JPH09206893A - 薄板連続鋳造機のサイド堰潤滑構造及び薄板連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高温で著しく酸化するために従来は適用できな
かった二硫化モリブデン、黒鉛等の比較的安価な固体潤
滑剤を使用可能とすることにより、鋳造コストの上昇を
抑えつつ、長時間鋳造を達成する。 【解決手段】一対の冷却ドラムとサイド堰とで画成され
た湯溜まり部に溶融金属を注入し、次いで溶融金属を冷
却ドラムの回転周面で冷却、凝固させながら薄板を連続
鋳造する際に、固体潤滑剤を冷却ドラムのサイド堰との
摺動面に押し付けつつ連続的に供給するに当たり、固体
潤滑剤を摺動面に案内するガイドパイプに水冷手段を設
け、ガイドパイプ内部にガスを導入しながら、還元性ま
たは不活性ガス雰囲気下で固体潤滑剤を連続的に供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は一対の冷却ドラムを
配設した薄板連続鋳造機を用いて薄板を連続的に鋳造す
る際に、前記冷却ドラムの端面とサイド堰との間を潤滑
するためのサイド堰潤滑構造、及びそのサイド堰潤滑構
造を前提として行う薄板連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に
近い数mm程度の厚みをもつ薄板を直接的に製造する方法
が注目されている。この連続鋳造方法によれば、従来の
ような多段階にわたる熱延工程を必要とせず、また最終
形状に至る圧延も軽度なものでよいため、工程及び設備
の簡素化が図られる。

【０００３】このような連続鋳造方法の一つとして、双
ドラム法がある（特開昭６０−１３７５６２号公報）。
図３は、この双ドラム法の概略を説明するための斜視図
である。この方式においては、この図に示すように、互
に逆方向に回転する一対の冷却ドラム１ａ、１ｂを水平
に配置し、冷却ドラム１ａ、１ｂ及びサイド堰２ａ、２
ｂにより区画された凹部に湯溜まり部３を形成する。溶
融金属は、タンディッシュ等の容器から注湯ノズルを介
してこの湯溜まり部３に注湯される。湯溜まり部３に収
容された溶融金属４は、冷却ドラム１ａ、１ｂと接する
部分が冷却されて凝固し、凝固シェルを形成する。

【０００４】この凝固シェルは、冷却ドラム１ａ、１ｂ
の回転に随伴して、一対の冷却ドラム１ａ、１ｂが互に
最も接近した位置、いわゆるドラムギャップ部６までそ
の厚みを増しながら移動し、それぞれの冷却ドラム１
ａ、１ｂの表面で形成された凝固シェルは、ここで互に
圧着されて目的とする金属薄帯５となる。なお、１８は
冷却ドラム端面、１９は摺動面である。

【０００５】実開昭６３−９０５４８号公報及びその明
細書に見られるように、かかる薄板連続鋳造機において
は、前記サイド堰２ａ，２ｂは一般に、サイド堰ケース
に収容された断熱材、この断熱材に植設されたベース部
材、及びこのベース部材の冷却ドラムに対応する面に植
設されたセラミック部材により構成されている。鋳造時
には、サイド堰を冷却ドラム端面に押し付け、セラミッ
ク部材を冷却ドラム摺動面で摩耗させることにより冷却
ドラム端面とサイド堰との間の隙間をなくして溶鋼もれ
を防止している。また、特開昭６１−２６６１６０号公
報が示すように、サイド堰には一般に振動が与えられて
おり、セラミック部材の摩耗は助長される。

【０００６】従って薄板連続鋳造機による薄板の連続鋳
造量は、冷却ドラム端面での摺動によるサイド堰セラミ
ック部材の摩耗速度によって決まる。そこで、セラミッ
ク部材の摩耗を抑制することが鋳造量の増大を図る上で
極めて重要である。

【０００７】このようなセラミック部材の摩耗は、その
硬度、表面温度、粗度などの因子に影響されることか
ら、セラミック部材の摩耗を抑制するために、冷却ドラ
ムの摺動面とこれに接するセラミック部材の摩耗面に潤
滑剤を供給することが有効である。これにより、セラミ
ック部材の表面温度は低下して、冷却ドラム端面の荒れ
を防止することができるとともに、冷却ドラム摺動面と
セラミック部材摩耗面との摩擦係数の低減につながり、
結果的にサイド堰の開放を防止して、溶鋼シール性の向
上をもたらす。

【０００８】ここで、セラミック部材摩耗面に潤滑剤を
供給する手段としては、特開平４−８１２５０号公報
に、貫通孔を設けたサイド堰の背面側より、固体潤滑剤
をこの貫通孔を通してドラム端面に押し付ける方法が提
案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
サイド堰は鋳造前に予熱しており、また鋳造中も溶鋼か
らの受熱によって１２００〜１４００℃の高温に保持さ
れている。従って、サイド堰を貫通して挿入する固体潤
滑剤も少なくとも１０００℃以上に加熱されることにな
り、前述のような潤滑剤供給構造の場合、比較的安価な
二硫化モリブデン、黒鉛等の潤滑剤は著しく酸化するた
めに適用できず、適用可能な潤滑剤としては非常に高価
なＢＮ等に限られてしまうことから、鋳造コストの上昇
を招く。そこで本発明はこのような問題点を解決し、比
較的安価な潤滑剤を用いて長時間の鋳造を可能ならしめ
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明の要旨は次の通りである。（１）一対の
冷却ドラムと一対のサイド堰とで画成された湯溜まり部
に溶融金属を注入し、次いで該溶融金属を前記冷却ドラ
ムの回転周面で冷却、凝固させながら薄板を連続鋳造す
る双ロール式薄板連続鋳造機のサイド堰の潤滑構造にお
いて、固体潤滑剤を前記冷却ドラムのサイド堰との摺動
面に押し付けつつ連続的に供給するに当たり、該固体潤
滑剤を該摺動面に案内するガイドパイプに水冷手段を設
ける。具体的には、例えばガイドパイプを水冷管とすれ
ばよい。

【００１１】（２）上記（１）のサイド堰潤滑構造を有
する薄板連続鋳造機を用いて、薄板を連続鋳造する際
に、ガイドパイプ内部に還元性ガスまたは不活性ガスを
導入しながら、還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲
気下で冷却ドラムのサイド堰との摺動面に固体潤滑剤を
連続的に供給する。

【００１２】本発明では、冷却手段を設けたガイドパイ
プを用いあるいはさらに、そのガイドパイプ内部を還元
性ガス雰囲気ないしは不活性ガス雰囲気として、冷却ド
ラム端面の摺動面を介してサイド堰セラミックスの摩耗
面に固体潤滑剤を供給するため、耐熱性、耐酸化性には
劣っていても潤滑特性に優れた安価な固体潤滑剤が使用
可能となり、潤滑剤の供給による鋳造コストの上昇を最
小限に抑えつつ、潤滑効果によって長時間にわたり安定
した鋳造を行うことができるようになった。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明を、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。まず、本発明で用いるサイド堰につ
いて図１及び図２により説明する。これらの図におい
て、サイド堰２ａは外側がサイド堰ケース７で覆われて
おり、冷却ドラム１ｂの端面１８に対峙する面は、断熱
材８、ベース部材９、さらにその上に植設されたセラミ
ック部材１０により構成されている。セラミック部材１
０は冷却ドラム端面１８の摺動面１９と摺動する面、す
なわち摩耗面２０に沿って設けてあり、この摩耗面２０
の適当な箇所、図１では上部の１１及び１２の２箇所に
潤滑剤供給口が開口している。

【００１４】これらの供給口には冷却手段を設けたガイ
ドパイプ１５がそれぞれサイド堰２ａ内を貫通して設け
てあり、このガイドパイプ１５内には固体潤滑剤１４が
挿入されている。さらにこのガイドパイプ１５にはガイ
ドパイプ内部に不活性ガス等を流すためのガス導入管２
１が接続されている。

【００１５】一方、潤滑剤押し付け装置はシリンダー１
６とこのシリンダー１６のロッド先端部に設けた潤滑剤
把持部１７とにより構成され、固体潤滑剤１４はこの潤
滑剤把持部１７で把持されて、所定の面圧で冷却ドラム
端面の摺動面１９へ押し付けられる。ここで述べた押し
付け装置は、固体潤滑剤を所定の面圧で摺動面に押し付
けることができればよく、シリンダーの代わりに伸長ス
プリングなどを用いることもできる。なお、１３はサイ
ド堰振動装置である。

【００１６】

【実施例】次に、上記のサイド堰潤滑構造を有する薄板
連続鋳造機を用いて実施した鋳造試験結果について詳細
に述べる。実験に用いた水冷ドラムの材質はＳＵＳ３０
４、サイド堰のセラミック部材の材質はＢＮ：５０％、
ＡｌＮ：５０％、であり、サイド堰の水冷ドラム摺動端
面への押し付け面圧は３kg/cm²、水冷ドラム摺動面に対
するセラミック部材の摺動速度は８０ｍ／minである。
また、セラミック部材と水冷ドラム端面の摺動面との接
触長さは４７０mmであった。

【００１７】かかる薄板連続鋳造機において、材質が黒
鉛および二硫化モリブデンで外径１０mmの円筒状の固体
潤滑剤を用い、ガイドパイプの水冷管内に水を流して、
水冷ドラム摺動面へサイド堰を上記押し付け面圧で押し
付けながら強制潤滑を行った。

【００１８】水冷ドラム摺動面とセラミック部材摩耗面
との間の摩擦係数を水冷ドラムの回転トルク値から求
め、図４に示した。固体潤滑剤を用いない（なしの）場
合（比較例）と比べ、本発明では大幅に摩擦係数が減少
していることがわかる。

【００１９】一方図５にはこのときの冷却ドラム端面の
摺動面の摩耗量を、図６にはこのときのセラミック部材
摩耗面の摩耗量を、固体潤滑剤を用いた場合について各
々摺動距離１km毎に測定した結果を示す。この結果から
本発明によりドラム端面、セラミック部材ともに摺動面
あるいは摩耗面の摩耗量が比較例に比べて著しく減少し
たことがわかる。

【００２０】これは、ガイドパイプを水冷しながら、こ
のガイドパイプを通して固体潤滑剤を供給することによ
り、 １）冷却ドラム摺動面とセラミック部材摩耗面と
の間の摺動に対する潤滑効果の向上、 ２）セラミック
部材摩耗面の表面温度の低下、 ３）冷却ドラム摺動面
の凹凸生成抑制、等の効果が得られたためと思われる。

【００２１】次に、上記の実施例と同様の薄板連続鋳造
機を用い、同一の条件にて、ガイドパイプ内にＮ₂ガス
を流しながら、材質が二硫化モリブデンの固体潤滑剤を
使用した場合について検討した。その結果、この場合も
前記の黒鉛を固体潤滑剤として用い、ガイドパイプを水
冷しながら、しかし、ガイドパイプ内にＮ₂ガスを流さ
ずに行った場合と同様に良好な潤滑効果が得られた。

【００２２】これに対して、水冷せずに、その内部が大
気雰囲気にあるガイドパイプを用い、黒鉛を固体潤滑剤
として使用したところ、黒鉛には、急激な酸化反応が生
じて酸化損耗し、これを固体潤滑剤として使用すること
はできない状況となった。また、二硫化モリブデンの場
合も同様の結果となり、これを使用することはできない
ことがわかった。

【００２３】なお、図７は固体潤滑剤としてＢＮ、黒
鉛、二硫化モリブデンをそれぞれ使用した場合の使用コ
ストを指数で示したものであり、本発明により比較的安
価な固体潤滑剤を用いることで鋳造コストの上昇を抑制
できることがわかる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、安価
な固体潤滑剤の使用によって鋳造コストの上昇を抑えつ
つ鋳造時間を延長することが可能となった。また、摩擦
係数の低下により、サイド堰のバタツキ防止、冷却ドラ
ム端面の寿命延長などの効果も得られ、長時間にわたっ
て極めて安定した鋳造を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明に係る薄板連続鋳造機のサイド堰構造
を示す斜視図。

【図２】は本発明に係る薄板連続鋳造機のサイド堰にお
ける潤滑状況を示す一部断面拡大図。

【図３】ツインドラム法の概略を示す薄板連続鋳造機の
斜視図。

【図４】は冷却ドラム摺動面とサイド堰セラミック部材
の間の摩擦係数と摺動距離との関係を示す図。

【図５】は冷却ドラム摺動面の摩耗量と摺動距離との関
係を示す図。

【図６】はサイド堰セラミック部材の摩耗量と摺動距離
との関係を示す図。

【図７】は各種固体潤滑剤の使用コスト指標を示す図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ：冷却ドラム、 ２ａ，２ｂ：サイド堰、
３：湯溜まり部、４：溶融金属、 ５：金属薄帯、
６：ドラムギャップ部、 ７：サイド堰ケース、 ８：
断熱材、 ９：ベース部材、 １０：セラミック部材、
１１，１２：潤滑剤供給口、 １３：振動装置、 １
４：固体潤滑剤、 １５：ガイドパイプ、 １６：シリ
ンダー、 １７：潤滑剤把持部、 １８：冷却ドラム端
面、１９：冷却ドラム摺動面、 ２０：セラミック部材
摩耗面、 ２１：ガス流入管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の冷却ドラムと一対のサイド堰とで画
   成された湯溜まり部に溶融金属を注入し、該溶融金属を
   前記冷却ドラムの回転周面で冷却、凝固させながら薄板
   を連続鋳造する双ロール式薄板連続鋳造機のサイド堰の
   潤滑構造であって、固体潤滑剤を前記冷却ドラムのサイ
   ド堰との摺動面に押し付けつつ連続的に供給するに当た
   り、該固体潤滑剤を該摺動面に案内するガイドパイプに
   水冷手段を設けたことを特徴とする薄板連続鋳造機のサ
   イド堰潤滑構造。
2. 【請求項２】請求項１記載のサイド堰潤滑構造を有する
   薄板連続鋳造機を用いて、薄板を連続鋳造する際に、ガ
   イドパイプ内部に還元性ガスまたは不活性ガスを導入し
   ながら、還元性ガス雰囲気または不活性ガス雰囲気下で
   冷却ドラムのサイド堰との摺動面に固体潤滑剤を連続的
   に供給することを特徴とする薄板連続鋳造方法。