(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、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、サイド堰に接触する端面に、外周面から１〜２０mmの範囲に幅が０．１〜５mmで端面側で開口する潤滑溝を周方向に形成し、この潤滑溝に潤滑剤を充填してサイド堰との摺動面間に潤滑剤を介在させるように構成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。
【請求項２】
潤滑溝が、周方向で１〜５００mm間隔で配置した仕切壁で部分的に仕切られ、周方向で部分連通した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】
仕切壁が周方向に鋸刃状に形成されたことを特徴とする請求項２記載の双ドラム式薄板連涜鋳造装置用の冷却ドラム。
【請求項４】
潤滑溝が周方向に対して１〜９０度の角度をなす方向に配設されたことを特徴とする請求項１又は２記載の双ドラム式連続鋳造装置用の冷却ドラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【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１２に示されるように、回転する一対の冷却ドラムｌａ、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・一体化して薄板鋳片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又はＣｕ合金によって形成され、図１３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碓保するために、内部に冷却構造１４を備えたものである。
【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６−３３６７５１号公報では、冷却ドラムの端面に、高強度、耐摩耗性およぴ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おり、また、特開平６−３１８０４１号公報には、冷却ドラムとサイド堰の摺動面を自己潤滑性のある材料で形成したり、この摺動面になんらかの潤滑性剤を供給することが普通である旨の記載がある。
【０００６】
しかし、従来公知の潤滑構造においては、用いられてい潤滑剤は、粉体または固形のものであるため、潤滑膜を均一に形成することが難しく、安定した潤滑性を確保することは困難である。このため、この摺動面での変形・摩耗を十分に抑制することができず不均一な隙間が形成される結果、シール性の安定確保ができず、この摺動面に溶鋼が侵入・凝固して、安定した連続鋳造操業を困難にするという不都合を生じることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、冷却ドラム端面とサイド堰との摺動面での潤滑性の安定を確保して、上記した従来のような問題点を有利に解決し、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、互いに反対方向に回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、サイド堰に接触する端面において、外周面から１〜２０mmの範囲に幅が０．１〜５mmの潤滑溝を周方向に形成し、この潤滑溝に潤滑剤を充填してサィド擾との摺動面間に潤滑剤を介在させるように構成したことを特徹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、潤滑溝が周方向で１〜５００mm間隔で配置した仕切壁で部分的に仕切られ、周方向で部分連通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。
第三の発明は、第二の発明において仕切壁が周方向に鋸刃状に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。
第四の発明は、第一又は第二の発明において、潤滑溝が周方向に対して１〜９０度の角度をなす方向に配設されたことを特徴とするドラム式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】
本発明の冷却ドラムにおいては、サイド堰との摺動面に、使用状態で半固体または液体で、３００℃の温度で粘度が１０cSt 程度であり潤滑機能を有する、例えば、高融点ワックス、水ガラス、高粘度油（以下、これらのものを、ここでは「潤滑剤」という。）を用いることを前提とするものであり、この潤滑剤を冷却ドラム側に充填するものである。
【００１０】
そのために、本発明の冷却ドラムに、潤滑剤を充填する潤滑溝をサイド堰と接触する端面において、周方向あるいは周方向に対して一定の角度をなす方向に形成するものである。この潤滑溝は、冷却ドラム端面の外周面から１〜２０mm離れた位置に形成して、この潤滑溝の潤滑剤と溶鋼とが直接接触しないように配置する。
【００１１】
また、この潤滑溝は、充填した潤滑剤を端面側に露出する開口を形成したものであり、上下方向に１〜３条配設するものであり、周方向に連続するものでもよいが、潤滑剤を安定供給（均一保持）し、サイド堰に安定接触させるためには、部分的に不連続性を持たせることが有効である。
【００１２】
例えば、周方向で１〜５００mm間隔で配置した仕切壁で部分的に仕切り、周方向で部分的に連続させ、潤滑剤が周方向で途切れないようにすることが有効である。この仕切壁は、直壁でもよいが端面に対して傾斜面を有するものであれば、この傾斜面で潤滑剤をより安定的に、かつ円滑に供給することができる。
【００１３】
なお、潤滑溝の幅は、０．１〜５mmであることが好ましい。０．１mm未満では潤滑膜を十分にかつ均一に形成することができない。周方向溝において５mm超の場合には、潤滑剤を過剰に使用することになり不経済であるし、潤滑剤の落下、あるいは冷却ドラムの端部強度低下の不都合を生じやすくなるので、好ましくない。
【００１４】
また、図９（ａ）にも示すように、潤滑溝が周方向に対してなす角度αが１度未満の場合は、ほぼ周方向溝と同じ作用をなす。また、αが９０度超の角度をなす方向に配設されている場合は、溶鋼や地金がドラム端部摺動面に侵入した場合に、ドラムの摺動によって該溶鋼や地金をドラム内径側に誘導する作用が働くという問題があり、好ましくない。従って、角度αは１〜９０°の範囲が望ましい。
【００１５】
【実施例】
以下に本発明の冷却ドラムの構造例を図１〜図１１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ｘが１〜１０mm、高さｈが１〜２０mmの突出部１ｔがリング状に形成され、この突出部１ｔの端面１ｐ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１４を備えたものである。
【００１６】
本発明では、例えば、上記のような冷却ドラム１ａにおいて、端面部に、図２およぴ図３に示すように、外周面から５mmの位置から軸ｌｓ側に幅ｂが１mm、深さｄが２mmの周方向に連続するリング状の潤滑溝７を形成したものである。本発明では、この潤滑溝７に潤滑剤８を充填し、この潤滑剤８をサイド堰２との間の摺動面に介在させることにより、潤滑機能とシール機能を安定確保するものである。
【００１７】
なお、潤滑溝７への潤滑剤８の充填は、例えば図４（ａ）に示すように、サイド堰２以外の冷却ドラム１ａの端面近くに充填装置９を位置調整可能に配置し、冷却ドラム１ａが回転状態で潤滑溝７の全体に潤滑剤８を適時、適量充填することができる。
【００１８】
また、図４（ｂ）に示すように、冷却ドラム１ａの端面に、潤滑溝７に続く潤滑剤の供給口１３を配置し、冷却ドラム端面の中心近傍に配設した潤滑剤加圧供給装置によって、該供給口１３から端面の潤滑溝７に潤滑剤８を供給充填することにより、より好ましく潤滑剤を充填することができる。
【００１９】
図５および図６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、例えば、冷却ドラム１ａの端面部に、外周面から５mmの位置から軸１ｓ側に幅ｂが５mm、深さｄが５mmの、周方向に仕切壁１０で仕切られた多数の潤滑溝７ａを形成したものである。
この例では、潤滑溝７ａを仕切壁１０で仕切ることにより、潤滑剤８の充填、・保持を安定させ、かつ、潤滑剤８をサイド堰２との間の摺動面に均一に介在させることにより、潤滑機能とシール機能を安定確保するものである。
【００２０】
なお、図５および図６の例では、潤滑溝７ａが独立しているので、充填装置９は、位置調整可能に配置するとともに、簡潔充填できるように充填パターンを採用してもよいが、仕切壁７ａを極力薄くすれば、連続充填することができる。
【００２１】
図７および図８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、例えば、冷却ドラム１ａの端面部に、外周面から１０mmの位置から軸１ｓ側に幅ｂが０．１mm、深さ２mmの、周方向に仕切壁（山部）１１と谷部１２により潤滑溝７ｂを形成したものである。
【００２２】
ここでは、潤滑溝７ｂは、図７（ｂ）に示すように、仕切壁１１で周方向に周期的に変化し、谷部１２の最深部で２mm、仕切壁１１の頂点の最浅部は突出部１ｔの端面とほぼ同じになる、鋸刃状に形成したものである。この例では、この鋸刃状の潤滑溝７ｂとして、その仕切壁部１１で仕切ることで、潤滑剤８の供給能力を向上させる。
【００２３】
なお、この例では、潤滑溝７ｂは仕切壁１１により仕切られているので、充填装置９で連続充填することができるが、間欠充填できるように充填パターンを採用してもよい。なおまた、上記の例で仕切壁１０、１１を設けた場合に、仕切壁間を端面側または内部側で部分的に連通させるようにしてもよい。
【００２４】
図９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、例えば、冷却ドラム１ａの端面部に、外周面から２mmの位置から軸１ｓ側に半径方向長さｈ′が６mm、幅ｂが１mm、深さｄが１mmの潤滑溝７ｃを、周方向に対して角度αが４５度の方向になるように形成したものである。ここでは、潤滑溝７ｃは、図９（ａ）に示すように、冷却ドラム突出部１ｔの表面に一定間隔ｐを約２０mmとなるように形成されている。
【００２５】
この潤滑溝配置によって、少量の潤滑剤を半径方向の幅ｈ′の部分に均等に供給することが可能となる。また、潤滑溝が周方向に対して角度をもって形成されていることにより、ドラム端部の摺動方向が図９（ａ）の矢印で示す方向の場合、潤滑剤が外周面すなわち溶鋼の漏出を防ぐ方向に流れようとする作用が生じ、シール機能をより好ましく安定化することが出来る。
なお、上記の例で、潤滑溝が形成されている間の部分に周方向の溝を配設し、端面側または内部側で潤滑溝７ｃを部分的に連通させるようにしてもよい。
【００２６】
図１０、図１１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。図１０の例では、例えば、冷却ドラム１ａの端面部に、外周面から２mmの位置から軸１ｓ側に半径方向長さｈ′が６mm、幅ｂが３mm、ｂ′が２mm、深さｄが１mmの潤滑溝７ｄを、半径方向に形成したものである。ここでは、潤滑溝７ｄは、図１０（ａ）に示すように、冷却ドラム突出部１ｔの表面に一定間隔ｐを約１０mmとなるように形成されている。
【００２７】
この潤滑溝配置によって、少量の潤滑剤を半径方向の幅ｈ′の部分に均等に供給することが可能となる。また、ドラム端部の摺動方向が図１０（ａ）の矢印で示す方向の場合、潤滑溝７ｄにおいて、潤滑剤の出口向きの斜面が緩やかであるため、潤滑剤をサイド堰２との間の摺動面により良好な状態で供給することが出来る。
【００２８】
なお、潤滑剤の出口向きに緩やかな斜面を形成するために、図１１（ａ）に示すように、潤滑溝７ｅの形状を、一般に機械加工が容易な半円形の形態としてもよい。また、上記の例で、潤滑溝が形成されている間の部分に周方向の溝を配設し、端面側または内部側で潤滑溝７ｄ又は７ｅを部分的に連通させるようにしてもよい。
【００２９】
またさらに、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、潤滑溝形成条件（形状、サイズ、間隔、仕切壁間の連通の有無、連通形状、配置数）、潤滑剤の種類（特性）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、本発明の講求項の範囲内で変更し得るものである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明においては、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、冷却ドラム端面部に潤滑溝を設けて、この潤滑溝に潤滑剤を充填して冷却ドラムとサィド堰間の摺動面に潤滑剤を介在させようにしたので、この摺動面での潤滑性およびシール性の安定を確保して、長期にわたって安定した連続鋳造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する冷却ドラムの端部構造例を示ず側断面説明図。
【図２】本発明に係る冷却ドラムの端部構造例を示す側断面説明図。
【図３】図２のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。
【図４】（ａ）は、図２で用いる潤滑剤充填装置と配置例を示す一部断面側面説明図。（ｂ）は、図２で用いる他の潤滑剤供給装置と配置例を示す一部断面側面説明図。
【図５】本発明に係る冷却ドラムの他の端部構造例を示す側断面説明図。
【図６】図５のＢａ−Ｂｂ矢視断面説明図。
【図７】（ａ）図は、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。（ｂ）図は、（ａ）図の潤滑溝部におけるＤａ−Ｄｂ矢視・周方向一部断面面説明図。
【図８】図７のＣａ−Ｃｂ矢視断面説明図。
【図９】（ａ）図は、本発明の冷却ドラムの他の端部構造例を示す説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の潤滑溝部におけるＥａ−Ｅｂ矢視・周方向一部断面面説明図。
【図１０】（ａ）図は、本発明の冷却ドラムの他の端部構造例を示す説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の潤滑溝部におけるＦａ−Ｆｂ矢視・周方向一部断面面説明図。
【図１１】（ａ）図は、本発明の冷却ドラムの他の端部構造例を示す説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の潤滑溝部におけるＧａ−Ｇｂ矢視・周方向一部断面面説明図。
【図１２】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。
【図１３】図９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Ａ−Ａ面における側断面説明図。
【符号の説明】
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、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ  潤滑溝
８  潤滑剤
９  潤滑剤充填装置
１０  仕切壁
１１  仕切壁（山部）
１２  谷部
１３  潤滑剤供給口
１４  冷却構造
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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