JP2012518541A - 金属の鋳造及び圧延をするための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、本質的に、金属の鋳造及び圧延をするための装置及び方法に関する。少なくとも、スラブを鋳造するための第１の鋳造ライン及び第２の鋳造ラインと、鋳造したスラブを圧延するための圧延ラインとが設けられ、第１の鋳造ラインが、水平型の薄スラブ鋳造装置（１）として形成されており、この水平型の薄スラブ鋳造装置が、溶湯用の少なくとも１つの供給容器（５）と、この少なくとも１つの供給容器（５）の鋳造方向後方に水平に延在する移送ベルト（６）とを有し、第２の鋳造ラインが、同様に水平型の薄スラブ鋳造装置（１）として形成されている、及び／又は、垂直型の薄スラブ鋳造装置（２）として形成されており、この垂直型の薄スラブ鋳造装置が、スラブを垂直鋳造するための少なくとも１つの鋳型（４）と、垂直鋳造したスラブを水平な姿勢に曲げて矯正するための曲げ矯正装置（７）とを有し、少なくとも２つの鋳造ラインの後に、鋳造したスラブを圧延するための圧延ライン（１１）が配設されており、少なくとも２つの鋳造ラインが、少なくとも２つの鋳造ラインのそれぞれ一方によって鋳造したスラブを圧延ライン（１１）に供給できるように形成されている。

Description

本発明は、鋳造装置とその後に配設された圧延ラインによって金属、特に鋼の鋳造及び圧延をするための装置及び方法に関する。

明確のために、この場で先ず、本発明の枠内で同等に使用するいくつかの概念を説明する。“薄スラブ”及び“スラブ”との概念は、それぞれ極薄スラブ（厚さ６〜３５ｍｍ）、薄スラブ（厚さ３５〜９０ｍｍ）、中厚スラブ（厚さ９０〜１５０ｍｍ）又は粗ストリップ（厚さ２０〜５０ｍｍ）を意味する。

“水平型の薄スラブ鋳造装置”との概念は、本発明の枠内で、水平型のストリップ鋳造装置、特にＢＣＴ装置（Belt Casting Technplogy）もしくはＤＳＣ装置（Direct Strip Casting）と同等である。

“垂直型の薄スラブ鋳造装置”との概念は、本発明の枠内で、特に以下の装置タイプをカバーする：“Compact-Strip-Production”の意味の薄スラブ鋳造装置、未だ液状の相を有するストランドのための曲げ矯正装置を後に配設した垂直鋳造装置、凝固したストランドのための曲げ矯正装置を後に配設した垂直鋳造装置（例えばＣＳＰ装置）又は円弧鋳造装置である。

特許文献１は、約５０ｍｍの厚さを有する薄スラブを生産するために設計されたＣＳＰ装置を示す。特に、この文献には、２ストランド装置が図示されている。この装置で背お産されたストランドは、共通の圧延ラインに供給される。この場合、ストランドの搬送は、いわゆる揺動フェリーによって行なわれる。付加的に、従来の厚さのスラブ又は中肉のスラブのための圧延装置が平行に配設されており、この圧延装置の前に、２スタンド式の粗圧延ラインが接続されており、この粗圧延ラインによって、ＣＳＰラインに投入されたスラブが、約５０ｍｍの厚さに減面される。ＣＳＰラインにスラブを投入するため、粗圧延スタンドもしくは板材圧延スタンドがその前に接続されている。

特許文献２では、その後に１つの圧延ラインが配設された２つのＣＳＰ装置が設けられている。この装置の一方は、炭素鋼の生産のために使用され、他方は、ステンレス鋼を生産するために使用される。スチールスラブは、これらＣＳＰ装置内で曲げられる。

欧州特許第１ ７０８ ８３０号明細書 欧州特許第１ ３１８ ８７６号明細書

前記従来技術に鑑み、本発明の技術的課題は、高合金鋼又は最高級高合金鋼と薄いストリップを生産するためにも適しているように、金属の鋳造及び圧延をするための公知の装置及び公知の方法を発展させることにある。

この技術的課題は、第１の鋳造ラインが、水平型の薄スラブ鋳造装置として形成されており、この水平型の薄スラブ鋳造装置が、溶湯用の少なくとも１つの供給容器と、この少なくとも１つの供給容器の鋳造方向後方に水平に延在する移送ベルトとを有すること、第２の鋳造ラインが、同様に水平型の薄スラブ鋳造装置として形成されているか、垂直型の薄スラブ鋳造装置として形成されており、この垂直型の薄スラブ鋳造装置が、スラブを垂直鋳造するための少なくとも１つの鋳型と、垂直鋳造したスラブを水平な姿勢に曲げて矯正するための曲げ矯正装置とを有すること、鋳造したスラブを圧延するための圧延ラインが、２つの鋳造ラインの一方の後に配設されており、少なくとも２つの鋳造ラインと搬送手段とが、少なくとも２つの鋳造ラインのそれぞれ一方によって鋳造したスラブを圧延ラインに供給できるように形成されていることを特徴とする、少なくとも、スラブを鋳造するための第１の鋳造ライン及び第２の鋳造ラインと、第１の鋳造ラインで鋳造したスラブを第２の鋳造ラインに搬送するための搬送手段と、鋳造したスラブを圧延するための圧延ラインとを有する、本発明による金属の鋳造及び圧延をするための装置によって解決される。

本発明による装置により、圧延ラインは、良好に形成することができる。加えて、既存の圧延ラインも、付加的な鋳造ラインによる拡大によって十分に活用することができる。加えて、割れに敏感な鋼、特に高いアルミニウム含有量を有する鋼のような高合金鋼又は最高級高合金鋼を生産することが、水平型の薄スラブ鋳造装置を設けることによって可能である。何故なら、薄スラブが、水平型の薄スラブ鋳造装置において、共に移動する鋳型もしくは移送ベルトによって、鋳造パウダと接触しないからである。水平型の薄スラブ鋳造装置と組み合わせることにより、同様に、微細な結晶粒構造が、迅速な凝固と僅かな偏析傾向によって得られる。加えて、鋳造製品におけるオシレーションマークも、共に移動する鋳型によって回避することができる。生じ得る割れ、曲げ又は矯正による障害は、同様に回避される。加えて、付加的に設けられた薄スラブ鋳造装置によって、標準鋼も製造することができる。即ち、全体的に、生産プログラムもしくは生産スペクトルが、公知の装置とは違って明らかに拡大されるということである。薄スラブ技術を使用することにより、１５ｍｍ以下の厚さを有するストリップを直接生産することもでき、これにより、圧延ラインでの圧延費用が明らかに低減される。

装置の好ましい実施形では、少なくとも２つの鋳造ラインのそれぞれが、水平型の薄スラブ鋳造装置として形成されており、この水平型の薄スラブ鋳造装置の後に、水平型の薄スラブ鋳造装置で鋳造したスラブを圧延するための圧延ラインが配設されている。この構成により、水平型の薄スラブ鋳造装置しか有しない装置でも、コストに関して効率的に運転することができる。

装置の別の好ましい実施形では、少なくとも２つの鋳造ラインが、圧延ラインに入る前にスラブを圧延するための粗圧延スタンドを鋳造したスラブのために必要としないような小さい厚さのスラブを鋳造するように形成されている。このような構成により、場所、エネルギー及びコストが節約される。

装置の別の好ましい実施形では、垂直型の薄スラブ鋳造装置が、４０ｍｍ〜１２０ｍｍの厚さを有するスラブを鋳造及び圧延するために形成されている、及び／又は、水平型の薄スラブ鋳造装置が、５ｍｍ〜３５ｍｍ（特に１０ｍｍ〜２０ｍｍ）の厚さを有するスラブを鋳造及び圧延するために形成されている。

装置の別の好ましい実施形では、少なくとも１つの水平型の薄スラブ鋳造装置が、高合金鋼及び最高級高合金鋼を鋳造するために形成されている。

装置の別の好ましい実施形では、少なくとも１つの水平型の薄スラブ鋳造装置の移送ベルトの鋳造方向後方に、少なくとも１つの温度調整装置、特に炉が配設されている、及び／又は、少なくとも１つの垂直型の薄スラブ鋳造装置の曲げ矯正装置の鋳造方向後方に、少なくとも１つの温度調整装置、特に炉が配設されている。

装置の別の好ましい実施形では、少なくとも２つの鋳造ラインの一方で鋳造したスラブを少なくとも２つの鋳造ラインの他方に搬送するための搬送手段が、フェリー、特に揺動フェリーによって構成されている、及び／又は、フェリーが、少なくとも２つの鋳造ラインの他方の鋳造ラインの温度調整装置の一部への搬送を行なうように形成されている。

装置の別の好ましい実施形では、少なくとも２つの鋳造ラインが、互いに平行に及び／又は相並んで配設されている。

装置の別の好ましい実施形では、装置が、全部で３つの鋳造ラインを有し、これら３つの鋳造ラインが、平行に相並んで配設されており、鋳造ラインで鋳造したスラブを圧延するための圧延ラインが、３つの鋳造ラインの中央の鋳造ラインの鋳造方向後方に配設されている。

更に、本発明は、鋳造ラインの少なくとも１つで、薄スラブが水平鋳造され、少なくとも１つの別の鋳造ラインで、同様に薄スラブが水平鋳造される、及び／又は、スラブが垂直鋳造及び／又は弧状に鋳造され、鋳造中又は鋳造後水平方向に曲げられ、鋳造したスラブが、引き続き圧延ラインに供給されることを特徴とする、以下では第１の鋳造ライン及び第２の鋳造ラインという、スラブ鋳造するための少なくとも２つの鋳造ラインによって、特に請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置によって、金属の鋳造及び圧延をするための方法を有する。

方法の好ましい実施形では、水平鋳造した薄スラブが、１０％までのアルミニウム含有量を有する鋼によって構成される。

方法の別の好ましい実施形では、水平鋳造した薄スラブが、１％〜３％のアルミニウム含有量を有する鋼によって構成される。

方法の別の好ましい実施形では、水平鋳造した薄スラブが、炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼又は包晶鋼によって構成される。

以下で、実施例の図を説明する。更なる詳細は、実施例の詳細な説明から分かる。

水平型の薄スラブ鋳造装置が揺動フェリーを介して２ストランド薄スラブ鋳造装置と結合されている、本発明による装置の実施例の概略平面図を示す。 垂直型の２ストランド薄スラブ鋳造装置のために共通のタンディッシュを有する図１ａによる装置の斜視図を示す。 短い温度調整部を有する図１ａと同様の本発明による装置の実施例の概略平面図を示す。 図１ｃによる装置の斜視図を示す。 圧延ラインを後に配設した１つの薄スラブ鋳造装置と、この薄スラブ鋳造装置と揺動フェリーを介して結合可能な２つの水平型の薄スラブ鋳造装置を有する本発明による実施例の概略平面図を示す。 図２ａによる装置の斜視図を示す。 圧延ラインを後に配設した１つの水平型の薄スラブ鋳造装置と、この薄スラブ鋳造装置と揺動フェリーを介して結合可能な２つの別の水平型の薄スラブ鋳造装置を有する本発明による実施例の概略平面図を示す。 図３ａによる装置の斜視図を示す。 共通のタンディッシュを介して互いに結合可能で、後に共通の圧延ラインが配設された、３つの水平型の薄スラブ鋳造装置の本発明による実施例の概略平面図を示す。 図４ａによる装置の斜視図を示す。

図１ａは、２つのＣＳＰ装置２もしくは垂直型の薄スラブ鋳造装置２を有する装置の本発明による実施例を示す。これら垂直型の薄スラブ鋳造装置２は、それ自身公知である。これら装置２で、１つのストランドが、先ず鋳型４によって垂直鋳造され、その後曲げ装置７によって曲げられ、引き続き矯正ユニットによって矯正される。選択的に、更に鋳造方向に、分離装置８もしくはシャー８が設けられている。次いで、スラブは、後に配設された温度調整装置９、特に炉９に達する。そこで、スラブは、例えば加熱するか、所定の温度に保持することができる。

両ＣＳＰ装置２の隣に、１つの水平型の薄スラブ鋳造装置１が配設されている。この水平型の薄スラブ鋳造装置は、特に垂直型の薄スラブ鋳造装置２の一方の隣に平行に存在する。図１ａの上に示した装置１は、溶湯用の供給容器５と移送ベルト６を備え、この移送ベルトに、液状の溶湯が導かれ、この移送ベルト上で、ストリップが凝固を開始する。これに続き、図１ａでは、温度調整ゾーンもしくは温度調整装置９が設けられている。

図１に示した実施例では、更に、外側に位置する両鋳造ラインの終端部から中央に配設された鋳造ラインにスラブを搬送するために揺動フェリー１０が設けられている。揺動フェリー１０の構成は、当業者に公知である。選択的に、本発明によれば、同様に一般に公知であるような平行フェリーを設けることもできる。選択的に、温度調整領域９は、ローラ炉床炉として形成してもよく、特に、フェリー１０は、（トンネル）炉フェリーとして形成されている。フェリー１０を相応に使用することにより、スラブは、３つの装置１，２のそれぞれから後に配設された圧延ライン１１に供給することができる。特に、示したように、全部で３つの鋳造ラインもしくは装置１，２は、相並んで配設されている。圧延ライン１１は、３つの鋳造ラインの中央の鋳造ラインと一直線であることが、好ましい。その場合、外側のラインによって生産されたスラブは、フェリー１０によって、圧延ライン１１と一直線上に位置する温度調整装置９の一部に搬送することができる。一般に、スラブを外から鋳造ラインに投入することが、鋳造ラインの１つ又は複数のために行なわれることも可能である。更に、投入したスラブを圧延するために、鋳造ラインの１つに付加的な粗圧延スタンドを設けることもできる。鋳造装置１，２の後に配設された、特に複数のロールスタンド１２を含めた圧延ライン１１の構成は、本発明の焦点内になく、公知の方法で行なわれる。

図１ｂは、垂直型の薄スラブ鋳造圧延装置２の鋳型４が共通のタンディッシュ３によって溶湯を供給される図１ａによる装置を示す。

図１ａ及び１ｂに記載の装置により、水平型の薄スラブ鋳造装置１の利点を垂直型の薄スラブ鋳造装置２の利点と組み合わせることができる。３つの鋳造ラインが１つの圧延ライン１１に供給をするので、圧延ライン１１は、良好に十分に活用される。薄スラブ鋳造装置１が単独で設けられる場合には、圧延ライン１１のための投資は、薄スラブ鋳造装置１の生産した量で測定して比較的高くなる。垂直型の薄スラブ鋳造装置２が既に操業中であれば、この薄スラブ鋳造装置は、水平型の薄スラブ鋳造装置１によって拡大することができ、これにより、既存の圧延ライン１１の経済性も高められ、生産スペクトルが拡大される。

図１ｃ及び１ｄは、装置の図１ａ及び１ｂと同様の本発明による実施例を示す。但し、図１ａ及び１ｂに図示した装置とは違い、水平型の薄スラブ鋳造装置１（図１ｂ及び１ｃの上に図示した）は、短い温度調整装置９を有するように構成されている。このような装置も、薄スラブもしくは極薄スラブの中継保管をするための比較的に短い温度調整装置９だけを備えるにもかかわらず、経済的に運転することができる。残りの構成は、図１ａ及び１ｂに図示した構成と同等である。

図２ａは、後に圧延ライン１１を一直線に配設した薄スラブ鋳造装置２を示す。この装置の両隣に、図１ｂ及び１ｃで既に図示したような１つのタイプの水平型の薄スラブ鋳造装置１が配設されている。前記実施例と同様に、スラブは、フェリー１０によって、外側に位置する両薄スラブ鋳造装置１もしくは鋳造ラインからフェリー１０を介して、特にそれぞれの温度調整装置９の終端部から、中央の鋳造ラインもしくは薄スラブ鋳造装置２の温度調整装置９の一部に搬送もしくは導くことができる。この部分は、特に、鋳造方向で見て、垂直型の薄スラブ鋳造装置２の温度調整装置９の中央領域に位置する。スラブが外側の鋳造ラインからこの部分に達したら、スラブは、特に、更に温度調整装置９の一部を通過し、次に圧延ライン１１に供給される。

図２ｂは、斜視図ではあるが、図２ａと同じ構成を示す。符号は、図１ａ〜１ｄの符号と同じであると理解することができる。

図３ａ及び３ｂは、平面図と斜視図で本発明による装置の別の実施例を示す。この実施例では、３つの水平型の薄スラブ鋳造装置１が相並んで配設されており、３つの装置の中央に配設された薄スラブ鋳造装置１の後には、一直線上もしくは同列に１つの圧延ライン１１が配設されている。前の実施例と同様に、外側に位置する装置から中心に配設された装置もしくは鋳造ラインにスラブを搬送するためのフェリーシステム１０が設けられている。

図４ａ及び４ｂは、図３ａ及び３ｂと同様であると見なすことができるが、全ての鋳造ラインが、共通のタンディッシュ３によって溶湯を供給される。この場合、１つの圧延ライン１１に供給する３ストランド又はマルチストランド装置が話題である。

一般に、全ての図からの特徴が互いに組み合わされてもよいし、構成の個々の細部を当業者が適応に応じて適合させてもよい。

１ 水平型の薄スラブ鋳造装置
２ 垂直型の薄スラブ鋳造装置
３ タンディッシュ
４ 鋳型
５ 供給容器
６ 移送ベルト
７ 曲げ装置／矯正装置
８ 分離装置
９ 温度調整装置
１０ 揺動フェリー
１１ 圧延ライン
１２ ロールスタンド

Claims (13)

1. 少なくとも、スラブを鋳造するための第１の鋳造ライン及び第２の鋳造ラインと、第１の鋳造ラインで鋳造したスラブを第２の鋳造ラインに搬送するための搬送手段と、鋳造したスラブを圧延するための圧延ラインとを備える、金属の鋳造及び圧延をするための装置において、
   前記第１の鋳造ラインが、水平型の薄スラブ鋳造装置（１）として形成されており、この水平型の薄スラブ鋳造装置が、溶湯用の少なくとも１つの供給容器（５）と、この少なくとも１つの供給容器（５）の鋳造方向後方に水平に延在する移送ベルト（６）とを有すること、前記第２の鋳造ラインが、同様に水平型の薄スラブ鋳造装置（１）として形成されているか、垂直型の薄スラブ鋳造装置（２）として形成されており、この垂直型の薄スラブ鋳造装置が、スラブを垂直鋳造するための少なくとも１つの鋳型（４）と、垂直鋳造したスラブを水平な姿勢に曲げて矯正するための曲げ矯正装置（７）とを有すること、前記鋳造したスラブを圧延するための圧延ライン（１１）が、前記２つの鋳造ラインの一方の後に配設されており、前記少なくとも２つの鋳造ラインと前記搬送手段とが、前記少なくとも２つの鋳造ラインのそれぞれ一方によって鋳造したスラブを前記圧延ライン（１１）に供給できるように形成されていることを特徴とする装置。
2. 前記少なくとも２つの鋳造ラインのそれぞれが、水平型の薄スラブ鋳造装置（１）として形成されており、この水平型の薄スラブ鋳造装置の後に、水平型の薄スラブ鋳造装置（１）で鋳造したスラブを圧延するための前記圧延ライン（１１）が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも２つの鋳造ラインが、前記圧延ライン（１１）に入る前にスラブを圧延するための粗圧延スタンドを鋳造したスラブのために必要としないような小さい厚さのストリップを鋳造するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記垂直型の薄スラブ鋳造装置（２）が、４０ｍｍ〜１２０ｍｍの厚さを有するスラブを鋳造するために形成されていること、及び／又は、前記水平型の薄スラブ鋳造装置（１）が、５ｍｍ〜３５ｍｍの、特に１０ｍｍ〜２０ｍｍの厚さを有するスラブを鋳造するために形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
5. 前記少なくとも１つの水平型の薄スラブ鋳造装置（１）が、高合金鋼及び最高級高合金鋼を鋳造するために形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
6. 前記少なくとも１つの水平型の薄スラブ鋳造装置（１）の移送ベルト（６）の鋳造方向後方に、少なくとも１つの温度調整装置（９）、特に炉（９）が配設されていること、及び／又は、前記少なくとも１つの垂直型の薄スラブ鋳造装置（２）の曲げ矯正装置（７）の鋳造方向後方に、少なくとも１つの温度調整装置（９）、特に炉（９）が配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
7. 前記少なくとも２つの鋳造ラインの一方で鋳造したスラブを前記少なくとも２つの鋳造ラインの他方に搬送するための前記搬送手段が、フェリー（１０）、特に揺動フェリー（１０）によって構成されていること、及び／又は、前記フェリーが、前記少なくとも２つの鋳造ラインの他方の鋳造ラインの温度調整装置（９）の一部への搬送を行なうように形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
8. 前記少なくとも２つの鋳造ラインが、互いに平行に及び／又は相並んで配設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の装置。
9. 装置が、全部で３つの鋳造ラインを有し、これら３つの鋳造ラインが、平行に相並んで配設されており、鋳造ラインで鋳造したスラブを圧延するための前記圧延ライン（１１）が、３つの鋳造ラインの中央の鋳造ラインの鋳造方向後方及び／又は一直線上に共に配設されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の装置。
10. スラブ鋳造するための少なくとも２つの鋳造ラインによって、特に請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置によって、金属の鋳造及び圧延をするための方法において、
    前記鋳造ラインの少なくとも１つで、薄スラブが水平鋳造され、少なくとも１つの別の鋳造ラインで、同様に薄スラブが水平鋳造される、及び／又は、スラブが垂直鋳造され、水平方向に曲げられ、鋳造したスラブが、引き続き圧延ライン（１１）に供給されることを特徴とする方法。
11. 水平鋳造した薄スラブが、１０％までのアルミニウム含有量を有する鋼によって構成されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 水平鋳造した薄スラブが、１％〜３％のアルミニウム含有量を有する鋼によって構成されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 水平鋳造した薄スラブが、炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼又は包晶鋼によって構成されることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の方法。

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