JPH03142045A - 金属薄板の連続鋳造方法および装置 - 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〕 本発明は、溶湯から直接的に薄板を連続鋳造するための
双ロール式連続鋳造方法および装置の改善に関する。

〔背景技術〕

互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロールを軸を
平行にして対向配置し、このロール対のロール円周面上
に湯溜りを形成させるための一対のサイドダムを、その
厚みの一部または全部がロール円周面上に位置するよう
にロール対の両側方に配置し５　この湯溜り内に供給さ
れる溶融金属を該ロール対の間隙を経て薄板に連続鋳造
する’ｉｉｌ板連続鋳造装置が知られているが、かよう
な双ロール式薄板連続鋳造装置に使用される内部４却ロ
ールの胴部形状（円周面の形状）は溶湯と接する部分の
ロール長さ全体にわたってほぼ同一直径をもつフラット
（直円筒）であるか、或いはロールの熱に脹を考慮した
逆クラウン形状であった。

一般に、かような双ロール法によって７８湯から薄板を
連ｖｔ鋳造する場合、ｒ：１−ル対の両方の円周面上に
形成される凝固シェルをロール対の最狭隙部で圧延する
ことになるが、ロールによる圧延荷重が高いと鋳造板に
著しい冷却むらが生しることが知られている。したがっ
て、冷却むらの発生を抑制しようとすれば圧延荷重を限
りなく零に近づける必要ある。しかし、圧延荷重を零に
近づけると板厚中心部に未凝固溶湯が残ったまま板がロ
ールから鰭れる可能性が高くなり、板のサイドからｉ’
ｉｊ　？Ｉｋがはみでる。いわゆるサイドブレイクが生
じ。

板の端部の形状も不良になる。また、鋳造される溶融金
属の種類によってはサイドダムの底部とロールとの間に
湯差しが生じ易く、この湯差しによってサイドダムの端
部が破損し板のサイドがブレイクするといったトラブル
も生ずる。

したがって、双ロール法による鋳造では圧延荷重を適切
に制御することが極めて重要である。

〔発明が解決しようとする問題点） 前記のように、圧延荷重の制御が双ロール式連鋳機では
重要となるが、これを適正に行うことは実際には簡単で
はない、圧延荷重が高いと前記のように冷却むらの問題
はもとより、ａ固シェルの圧下量が多くなると、その圧
下によって凝固シェルが機中方向にはみ出そうとする圧
力が高くなりサイドダムを破損する原因となり、また圧
延荷重が少ない場合には前記のように未凝固溶湯が仮サ
イドからブレイクする原因となるといった具合である。

本発明は双ロール式連鋳機における前記のような基本的
な問題の解決を目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段ゴ 前記の目的を達成せんとする本発明の要旨とするところ
は、互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロールを
軸を平行にして対向配置し、このロール対のロール円周
面上に供給された熔融金属を該ロール対の間隙を経て、
Ｔｉ４板に連続鋳造する薄板連続鋳造方法において、鋳
造される薄板の両端部の厚みを薄板の中央部の厚みより
も薄くすることを特徴とする。

そして、これを実施する装置として本発明によれば、互
いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロールを軸を平
行にして対向配置し、このロール対のロール円周面上に
湯溜りを形成させるための一対のサイドダムを、その厚
みの一部または全部がロール円周面上に位置するように
ロール対の両側方に配置し、この湯溜り内に供給される
溶融金属を該ロール対の間隙を経て薄板に連続鋳造する
薄板連続鋳造装置において、該ロール対の一方または両
方の円周面が、同一直径をもつ中央部とこの中央部の直
径より径大の直径をもつ両側部とから構成されているこ
とを特徴とする薄板連続鋳造装置を提供する。そのさい
、同一・径の中央部とこれより径大の両側部とは、該中
央部から該両側部に向けて連続して拡径する拡径部（テ
ーパー部）を介してつながっているのがよい。また、サ
イドダムはロール対の前記径大の両側部にその底部が接
するように設置され、より好ましくはロール対の前記拡
径部（テーパー部）を覆うに十分な厚みを有し且つその
内面をロール間の最近接位置に近づくにつれ外伝がりの
方向に傾斜させておく。

〔作用〕

本発明は、鋳造される薄板の幅のうち、その幅の大部分
を占める中央部は意図する通常の板厚とし、その両端の
僅かの部分だけが薄くなるように鋳造するものであるか
ら、つまり、双ロールの円周面上に形成した凝固シェル
をロールギャップ間で圧着圧延するさいに、該ロールギ
ャップを薄板の両端部において一層狭くして鋳造するか
ら　ロール中央部よりも両端部での凝固シェル同士の突
き合わせが早くなり、この両端の突き合わせ部の存在に
より、板幅中央部がたとえ未凝固であってもその未凝固
溶湯が両端部から流出するようなことがない、したがっ
て、未凝固溶湯が薄板の中央部に内在するような鋳造条
件でも安心して装置を稼働できる。

また１本発明の装置構成によれば、湯溜りの底面を形成
している双ロールの円周面が２　ロールの両端部では中
央部より径大となっているから　この径大の両端部によ
って形成される狭いロールギャップが、サイドダムの底
部に破損が生したような万一の場合に（サイドダムは一
般にロール間の最近接位置に対応する部分に破損が生し
やすい）溶湯の流出を阻止する２堰の作用を果たすと共
に。

この部分に流出した溶湯は該狭い間隙で急速に凝固する
。

〔発明の好ましい態様の説明〕

第１図は１本発明に従う好ましい双ロール式連続鋳造装
置の要部を図解的に示したものであり。

互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロールｌａ、
ｌｂが軸を平行にして対向配置され、このロール対のロ
ール円周面上に湯溜り２を形成させるための一対のサイ
ドダム３ａ、３ｂが、その厚みの全部がロール円周面上
に位置するようにロール対の両側方に配置されている。

湯溜り２内には図示しない手段によって溶融金属が連続
的に供給される。

湯溜り２内の溶融金属は内部冷却ロールｌａ　ｌｂの円
周面で冷却され、該円周面に接して凝固シェルを形成し
、これがロールｌａ、　ｌｂ間の最近接位置４で互いに
圧着圧延され薄板５が製造される。なおサイドダム３ａ
、３ｂは図示のようにその厚みの全部がロールｌａ、　
ｌｂの円周面上に位置していなくてもよく１例えば厚み
の他部がロールｌａ、　ｌｂの円周面より外側にはみ出
し、残部が円周面上に位置するように設置されてもよい
。

かような双ロール式連鋳機において１本発明では、鋳造
される薄板５は、第２図の板幅方向に切断した断面図に
示したように１本来の意図する板厚をもつ仮中央部分６
と、これよりも薄い厚みをもつ板側端部７ａ、７ｂとか
らなる断面形状となるように鋳造する０図示の例では、
板側端部７ａ、７ｂは両方とも板中央部分６の両面から
同し厚み分だけを減少させてあり、したがって、板厚中
央面８に対して対照的な断面形状を有すると共に、板側
端部７ａと７ｂは板幅中央面に対しても対称的な形状を
有している。かような断面形状は、第１図の装置におい
て、双ロールｌａ、ｌｂの両者が実質的に同質の円周面
形状を有するものを使用することによって得られる。以
下にこの例について図面を参照して説明するが、板側端
部７ａ、７ｂが板中央部分６よりも板厚減少が良好に行
われるのであれば、その断面形状は板厚中央面または板
幅中央面に対して必ずしも対称でなくてもよい。

板側端部７ａ、７ｂが薄い板厚となるＦｉｌ仮５を鋳造
する装置として１本発明ではロールｌａ、ｌｂの一方ま
たは両方の円周面（回倒では両方の円周面）を。

第１図に示すように中央部９ａ、９ｂと、この中央部９
ａ、９ｂの直径より径大の直径をもつ両側部１０ａ、１
０ｂに形成したものを使用する。中央部９ａ、９ｂは薄
板５の板幅の殆んどの幅を占めており、この範囲で同一
直径をもっている。径大の直径をもつ両側部１０ａ、　
１０ｂも、その狭い幅内で同一直径を有しており、その
最側端を除いて中央部９ａ、９ｂと同様に内部冷却され
ている。サイドダム３ａ、３ｂは第１図では径大の両側
部１０ａ、　ｌＯｂにその底面が摺接するように立ち上
げられている。

第３図は、第１図の装置を平面的に見たものであるが、
この図に見られるように、サイドダム３ａ。

３ｂは両側部１０ａ、　１０ｂの幅内の厚みを有してそ
の上に立ち上げられており、ロールｌａ、Ｉｂの円周面
で形成した凝固シェルが中央部９ａと９ｂとの最近接ギ
ャップ１２を通過することによって第２図に示した仮中
央部分６に対応する形状に鋳造され、また両側部１０ａ
と１０ｂとの最近接ギャップ１３ａ、　１３ｂで同じく
板側端部７ａ、７ｂに対応する形状に鋳造される。

そのさい、ロールｌａ、　ｌｂの両目周面で形成する凝
固シェルは、狭いロールギャップを通過する板側端部７
ａ、７ｂにおいて機中央部６よりも早く且つ完全に突き
合わされることになる。第２図においてこの突き合わせ
部を１４ａ、１４ｂで示す。したがって板中央部６がロ
ールギャップを離れる時点においてその中心部に未凝固
＆［ｌ織（第２図において１５で示す）が存在しても、
この未凝固溶湯が板端側から流出するようなことは防止
される。

第４図は、ロールｌａ、　ｌｂの中央部９ａと９ｂと両
側部１０ａ、　Ｊｏｂとの間に、中央部から両側部に向
けて連続して拡径する拡径部１７ａ、１７ｂ（テーパー
部）を設けた以外は、前例と同一の装置を示す。すなわ
ち、前例では中央部と両側部の間に直径差だけロール軸
と直交する面をもつ段差を持たせたものであったが、本
例ではその段差は両側部に向けて漸次拡径する緩斜面と
したものであり、これによって、鋳造される薄板も板中
央部から板側端部にむけて漸次厚みが薄くなるテーパー
部分をもつことになる。この拡径部１７ａ、　１７ｂが
存在することにより段差に起因する仮割れを防止するこ
とができるすなわち、鋳造される金属や合金の種類或い
は鋳造条件によってはサイドダムとロールとの間に湯差
しが生し易くなり、特にロール間の最近接点近傍のサイ
ドダム下端が破損しやすく、これの防止には、該段差を
高くして両側部１０ａ、　ｌｏｂの直径を大きくシ、こ
れによって板端部の厚みを一層薄くするのが有効となる
。この場合には、板端部での凝固シェルの突き合わせが
一層早くなり、中央部に未凝固溶湯が内在し易くなる。

したがって、ロールを離れてからの復熱が発生し、板表
面温度が上昇することによって板が脆弱となり１割れが
生しやすくなる。また板厚中心部にポロシティが生し易
くもなる０段差を前例のようにロール軸と直交する面を
介して設けた場合には、復熱による板端部と中央部の温
度差が大きくなり、熱収縮量の差が大きくなるので端部
と中央部の境界に熱応力が集中して板割れを起こし易い
が、本例のように拡径部１７ａ、　１７ｂによって緩斜
面とすると、応力の集中が避けられるので復熱に起因す
る仮割れが防止できる。

第５図は、拡径部１７ａ、１７ｂをもつ第４図のロール
に対してサイドダム３ａ　、　３ｂを配置する場合の例
を示したものであり１図示のように、サイドダム３ａ、
３ｂの厚みを両側部１０ａ、１０ｂと拡径部１７ａ、１
７ｂを含む厚みとしである。

第６図は、第５図のサイドダム３ａ　、　３ｂの内面の
状態を示したもので７鋳造中の板面に沿って切断して見
た概略図である。図示のようにサイドダム３ａ　、　３
ｂの内面には、ロール最近接位置に近づくにつれて漸次
外方に広がる方向の傾斜内面１８ａ、１８ｂを形成しで
ある。すなわち１湯溜り２内の溶湯の実質上全てを堰き
止めるサイドダム３ａ、３ｂの厚みは両側部１０ａ、１
０ｂと拡径部１７ａ、　１７ｂを含む厚みとするが、最
近接位置に近づくところではその厚みを内側から減しる
傾斜内面１８ａ、１８ｂを形成しである。

そして、サイドダム３ａ　、　３ｂの下端１９ａ、１９
ｂは両側部１０ａ、１０ｂの最近接位置にまで延び出し
、この下端Ｉ９ａ、１９ｂの内側＠　２０ａ　、　２０
ｂ　（傾斜内面１８ａ、１８ｂの下縁）が１図示の例で
は両側部１０ａ、　ＩＯｂと拡径部１７ａ、１７ｂとの
境付近に位置している。これによって、拡径部１７ａ、
１７ｂの殆んどの幅はその最近接位置ではサイドダム３
ａ、３ｂの底面に接触しないことになる。

しかし、最近接位置から離れるにつれて（湯溜り２内の
方向に離れるにつれて）拡径部１７ａ、１７ｂはサイド
ダム３ａ、３ｂの底部と接触する程度が増し。

やがてはその輻全部がサイドダム３ａ、３ｂの底部と接
触する。このようなサイドダム３ａ、３ｂを用いること
によって、拡径部１７ａ、１７ｂの表面上で形成する凝
固シェルは、最近接位置を通過する時点ではその厚みが
外方はど薄いものとなる。したがってこの凝固シェルが
突き合わされるさいに、サイドダム３ａ、３ｂを外方に
押圧する力が緩和され、サイドダム３ａ、３ｂの下縁部
分の破損が抑制される。

なお第６図において、サイドダム３ａ、３ｂの内側下端
２０ａ、２０ｂの位置は１図例のほか、拡径部１７ａ。

１７ｂに若干入り込んでいてもよいし１図よりも若干内
側に存在していてもよい。

以下に本発明者らが実施した本発明装置の稼働例を挙げ
る。

（１）　　ロール中央部の直径が４００１．ロール端部
から３０ｍｍの領域の直径が４００．５ｍｍ、ロール幅
３００ＩＩ１１のロールを用いて５ＵＳ３０４の溶湯１
２０ｋｇの鋳造を実施した。なお、サイドダムの設置方
法としてサイドダムの底部をロール端部より２０同の領
域でロール円周面上に接触させた。ロール間隙は、ロー
ル中央部で２．Ｏｎ＋ｍ、端部で１．．７５ｍｍとした
。鋳造中、冷却むらが殆ど認められなくなるまで圧延荷
重を徐々に下げたが、仮サイドダムからの湯漏れは発生
せず、板端部の形状が良好な鋳造板を連続して得ること
ができた。

（２）ロール中央部の直径が４００ｍｍ、　　ロール端
部から２０ｍｍの領域の直径が４０２ｍｍ、及びロール
中央部と端部との間に１０ａ＋ｍの範囲でテーパ部を設
けたロール幅３００＋１ｍのロールを用いて、インコネ
ル６００の溶湯１２０ｋｇの鋳造を実施した。サイドダ
ムの設置方法として、ロール端部より２０ｍｍの範囲で
はサイドダムの底部をロール最近接点まで接触させ。

またテーパ部において、最もロール端部寄りでロール最
近接点より上方へ６０ｍ＋ｍの高さまでサイドダムの底
部を接触させ（第６図のイの点）、最もロール中央部寄
りでロール最近接点より上方へ１４０−の高さまでサイ
ドダムの底部を接触させ（第６図の口の点）、テーパ部
での溶湯（ａ固シェル）とロールとの接触長をロール間
隙が狭くなるほど短くなるようにした。ロール間隙は、
ロール中央部で２．０ｍｍ、　　ロール端部で１．０ｍ
−である。

鋳造中、仮サイドからの湯漏れなどのトラブルも無く全
量鋳造できた。鋳造板の板幅は、初期に設定した板幅２
６０ｍｍに対して２ＢＯｎ＋−まで拡大していた。この
板幅の拡大は、サイドダム下端に破損に起因して発生し
たものと考えられる。しかしながら、得られた鋳造板の
端部の形状は全長にわたって良好であった。

（３）（比較）　５ＵＳ３０４を、　　Ｏ′−）Ｌ／幅
全体にわたってほぼ同一直径のフラットな形状を有する
ロールを用いた以外は前例（１）と同様に鋳造を行った
。鋳造中に鋳造板表面に生しる冷却むらを低減するため
にロールの圧延荷重を徐々に下げていったが。

前例（１）同等の冷却むらレベルになる以前に、板のサ
イドから湯漏れが連続して生した。その結果。

板端部の形状が著しく悪い板が得られた。一方。

板端部の形状が良好な範囲では前例（１）と比較して板
表面の冷却むらの点で劣っていた。

（４）〔比較３例（３）と同様のフラットな形状を有す
るロールを用いて、初期ロール間隙を種々変えてインコ
ネル６００の鋳造実験を行った。なお３サイドダムの設
置方法は、前例（１）と同様にサイドダムの底部をロー
ル端部より２０１の領域でロール円周面上に接触させた
。初期ロール間隙が１．３１以上の場合、鋳造を開始し
た直後に仮サイドから溶湯が漏れ初め板端部の形状が悪
い板しか得られなかった。そこで鋳造中のロールの周速
度を遅くし圧延荷重を大きくしたが、板サイドからの湯
漏れを防ぐことはできなかった。

湯漏れの原因は、サイドダム下端部が破損しこの破損部
は流れ込んだ溶湯を板がロールから離脱するまで完全に
凝固させるに至らなかったためである。従って、フラッ
トロールの場合、インコネル６００のようにサイドダム
下端部を破損し易い合金を板端部からの湯漏れが生しる
こと無しに鋳造するためには、初期のロール間隙を１．
３１以下にする必要がある。これに対して９例（２）の
ように本発明によるロールを用いれば、初期のロール間
隙が１．３ｍ＋ｍ以上であっても板端部の形状の良好な
板を連続して得ることができる。

〔効果〕

以上のように本発明によると、双ロール式連鋳機で鋳造
される板の冷却ムラを低減するために極端に圧着負荷を
小さくしたとしても板サイドからの未凝固溶湯のブレイ
クを防止できる。また、たとえ湯差しが生しサイドダム
下端部が破損しても板サイドのブレイクを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う双ロール式連続鋳造装置の要部を
示す斜視図、第２図は第１図の装置によって得られる鋳
造板の断面の＆Ｈ織状態を示す図第３図は第１図の装置
の略平面図、第４図は本発明装置の双ロールの他の例を
示す平面図、第５図は本発明装置の例を示す略平面図、
第６図は第５図の装置の鋳造状態を板面で切断してみた
略断面図である。 ｌａ、ｌｂ　　・・ロール、　　　２・・湯溜り３ａ、
３ｂ　　・・サイドダム、４・・ロール最近接位置５・
・鋳造された板、　　６・・機中央部分７ａ　７ｂ　　
・・板側端部、　　９ａ、９ｂ　　・・ロール中央部１
０ａ、１０ｂ　　・・ロール両側部。 １７ａ、１７ｂ　　・・ロール拡径部。 １８ａ、　１８ｂ　　・・サイドダムの傾斜内面。 第１図 ０ａ 第 図 ｔＪａ 第６図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロール
   を軸を平行にして対向配置し、このロール対のロール円
   周面上に供給された溶融金属を該ロール対の間隙を経て
   薄板に連続鋳造する薄板連続鋳造方法において、鋳造さ
   れる薄板の両端部の厚みを薄板の中央部の厚みよりも薄
   くすることを特徴とする薄板連続鋳造方法。
2. （２）互いに反対方向に回転する一対の内部冷却ロール
   を軸を平行にして対向配置し、このロール対のロール円
   周面上に湯溜りを形成させるための一対のサイドダムを
   、その厚みの一部または全部がロール円周面上に位置す
   るようにロール対の両側方に配置し、この湯溜り内に供
   給される溶融金属を該ロール対の間隙を経て薄板に連続
   鋳造する薄板連続鋳造装置において、該ロール対の一方
   または両方の円周面が、同一直径をもつ中央部とこの中
   央部の直径より径大の直径をもつ両側部とから構成され
   ていることを特徴とする薄板連続鋳造装置。
3. （３）中央部と両側部とは、中央部から両側部に向けて
   連続して拡径する拡径部（テーパー部）を介してつなが
   っている請求項２に記載の薄板連続鋳造装置。
4. （４）サイドダムは、ロール対の前記径大の両側部にそ
   の底部が接するように設置されている請求項２または３
   に記載の薄板連続鋳造装置。
5. （５）サイドダムは、ロール対の前記拡径部を覆うに十
   分な厚みを有し、このサイドダムの内面がロール最近接
   位置に近づくにつれ外広がりの方向に傾斜している請求
   項２または３に記載の薄板連続鋳造装置。