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铸板的制造方法与流程

文档序号:24940564发布日期:2021-05-04 11:33
铸板的制造方法与流程

本发明涉及一种铸板的制造方法,向由一对冷却滚筒和一对侧堰形成的熔融金属存积部供给熔融金属而制造铸板。



背景技术:

作为制造金属的薄壁铸板(以下,有时称作铸板(caststrip))的方法,例如专利文献1、2所示,提供使用了具备在内部具有水冷构造的冷却滚筒的双滚筒式连续铸造装置的制造方法。在这种制造方法中,向在旋转的一对冷却滚筒之间形成的熔融金属存积部供给熔融金属,使在上述一对冷却滚筒的周面上形成以及成长的凝固壳彼此在滚筒吻合点接合,对其进行压下而制造规定厚度的铸板。使用了这种双滚筒式连续铸造装置的制造方法能够适用于各种金属。

此处,在上述双滚筒式连续铸造装置中,为了制造板宽方向的厚度均匀的铸板,而以将一对冷却滚筒彼此的旋转轴保持为平行的方式进行压力控制。

因此,在专利文献1中提出如下方法:对一方的冷却滚筒的两端部的按压力进行检测并相加,根据基于其结果的信号,通过液压缸使另一方的冷却滚筒的两端平行地移动,以使一方的冷却滚筒的两端的按压力之和成为规定值。

在上述双滚筒式连续铸造装置中,当开始铸造时,在冷却滚筒之间预先夹持虚设片,向由一对冷却滚筒和一对侧堰形成的熔融金属存积部供给熔融金属。然后,在熔融金属存积部中存积了一定量的熔融金属的阶段使冷却滚筒旋转,以与虚设片连结的方式形成铸板,从冷却滚筒之间拉出虚设片以及与该虚设片连结的铸板。

因此,在铸造开始紧后的非稳定时,凝固壳的厚度偏差较大,在如专利文献1那样进行了压力控制的情况下,有时在滚筒吻合点无法充分地压下凝固壳。在该情况下,在铸板的厚度中央部分形成未凝固部,铸板的表面温度变得比较高而强度不足,产生铸板的断裂等,无法稳定地开始铸造。尤其是,由于在停止了冷却滚筒的状态下凝固壳成长,因此在铸造开始紧后的铸板上会形成凸起状的厚壁部(locallythickenedportion;以下,有时称作厚壁部),在该厚壁部通过滚筒吻合点时,铸造变得不稳定。

因此,在专利文献2中提出如下方法:在铸造开始紧后和稳定状态下,切换一对冷却滚筒之间的压力控制。

具体而言,在旋转起动了冷却滚筒之后到铸板的厚壁部通过冷却滚筒的最接近点(滚筒吻合点)为止的第1步骤中,不进行冷却滚筒的平行控制,以比较低的压力向一对冷却滚筒接近的方向按压。然后,在第1步骤之后到基于从喷嘴喷出的钢液的喷出流的壳清洗的影响消失为止的第2步骤中,不进行冷却滚筒的平行控制,而以比第1步骤高的压力进行按压。进而,在第2步骤之后的第3步骤中,以使一对冷却滚筒的旋转轴相互平行的方式实施平行控制。

在该专利文献2中,在凝固壳的厚度偏差较大的铸造开始紧后的非稳定时,简单地按压一对冷却滚筒,因此在滚筒吻合点能够充分地压下凝固壳彼此,能够抑制在铸板的厚度中央部分形成未凝固部。另外,到基于从喷嘴喷出的钢液的喷出流的壳清洗的影响消失为止的第2步骤,是到熔融金属的液面充分地上升为止的期间,在该期间中冷却滚筒旋转大约0.4圈。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平01-166863号公报

专利文献2:日本专利第2957040号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

但是,即使在通过专利文献2所记载的方法实施了一对冷却滚筒的压力控制的情况下,在铸造开始时,在侧堰的表面上形成的基体金属也会咬入冷却滚筒之间,变得无法在滚筒吻合点将凝固壳彼此充分地压下,有时产生铸板的断裂。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种铸板的制造方法,在双滚筒式连续铸造装置中,能够抑制铸板的断裂,能够稳定地开始铸造。

用于解决课题的手段

本发明的主旨如下所述。

(1)本发明的第1方案提供一种铸板的制造方法,向由旋转的一对冷却滚筒和一对侧堰形成的熔融金属存积部供给熔融金属,在上述一对冷却滚筒的周面上形成凝固壳并使其成长来制造铸板,其中,在开始铸造时,在停止了上述一对冷却滚筒的状态下向上述熔融金属存积部供给上述熔融金属时所形成的上述铸板的厚壁部,在上述冷却滚筒旋转起动后通过上述一对冷却滚筒的最接近点,在到此为止的第1步骤中,以相同的第1压力将上述一对冷却滚筒的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧相互朝向上述一对冷却滚筒相互接近的方向按压,在上述第1步骤之后到上述一对冷却滚筒旋转1圈以上为止的第2步骤中,以相同且比上述第1压力高的第2压力将上述一对冷却滚筒的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧相互朝上述一对冷却滚筒相互接近的方向按压,在上述第2步骤之后的第3步骤中,进行压力控制,以使上述一对冷却滚筒的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧的反力的合计值成为规定的值、且使上述一对冷却滚筒彼此的旋转轴保持为平行。

(2)在上述(1)所记载的铸板的制造方法中也可以为,上述第2步骤为上述第1步骤之后到上述一对冷却滚筒旋转两圈以上为止的期间。

发明的效果

根据上述(1)以及(2)所记载的铸板的制造方法,在开始铸造时所形成的冷却滚筒的热膨胀部与侧堰接触的期间中,不实施平行控制,一对冷却滚筒的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧被以相同的压力相互按压。因此,即使基体金属咬入冷却滚筒之间,也能够在滚筒吻合点将凝固壳彼此充分地压下,能够抑制在铸板的厚度中央部分形成未凝固部。由此,能够抑制铸板的断裂,能够稳定地开始铸造。

此外,在第1步骤中,以相同的第1压力将一对冷却滚筒的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧相互朝向一对冷却滚筒相互接近的方向按压,因此能够使厚壁部比较稳定地通过冷却滚筒之间。

进而,在第2步骤中,以比第1压力高的第2压力按压冷却滚筒,因此在滚筒吻合点能够将凝固壳彼此充分地压下,能够抑制在铸板的厚度中央部分形成未凝固部。

尤其是,根据上述(2)所记载的铸板的制造方法,将到冷却滚筒旋转两圈以上为止的期间设为第2步骤,由此,即使到旋转第2圈为止还残存上述热膨胀部的情况下,也能够以相同的压力按压上述一对冷却滚筒的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧。因此,在滚筒吻合点能够将凝固壳彼此充分地压下,能够抑制在铸板的厚度中央部分形成未凝固部。由此,能够抑制铸板的断裂,能够稳定地开始铸造。

如此,根据本发明,能够提供一种铸板的制造方法,在双滚筒式连续铸造装置中,能够抑制铸板的断裂,能够稳定地开始铸造。

附图说明

图1是表示在本发明的一个实施方式的铸板的制造方法中使用的双滚筒式连续铸造装置的一例的说明图。

图2是图1所示的双滚筒式连续铸造装置的局部放大说明图。

图3是图1所示的双滚筒式连续铸造装置的侧堰的放大说明图。

图4是图3的截面说明图。

图5是铸造开始时的冷却滚筒以及侧堰的说明图。

图6是表示第1步骤、第2步骤以及第3步骤中的冷却滚筒的压力控制方法的说明图。

图7是表示比较例的滚筒反力与滚筒间隙之间的关系的曲线图。

图8是表示本发明例1的滚筒反力与滚筒间隙之间的关系的曲线图。

具体实施方式

为了解决上述课题,本发明人进行锐意研究的结果,得到以下那样的见解。

在双滚筒式连续铸造装置中,如上所述,由于在停止了冷却滚筒的状态下向熔融金属存积部供给熔融金属,所以在冷却滚筒的最接近点(滚筒吻合点),与熔融金属的接触时间较长,局部被加热而热膨胀并形成热膨胀部。另一方面,比滚筒吻合点靠滚筒旋转方向前方的一侧,不与熔融金属接触,因此不热膨胀,而与上述热膨胀部之间产生较大的阶差。

并且,在冷却滚筒旋转而上述热膨胀部成为与侧堰接触的位置的情况下,在侧堰与冷却滚筒之间形成间隙。熔融金属到该间隙中,所的熔融金属固化而与侧堰表面的基体金属一体化,且咬入冷却滚筒之间。此时,在对冷却滚筒进行了平行控制的情况下,在滚筒吻合点存在无法将凝固壳彼此充分地压下的区域,在铸板的厚度中央部分形成未凝固部,有可能产生铸板的断裂。

另外,随着时间的经过,局部的热膨胀被抑制,上述热膨胀部的影响消失。

以下,参照附图对基于上述见解而完成的本发明的一个实施方式的铸板的制造方法进行说明。另外,本发明并不限定于以下的实施方式。

此处,在本实施方式中,作为熔融金属而使用钢液,制造由钢材形成的铸板1。此外,在本实施方式中,所制造的铸板1的宽度为200mm以上1800mm以下的范围内,厚度为0.8mm以上5mm以下的范围内。

首先,对在本实施方式的铸板的制造方法中使用的双滚筒式连续铸造装置10进行说明。

图1所示的双滚筒式连续铸造装置10具备一对冷却滚筒11、11、支承铸板1的夹送辊13、13、配设在一对冷却滚筒11、11的宽度方向两端部的一对侧堰15、15、保持向由这一对冷却滚筒11、11和这一对侧堰15、15划分而成的钢液池部16供给的钢液3的中间包18、以及从该中间包18向钢液池部16供给钢液3的浸渍喷嘴19。

在该双滚筒式连续铸造装置10中,钢液3与旋转的冷却滚筒11、11接触而被冷却,由此在冷却滚筒11、11的周面上成长出凝固壳5、5。然后,分别形成于一对冷却滚筒11、11的凝固壳5、5彼此在滚筒吻合点处被压接,由此铸造出规定厚度的铸板1。

此处,如图2所示,通过在冷却滚筒11的端面配设侧堰15,由此划分出钢液池部16。

如图2所示,钢液池部16的液面成为由一对冷却滚筒11、11的周面和一对侧堰15、15包围在四方的矩形状,在成为矩形状的该液面的中央部配设有浸渍喷嘴19。

此外,如图3所示,侧堰15与钢液3的接触部成为大致倒三角形状。在开始铸造时,侧堰15的温度比较低,因此在该接触部产生基体金属m。

另外,如图4所示,在侧堰15中,具有底板15a、以及配设在与冷却滚筒11滑动接触的区域中的陶瓷板15b,陶瓷板15b由比底板15a硬质的耐火材料构成。另外,图4是冷却滚筒11的端面与陶瓷板15b的接触部(图5中(d)的e点)的水平截面。

此处,在上述双滚筒式连续铸造装置10中,在开始铸造时,在一对冷却滚筒11、11停止了的状态下,在冷却滚筒11、11之间插入虚设片(未图示),并朝向钢液池部16供给钢液3。

然后,使冷却滚筒11、11旋转起动,从冷却滚筒11、11的下方侧拉拔出铸板1。

此时,在开始铸造紧后,钢液池部16的钢液3凝固而铸板1的厚度变厚,并形成凸起状的厚壁部、即铸板1的板厚局部地增大的部位。

此外,在钢液池部16中,产生从浸渍喷嘴19喷出的钢液3的喷出流冲洗凝固壳5的壳清洗。当钢液池部16中的液面高度变高时,变得不产生该壳清洗。

此处,使用图5对开始铸造紧后的冷却滚筒11与侧堰15之间的关系进行说明。

首先,如图5中(a)所示,在供给钢液3之前,冷却滚筒11与侧堰15处于紧密接触的状态。

然后,在使冷却滚筒11、11停止的状态下供给钢液3。于是,如图5中(b)所示,在冷却滚筒11、11的最接近点p(滚筒吻合点)的附近,由于与钢液3接触而冷却滚筒11热膨胀,并形成热膨胀部e。另外,冷却滚筒11、11的比最接近点p靠滚筒旋转方向r前方的一侧的区域,不与钢液3接触,因此不热膨胀,在其与热膨胀部e之间产生较大的阶差。

另一方面,冷却滚筒11、11的比最接近点p靠滚筒旋转方向r后方的一侧的区域,位于钢液池部16,因此由于与钢液3接触而热膨胀,但根据与钢液3接触的时间不同,热膨胀量随着朝向滚筒旋转方向r的后方侧而逐渐变小。因此,侧堰15以倾斜的状态与冷却滚筒11、11抵接,但不会产生较大的间隙。

在该状态下,起动冷却滚筒11、11的旋转。此时,也如图5中(c)所示,冷却滚筒11、11的比最接近点p靠滚筒旋转方向r后方的一侧的区域热膨胀,但其热膨胀量随着朝向滚筒旋转方向r后方的一侧而逐渐变小,因此虽然侧堰15以倾斜的状态与冷却滚筒11、11抵接,但不会产生较大的间隙。

然后,当冷却滚筒11进一步旋转,而热膨胀部e(在开始铸造时停止冷却滚筒11之际冷却滚筒11、11的位于最接近点p(滚筒吻合点)的部分)位于与侧堰15滑动接触的区域时,如图5中(d)所示,在侧堰15与冷却滚筒11之间产生间隙。此处,当间隙的大小例如成为0.2mm以上时,钢液3会该间隙。

此处,在开始铸造时,如图4所示,在侧堰15的表面形成基体金属m,进入侧堰15与冷却滚筒11之间的间隙中的钢液3固化而与上述基体金属m一体化,并咬入到冷却滚筒11、11之间。

在冷却滚筒11、11之间咬入了基体金属m的部分,使铸板的板厚在宽度方向且在长度方向上局部地变厚。

因此,在本实施方式中,分成以下三个步骤来实施冷却滚筒11、11的压力控制:

(a)第1步骤,从一对冷却滚筒11、11停止的状态起,到使一对冷却滚筒11、11旋转起动而使铸板1的厚壁部通过一对冷却滚筒11、11的最接近点p(滚筒吻合点)为止;

(b)第2步骤,第1步骤之后到冷却滚筒11、11旋转1圈以上为止;以及

(c)第3步骤,第2步骤之后。

以下,参照表示冷却滚筒的压力控制方法的说明图即图6,对各个步骤进行说明。

(第1步骤)

首先,在第1步骤中,如图6中(a)所示,通过配设在一对冷却滚筒11、11的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧的液压缸21a、21b,以规定的压力(第1压力)朝向一对冷却滚筒11、11相互接近的方向进行按压。

在本实施方式中构成为,如图6中(a)所示,对于移动侧的冷却滚筒11a配设有液压缸21a、21b,将移动侧的冷却滚筒11a朝向固定侧的冷却滚筒11b按压。另外,液压缸21a、21b被固定于支柱的侧面,但为了简化而未图示支柱。

第1压力以在不对冷却滚筒11的起动造成影响的范围内尽量高的值为目标,其具体的数值主要根据冷却滚筒11的宽度、直径、熔融金属种类、滚筒最大驱动力来决定。现实中,难以通过事先计算等求出适当值,因此通过实际的试验求出适当值来进行设定。

(第2步骤)

接着,在第2步骤中,如图6中(a)所示,通过配设在一对冷却滚筒11、11的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧的液压缸21a、21b,以规定的压力(第2压力)朝向一对冷却滚筒11、11相互接近的方向进行按压。

另外,第2压力以在不使冷却滚筒11的表面产生变形等损伤的范围内尽量高的值为目标,主要根据冷却滚筒11的宽度、直径、表面形状、表面材质、熔融金属种类、滚筒最大压下程度来决定。现实中,与第1压力相同,通过实际的试验求出适当值来进行设定。

此处,第2步骤中的第2压力被设定得高于第1步骤中的第1压力。

即,在第1步骤以及第2步骤中,在一对冷却滚筒11、11接近的方向上,通过配设在一对冷却滚筒11、11的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧的液压缸21a、21b分别相互以相同压力进行按压。因此,如上所述,即使产生基体金属m的咬入,冷却滚筒11、11彼此也被向接近的方向按压。

另外,在本申请中,“相同的压力”允许10%的误差,但为了使铸造更稳定地开始,优选以允许误差范围为5%以下、更优选允许为1%以下的方式进行管理。

(第3步骤)

接着,在第3步骤中,如图6中(b)所示,进行压力控制,以使一对冷却滚筒11、11的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧的反力的合计值成为规定值、且使一对冷却滚筒11、11彼此的旋转轴保持为平行。

具体而言,如图6中(b)所示,对于移动侧的冷却滚筒11a配设有液压缸21a、21b,对于固定侧的冷却滚筒11b配设有负载传感器22a、22b。另外,负载传感器22a、22b被固定于支柱的侧面,但为了简化而未图示支柱。由负载传感器22a、22b测定出的反力信号被发送至反力控制部24,在该反力控制部24中,以在液压缸21a、21b中前进后退的方式赋予指令,以使载荷之和成为规定值。

由此,一对冷却滚筒11、11彼此的旋转轴被保持为平行,而制造出被进行了板厚控制的铸板1。另外,上述载荷之和的规定值主要以在满足铸板1的品质的范围内维持作业稳定性为目标,但主要根据冷却滚筒11的宽度、直径、熔融金属种类来决定。现实中,与第1压力以及第2压力相同,通过实际的试验求出适当值来进行设定。

此处,在第2步骤中,优选设为在第1步骤之后到冷却滚筒11旋转两圈以上为止的期间。

但是,当从第2步骤向第3步骤的切换定时延迟时,到得到被进行了板厚控制的铸板1为止的初始不良量变多,因此优选在冷却滚筒11旋转三圈之前切换成第3步骤。

根据成为以上那种构成的本实施方式的铸板1的制造方法,在第1步骤之后到冷却滚筒11、11旋转一圈以上为止的第2步骤中,通过配设在一对冷却滚筒11、11的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧的液压缸21a、21b,以规定的压力(第2压力)朝向一对冷却滚筒11、11相互接近的方向进行按压,因此冷却滚筒11的热膨胀部e位于与侧堰15滑动接触的区域,在侧堰15与冷却滚筒11之间产生间隙。因此,即使在钢液3进入该间隙而产生了基体金属m的卷入的情况下,一对冷却滚筒11、11也被向相互接近的方向按压,能够在一对冷却滚筒11、11的最接近点p(滚筒吻合点)将凝固壳5、5彼此充分地压下。因而,几乎不形成铸板1的厚度中央部分的未凝固部,铸板强度得到维持。由此,能够抑制铸板1的断裂,能够稳定地开始铸造。

此外,在本实施方式的铸板1的制造方法中,在从使一对冷却滚筒11、11停止了的状态起、到使一对冷却滚筒11、11旋转起动而铸板1的厚壁部通过一对冷却滚筒11、11的最接近点p(滚筒吻合点)为止的第1步骤中,通过配设在一对冷却滚筒11、11的旋转轴方向的一端侧以及另一端侧的液压缸21a、21b,以比较低的第1压力朝向一对冷却滚筒11、11相互接近的方向进行按压,因此能够使在开始铸造时形成的铸板1的厚壁部比较稳定地通过冷却滚筒11、11之间,能够抑制其对铸造的影响。

进而,在第2步骤中,以比第1步骤的第1压力高的第2压力按压冷却滚筒11,因此能够在一对冷却滚筒11、11的最接近点p(滚筒吻合点)将凝固壳5、5彼此充分地压下。因此,几乎不形成铸板1的厚度中央部分的未凝固部,能够维持铸板强度。

另外,在本实施方式中,在将第2步骤设为第1步骤之后到冷却滚筒11旋转两圈以上为止的期间的情况下,即使在到旋转第2圈为止还残存上述热膨胀部e而产生基体金属m的咬入,也能够在一对冷却滚筒11、11的最接近点p(滚筒吻合点)将凝固壳5、5彼此充分地压下。由此,能够抑制铸板1的断裂,能够稳定地开始铸造。

以上,对本发明的实施方式的铸板的制造方法进行具体说明,但本发明并不限定于此,能够在不脱离本发明的技术思想的范围内进行适当变更。

在本实施方式中,以图1所示的双滚筒式连续铸造装置为例进行了说明,但并不限定于此。

此外,冷却滚筒的按压方式并不限定于图6所示的按压方式,只要是能够如实施方式所示那样实施压力控制的构成即可。

实施例

以下,为了确认本发明的效果,对实施的实验结果进行说明。

使用图1所示的双滚筒式连续铸造装置,对由碳量为0.05mass%的碳钢形成的铸板进行了制造。

此处,将冷却滚筒直径设为600mm,将冷却滚筒宽度设为400mm。此外,将稳定铸造的铸板厚度设为2.0mm。

在本发明例1中,在冷却滚筒的旋转数为0.1圈的时刻实施从第1步骤向第2步骤的切换,在冷却滚筒的旋转数为1.3圈的时刻实施从第2步骤向第3步骤的切换。

在本发明例2中,在冷却滚筒的旋转数为0.1圈的时刻实施从第1步骤向第2步骤的切换,在冷却滚筒的旋转数为2.3圈的时刻实施从第2步骤向第3步骤的切换。

在比较例中,在冷却滚筒的旋转数为0.1圈的时刻实施从第1步骤向第2步骤的切换,在冷却滚筒的旋转数为0.4圈的时刻实施从第2步骤向第3步骤的切换。另外,该情况下的从第2步骤向第3步骤的切换对应于壳清洗结束了的时刻。

并且,在本发明例1、2以及比较例中,评价了冷却滚筒旋转第1~2圈时的铸板的断裂次数以及断裂数。在表1中示出评价结果。

此外,在图7中示出比较例的滚筒反力以及滚筒间隙的变化,在图8中示出本发明例1的滚筒反力以及滚筒间隙的变化。

[表1]

在比较例中,冷却滚筒旋转第1~2圈时的铸板的断裂率为25%,铸造的开始存在不稳定的倾向。

与此相对,在本发明例1、2中,冷却滚筒旋转第1~2圈时的铸板的断裂率为0%。

此外,在比较例中,如图7所示,当在ws(workside:工作侧)咬入了基体金属时,ds(driveside:驱动侧)的滚筒间隙追随ws,此时,在ds滚筒反力大幅度降低,冷却滚筒与凝固壳的接触变得不稳定,冷却变得不充分。

与此相对,在本发明例1中,如图8所示,即使在ws咬入了基体金属的时刻,在ds滚筒反力也不会降低,凝固壳彼此被强力地压接,ds的滚筒间隙变小。因而,几乎不存在铸板的厚度中央部分的未凝固部,铸板的表面温度变得比较低,铸板强度得到维持。由此,能够抑制铸板的断裂。

根据以上的结果能够确认:根据本发明的铸板的制造方法,能够提供一种铸板的制造方法,在双滚筒式连续铸造装置中,能够抑制铸板的断裂,能够稳定地开始铸造。

产业上的可利用性

根据本发明,能够提供一种铸板的制造方法,在双滚筒式连续铸造装置中,能够抑制铸板的断裂,能够稳定地开始铸造。

符号的说明

1铸板

3钢液(熔融金属)

5凝固壳

10双滚筒式连续铸造装置

11冷却滚筒

15侧堰

16钢液池部(熔融金属存积部)

再多了解一些
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