JP2005522330A - 鋼ストリップの鋳造 - Google Patents

Abstract

ロール鋳造機（１１）の製造する薄鋼ストリップ（１２）が、鋳造ロール（２２）の鋳造ロール表面（２２Ａ）に形成され、鋳造表面（２２Ａ）に隣接する第１包囲部（３７）を通り、オプションで第２包囲部（６１）をその後通る。包囲部（３７）及び／又は包囲部（６１）に取付けることができ、噴霧ノズル（７１，７２）及び／又は（６７，６８）は、液体水が鋼ストリップ（１２）及び鋳造表面（２２Ａ）と接触するのを防ごうとしながら、隣接するストリップ（１２）に微細な水ミストを噴霧して包囲部（３７）内に水素ガスを生じさせるよう操作可能である。水素ガスを包囲部（６１）でのみ生じさせる場合、２つの包囲部（３７，６１）を相互連結して、ガスが包囲部（６１）から包囲部（３７）へと流れるようにできる。包囲部（３７）及び包囲部（６１）（備えられている場合）をシールし、正圧及び周囲の雰囲気より低い酸素レベルを維持し、水素ガスがあることによって、包囲部（３７）及び包囲部（６１）（備えられている場合）のストリップにスケールが形成するのを減少させる。

Description

本発明は、ストリップ鋳造機、特に双ロール鋳造機における鋼ストリップの連続鋳造に関する。

双ロール鋳造機では、内部が冷却された、相互回転する一対の水平鋳造ロール間に溶融金属を導入することにより、動いているロール表面上に金属殻を凝固させ、ロール表面の間のロール間隙にて金属殻を合体させ、凝固ストリップ品を製造してロール間隙から下方に送給する。本明細書では、「ロール間隙」(nip)という語を鋳造ロール同士が最も接近する領域全般を示すものとして用いる。溶融金属は取鍋から小容器へと注がれ、そこからロール間隙上方に位置する金属供給ノズルに流れて、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持され、ロール間隙の長さ方向に延びる溶融金属の鋳造溜めを形成する。この鋳造溜めは、鋳造溜めの両端からの溢流を堰き止めるよう、通常、鋳造ロール端面に摺動係合保持された側部板又は側部堰間で限定されるが、電磁バリヤ等の代替手段も提案されている。

双ロール鋳造機で鋼ストリップを鋳造する場合, ストリップは１４００℃台の超高温でロール間隙を出て、斯かる高温での酸化により非常に急速なスケール形成を被ることがある。そのようなスケール形成は鋼製品の大きなロスとなり得る。例えば、１．５５ｍｍ厚のストリップの３％（典型的なスケール厚は２３ミクロン)がストリップ冷却時の酸化により失われてしまうことがある。更に、そうしたスケール形成があるため、更なる処理をする前に、酸洗いによってストリップを脱スケールしてロールイン・スケール(rolled-in scale)のような表面品質の問題を避ける必要が生じ、余計な複雑さ、費用及び環境面での大きな問題を惹き起こす。高温ストリップ材料をストリップ鋳造機と同ラインの圧延機に直接通し、それからランアウトテーブルへと移して、ランアウトテーブル上で巻取り温度に冷却してから巻取る等もできるが、ストリップ鋳造機から出てきた高温ストリップ材料のスケール形成は非常に急速に進むので、脱スケール装置を据え付けてストリップがインライン圧延機に入る直前に材料を脱スケールすることが必要となり得る。ストリップを熱間圧延せずに巻取り温度に冷却する場合でも、巻取り前に又は後処理段階で、ストリップを脱スケールすることが一般に必要である。

双ロール鋳造機から出てくるストリップが急速にスケール形成する問題を扱うために、新たに形成されたストリップを、シールされた包囲部又は一連の斯かる包囲部で包囲して、鋳造ストリップの酸化を妨げるために制御された雰囲気を維持することが提案されている。制御された雰囲気は、シール包囲部又は一連の包囲部を非酸化ガスで満たすことによって生み出し得る。そのようなガスは、窒素又はアルゴンのような不活性ガス或いは燃料バーナからの排気ガスとすることができる。

アメリカ特許第５７６２１２６号 アメリカ特許第５８１６３１１号 国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ００／０１４７８号

アメリカ特許第５７６２１２６号は、高温ストリップを酸素に晒すのを制限する比較的安価で且つエネルギ効率のよい代替的方法を開示する。ストリップを包囲部に通し、そこではスケール形成により雰囲気から酸素が抜き取られる。包囲部は、包囲部雰囲気への酸素の侵入を制御し、スケール形成の程度を制御するよう充分にシールされる。この操作方法では、急速に定常状態へ到達可能であり、包囲部に非酸化ガス又は還元ガスを供給する必要なしに、スケール形成が低レベルとなる。

アメリカ特許第５８１６３１１号は、チャンバを下流側に備え、そこでノズル群によって急冷媒体をストリップに噴霧することにより、スケール形成の程度を制御する方法を開示する。急冷媒体とは、メチルアルコール、水、或いはメチルアルコールとその他の急冷媒体（室温で液体）との混合物であった。水が溶解酸素を含んでおり、水（蒸気）が酸素と水素に分解すると更に酸化がすすむので、窒素雰囲気内で水噴霧すると受容できないレベルの酸化になるであろうと予想された。しかしながら、アメリカ特許第５８１６３１１号で開示されているように、驚くべきことに予想に反して、ストリップ上の酸化物の厚みを０．５ミクロン未満に制限できることが判明した。更に驚くべきことに、これらの酸化物のレベルが、酸洗いせずに冷間圧延し、ストリップを金属被覆することに耐えられることが判明した。しかしながら、こうした鋼ストリップの急冷却は、鋼ストリップを不均一に冷却することになって、ストリップに応力等の欠陥をもたらすことが判明した。

アメリカ特許出願第１０/１２１，５６７号の基礎となる国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ００／０１４７８号は、高温鋳造鋼ストリップが通る下流側の包囲部内に微細ミスト噴霧で水を導入して蒸気を発生させることにより、いかにして本質的に非酸化の雰囲気を安価に且つ効果的に生み出し得るかを開示する。蒸気を発生させると包囲部内のガス体積が増加して、正圧を包囲部内に生み出し大気の侵入を本質的に防ぐ。又、それによって包囲部内の水素ガスレベルも増加させ、包囲部内の酸素レベルを大幅に減少させ、ストリップの酸化速度を遅くすることができる。国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ００／０１４７８号では、鋳造溜めを水又は蒸気に晒す危険を避けられるように、蒸気が発生する包囲部を鋳造ロールが晒される包囲部から隔離することが必要であると考えられていた。我々は、今回、驚くべきことに、微細ミスト噴霧で水を導入すると、水から蒸気への変換及び水素ガスの製造が非常に効果的なものとなり、鋳造ロールを晒す包囲部と微細ミスト噴霧を導入する下流側の包囲部との間にガスを流通させることにより、及び／或いは、鋳造ロールを晒す包囲部内に微細ミスト噴霧を直接行うことにより、鋳造ロールを晒す包囲部の水素ガスレベルを増加させることができることを発見した。鋳造ロールを晒す包囲部に微細ミスト噴霧を直接導入することにより、別個の下流側の包囲部を省略することも可能である。

本発明は、
(a)少なくとも１つの鋳造ロールの冷却鋳造表面上に溶鋼の鋳造溜めを形成し、
(b)冷却鋳造表面を動かして鋳造溜めから離反する凝固鋼ストリップを生み出し、
(c)鋳造溜めから離反する凝固ストリップを、鋳造ロール表面に隣接する第１包囲部、及びオプションで第２包囲部にその後案内し、
(d)大気が侵入しないように第１包囲部、及び第２包囲部（備えられている場合）を別々にシールし、或いは両包囲部の間に相互連結部を設けて第２包囲部から第１包囲部へとガスが流れるようにシールし、
(e)微細ミストの形で水を前記包囲部のうちの少なくとも１つに導入して、液体水が鋼ストリップ及び鋳造ロールの鋳造表面と接触するのを防ごうとしながら第１包囲部内の水素ガスレベルを増加させること、
で構成される鋼の連続鋳造方法を提供する。

本明細書において、「微細ミスト」とは、一般的に、水が蒸発して蒸気に変換してから、ストリップの表面に達する水噴霧のことをいう。これでも余分な水滴がストリップに付いてしまう可能性があるが、液体水がストリップと接触するのを防ぐことが目的である。ストリップにあまりに多量の液体水があるとストリップが不均一に冷却される原因になり得る。微細ミストに含まれる水の厳密な水滴の大きさ及び大きさの範囲は、微細ミストを噴霧する包囲部内のストリップの温度、包囲部内の噴霧ノズルの位置及びストリップから噴霧ノズルまでの距離に依る。特に、第１包囲部内で微細ミストを噴霧して液体水が鋳造ロールの鋳造表面と接触するのを防ぐ場合、水滴の大きさ及び範囲に関する噴霧ノズルの位置は微妙である。微細ミストの水滴の大きさ及び範囲は、その実施例で作業に柔軟性を持たせる形態に応じて、又、液体水がストリップや鋳造表面と接触するのを防ぎながら水素ガスを発生させられるように選択すべきである。

微細ミストの形で水を導入して蒸気を発生させる段階は、導入先の包囲部、即ち第１包囲部か又は第２包囲部で正圧も生み出す。しかしながら、微細水ミストを第２包囲部内に噴霧して第１包囲部内に噴霧しない場合、第１及び第２包囲部を直接相互連絡させるか、或いは、１つ又は複数の室で相互に離間し、それらの間に通路を設けてガスが通路を介して第２包囲部から第１包囲部へと流れ得るようになっている。この通路は、鋳造ストリップが第１包囲部から第２包囲部へと移動する際に通る通路と同じでも異なっていてもよい。いずれの場合にも、第１及び／又は第２包囲部を完全にシールする必要はなく、第１包囲部内に、そして第２包囲部を備える場合には第２包囲部内に正圧の雰囲気を生じさせ外気に対し酸素レベルを減らし、水素ガスレベルを増加させれば充分である。

微細ミストが第２包囲部内に噴霧されて水素ガスを生じ、連絡通路を通って第１包囲部へ流れるという実施例では、微細ミストの形で水を更に第１包囲部に導入して蒸気を発生させ、液体水が鋼ストリップや鋳造ロールの冷却鋳造表面と接触するのを防ごうとしながら水素ガスレベルを増加させることができる。

代替の実施例では、大気が侵入しないように第１包囲部及び第２包囲部を別々にシールして、微細ミストの形で水を第１包囲部内に導入し、液体水が鋼ストリップや鋳造ロールの冷却鋳造表面と接触するのを防ごうとしながら水素ガスレベルを増加させることができる。そのように微細ミストとして導入された水は、第１包囲部内に蒸気も発生させて正圧を生じ、第１包囲部への大気の侵入を防ぐ。この実施例では、微細ミストの形で水を更に第２包囲部内に導入し、液体水が鋼ストリップと接触するのを防ごうとしながら水素ガスレベルを増加させて、及び／或いは、蒸気を発生させて正圧を生じさせることができる。

いずれの実施例でも、鋳造ストリップが第１包囲部を通り、前記連絡通路を介して移送路上を第２包囲部へと案内される。或いは、ストリップが第１包囲部から第２包囲部へと移送路に沿い、ガスが流れる前記第１通路とは別個の第２通路、更に／或いは接続室を介して案内されてもよい。

本発明は、
(a)両者間にロール間隙を形成する一対の略水平に位置する鋳造ロールと、
(b)鋳造ロール間のロール間隙上方に溶鋼を送給してロール上に支持される溶鋼の鋳造溜めを形成する金属送給システムと、
(c)鋳造ロールを冷却する冷却システムと、
(d)相反方向に鋳造ロールを相互回転させる駆動システムと、
(e)ロール間隙から下方に送給される鋳造ストリップを製造する、鋳造表面が冷却された前記鋳造ロールと、
(f)ロール間隙から離反する移送路を鋳造ストリップが通る、鋳造ロールに隣接する第１包囲部と、
(g)第１包囲部を通った鋳造ストリップが通る、オプションの第２包囲部と、
(h)第１包囲部、及び第２包囲部（備えられている場合）を別々にシールし、或いは第１及び第２包囲部間に相互連結部を設けて包囲部間にガスが流れるようシールする包囲シールと、
(i)微細ミストの形で前記包囲部のうちの少なくとも１つに水噴霧して、液体水が鋼ストリップや鋳造ロールの冷却鋳造表面と接触するのを防ごうとしながら第１包囲部内の水素ガスレベルを増加させるよう操作可能な、１つ又は複数の水噴霧器と
で構成される鋼ストリップ鋳造装置を更に提供する。

微細ミスト水噴霧は、第１及び第２包囲部のうちのいずれか又は両方に更に蒸気を発生させることができる。

鋼ストリップ鋳造装置は、第１包囲部の移送路及び第２包囲部の移送路を通ってロール間隙から下方に送給されるストリップを案内するストリップガイドをも備えることができる。

第１包囲部及び第２包囲部は、連結通路によって相互連結させて両者間にガスが流れるようにすることができ、水噴霧器は、 液体水が鋼ストリップと接触するのを防ごうとしながら鋼ストリップに隣接する第２包囲部内に微細ミストを噴霧するよう操作可能な、第２包囲部に取付けられた１つ又は複数の水噴霧ノズルで構成され、蒸気を発生させて両包囲部の水素ガスレベルを増加させることができる。

以上の方法では、鋳造鋼ストリップが熱間圧延機に送給されて製造時のまま熱間圧延することができる。ストリップは第２包囲部を出て圧延機に入ることができ、この実施例では一対の圧延ロールで構成され、両者間を通ってストリップが第２包囲部を出るようにすることができる。しかしながら、ストリップが圧延機に入るときにストリップは第２包囲部内に留まったままとするか、或いは、圧延機を第１及び第２包囲部の間に位置させることもできる。このような圧延機の位置決めは、圧延機の圧延ロール又はハウジングに第２包囲部をシールすることにより達成できる。

本発明を更に十分に説明できるよう、特定の実施例を添付図面を参照しつつ詳細に記述する。

図１から図７に示した鋳造・圧延設備は、移送路１０内をガイドテーブル１３を経てピンチロールスタンド１４へと至る鋳造鋼ストリップ１２を生み出す、全体に１１で示した双ロール鋳造機で構成される。ピンチロールスタンド１４を出た後にストリップは熱間圧延機１６へと至り、熱間圧延されて板厚減少する。圧延されたストリップは圧延機を出てランアウトテーブル１７を通り、テーブル上で水噴流１８からの微細ミストにより強制冷却されてからコイラ１９へと至ることができる。

双ロール鋳造機１１は、鋳造表面２２Ａを有する一対の平行な鋳造ロール２２を支持する主機械フレーム２１で構成される。鋳造作業中、溶融金属が取鍋２３から耐火性取鍋出口シュラウド２４を経てタンディッシュ２５へ、更に鋳造ロール２２間のロール間隙２７上方の金属送給ノズル２６へと送給される。そのようにして送給された溶融金属は、鋳造ロール２２の鋳造表面２２Ａに支持される鋳造溜め３０を形成する。この鋳造溜め３０が一対の側部包囲堰又は側部包囲板２８によりロール端で閉じ込められ、該包囲堰又は包囲板が、側板ホルダ２８Ａに接続された流体圧シリンダユニット３２で構成された一対のスラスタ３１によりロールの段付き端に取付けられる。鋳造溜め３０の上面(一般に「メニスカスレベル」と呼ばれる)は、送給ノズル２６の下端よりも上方に上がって、送給ノズルの下端がこの鋳造溜め内に浸漬していてもよい。

鋳造ロール２２は内部が水冷されるので、移動する鋳造ロールの鋳造表面上で金属殻が凝固してロール間のロール間隙２７で合わされて鋳造ストリップ１２を生み出し、ロール間のロール間隙から下方に送給される。

鋳造作業開始時、鋳造状況が安定化するにつれて短い不完全ストリップが生み出される。連続鋳造が確立されると、鋳造ロールが少し離れるよう動かされ、次いで再び合わされて、ストリップ前端がオーストラリア特許出願第２７０３６/９２号で記述の如く破断されて次の鋳造ストリップのクリーンな前端を形成する。不完全な材料は鋳造機１１の下に位置したスクラップボックス３３に落下し、このとき、通常はピボットから鋳造機出口の片側に垂下しているエプロン３４が、旋回鋳造機出口を横切って旋回して、鋳造ストリップのクリーンな端をストリップをガイドテーブル１３へと案内し、そこからストリップはピンチロールスタンド１４に送給される。次いで、エプロン３４は垂下位置へと戻されることにより、ストリップ１２が鋳造機下方にループ状に垂れることができ、それからストリップはガイドテーブル１３へ至り、一連のガイドローラ３６に係合する。

双ロール鋳造機は、許可されたオーストラリア特許第６３１７２８号及び第６３７５４８号及びアメリカ特許第５,１８４,６６８号及び第５,２７７,２４３号で幾分詳細に説明され開示された種類のものであってよく、本発明の一部を構成しない適宜の構造細部についてはこれらの特許を参照することができる。

鋳造ロールとピンチロールスタンド１４との間は、新たに形成された鋼ストリップが、鋳造ロール２２の鋳造表面２２Ａに隣接するシール空間又は雰囲気３８を限定する全体に３７で示した第１包囲部内に囲まれる。第１包囲部３７を形成するのは複数の別々の壁部４１であり、壁部は、種々のシール接続部で組み合わされて連続する包囲壁を形成する。包囲部３７は、双ロール鋳造機に形成されて鋳造ロールを包囲する壁部４１と、壁部４１の下方に延び、作動位置にあるスクラップボックス３３の上端に係合する包囲部壁部４２とで構成される。スクラップボックスと包囲部壁部４２とはシール４３により接続でき、該シールを形成するセラミックファイバーロープはスクラップボックス上端の溝に嵌入され、包囲部壁部４２下端に付けられた平らなシールガスケット４４と係合する。スクラップボックス３３は、レール４７上を走行するホイール４６付の台車４５に取付けることができ、それによりスクラップボックスは鋳造作業後にスクラップ放出位置へと移動できる。ねじジャッキユニット４０は、作動位置にあるスクラップボックスを台車４５から持ち上げることによりスクラップボックスが包囲部壁部４２へと押圧されてシール４３を圧縮するよう操作可能である。鋳造作業後に、ジャッキユニット４０を解除することでスクラップボックスを台車４５上に降ろし、スクラップ放出位置へと動かすことができる。

第１包囲部３７は、ガイドテーブル１３の周りに配され、ピンチロールスタンド１４のフレーム４９に接続された壁部４８で更に構成される。ピンチロールスタンドは一対のピンチロール５０を含み、それらに対して包囲部３７が摺動シール６０によりシールされる。したがって、ストリップは一対のピンチロール５０間を通ることにより第１包囲部３７を出て、全体に６１で示す第２包囲部へ至り、それを介して熱間圧延機１６へと入る。第１包囲部壁部の大部分は耐火煉瓦でライニングすることができ、スクラップボックス３３は耐火煉瓦又はキャスタブル耐火ライニングでライニングすることができる。或いは、第１包囲部壁部の全部又は一部を内部水冷金属パネルで形成してもよい。鋳造ロールを囲む包囲部壁部４１にはノッチ５２を備えた側板５１が形成され、ノッチは、シリンダユニット３２により側部堰板２８がロール端に押圧されたときに側板ホルダ２８Ａをぴたりと受ける形状となっている。側板ホルダ２８Ａと包囲部側壁部５１との界面は摺動シール５３によりシールされて第１包囲部３７のシールを維持する。シール５３はセラミックファイバーロープで形成することができる。

シリンダユニット３２は包囲部部分４１を介して外に延び、これらの位置で第１包囲部３７をシールするシール板５４はシリンダユニットに嵌装され、シリンダユニットの作動で側板がロール端に押圧されるときに包囲部壁部４１と係合するようになっている。スラスタ３１は、耐火スライド５５をも動かし、該耐火スライドはシリンダユニット３２の作動により動かされて第１包囲部３７頂部の長孔５６を閉じる。該長孔はロールに当てがうために側板を、最初は包囲部内に、そしてホルダ２８Ａ内に挿入するためのものである。シリンダユニットの作動で側堰板がロールに当てられるとき、第１包囲部３７頂部はタンディッシュ、側板ホルダ２８Ａ及びスライド５５により閉じられる。このようにして、鋳造作業前に包囲部３７全体がシールされ、鋳造ロール２２の鋳造表面２２Ａに隣接するシール空間３８を確立する。

第２包囲部６１は第１包囲部３７から分離することができ、その場合、熱間圧延機１６に至るまで、第２包囲部６１の別々の雰囲気内にストリップを保持できる。圧延機１６は一連のパスラインローラ６２を含んで、第２包囲部６１を通って水平にストリップを、２個の大きなバックアップローラ６４間に配した圧延機１６のワークロール６３へと案内する。第２包囲部６１は一端が摺動シール６５によりピンチロール５０に対してシールされ、他端が摺動シール６６により圧延機１６のワークロール６３に対してシールされている。摺動シール６５，６６はそれぞれピンチロール及び圧下ロール付近の走行部、即ちストリップのための回転シールロールに差し替えることができる。

第２包囲部６１には、各々、第２包囲部を通る鋼ストリップの表面に隣接して微細な水滴ミストを噴霧するよう操作可能な一対の水噴霧ノズル６７，６８を取付けて、液体水が鋼ストリップと接触するのを防ごうとしながら第２包囲部内に蒸気を発生させる。噴霧ノズル６７はピンチロールスタンド１４の下流側の包囲部６１の屋根に取付ける。ノズル６８は圧延機１６手前の包囲部６１他端に配置する。ノズル６７，６８は、微細な水ミストを生み出すよう高圧ガスで操作可能な、標準の市販されているミスト噴霧ノズルでよい。本発明で図示された方法では、高圧ガスは窒素等の不活性ガスでよい。典型的な設備では、ノズルは約４００ｋＰａの圧力の窒素で操作される。水は約１００〜５００ｋＰａで供給されるが、水圧は重要でない。ノズルはストリップ幅方向に微細ミスト噴霧を生み出すようセットされ、第２包囲部６１内に蒸気を発生させる。

図示した鋳造機の操作では、第１包囲部３７及び第２包囲部６１の両方を鋳造開始前に最初に窒素ガスで浄化できる。鋳造前に水噴霧を作動させるので、高温ストリップが第２包囲部６１に入るとすぐに蒸気をその包囲部内に発生させて正圧を生み出し大気の侵入を防ぐ。窒素の供給は鋳造開始後に終らせてもよい。最初に、鋳造ストリップは第１包囲部３７から酸素全部を吸収してストリップ上に厚いスケールを形成する。しかしながら、第１包囲部３７の空間３８はシールされているので、酸素の相当量が鋼ストリップにより吸収される量以下になるよう酸素を含む雰囲気の侵入が制御される。したがって、初期立上げ期間後、第１包囲部３７内の酸素含量は使い尽くされたままであり、ストリップの酸化に酸素が使われることを制限したままである。このようにして、鋳造ストリップでのスケール形成は、第１包囲部３７の空間３８への窒素供給を維持する必要なしに制御される。

既に説明したように、ピンチロール１４が摺動シール６０，６５を備えて第１包囲部３８と第２包囲部６１との間の境界のピンチロール５０上でスライドする。ピンチロール及びシールは液体水が第２包囲部６１から逆流するのを防ぐのに有効だが、ピンチロールスタンド１４はピンチロール５０の両端付近にガスを流す通路を提供し、それによってガスが第２包囲部６１から第１包囲部３８へと流れ得る。この装置の作業中に、この相互連結通路を介する両包囲部間の相互連絡が水素レベルを増加させ、それによって第２包囲部６１から第１包囲部３７へと流れるようにするのに充分であることが判明した。これは、図面に示した如き双ロール鋳造・圧延設備の操業及び微細ミスト水噴霧６７，６８の作業付き及び作業なしの実験から得られた以下の結果によって示される。第１包囲部３７及び第２包囲部６１内両方での雰囲気のガスサンプリングが、図１で示される場所Ａ，Ｂ，Ｃで行われ、次のようなガス分析が下記表１で報告された。分析された雰囲気のガス残余は窒素ガス（Ｎ_２）である。

第１包囲部３７内の水素レベルは、第２包囲部６１内の水素レベルより低いものの、第２包囲部６１での微細ミスト水噴霧の作業によりかなり増加していることがわかる。第１包囲部３７及び第２包囲部６１の両方における水素レベルの増加は酸素含量の著しい減少と関連があり、スケール形成を激減させる。更に、第１及び第２包囲部の両方における湿度レベルの上昇があり、蒸気が発生していることを示していること、及び、両包囲部が蒸気の存在により正圧下にあることがわかる。水素レベルの増加は、第２包囲部内で鋼ストリップを囲む高温状態のもとで微細ミストの水分子が触媒反応して水素ガスを形成することによって説明できる。水分子から同時に形成される酸素ガスはストリップが最初に第２包囲部を通る時にストリップの酸化によって吸収され、かなりの量の水素ガスが発生する。その後のストリップの酸化は、水素ガス及び大気の侵入を制限する第２包囲部内の正圧により抑制されるが、第２包囲部内の水素含量を維持し、ストリップ上に非常に薄いスケール層を生み出すには充分であり、このスケール層は熱間圧延でロール噛み込みでの膠着を防ぐために望ましいものであることが判明した。又、第２包囲部６１内の極度に湿った雰囲気内で造られる非常に薄いスケール層が、圧延機でのロール摩擦や運転上の諸問題を最小限に抑える強力な付着性潤滑剤となることが判明した。同時に、微細ミスト噴霧が第２包囲部内で蒸気に変換するため、液体水が鋼ストリップと接触するのを防ぎやすく、ストリップが不均一に冷却される可能性がなくならないにしても、かなり減少する。

図８は、鋳造・圧延設備を改変したものであり、追加の水噴霧ノズル７１，７２が設けられて第１包囲部３７内で微細水ミスト噴霧を生じる。これらの追加の噴霧ノズルを除けば、図８で示す設備は既に開示されたものと同じである。したがって、図８のその他の部分は、図１と同じ参照番号で示されている。噴霧ノズル７１，７２は、ノズル６７，６８と類似しており、類似の仕方かつ同一の条件で作業を行って、液体水がストリップと接触するのを防ごうとしながらストリップ１２の表面に隣接して微細水ミストを噴霧することができる。更に、噴霧ノズル７１，７２は、包囲部３７の出口端側に配置されて、液体水が鋳造ロール２２の鋳造表面２２Ａと接触する可能性を最小限に抑える。また、このリスクを更に抑えるために噴霧ノズル７１，７２と鋳造ロールとの間の７３で示すような位置にカーテンゲートシールを設置してもよい。

第１包囲部３７内の水素ガスレベルを増加させる作業が、第２包囲部６１内のノズル６７，６８の作業がなくてもノズル７１，７２からの微細ミスト噴霧によって達成でき、第２包囲部６１がなくても達成できるということもまた図８で示されている。

本発明により構成され、操作される鋼ストリップ鋳造・圧延設備の垂直断面図である。 設備に組込まれ，第１高温ストリップ包囲部を含む双ロール鋳造機の要部を示す。 双ロール鋳造機の垂直断面図である。 鋳造機の端部の断面図である。 図４の５−５線断面図である。 図４の６−６線断面図である。 第２ストリップ包囲部及びインライン圧延機を含む、鋳造機下流の設備の断面図である。 追加の水ミスト噴霧器を組み込んだ、改変した実施例である。

Claims (31)

1. (a)少なくとも１つの鋳造ロールの冷却鋳造表面上に溶鋼の鋳造溜めを形成し、
   (b)冷却鋳造表面を動かして鋳造溜めから離反する鋳造鋼ストリップを生み出し、
   (c)鋳造溜めから離反する鋳造ストリップを、鋳造表面に隣接する第１包囲部、及びオプションで第２包囲部にその後案内し、
   (d)大気が侵入しないように第１包囲部、及び第２包囲部（備えられている場合）をシールし、
   (e)微細ミストの形で水を前記包囲部のうちの少なくとも１つに導入して、液体水が鋼ストリップ及び鋳造ロールの鋳造表面と接触するのを防ごうとしながら第１包囲部内の水素ガスレベルを増加させること
   で構成される鋼ストリップ連続鋳造方法。
2. 第１及び第２包囲部を別々にシールして微細ミストの形で水を第１包囲部内に導入し、液体水が鋼ストリップ及び鋳造ロールの鋳造表面と接触するのを防ごうとしながら第１包囲部内の水素ガスレベルを増加させる、請求項１に記載の方法。
3. 微細ミストの形で水を第２包囲部内に導入し、液体水が鋼ストリップと接触するのを防ごうとしながら第２包囲部内の水素ガスレベルを増加させることからなり、水素レベルが増加したガスを第２包囲部から第１包囲部へと流す段階で更に構成される、請求項１に記載の方法。
4. (a)両者間にロール間隙を形成する一対の略水平に位置する鋳造ロールと、
   (b)鋳造ロール間のロール間隙上方に溶鋼を送給して鋳造ロール上に支持された溶鋼の鋳造溜めを形成する金属送給システムと、
   (c)鋳造ロールの内部を冷却する冷却システムと、
   (d相反方向に鋳造ロールを相互回転させる駆動システムと、
   (e)ロール間隙から下方に送給される鋳造ストリップを製造する、鋳造表面が冷却された前記鋳造ロールと、
   (f)ロール間隙から離反する移送路を鋳造ストリップが通る、鋳造ロールに隣接する第１包囲部と、
   (g)第１包囲部を通った鋳造ストリップが通る、オプションの第２包囲部と、
   (h)第１包囲部、及び第２包囲部（備えられている場合）をシールする包囲部シールと、
   (i)微細ミストの形で前記包囲部のうちの少なくとも１つに水噴霧して、液体水が鋼ストリップと接触するのを防ごうとしながら第１包囲部内の水素ガスレベルを増加させるよう操作可能な、少なくとも１つの水噴霧器と
   で構成される鋼ストリップ鋳造装置。
5. 第１包囲部、及び第２包囲部（備えられている場合）を別々にシールして、水噴霧器が微細ミストの形で第１包囲部内に水噴霧し、液体水が鋼ストリップ及び鋳造ロールと接触するのを防ごうとしながら第１包囲部内の水素ガスレベルを増加させることができる、請求項４に記載の装置。
6. 水噴霧器が微細ミストの形で第２包囲部内に水噴霧して、液体水が鋼ストリップと接触するのを防ごうとしながら第２包囲部内の水素ガスレベルを増加させることができ、第１包囲部及び第２包囲部を両者間の相互連結通路でシールし、第２包囲部から第１包囲部へとガスが流れるようにして第１包囲部内の水素ガスレベルを増加させる、請求項４に記載の装置。
7. ロール間隙から下方に送給されるストリップを第１包囲部内の移送路、及び第２包囲部（備えられている場合）内の移送路へと案内するストリップガイドで更に構成される、請求項４に記載の装置。
8. ロール間隙から下方に送給されるストリップを第１包囲部内の移送路、及び第２包囲部（備えられている場合）内の移送路へと案内するストリップガイドで更に構成される、請求項６に記載の装置。
9. １つ又は複数の冷却鋳造表面上で溶鋼の鋳造溜めを支持し、
   冷却鋳造表面を動かして鋳造溜めから離反する凝固鋼ストリップを生み出し、
   鋳造溜めから離反する凝固鋼ストリップを囲む第１包囲部及び第２包囲部を備えて、ストリップを第１包囲部内、及びその後第２包囲部内で別々の雰囲気状態に晒し得るようにし、
   第１及び第２包囲部をシールして大気の侵入を制限し、
   凝固ストリップを第１包囲部、及びその後第２包囲部に通し、
   第２包囲部内に水を導入して、液体水が鋼ストリップと接触するのを防ごうとしながら第２包囲部内の水素ガスレベルを増加させること
   で構成される鋼ストリップ連続鋳造方法。
10. ストリップが約１３００〜１１５０℃の温度範囲で第１室を出る、請求項９に記載の方法。
11. 鋼ストリップが第２包囲部を通るときにストリップの少なくとも１つの面に沿った１つ又は複数の微細ミスト噴霧で水を導入する、請求項９または請求項１０に記載の方法。
12. 鋼ストリップの上面に向けて下方を向いた１つ又は複数のミスト噴霧で水を導入する、請求項１１に記載の方法。
13. 噴霧ミストを生み出すために、高圧ガスにより１つ又は複数のミスト噴霧ノズルを介して水を強制推進させる、請求項１１に記載の方法。
14. 高圧ガスが不活性ガスである、請求項１３に記載の方法。
15. 高圧ガスが窒素である、請求項１３に記載の方法。
16. ストリップが一対のピンチロールを介して第１包囲部から第２包囲部へと通る、請求項９に記載の方法。
17. ピンチロールを操作してストリップ厚を最大５％減少させる、請求項１６に記載の方法。
18. 第１及び第２包囲部を最初に不活性ガスで浄化してから、前記ストリップの鋳造を開始することで包囲部内の初期酸素含量を減らす、請求項９に記載の方法。
19. 浄化により包囲部内の初期酸素含量を約５〜１０％に減らす、請求項１８に記載の方法。
20. 浄化ガスが窒素である、請求項１９に記載の方法。
21. 前記ストリップの鋳造中に、第１包囲部に不活性ガスを連続して充填する、請求項１８に記載の方法。
22. 前記ストリップの鋳造中に、第１包囲部を通るストリップを連続酸化することにより第１包囲部内の酸素含量を周囲大気よりも低いレベルに維持する、請求項１８に記載の方法。
23. 凝固ストリップを熱間圧延機に送給し、製造時のままで熱間圧延する、請求項９に記載の方法。
24. 熱間圧延機が第２包囲部の出口に配されることでその包囲部をシールすることにより、第２包囲部を出るストリップを熱間圧延する、請求項２３に記載の方法。
25. 両者間にロール間隙を形成する一対の略水平な鋳造ロールと、
    鋳造ロール間のロール間隙に溶鋼を送給してロール上に支持された溶鋼の鋳造溜めを形成する金属送給システムと、
    鋳造ロールを冷却する冷却システムと、
    相互方向に鋳造ロールを回転させることによりロール間隙から下方に送給される鋳造ストリップを製造する駆動システムと、
    ロール間隙から下方に送給されるストリップをロール間隙から離反送する移送路を介して案内する少なくとも１つのストリップガイドと、
    大気の侵入を制御するためにシールされ、前記移送路の少なくとも一部分についてストリップを囲む第１包囲部と、
    第１包囲部から隔離され、これ又大気の侵入を制御するためにシールされて、第１包囲部を通ったストリップを受取ることができる第２包囲部と、
    第２包囲部内に水噴霧して、液体水が鋼ストリップと接触するのを防ごうとしながら第２包囲部内の水素ガスレベルを増加させるよう操作可能な、少なくとも１つの水噴霧器と
    で構成される鋼ストリップ鋳造装置。
26. 少なくとも１つの水噴霧器が、第２包囲部に取付られた１つ又は複数の水ミスト噴霧ノズルで構成される、請求項２５に記載の装置。
27. １つ又は複数の水噴霧器を鋼ストリップの上面に向けて水ミストを噴霧するように配した、請求項２５に記載の装置。
28. 第１及び第２包囲部を一対のピンチロールにより互いに分離した、請求項２５に記載の装置。
29. ピンチロールがストリップ厚を減らすよう操作可能である、請求項２８に記載の装置。
30. ストリップを製造時のまま熱間圧延するように配した熱間圧延機で更に構成される、請求項２５に記載の装置。
31. 熱間圧延機が第２包囲部の出口に配されることでその包囲部をシールし、第２包囲部を出るストリップを熱間圧延する、請求項３０に記載の装置。

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