[发明专利]连续铸造装置的冷却筒及其制造方法

说明书

本发明涉及双筒式连续铸造装置或单筒式连续铸造装置的冷却筒及其制造方法。

历来，在用单筒或用双筒连续铸造带状铸片的装置中，关于防止热变形而考虑的冷却筒的构造曾提出种种方案。

图6所示为根据日本专利特开平3-169461号而公开的“用于在单辊或双辊之间进行连续铸造的装置的辊”，即这种冷却筒的一例。

在该辊中与金属熔液接触的套筒7的中央部分与芯部6对接，并被侧板4和环状的夹紧部件3机械地约束着，芯部6通过其毂部1固定在转轴2上。在套筒7和芯部6的内部如图6的箭头所示流通着冷却液使套筒7冷却。

在上述辊中，由于套筒7被芯部6机械地约束着，在离开约束部的位置上有较大的热变形，并且，该热变形的程度随着铸造时间而增大。

这是因为，套筒7产生的热应力超过屈服应力，致使套筒7与芯部6的连接应力下降。另外，由于套筒7的热延伸而引起的套筒7与芯部6之间的滑动使两者的嵌合面磨掉，致使连接力慢慢下降，终于产生间隙。

因此，随着铸造时间决定铸片形状的冷却辊的热变形变大是一个缺点。

就冷却筒的工作而言，套筒7如用钢那样热传导率低的材料制成时只能用几分钟，如用铜合金那样热传导率高的材料制成时也只能用几小时便达到限度。而在该限度附近，热变形会超过1000μm，铸片的隆起的偏差也会超过±50μm，这也是一个缺点。

本发明的一个课题是要提供能消除前述在连续铸造装置的冷却筒中所看到的缺点而能充分防止热变形的冷却筒，从而提供能连续铸造出中央与两端板厚差小的高质量的带状铸片的冷却筒。

本发明的另一个课题是要使从金属熔液传导到冷却筒上的热传导小，同时使传导到冷却筒上的热迅速除去，并且，使冷却筒的耐蚀性和刚性提高来防止变形，使其寿命长。

本发明还有一个课题是要提供刚性高的并且能使从金属熔液传导来的热除去的具有冷却剂圆滑地流通结构的冷却筒。

本发明另外还有一个课题是要提供能使从金属熔液传导来的热迅速除去同时又能防止温度分布的不均一、具有这样的冷却剂流通构造的冷却筒。

另外，本发明还有一个课题是要提供使不同金属能用可靠性高的金相结构上的接合面来接合以便制出刚性高、难以发生变形并且寿命长的连续铸造装置用的制造方法。

本发明为了解决在连续铸造装置用冷却筒方面的上述课题，具有三层构造，一层是圆筒状的刚性材料，另一层是圆筒状的冷却用材料以其内周面嵌插在该刚性材料的外周面上，与该外周面在金相结构上接合，第三层是耐热材料，在上述冷却用材料的内部在其全圆周上贯穿设有沿上述冷却筒的轴向延伸的冷却孔，还具有上述各冷却孔的轴向两端与上述刚性材料的内周部连接的冷却剂通路，冷却用材料与刚性材料在金相结构上相接合，耐热材料为电镀形成的镀层。

这样，按照本发明的冷却筒采用的结构，具有刚性材料、在其外侧用金相结构接合的冷却用材料以及在其外周面上用电镀形成的耐热材料的三层构造，并且在其冷却用材料的内部贯穿设有许多冷却剂使用的冷却孔。这种冷却筒在使用时，先使冷却筒旋转，同时连续供给金属熔液，使它冷却面凝固，这样就能连续铸造出高质量的带状铸片。

这是因为，冷却筒上的耐热材料使金属熔液的显热和凝固热较少传导到冷却用材料上，而传导到冷却用材料上的上述的热由于冷却用材料冷却孔内流通的冷却剂将热传导出去使其温度较少上升，并且，冷却用材料上仅仅由于残留温度分布不均一而造成的热变形也由于刚性材料的约束而变小。

另外，本发明为了解决上述课题，上述刚性材料是由奥氏体系的不锈钢构成的，上述冷却用材料是由铜和铜合金两者中任一构成的，上述耐热材料是由镍、镍合金、钴、钴合金那样的单一镀层和镍-蒙脱土-铬那样的复合镀层中任一构成的。

按照本发明，上述刚性材料采用奥氏体系不锈钢、上述冷却用材料采用铜或铜合金、上述耐热材料采用上述的镍-蒙脱土-铬、镍和钴等金属，这些材料构成的冷却筒可以增加下列作用：刚性材料由于奥氏体系不锈钢的高耐蚀性可使寿命长久，由于其高杨氏模数在使用中可以提高刚性，增大对冷却用材料的约束力。

另外，采用铜或铜合金的冷却用材料由于其热导性提高，从辊表面的耐热材料传导来的热可被冷却剂迅速传导出去而冷却，使它的热变形减少。

另外，薄壁而热导率较低的镍-蒙脱土-铬、镍或钴等金属制成的耐热材料，在连续铸造时高温方面的消耗可以减少，金属熔液的显热和凝结热传导到冷却用材料上的数量亦可减少。