JPH06114507A - 連続鋳造ドラム用のブラシ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鼓形の鋳造ドラムを使用する連続鋳造装置に
おける図１（ｂ）のような従来のブラシロールによるブ
ラッシング不良を改善する。 【構成】 連続鋳造装置の鋳造ドラムを研磨するために
平行に軸承されて押しつけられるブラシロール２０を、
図１（ａ）のように、定常運転時の鋳造ドラムの周面形
状に合わせた太鼓型に成形する。それによって、ブラシ
ロール２０に対する鋳造ドラムの食込み量が、鋳造ドラ
ム及びブラシロール２０の軸方向全幅にわたって均一に
なるから、食込み量を適正な値に設定することにより、
鋳造ドラムの全幅にわたって良好なブラッシングが行わ
れ、ドラム表面の付着物が隈なく除去されるか、又は若
干の付着物を残す場合でも付着物がむらなく均等に残
り、連続鋳造される薄肉鋳片に横割れ等の欠陥を生じる
ことが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼のような金属溶湯
から薄板状の鋳片を直接に製造する例えば双ドラム式の
ような連続鋳造装置において、回転鋳型となる鋳造ドラ
ムの表面を鋳造作業中に研磨するブラシ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、ブラシロールを備えた従来の双
ドラム式薄板連続鋳造装置の一例について、その要部構
成を示したものである。この例は特開昭６４−８３３４
１号公報に記載されているもので、双ドラム式薄板連続
鋳造装置１の主体をなす一対の鋳造ドラム２及び３は、
内部を循環する水のような液体の冷却媒体によって冷却
されていると共に、製造すべき板厚に応じた間隙を置い
て図示しない軸受装置によって平行に支持され、やはり
図示しない駆動機構によって同じ回転速度で互いに反対
向き（矢印の方向）に回転駆動される。鋳造ドラム２及
び３の両端部には一対のサイド堰４及び５が摺動接触し
ており、それによって鋳造ドラム２及び３の間隙の上部
には湯溜まり部６が形成され、やはり図示しないタンデ
ィシュのノズルが湯溜まり部６内に伸びていて、そのノ
ズルによって溶鋼（一般的には金属の溶湯）が湯溜まり
部６内に供給される。

【０００３】湯溜まり部６内に供給された溶鋼は、鋳造
ドラム２及び３の表面に接触することによって冷却さ
れ、凝固して鋳造ドラム２及び３の表面上にシェルを形
成し、鋳造ドラム２及び３が矢印の方向に回転駆動され
ることによって鋳造ドラム２及び３の表面のシェルが合
一して鋳造ドラム２及び３の間隙を通過し、圧下力を受
けて帯板状の薄肉鋳片７となり、連続的に下方へ送り出
される。送り出された鋳片７は図示しないピンチローラ
やガイドローラによって案内されて送り出される間に更
に冷却されて、最後にやはり図示しないコイラに巻き取
られる。

【０００４】図３に示す双ドラム式薄板連続鋳造装置１
は、その鋳造ドラム２及び３の表面をブラッシングする
ために、湯溜まり部６とは反対の側にそれぞれブラシロ
ール８及び９を備えている。ブラシロール８は、基台１
６に設けられた支点軸１０を中心として回動可能な一対
のアーム部１１，１１の自由端において軸承されている
回転軸１３と一体化されて回転可能になっており、スプ
ロケットとチェーンからなる伝動装置１４を介してモー
タ１５によって回転駆動される。一対のアーム部１１，
１１に渡して設けられた支持フレーム１２は、基台１６
上に設けられたブラケット１７によって一端を支持され
た圧縮ばね１８によって一対のアーム部１１，１１の回
動方向に付勢され、ブラシロール８を鋳造ドラム２の表
面へ所定の強さで押しつける。なお、鋳造ドラム３に摺
動接触するブラシロール９についても図示のように押圧
機構を備えた支持機構及び駆動機構が設けられている
が、その構造はブラシロール８のそれと同様であるから
重複する説明は省略する。

【０００５】図３に示した従来例は、ブラシロール８及
び９を回転駆動するだけでなく、軸方向にも往復運動さ
せることにより、ブラシロールの毛先の粗密分布による
鋳造ドラム２及び３の表面の研磨むらを無くし、薄肉鋳
片７の表面性状に悪影響が及ぶのを防止する点に特徴が
ある。ブラシロール８及び９の輪郭形状については特に
限定されていないが、従来の連続鋳造装置の鋳造ドラム
に使用されているブラシロールは一般に円柱形の輪郭形
状を備えており、その回転軸は鋳造ドラムの軸と平行と
なるように支持されているのが普通である。

【０００６】よく知られているように、ブラシロール８
及び９は鋳造ドラム２及び３の表面を研磨することによ
って、湯溜まり部６において鋳造ドラム２及び３の表面
に付着する溶融金属の酸化物等の付着物を払拭したり、
場合によっては付着物を全部掻き落とすのではなく、均
一な厚さに残るように掻き均すためのもので、従来のブ
ラシロール８及び９は、細い鋼線（ワイヤ）のような繊
維を基材の外周に植設して全体を図１の（ｂ）に示すよ
うな円柱形に成形したものである（これをフラット型と
いう）。金属の酸化物のような異物が鋳造ドラム２及び
３の表面に不均一に付着している場合は、薄肉鋳片７に
対する鋳造ドラム２及び３の冷却作用が不均一に行われ
るから、部分的な冷却の遅速によって薄肉鋳片７の表面
に縦割れや横割れ、皺等の欠陥が発生し、一般に製品の
表面性状が悪くなるので、連続鋳造を続行しながら、同
時に鋳造ドラム２及び３の表面をブラシロール８及び９
のような手段によって研磨して、付着物を払拭・除去し
たり、場合によっては付着物が若干残る状態で均一な厚
さになるように掻き均すのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】鋳造ドラム２及び３の
胴部表面は、鋳造中に湯溜まり部６を通過するときに高
温の金属溶湯によって強く加熱されて数百度Ｃ以上の高
温になるが、その内面は冷却水によって冷却されて百度
Ｃ以下になっているから、その温度差によって鋳造ドラ
ム２及び３のその部分の表面を構成している材料が湾曲
しようとするのと、鋳造ドラム２及び３の両端部は金属
溶湯に接しておらず、両端部の表面の剛性も高いので、
鋳造ドラム２及び３がもし全くの円筒形であれば、胴部
の中程が半径方向外方へ突出するように膨らみ、鋳造ド
ラム２及び３の表面のうちでも湯溜まり部６内にある部
分やその付近では、誇張した表現をすれば太鼓型の一部
のような形に変形する。それによって鋳造ドラム２及び
３の間隙が軸方向に見て一定ではなくなり、連続鋳造さ
れる帯状の薄肉鋳片７の厚さも、両側縁部で厚くて中央
部で薄くなる傾向がある。

【０００８】このように鋳造ドラム２及び３の変形によ
って幅方向に厚さが一定でない薄肉鋳片７が生成される
のを防止するために、従来の双ドラム式薄板連続鋳造装
置１においても、鋳造ドラム２及び３の常温における外
形を、図２に示すように、予め両端部の直径が大きく中
央部に向かって次第に直径が小さくなる所謂鼓型に成形
しておき（これをイニシアルクラウンという）、湯溜ま
り部６において熱を受けて鋳造ドラム２及び３の表面の
一部が変形することにより、ドラム間隙のキッシングポ
イント付近において鋳造ドラム２及び３の表面が平行に
なり、その間隔が軸方向に向かって均一になるように設
計されている。

【０００９】しかしながら、従来技術においては、鋳造
ドラム２及び３の常温における外形を図２のような鼓形
とすることによって、キッシングポイントにおける鋳造
ドラム２及び３の表面の平行性が確保されるにしても、
ブラシロール８及び９が接触する鋳造ドラム２及び３上
の位置、即ち湯溜まり部６と反対の側の部分では、鋳造
ドラム２及び３の表面が金属溶湯等からの熱を受けてお
らず、また、内部を循環する冷却水によって冷却されて
いることによって、表面の温度も低下して原形である鼓
形に復するから、ブラシロール８及び９の外形が円柱形
で、しかも鋳造ドラム２及び３と平行に支持されている
限り、鋳造ドラム２及び３とブラシロール８及び９との
接触状態は軸方向に向かって均一とはなり得ない。

【００１０】つまり、ブラシロール８及び９を鋳造ドラ
ム２及び３に押しつけたとき、ブラシの毛先の倒れ込み
（ドラム表面のブラシロールへの食込み）の度合いは、
鋳造ドラム２及び３の両端部で大きく、中央部で小さく
なる。一般に、ブラシロール８及び９のブラッシング性
能はブラシの毛先の倒れ込み（食込み）の度合いに大き
く左右され、使用するブラシの材質や太さ、長さ、密度
等に応じて、最適の倒れ込み（食込み）の度合いがある
ので、鋳造ドラム２及び３に対するブラシロール８及び
９の接触状態が不均一になることによって、鋳造ドラム
２及び３の全幅にわたって適正なブラッシングをするこ
とが難しくなる。このような場合には鋳造ドラム２及び
３の表面に付着物が不均一に残り易く、ブラシロール８
及び９を設けているにもかかわらず、連続鋳造された薄
肉鋳片７の表面に横割れや縦割れ等の欠陥が生じること
がある。また、鋳造ドラム２及び３の幅が大きくなる
程、金属溶湯の熱による膨張（変形）量が増大するた
め、それに応じて低温時の鼓形の度合いを強める必要が
あり、それによって上記の問題は一層顕著になる。

【００１１】本発明は、鋳造ドラムに押しつけられて摺
動接触するブラシロールを備えている薄板連続鋳造装置
におけるこの問題を解決し、それによって連続鋳造され
る薄肉鋳片に縦割れや横割れ等の表面欠陥が発生するの
を略完全に防止することによって、厚さが均一で表面性
状の優れた製品を安定に製造可能とすることを、発明が
解決しようとする課題とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、連続鋳造装置の回転鋳型と
して使用される鋳造ドラムと平行に軸承されて該鋳造ド
ラムの表面に接して回転駆動されるブラシロールにおい
て、前記鋳造ドラムと前記ブラシロールの周面との摺動
接触状態が軸方向全長にわたって実質的に均一となるよ
うに、前記ブラシロールの周面形状が太鼓型に成形され
ていることを特徴とする連続鋳造ドラム用のブラシ装置
を提供する。

【００１３】

【作用】本発明においては、連続鋳造装置のブラシロー
ルを定常運転状態における鋳造ドラムの周面形状に合わ
せた太鼓型（中膨れ状）に成形しているので、ブラシロ
ールのブラシの毛先の倒れ込み量、即ちブラシロールに
対する鋳造ドラムの食込み量が、鋳造ドラム及びブラシ
ロールの軸方向全長にわたって均一になるから、その食
込み量を適正な値に設定することにより、鋳造ドラムの
全幅にわたって均等に良好なブラッシングが行われ、ド
ラム表面の付着物が隈なく除去されるか、又は若干の付
着物を残す場合でも付着物がむらなく均等に残るので、
連続鋳造される薄肉鋳片に横割れ、縦割れのような欠陥
を生じることが防止され、歩留りのよい良質の鋳片が得
られる。

【００１４】

【実施例】図１（ａ）に本発明の特徴である太鼓型（中
膨れ状）のブラシロール２０の実施例の周面形状と寸法
を示す。比較例として従来技術による円柱形（フラット
型）のブラシロールの周面形状と寸法を、図１（ｂ）と
して対比して示しているので、それらの間の違いが明ら
かになる。ブラシの線材は、どちらも鋼線によって形成
され、線径は０．１５ｍｍ、線長は３０ｍｍである。ま
たブラシロールの軸方向の長さはどちらも１４００ｍｍ
強である。図１（ａ）に示した本発明の実施例による太
鼓型のブラシロール２０は、中央部の直径が従来のブラ
シロール８及び９と同じ１５０ｍｍであるが、両端部の
直径が中央部よりも０．７ｍｍだけ小さくなっている。
それに対して従来のブラシロール８及び９は完全な円柱
形で、直径が軸方向全長にわたって一様に１５０ｍｍと
なっている。

【００１５】これらのブラシロールの性能を比較するた
めに、図３のような双ドラム式薄板連続鋳造装置１を使
用し、それに通常使用される図２のような寸法のイニシ
アルクラウンを有する鋳造ドラム２及び３を使用すると
共に、それらの鋳造ドラム２及び３に対して図１に示し
た２種類のブラシロールをいずれも平行に取り付けて連
続鋳造の実験的操業を行った。なお、図２の鋳造ドラム
２及び３の外形は誇張して描かれているが、図示した寸
法のように、ドラムのイニシアルクラウン量、即ちコン
ケーブの度合いは３５０μｍである。比較実験において
使用した鋼種はＳＵＳ３０４であり、鋳造ドラム２及び
３を鋳造速度が８０m/min となるように回転駆動した。

【００１６】この比較実験の結果を表１として示す。表
１において、図１（ａ）に示す本発明の実施例である太
鼓型のブラシロール２０については、この場合に使用し
たブラシロール２０の適正食込み量と考えられる２．０
０ｍｍの場合だけを示しているが、図１（ｂ）のような
従来のブラシロール８及び９を用いた比較例の方は、テ
スト番号２〜３のように、食込み量を３段階に変化させ
て実験した結果をそれぞれ示している。なお、この明細
書においてブラシの倒れ込み量、即ち食込み量と呼んで
いるものは、図４（ａ）に示すようにブラシロールの自
由な状態における半径ｘと、図４（ｂ）に示すようにブ
ラシの毛先が鋳造ドラム２及び３の表面に押しつけられ
て倒れ込み、鋳造ドラム２及び３の表面がブラシロール
の中に食込んだ状態のブラシロールの有効半径ｙとの差
の値のことである。

【００１７】

【表１】

【００１８】図５は、表１に示した実験結果を図表とし
て示したものである。ブラシロールの適正食込み量には
狭いながら若干の許容範囲があるので、この実施例の場
合の適正食込み量の範囲を、図５に「適正食込みレン
ジ」として、斜線領域で例示している。

【００１９】表１及び図５に示す上記の比較実験の結果
から明らかなように、テスト番号１の本発明の実施例の
場合は、太鼓型のブラシロール２０の軸方向全長にわた
って均一に適正な食込み量を与えた結果、鋳造ドラム２
及び３に均等に良好なブラッシングが行われ、目的通り
薄肉鋳片７に割れ等の欠陥が発生することを略完全に防
止することができたが、比較例の方は図１（ｂ）のよう
なフラット型のブラシロール８及び９の食込み量をテス
ト番号２〜４のように種々変えて実験を行ったものの、
いずれの場合にも薄肉鋳片７に横割れ等の欠陥の発生が
見られた。これはイニシアルクラウンを有する鋳造ドラ
ム２及び３の表面がブラシロールの摺動接触位置では鼓
形に復元するため、図１（ｂ）のようなフラット型の従
来のブラシロール８及び９では、どのように食込み量を
調節しても、図５に示されるように、ブラシロールの軸
方向のどこかで必ず適正なブラッシングが行われない位
置（斜線領域から外れる箇所）が生じるためであると考
えられる。以上の説明では連続鋳造装置として双ロール
式の例をあげたが、本発明は単ロール式など、他の回転
鋳型を用いる連続鋳造装置にも適用される。

【００２０】

【発明の効果】本発明を実施することにより、連続鋳造
装置の鋳造ドラムの全幅にわたってブラシロールによる
ブラッシングを均等に、且つ適正に行うことが可能にな
り、それによって表面欠陥のない良好な薄肉鋳片を得
て、高品質の製品を歩留り良く生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例における太鼓型のブラ
シロールの外形を、また、（ｂ）は本発明の比較例にお
けるフラット型のブラシロールの外形をそれぞれ示す概
念図である。

【図２】鋳造ドラムの外形を例示する概念図である。

【図３】双ドラム式薄板連続鋳造装置の全体構成を例示
する斜視図である。

【図４】食込み量を定義するための概念図である。

【図５】本発明の実施例と比較例との比較実験の結果を
示す線図である。

【符号の説明】

１…双ドラム式薄板連続鋳造装置 ２，３…鋳造ドラム ４，５…サイド堰 ６…湯溜まり部 ７…薄肉鋳片 ８，９…ブラシロール １０…支点軸 １１…アーム部 １２…支持フレーム １４…伝動装置 １５…モータ １８…圧縮ばね ２０…太鼓型のブラシロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中根 裕文 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 脇山 洋一 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 山本 恵一 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造装置の回転鋳型として使用され
   る鋳造ドラムと平行に軸承されて該鋳造ドラムの表面に
   接して回転駆動されるブラシロールにおいて、前記鋳造
   ドラムと前記ブラシロールの周面との摺動接触状態が軸
   方向全長にわたって実質的に均一となるように、前記ブ
   ラシロールの周面形状が太鼓型に成形されていることを
   特徴とする連続鋳造ドラム用のブラシ装置。