专利名称：双滚筒式连续铸造方法
技术领域：
本发明涉及在互朝相反方向旋转的一对冷却滚筒之间形成容器、从下方排出金属薄板的双滚筒式连续铸造方法。
双滚筒式薄板连续铸造装置中，被在内部循环的冷却水冷却的一对冷却(铸造)滚筒平行且水平地由支承在框架上的轴承支承着。在滚筒之间保持着与铸片厚度对应的铸造间隙。在冷却滚筒的铸造间隙的上部形成浇口杯部分，该浇口杯部分接受从中间罐通过中间罐铸口连续供给的金属溶液。
该浇口杯部分内的金属溶液与冷却滚筒的表面接触而被冷却，形成为凝固壳，由于冷却滚筒互朝相反方向旋转，凝固壳成为冷却凝固的薄带板状铸片从冷却滚筒的铸造间隙被送出。
用这种铸造铸片的双滚筒式连续铸造方法，作为为了得到表面无裂纹(细微的龟裂)、性能优良的铸片的手段，用喷丸法、光刻法、放电加工法、电子束加工法或其他方法，在连续铸造装置的冷却滚筒的圆筒面上以均等或无规则地形成深度5～100μm，直径0.1～1.2mm程度的圆形或椭圆形等许多微小的凹窝是很有效的。这些方法在日本特开昭60-184449号公报、特开昭62-254953号公报、特开昭64-83342号公报中已有记载。
另外，如图5所示，特开平06-39501号公报揭示了一种双滚筒式薄板连续铸造装置，该装置中备有检测装置113、114、控制装置112、喷丸装置115、116。检测装置113、114在宽度方向扫描，检测铸片40的表面温度。控制装置112输入该铸片温度检测装置113，114的检测值。喷丸装置115、116接受控制装置112的控制信号，向冷却滚筒1、1’的轴方向移动，对冷却滚筒1、1’的圆筒面进行喷丸处理。图5中，110、111表示清扫滚筒用的刷子。
在图5所示的现有双滚筒式连续铸造装置中，要检测铸片40的温度，当检测出温度在容许温度以上的低区域时，控制装置112使喷丸装置115、116的喷嘴移动到与该区域对应的冷却滚筒的圆筒面位置，开始喷丸处理。另外，即使断续地出现凹窝磨灭部位，也能容易地由控制装置112对准该部位进行喷射。
但是，如果采用滚筒表面冷却效果好的滚筒，会存在下述问题，即，表面凹窝的磨灭几乎是整体一样地磨灭，在检测上述那样部分的铸片温度降低期间，在所有部位产生表面温度降低部分，难以进行检测每个温度降低部位并控制喷嘴移向相应喷丸位置。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种双滚筒式连续铸造方法，用该方法，不必检测铸片表面的温度分布，也不必控制对冷却滚筒表面喷射喷丸的位置，铸造中在冷却滚筒表面形成凹窝，可防止铸造出的金属薄板上产生龟裂。
为了实现上述目的，本发明的双滚筒式连续铸造装置，采用滚筒表面具有充分冷却效果的滚筒装置，为了防止铸片产生裂纹，降低由喷丸在冷却滚筒外周面上形成的凹窝的面积率，并且均匀地喷射，以不急剧改变以前形成的凹窝形状及面积率地方式进行修复。
即，本发明的双滚筒式连续铸造方法，在互朝相反方向旋转的一对冷却滚筒之间形成浇口杯，将金属溶液注入该浇口杯，从下方排出金属薄板，其特征在于，至少从2个部位向冷却滚筒的全宽度面一边连续地喷射喷丸一边铸造。
本发明的双滚筒式连续铸造方法中，上述喷丸的喷射密度最好为0.05～10％。即，本发明的双滚筒式连续铸造方法中，在冷却滚筒外周面预先形成凹窝，将喷丸的喷射密度设定为0.05％时，可填补该预先形成的凹窝。在200分钟的铸造中也不产生铸片龟裂。另外，把喷丸的喷射密度设定为10％时，即使进行连续喷射，冷却滚筒外周面的损耗也小，能经得住连续使用。
这里所述的喷射密度是指，一个过程、即一边使冷却滚筒旋转一边向其外周面连续喷射，一个旋转的喷射结束时，在滚筒表面产生的凹窝部相对于冷却滚筒表面积的比例，用下式(1)表示。
如果喷射密度不足0.05％，则新凹窝的填补速度赶不上磨耗速度，凹窝的效果渐渐降低，连续铸造时间缩短，引起铸片裂纹。
另一方面，如果喷射密度从初期就超过10％，则凹窝密度在相邻部位相差极大，产生铸片裂纹。但如后所述，如果逐渐地增加喷射密度，则可消除上述问题，喷射密度即使超过10％也可以。
为了使喷丸的喷射密度从疏到密产生大变化，采用离心式喷丸喷射装置是有效的。喷射密度的控制是通过对离心叶轮的喷丸供给部增减螺旋式供给装置的旋转速度而实现的。另外，也可以设置与空压式喷射装置同样的机构。对滚筒全宽范围进行喷射时，只要使装置振荡即可。
上述的本发明双滚筒式连续铸造方法中，为了使喷丸互不干扰，最好将喷丸的喷射在冷却滚筒的旋转方向错开地进行。
如上所述，将喷丸互不干扰地使喷射方向在旋转方向错开地配置，并且将喷射量限制为中央部的最大喷射密度为10％以下的供给量，同时，调节喷射装置的位置，使得在滚筒端部和中央部为最大密度的三分之一以上，如图4所示，在全宽度面上的喷丸分布均匀地配置。
另外，本发明中，为了解决上述问题，提供双滚筒式连续铸造方法，在彼此朝相反方向旋转的一对冷却滚筒之间形成浇口杯，将金属溶液注入该浇口杯，从下方排出金属薄板，其特征在于，至少一边从两个部位间歇地向上述冷却滚筒的全宽度面喷射喷丸一边铸造。
该间歇地喷射喷丸以如下方式进行。即，采用预先设有凹窝的冷却滚筒开始铸造，在铸造开始后60分钟以内开始喷射，喷丸的开始喷射密度是0.05％至0.5％，最大喷射密度为5％至10％，进行数转至数十转的喷射。
然后坡降到0.05％至0.5％后停止。这样，可防止冷却滚筒外周面凹窝的密度分布急剧变化，可不停止地进行连续铸造。
另外，在提高喷丸密度进行修补时，在铸造开始后60分钟内以5％至10％的喷射密度开始修补，接着再提高喷射密度进行修补，在修补结束时，可以用开始时的条件结束。第2次以后的修补周期，使用前次的喷射条件，按照下式(2)决定开始时间。
停止时间T(分)≤2.3×log{1+∑(喷射密度(％)×旋转数/100)}100-40…(2)其中，最大停止时间是产生凹窝损耗的期间，为60分钟。即，若以某密度使凹窝累积重叠，则在前次产生的凹窝部分上再产生凹窝，做了无用功，累积凹窝密度约近似于下述(3)式。
用式(3)表示的累积凹窝密度，一次形成凹窝时，可防止30％裂纹，由于立即失去修补效果，所以，当累积凹窝密度超过40％时，修补效果开始产生富余，可使停止喷射修补成为可能。
累积凹窝密度(％)＝2.3×log{1+∑(喷射密度(％)×旋转数/100)}100 …(3)
图1是本发明第1实施例双滚筒式连续铸造方法中所用装置的断面图。
图2是图1的A-A’剖面的断面图。
图3是第1实施例中用喷丸形成的凹窝状态的说明图。
图4是表示本发明双滚筒式连续铸造方法中的喷丸散布的分布状态的说明图。
图5是现有双滚筒式连续铸造装置的说明图。
下面，参照图1至图4说明本发明双滚筒式连续铸造方法的实施例。第1实施例先参照图1至图3说明第1实施例。图1至图3中，1、1’是内部具有冷却水通路的、直径为1200mm、宽度为800mm的彼此相对配置的水冷式冷却滚筒，一方滚筒1’是相对于另一方滚筒1能在两滚筒1、1’的轴的连接方向移动的滚筒。上述两冷却滚筒1、1’朝图1中箭头所示方向以轴为中心互朝相反方向旋转。
在两冷却滚筒1、1’之间形成浇口杯50，从金属溶液注入嘴51连续地向浇口杯50供给金属溶液并使其凝固，从浇口杯50的下方排出金属薄板状铸片40。
在冷却滚筒1、1’的外周面2上，用光刻法预先形成直径0.3～0.6mm、深度0.05～0.15mm的多个初期凹窝，凹窝D的面积率为30％。即，如果凹窝D的面积率不足30％，则在铸片上会产生裂纹，如果在30％以上，在铸片上不产生裂纹，即使为100％时，也不产生裂纹。
在冷却滚筒1、1’的旋转方向上游，配置着喷丸喷射装置15(图1中只示出一方冷却滚筒1的喷丸喷射装置，另一方冷却滚筒1’的喷丸喷射装置未示出)。喷丸喷射装置15由喷丸供给管道10构成，该管道10从冷却滚筒1、1’的正下方向冷却滚筒旋转方向倾斜30°的θ方向上配置，并且与冷却滚筒1或1’的外周面2垂直，在管道10的前端设有喷射用的叶轮10a、10b。
如图2所示，喷丸喷射装置15在冷却滚筒1或1’的轴方向空开间隔地配置着2个。喷丸喷射装置15与冷却滚筒1或1’之间的空间内，如图3所示设有罩20，该罩20沿着冷却滚筒1或1’的轴方向全长(全宽)并覆盖冷却滚筒1或1’周面的一部分。喷丸喷射装置15是离心式的。
上述两个喷丸喷射装置15在冷却滚筒1、1’的旋转方向上错开配置，其错开量相当于喷丸喷射装置15的叶轮高度即可。最大错开量为喷射装置设位置的前后端即当冷却滚筒直径是1.2m时为314mm。
在罩20的内侧衬有耐磨耗材25。罩20与冷却滚筒1或1’的间隙为1～2mm，罩20的两端部配置在距冷却滚筒端1～5mm内侧。罩20的下方部分上，设有空吸式喷丸回收管嘴21。罩20与图未示的冷却滚筒1或1’的轴承部连接，以便与冷却滚筒1或1’不产生相对变位。
从冷却滚筒1、1’的旋转方向看，在喷丸喷射装置15的后面，在冷却滚筒1、1’的相反侧的侧部以相对的形式分别设有刷装置5(图中只示出一方冷却滚筒1的刷装置5，另一方冷却滚筒1’的刷装置未示出)。
刷装置5备有支承件4、支承臂4a和刷轮3、3’。支承件4连接在冷却滚筒的图中未示的轴承部上。支承臂4a的中央部轴支承于支承件4的前端。刷轮3、3’轴支承在支承臂4a的两端并与冷却滚筒1、1’的外周面2相接。
上述构造的第1实施例中，从喷丸喷射装置15向冷却滚筒1或1’的外周面2喷射喷丸30，如图3所示，在冷却滚筒1或1’的外周面2上形成凹窝D。该凹窝D与预先形成在冷却滚筒1或1’外周面上的初期凹窝D一起，防止在浇口杯50凝固和排出的铸片40产生裂纹。
而且，在铸造中，在冷却滚筒1或1’旋转时连续地在滚筒外周面2上形成凹窝D，即使上述初期凹窝D的形状产生变化，也能切实防止铸片40产生裂纹。因此，第1实施例中，可连续长时间地进行铸造，可增加一次的连续铸造量。
另外，如上所述，喷丸喷射装置15是离心式的，并且罩20大体覆盖着冷却滚筒1或1’的轴方向全长(全宽)，所以，喷丸30均匀地与滚筒外周面2全面撞击，在冷却滚筒外周面2的全面形成均匀的凹窝D。
从喷丸喷射装置15喷射出并与冷却滚筒外周面2撞击后喷丸30堆积在罩20内的下部，由喷丸回收管嘴21抽吸回收。
未被喷丸回收管嘴21回收的喷丸、铸造中由在冷却滚筒外周面2上产生的氧化膜及由喷丸30的喷射而附着冷却滚筒外周面上的丸等，随着冷却滚筒1或1’的旋转到达下游侧的刷装置5，在这里由刷轮3、3’从滚筒外周面2除去。因此，这些附着物等不会混入浇口杯50中的金属溶液内，可防止铸片40上产生裂纹。
另外，在第1实施例中，向喷丸喷射装置15供给喷丸30的供给量例如可通过改变螺旋送料机的旋转数而任意设定，这样，能容易地控制喷丸的喷射密度，改变凹窝D的面积率，可以与铸造速度对应地调节喷丸的喷射密度。
第1实施例中，铸造速度是60m/分，平均直径为0.8mm的喷丸30的喷射量为250g/分，铸造开始后即使经过180分钟，在铸片40上也不产生裂纹，可得到良好的结果。这时，由喷丸30的喷射而产生的凹窝D的面积率为0.05％。
第1实施例中，在上述条件下，将喷丸30的喷射量从250g/分变更为50kg/分时，在铸造开始后即使经过180分钟，在铸片40上也不产生裂纹，可得到良好的结果。这时，由喷丸30的喷射而产生的凹窝D的面积率为10％。
第1实施例中，在铸造开始后60分钟，以250g/分的喷射量开始喷射喷丸30，以250g/秒的速度增加喷射量，最终增加到50kg/分，在喷射17转后，以同样的250g/秒的减少速度减少喷射量，减到2500g/分的喷射量后停止。
一边继续铸造一边在60分后将喷丸30的喷射量从2500g/分开始喷射，喷射量加大到70kg/分的喷射后减到2500g/分停止。反复操作3次地进行铸造，得到了良好的结果。即使将喷射开始时的喷丸喷射量设定为50kg/分，将停止前的喷射量设定为50kg/分也得到了同样良好的铸片。第2实施例下面，说明本发明的第2实施例。该第2实施例具有与第1实施例同样的构造，但是，不象第1实施例中那样采用由光刻法形成初期凹窝D的冷却滚筒1、1’，而是采用由喷丸喷射装置15喷射的喷丸30形成面积率为30％的初期凹窝D的冷却滚筒1、1’。
在以后进行的铸造中，与第1实施例同样地，由从喷丸喷射装置15喷射的喷丸30形成凹窝D。该第2实施例也与第1实施例具有同样的效果及作用。
在上述第1及第2实施例中，是在冷却滚筒1、1’的外周面2上设置初期凹窝，但本发明中，也可以不设置初期凹窝，而是在铸造中仅由从喷丸喷射装置喷射的喷丸在冷却滚筒1、1’外周面形成凹窝。
第2实施例中，是以铸造速度为60m/分、平均直径0.8mm的喷丸30的喷射量为50kg/分的条件进行铸造的，铸造开始后经过180分钟在铸片40上也不产生裂纹，可得到良好的结果。这时，由喷丸30的喷射而产生的凹窝D的面积率为10％。
第2实施例中，以与第1实施例中相同的滚筒条件、相同的铸造速度进行了铸造。喷丸30的平均直径为1.0mm，以50kg/分喷射进行铸造，但在后工序中设置了刷轮3、3’，除去附着在冷却滚筒外周面上的氧化物等，所以，可充分防止金属薄板的裂纹，并且具有加大金属溶液的铸片生产量的效果。
以上对本发明图示的实施例作了具体说明，但本发明并不局限于这些实施例，在权利要求书所示的本发明范围内，可以对其具体构造、组成作种种变更。
例如，上述实施例中，是采用离心式的喷丸喷射装置，但也可以改用空压式喷丸装置。
另外，上述实施例中，喷丸喷射装置15是从冷却滚筒的正下方向冷却滚筒旋转方向倾斜的角度θ是30°，但该角度θ可以是15度至50度，只要不干扰铸片的排出和刷子即可。如果小于15度时，则产生与排出铸片接触的不良情况，而大于50度时，喷射的喷丸从滚筒与喷嘴的间隙落下等造成喷丸回收困难。
如上所述，本发明的双滚筒式连续铸造方法中，至少从2个部位向冷却滚筒的全宽度面连续地或间歇地一边喷射喷丸一边铸造，这样，不必象现有技术那样、一边铸造一边测定铸片的温度分布，控制喷丸喷射装置的位置，在铸造中，用喷丸喷射装置在冷却滚筒外周面上形成低密度、均匀分布的凹窝。因此，根据本发明的双滚筒式连续铸造方法，可防止铸造成的金属薄板上产生龟裂，可增加一次的铸造量。
权利要求
1.一种双滚筒式连续铸造方法，在互朝相反方向旋转的一对冷却滚筒之间形成浇口杯，向该浇口杯注入金属溶液，从下方排出金属薄板，其特征在于，至少从两处向冷却滚筒的全宽度面连续地一边喷射喷丸一边铸造。
2.如权利要求1所述的双滚筒式连续铸造方法，其特征在于，以0.05～10％的喷射密度喷射上述的喷丸。
3.如权利要求1所述的双滚筒式连续铸造方法，其特征在于，使上述喷丸相互不干扰那样地向冷却滚筒旋转方向错开地喷射。
4.一种双滚筒式连续铸造方法，在互朝相反方向旋转的一对冷却滚筒之间形成浇口杯，向该浇口杯注入金属溶液，从下方排出金属薄板，其特征在于，至少从两处向冷却滚筒的全宽度面间歇地一边喷射喷丸一边铸造。
5.如权利要求4所述的双滚筒式连续铸造方法，其特征在于，间歇地向冷却滚筒表面喷射喷丸时的停止时间T，是用下式计算出的60分钟以下的值。T(分)≤2.3×log{1+∑(喷射密度(％)×旋转数)/100}×100-40
6.如权利要求4所述的双滚筒式连续铸造方法，其特征在于，以0.05％的初期喷射密度、10％以上的最大喷射密度、0.05～10％的终期喷射密度进行喷丸的喷射后停止，作为一个循环，反复该循环进行喷射。
7.如权利要求6所述的双滚筒式连续铸造方法，其特征在于，使一个循环的累积喷射密度为40％以上那样地进行喷丸的喷射。
全文摘要
一种双滚筒式连续铸造方法,不必检测铸片表面的温度分布和控制喷丸相对于冷却滚筒表面的喷射位置,在铸造中,可在冷却滚筒表面形成凹窝,防止铸造的金属薄板上产生龟裂。其装置为,在互朝相反方向旋转的一对冷却滚筒间形成浇口杯,从下方排出铸片,设有向冷却滚筒外周面喷射喷丸的喷丸喷射装置,由喷丸在滚筒外周面上形成凹窝,防止铸片产生裂纹。在位于喷丸喷射装置的冷却滚筒旋转方向上游侧和/或下游侧,设有与冷却滚筒的外周面相接的刷装置,用于清洁该外周面。
文档编号B22D11/06GK1196985SQ9810572
公开日1998年10月28日 申请日期1998年3月17日 优先权日1997年3月18日
发明者田中喜三郎, 山本惠一, 胁山洋一 申请人:三菱重工业株式会社