JP2000176614A - 金属の連続鋳造鋳型用不活性化装置 - Google Patents

金属の連続鋳造鋳型用不活性化装置

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JP2000176614A
JP2000176614A JP11312828A JP31282899A JP2000176614A JP 2000176614 A JP2000176614 A JP 2000176614A JP 11312828 A JP11312828 A JP 11312828A JP 31282899 A JP31282899 A JP 31282899A JP 2000176614 A JP2000176614 A JP 2000176614A
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tundish
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liquid metal
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JP11312828A
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Eric Perrin
ペラン エリック
Cosimo Salaris
サラリ コジモ
Edouard Weisseldinger
ヴェセルダンジェ エドゥアール
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Forges et Acieries de Dilling SA
Ascometal SA
Sollac SA
Ugitech SA
Sogepass
Original Assignee
Forges et Acieries de Dilling SA
Ascometal SA
Sollac SA
Ugine Savoie Imphy SA
Sogepass
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/106Shielding the molten jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳型6に液体金属のジェット5を供給するタ
ンディッシュ1の下側に配置された金属の連続鋳造用鋳
型6内に注入された液体金属2の自由表面17を取り囲
む空間27を不活性化する装置。 【解決手段】ガス透過性の柔軟な材料で作られた膨張自
在な環状メンブレン19と、このメンブレン19の内部
に不活性ガスを供給する少なくとも1つのチューブ2
1、22と不活性ガスをメンブレン19の内部へ流出さ
せる出口孔23、24とを備えた、メンブレン19の内
部に収容された管状支持部品20と、流出ジェット5を
囲んだ状態でメンブレン19を固定する手段と、不活性
ガスを入口21、22へ供給してメンブレン19を膨張
させ、タンディッシュ1の底部3と鋳型6の上側リム2
6とに同時に密封接触した状態を維持する手段とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼等の金属の連続鋳
造鋳型に関するものであり、特に、鋳型内の液体金属を
大気との化学反応から保護する装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造用プラントは無底の鋳型を
備えている。この鋳型の壁は銅またはその合金等熱伝導
性のよい材料で作られ、その内部は循環水で強制冷却さ
れている。液体鋼は鋳型上にある「タンディッシュ」と
よばれる容器から鋳型に連続して導入され、そこで凝固
され、鋳型内壁の間で固体シェルとなる。製品はその形
や寸法によってスラブ、ブルームまたはビレットとよば
れ、連続して鋳型から取り出され、水噴射による外部冷
却によって鋳型の外で完全凝固される。
【0003】鋳型を通る液体金属を大気から遮断して窒
素含有量の増加を防ぎ、酸化含有物の形成を防ぐ必要が
ある。そのため、大抵の場合、タンディッシュから出た
液体金属ジェットは断熱材料で作られたチューブで保護
されている。このチューブの下端部は鋳型内で金属浴中
に含浸している。また、鋳型内の液体金属の自由表面は
一般に「被覆粉末」よよばれる酸化物をベースにした粉
末で被覆されている。この粉末は多くの機能を有し、大
気から鋼を保護するだけでなく、表面からの放熱を阻止
して金属からの熱損失を減少させる。さらに、凝固シェ
ルと鋳型との間に浸入して鋳型/製品の接触面を潤滑
し、製品の抜き出し時に凝固シェルが破断しないように
する役目もする。製品の抜き出しを容易にするために鋳
型に垂直振動、必要な場合には超音波振動を加えること
もできる。
【0004】しかし、被覆粉末が使用できない場合があ
る。すなわち、鋳造される製品小さく、遮断チューブを
使用するとチューブと鋳型との間に凝固金属の「ブリッ
ジ」が形成される危険性がある場合がある。この場合に
は金属ジェットを大気中に露出した状態で鋳造しなけれ
ばならないが、被覆粉末で被覆した表面へ加わる衝撃に
よって被覆粉末が金属中へ随伴され、それによって製品
の汚染が深刻になる。そのため、被覆粉末を用いずに、
金属表面上または壁/凝固シェル接触面へ例えば鋳型の
壁を通して液体潤滑剤を供給して鋳型/製品の接触面を
潤滑することが行われている。油脂の燃焼によって大気
中の酸素含有量が減少する。しかし、金属を再酸化から
完全に遮断することはできない。そのため、一般にはア
ルゴンまたは窒素(窒素含有率が高くても品質に影響の
ない場合)をジェットの周囲および液体金属の自由表面
上に吹き込んで不活性化している。この保護雰囲気の密
閉性を改良するためタンディッシュの底と鋳型上端部と
の間を耐熱性ファイバー製の蛇腹で連結する方法が知ら
れている。蛇腹の柔軟性によって鋳型を垂直方向に振動
させることができる。この垂直運動の振幅は数10mm
の高さにすることができるが、この遮断方法は金属が再
酸化するのを十分に防止できず、十分な方法ではないこ
とが経験から分かっている。金属表面近くの酸素含有率
は3%以下になることもあるが、この含有率でもまだ高
すぎる。金属の過剰な酸化で酸化物介在物が形成され、
金属表面に堆積したものは運転者が定期的に手で除去し
なければならない。しかし、鋳型の周りを外気から絶縁
する蛇腹を用いると、この除去ができない。沈殿しない
酸化物の場合には金属内部に残ってその品質を下げ原因
となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
装置より効率良く鋳型内の液体金属浴の表面を外気から
不活化する装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の対象は、鋳型に
液体金属のジェットを供給するタンディッシュの下側に
配置された金属の連続鋳造用鋳型内に注入された液体金
属の自由表面を取り囲む空間を不活性化する装置におい
て、膨張状態の厚さが鋳造中の鋳型の上側リムとタンデ
ィッシュの底部との間の最大距離より大きい、ガス透過
性の柔軟な材料で作られた膨張自在な環状メンブレン
と、このメンブレンの内部に不活性ガスを供給する少な
くとも1つのチューブと不活性ガスをメンブレンの内部
へ流出させる出口孔とを備えた、メンブレンの内部に収
容された管状支持部品と、流出ジェットを囲んだ状態で
メンブレンをタンディッシュの底部上または鋳型の上側
リム上に固定する手段、不活性ガスを入口へ供給してメ
ンブレンを膨張させ、タンディッシュの底部と鋳型の上
側リムとに同時に密封接触した状態を維持する手段と、
を備えることを特徴とする装置にある。
【0007】以下の説明から理解できるように、本発明
ではタンディッシュの底部と鋳型の上端部との間に加圧
ガスによって膨張された環状シールが配置される。この
シールは耐熱性材料で作られ、十分にガス透過性(好ま
しくはその天然の多孔質効果による)で、シールから流
出したガスがシール、タンディッシュの底部および鋳型
の上側リムで画定された空間(この空間内に流出ジェッ
トと鋳型に注入される液体金属の自由表面が配置され
る)を満たす。このシールはタンディッシュの底部また
は鋳型の上側リムに固定され、膨張した状態では上記空
間が最大幅になった時(すなわち振動サイクルで鋳型が
最も低い位置に来た時)でもタンディッシュと鋳型との
間の空間を満たすのに十分な厚さを有する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は添付図面を参照した以下
の説明からより明瞭に理解できよう。図面は金属の連続
鋳造用機械に設けた本発明装置を前方から見た断面図で
ある。図面は鋼ビレットの連続鋳造用プラント上部を概
念図で、従来装置と同様に、液体鋼2を収容するタンデ
ィッシュ1(底部3のみが表されている)を有してい
る。液体鋼2がタンディッシュ1の底部3に取り付けら
れた所定寸法のノズル4を通って流れ、流出ジェット5
を形成する。流出ジェットは無底鋳型6の内部空間中を
通る。鋳型の壁7、8、9は溝中(図示せず)を循環す
る水によって内部から強制冷却されている。鋳型6内の
液体鋼2は壁7、8、9に対して次第に凝固し、鋳造製
品11の外部シェル10を形成する。鋳造製品11は公
知手段(図示せず)によって鋳型6から抜き外される。
鋳型6から出た製品の冷却を加速するためにノズル1
2、13、14、15を介して水が噴霧される。鋳型6
内の液体鋼2の表面17は潤滑油の層16で被覆され
る。鋳型6には公知手段(図示せず)によって矢印18
で示す垂直振動が加えられる。この振動の振幅は数mm
〜数cmであり、周波数は数Hzである。公知のように
壁7、8、9に形成した孔を介して種々の壁7、8、9
/シェル10接触面に潤滑油を供給することができる。
【0009】本発明の連続鋳造プラントは、流出ジェッ
ト5と鋳型6内の液体鋼2の表面17とが大気等の反応
性雰囲気に露出しないようにするための不活性化装置を
備えている。この装置は下記(a)〜(c)を有している: (a) 約800〜900℃の温度に耐えられる柔軟な多
孔質断熱材料で作られた膨張自在な環状メンブレン1
9、(b) このメンブレン19内部に収容された管状金
属支持部品20(アルゴン、窒素等の不活性ガスを内部
に供給する直径2、3mmの孔23、24を有するパイ
プ21、22を備え、不活性ガスはこれらの孔を通って
メンブレン19の内部に流出し、メンブレンを膨張さ
せ、流出ジェット5と鋳型6内の液体鋼2の表面17と
を取り囲む空間を不活性化する)、(c) メンブレン1
9および支持部品20の上部が固定される環状プレート
25(環状プレート25自体は、メンブレン19が流出
ジェット5を取り囲むように、タンディッシュ1の底部
3に固定される)。
【0010】メンブレン19には従来手段(図示せず)
によって円環体に近い形になるような流れおよび圧力条
件下でパイプ21、22から不活性ガスが吹き込まれ、
膨張する。メンブレンの寸法は膨張した状態でタンディ
ッシュ1が振動サイクルで鋳型6から最大に離れた距離
にある時にでもOリング形のシールで鋳型6の上側リム
とタンディッシュ1の底部3の間の空間を密閉状態に維
持するように設計されている。メンブレン19はその内
部圧力によって鋳型6の上側リムが振動運動しても鋳型
6の上側リム26と常に柔軟に密封接触状態を維持す
る。
【0011】多孔質メンブレン19であるので、メンブ
レンを膨張させたガスの一部はメンブレン19の内部空
間から流出し、流出ジェット5と鋳型内の液体金属2の
表面17との雰囲気を不活性化する。特に、プレート2
5とタンディッシュ1の底部3との間の接触部が十分に
密封されていれば、空間27内にはこの中の液体金属2
を深刻な再酸化から防止するのに十分低い酸素含有量
0.5%が得られる。実際に、浴17の表面上で酸素物
が形成されることはなく、従って、この表面17を定期
的に掃除する必要はなくなる。
【0012】
【実施例】メンブレン19としては多孔度が例えば70
%の8mm厚さのグラファイトをベースにした断熱フェ
ルトを用いることができる。商業的に入手可能な帯状フ
ェルトを巻いて管状にし、縫合または接着によって母線
に沿って密閉し、閉じて環状にする。メンブレン19を
膨張させるために1バールの圧力の窒素を毎分150N
l注入する。このガス注入によってメンブレン19の熱
劣化を防ぐのに十分なだけ冷却が行える。
【0013】必要に応じて、メンブレン19は空間27
の外部に面した部分をガス不透過性材料で被覆し、メン
ブレン19から出るガスが全て空間27に導入されるよ
うにできる。変形例では、プレート25の厚さを厚く
し、それに透明な窓を組み込み、この窓を介して鋳型内
の液体金属2の表面17を目視できるようにし、表面1
7を視覚的に観察するカメラ、その他の任意装置を備え
た表面17の水位を調整する装置を使用できるようにす
る。
【0014】他の変形例ではプレート25をタンディッ
シュ1の底部3ではなく鋳型6の上側リム26に固定す
る。もちろん、プレート25はメンブレン19を固定す
る手段の一例にすぎず、同じ機能を有する他の任意のタ
イプの固定手段を用いることができる。本発明の装置は
液体金属を遮断する効果の他に、取り付けが容易で、使
用し易いという利点がある。特に、通常生じる可能性の
あるタンディッシュ1の高さの変動(数mm)を極めて
良く吸収する。
【0015】本発明装置は振動鋳型の代わりに超音波を
用いた高周波低振幅鋳型およびこれらの運動が従来の振
動に重畳される鋳型を用いることができる。本発明装置
は液体金属の表面を維持する断熱材料で作られた供給ヘ
ッドを有する鋳型の場合にも利用できる。本発明装置は
流出ジェット5が断熱材料のチューブで保護される場合
にも使用できる。また、任意の形状の製品の鋳造に利用
可能であり、鋼以外の金属の連続鋳造にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 鋼ビレットの連続鋳造用プラントの上部概念
図。
【符号の説明】
1 タンディッシュ 2 液体金属 3 タンディッシュの底部 5 流出ジェット 6 鋳型 7、8、9 鋳型の壁 17 液体金属の自由表面 19 メンブレン 26 上側リム
フロントページの続き (71)出願人 594114396 ユージヌ−サボワ イムフィ フランス国 73400 ユージヌ アヴニュ ポール ジロ(番地なし) (71)出願人 590002932 ソラック SOLLAC フランス共和国 92800 ピュトオー, ラ・デファンス 7,クール・ヴァルミー 11/13, インムーブル“ラ・パシフィ ク" (71)出願人 594170381 ソシエテ アノニム デ フォルジュ エ アシエリー ドゥ ディラン(ソシエテ アノニム) ドイツ連邦共和国 66748 ディリンゲン −サッレ(番地なし) (72)発明者 エリック ペラン フランス国 13090 エク サン プロバ ンス シュマン ドュ ピュイ ドュ ロ ワ 115 ヴィラ ニュメロ 1 レ オ ドゥ スロニ (72)発明者 コジモ サラリ フランス国 57158 モンテイニ レ メ ッツ リュ エルクマン シャトリアン 24 (72)発明者 エドゥアール ヴェセルダンジェ フランス国 57730 ロンバ ルウト ド ウ ロスランジュ(番地なし)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型(6)に液体金属のジェット(5)
    を供給するタンディッシュ(1)の下側に配置された金
    属の連続鋳造用鋳型(6)内に注入された液体金属
    (2)の自由表面(17)を取り囲む空間(27)を不
    活性化する装置において、 膨張状態の厚さが鋳造中の鋳型(6)の上側リム(2
    6)とタンディッシュ(1)の底部(3)との間の最大
    距離より大きい、ガス透過性の柔軟な材料で作られた膨
    張自在な環状メンブレン(19)と、 このメンブレン(19)の内部に不活性ガスを供給する
    少なくとも1つのチューブ(21、22)と不活性ガス
    をメンブレン(19)の内部へ流出させる出口孔(2
    3、24)とを備えた、メンブレン(19)の内部に収
    容された管状支持部品(20)と、 流出ジェット(5)を囲んだ状態でメンブレン(19)
    をタンディッシュ(1)の底部(3)上または鋳型
    (6)の上側リム(26)上に固定する手段と、不活性
    ガスを入口(21、22)へ供給してメンブレン(1
    9)を膨張させ、タンディッシュ(1)の底部(3)と
    鋳型(6)の上側リム(26)とに同時に密封接触した
    状態を維持する手段と、を備えることを特徴とする装
    置。
  2. 【請求項2】 メンブレン(19)がグラファイトをベ
    ースにした断熱フェルトで作られている請求項1に記載
    の装置。
  3. 【請求項3】 メンブレン(19)が鋳型(6)内の液
    体金属(2)の自由表面(17)を取り囲む空間(2
    7)の外部に面した部分がガス不透過性材料で被覆され
    ている請求項1または2に記載の装置。
  4. 【請求項4】 多孔質プレート(25)が鋳型(6)内
    の液体金属(2)の自由表面(17)を目視加納な透明
    材料で作られた窓を有する請求項1〜3のいずれか一項
    に記載の装置。
JP11312828A 1998-09-28 1999-09-28 金属の連続鋳造鋳型用不活性化装置 Withdrawn JP2000176614A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9812128 1998-09-28
FR9812128A FR2783732B1 (fr) 1998-09-28 1998-09-28 Dispositif d'inertage pour lingotiere de coulee continue des metaux

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JP (1) JP2000176614A (ja)
KR (1) KR20000023354A (ja)
AT (1) ATE256517T1 (ja)
BR (1) BR9904398A (ja)
CA (1) CA2284375A1 (ja)
DE (1) DE69913631T2 (ja)
ES (1) ES2213337T3 (ja)
FR (1) FR2783732B1 (ja)

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DE69913631D1 (de) 2004-01-29
CA2284375A1 (fr) 2000-03-28
KR20000023354A (ko) 2000-04-25
FR2783732A1 (fr) 2000-03-31
ATE256517T1 (de) 2004-01-15
EP0990474A1 (fr) 2000-04-05
EP0990474B1 (fr) 2003-12-17
DE69913631T2 (de) 2004-12-23
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ES2213337T3 (es) 2004-08-16

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