JPH0732108A - 広幅薄鋳片の製造方法及びそれの連続鋳造設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 圧下ロールであるフリーロールをセンタフリ
ーロール２１と左フリーロール２２と右フリーロール２
３とから構成し、センタフリーロール２１を従来と同じ
径（例えば１００ｍｍ）とし、左・右フリーロール２
２，２３を従来の１．５倍以上の大径（例えば３００ｍ
ｍ）とする。 【効果】 鋳片とロールとの接触弧長を大きくして長手
延びを抑えるものであり、表面割れを防止でき、簡単な
構造でありながら高品質の薄鋳片を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は広幅薄鋳片の製造方法お
よび連続鋳造設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶湯をタンディシュから水冷鋳型（モー
ルド）に注入し、表面に凝固殻を形成させ、下方へ引抜
く過程で中心まで凝固させて鋳片を得る連続鋳造設備
は、製鋼工場の主力設備である。鋳片は、最終製品の形
状を想定して、○、正方形、長方形等の断面に鋳込まれ
る。最終製品が板材（薄板、厚板）の場合は、長方形断
面のスラブ鋳片が適当であるが、このスラブ鋳片を圧延
機で所定の厚さまで圧下する関係から、このスラブ鋳片
は薄い広幅の鋳片であることが望ましい。

【０００３】従来から薄鋳片連続鋳造法として、ベルト
式壁面移動モールド法、シュレーマン・ジマーク法等が
提案されているが、それぞれ解決されるべき課題があっ
て満足するべきものではない。（詳しくは、特開平２−
２０７９５３号公報の従来の技術の項参照）

【０００４】そこで、薄鋳片を得る手段として、鋳片が
まだ完全に凝固していないうちに圧下する方法が有力で
ある。鋳片内部に未凝固部が存在するローラエプロンゾ
ーンでローラ圧下する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図９は従来のフラット
ロールによる未凝固鋳片の圧下工程図であり、内部に未
凝固部１０１を含む鋳片１０２は一対のフラットロール
１０３，１０３で矢印のごとく圧下される。

【０００６】また、鋳辺１０２を圧下すると幅方向に膨
出するだけでなく、長手方向（幅直角方向、鋳造方向）
にも膨出する。図９において短辺部１０４，１０４は十
分に凝固し、長手方向に塑性変形して延ばされる。一
方、長辺部１０５，１０５の内部は凝固していない溶鋼
が存在しているため、圧下による歪は溶鋼が上方へ流動
することで吸収され、結果として圧下されても長手方向
へは殆ど延ばされない。そこで、図１０（図９の作用
図）に示すように境界部分に剪断引張歪が発生し、いわ
ゆる表面割れ１１０が発生することがある。この様な内
部割れ１０８や表面割れ１１０は鋳片１０２の品質を著
しく低下するものであり、これらの発生を防止する技術
が求められている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記要求に応えるために
本発明は、水冷鋳型から抽出されて内部に未凝固部を有
する鋳片をその長辺部にフリーロールを押圧して薄くす
る鋳片の製造方法において、鋳片の長辺部の両端の短辺
部を他の部分より大きな圧下量で押圧することを特徴と
する。

【０００８】そのために、例えば圧下ロールとしてのフ
リーロールをセンターフリーロールと左・右フリーロー
ルの３分割で構成し、これら左・右フリーロールを少な
くともセンタフリーロールの１．５倍の大径ロールと
し、且つセンターフリーロールと左・右フリーロールと
のパスラインを合せたことで広幅薄鋳片の連続鋳造設備
を構成する。

【０００９】又は、フリーロールをセンターフリーロー
ルと左・右フリーロールの３分割で構成し、これら左・
右フリーロールをセンターフリーロールから遠ざかるほ
ど外径が増すテーパロールとすることで広幅薄鋳片の連
続鋳造設備を構成する。

【００１０】

【作用】水冷鋳型から抽出されて内部に未凝固部を有す
る鋳片の両端の短辺部を大径ロール又はテーパロール
で、他の部分より大きな圧下量で押圧する。圧下量を大
きくすることで、鋳片の長手方向延びを抑え、幅方向延
びを促す。なお、圧下量を大きくする手法には、ロール
径を大きくする方法やテーパロールで圧下率を上げる方
法が挙げられる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る連続鋳造設備の概念図であり、連続
鋳造設備１は水冷鋳型（モールド）２、圧下ゾーン３、
静定ゾーン４，５、ピンチロール６，６等を上から下に
円弧上に配置したものである。図２は図１の２矢視図で
あり、圧下ゾーン３には３分割された駆動ロールセット
１０と、３分割されたフリーロール２０とをあるロール
ピッチで配置してなる。

【００１２】図３は図２の３−３矢視図であり、駆動ロ
ールセット１０はセンタ駆動ロール１１と左駆動ロール
１２と右駆動ロール１３とが同軸に連結され、図示せぬ
モータで駆動軸１４を介して駆動される。上記センタ・
左・右駆動ロール１１，１２，１３は同一外径である。
図４は図２の４−４矢視図であり、フリーロールセット
２０はセンタフリーロール２１と左フリーロール２２と
右フリーロール２３とからなるがこれらは単独に軸受ブ
ロック２４で回転自在に支持されている。そして、セン
タフリーロール２１の外径は例えば１００ｍｍであり、
左・右フリーロール２２，２３の外径はともに３００ｍ
ｍであるごとくに、左・右フリーロール２２，２３を従
来のロール（１００ｍｍ）より大幅に大径にしたことを
特徴とする。ただし、図４に示すとおり、ロール中心軸
をずらして、ロール２１，２２，２３のパスラインを一
律にしている。

【００１３】なお、図２において８はスプレーノズルで
あり、このノズル８から冷却水を鋳片９に吹き付けて鋳
片９の冷却を促す。大径の左・右フリーロール２２，２
３の周囲には隙間がほとんど無いので、スプレーノズル
８を小径のセンタフリーロール２１の側方に配置する。
スプレーされた冷却水はセンタフリーロール２１でせき
止められるので、同ロール２１上を左右に流れ、軸受ブ
ロック２４の箇所から落下する。この落下水が鋳片９の
表面に冷却すじを付けないように、軸受ブロック２４を
千鳥に配置して落下水を蛇行させるように配慮してい
る。

【００１４】以上の構成からなるフリーロールの作用を
次に説明する。図５は本発明のフリーロールの圧下作用
図であり、フリーロール２１〜２３で鋳片９を圧下する
と、図示する接触弧長が圧下量とロール径とから幾何学
的に求まる。図６は本発明のフリーロールを接触弧長と
の関係を示すグラフであり、ロール径が大きいほど接触
弧長は大きくなる。例えば圧下量を３ｍｍとすると、１
００ｍｍのセンタフリーロール２１の接触弧長は約１７
ｍｍであり、３００ｍｍの左・右センタフリーロール２
２，２３の接触弧長は約３０ｍｍである。

【００１５】接触弧長が大きいほど鋳片の長手方向（鋳
造方向）の拘束力は増加する。即ち、左・右フリーロー
ルを１００ｍｍ径とした従来装置に対して、左・右フリ
ーロールを３００ｍｍ径とした本実施例装置では、鋳片
９端の短辺部は長手方向にそれほど延ばされず、その
分、幅方向に延ばされることになる。この結果、鋳片９
の長辺部と短辺部との間の剪断力は十分に軽減され、表
面割れの発生を防止できる。

【００１６】なお、上記実施例において左・右フリーロ
ール２２，２３の径とセンタフリーロール２１との径の
比を３／１（３倍）としたが、種々の実験を繰返したと
ころ、径の比が１．５倍以上であれば期待する効果が得
られることが分った。また、左・右フリーロール２２，
２３の胴長（バレルレングス）は、あまり大きくする必
要はないが、少なくとも当該鋳片９の幅の１／５以上と
する。更に、図２で説明したとおり大径の左フリーロー
ル２２，２２間ピッチはロール同士が接触しない程度に
小さく設定する。右フリーロール２３，２３間も同様で
ある。ロールピッチを拡大しないのは、バルジング（溶
鋼の静鉄圧で凝固殻が割れるトラブル）を防止するため
である。その結果、大径の左フリーロール２２，２２間
及び右フリーロール２３，２３間には、スプレーノズル
８を配置することができない。そこで、スプレーノズル
８を設けるために、センタフリーロールの径を小さくす
るのである。

【００１７】図７は本発明の別実施例に係るフリーロー
ルの図であり、このフリーロールセット３０は、小径の
センタフリーロール３１と左・右テーパフリーロール３
２，３３とからなる。このフリーロールセット３０を採
用すると、左・右テーパフリーロール３２，３３がセン
ターロール３１より大径であるため、図６で説明したよ
うに接触弧長が増大して長手方向の拘束力は増加する。
しかも、テーパが鋳片９の幅方向の膨出を妨げない。従
って、鋳片端の短辺部は長手方向にそれほど延ばされ
ず、幅方向に延ばされることになる。この結果、鋳片９
の長辺部と短辺部との間の剪断力は十分に軽減され、表
面割れの発生を防止できる。

【００１８】図７においてθはテーパフリーロール３
２，３３のテーパ角であり、このテーパ角θは水冷鋳型
での鋳片厚さと圧下後の鋳片厚さとの比によって異なる
が、例えば１００ｍｍ厚さの鋳片９を７０ｍｍまで圧下
する場合にはテーパ角θは３０°で十分である。また、
テーパフリーロール３２，３３の長さをＬ、鋳片９の最
大幅をＷとした場合に、（Ｗ／２０）≦Ｌ≦（Ｗ／１
０）を満足するようにテーパフリーロール３２，３３の
長さを決定すればよい。Ｗ／２０未満では十分な幅出し
（鋳片を圧下によって幅方向に膨出させること）効果が
得られず、又、Ｗ／１０を超えると良好な平坦度が得難
くなるからである。

【００１９】図８は本発明の別実施例に好適な水冷鋳型
の平面図であり、水冷鋳型３５の開口部３６が長方形で
はなく、略長円形状としたことを特徴とする。上記鋳型
３５により、短辺部が湾曲膨出した断面の鋳片が形成さ
れ、この湾曲短辺部が図７の如くテーパフリーロール３
２，３３で積極的に圧下され、効果的に幅出しされ、同
時に鋳片の長手方向の延びを抑制するものである。な
お、短辺部の膨出形状は円弧、三角など、要は幅出しを
促進する形状であればよい。

【００２０】尚、本発明方法は鋳片の短辺部を他の部分
より大きな圧下量で押圧することを特徴としたが、圧下
量を増すには、大径ロールで大きなボリューム（体積）
を圧下する方法やテーパロールで圧下率を増しつつ大径
部分で大きなボリームを圧下する方法が代表例である。
しかし、例えば鋳込み方向に並べた２本の大径ロール間
に１本の小径ロールを介設し、実質的に圧下ロールを他
の部分よりも増やすことで、長手方向単位長さ当りの圧
下量を増大するようにしてもよく、圧下量を増す手法を
上記代表例に限るものではない。

【００２１】

【発明の効果】以上に述べた通り本発明方法は、内部に
未凝固部を有する鋳片の両端の短辺部を大径ロール又は
テーパロールで、他の部分より大きな圧下量で押圧し、
圧下量を大きくすることで鋳片の長手方向延びを抑え、
幅方向延びを促し、表面割れの発生を防止するものであ
り、本発明によって高品質の薄鋳片を安定的に製造する
ことが可能になった。

【００２２】また、鋳片の短辺部を大径ロールで圧下す
る連続鋳造設備では、鋳片とロールとの接触弧長を大き
くして長手延びを抑えるものであり、簡単な構造であり
ながら高品質の薄鋳片を得ることができる。

【００２３】更に、鋳片の短辺部をテーパロールで圧下
する連続鋳造設備では、テーパ角に沿って鋳片の幅出し
ができ、幅延びを増加し、長手延びを抑えるものであ
り、高品質の薄鋳片を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続鋳造設備の概念図

【図２】図１の２矢視図

【図３】図２の３−３矢視図

【図４】図２の４−４矢視図

【図５】本発明のフリーロールの圧下作用図

【図６】本発明のフリーロールを接触弧長との関係を示
すグラフ

【図７】本発明の別実施例に係るフリーロールの図

【図８】本発明の別実施例に好適な水冷鋳型の平面図

【図９】従来のフラットロールによる未凝固鋳片の圧下
工程図

【図１０】図９の作用図

【符号の説明】

１…連続鋳造設備、２…水冷鋳型、９…鋳片、２０，３
０…フリーロールセット、２１，３１…センタフリーロ
ール、２２，２３…左・右フリーロール（大径ロー
ル）、３２，３３…左・右フリーロール（テーパロー
ル）、１０１…未凝固部、１０４…鋳片の短辺部、１０
５…長辺部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷鋳型から抽出されて内部に未凝固部
   を有する鋳片をその長辺部にフリーロールを押圧して薄
   くする鋳片の製造方法において、鋳片の長辺部の両端の
   短辺部を他の部分より大きな圧下量で押圧することを特
   徴とした広幅薄鋳片の製造方法。
2. 【請求項２】 水冷鋳型から抽出されて内部に未凝固部
   を有する鋳片をその長辺部にフリーロールを押圧して薄
   くする連続鋳造設備において、前記フリーロールをセン
   ターフリーロールと左・右フリーロールの３分割で構成
   し、これら左・右フリーロールを少なくともセンタフリ
   ーロールの１．５倍の大径ロールとし、且つセンターフ
   リーロールと左・右フリーロールとのパスラインを合せ
   たことを特徴とする広幅薄鋳片の連続鋳造設備。
3. 【請求項３】 水冷鋳型から抽出されて内部に未凝固部
   を有する鋳片をその長辺部にフリーロールを押圧して薄
   くする連続鋳造設備において、前記フリーロールをセン
   ターフリーロールと左・右フリーロールの３分割で構成
   し、これら左・右フリーロールをセンターフリーロール
   から遠ざかるほど外径が増すテーパロールとしたことを
   特徴とする広幅薄鋳片の連続鋳造設備。