JPH0636970B2 - 短辺鋳型の相対滑りを抑制したベルト式連続鋳造方法及び装置 - Google Patents
短辺鋳型の相対滑りを抑制したベルト式連続鋳造方法及び装置Info
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- JPH0636970B2 JPH0636970B2 JP14368287A JP14368287A JPH0636970B2 JP H0636970 B2 JPH0636970 B2 JP H0636970B2 JP 14368287 A JP14368287 A JP 14368287A JP 14368287 A JP14368287 A JP 14368287A JP H0636970 B2 JPH0636970 B2 JP H0636970B2
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- short
- short side
- continuous casting
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0605—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two belts, e.g. Hazelett-process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/0648—Casting surfaces
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無端走行するベルトと短辺鋳型によって区画
された鋳造空間で溶融金属から金属薄帯を連続的に製造
するベルト式連続鋳造方法及び装置に関する。
された鋳造空間で溶融金属から金属薄帯を連続的に製造
するベルト式連続鋳造方法及び装置に関する。
最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数mm〜数十
mm程度の厚みをもつ金属薄帯を直接的に製造する連続鋳
造方法が注目を浴びている。この方法によるとき、従来
のような多段階にわたる圧延工程を省略することができ
るため、工程及び設備の簡略化が図られる。また、各工
程間で素材を加工温度に加熱する工程も本質的に不要と
なるため、省エネルギー効果も期待することができる。
このような連続鋳造の一つに、ツインベルト方式があ
る。
mm程度の厚みをもつ金属薄帯を直接的に製造する連続鋳
造方法が注目を浴びている。この方法によるとき、従来
のような多段階にわたる圧延工程を省略することができ
るため、工程及び設備の簡略化が図られる。また、各工
程間で素材を加工温度に加熱する工程も本質的に不要と
なるため、省エネルギー効果も期待することができる。
このような連続鋳造の一つに、ツインベルト方式があ
る。
第６図は、このツインベルト式連続鋳造機の概略を示す
図である。この連続鋳造機においては、タンディッシュ
１内の溶融金属をノズル２から鋳造空間に供給する。こ
の鋳造空間は、プーリ３に掛け渡されて走行する鋼等の
耐熱性材料でできた一対のベルト４の相対する空隙の両
側部を短辺鋳型５（第７図参照）で仕切ることによって
形成されている。この鋳造空間に注湯された溶融金属
は、冷却凾６によって冷却凝固され、金属薄帯７となっ
て搬出される。
図である。この連続鋳造機においては、タンディッシュ
１内の溶融金属をノズル２から鋳造空間に供給する。こ
の鋳造空間は、プーリ３に掛け渡されて走行する鋼等の
耐熱性材料でできた一対のベルト４の相対する空隙の両
側部を短辺鋳型５（第７図参照）で仕切ることによって
形成されている。この鋳造空間に注湯された溶融金属
は、冷却凾６によって冷却凝固され、金属薄帯７となっ
て搬出される。
このとき、ベルト４と短辺鋳型５との間及び短辺鋳型５
の各ブロック5a（第７図参照）相互間に隙間があると、
そこに溶融金属が差し込み、鋳バリが発生する。この鋳
バリは、凝固シェルの熱収縮又は膨張を制約する起点と
なり、鋳バリの周辺に割れが発生することになる。
の各ブロック5a（第７図参照）相互間に隙間があると、
そこに溶融金属が差し込み、鋳バリが発生する。この鋳
バリは、凝固シェルの熱収縮又は膨張を制約する起点と
なり、鋳バリの周辺に割れが発生することになる。
そこで、たとえば特開昭60−180653号公報においては、
第７図(a)及び(b)で示すように、張力を付与した状態で
短辺鋳型５を鋳造空間に送り込んでいる。この短辺鋳型
５は、個々のブロック5aをリンク5bで連結した構造とな
っている。そして、各ブロック5aは、ベルト４に接触す
る前や鋳造空間から出た後では、プーリ８を通過するた
めに一定のクリアランスをもって連結されているが、鋳
造空間においてはテンションプーリ９によって圧縮力が
与えられる。これにより、隣接する各ブロック5aが密着
状態となって鋳造空間に送り込まれ、ブロック5a間の隙
間に溶融金属が差し込むことを防止している。
第７図(a)及び(b)で示すように、張力を付与した状態で
短辺鋳型５を鋳造空間に送り込んでいる。この短辺鋳型
５は、個々のブロック5aをリンク5bで連結した構造とな
っている。そして、各ブロック5aは、ベルト４に接触す
る前や鋳造空間から出た後では、プーリ８を通過するた
めに一定のクリアランスをもって連結されているが、鋳
造空間においてはテンションプーリ９によって圧縮力が
与えられる。これにより、隣接する各ブロック5aが密着
状態となって鋳造空間に送り込まれ、ブロック5a間の隙
間に溶融金属が差し込むことを防止している。
理想状態においては、相互に密着された短辺鋳型５がベ
ルト４と同期して搬送され、鋳造空間で注入された溶融
金属が短辺鋳型５の各ブロック5a間及びベルト４と短辺
鋳型５との間に差し込むことがない。また、ベルト４，
短辺鋳型５及び金属薄帯７の３者が同期して進行するの
で、金属薄帯７はモールドから剪断力を受けないと考え
られている。
ルト４と同期して搬送され、鋳造空間で注入された溶融
金属が短辺鋳型５の各ブロック5a間及びベルト４と短辺
鋳型５との間に差し込むことがない。また、ベルト４，
短辺鋳型５及び金属薄帯７の３者が同期して進行するの
で、金属薄帯７はモールドから剪断力を受けないと考え
られている。
ところが、ベルト４及び短辺鋳型５は、繰り返して連続
使用されるものである。そのため、これらをミクロ的に
見た場合、短辺鋳型５のブロック5aやベルト４等の三次
元的な熱変形や微小な異物の噛込み等により、短辺鋳型
５の各ブロック5a間及びベルト４と短辺鋳型５との間に
隙間が生じることがある。他方、溶融金属としてたとえ
ば溶鋼を使用するとき、0.1〜0.2mm程度の隙間であって
も、そこに差し込みが発生することが避けられない。
使用されるものである。そのため、これらをミクロ的に
見た場合、短辺鋳型５のブロック5aやベルト４等の三次
元的な熱変形や微小な異物の噛込み等により、短辺鋳型
５の各ブロック5a間及びベルト４と短辺鋳型５との間に
隙間が生じることがある。他方、溶融金属としてたとえ
ば溶鋼を使用するとき、0.1〜0.2mm程度の隙間であって
も、そこに差し込みが発生することが避けられない。
更に、ベルト４，短辺鋳型５及び金属薄帯７の３者の熱
的挙動は、それぞれの物性値の相違を含めて異なるもの
であり、単純な設計上の手段によってその熱的挙動に問
題が解消できるほど単純なものではない。第８図は、こ
のときの状態を説明するための図である。
的挙動は、それぞれの物性値の相違を含めて異なるもの
であり、単純な設計上の手段によってその熱的挙動に問
題が解消できるほど単純なものではない。第８図は、こ
のときの状態を説明するための図である。
すなわち、短辺鋳型５の各ブロック5aが、ベルト４と同
期してメニスカス部10に進入しても、溶融金属11から受
熱したときに生じる熱膨張の挙動は両者の間で異なる。
そのため、短辺鋳型５とベルト４との間に相対滑り12が
生じる。この相対滑り12により、短辺鋳型５は、同図
(b)で白抜き矢印で示すように、中立点13を境としてベ
ルト４に対して摺動する。この中立点13は、次式が成立
する点である。
期してメニスカス部10に進入しても、溶融金属11から受
熱したときに生じる熱膨張の挙動は両者の間で異なる。
そのため、短辺鋳型５とベルト４との間に相対滑り12が
生じる。この相対滑り12により、短辺鋳型５は、同図
(b)で白抜き矢印で示すように、中立点13を境としてベ
ルト４に対して摺動する。この中立点13は、次式が成立
する点である。
Ｆ＝Ｐ(y)＋ｆ(y)＋Ｂ ただし、Ｆは短辺鋳型５に加えられる上方からの押込み
力、Ｗは短辺鋳型押え5cを介して短辺鋳型５に加えられ
る押圧力、Ｐ(y)はベルト４と短辺鋳型５との間の摩擦
力、ｆ(y)は短辺鋳型５と金属薄帯７との間の摩擦力、
Ｂは短辺鋳型５に下方から加えられるブレーキ力Ｂであ
る。このときの相対滑り12は、同図(b)で白抜き矢印で
示したようなベクトルＶ１をもっている。
力、Ｗは短辺鋳型押え5cを介して短辺鋳型５に加えられ
る押圧力、Ｐ(y)はベルト４と短辺鋳型５との間の摩擦
力、ｆ(y)は短辺鋳型５と金属薄帯７との間の摩擦力、
Ｂは短辺鋳型５に下方から加えられるブレーキ力Ｂであ
る。このときの相対滑り12は、同図(b)で白抜き矢印で
示したようなベクトルＶ１をもっている。
凝固シェルは、その凝固の過程で収縮するのでベルト４
との間に相対滑りを生じる。また、短辺鋳型５と金属薄
帯７との間にも、同様に相対滑りが生じている。すなわ
ち、溶融金属11はその静圧によってベルト４及び短辺鋳
型５に押し付けられているので、面圧が生じており、前
述の相対滑りとの関係で接触面には面に沿った摩擦力が
生じている。この相対滑りと摩擦力とのバランスによっ
て、中立点14,15は定まっている。
との間に相対滑りを生じる。また、短辺鋳型５と金属薄
帯７との間にも、同様に相対滑りが生じている。すなわ
ち、溶融金属11はその静圧によってベルト４及び短辺鋳
型５に押し付けられているので、面圧が生じており、前
述の相対滑りとの関係で接触面には面に沿った摩擦力が
生じている。この相対滑りと摩擦力とのバランスによっ
て、中立点14,15は定まっている。
いま、同図(c)に示すように、短辺鋳型５とベルト４と
の間の相対滑りのベクトルをＶ１とし、凝固シェルとベ
ルト４との間の相対滑りのベクトルをＶ２とし、短辺鋳
型５と金属薄帯７との間の相対滑りのベクトルをＶ３と
するとき、次式が成立する。
の間の相対滑りのベクトルをＶ１とし、凝固シェルとベ
ルト４との間の相対滑りのベクトルをＶ２とし、短辺鋳
型５と金属薄帯７との間の相対滑りのベクトルをＶ３と
するとき、次式が成立する。
Ｖ１＋Ｖ２＝Ｖ３ この式は、ベルト４と凝固シェルとの間の相対滑りが、
狭面に比較して広面の面積が遥かに大きく、ほぼ一定の
滑りになるためＶ２＝Ｃ（一定値）となり、したがって
Ｖ１を制御することによってＶ３が間接的に制御される
ことを示す。すなわちＶ３は、Ｖ３＝Ｖ１＋Ｃとして表
される。そしてこのときの制御は、Ｖ３と反対方向で｜
Ｖ４｜＝｜Ｖ３｜となるベクトルＶ４で行われる。
狭面に比較して広面の面積が遥かに大きく、ほぼ一定の
滑りになるためＶ２＝Ｃ（一定値）となり、したがって
Ｖ１を制御することによってＶ３が間接的に制御される
ことを示す。すなわちＶ３は、Ｖ３＝Ｖ１＋Ｃとして表
される。そしてこのときの制御は、Ｖ３と反対方向で｜
Ｖ４｜＝｜Ｖ３｜となるベクトルＶ４で行われる。
このような力関係にある鋳造空間で、仮に位置16で差し
込みが発生すると、ベクトルＶ３によって金属薄帯７と
短辺鋳型５との間の相対ずれが拘束される。したがっ
て、メニスカス部10又はその近傍に差し込みが発生位置
16があると、鋳バリ部のシェル強度が小さく、金属薄帯
７に割れが発生する。したがって、Ｖ３を小さくするよ
うに（つまりは、Ｖ１を小さくするように）制御できれ
ば、割れを最小限にすることが可能となる。しかし、鋳
造空間の入〜出間でＶ３の方向及び絶対値が異なってい
る。
込みが発生すると、ベクトルＶ３によって金属薄帯７と
短辺鋳型５との間の相対ずれが拘束される。したがっ
て、メニスカス部10又はその近傍に差し込みが発生位置
16があると、鋳バリ部のシェル強度が小さく、金属薄帯
７に割れが発生する。したがって、Ｖ３を小さくするよ
うに（つまりは、Ｖ１を小さくするように）制御できれ
ば、割れを最小限にすることが可能となる。しかし、鋳
造空間の入〜出間でＶ３の方向及び絶対値が異なってい
る。
そこで、本発明は、鋳造空間に送り込まれる短辺鋳型に
微小の速度差ベクトルを与えることにより、メカニカス
部近傍又は品質上最も影響を及ぼす部位において、凝固
シェルに対する短辺鋳型の相対的な滑りを最小限となる
ように制御し、高品質の金属薄帯を製造することを目的
とする。
微小の速度差ベクトルを与えることにより、メカニカス
部近傍又は品質上最も影響を及ぼす部位において、凝固
シェルに対する短辺鋳型の相対的な滑りを最小限となる
ように制御し、高品質の金属薄帯を製造することを目的
とする。
本発明のベルト式連続鋳造方法は、その目的を達成する
ために、無端走行する一対のベルト及び短辺鋳型で仕切
られた湯溜り部に注入された溶融金属を冷却・凝固して
金属薄帯を製造する際に、前記ベルトに対する短辺鋳型
の相対的な滑りをメニスカス近傍又は凝固シェルの割れ
に最も影響を及ぼす部位において無くすように、前記ベ
ルトの走行速度に対し微小な差を持った走行速度で、前
記短辺鋳型を前記湯溜り部に送り込むことを特徴とす
る。
ために、無端走行する一対のベルト及び短辺鋳型で仕切
られた湯溜り部に注入された溶融金属を冷却・凝固して
金属薄帯を製造する際に、前記ベルトに対する短辺鋳型
の相対的な滑りをメニスカス近傍又は凝固シェルの割れ
に最も影響を及ぼす部位において無くすように、前記ベ
ルトの走行速度に対し微小な差を持った走行速度で、前
記短辺鋳型を前記湯溜り部に送り込むことを特徴とす
る。
ここで、微小な速度差の設定は、鋳込後の金属薄帯の割
れ発生状況と速度差との関係を予め解析しておき、これ
に基づいて標準化することもできる。
れ発生状況と速度差との関係を予め解析しておき、これ
に基づいて標準化することもできる。
また、この方法を実施するためのベルト式連続鋳造装置
は、一対のベルト間に両端が短辺鋳型で仕切られた湯溜
り部に注入された溶融金属を冷却・凝固して金属薄帯を
製造するベルト式連続鋳造機において、前記ベルト及び
短辺鋳型を駆動させる共通の駆動機構を設け、前記ベル
トを走行させる駆動プーリに対しては前記駆動機構を直
接連結し、前記ベルト及び前記短辺鋳型の走行速度の間
に微小な差を生じさせるように、前記短辺鋳型を走行さ
せる駆動プーリに対しては差動装置を介して前記駆動機
構を連結したことを特徴とする。
は、一対のベルト間に両端が短辺鋳型で仕切られた湯溜
り部に注入された溶融金属を冷却・凝固して金属薄帯を
製造するベルト式連続鋳造機において、前記ベルト及び
短辺鋳型を駆動させる共通の駆動機構を設け、前記ベル
トを走行させる駆動プーリに対しては前記駆動機構を直
接連結し、前記ベルト及び前記短辺鋳型の走行速度の間
に微小な差を生じさせるように、前記短辺鋳型を走行さ
せる駆動プーリに対しては差動装置を介して前記駆動機
構を連結したことを特徴とする。
また、差動装置によってベルト及び短辺鋳型の走行速度
の間に微小な差を生じさせることに代えて、所要のトル
クを与える機構を短辺鋳型に付設することもできる。
の間に微小な差を生じさせることに代えて、所要のトル
クを与える機構を短辺鋳型に付設することもできる。
以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。
を具体的に説明する。
第１図は、本発明の実施例におけるベルト及び短辺鋳型
の駆動機構を示す平面図であり、第２図は側面図であ
る。なお、これらの図において、第６〜８図に示した部
材等に対応するものについては、同一の符番で指示し
た。
の駆動機構を示す平面図であり、第２図は側面図であ
る。なお、これらの図において、第６〜８図に示した部
材等に対応するものについては、同一の符番で指示し
た。
主モータ20によって発生する駆動力は、分配減速機21に
よって分配減速される。その駆動力の一部は、ユニバー
サルジョイント22を介してプーリ３に伝達され、ベルト
４が所要の鋳造速度となるように駆動する。分配減速機
21からの駆動力の残りは、差動装置23を経由するユニバ
ーサルジョイント24を介し短辺鋳型駆動プーリ25に伝達
され、短辺鋳型５を駆動する。このユニバーサルジョイ
ント24を経由する駆動力は、速度制御装置26，差動用モ
ータ46及び差動装置23によってその回転速度が調整され
る。
よって分配減速される。その駆動力の一部は、ユニバー
サルジョイント22を介してプーリ３に伝達され、ベルト
４が所要の鋳造速度となるように駆動する。分配減速機
21からの駆動力の残りは、差動装置23を経由するユニバ
ーサルジョイント24を介し短辺鋳型駆動プーリ25に伝達
され、短辺鋳型５を駆動する。このユニバーサルジョイ
ント24を経由する駆動力は、速度制御装置26，差動用モ
ータ46及び差動装置23によってその回転速度が調整され
る。
ここで、走行路のプーリ８を通過するために、短辺鋳型
５の各ブロック5aの相互間はクリアランスをもってい
る。一方、各ブロック5aは、ベルト４の間に挟まれてお
り、そこに働く摩擦力によって自重をサポートしてい
る。この摩擦力が小さくなると、ブロック5aが滑り落ち
て、クリアランスが大きくなる。これを防止するため、
鋳造空間から送り出された短辺鋳型５に対して、ブレー
キ発生機構27により所定のブレーキ力が加えられる。
５の各ブロック5aの相互間はクリアランスをもってい
る。一方、各ブロック5aは、ベルト４の間に挟まれてお
り、そこに働く摩擦力によって自重をサポートしてい
る。この摩擦力が小さくなると、ブロック5aが滑り落ち
て、クリアランスが大きくなる。これを防止するため、
鋳造空間から送り出された短辺鋳型５に対して、ブレー
キ発生機構27により所定のブレーキ力が加えられる。
第３図は、分配減速機21の要部を示す。すなわち、主モ
ータ20に連結された入力軸31は、歯車群32を介して、そ
れぞれ短辺鋳型駆動プーリ25及びベルト４用プーリ３に
連結された出力軸33及び34に連結されている。そして、
この歯車群32の歯数比は、溶融金属をベルト４間に注入
しない状態でベルト４及び短辺鋳型５を駆動するとき
に、両者が同一速度で走行するように調整している。
ータ20に連結された入力軸31は、歯車群32を介して、そ
れぞれ短辺鋳型駆動プーリ25及びベルト４用プーリ３に
連結された出力軸33及び34に連結されている。そして、
この歯車群32の歯数比は、溶融金属をベルト４間に注入
しない状態でベルト４及び短辺鋳型５を駆動するとき
に、両者が同一速度で走行するように調整している。
第４図は、差動装置23の要部を示す。分配減速機21から
の駆動力は、ユニバーサルジョイント24aを介し入力軸4
1に入り、傘歯車42を回転させる。この傘歯車42の回転
は、傘歯車43，44を介して出力軸45に伝わる。傘歯車43
の軸は、傘歯車軸49を介して大歯車48に取り付けられて
おり、入力軸41及び出力軸45と同軸状に公転する。この
公転速度をΔｎ，入力軸41の回転数をn1，出力軸45の回
転数をｎ2とするとき、次の関係が成立する。
の駆動力は、ユニバーサルジョイント24aを介し入力軸4
1に入り、傘歯車42を回転させる。この傘歯車42の回転
は、傘歯車43，44を介して出力軸45に伝わる。傘歯車43
の軸は、傘歯車軸49を介して大歯車48に取り付けられて
おり、入力軸41及び出力軸45と同軸状に公転する。この
公転速度をΔｎ，入力軸41の回転数をn1，出力軸45の回
転数をｎ2とするとき、次の関係が成立する。
Δｎ＝（ｎ1＋ｎ2）／２ すなわち、入力軸41の回転数ｎ1が出力軸45の回転数ｎ2
となって、分配減速機21の駆動力が短辺鋳型駆動プーリ
25に伝達される。
となって、分配減速機21の駆動力が短辺鋳型駆動プーリ
25に伝達される。
大歯車48は、差動用モータ46及び中間歯車47によって減
速比ｉで減速駆動される。いま、ベルト４と短辺鋳型５
とを等速度で鋳造空間に送り込むとき、Δｎ＝０に制御
され、入力軸41の回転数はｎ1＝−ｎ2となる。次いで、
ベルト４と短辺鋳型５との間に微小な速度差を与えるた
め、入力軸41の回転数ｎ1をそのままにし、出力軸45の
回転数をｎ2からｎ2′（ｎ2′≠ｎ2）とするとき、大歯
車48の回転数Δｎ′は、Δｎ′＝（ｎ1＋ｎ2）′/2によ
って決定される。したがって、差動用モータ46は、Δ
ｎ′・ｉの回転数に制御される。なお、このベルト４と
短辺鋳型５の速度の関係は、主モータ20と差動用モータ
46の回転数の関係に置き換えられるので、この両者の速
度を検出し、速度制御装置26によって所要の速度制御を
行うことができる。
速比ｉで減速駆動される。いま、ベルト４と短辺鋳型５
とを等速度で鋳造空間に送り込むとき、Δｎ＝０に制御
され、入力軸41の回転数はｎ1＝−ｎ2となる。次いで、
ベルト４と短辺鋳型５との間に微小な速度差を与えるた
め、入力軸41の回転数ｎ1をそのままにし、出力軸45の
回転数をｎ2からｎ2′（ｎ2′≠ｎ2）とするとき、大歯
車48の回転数Δｎ′は、Δｎ′＝（ｎ1＋ｎ2）′/2によ
って決定される。したがって、差動用モータ46は、Δ
ｎ′・ｉの回転数に制御される。なお、このベルト４と
短辺鋳型５の速度の関係は、主モータ20と差動用モータ
46の回転数の関係に置き換えられるので、この両者の速
度を検出し、速度制御装置26によって所要の速度制御を
行うことができる。
次いで、ベルト４及び短辺鋳型５をそれぞれ独立した駆
動装置で走行させる場合と、本実施例の駆動装置により
走行させる場合を比較しながら、本実施例の駆動装置の
駆動装置の長所を説明する。
動装置で走行させる場合と、本実施例の駆動装置により
走行させる場合を比較しながら、本実施例の駆動装置の
駆動装置の長所を説明する。
前提として、モールドの有効長さを3000mm，鋳造速度を
10m／分，凝固シェルの温度降下を500℃、短辺鋳型５を
銅製としその温度上昇を200℃とした。このとき、モー
ルド通過中の凝固シェルの収縮は、1.0×10-5×500×30
00＝15mmとなる。また、短辺鋳型の伸びは、1.6×10-5
×200×3000＝9.6mmとなる。したがって、凝固シェルと
短辺鋳型との間で、合計24.6mm（＝15＋9.6）の相対的
な寸法変化が生じる。
10m／分，凝固シェルの温度降下を500℃、短辺鋳型５を
銅製としその温度上昇を200℃とした。このとき、モー
ルド通過中の凝固シェルの収縮は、1.0×10-5×500×30
00＝15mmとなる。また、短辺鋳型の伸びは、1.6×10-5
×200×3000＝9.6mmとなる。したがって、凝固シェルと
短辺鋳型との間で、合計24.6mm（＝15＋9.6）の相対的
な寸法変化が生じる。
他方、金属薄帯７のモールド通過時間は、3000/10,000/
60=18秒である。そこで、仮に相対滑りの中立点がほぼ
中央にあるとすれば、平均的な速度差は、(24.6/2)(18/
2)=1.4mm／秒となり、鋳込み速度167mm／秒（＝10,000/
60）の0.8％弱である。ところが、通常の直流モータに
よる速度制御可能なオーダは１％程度であるため、0.8
％に保つための制御は、0.08％以下の精度が必要とな
り、このような微小な速度差を独立した短辺鋳型５駆動
用モータの速度制御によって行うことはできない。
60=18秒である。そこで、仮に相対滑りの中立点がほぼ
中央にあるとすれば、平均的な速度差は、(24.6/2)(18/
2)=1.4mm／秒となり、鋳込み速度167mm／秒（＝10,000/
60）の0.8％弱である。ところが、通常の直流モータに
よる速度制御可能なオーダは１％程度であるため、0.8
％に保つための制御は、0.08％以下の精度が必要とな
り、このような微小な速度差を独立した短辺鋳型５駆動
用モータの速度制御によって行うことはできない。
これに対して、本実施例の場合にあっては、速度差Δυ
は、次式で与えられ、差動用モータ46の制御によって調
整することが可能である。ただし次式におけるｋは、定
数である。
は、次式で与えられ、差動用モータ46の制御によって調
整することが可能である。ただし次式におけるｋは、定
数である。
Δυ＝ｋ（ｎ1−ｎ2）／ｎ1＝２ｋΔｎ／ｎ1 すなわち、必要とする速度差Δυに対応する回転数の差
Δｎを、差動用モータ46の駆動を調整することにより、
その差動用モータ46の速度の０〜100％の範囲で制御す
ることが可能となる。したがって、速度差0.8％を１／1
00の精度で制御できるため、必要とする速度差Δυを高
精度で短辺鋳型５に与えることができる。
Δｎを、差動用モータ46の駆動を調整することにより、
その差動用モータ46の速度の０〜100％の範囲で制御す
ることが可能となる。したがって、速度差0.8％を１／1
00の精度で制御できるため、必要とする速度差Δυを高
精度で短辺鋳型５に与えることができる。
第５図は、この装置を使用してベルト４及び短辺鋳型５
の走行速度に差を付けたときに、金属薄帯７と短辺鋳型
５のブロック5aがどのようにずれるかを表したグラフで
ある。このずれは、金属薄帯に亀裂を生じさせ、更にそ
れを拡大させる原因となる。
の走行速度に差を付けたときに、金属薄帯７と短辺鋳型
５のブロック5aがどのようにずれるかを表したグラフで
ある。このずれは、金属薄帯に亀裂を生じさせ、更にそ
れを拡大させる原因となる。
同図(a)においては、メニスカス部を原点とし、温度を
Ｘ軸に、鋳造方向をＹ軸にとっている。図中、Tbは短辺
鋳型５のｙにおける温度変化を示し、Tsは凝固シェルの
ｙにおける温度変化を示す。また、点ｙnは、これら短
辺鋳型５及び凝固シェルの走行速度の中立点を示す。こ
の中立点ｙnにおける相対ずれ量ΔＳ(y)は、次式で表さ
れる。
Ｘ軸に、鋳造方向をＹ軸にとっている。図中、Tbは短辺
鋳型５のｙにおける温度変化を示し、Tsは凝固シェルの
ｙにおける温度変化を示す。また、点ｙnは、これら短
辺鋳型５及び凝固シェルの走行速度の中立点を示す。こ
の中立点ｙnにおける相対ずれ量ΔＳ(y)は、次式で表さ
れる。
ただし、λbは短辺鋳型５の熱膨張係数，λsは凝固シェ
ルの熱膨張係数である。そこで、ｙ＝０のときにΔＳ
(y)＝０とすると、相対ずれ量ΔＳ(y)は、第５図(b)に
示すような曲線となる。この曲線を微分したものが、相
対ずれの速度ΔＶ(y)で示される曲線である。この図か
ら明らかなように、相対ずれ量ΔＳ(y)は、メニスカス
部に近いところで最も大きく変化している。
ルの熱膨張係数である。そこで、ｙ＝０のときにΔＳ
(y)＝０とすると、相対ずれ量ΔＳ(y)は、第５図(b)に
示すような曲線となる。この曲線を微分したものが、相
対ずれの速度ΔＶ(y)で示される曲線である。この図か
ら明らかなように、相対ずれ量ΔＳ(y)は、メニスカス
部に近いところで最も大きく変化している。
この点、本実施例においては、メニスカス近傍での相対
速度を小さくするように、微小の速度差Δυを短辺鋳型
５に与えている。したがって、この速度差Δυに対応し
た修正相対ずれ量ΔＳ1(y)となり、相対ずれの速度もΔ
Ｖ1(y)と小さくすることができる。その結果、メニスカ
ス近傍にある短辺鋳型５の各ブロック5a間に溶融金属が
差し込むことが少なくなり、メニスカス近傍の強度が弱
い凝固シェルに発生する割れ発生の原因となる剪断力を
小さくすることができる。
速度を小さくするように、微小の速度差Δυを短辺鋳型
５に与えている。したがって、この速度差Δυに対応し
た修正相対ずれ量ΔＳ1(y)となり、相対ずれの速度もΔ
Ｖ1(y)と小さくすることができる。その結果、メニスカ
ス近傍にある短辺鋳型５の各ブロック5a間に溶融金属が
差し込むことが少なくなり、メニスカス近傍の強度が弱
い凝固シェルに発生する割れ発生の原因となる剪断力を
小さくすることができる。
なお、以上においては、説明を簡単にするためベルト４
及び短辺鋳型５の走行速度を等しいものと仮定した。実
際は、ベルト４と短辺鋳型５との間にも相対的な滑りが
生じるが、一定の速度比で１対１に対応している。そこ
で、ベルト４の速度に対して微小な差を短辺鋳型５の速
度に与えることにより、同様に割れ発生の原因となる剪
断力を小さくすることができる。
及び短辺鋳型５の走行速度を等しいものと仮定した。実
際は、ベルト４と短辺鋳型５との間にも相対的な滑りが
生じるが、一定の速度比で１対１に対応している。そこ
で、ベルト４の速度に対して微小な差を短辺鋳型５の速
度に与えることにより、同様に割れ発生の原因となる剪
断力を小さくすることができる。
また、差動装置23によってベルト４及び短辺鋳型５の走
行速度の間に微小な速度差を設けるように制御すること
に代え、差動用モータ46に定トルク制御を行うことによ
り、定速回転している入力軸41に対し±ΔＴrのトルク
を差動装置23から与えることによって、出力軸45のトル
クを制御することができる。その結果、短辺鋳型５に一
定の押込み力を与えながら、短辺鋳型５を鋳造空間に送
り込むことができる。
行速度の間に微小な速度差を設けるように制御すること
に代え、差動用モータ46に定トルク制御を行うことによ
り、定速回転している入力軸41に対し±ΔＴrのトルク
を差動装置23から与えることによって、出力軸45のトル
クを制御することができる。その結果、短辺鋳型５に一
定の押込み力を与えながら、短辺鋳型５を鋳造空間に送
り込むことができる。
以上に説明したように、本発明においては、鋳造空間で
溶融金属からの受熱によって生じる凝固シェルの収縮と
ベルト及び短辺鋳型の熱膨張との差を吸収するように、
ベルト及び短辺鋳型の走行速度に差を設けている。した
がって、鋳造空間において、短辺鋳型の隣接した各ブロ
ック間に隙間が生じて、そこに溶融金属が差し込んで
も、短辺鋳型と金属薄帯とが相対的にずれないため、割
れ発生の起点となることが防止される。その結果、安定
した条件下で優れた品質の金属薄帯を製造することが可
能となる。
溶融金属からの受熱によって生じる凝固シェルの収縮と
ベルト及び短辺鋳型の熱膨張との差を吸収するように、
ベルト及び短辺鋳型の走行速度に差を設けている。した
がって、鋳造空間において、短辺鋳型の隣接した各ブロ
ック間に隙間が生じて、そこに溶融金属が差し込んで
も、短辺鋳型と金属薄帯とが相対的にずれないため、割
れ発生の起点となることが防止される。その結果、安定
した条件下で優れた品質の金属薄帯を製造することが可
能となる。
第１図は本発明実施例において使用した駆動装置を示す
平面図であり、第２図はその駆動装置の側面図、第３図
はその駆動装置における分配減速機の要部を示し、第４
図は同じく差動装置の要部を示し、第５図は走行速度に
差を設けたことによる効果を具体的に表したグラフであ
る。他方、第６図はツインベルト方式の連続鋳造装置を
示し、第７図は従来の短辺鋳型搬送機構を示し、第８図
は従来の装置において金属薄帯，ベルト及び短辺鋳型に
加わる力を説明する図である。
平面図であり、第２図はその駆動装置の側面図、第３図
はその駆動装置における分配減速機の要部を示し、第４
図は同じく差動装置の要部を示し、第５図は走行速度に
差を設けたことによる効果を具体的に表したグラフであ
る。他方、第６図はツインベルト方式の連続鋳造装置を
示し、第７図は従来の短辺鋳型搬送機構を示し、第８図
は従来の装置において金属薄帯，ベルト及び短辺鋳型に
加わる力を説明する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 勝宏 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式會社大分製鐵所内 (72)発明者 金井 則之 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式會社大分製鐵所内
Claims (3)
- 【請求項１】無端走行する一対のベルト及び短辺鋳型で
仕切られた湯溜り部に注入された溶融金属を冷却・凝固
して金属薄帯を製造する際に、前記ベルトに対する短辺
鋳型の相対的な滑りをメニスカス近傍又は凝固シェルの
割れに最も影響を及ぼす部位において無くすように、前
記ベルトの走行速度に対し微小な差を持った走行速度
で、前記短辺鋳型を前記湯溜り部に送り込むことを特徴
とする短辺鋳型の相対滑りを抑制したベルト式連続鋳造
方法。 - 【請求項２】一対のベルト間に両端が短辺鋳型で仕切ら
れた湯溜り部に注入された溶融金属を冷却・凝固して金
属薄帯を製造するベルト式連続鋳造機において、前記ベ
ルト及び短辺鋳型を駆動させる共通の駆動機構を設け、
前記ベルトを走行させる駆動プーリに対しては前記駆動
機構を直接連結し、前記ベルト及び前記短辺鋳型の走行
速度の間に微小な差を生じさせるように、前記短辺鋳型
を走行させる駆動プーリに対しては差動装置を介して前
記駆動機構を連結したことを特徴とする短辺鋳型の相対
滑りを抑制したベルト式連続鋳造装置。 - 【請求項３】一対のベルト間に両端が短辺鋳型で仕切ら
れた湯溜り部に注入された溶融金属を冷却・凝固して金
属薄帯を製造するベルト式連続鋳造機において、前記ベ
ルト及び短辺鋳型を駆動させる共通の駆動機構を設け、
前記ベルトを走行させる駆動プーリに対しては前記駆動
機構を直接連結し、前記ベルト及び前記短辺鋳型の走行
速度の間に微小な差を生じさせるように、前記短辺鋳型
に押込み力を付与するトルク付与機構を設けたことを特
徴とする短辺鋳型の相対滑りを抑制したベルト式連続鋳
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14368287A JPH0636970B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 短辺鋳型の相対滑りを抑制したベルト式連続鋳造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14368287A JPH0636970B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 短辺鋳型の相対滑りを抑制したベルト式連続鋳造方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63309356A JPS63309356A (ja) | 1988-12-16 |
| JPH0636970B2 true JPH0636970B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=15344495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14368287A Expired - Lifetime JPH0636970B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 短辺鋳型の相対滑りを抑制したベルト式連続鋳造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636970B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111027156A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 电子科技大学 | 含裂纹齿轮的工业机器人减速器传动精度可靠性分析方法 |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP14368287A patent/JPH0636970B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111027156A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 电子科技大学 | 含裂纹齿轮的工业机器人减速器传动精度可靠性分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63309356A (ja) | 1988-12-16 |
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