JPH11290997A - 双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラム - Google Patents
双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラムInfo
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- JPH11290997A JPH11290997A JP9503398A JP9503398A JPH11290997A JP H11290997 A JPH11290997 A JP H11290997A JP 9503398 A JP9503398 A JP 9503398A JP 9503398 A JP9503398 A JP 9503398A JP H11290997 A JPH11290997 A JP H11290997A
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- cooling drum
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ドラム本体の端部と胴部を、サイド堰、地金
との異常接触や熱変形を生じ難い条件で形成することに
より、変形・摩耗を抑制して、長期にわたって安定した
連続鋳造を実現できる双ドラム式薄板連続鋳造装置用冷
却ドラムを提供する。 【解決手段】 互いに反対方向に転する一対の冷却ドラ
ムと、該冷却ドラムの両端面に当接され移動鋳型を形成
する一対のサイド堰を備えた双ドラム式薄板連続鋳造装
置で用いられる冷却ドラムにおいて、ドラム胴部が熱伝
導率の高い材料で形成され、端部が胴部より高硬度の材
料で形成されたことを特徴とする双ドラム式薄板連続鋳
造装置用の冷却ドラム。
との異常接触や熱変形を生じ難い条件で形成することに
より、変形・摩耗を抑制して、長期にわたって安定した
連続鋳造を実現できる双ドラム式薄板連続鋳造装置用冷
却ドラムを提供する。 【解決手段】 互いに反対方向に転する一対の冷却ドラ
ムと、該冷却ドラムの両端面に当接され移動鋳型を形成
する一対のサイド堰を備えた双ドラム式薄板連続鋳造装
置で用いられる冷却ドラムにおいて、ドラム胴部が熱伝
導率の高い材料で形成され、端部が胴部より高硬度の材
料で形成されたことを特徴とする双ドラム式薄板連続鋳
造装置用の冷却ドラム。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、双ドラム式薄板連
続鋳造装置において用いられる冷却ドラムに関するもの
である。
続鋳造装置において用いられる冷却ドラムに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来から一般に知られている例えば双ド
ラム式薄板連続鋳造装置においては、図７に示されるよ
うに、回転する一対の冷却ドラム１ａ、１ｂとこのドラ
ムの両端面に当接される一対のサイド堰２によって形成
される移動鋳型３内に、タンディッシュ４内からノズル
５を介して溶湯６を供給し、移動鋳型３内に所定レベル
の湯溜り部３ｐをつくりつつ、一対の冷却ドラム１ａ、
１ｂで冷却して凝固シェル６ｓを形成し、この凝固シェ
ルを一対の冷却ドラム１ａ、１ｂの最接近部に形成され
るギャップ部において圧接・一体化して薄板６ｃを連続
鋳造するように構成されている。
ラム式薄板連続鋳造装置においては、図７に示されるよ
うに、回転する一対の冷却ドラム１ａ、１ｂとこのドラ
ムの両端面に当接される一対のサイド堰２によって形成
される移動鋳型３内に、タンディッシュ４内からノズル
５を介して溶湯６を供給し、移動鋳型３内に所定レベル
の湯溜り部３ｐをつくりつつ、一対の冷却ドラム１ａ、
１ｂで冷却して凝固シェル６ｓを形成し、この凝固シェ
ルを一対の冷却ドラム１ａ、１ｂの最接近部に形成され
るギャップ部において圧接・一体化して薄板６ｃを連続
鋳造するように構成されている。
【０００３】この双ドラム式薄板連続鋳造装置において
用いられる、一対の冷却ドラム１ａ、１ｂは、一般には
熱伝導率の良好なＣｕ、Ｃｕ合金によって形成され、図
８に示すように、溶鋼６を外周面で冷却して凝固シェル
６ｓを形成するため、および熱負荷に対する耐用性を確
保するために、内部に冷却構造７を備えてたものであ
る。
用いられる、一対の冷却ドラム１ａ、１ｂは、一般には
熱伝導率の良好なＣｕ、Ｃｕ合金によって形成され、図
８に示すように、溶鋼６を外周面で冷却して凝固シェル
６ｓを形成するため、および熱負荷に対する耐用性を確
保するために、内部に冷却構造７を備えてたものであ
る。
【０００４】この冷却ドラムの端面には、サイド堰が圧
着されるため、冷却ドラムの端面はサイド堰の接触面と
摺動によって摩耗する。特に、サイド堰の振動や熱変形
によってサイド堰との間に不均一な間隙が生じやすく、
この間隙に溶鋼が侵入・凝固して、摺動面に凹凸が生じ
る。その結果、この摺動面での溶鋼シール機能が急激に
低下して薄板（鋳片）の側端部形状が損なわれるととも
に、冷却ドラム端面およびサイド堰の変形・摩耗が促進
され、寿命が短命化して長期にわたって安定した連続鋳
造操業を実現することができない。
着されるため、冷却ドラムの端面はサイド堰の接触面と
摺動によって摩耗する。特に、サイド堰の振動や熱変形
によってサイド堰との間に不均一な間隙が生じやすく、
この間隙に溶鋼が侵入・凝固して、摺動面に凹凸が生じ
る。その結果、この摺動面での溶鋼シール機能が急激に
低下して薄板（鋳片）の側端部形状が損なわれるととも
に、冷却ドラム端面およびサイド堰の変形・摩耗が促進
され、寿命が短命化して長期にわたって安定した連続鋳
造操業を実現することができない。
【０００５】このような問題を解決するために、例えば
特開平６−３３５７５１号公報では、冷却ドラムの端面
に、高強度、耐摩耗性および潤滑性を有する例えばＣｏ
−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系合金、あるいはＷＣ等のセラミック
スなどからなるコーティング層を形成することが提案さ
れている。しかし、これだけでは、冷却ドラムの端部に
おける変形・摩耗は、十分に抑制することはできず、連
続鋳造の安定した操業の実現は難しい。
特開平６−３３５７５１号公報では、冷却ドラムの端面
に、高強度、耐摩耗性および潤滑性を有する例えばＣｏ
−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ系合金、あるいはＷＣ等のセラミック
スなどからなるコーティング層を形成することが提案さ
れている。しかし、これだけでは、冷却ドラムの端部に
おける変形・摩耗は、十分に抑制することはできず、連
続鋳造の安定した操業の実現は難しい。
【０００６】冷却ドラムは、前記したように、内部に冷
却構造を備え、幅方向の表面温度の均一化が図られてい
るが、現状では、その端部形状、冷却構造に起因して端
部を胴部のようには十分に冷却することができないた
め、端部は胴部に比較して熱負荷が大きく、変形・摩耗
を生じやすい状態ができやすく、高強度、耐摩耗性およ
び潤滑性に優れたコーティング層を形成しても、問題が
十分に解決されない場合がある。このような冷却ドラム
の端部における変形・摩耗は、胴部の冷却と無関係では
なく、端部における変形・摩耗を十分に抑制するために
は、胴部の冷却構造を考慮した対策が必要である。
却構造を備え、幅方向の表面温度の均一化が図られてい
るが、現状では、その端部形状、冷却構造に起因して端
部を胴部のようには十分に冷却することができないた
め、端部は胴部に比較して熱負荷が大きく、変形・摩耗
を生じやすい状態ができやすく、高強度、耐摩耗性およ
び潤滑性に優れたコーティング層を形成しても、問題が
十分に解決されない場合がある。このような冷却ドラム
の端部における変形・摩耗は、胴部の冷却と無関係では
なく、端部における変形・摩耗を十分に抑制するために
は、胴部の冷却構造を考慮した対策が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、端部と胴部
を、サイド堰、地金との異常接触や熱変形を生じ難い条
件で形成することにより、上記従来のような摩耗・変形
の問題を有利に解決し、長期にわたって安定した連続鋳
造を実現できる双ドラム式薄板連続鋳造装置用冷却ドラ
ムを提供するものである。
を、サイド堰、地金との異常接触や熱変形を生じ難い条
件で形成することにより、上記従来のような摩耗・変形
の問題を有利に解決し、長期にわたって安定した連続鋳
造を実現できる双ドラム式薄板連続鋳造装置用冷却ドラ
ムを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
互いに反対方向に転する一対の冷却ドラムと、該冷却ド
ラムの両端面に当接され移動鋳型を形成する一対のサイ
ド堰を備えた双ドラム式薄板連続鋳造装置で用いられる
冷却ドラムであって、ドラム胴部が熱伝導率の高い材料
で形成され、端部が胴部より高硬度の材料で形成された
ことを特徴とする双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却
ドラム。第二の発明は、第一の発明において、端部を形
成する高硬度の材料が、胴部を窒化または炭化処理によ
り高硬度化処理したものであることを特徴とする双ドラ
ム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラム。第三の発明は、
第一の発明において、端部を形成する高硬度の材料が、
胴部材料とのクラッド材を溶接したものであることを特
徴とする双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラム。
第四の発明は、第一の発明〜第三の発明のいずれかにお
いて、端部の高硬度の材料の上に厚さ１０〜５００μｍ
の超高硬度材を溶射またはメッキによりコーティングし
たことを特徴とする双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷
却ドラム。第五の発明は、第一の発明〜第四の発明のい
ずれかにおいて、胴部の外周面に熱伝導率３０W/mK以上
で厚さ１０〜５０００μｍの伝熱層を溶射またはメッキ
によりコーティングしたことを特徴とする双ドラム式薄
板連続鋳造装置用の冷却ドラムである。
互いに反対方向に転する一対の冷却ドラムと、該冷却ド
ラムの両端面に当接され移動鋳型を形成する一対のサイ
ド堰を備えた双ドラム式薄板連続鋳造装置で用いられる
冷却ドラムであって、ドラム胴部が熱伝導率の高い材料
で形成され、端部が胴部より高硬度の材料で形成された
ことを特徴とする双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却
ドラム。第二の発明は、第一の発明において、端部を形
成する高硬度の材料が、胴部を窒化または炭化処理によ
り高硬度化処理したものであることを特徴とする双ドラ
ム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラム。第三の発明は、
第一の発明において、端部を形成する高硬度の材料が、
胴部材料とのクラッド材を溶接したものであることを特
徴とする双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラム。
第四の発明は、第一の発明〜第三の発明のいずれかにお
いて、端部の高硬度の材料の上に厚さ１０〜５００μｍ
の超高硬度材を溶射またはメッキによりコーティングし
たことを特徴とする双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷
却ドラム。第五の発明は、第一の発明〜第四の発明のい
ずれかにおいて、胴部の外周面に熱伝導率３０W/mK以上
で厚さ１０〜５０００μｍの伝熱層を溶射またはメッキ
によりコーティングしたことを特徴とする双ドラム式薄
板連続鋳造装置用の冷却ドラムである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明においては、サイド堰、凝
固シェルと接触して変形・摩耗を生じやすい冷却ドラム
のサイド堰接触面から１〜１０mmの厚さ領域に、硬度
（Ｈｖ）が胴部材の硬度の２倍以上の硬度を有する高硬
度材料を用い、この端部での変形・摩耗を抑制し、ま
た、胴部に高熱伝導率の材料を用いて内部冷却構造によ
る冷却効果を端部の冷却にも反映させ熱負荷を軽減する
ことにより、端部でのトータルの変形・摩耗を軽減し、
冷却ドラムの形状特性を長期にわたって維持し安定した
連続鋳造を実現するものである。
固シェルと接触して変形・摩耗を生じやすい冷却ドラム
のサイド堰接触面から１〜１０mmの厚さ領域に、硬度
（Ｈｖ）が胴部材の硬度の２倍以上の硬度を有する高硬
度材料を用い、この端部での変形・摩耗を抑制し、ま
た、胴部に高熱伝導率の材料を用いて内部冷却構造によ
る冷却効果を端部の冷却にも反映させ熱負荷を軽減する
ことにより、端部でのトータルの変形・摩耗を軽減し、
冷却ドラムの形状特性を長期にわたって維持し安定した
連続鋳造を実現するものである。
【００１０】本発明の冷却ドラムの端面の変形・摩耗
は、サイド堰を形成する材料によって影響を受けるが、
本発明では、サイド堰より高価な冷却ドラムを長期間使
用することを最優先させるものであり、サイド堰の摺動
面は、冷却ドラムの端面より硬度の小さい材料、例えば
硬度Ｈｖ５０〜３００程度のセラミックス材料で形成す
ることを前提とする。
は、サイド堰を形成する材料によって影響を受けるが、
本発明では、サイド堰より高価な冷却ドラムを長期間使
用することを最優先させるものであり、サイド堰の摺動
面は、冷却ドラムの端面より硬度の小さい材料、例えば
硬度Ｈｖ５０〜３００程度のセラミックス材料で形成す
ることを前提とする。
【００１１】冷却ドラム端部に高硬度材料を用いる場
合、サイド堰と接触させる端面領域の硬度が重要である
ので、端部全域に高硬度材料を用いることは不可欠では
ない。例えば、端面領域を窒化処理や炭化処理して胴部
の硬度の２倍以上の硬度に高硬度化してもよく、また、
端面領域の上面に胴部の硬度の２倍以上の硬度を有する
高硬度材料をクラッドやコーティング（溶射やメッキ）
あるいは接合により形成するようにしてもよい。
合、サイド堰と接触させる端面領域の硬度が重要である
ので、端部全域に高硬度材料を用いることは不可欠では
ない。例えば、端面領域を窒化処理や炭化処理して胴部
の硬度の２倍以上の硬度に高硬度化してもよく、また、
端面領域の上面に胴部の硬度の２倍以上の硬度を有する
高硬度材料をクラッドやコーティング（溶射やメッキ）
あるいは接合により形成するようにしてもよい。
【００１２】この冷却ドラムの端部の変形・摩耗は、高
硬度材料で形成した場合にも、熱負荷に起因して生じる
部分もあるので、この端部に対する熱負荷を軽減するた
めに、冷却構造を有する胴部を熱伝導率の良好な材料で
形成して、この胴部を介して端部を冷却できるようにす
ることが有効である。
硬度材料で形成した場合にも、熱負荷に起因して生じる
部分もあるので、この端部に対する熱負荷を軽減するた
めに、冷却構造を有する胴部を熱伝導率の良好な材料で
形成して、この胴部を介して端部を冷却できるようにす
ることが有効である。
【００１３】本発明で、胴部に用いる材料としては、端
部に対して内部冷却構造による冷却の伝達を良好にする
ため、熱伝導率が１００W/mK以上のＣｕ、Ｃｕ合金など
が適性がある。熱伝導率が１００W/mK未満では、冷却の
伝達が十分でない。端部に用いる高硬度材料としては、
室温での硬度Ｈｖが３００以上で、好ましくは室温での
硬度Ｈｖが４００以上の超耐熱合金、ステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ）、高Ｍｎ鋳鋼、鋼Ｃｒ鋳鉄などが適性がある。硬
度Ｈｖが３００未満では、変形・摩耗の抑制効果が十分
ではない。また、高硬度材料の熱膨脹係数は、胴部の材
料との安定接合を確保するためには、胴部の材料との熱
膨張差が小さいことが好ましく、その意味では胴部材の
熱膨張係数との比率が５０〜１２０％にすることが好ま
しい。
部に対して内部冷却構造による冷却の伝達を良好にする
ため、熱伝導率が１００W/mK以上のＣｕ、Ｃｕ合金など
が適性がある。熱伝導率が１００W/mK未満では、冷却の
伝達が十分でない。端部に用いる高硬度材料としては、
室温での硬度Ｈｖが３００以上で、好ましくは室温での
硬度Ｈｖが４００以上の超耐熱合金、ステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ）、高Ｍｎ鋳鋼、鋼Ｃｒ鋳鉄などが適性がある。硬
度Ｈｖが３００未満では、変形・摩耗の抑制効果が十分
ではない。また、高硬度材料の熱膨脹係数は、胴部の材
料との安定接合を確保するためには、胴部の材料との熱
膨張差が小さいことが好ましく、その意味では胴部材の
熱膨張係数との比率が５０〜１２０％にすることが好ま
しい。
【００１４】超高硬度材を端面に溶射またはメッキによ
りコーティングにより形成する場合には、超高硬度材層
の厚さは１０〜５００μｍの範囲で選択することが好ま
しい。１０μｍ未満では、摩耗しやすいし、寿命を長期
間維持することは難しい。５００μｍ以上では不経済で
ある。
りコーティングにより形成する場合には、超高硬度材層
の厚さは１０〜５００μｍの範囲で選択することが好ま
しい。１０μｍ未満では、摩耗しやすいし、寿命を長期
間維持することは難しい。５００μｍ以上では不経済で
ある。
【００１５】なお、胴部の外周面には、熱伝導率３０W/
mK以上で厚さ１０〜５０００μｍの溶射またはメッキに
より伝熱層（目的：端部の冷却強化）を形成することが
好ましい。１０μｍ未満では効果が小さいし、５０００
μｍ超では、剥離しやすくなる。また、熱伝導率３０W/
mK未満の場合では、冷却の観点から好ましくない。
mK以上で厚さ１０〜５０００μｍの溶射またはメッキに
より伝熱層（目的：端部の冷却強化）を形成することが
好ましい。１０μｍ未満では効果が小さいし、５０００
μｍ超では、剥離しやすくなる。また、熱伝導率３０W/
mK未満の場合では、冷却の観点から好ましくない。
【００１６】高硬度材の接合（形成）手段としては、 （１）高硬度材と中間材（胴部材料と同組成）によるク
ラッド材を製造して溶接で胴部材料と接合 クラッド法 爆発圧着、熱圧接、ロウ付け、拡散接合、Ｃｕ流し込み
施工（この場合ではクラッド界面には銅の拡散による相
手劣化防止のためＮｉ箔、メッキ層を介在させることが
有効）である。クラッド材を製造する場合には、高硬度
材と中間材のクラッド界面形状は、熱膨脹率差による剥
離を防止するとともに結合強度を高めるため、平坦では
なく、例えば高硬度材をＴ、Ｅ、Ｌ、Πなどの異型状に
することが好ましい。 溶接法 電子ビーム溶接、レーザー溶接 （２）高硬度材を胴部に直接接合 接合：爆発圧着、熱圧接、ロウ付け メッキ：電着、浸漬 （３）その他 表面処理により端部表面を高硬度化 表面処理 窒化または炭化処理 上記接合（形成）手段による接合（形成）条件は、冷却
ドラムの胴部の材料条件、端部の材料条件等に応じて選
択する。
ラッド材を製造して溶接で胴部材料と接合 クラッド法 爆発圧着、熱圧接、ロウ付け、拡散接合、Ｃｕ流し込み
施工（この場合ではクラッド界面には銅の拡散による相
手劣化防止のためＮｉ箔、メッキ層を介在させることが
有効）である。クラッド材を製造する場合には、高硬度
材と中間材のクラッド界面形状は、熱膨脹率差による剥
離を防止するとともに結合強度を高めるため、平坦では
なく、例えば高硬度材をＴ、Ｅ、Ｌ、Πなどの異型状に
することが好ましい。 溶接法 電子ビーム溶接、レーザー溶接 （２）高硬度材を胴部に直接接合 接合：爆発圧着、熱圧接、ロウ付け メッキ：電着、浸漬 （３）その他 表面処理により端部表面を高硬度化 表面処理 窒化または炭化処理 上記接合（形成）手段による接合（形成）条件は、冷却
ドラムの胴部の材料条件、端部の材料条件等に応じて選
択する。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の冷却ドラムの構造例を図１〜
図６に示す実施例に基づいて説明する。図１において、
１ａは従来の標準的な冷却ドラムで、サイド堰２が当接
される端部には、幅ｘ１〜１０mm、高さｈ１〜２０mmの
突出部１ｔがリング状に形成され、この突出部の端面１
ｐと胴部１ｂの端面１ｆ間に傾斜角θが８０度未満の傾
斜面１ｃが形成されたものであり、胴部１ｂには冷却構
造７を備えたものである。本発明では、このような冷却
ドラム１ａを形成する材料を、胴部１ｂと端部１ｔで使
い分けるものである。
図６に示す実施例に基づいて説明する。図１において、
１ａは従来の標準的な冷却ドラムで、サイド堰２が当接
される端部には、幅ｘ１〜１０mm、高さｈ１〜２０mmの
突出部１ｔがリング状に形成され、この突出部の端面１
ｐと胴部１ｂの端面１ｆ間に傾斜角θが８０度未満の傾
斜面１ｃが形成されたものであり、胴部１ｂには冷却構
造７を備えたものである。本発明では、このような冷却
ドラム１ａを形成する材料を、胴部１ｂと端部１ｔで使
い分けるものである。
【００１８】図２は、本発明の冷却ドラムの基本構造例
を示したものである。この例では、胴部１ｂに熱伝導率
が３５０W/mK、硬度Ｈｖ１５０、熱膨張係数が１８×１
０-6のＣｕ合金材を用い、端部１ｔには熱伝導率が１２
W/mK、熱膨張係数１３×１０-6でＣｕ合金より高硬度
（Ｈｖ４００）で変形・摩耗を生じ難いＮｉ系超耐熱合
金８を用いたものである。より具体的には、胴部１ｂの
端部の肩部に、幅が端部幅ｘの１０〜５００％で、高さ
が端部高さｈの１０〜１００％のリング状のＮｉ系超耐
熱合金８を嵌め込んで拡散接合して、冷却ドラム１ａ端
部の突出部１ｔを形成したものである。
を示したものである。この例では、胴部１ｂに熱伝導率
が３５０W/mK、硬度Ｈｖ１５０、熱膨張係数が１８×１
０-6のＣｕ合金材を用い、端部１ｔには熱伝導率が１２
W/mK、熱膨張係数１３×１０-6でＣｕ合金より高硬度
（Ｈｖ４００）で変形・摩耗を生じ難いＮｉ系超耐熱合
金８を用いたものである。より具体的には、胴部１ｂの
端部の肩部に、幅が端部幅ｘの１０〜５００％で、高さ
が端部高さｈの１０〜１００％のリング状のＮｉ系超耐
熱合金８を嵌め込んで拡散接合して、冷却ドラム１ａ端
部の突出部１ｔを形成したものである。
【００１９】この例での冷却ドラム１ａのサイド堰２に
接触する端部（端面１ｐ）は、高硬度のＮｉ系超耐熱合
金８で形成されているので、サイド堰２との接触や地金
による変形・摩耗を抑制することができ、また、胴部１
ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形成しているので、
内部冷却構造７による冷却効果をＣｕ合金材を介して端
部にも反映させることができ、端部の熱負荷を軽減する
効果もあり、例えば端部（端面１ｐ）をＣｕ合金材で形
成した場合に比較して変形・摩耗量を１／１００程度減
少させることができる。
接触する端部（端面１ｐ）は、高硬度のＮｉ系超耐熱合
金８で形成されているので、サイド堰２との接触や地金
による変形・摩耗を抑制することができ、また、胴部１
ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形成しているので、
内部冷却構造７による冷却効果をＣｕ合金材を介して端
部にも反映させることができ、端部の熱負荷を軽減する
効果もあり、例えば端部（端面１ｐ）をＣｕ合金材で形
成した場合に比較して変形・摩耗量を１／１００程度減
少させることができる。
【００２０】図３は、本発明の冷却ドラムの他の構造例
を示したものである。この例では、胴部１ｂに熱伝導率
が３５０W/mK、硬度Ｈｖ１５０、熱膨張係数が１８×１
０-6のＣｕ合金材を用い、端部１ｔには中間材としての
Ｃｕ合金９と熱伝導率が２５W/mK、熱膨張係数１０×１
０-6でＣｕ合金材より高硬度（Ｈｖ４００）で変形・摩
耗を生じ難いステンレス鋼材１６からなるクラッド材１
０を用いたものである。より具体的には、胴部１ｂのＣ
ｕ合金材の端部に、幅が端部幅ｘの１０〜５００％で、
高さが端部高さｈの１０〜１００％のリング状のクラッ
ド材１０を、Ｃｕ合金材９側で溶接接合して、冷却ドラ
ム１ａ端部の突出部１ｔを形成したものである。
を示したものである。この例では、胴部１ｂに熱伝導率
が３５０W/mK、硬度Ｈｖ１５０、熱膨張係数が１８×１
０-6のＣｕ合金材を用い、端部１ｔには中間材としての
Ｃｕ合金９と熱伝導率が２５W/mK、熱膨張係数１０×１
０-6でＣｕ合金材より高硬度（Ｈｖ４００）で変形・摩
耗を生じ難いステンレス鋼材１６からなるクラッド材１
０を用いたものである。より具体的には、胴部１ｂのＣ
ｕ合金材の端部に、幅が端部幅ｘの１０〜５００％で、
高さが端部高さｈの１０〜１００％のリング状のクラッ
ド材１０を、Ｃｕ合金材９側で溶接接合して、冷却ドラ
ム１ａ端部の突出部１ｔを形成したものである。
【００２１】この例での冷却ドラム１ａのサイド堰２に
接触する端部（端面１ｐ）は、高硬度のステンレス鋼材
１６で形成されているので、サイド堰２との接触や地金
による変形・摩耗を抑制することができ、また、胴部１
ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形成しているので、
内部冷却構造７による冷却効果をＣｕ合金材９を介して
端部にも反映させることができ、端部の熱負荷を軽減す
る効果もあり、例えば端部（端面１ｐ）をＣｕ合金材で
形成した場合に比較して変形・摩耗量を１／１００程度
減少させることができる。
接触する端部（端面１ｐ）は、高硬度のステンレス鋼材
１６で形成されているので、サイド堰２との接触や地金
による変形・摩耗を抑制することができ、また、胴部１
ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形成しているので、
内部冷却構造７による冷却効果をＣｕ合金材９を介して
端部にも反映させることができ、端部の熱負荷を軽減す
る効果もあり、例えば端部（端面１ｐ）をＣｕ合金材で
形成した場合に比較して変形・摩耗量を１／１００程度
減少させることができる。
【００２２】このクラッド材１０の高硬度材と中間材の
クラッド界面形状は、熱膨脹率差による剥離を防止する
とともに結合強度を高めるため、平坦ではなく、例えば
図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、高硬度材をＴ、Ｅ、
Ｌ、Πなどの異型状にすることが好ましい。
クラッド界面形状は、熱膨脹率差による剥離を防止する
とともに結合強度を高めるため、平坦ではなく、例えば
図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、高硬度材をＴ、Ｅ、
Ｌ、Πなどの異型状にすることが好ましい。
【００２３】図５は、例えば胴部１ｂをＣｕ材で形成
し、端部の突出部１ｔをステンレス鋼材８で形成した冷
却ドラム１ａにおいて、この突出部１ｔと胴部１ｂの外
周面にＮｉめっき１１を施した後、ステンレス鋼材８と
Ｎｉめっき１１層により形成された、サイド堰２と接触
する冷却ドラム端面１ｐに、硬度Ｈｖ７００で、ステン
レス鋼材８とＮｉめっき１１層より高硬度であるトリバ
ロイ１２を溶射したものである。
し、端部の突出部１ｔをステンレス鋼材８で形成した冷
却ドラム１ａにおいて、この突出部１ｔと胴部１ｂの外
周面にＮｉめっき１１を施した後、ステンレス鋼材８と
Ｎｉめっき１１層により形成された、サイド堰２と接触
する冷却ドラム端面１ｐに、硬度Ｈｖ７００で、ステン
レス鋼材８とＮｉめっき１１層より高硬度であるトリバ
ロイ１２を溶射したものである。
【００２４】この例での冷却ドラム１ａのサイド堰２に
接触する端部（端面１ｐ）は、高硬度のトリバロイ１２
の溶射層で形成されているので、サイド堰２との接触や
地金による摩耗をさらに抑制することができ、また、胴
部１ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形成しているの
で、内部冷却構造７による冷却効果をＣｕ合金材、ステ
ンレス鋼材８を介して端部にも反映させることができ、
端部の熱負荷を軽減する効果もあり、例えば端部（端面
１ｐ）をＣｕ合金材で形成した場合に比較して変形・摩
耗量を１／１０００程度減少させることができる。
接触する端部（端面１ｐ）は、高硬度のトリバロイ１２
の溶射層で形成されているので、サイド堰２との接触や
地金による摩耗をさらに抑制することができ、また、胴
部１ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形成しているの
で、内部冷却構造７による冷却効果をＣｕ合金材、ステ
ンレス鋼材８を介して端部にも反映させることができ、
端部の熱負荷を軽減する効果もあり、例えば端部（端面
１ｐ）をＣｕ合金材で形成した場合に比較して変形・摩
耗量を１／１０００程度減少させることができる。
【００２５】図６（ａ）は、例えば胴部１ｂを、熱伝導
率が３５０W/mK、硬度Ｈｖ１５０、熱膨張係数が１８×
１０-6のＣｕ合金材で形成し、端部の突出部１ｔの端面
１ｐ部を窒化処理して表面に厚み５００μｍ、硬度Ｈｖ
５００の窒化層１３を形成したものである。この例では
接合不要であることを特長とする。
率が３５０W/mK、硬度Ｈｖ１５０、熱膨張係数が１８×
１０-6のＣｕ合金材で形成し、端部の突出部１ｔの端面
１ｐ部を窒化処理して表面に厚み５００μｍ、硬度Ｈｖ
５００の窒化層１３を形成したものである。この例では
接合不要であることを特長とする。
【００２６】この例での冷却ドラム１ａのサイド堰２に
接触する端部（端面１ｐ）に形成された窒化層１３は、
胴部１ｂより高硬度であり、サイド堰２との接触や地金
による変形・摩耗を抑制することができ、また、胴部１
ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形成しているので、
内部冷却構造７による冷却効果を端部にも反映させるこ
とができ、端部の熱負荷を軽減する効果もあり、例えば
端部（端面１ｐ）に窒化層１３を形成しない場合に比較
して変形・摩耗量を１／１００程度減少させることがで
きる。
接触する端部（端面１ｐ）に形成された窒化層１３は、
胴部１ｂより高硬度であり、サイド堰２との接触や地金
による変形・摩耗を抑制することができ、また、胴部１
ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形成しているので、
内部冷却構造７による冷却効果を端部にも反映させるこ
とができ、端部の熱負荷を軽減する効果もあり、例えば
端部（端面１ｐ）に窒化層１３を形成しない場合に比較
して変形・摩耗量を１／１００程度減少させることがで
きる。
【００２７】図６（ｂ）は、例えば胴部１ｂをＣｕ合金
材で形成し、端部の突出部１ｔを熱伝導率が２５W/mK、
硬度Ｈｖ４００、熱膨張係数が１８×１０-6のステンレ
ス鋼材１４で形成し、この突出部１ｔの端面１ｐ部を窒
化処理して表面に厚み１００μｍ、硬度Ｈｖ６００の窒
化層１５を形成したものである。
材で形成し、端部の突出部１ｔを熱伝導率が２５W/mK、
硬度Ｈｖ４００、熱膨張係数が１８×１０-6のステンレ
ス鋼材１４で形成し、この突出部１ｔの端面１ｐ部を窒
化処理して表面に厚み１００μｍ、硬度Ｈｖ６００の窒
化層１５を形成したものである。
【００２８】この例での冷却ドラム１ａのサイド堰２に
接触する端部（端面１ｐ）に形成された窒化層１５は、
胴部１ｂのＣｕ合金材１４より高硬度であり、サイド堰
２との接触や地金による変形・摩耗を抑制することがで
き、また、胴部１ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形
成しているので、内部冷却構造７による冷却効果を端部
にも反映させることができ、端部の熱負荷を軽減する効
果もあり、例えば端部（端面１ｐ）に炭化層１５を形成
しないＣｕ合金材１４の場合に比較して変形・摩耗量を
１／１００程度減少させることができる。
接触する端部（端面１ｐ）に形成された窒化層１５は、
胴部１ｂのＣｕ合金材１４より高硬度であり、サイド堰
２との接触や地金による変形・摩耗を抑制することがで
き、また、胴部１ｂは熱伝導率の良好なＣｕ合金材で形
成しているので、内部冷却構造７による冷却効果を端部
にも反映させることができ、端部の熱負荷を軽減する効
果もあり、例えば端部（端面１ｐ）に炭化層１５を形成
しないＣｕ合金材１４の場合に比較して変形・摩耗量を
１／１００程度減少させることができる。
【００２９】なお、本発明の冷却ドラム、この冷却ドラ
ムを適用する双ドラム式薄板連続鋳造装置は上記の実施
例に限定されるものではない。例えば、冷却ドラムの冷
却構造とその配置、冷却ドラム条件（端面の材質、寸
法、形状、胴部と端部の材料組み合わせ、クラッド材の
材料組み合せ、クラッド形態、各種接合手段、溶射、メ
ッキ、表面処理等については、サイド堰条件（構造、寸
法、形状、材料の組み合わせ）、連続鋳造の操業条件
（温度、速度、寸法等）等に応じて、選択されるもので
あり、本発明の請求項の範囲内で変更があるものであ
る。
ムを適用する双ドラム式薄板連続鋳造装置は上記の実施
例に限定されるものではない。例えば、冷却ドラムの冷
却構造とその配置、冷却ドラム条件（端面の材質、寸
法、形状、胴部と端部の材料組み合わせ、クラッド材の
材料組み合せ、クラッド形態、各種接合手段、溶射、メ
ッキ、表面処理等については、サイド堰条件（構造、寸
法、形状、材料の組み合わせ）、連続鋳造の操業条件
（温度、速度、寸法等）等に応じて、選択されるもので
あり、本発明の請求項の範囲内で変更があるものであ
る。
【００３０】
【発明の効果】本発明においては、サイド堰、凝固シェ
ルと接触して変形・摩耗を生じやすい冷却ドラムのサイ
ド堰接触面から１〜２０mm領域に、硬度（Ｈｖ）が胴部
材の硬度の２倍以上の硬度を有する高硬度材料を用い、
この端部での変形・摩耗を抑制し、また、胴部を熱伝導
率の良好な材料で形成し、この胴部材料を介して内部冷
却構造による冷却作用を伝達することにより熱負荷を軽
減して幅方向の表面温度分布の不均一を緩和することも
でき、冷却ドラムの形状特性を長期にわたって維持し安
定した連続鋳造を実現することができる。
ルと接触して変形・摩耗を生じやすい冷却ドラムのサイ
ド堰接触面から１〜２０mm領域に、硬度（Ｈｖ）が胴部
材の硬度の２倍以上の硬度を有する高硬度材料を用い、
この端部での変形・摩耗を抑制し、また、胴部を熱伝導
率の良好な材料で形成し、この胴部材料を介して内部冷
却構造による冷却作用を伝達することにより熱負荷を軽
減して幅方向の表面温度分布の不均一を緩和することも
でき、冷却ドラムの形状特性を長期にわたって維持し安
定した連続鋳造を実現することができる。
【図１】本発明を適用する冷却ドラムの端部構造例を示
す側断面説明図。
す側断面説明図。
【図２】本発明の冷却ドラムの端部構造例を示す側断面
説明図。
説明図。
【図３】本発明の冷却ドラムの他の端部構造例を示す側
断面説明図。
断面説明図。
【図４】図３で用いるクラッド材の形成例を示す側断面
説明図。
説明図。
【図５】本発明の冷却ドラムの他の端部構造例を示す側
断面説明図。
断面説明図。
【図６】本発明の冷却ドラムの端面を表面処理により高
硬度化した場合の構造例を示す側断面説明図で、
（ａ）、（ｂ）図は、いずれも窒化処理による場合を示
す。
硬度化した場合の構造例を示す側断面説明図で、
（ａ）、（ｂ）図は、いずれも窒化処理による場合を示
す。
【図７】本発明を適用する双ドラム式薄板連続鋳造装置
の一般的構造例を示す正面説明図。
の一般的構造例を示す正面説明図。
【図８】図７の双ドラム式薄板連続鋳造装置で用いられ
ている冷却ドラムの標準的 構造例を示す側断面説明
図。
ている冷却ドラムの標準的 構造例を示す側断面説明
図。
１ａ、１ｂ 冷却ドラム １ｔ 突出部 １ｓ 軸 １ｐ 端面 ２ サイド堰 ３ 移動鋳型（湯溜り部） ４ タンディッシュ ５ ノズル ６ 溶鋼 ６ｓ 凝固シェル ６ｃ 薄板（鋳片） ７ 冷却構造 ８ Ｎｉ系超耐熱合金（高硬度材） ９ 中間材（Ｃｕ合金材） １０ クラッド材 １１ Ｎｉメッキ層 １２ トリバロイ（超高硬度材）溶射層 １３ 窒化層 １４ Ｃｕ合金材 １５ 窒化層 １６ ステンレス鋼材
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに反対方向に転する一対の冷却ドラ
ムと、該冷却ドラムの両端面に当接され移動鋳型を形成
する一対のサイド堰を備えた双ドラム式薄板連続鋳造装
置で用いられる冷却ドラムであって、ドラム胴部が熱伝
導率の高い材料で形成され、端部が胴部より高硬度の材
料で形成されたことを特徴とする双ドラム式薄板連続鋳
造装置用の冷却ドラム。 - 【請求項２】 端部を形成する高硬度の材料が、胴部を
窒化または炭化処理により高硬度化処理したものである
ことを特徴とする請求項１記載の双ドラム式薄板連続鋳
造装置用の冷却ドラム。 - 【請求項３】 端部を形成する高硬度の材料が、胴部材
料とのクラッド材を溶接したものであることを特徴とす
る請求項１記載の双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却
ドラム。 - 【請求項４】 端部の高硬度の材料の上に厚さ１０〜５
００μｍの超高硬度材を溶射またはメッキによりコーテ
ィングしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載の双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラ
ム。 - 【請求項５】 胴部の外周面に熱伝導率３０W/mK以上で
厚さ１０〜５０００μｍの伝熱層を溶射またはメッキに
よりコーティングしたことを特徴とする請求項１〜４の
いずれか１項に記載の双ドラム式薄板連続鋳造装置用の
冷却ドラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9503398A JPH11290997A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9503398A JPH11290997A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11290997A true JPH11290997A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14126785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9503398A Pending JPH11290997A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 双ドラム式薄板連続鋳造装置用の冷却ドラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11290997A (ja) |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP9503398A patent/JPH11290997A/ja active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040902 |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060718 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060725 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20061121 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |