JPH0390252A - 薄い金属製品の直接連続鋳造方法と装置 - 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、内部が強制冷却された１本または２本の回転
ロールの外側表面に液体金属を接触させて凝固させる薄
い厚さの金属製品、特に鋼製品を直接連続鋳造する装置
に関するものである。

従来の技術 薄い鋼製品（厚さ約１０ｍｍ以下）の直接連続鋳造は、
下記の２つの基本形式の装置で実際に実験されている： （１）内側が強制冷却され且つ互いに平行な軸線の周り
を回転する２本のロールの外側表面で構成される２つの
可動壁を有する鋳型の中で製品を凝固する装置。

（２）内側が冷却された単一のロールの外側表面を液体
金属浴と接触させて、急速に凝固したフィルムを単一ロ
ール上に形成する装置。

これまでの実験では、完全に満足できる製品を安定に製
造することはできない。その主たる問題点は製品の端縁
部の品質が不十分な点である。この端縁部の厚さ、平滑
度および外観は大抵の場合むらになるので、この製品を
最終製品として用いたい場合にはトリミングをする必要
がある。さらに、この欠点の種類と大きさは、従来の連
続鋳造されたスラブ（直接連続鋳造による薄い製品はこ
れに取って代わろうとするものである）から熱間圧延に
よって作られた製品に見られるものとほぼ同じである。

一方、幅の広い（例えば、１ｍ以上の）ストリップを鋳
造できるようになっている装置の場合には、規定の幅を
有する製品と、幅の小さい複数のストリップに簡単に分
割可能な製品とが同じ装置で鋳造できれば便利である。

この場合の設備の変更は設備の多数の主要部材を交換し
ないで行えるようになっていることが必要である。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、製品の端縁部のトリミング作業（パリ
取り操作）を容易にし、さらには製品を縦に分割する作
業を容易にすることにある。

課題を解決するための手段 本発明の対象は、少なくとも１本の回転ロールの冷却面
上で液体金属を凝固させて薄い厚さの金属製品、特に鋼
製品を直接連続鋳造する方法において、液体金属の凝固
時に、上記金属製品の少なくとも１つの表面上に金属製
品の端縁部とほぼ平行に機械的抵抗力の弱いラインを形
威す０ことを特徴とする方法にある。

本発明の他の対象は、上記ロールの外周面上に少なくと
も１つの表面不連続部が形成されていることを特徴とす
る上記の方法を実施する装置にある。

本発明の一実施例では、上記の表面不連続部がロールの
端部の近くに形成されており且つ中空凹部、例えば溝に
よって構成されている。この溝には断熱材料を充填する
こともできる。また、本発明の他の実施例では、上記の
表面不連続部が浮彫り区域によって構成されている。

鋳造後のパリ取りまたは分割操作は、凝固時に製品上に
形成される上記の機械的抵抗力の弱いラインに沿って行
われるということは理解できよう。

また、製品の全幅で剪断抵抗力が均一である場合に比べ
て、より簡単な切断機を用いることができる。

本発明は、添付の図面を参照した以下の説明によってよ
り良く理解できよう。

実施例 本発明は、１本のロール上または２本のロール間で連続
鋳造する機械において、ロールの表面に偶然に発生した
筋の所から凝固中に製品にひび割れや構造上の異質性が
生じるという観察事実から生まれたものである。このひ
び割れと構造上の異質性が生じる機構は第１図に示しで
ある。すなわち、水が循環される内部管路等の冷却手段
（図示せず）を備えたロール２の外側表面に液体鋼１が
接触すると、ロールによって液体鋼から熱が矢印３．３
′で示すように奪われ、その結果、ロール２と液体状態
にある金属との間で凝固した金属の層４が形成される。

この凝固金属層４の厚さは、完全に凝固した製品がロー
ルから分離するまでロールの回転と共に増加してゆく。

今、ロール２の表面に溝５があって、この溝５の幅が表
面張力のために液体金属が溝に入ることができないよう
な狭い幅である場合には、この溝に直角な所にある凝固
外皮の部分によって奪われる（抽出される）熱の量はそ
の回りの部分より少なくなる。すなわち、この溝５の部
分は、その回りの部分とは違って、＆ｆ固外皮とロール
の冷却表面との間が直接接触していない。その結果、こ
の溝５に面した所では凝固が極めて遅くなり、従って、
凝固外皮の厚さが規定の厚さよりも薄くなる。この現象
は、外皮に生じる熱／機械的応力が凝固の少ない部分に
蓄積するためにさらに進行し、その結果、溝の端縁部の
近傍では凝固外皮がロールから離れることになる。この
過程で、溝に面した所で起こる凝固に起因した特殊な構
造が製品にできる。この特殊構造は製品の魔性の大きい
方向にでき、分割はし易くなるが、そのまま使用する製
品の場合にはひび割れが生じ、破壊の原因となるので製
品にはならない。

このことは、鋳造ロールの表面にはランダムに分布した
欠陥の原因となるような筋や溝があってはならないとい
うことを意味している。本発明者は、逆に、製品の端縁
部近傍に端縁部と平行に、構造の異質な部分を故意に形
成して、その部分での製品の脆性を大きくし、簡単にひ
び割れができるようにすることを考えた。この欠陥部は
、端縁部分のパリ取り時に好都合な破断区域を形成する
。

従って、パリ取りを、ス）　ＩＪツブのロール圧延機の
出口側で用いられている形式の端縁部のパリ取り機より
も初歩的な設計の機械で実施することができる。本発明
では、端縁部を単に折るだけで、製品の残りの部分から
簡単に分離することができる。

場合によっては、鋳型の横方向を密閉している耐火壁土
で端縁部を擦るだけで、製品の１！固後に直ちに、端縁
部の分離を開始させることもできる。

第２図は、鋳造時には相対的に固定された２本のロール
２．２°の間で連続鋳造するための装置の概念図である
。この鋳造空間は２つの耐火壁７゜７′によって横方向
が密閉されている。これらの耐火壁は「サイドダムまた
は小さい面」と呼ばれ。

ロール端部に当接されており、製品の端縁部はこれらの
耐火壁と接触して凝固する。各ロールの端部近傍の外周
面上には溝５．　５’、　　５”、５″″　によって構
成された表面不連続部が形成されている。

これらの溝の各々は、製品の端縁部近傍に機械的抵抗力
の弱いラインを形成する。後で製品の端縁部のパリ取り
がこのラインに沿って行われる。製品の同じ端縁部の互
いに対向した面に形成される溝（５と５”および５′と
５”°）は互いに対向した位置に形成して、各溝によっ
て作られる機械的抵抗力の弱いライン端縁部のパリ取り
時に互いに効果を加算し合うようにするのが好ましい。

第３図は、ロール２が固定され、ロール２″が矢印で示
したようにその軸線方向に沿って移動可能な鋳造装置を
示している。各ロールはいわゆる相対的に“並進移動可
能”なロールである。サイドダム８，８”はロール２，
２”の側端部と当接し且つロール２．２”の作業面上に
滑動自在に支持されている。この構成の装置は、鋳造中
でも製品の幅を変えることが可能である。各ロールは互
いに種々の相対位置を取るため、上記の場合のように、
各溝が毎回共働するように溝を形成することはできない
。従って、この場合には、サイドダム８，８”に当接し
たロールの端部近傍で各ロール上に単一の溝５．５″′
を形成する。従って、製品に形成される機械的抵抗力の
弱いラインは各端縁部に１本だけである。従って、この
場合の効果は、上記の実施例の条件に類似した条件下で
端縁部のパリ取りが容易にできるのに十分なものでなけ
ればならない。また、両端部に溝を付けた単一のロール
で鋳造する場合にも、製品の片面の凝固は自由に起こる
ため、製品の各端ｗＡ部に１つの機械的抵抗力の弱いラ
インしか形成できない。しかし、この方法で鋳造される
製品は一般に２本のロール間で鋳造される製品よりも厚
さが薄いので、この欠点は最小限に抑えられ、端縁部の
パリ取りは容易である。

上記の溝は、表面張力によって液体金属が溝の底に達す
るのを防げるだけの狭くてきれいな輪郭のある溝である
と同時に、製品を冷却した時に大きな破断が生じるだけ
の十分に広くて深い溝でなければならない。この溝の寸
法は幅が約０．５ｍｍ。

深さが約０．５ｍｍである。溝の断面形状は任意であり
、三角形でもよいが、はぼ正方形または長方形が望まし
い。断面形状が正方形または長方形の溝の場合の方が三
角形断面の溝の場合よりもロール表面がより広くなるの
で、溝中への液体金属の侵入を防ぐ効果も大きい。

また、上記の機械的抵抗力の弱いラインの各々は端縁部
から十分に離れていて、切断工具が良く機能し、欠陥部
分から完全にパリが取れるようになっていると同時に、
製品が過剰に除去されないようになっていなければなら
ない。このパリの幅は例えば製品の両側から約Ｉ　Ｑ＋
ｍｍ程度にすることができる。

既に述べたように、本発明は、製品の分割を容易にする
のにも応用することができる。この場合には、溝を端縁
部から十分に離してロール上に形成する。すなわち、上
記の機械的抵抗力の弱い単一または複数のラインを、最
終的に分割するラインに対応させて製品に形成する。例
えば、通常は幅が１．５００ｍ＋ｎの単一の製品を鋳造
する機械を、最終的に幅が７５０ｍｍの２つの製品を作
る機械に変える場合には、通常用いている従来のロール
の代わりに、中間部の外周表面上に１本の溝を有するロ
ールと交換し、分割工具で分割するだけでよい。

この分割工具は、鋳造機械のロールの下流に設けるか鋳
造機械とは独立させて、鋳造および巻き取り後に製品に
作用するようにすることができる。

本発明は上記の実施例にのみ限定されるものではなく、
製品の両端の近くに機械的抵抗力の弱いラインを形成す
る他の手段を用いることもできるということは理解でき
よう。特に、ロール上の溝の代わりに、他の任意の中空
凹部、例えば、互いに近接した複数の溝にすることもで
きる。さらに、製品の厚さを局部的に薄くして、製品の
両端部の切断または製品の分割を容易にする浮彫り区域
、例えばリブ、ギザギザにすることもできる。また、機
械的抵抗力の弱いライン全体の方向が製品の端縁部とほ
ぼ平行である場合には、このラインを波形にすることも
できる。

また、本発明は、ロールによって製品の駆動を助は且つ
製品の表面状態を改善するための粗面を有するロール、
例えば幅が狭くて深さが浅い（約０．１＋１１１Ｔｌ）
一連の凹部がロールの全表面上に形成されているような
ロールの場合にも適用することができる。なお、このロ
ールの凹部は、製品の所定の区域に機械的抵抗力の弱い
ラインを形成するという本発明の溝とは、その寸法およ
び作用において全く異なっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、１本の溝を有する冷却されたロール上で液体
金属を凝固させる方法の概念図であり、第２図は、本発
明を適用した互いに位置が固定された２本のロールの間
で鋳造する装置の概念図であり、 第３図は、本発明を適用した互いに並進移動可能なロー
ルを有する上記と同様な装置の概念図である。 （主な参照符号） に 液体金属、 ２：ロール、 ：凝固外皮、 ：溝、 ：鋳造空間、 ７、 ：サイ ドダム 代 理 人

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１本の回転ロールの冷却面上で液体金
   属を凝固させて薄い厚さの金属製品、特に鋼製品を直接
   連続鋳造する方法において、 液体金属の凝固時に、上記金属製品の少なくとも１つの
   表面上に金属製品の端縁部とほぼ平行に機械的抵抗力の
   弱いラインを形成することを特徴とする方法。
2. （２）上記の機械的抵抗力の弱いラインが金属製品の端
   縁部の近くにあることを特徴とする請求項１に記載の方
   法。
3. （３）少なくとも１本の回転ロールの冷却面上で液体金
   属を凝固させて薄い厚さの金属製品、特に鋼製品を直接
   連続鋳造する装置において、 上記ロールの外周面上に少なくとも１つの表面不連続部
   が形成されていることを特徴とする装置。
4. （４）上記の表面不連続部がロールの端部の近くに形成
   されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. （５）上記の表面不連続部が中空凹部によって構成され
   ていることを特徴とする請求項１または３に記載の装置
   。
6. （６）上記中空凹部が単一の溝によって構成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. （７）上記の溝に断熱材料が充填されていることを特徴
   とする請求項６に記載の装置。
8. （８）上記の表面不連続部が浮彫り区域によって構成さ
   れていることを特徴とする請求項１または３に記載の装
   置。
9. （９）互いに固定位置にある２本のロールを有し、これ
   らロールの各端部の近くに表面不連続部が形成さている
   ことを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の
   装置。
10. （１０）互いに並進移動可能な２本のロールを有し、こ
    れらロールの一端部の近くのみに表面不連続部が形成さ
    れており、各表面不連続部は製品の互いに反対側と接触
    するようにロール上に形成されていることを特徴とする
    請求項３〜７のいずれか１項に記載の装置。