacturing thin metallic strip
KR1019880012408A KR920000513B1 (ko) 1987-09-24 1988-09-24 금속박대를 제조하기 위한 연속주조장치용 냉각드럼

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JPH0252152A true JPH0252152A (ja) 1990-02-21
JPH0536148B2 JPH0536148B2 (ja) 1993-05-28

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ID=16466066

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991010521A1 (en) * 1990-01-12 1991-07-25 Nippon Steel Corporation Continuously cast thin piece and method of casting thereof
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