(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに反対方向に回転する一対の冷却ドラムとサイド堰とによって形成された湯溜りに、溶融金属を供給し、冷却ドラムの表面に接触させて冷却することにより凝固シェルを形成させて金属薄板を鋳造するドラム式連続鋳造機の冷却ドラムであって、
前記冷却ドラムは、両側端部に軸部を有するドラム胴体と、該ドラム胴体の外周部に嵌装されたドラムスリーブとを有すると共に、前記ドラム胴体は、前記軸部を一体的に有して前記ドラムスリーブの端部にそれぞれ結合された一対のシャフト部材と、これらシャフト部材間に位置して当該シャフト部材とは接触しないで前記ドラムスリーブ内周面に焼き嵌めされたコア部材とに分割形成されてなることを特徴とする連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項２】
前記ドラムスリーブとそれを内部から支持するコア部材との焼き嵌めにおいて、ドラム軸心方向中間部での締め代を端部の締め代より大きくしたことを特徴とする請求項１記載の連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項３】
前記ドラムスリーブを内側から支持するコア部材のドラム軸心方向中間部の肉厚を端部の肉厚よりも厚くしたことを特徴とする請求項１記載の連続鋳造用冷却ドラム。
【請求項４】
前記ドラムスリーブの端部とシャフト部材とはボルトにより締結されることを特徴とする請求項１，２又は３記載の連続鋳造用冷却ドラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属薄板を連続的に鋳造するドラム式連続鋳造機の冷却ドラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、一般的なドラム式連続鋳造機の斜視図である。
これによれば、互いに反対方向（図の矢印方向）に回転する一対の冷却ドラム１，１とサイド堰２，２とによって形成された湯溜りに、溶融金属（溶湯）３を供給し、冷却ドラム１，１の表面に接触させて冷却することにより、凝固シェルを形成させて薄帯鋳片（金属薄板）４が鋳造される。
【０００３】
図８は、一対の冷却ドラムの表面が最も接近するキッシングポイントでの冷却ドラムの端部とサイド堰の摺動部を示す、図７のVIII−VIII矢視拡大断面図である。
一対の冷却ドラム１，１の端面１ａ，１ａはサイド堰２に装着されたセラミックス板５と摺動し、かつ一対の冷却ドラム１，１の表面の端縁部１ｂ，１ｂで溶湯３をシールし、湯溜まり外部へ溶湯３が漏れ出すのを防止している。この時、一対の冷却ドラム１，１の端面１ａ，１ａは互いに軸方向（ドラム軸心方向）の相対ずれが無く、セラミックス板５と面で接触しなくてはならない。
【０００４】
上記のような冷却ドラム１の従来の内部構造を図９〜図１１に示す。
いずれも冷却ドラム１は、その剛性を高くするために外側の銅合金製のドラムスリーブ１０を内側から鋼製のドラム胴体（コア部材）１１で支持する構造となっている。ドラム胴体１１の両側端部には中空軸部１１ａが一体的に組み付けられている。また、図９〜図１１中の矢印は冷却水の流れを示す。
【０００５】
図９に示す冷却ドラムは本出願人が実願昭６１−６６８９７号で提案したもので、ドラム胴体１１と、このドラム胴体１１の外周部に着脱可能に嵌装されたドラムスリーブ１０と、両者１０，１１の接合端部に挿設されて両者１０，１１を固定する一対のウェッジリング１２Ａ，１２Ｂと、ドラム胴体１１の両端面に固設されて一方のウェッジリング１２Ｂを押さえる押えリング１３とで構成されている。
【０００６】
図１０もドラムスリーブ１０をその内側のドラム胴体１１で支持する構造で、両者１０，１１の接合端部を隅肉溶接１４で接合させている。
【０００７】
図１１はドラムスリーブ１０をその内側のドラム胴体１１で支持する構造で、両者１０，１１の接触面全面を焼き嵌め１５にて接合させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図９に示すものにあっては、ドラムスリーブ１０の鋳造中の熱変形による軸方向の伸びをウェッジリング１２Ａ，１２Ｂの摩擦力だけで拘束してスリップを防止することは出来ず、ドラムスリーブ１０は軸方向に伸び、ドラム中心に対して軸方向に対称に伸びる保証はなく、よって一対の冷却ドラム１，１の端部間に軸方向のずれが生じ、サイド堰２との間の溶湯シールが不十分となる問題があった。
【０００９】
また、図１０に示すものにあっては、ドラムスリーブ１０の伸びを拘束する隅肉溶接１４部の耐久性が小さく、一旦どちらかの溶接部が破壊されるとドラムスリーブ１０は中心に対して軸方向に対称に伸びる事はなく、よって、一対の冷却ドラム１，１の端部間に軸方向のずれが生じ、サイド堰２との間の溶湯シールが不十分となる問題があった。
【００１０】
また、図１１に示すものにあっては、ドラムスリーブ１０とドラム胴体１１の接合部全面を締め付けることが出来るが、ドラムスリーブ１０の弾性変形内で最もきつく締め付けることが出来たとしても、鋳造中のドラムスリーブ１０の伸び力は接合面の摩擦力よりも強くなり、嵌合面でスリップし、またドラムスリーブ１０は中心に対して対称に軸方向に伸びる保証がなく、よって本構造でも一対の冷却ドラム１，１の端部間に軸方向のずれが生じ、サイド堰２との間の溶湯シールが不十分となる問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、冷却ドラムが高強度を保ったドラムスリーブを有することができて、冷却ドラムの疲労寿命を向上させることと、一対の冷却ドラムのドラムスリーブが互いに相対ずれを起こさないこととの２つを満足させる連続鋳造用冷却ドラムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る連続鋳造用冷却ドラムは、互いに反対方向に回転する一対の冷却ドラムとサイド堰とによって形成された湯溜りに、溶融金属を供給し、冷却ドラムの表面に接触させて冷却することにより凝固シェルを形成させて金属薄板を鋳造するドラム式連続鋳造機の冷却ドラムであって、前記冷却ドラムは、両側端部に軸部を有するドラム胴体と、該ドラム胴体の外周部に嵌装されたドラムスリーブとを有すると共に、前記ドラム胴体は、前記軸部を一体的に有して前記ドラムスリーブの端部にそれぞれ結合された一対のシャフト部材と、これらシャフト部材間に位置して当該シャフト部材とは接触しないで前記ドラムスリーブ内周面に焼き嵌めされたコア部材とに分割形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
また、前記ドラムスリーブとそれを内部から支持するコア部材との焼き嵌めにおいて、ドラム軸心方向中間部での締め代を端部の締め代より大きくしたことを特徴とする。
【００１４】
また、前記ドラムスリーブを内側から支持するコア部材のドラム軸心方向中間部の肉厚を端部の肉厚よりも厚くしたことを特徴とする。
【００１５】
また、前記ドラムスリーブの端部とシャフト部材とはボルトにより締結されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る連続鋳造用冷却ドラムを実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示す冷却ドラムの内部構造断面図、図２は同じく冷却ドラム端部の嵌合面での面圧分布の説明図である。
【００１８】
図１に示すように、冷却ドラム１は、両側端部に中空軸部１１ａを有するドラム胴体１１と該ドラム胴体１１の外周部に嵌装されたドラムスリーブ１０とを有すると共に、前記ドラム胴体１１は、前記中空軸部１１ａを一体形成して前記ドラムスリーブ１０の端部にそれぞれ接合された一対のシャフト部材１１Ａと、これらシャフト部材１１Ａ間に位置して当該シャフト部材１１Ａとは接触しないで前記ドラムスリーブ１０内周面に焼き嵌めされたコア部材１１Ｂとに分割形成される。
【００１９】
前記ドラムスリーブ１０は、溶体化処理後、冷間鍛造と時効処理を施し高強度となった材料（例えば銅合金等）を使用し、前記コア部材１１Ｂとは焼き嵌め１５にて接合させている。この時、ドラム軸心方向中間部での焼き嵌め接合面の締め代（クラウン付与による）を端部の締め代の約１．２倍としておく。
【００２０】
前記一対のシャフト部材１１Ａとドラムスリーブ１０との接合は、焼き嵌めとして、前記コア部材１１Ｂとドラムスリーブ１０との焼き嵌めの場合よりも締め代は小さ目にする。尚、シャフト部材１１Ａとコア部材１１Ｂは剛性材料（例えばステンレス鋼等）を使用する。
【００２１】
冷却水は一方のシャフト部材１１Ａの中空軸部１１ａから流入し、他方のシャフト部材１１Ａの中空軸部１１ａから排出される。そして、冷却ドラム１の内部では、冷却水は二系統の冷却水系をたどるようになっている。
【００２２】
その一つは、一方のシャフト部材１１Ａの中空軸部１１ａから流入した冷却水は、一方のシャフト部材１１Ａ内部の冷却水孔１７ａからドラムスリーブ１０内部の冷却水孔１８ｂへ導かれ、ここでドラムスリーブ１０に蓄熱された熱を奪った後、他方のシャフト部材１１Ａ内部の冷却水孔１７ｄ及び冷却水ジャケット１９ｂを通って他方のシャフト部材１１Ａの中空軸部１１ａから冷却ドラム外部へ排出される。
【００２３】
もう一つは、他方のシャフト部材１１Ａ内部の冷却水孔１７ｂからドラムスリーブ１０内部の冷却水孔１８ａへ導かれ、ここでドラムスリーブ１０に蓄熱された熱を奪った後、一方のシャフト部材１１Ａ内部の冷却水孔１７ｃ及び冷却水ジャケット１９ａを通り、更には冷却水配管２０を通って他方のシャフト部材１１Ａの冷却水ジャケット１９ｂに至り、ここから他方のシャフト部材１１Ａの中空軸部１１ａを通って冷却ドラム外部へ排出される。
【００２４】
これらの二系統の冷却水系は冷却ドラム１の円周方向に交互に配置するので、ドラムスリーブ１０内部の冷却水孔１８ａ，１８ｂを流れる冷却水は対向流となる。
【００２５】
このように構成されたドラム式連続鋳造機の冷却ドラム１によれば、ドラムスリーブ１０とコア部材１１Ｂは焼き嵌め１５によって接合させているので、鋳造中のドラムスリーブ１０とコア部材１１Ｂに熱膨張差によってせん断応力が大きくなり、接合面はスリップする。しかし、本構造はコア部材１１Ｂと一対のシャフト部材１１Ａとは別体で、かつ非接触とし、シャフト部材１１Ａの嵌合面長を短くしているので、鋳造中には図２に示すような面圧分布ｐが現れ、シャフト部材１１Ａの内側（ドラム軸心方向中間部側）の嵌合面がスリップし、外側はスリップしない。これにより、一対の冷却ドラム１の軸受けを基準にしてドラム端面の軸方向の相対ずれが無くなる。
【００２６】
また、ドラムスリーブ１０とコア部材１１Ｂのドラム軸心方向中間部での接合面の締め代を端部の締め代の約１．２倍としているので、前記中間部では端部よりも面圧抵抗が大きくなるのでスリップせず、ドラムスリーブ１０とコア部材１１Ｂの前記中間部を基準にして両端部がドラム１回転毎にわずかにすべることになり、コア部材１１Ｂ全体としの大きな移動は生じない。
【００２７】
［第２実施例］
図３は本発明の第２実施例を示す冷却ドラムの内部構造断面図である。
【００２８】
これは、焼き嵌めの締め代を大きくするコア部材１１Ｂのドラム軸心方向中間部の肉厚を端部より厚くし、大きな面圧抵抗を保つようにした例であり、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００２９】
［第３実施例］
図４は本発明の第３実施例を示す冷却ドラムの端部構造断面図である。
【００３０】
これは、ドラムスリーブ１０とシャフト部材１１Ａとの接合を、焼き嵌めからボルト２１による締結に変更した例である。これによれば、第１実施例と同様の効果に加えて、嵌合面の締め代を小さくできるため、シャフト部材１１Ａの着脱が容易であるという利点が得られる。
【００３１】
［第４実施例］
図５は本発明の第４実施例を示す冷却ドラムの端部構造断面図である。
【００３２】
これは、ドラムスリーブ１０とシャフト部材１１Ａとの接合を、溶接１４により行うようにした例である。これによれば、第１実施例と同様の効果に加えて、接合作業が容易かつ迅速に行えるという利点が得られる。
【００３３】
［第５実施例］
図６は本発明の第５実施例を示す冷却ドラムの端部構造断面図である。
【００３４】
これは、ドラムスリーブ１０をシャフト部材１１Ａとボルト２１結合された鋼製リング２３で支持するようにした例である。これによれば、第１実施例と同様の効果に加えて、シャフト部材１１Ａの材料選択に自由度があるという利点が得られる。
【００３５】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の発明によれば、互いに反対方向に回転する一対の冷却ドラムとサイド堰とによって形成された湯溜りに、溶融金属を供給し、冷却ドラムの表面に接触させて冷却することにより凝固シェルを形成させて金属薄板を鋳造するドラム式連続鋳造機の冷却ドラムであって、前記冷却ドラムは、両側端部に軸部を有するドラム胴体と、該ドラム胴体の外周部に嵌装されたドラムスリーブとを有すると共に、前記ドラム胴体は、前記軸部を一体的に有して前記ドラムスリーブの端部にそれぞれ結合された一対のシャフト部材と、これらシャフト部材間に位置して当該シャフト部材とは接触しないで前記ドラムスリーブ内周面に焼き嵌めされたコア部材とに分割形成されてなることを特徴とするので、一対の冷却ドラム端部の軸方向ずれを防止でき、溶湯洩れを未然に回避出来る。
【００３７】
また、請求項２の発明によれば、前記ドラムスリーブとそれを内部から支持するコア部材との焼き嵌めにおいて、ドラム軸心方向中間部での締め代を端部の締め代より大きくしたことを特徴とするので、前記中間部では端部よりも面圧抵抗が大きくなるのでスリップせず、ドラムスリーブとコア部材の前記中間部を基準にして両端部がドラム１回転毎にわずかにすべることになり、コア部材全体としの大きな移動は生じない。
【００３８】
また、請求項３の発明によれば、前記ドラムスリーブを内側から支持するコア部材のドラム軸心方向中間部の肉厚を端部の肉厚よりも厚くしたことを特徴とするので、請求項２の発明と同様の効果が得られる。
【００３９】
また、請求項４の発明によれば、前記ドラムスリーブの端部とシャフト部材とはボルトにより締結されることを特徴とするので、嵌合面の締め代を小さくできるため、シャフト部材の着脱が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す冷却ドラムの内部構造断面図である。
【図２】同じく冷却ドラム端部の嵌合面での面圧分布の説明図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す冷却ドラムの内部構造断面図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す冷却ドラムの端部構造断面図である。
【図５】本発明の第４実施例を示す冷却ドラムの端部構造断面図である。
【図６】本発明の第５実施例を示す冷却ドラムの端部構造断面図である。
【図７】一般的なドラム式連続鋳造機の斜視図である。
【図８】一対の冷却ドラムの表面が最も接近するキッシングポイントでの冷却ドラムの端部とサイド堰の摺動部を示す、図７のVIII−VIII矢視拡大断面図である。
【図９】従来例の冷却ドラムの内部構造断面図である。
【図１０】異なった従来例の冷却ドラムの端部構造断面図である。
【図１１】異なった従来例の冷却ドラムの端部構造断面図である。
【符号の説明】
１  冷却ドラム
１ａ  端面
１ｂ  端縁部
２  サイド堰
３  溶融金属
４  薄帯鋳片
５  セラミックス板
１０  ドラムスリーブ
１１  ドラム胴体
１１Ａ  シャフト部材
１１Ｂ  コア部材
１１ａ  中空軸部
１２Ａ  ウェッジリング
１２Ｂ  ウェッジリング
１３  押えリング
１４  隅肉溶接
１５  焼き嵌め
１７ａ〜１７ｄ  冷却水孔
１８ａ，１８ｂ  冷却水孔
１９ａ，１９ｂ  冷却水ジャケット
２０  冷却水配管
２１  ボルト
２２  溶接
２３  鋼製リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003831583.tif 000009
【図９】
0003831583.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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