JPH07100592A - 双ロール式連続鋳造機の接触制限板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 双ロール式連続鋳造機において、ロールや周
辺の部材に熱負荷を与えることなく装入した際の湯面位
置付近の均一予熱を達成することにより、スラグや地金
の付着を防止できる接触制限板を提供する。 【構成】 ２個のロール間に形成される溶湯湯溜り部に
装入し溶湯の凝固開始点を固定する双ロール式連続鋳造
機の接触制限板において、接触制限板は１００μΩｍ以
下の導電性を有する耐火物よりなる。さらに、接触制限
板は、溶湯中に浸漬する薄肉部と電極把持する二又の支
持部よりなるＵ字型構造であって、前記支持部の断面積
と薄肉部の断面積の比が２倍以上であり、かつ接触制限
板の内側コーナー部の曲率半径が２０mm以上の凹形状で
あることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄板鋳片を製造する双
ロール式連続鋳造機において、スラグや地金の付着を防
止する接触制限板に関する。

【０００２】

【従来の技術】双ロール式連続鋳造機は、内側に向かっ
て回転する２個のロール間に溶湯を注入し、金属の薄板
を鋳造する装置として知られている。この装置は、２個
のロールを適当な間隔で配置し、上方から溶融金属を注
入しながら互に内側に回転させると、注入された溶融金
属はロールと接触し熱を奪われ、その結果ロール表面に
凝固シェルが形成され、ロールの回転に伴って両凝固シ
ェルは接合し、さらに圧下されて所定の厚さの鋳片とな
ってロールの下方に送出されて薄板鋳片を製造する方法
に用いられる。

【０００３】この場合凝固シェルは、溶融金属がロール
に接触した点から凝固を開始し、成長を続けてロールキ
ス点で所定の厚さの凝固シェルとなり、このシェルが圧
下されて一定の厚さの鋳片となるのであるから、製造さ
れる鋳片厚さの精度を維持するためには、凝固開始点か
らロールキス点までの距離を常に一定に制御する必要が
ある。

【０００４】対向する一対のロールによって形成される
溶湯の湯溜り部に、ロールと溶湯との接触面積を調節す
るために板形状の耐火物よりなる接触制限板を設けて、
ロール表面を摺動する接触制限板の位置を所望の値に設
定して、湯溜り部における溶湯とロールとの接触面積を
制御し、形成される凝固シェル厚を制御することが、例
えば特公昭６２−５８８１１号公報に開示されている。

【０００５】そして、凝固シェルの形成厚さは、接触制
限板の先端がロールに接する凝固開始点からロールキス
点までの弧長にほぼ比例するので、例えばロールキス点
までの弧長を長くすれば凝固シェルの成長は早くなり、
接触制限板の位置を適宜調整することにより形成される
凝固シェル厚を制御して、製造される鋳片を精度良く維
持することが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
接触制限板を長時間使用して操業を続けると、場合によ
っては接触制限板の先端すなわち凝固開始点の表面に地
金やスラグが付着し、従って操業中に凝固開始点の位置
が変動し、形成される凝固シェルの厚みが変化して製造
される鋳片の精度を悪くし、また表面性状も不良になる
という問題点が発生しやすい。

【０００７】またこの付着した地金やスラグは、操業中
に除去することは困難である。本発明の目的は、双ロー
ル式連続鋳造機においてロールや周辺の部材に熱負荷が
少なく、かつ装入した際の湯面位置付近の均一予熱を達
成するとともに、スラグや地金の付着を防止できる接触
制限板を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）対向する一対のロールによって形成される溶湯湯
溜り部に装入し溶湯の凝固開始点を固定する双ロール式
連続鋳造機の接触制限板において、接触制限板は電気抵
抗率が１００μΩｍ以下の導電性を有する耐火物よりな
ることを特徴とする。 （２）接触制限板は、溶湯中に浸漬する薄肉部（２）と
電極把持する二又の支持部（３，３′）よりなるＵ字型
構造であって、前記支持部（３，３′）の断面積（Ｓ
１）と薄肉部（２）の断面積（Ｓ２）の比が２倍以上で
あり、かつ接触制限板の内側コーナー部（７，７′）の
曲率半径が２０mm以上の凹形状であることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】以下に、本発明を、図面を参照しながら詳細に
説明する。図８は双ロール式薄板連続鋳造機の一例を示
す側面図であり、９ａ，９ｂは一対の鋳造用のロールで
あり、相対するロール上部の両側面にはサイド堰１０が
取り付けられ、ロールとの間に溶湯の湯溜り部１１を形
成する。

【００１０】湯溜り部１１のロール面にはそれぞれ接触
制限板１が上方より装入され、凝固シェル１２は接触制
限板１がロールに接する凝固開始点１３からロールキス
点１４までの弧長にほぼ比例して成長する。図２は本発
明の接触制限板１の構造の一例を示す斜視図である。接
触制限板は導電性を有する電気抵抗率１００μΩｍ以下
の耐火物（例えばアルミナグラファイト、グラファイ
ト、ＺｒＢ₂ など）である。１００μΩｍ超では電気が
流れづらくなり、良好な通電加熱が達成できない。薄肉
部２を下端、二又の支持部３，３′を上端としたときＵ
字型構造となるもので、この耐火物１を挟持する支持具
４、耐火物１に電流を流すために接続した電極５，５′
より構成され、電極５，５′は加熱用の電源６に接続さ
れている。

【００１１】以下、薄肉部と支持部の断面積の比につい
て説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明における接触
制限板１の詳細な構造の一例を示す平面図、側面図であ
り、本発明では、支持部３，３′のＡ−Ａ断面の断面積
Ｓ１と薄肉部２のＢ−Ｂ断面の断面積Ｓ２の比Ｓ１／Ｓ
２は２倍以上としている。図９は、図３のに示す薄肉
部中央の表面温度が１２００℃のときの支持部中央の表
面温度と断面積比Ｓ１／Ｓ２との関係を示す、本発明者
らの実験結果である。耐火物の通電加熱による温度上昇
は耐火物の各位置における電流密度に左右されるため、
支持部３，３′と薄肉部２の断面積の比Ｓ１／Ｓ２が小
さい場合、図９に示すように、支持部の温度上昇は激し
くなる。支持部の温度上昇が大きいと支持具自体の熱変
形が大きくなることから、例えば支持部の温度を５００
℃以下とするためには、支持部３，３′の断面積Ｓ１は
薄肉部２の断面積Ｓ２の２倍以上とすればよい。また、
２００℃以下とする場合には６倍とするなど適宜Ｓ１／
Ｓ２を選択すればよい。

【００１２】次に、内側コーナー部７，７′の曲率半径
について説明する。本発明では、内側コーナー部の曲率
半径は２０mm以上の凹形状としている。図１０は本発明
者らの実験結果であり、図３のに示す薄肉部中央の温
度が９００℃のときの内側コーナー部の表面温度と曲率
半径の関係を示す図である。接触制限板の内側コーナー
部の曲率半径が２０mm未満の場合、図１０に示すよう
に、図３のの温度が９００℃に達したとき内側コーナ
ー部は８００℃以上に過熱され、目的とする薄肉部の温
度上昇を妨げるため、内側コーナー部の曲率半径は２０
mm以上の凹形状とする必要がある。なお接触制限板の幅
Ｘは鋳片の幅とほぼ等しいので、例えばＸが８９０mmの
場合にＵ字型の幅Ｌは約７３０mmとするなど鋳造幅に応
じてＬを適宜選択すればよい。

【００１３】なお、より高温に、かつ均一に湯面位置よ
りも先端部を加熱する場合には、中央部に電流の流路を
制御するための溝８を該設すると、一層効果的である。
溝により電流の一部は溝を迂回して湯面位置付近を多く
通るようになり、その結果溶湯中に装入した場合の湯面
位置付近を均一に加熱することが可能となる。なおこの
溝は、本発明者らが種々の実験を行った結果、ｘ方向は
長さＸの１０〜２０％、ｙ方向は薄肉部長さｂの４０〜
７０％の平面状の窪みであればよく、ｚ方向（深さ）は
溝を施工した後の厚みが施工前厚みの３０〜９０％とす
れば実際操業上好ましい加熱が得られる。以下に本発明
の実施例について説明する。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 図３は本発明における実施例を示す図であり、図中のハ
ッチングの外側部分が５００℃以上、内側部分が７００
℃以上の温度分布を示す。９００mm幅ロールの双ロール
連鋳機において、接触制限板の材質をアルミナグラファ
イトとし、幅Ｘを８９０mm、高さＹを３００mm、支持部
の厚みＺ１を４０mm、薄肉部の厚みＺ２を１０mm、図１
中の薄肉部ｂの長さを１４０mm、支持部ａの長さを８０
mm、溶湯中への浸漬深さを５０mmとした。また内側コー
ナー部の曲率半径は５０mm、溝はｘ方向に９０mm、ｙ方
向に９０mm、ｚ方向に５mmとした。接触制限板の所定の
形状には幅９００mm×長さ３００mm×厚み４０mmの原板
から旋盤で加工し、双ロール連鋳機への取付に際して
は、普通鋼製の支持具に接触制限板を絶縁シートとはさ
み板を介してボルトで固定した。また、銅製の電極は通
電時の過熱を防止するために内部を水冷できる構造と
し、接触制限板と電極の接続にあたっては、接触抵抗を
緩和させるために黒鉛シートを間にはさんでボルトで固
定した。なお、接触制限板は導電性を有し、鋳造時には
漏電が予測されることから、通電による加熱は鋳造開始
前１〜２分までの予熱のみとし、ロールと接触制限板間
の漏電防止のためには、絶縁シートをロールと接触制限
板間にはさむこととした。初期条件を４Ｖ、２５０Ａと
し、時間に比例して電力を増加させ、通電開始３０分後
に１０Ｖ、１０００Ａに達するように通電したところ、
図３中のの薄肉部中央の温度は１２００℃まで達し、
その時の湯面レベル位置の温度は９００℃、は６０
０℃であり、また、、の温度はそれぞれ７５０℃、
４００℃であり、目的とする温度までの予熱が実施でき
た。通電終了後ロールと接触制限板間の絶縁シートを取
り外し、鋳造を実施したところ、スラグや地金の付着も
なく良好な鋳造が達成できた。

【００１５】実施例２ 実施例１の形状から支持部の厚みＺ１を５０mm、薄肉部
の厚みＺ２を８mm、支持部ａの長さを１３０mmに変更
し、その他の条件を実施例１と同一として通電を実施し
たところ、図３中のの温度は２０〜２５分で１２００
℃に達し、他の部位の温度上昇も実施例１とほぼ同等で
良好であり、鋳造も順調に実施できた。

【００１６】実施例３ 実施例１の形状から内側コーナー部の曲率半径のみを２
０mmと変更し、その他の条件を実施例１と同一として通
電をしたところ、通電開始後約３０分後には図３中の
の温度は１２００℃に達し、の温度は８００℃と実施
例１に比べて高いものの、他の部位は実施例１とほぼ同
等の良好な予熱が達成でき、鋳造も順調に実施できた。

【００１７】比較例１ 図４は比較例１を示す図であり、図中のハッチングは１
０００℃以上の温度分布を示す。比較例１は、幅８９０
×長さ３００×厚み１０mmの板形状の接触制限板であ
り、実施例１と同様に通電を行ったところ、温度が上昇
するのは接触制限板上部のみであり、目的とする湯面位
置付近の加熱が達成できなかった。

【００１８】比較例２ 図５は比較例２を示す図であり、図中のハッチングは８
００℃以上の温度分布を示す。比較例２は、湯面位置付
近の温度上昇と支持部の過熱防止のため、比較例１の支
持部を厚肉化したタイプであり、支持部の厚みを４０m
m、薄肉部の厚みを１０mmとした。なお薄肉部の長さｂ
は１４０mmとした。実施例１と同様に通電したところ、
支持部の温度上昇は比較例１に比べて抑えられたもの
の、湯面位置付近の温度は上昇しなかった。

【００１９】比較例３ 図６は比較例３を示す図であり、図中のハッチッグは１
２００℃以上の温度分布を示す。比較例３は、薄肉部に
電流が流れるように比較例２の支持部に幅５mmのスリッ
トを上部から１６０mm設けたタイプであり、実施例１と
同様の条件で通電したところ、比較例１，２に比べ薄肉
部の温度は大幅に上昇した。しかし、スリット付近で異
常過熱され、均一な加熱は達成できなかった。

【００２０】実施例４ 図７は実施例４を示す図であり、図中のハッチングは６
００℃以上の温度分布を示す。実施例４は、比較例３で
発生した内側コーナー部の異常過熱を防ぐために内側コ
ーナー部の曲率半径を５０mmとしたもので、実施例１と
同様の条件で通電したところ、内側コーナー部の異常過
熱のない良好な加熱が達成でき、鋳造も順調に実施でき
た。

【００２１】なお前述した実施例１は、より高温に、か
つ均一に湯面位置よりも先端部を加熱するために、実施
例４の薄肉部中央に電流の流路を制御するための溝を設
けたタイプである。溝により電流の一部は溝を迂回して
湯面位置付近を多く通るようになり、その結果、湯面位
置よりも先端部を高温かつ均一に加熱することが可能と
なる。

【００２２】このようにして接触制限板１に通電して湯
面位置付近を加熱することにより、湯溜り中に浮遊する
スラグや地金は接触制限板１によって冷却され固着する
ことはなく、従って凝固開始点１３の位置を常に一定に
保つことにより正常な厚みの凝固シェル１２が形成さ
れ、製造される鋳片の精度を維持し、また表面性状の良
好な鋳片が得られる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した如く本発明の導電性を有す
る接触制限板は、該接触制限板に直接通電した際生じる
抵抗熱によって湯面位置付近を加熱することが可能であ
るため、スラグや地金が接触制限板に固着成長するのを
防止し、凝固開始点の位置を常に正常に保って製造され
る鋳片の精度を維持し、また表面性状の良好な鋳片を得
ることができる。

【００２４】また、ロールや周辺の部材に与える熱負荷
が少ないオンラインでの予熱を可能にするとともに、操
業中にスラグ等を除去する作業が不要となり、鋳造機の
稼動率は向上して生産効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る接触制限板を示し（ａ）平面図、
（ｂ）側面図である。

【図２】本発明に係る接触制限板を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施例に係る接触制限板を示し、
（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。

【図４】比較例１の接触制限板を示し、（ａ）平面図、
（ｂ）側面図である。

【図５】比較例２の接触制限板を示し、、（ａ）平面
図、（ｂ）側面図である。

【図６】比較例３の接触制限板を示し、（ａ）平面図、
（ｂ）側面図である。

【図７】本発明の実施例４の接触制限板を示し（ａ）平
面図、（ｂ）側面図である。

【図８】双ロール式薄板連続鋳造機の一例を示す図であ
る。

【図９】支持部と薄肉部の断面積の比と支持部の表面温
度の関係を示す図である。

【図１０】内側コーナー部の曲率半径と表面温度の関係
を示す図である。

【符号の説明】

１…接触制限板 ２…薄肉部 ３，３′…支持部 ４…支持具 ５，５′…電極 ６…加熱用の電源 ７，７′…内側コーナー部 ８…溝 ９ａ，９ｂ…鋳造用のロール １０…サイド堰 １１…湯溜り部 １２…凝固シェル １３…凝固開始点 １４…ロールキス点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮瀬 昇三 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対のロールによって形成され
   る溶湯湯溜り部に装入し溶湯の凝固開始点を固定する双
   ロール式連続鋳造機の接触制限板において、接触制限板
   （１）は電気抵抗率が１００μΩｍ以下の導電性を有す
   る耐火物よりなることを特徴とする双ロール式連続鋳造
   機の接触制限板。
2. 【請求項２】 接触制限板（１）は、溶湯中に浸漬する
   薄肉部（２）と電極把持する二又の支持部（３，３′）
   よりなるＵ字型構造であって、前記支持部（３，３′）
   の断面積（Ｓ１）と薄肉部（２）の断面積（Ｓ２）の比
   が２倍以上であり、かつ接触制限板の内側コーナー部
   （７，７′）の曲率半径が２０mm以上の凹形状であるこ
   とを特徴とする双ロール式連続鋳造機の接触制限板。