JPH078420B2 - 金属薄板圧延材を連続的に製造する装置 - Google Patents

金属薄板圧延材を連続的に製造する装置

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JPH078420B2
JPH078420B2 JP11404486A JP11404486A JPH078420B2 JP H078420 B2 JPH078420 B2 JP H078420B2 JP 11404486 A JP11404486 A JP 11404486A JP 11404486 A JP11404486 A JP 11404486A JP H078420 B2 JPH078420 B2 JP H078420B2
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雄次 井上
節生 石松
勝治 本多
卓 岡嵜
優和 小出
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Nippon Steel Corp
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ツインベルトキヤスター等の薄鋳片連続鋳
造機により連続的に鋳造されてくる広幅薄鋳片を、連続
的に圧下し平坦度の良好な金属薄板圧延材を製造する装
置に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
広幅薄鋳片の鋳造手段としては、ツインベルト式,ツイ
ンロール式などがあり、近年、第1図に示すようなツイ
ンベルト式連続鋳造法が、非鉄金属のみならず鉄系金属
についても実用化されつつあるが、鋳造した鋳片をその
まま圧延素材として使用する場合、鋳片そのものが元々
薄いため、僅かな肉厚の不均一でも、従来型連鋳機によ
る鋳片(例えば肉厚150〜250mm)に比べ最終圧延製品で
の肉厚の均一性および平坦度等に与える影響は大きく、
鋳片素材の肉厚の均一化は、非常に重要な課題であつ
た。
一方、ツインベルト式連続鋳造法によつて高速に且つ安
定に製造された広幅薄鋳片を、次工程でそのまま軽圧下
圧延するのみで、熱間圧延や熱間鍛造等の大型予備加工
を施すことなく、平坦度の良好な金属薄板圧延材を高能
率で低コストで製造することは、省力化,省エネルギー
化において、極めて効果的であり、関連産業界において
は、この種の連続鋳造技術の開発に注力しているのが現
状である。
なお、連続鋳造機において、鋳片の厚みを必要以上に薄
くすることは、例えば、ツインベルト式連鋳機の場合、
給湯装置からの給湯流の影響により鋳片の凝固殻の成長
が不均一となり易く、また鋳片表面性状にも悪影響を与
える。さらに、生産性においては、鋳片厚を薄くすれ
ば、その分鋳込速度を高める必要があるが、現状の鋳造
技術では、限界があり、例えば鉄鋼の場合、最大15m/mi
n程度である。したがつて、これらの要件を満足し得る
には、鋳片厚40〜50mm程度の薄鋳片を最大15m/min以下
の速度で鋳込むこととなる。
本発明者等は、前述のような観点から、ツインベルト式
連続鋳造法において、連続鋳造機の次工程でそのまま軽
圧延するのみで、大型予備加工工程を省略し、平担度が
良好で、加工性の良い薄板圧延材を高能率で且つ低コス
トで製造する方法を開発し、既に出願している(特開昭
60−87904号公報)。
この発明は、このような方法を有効に実施するための装
置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る装置は、ツインベルト式あるいはツイン
ロール式などの薄鋳片連続鋳造機の下流側において、内
部に未凝固層を有する薄鋳片を、連続的に圧下し平担度
の良好な金属薄板圧延材を製造する装置であつて、 圧下装置ロール群を、鋳片凝固殻を圧下する前段の圧下
ゾーンと、圧下後の鋳片の厚みを安定化させる後段の平
行ゾーンとに分け、 圧下ゾーンと平行ゾーンのフレームを互いに連結し、こ
れらのフレームが鋳片に対し同調して鋳片の移動方向と
直行する方向に進退するようにしたものである。
〔実 施 例〕
以下、この発明を図示する一実施例に基づいて説明す
る。
これは第1,2図に示すようなツインベルトキヤスター3
を用いた例であり、このツインベルトキヤスター3は、
上下の各プーリー3Aの回転により回転移動しつつ内面側
から強制冷却される無端ベルト3Bと、この無端ベルトと
同期して移動しつつ左右の側壁を形成するダムブロツク
(図示省略)とから鋳型を形成し、このような鋳型内
に、タンデイツシユ1、給湯装置2から溶融金属Mを鋳
込むように構成され鋳込まれた溶融金属Mは無端ベルト
3Bとともに移動して冷却され、凝固殻Sを形成しつつピ
ンチロール6により引抜かれる。
このような設備において、本発明に係る圧下装置5は、
ツインベルトキヤスター3の下流側に、鋳片サポートロ
ール群4を介して配置され、第2図に示すように、内部
に未凝固層S′を有する薄鋳片Sbを連続的に圧下する。
この圧下装置5は多数の上下ロール群8Ai,8Bi,9iから構
成され、鋳片下面側のロール群9iはパスラインが直線と
なるように下ロールフレーム7に配列され、鋳片上面側
のロール群8Ai,8Biは、鋳片凝固殻Sを圧下する前段の
圧下ゾーンAと、圧下後の鋳片の厚みを安定化させる後
段の平行ゾーンBとに分割されている。
圧下ゾーンAのロール群8Aiは、圧下前の鋳片Sbの厚みT
0と圧下後の厚みT1とが滑らかな曲面で連続するような
パスラインで、圧下ゾーンフレーム10に配列されてい
る。
例えば、このパスラインは第2図に示すように、中心が
互いに反対方向にある曲率半径R1,R2の2つの円弧から
形成する。
ここで、この曲率半径Rは、(1)式で計算される凝固
殻の内面での曲げ歪量εiが、鋳片の内部割れ等の重大
欠陥を引起こす限界値以下となるように設定される。
但し、t:凝固殻の厚み 平行ゾーンBのロール群8Biは、圧下ゾーンAのロール
群の最終ロール8A7と常に同レベルで且つ直線状のパス
ラインとなるように平行ゾーンフレーム11に配列されて
いる。
圧下ゾーンAの最終ロール8A7は、圧下後の所要鋳片厚T
1に対して、T1≒t0+t0′若しくは僅かに未凝固層S′
が残存するような程度の圧下条件が最も望ましい。
(t0,t0′は最終ロール8A7の位置における上側の凝固殻
厚及び下側の凝固殻厚を示す。) これは、t0,t0′の凝固殻Sが完全に圧着するまで圧下
すると、鋳片の厚みが無条件にt0,t0′の凝固殻Sに決
定されてしまい、不均一な凝固殻厚が生じている場合、
圧下後の鋳片厚T1までが不均一となることを防ぐためで
ある。
また、鋳込速度が高速過ぎて平行ゾーンBの最終ロール
8B4以降に未凝固部が延びると、平行ゾーンB以降にも
鋳片のバルジングを押えるための上側ロールが必要とな
り、設備コスト上好ましくない。
次に、第3図ないし第5図に示すように、圧下ゾーンフ
レーム10と平行ゾーンフレーム11は、鋳片に対して常に
同調して鋳片の移動方向と直行する方向すなわち上下方
向に進退するように構成され、所定の凝固殻厚みより厚
い凝固殻を圧下した場合には、ロールギヤツプが拡が
り、装置に損傷を与えないようにされ、さらに、フレー
ムのねじれ等により鋳片幅方向で厚みが不均一とならな
いように構成されている。
すなわち、圧下ゾーンフレーム10の上流側は、支持架台
12に設けられた支持ブラケット13により点aを中心とし
て回動し得るようピン結合され、下流側は支持架台12に
設置された圧下用ジヤツキ14によりダンパー15を介して
支持されており、圧下用ジヤツキ14、ダンパー15および
圧下ゾーンAの最終ロール8A7の中心はほぼ直線上に配
設されている。
また、圧下ゾーンフレーム10には、フレーム幅方向に横
断する同調軸16がブツシユ16Aを介して回転自在に取付
けられ、この同調軸16の両端にはピニオン17が取付けら
れている。
一対のピニオン17は支持架台12の脚部に設けられたラツ
ク18にそれぞれ噛合しており、圧下ゾーンフレーム10が
圧下用ジヤツキ14の昇降によりa点を中心として回動運
動を行なう際、幅方向において傾かないよう同調軸16の
捩り剛性で補償している。このような幅方向の同調機構
により、鋳片幅方向での厚みの不均一性の発生を防止し
ている。
平行ゾーンフレーム11の上流側は、左右一対の連結アー
ム19を介して、圧下ゾーンフレーム10のコモンブラケツ
ト20とピン結合されている。このピン結合点bも前述の
圧下用ジヤツキ14等の中心線上に位置するよう考慮され
ている。
ここで、回動中心点aから圧下力点bまでの回動半径L
に比べ、圧下ストローク=T0−T1は非常に小さく、回動
による鋳片長手方向のb点の変位は無視できる程度に微
小で、圧下用ジヤツキ14、ダンパー15、最終ロール8
A7、ピン結合点bは常に同一平面内にあると見なせる。
平行ゾーンフレーム11の下流側は、圧下ゾーンフレーム
10の下流側と同様に圧下用ジヤツキ21によりダンパー22
を介して支持されている。
圧下用ジヤツキ14および21は連結軸23で連結されてお
り、圧下用駆動モータ24により常に同一ストロークで昇
降するようになつている。したがつて、平行ゾーンフレ
ーム11は、常に圧下ゾーンフレーム10とともに昇降する
とともに下ロール群9iのパスラインに対して平行に昇降
する。
ダンパー15,22は、圧下用ジヤツキ14,21の圧下ストロー
クに対しての逃げ機構となつており、鋳造中の何らかの
トラブルにより、凝固殻厚が所定値以上の厚みとなつた
場合に、圧下用ジヤツキの圧下能力より過大な力が作用
して装置が破損するのを防ぐために設けられている。
したがつて、ダンパー15,22の安全弁圧力設定値Pは、 FS+Fm<P・A<Fa ……(2) 但し、FS:凝固殻両側面圧延力 Fm:溶融金属静圧による張り出し力 Fa:圧下ジヤツキの定格荷重 A:ダンパーのシリンダ断面積 を満足するように設定されている。
以上のような構成において、次のように作動する。
(i) 給湯装置2よりツインベルトキヤスター3へ給
湯され、外周部から凝固を開始した鋳片Sbは、内部に未
凝固溶層S′を残存した状態で、鋳片サポートロール群
4を経て、圧下装置5へ連続的に移送されるが、鋳込ス
タート時には、鋳片先端部l0とダミーバー25とが充分な
強度で連結させる必要があり、低速鋳込速度で鋳片内部
まで完全に凝固しているため、この部分は圧下用ジヤツ
キ14,21の能力では圧下ができない。
(ii) したがつて、鋳込スタート後、徐々に鋳込速度
を上昇させ、先端部が圧下装置を通過後、圧下用駆動モ
ータ24を駆動して鋳片Sbの圧下を開始する。
この際、鋳片の凝固殻Sの厚みt0,t0′は鋳込条件およ
び冷却条件によつて変動するため、所定の厚みとなるよ
う、鋳込条件は予め設定されている。
また、圧下ゾーンAの最終ロール8A7では、前述したよ
うにT1≒t0+t0′若しくは僅かに未凝固層が残存する圧
下条件とする。
(iii) 鋳片の上面側凝固殻は、圧下ゾーンAのロー
ルパスラインに沿つて滑らかな曲面で湾曲する。
この時の圧下に必要な力は、凝固殻Sの両側面を圧延す
る力と、溶湯残存部に作用する溶融金属の静圧に対抗す
る力との合力であり、完全凝固した鋳片を圧延するのと
違い、非常に軽減され、且つ鋳片の引抜きに要するピン
チロール6の引抜トルクも大容量を必要としない。
(iv) 鋳込初期に、鋳込速度が定常の値まで達してな
く、鋳片の凝固殻厚さが予定値より厚い場合や、定常鋳
込中、何らかのトラブルで鋳片の冷却能力、他の鋳込条
件が異なり、それに応じて凝固殻の厚みも変化し、仮り
に予定値より厚くなつた場合には、圧下ゾーン,平行ゾ
ーンのロール群8iは鋳片Sbにより押し上げられるが、こ
の厚み変位分は全てダンパー15,22により吸収される。
(v) 凝固殻の幅方向の肉厚不均一や、短辺肉厚の不
均一に起因して、幅方向での圧下量が、圧下ゾーンフレ
ーム10の弾性捩れ等により異なることがないように、ピ
ニオン17、ラツク18、同調軸16が配設されており、圧下
ゾーンフレーム10は常に捩れることがないため、圧下後
の鋳片は幅方向において均一な肉厚となる。
(vi) 平行ゾーンフレーム11の上流側支持点bは圧下
ゾーンフレーム10の支持点aに対して圧下用ジヤツキ14
などと同一距離Lにあり、且つ下流側支持点cは圧下用
ジヤツキ14と同調して昇降する圧下用ジヤツキ21により
ダンパー22を介して鉛直線上に支持されているため、平
行ゾーンBのロール群8Biは、下ロール群9iのパスライ
ンに対して平行に昇降することができる。
なお、以上はツインベルトキヤスターについて説明した
が、本発明はこれに限らずツインロール式連鋳機やベル
ト・鋳造輪式連鋳機(ロータリーキヤスター)等の広幅
薄鋳片用連鋳機にも適用できることはいうまでもない。
さらに、上側のロール群に圧下ゾーンおよび平行ゾーン
を設けた例を示したが、下側のロール群あるいは上側・
下側の両方のロール群に圧下ゾーンおよび平行ゾーンを
設けることも、本願発明は含むものである。
〔発明の効果〕
前述のとおり、この発明によれば、圧下装置ロール群を
前段の圧下ゾーンと後段の平行ゾーンとに分け、この圧
下ゾーンと平行ゾーンのフレームを互いに連結し、これ
らのフレームが鋳片に対し同調して鋳片の移動方向と直
行する方向に進退するようにしたため、肉厚が均一で平
担度の良好な薄板圧延材を高能率で且つ低コストで製造
し得る。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明に係る薄鋳片連続鋳造設備の一例を示
す概略図、第2図は第1図の部分拡大図、第3図,第4
図,第5図はこの発明に係る圧下装置を示す正面図,第
3図のIII−III線矢視図,平面図である。 1……タンデイツシユ、2……給湯装置、3……ツイン
ベルトキヤスター、3A……プーリー、3B……無端ベル
ト、4……鋳片サポートロール群、5……圧下装置、6
……ピンチロール、7……下ロールフレーム、8Ai……
圧下ゾーンロール群、8Bi……平行ゾーンロール群、9i
……下ロール群、10……圧下ゾーンフレーム、11……平
行ゾーンフレーム、12……支持架台、13……支持ブラケ
ツト、14……圧下用ジヤツキ、15……ダンパー、16……
同調軸、17……ピニオン、18……ラツク、19……連結ア
ーム、20……コモンブラケツト、21……圧下用ジヤツ
キ、22……ダンパー、23……連結軸、24……圧下用駆動
モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雄次 大阪府大阪市東区北浜5丁目15番地 住友 金属工業株式会社内 (72)発明者 石松 節生 大阪府大阪市東区北浜5丁目15番地 住友 金属工業株式会社内 (72)発明者 本多 勝治 大阪府大阪市東区北浜5丁目15番地 住友 金属工業株式会社内 (72)発明者 岡嵜 卓 茨城県鹿島郡鹿島町大字光3番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 小出 優和 茨城県鹿島郡鹿島町大字光3番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄鋳片を製造する薄鋳片連続鋳造機の下流
    側に配置され、前記薄鋳片連続鋳造機により連続的に鋳
    造され移動してくる内部に未凝固層を有する薄鋳片を、
    連続的に圧下し平坦度の良好な金属薄板圧延材を製造す
    る装置であって、 圧下装置ロール群を、鋳片凝固殻を圧下する前段の圧下
    ゾーンと、圧下後の鋳片の厚みを安定化させる後段の平
    行ゾーンとに分け、 前記圧下ゾーンと平行ゾーンのフレームを互いに連結
    し、これらのフレームが鋳片に対し同調して鋳片の移動
    方向と直行する方向に進退するようにしたことを特徴と
    する金属薄板圧延材を連続的に製造する装置。
JP11404486A 1986-05-19 1986-05-19 金属薄板圧延材を連続的に製造する装置 Expired - Lifetime JPH078420B2 (ja)

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WO1997014522A1 (fr) * 1995-10-18 1997-04-24 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Procede de coulage continu et appareil s'y rapportant

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