JPH03291137A - 急冷金属薄帯の製造方法 - 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） この発明は、金属急冷薄帯の製造方法に関し、双ロール
法によって金ＩＬＩ帯を製造する場合に、得られる薄帯
の板形状とくに端面形状の有利な改善と共に、安定した
連続操業の維持を図ろうとするものである。

（従来の技術） 金属薄帯の製造方法の一つとして第２図に示すような双
ロール法が開発され、すでに実用化の段階に入っている
。この双ロール法は、溶融金属１をその注湯ノズル２よ
り高速で回転する一対の冷却ロール３．３のロールキス
部に連続して供給し急冷凝固させて薄帯４を作成するも
のである。

ところで一般に双ロール法で作成した薄帯の板形状は、
中央が厚く両端部が薄いといったクラウン形状を有する
だけでなく、板の両端部ではのこ月形状となったり、酸
化域が生じるため、健全な製品を得るためには両端部を
切り落さざるを得す、歩留りが悪いという問題があった
。

この原因は、注湯速度と凝固速度のアンバランスによっ
て余剰の溶湯がロール胴長方向に周期的に流れたり、ロ
ール端面付近の場面高さが中央部に較べて低くなるため
にヒートクラウンが発生し、薄帯の両端部で凝固遅れを
生じてブレークアウトが発生したり、酸化域が生成した
りするためと考えられる。

ごのため従来よりかかる問題点を解決すべく、ロールキ
ス部での溶湯を保持する方法が数多く提案されている。

従来最も代表的な方法は、第３図ａ、ｂに示すように、
２本の冷却ロール３．３とロール端面に押し当てた２個
の固定せき（端面）５とでできる空間に溶湯を注湯し、
薄板４を連続的に製造する方法である。しかしながらこ
の方法では、溶湯が人気および端辺で冷却されるたため
、端辺への凝固もしくは半凝固シュルの付着が増大し、
やがてはこれがロールギャップ内に脱落、かみ込んで鋳
坪に不連続部を住じ、板切れの原因となったり、異常な
圧下反力を生じてロール停止やロール変形といった操業
Ｅラブルを生じるといった問題があった。

これに対ｔ、て特開昭５７−１３０７４３号公報におい
ては、第４図に示すようにポーラス状耐火物をそなえる
端面押え５をロール端面に押しつけて溶湯洩れ防止を図
ると同時に、ポーラス状耐火物６から不活性ガス７を送
給することによって溶融金属の冷却による凝固シェルの
発生を防止する方法が提案されている６しかしながら、
端辺全面に均一にガスを供給することは極めて難しいた
め、かかる端辺での凝固シェルの形成付着を完全に抑制
することはできず、このため凝固シェルが一旦端辺に付
着すると、上記の方法ではその成長を防ぐことができず
、しかも長期間の使用により摩耗が進行して、ロール端
面と端辺の隙間への溶湯の差し込みが生（、ｚ、ことも
あって、やはり連続的な鋳込みは不可能だったのである
。

また特開昭６０−２３４７４４号公報、同５Ｂ　−）、
　８８５４８号公報では、第５図ａ、ｂ４．．．示すよ
うに端辺をキャタピラあるいはベノ［川・式可動サイト
′・′、・−ル８に代えると共番７、冷却ロール３の（
！！４面パ・の密着性を良くするかめ可動什イドシール
８に同定端辺５を押し当てた装置が提案されている。

この装置による金属薄帯の製造方法の趣旨は、可動サイ
ドシールを薄帯の鋳込み方向と同じ方向に移動させるこ
とによって、２サイドシールでの凝固生成物を少なくし
この凝固生成物を薄帯と共Ｇコ鋳込もうとするものであ
る。。

この方法ムこより、端面からの湯洩れはかなり改再され
たとはいうものの、わずかながらもサイドシール上に凝
固生成物が形成された場合には、これがロール間で絞り
込まれて凝固生成物のキス部へのかみ込みが生じるので
、とりわけ板厚の薄い薄帯においてはこのかみ込みが薄
帯端部性状におよぼす影響が大きく、これによるブレー
クアウトは防止し得なかった。

（発明が解決しようとする課Ｂ） このように、従来の方法ではいずれも、端辺にむけ、る
凝固生成物の付着が免れ得ず、薄帯端面の（・１状悪イ
１や、ブ；７・−クアウトが生じ易かったため、工業的
に連続して鋳込みを行うことは極めて難しかつだのであ
る この発明は、上記の問題を有利に解決するもので２薄帯
端面支持部材に起因した薄帯端部の形状悪化やブレーク
アウトを効果的に防止することのできる急冷薄帯の有利
な製造方法を提案することを目的とする５、 （課題を解決する六−めの手段） さて発明者らの研究によれば、ロール間隙の端面側を端
面押え部材で封止する従来法によっては、かかる部材が
循環移動式のものであっても該端面押え部材の溶融金属
と接する面を鋳造すべき溶融金属の融点近くまで加熱保
持しない限り、溶接金属の凝固殻がその面上に生成する
のを防止することはできず、とくに鋳造すべき溶融金属
が鉄合金等の高融点全屈σ）場合は、かかる高温度まで
端面押え部材を加熱することは事実上不可能であること
から、端面押え部材のン容融金属に接する面上・・。

の凝固殻の生成は不可避であて・との結論に達した１、
ここにかかｚ５凝固殻が端面押え表面上Ｃ１７生成し、
堆積、成長すれば、この大きな凝固殻はロール間隙にお
いて絞り込まれ、口・−ルの圧下異常、板の破断ひいて
は薄帯のブレークアウトを引き起こすわけである７、 そこで発明者ら番す、凝固殻に起因ｔまた問題の解決に
当たり、従来のように凝固殻の発４を完全Ｃご阻止しよ
うとするのではな（、従来と視点を変え、たとえ凝固殻
が形成されたとして（）、それが大きく成長する前には
く離させてロール間の溶鋼中に導き、ここで再熔解させ
れば良いのではないかと考え、この観点に立脚し了、ｍ
々検討を重ねた結果、試行錯誤の末に、この発明を完成
させるに至ったのである。

すなわちこの発明は、一対の冷却ロールと該ロール端面
に当接配置Ｌ７スー１−シ＜−・対の端面押さえ部材と
で形成する鋳造空間に、溶融金属を連続的に供給し、急
冷凝固させ７遣雇薄帯を製造するに当たり、 該端面押さえ部材として可動式サイドシールベルトを用
い１．該ベルトを、移動速度二ロール周速の１６０倍超
１ｌ、２倍以下、付加張力：ベルトの耐力の０．６〜０
４８倍の条件下で移動させることからなる急冷金属薄帯
の製造方法である。

（作　用） 以下、この発明による凝固殻のはく離、再熔解状況につ
き、従来法と比較して説明する。

さて短辺側における凝固殻の生成は、湯溜まり部上方の
メニスカス近傍で始まり、可動サイドシールの移動に帯
同し５て移動する間に成長する。従ってかような凝固殻
に起因した弊害を防止するためには、凝固殻ができるだ
け小さいうちに何らかの力を作用させて、・ベルト表面
からはく離してやればいいわけである。

そこでかかる凝固殻のはく離に寄与する力について調査
、検討Ｌ７たところ、冷却ロールの端面による絞り込み
の他、ノズルからの溶湯吐出流の衝突力も効果があるこ
とが判明した。

すなわちノズルから湯溜まり部へ吐出された溶湯は、第
６図にその流れを示したように、−・旦底部へ降下した
のち、短辺に向かって移動し、短辺近傍域では、上昇流
９となって短辺面と衝突する流動経路をとり１．この衝
突力が凝固殻ＩＯのはく離に寄与することが判明したの
である。

ここに上記の衝突力によるはく離効果は、凝固殻が小さ
いほど、またベルトの移動速度と溶湯の上昇速度の相対
速度が大きいほど、著しいことから、ベルトの移動速度
はより大きいほうが好ましいことになる。

一方、冷却ロール端面による絞り込み効果も、冷却ロー
ル端面とベルト表面の相対摺動量が大きいほど有効であ
るから、ベルトの移動速度はロール周速と差異が大きい
ほうが好ましい。とはいえベルトの移動速度を小さくす
ると、凝固殻が成長してはく離しにくくなるので、ベル
トの移動速度を大きくすることによってＩＪ−ル周速と
の差を拡げることがより好ましい。

そこでこの発明では、ベルトの移動速度をロール周速よ
りも大きくすることによって、冷却ロール端面による絞
り込み効果おＬび溶湯吐出流の衝突力によるベルト表面
洗浄効果を増大させ、凝固殻が小さいうちに該ベルト表
面から効果的にはく離させて溶湯中に導き１、再熔解さ
せることにより、凝固殻に起因した問題を解決したので
ある。

この点、前掲した特開昭６０−２３４７４４号公報およ
び同５８−１８８５４８号公報ではいずれも、可動サイ
ドシールの移動速度を、鋳造速度すなわち冷却ロールの
最外周の速度（以下単にａ−ル周速という）と同一か、
またはサイドシールと冷却ロールの接触部における冷却
ロールの半径方向の平均速度と同一にして相対摺動量が
僅少となるように設定していたため、凝固殻を完全には
く離することはできず、それ故、とくに板厚の薄い薄帯
においてブレークアウトの発生を防止できなかったもの
と考えられる。

上述したとおり、ベルトの移動速度が、ロール周速と同
一か小さい場合には、所期した効果が期待できないので
、ベルトの移動速度はリール周速よりも速くする必要が
ある１、シかしながら移動速度があまりに大きくなると
、ベルトの蛇行や変形のおそれが生じるので、ロール周
速の１８２倍以内とする必要がある、 かくしてサイドシールベルト七りこおけろ凝固殻の生成
に起因した問題は有利に解決されるけれども、双ロール
法においては上記の問題とは別に、溶湯がロール端面と
ベルト間の隙間に浸入するいわゆる湯差しが生じ易いと
いう問題がある。

しかしながらこの点については、この発明では、ヘルド
に高い張力を付加することによって解決した。

すなわち高張力付与状態下で可動サイドシールベルトを
駆動したところ、湯差しの発生がほぼ完全に回避された
のである。

上記の目的を達成するためには、ベルトに対する付加張
力は、ベルトの耐力の少なくとも６０％は必要である。

というのは付加張力が６０％に満たないと、ベルトが緩
んで湯差しの発生が免れ得ないからである。一方、ベル
トは６００〜８００℃程度の高温で使用されるものであ
るから、付加張力があまりに高いとベルトの変形や切れ
といったトラブルが生じる。従って、付加張力の上限は
ベルトの耐力の８０％以下とする。

第１図に、この発明の実施に用いて好適な可動サイドシ
ールベルトの駆動機構をそなえる双ロール式急冷薄帯製
造装置を模式で示す。なおこの装置は左右対称形である
ので代表して右側半分だけを示す。

図中番号１１は該ベル目Ｏの冷却を兼ねた固定押付プレ
ート、１２はベルト保持用のアイドルロール、１３はデ
ィフレクタ−ロール、１４は蛇行防止用のピンチロール
、モして１５が張力付加ロールである。

さて固定押付ブレー口１はシリンダー（図示省略）によ
って可動式サイドシールベルト（材質５Ｓ４Ｌ　Ｃｕ−
Ｃｒなど）８をロール両端面に押しつけるが、この固定
押付プレート１１の表面には、第７図に示すように多数
のスリット穴１６が開孔されていて、エアー１７がこの
隙間より吹き出し、ベルトとの間にエアーギャップを生
威し、可動式サイドシールベルト８をロール両端面に押
しつけると同時に、該ベルトを冷却する。可動式サイド
シールベルト８は冷却ロールの上、下に設けられたアイ
ドルロール１２によって保持されベルトのロール両端面
への接触を確保している。ベルト８の張力は張力付加ロ
ール１５によって調整され、シリンダー（図示省略）の
引く力がベルト張力となる。また、この張力付加ロール
１５にはピンチロール１４が設けられ、スプリング（図
示省略）によって圧下調整してベルト８の反り、緩み、
蛇行などを調整する。

またベルト１０の移動速度は可変モータ（図示省略）に
よって調整する。

（実施例） 前掲第１図に示した双ロール式急冷薄帯製造装置を用い
、次の条件で金属薄帯を製造した。

使用ロールは、外径＝５５０ＩＩＩ１１、胴長：　５０
０ｍｍの胴合金からなるロールスリーブをそなえる内部
冷水式のロールである。また短辺部材としては、銅製の
固定押付プレート及びＳＳ　４１製のサイドシールベル
トを配置した。

なお比較のため、従来法に従い短辺押さえ無しの場合お
よびベルトの移動速度を周速と同一とした場合について
も調査した。

・ロール周速：　５　ｖａｎｓ ・ロールキス部における圧下刃：ｌトン溶湯組成：５．
５％５ｉ−ＢａｌＦｅ 注湯速度：　６　ｋｇ／ｓ ベルト速度：　６　ｍｉｓおよび５ｍ／ｓ　　（従来法
）張力：　３０　ｋｇ／ａｍ” 上記の条件下での鋳込みにおいて、この発明に従った場
合は、ヒートサイズ２トンの鋳込みでも湯洩れや凝固シ
ェル生成に起因するブレークアウトは全く生じなかった
。

また得られた薄帯の形状を第８図（ａ）に示す。

板幅はロール幅全幅にわたり、また板厚の分布も滑らか
で板厚偏差は±３％以内であった。

一方、従来法により端面押えなしで作成した薄帯の形状
は中央が厚く、エツジ部が薄く、板幅もロール幅いっば
いではなくこの刃状となっていた（第８図（ｂ））。

さらに固定押付は端辺プレートのみでは２００ｋｇヒー
トサイズ前後で湯ざしが仕じ端辺への凝固シェル発達に
よりブレークアウトが発生した（第８図（Ｃ））。

また、ベルトの移動速度を周速と同一にした場合ではヒ
ートサイズ２００　ｋｇ程度では湯ざしは少なく、板厚
分布もロール両端で厚いが、ヒートサイズを大きくする
とベルトとロール端面での湯ざしゃベルトへの凝固シェ
ル発達が生じ、２トンの鋳込みでブレークアウトが発生
した（第８図＠）。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、双ロール法により急冷薄帯
を製造する場合において、湯洩れや凝固シェルの発生に
起因した弊害を効果的に回避することができ、従って長
時間の連続操業が実現され、さらには板厚偏差は３％以
下の優れた形状品質の製品板を容易に得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に用いて好適な可動サイドシ
ールベルトの駆動機構をそなえる双ロール式急冷薄帯製
造装置の模式図、 第２図は、双ロール式の急冷薄帯製造要領の説明図、 第３図ａ、ｂはそれぞれ、端面押えを有する双ロール式
急冷薄帯製造装置の正面図および平面図、第４図は、ポ
ーラス状耐火物をそなえる端面押えを有する双ロール式
急冷薄帯製造装置の模式図、第５図ａ、ｂはそれぞれ、
従来のベルト成端面押えを有する双ロール式急冷薄帯製
造装置の正面図および側面図、 第６図は、注湯ノズルからの吐出流の流れを示した図、 第７図は、固定押付プレートの模式図、第８図はａ、ｂ
、ｃおよびｄはそれぞれ、この発明法および従来法に従
って得られた急冷薄帯の板クラウンを示した図である。 ■・・・溶融金属　　　　　　２・・・注湯ノズル３・
・・冷却ロール　　　　　４・・・急冷薄帯５・・・端
面押え　　　　　　６・・・ポーラス状耐火物７・・・
不活性ガス　８・・・可動式サイドシールベルト９・・
・上昇流　　　　　　　１０・・・凝固殻１１・・・固
定押付プレート１２・・・アイドルロール１３・・・デ
ィフレククロール　１４・・・ピンチロール１５・・・
張力付加ロール　　　１６・・・スリット穴１７・・・
エアー 第１図 第２図 ＠３図 ｌ５−−一張力イ寸刀ロロール Ａ−Ａ視固 第４ 図 第５図 （１） （ｂ） 酊６ 図 ア ＠７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の冷却ロールと該ロール端面に当接配置した同
   じく一対の端面押さえ部材とで形成する鋳造空間に、溶
   融金属を連続的に供給し、急冷凝固させて金属薄帯を製
   造するに当たり、該端面押さえ部材として可動式サイド
   シー ルベルトを用い、該ベルトを、移動速度：ロール周速の
   １．０倍超、１．２倍以下、付加張力：ベルトの耐力の
   ０．６〜０．８倍の条件下で移動させることを特徴とす
   る急冷金属薄帯の製造方法。