JP2903087B2 - 薄板連続鋳造装置 - Google Patents

薄板連続鋳造装置

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JP2903087B2 JP14354689A JP14354689A JP2903087B2 JP 2903087 B2 JP2903087 B2 JP 2903087B2 JP 14354689 A JP14354689 A JP 14354689A JP 14354689 A JP14354689 A JP 14354689A JP 2903087 B2 JP2903087 B2 JP 2903087B2
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智明 木村
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄板を製造する薄板連続鋳造装置に係り、特
に双ベルト鋳型を備えた薄板連続鋳造装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の薄板連続鋳造装置は特開昭60−40660号公報
(公知例)に記載のように、サーボノズルに直結する
振動鋳型と、この振動鋳型の下流側に連続して設けられ
る双ベルト式鋳型で構成されており、前記振動鋳型を高
サイクル振動(500〜5000cpm)させている。
また、特開昭59−199151号公報(公知例)に記載の
ものは短辺絞り込み型双ベルト式薄板連鋳機で扇形固定
短辺は耐火物で構成され、ベルトは前記固定短辺鋳型と
摺動する構造となっている。
特開昭60−158955号公報(公知例)に記載のものは
固定鋳型の壁間の注湯部幅を大きくし、出口側は所定板
厚及び幅にし、これに続く2次冷却滞は特開昭62−2036
52号公報にある如くローラ支持となっている。
特開昭62−72455号公報(公知例)に記載のものは
絞り込み鋳型の長辺側を各々円弧方向に振動させ、短辺
は耐火物で無振動としている。尚、2次冷却滞はローラ
支持方式としている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来技術は以下に示す点につき実
用上の問題点があった。
(1) 公知例の問題点は、サーボノズルと鋳型間へ
の溶湯差し込みによる凝固殻破断、並びに高サイクル振
動によるサーボノズル耐火物の破損トラブルが発生。
(2) 公知例の問題点は、固定短辺と長辺側スチー
ルベルトの相対スベリに起因する摺動キズの発生による
鋳型寿命低下、並びに溶湯差込みによるベルトのカジ
リ、穴あき等による鋳造の中断が時々発生する。
(3) 公知例は振動鋳型に続く二次冷却滞はいず
れもローラ支持であるため、ロールピッチlは、 l=ロール径+冷却スプレー噴射スペース =150〜200φ+20〜25=175〜225mm 程度より小さくすることはできない為未凝固の高速鋳
片のバルジングを支持するには不十分であることから鋳
造速度を5〜6m/minに押える必要があった。また凝固完
了するまでの区間、繰返しバルジング歪が発生し、内部
割れの発生がさけられない。
この発明の目的は、上記問題点を解消するためになさ
れたもので、バルジングを防止して双ベルト鋳型のベル
トの摺動傷並びに鋳バリ発生を防止して、鋳型が長寿命
で且つ高速で安定した鋳造を行い得る薄板連続鋳造装置
を提供することでにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために本発明は、長辺鋳型及び
短辺鋳型からなる鋳片引抜方向に振動する振動鋳型と、
該振動鋳型の下流側に連続して設けられ鋳片と同期移動
する双ベルト式鋳型とを備えた薄板連続鋳造装置におい
て、前記振動鋳型は上部が広がり、下部の絞り込まれた
低熱伝導度の耐火物からなる短辺鋳型を有し、前記鋳片
引抜方向に高サイクルで微振動するものであることを特
徴とするものである。
〔作用〕
上記の構成によれば、鋳型上方が広がっているので従
来の大きさの浸漬ノズルを使用して注湯が可能であり、
短辺側の溶鋼を固まらせることなく容易に絞り込むこと
ができる。また高サイクルの微振動を与えることによっ
て表面肌の滑らかな鋳片を得ることができる。
また、鋳型下端を双ベルト側に延在させることによっ
て鋳片に生じるバルジング歪が防止されるので、高速鋳
造が可能となる。
さらに、固定鋳型と双ベルトとが分離されているの
で、ベルトの摺動傷並びに鋳バリ発生を防止することが
でき、鋳型が長寿命で且つ安定した鋳造を行うことがで
きる。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例を第1図〜第8図を参照して説
明する。
タンデッシュ1内の溶鋼を浸漬ノズル2から鋳型に注
湯する。湯面16Aは図示はないがほぼ一定高さになるよ
うに流量制御される。
鋳型は扇形の短辺鋳型4と長辺鋳型3にて形成されて
いる。短辺鋳型4は大部分はセラミック21と断熱材22で
形成し、短辺絞込部の凝固を阻止する為に背面及び縁は
水冷銅板35とする。更に背面は水冷銅板35の熱変形を押
える短辺バックプレート23で構成される。短辺R/S線以
下はストレート水冷銅板25とし、絞り込み後の短辺の凝
固殻を形成するものである。
一方、長辺鋳型3は鋳辺側は凸状の水冷銅板34とし、
凝固殻形成を湯面16A部より行なうようになっている。
背面には水冷銅板34の熱変形を押えるバックプレート17
が配備される。
このような短辺鋳型3の長辺鋳型4は鋳型外枠5に内
蔵され、鋳型外枠5の両側部を加振シリンダ6により各
々支持され、鋳片引抜方向に振動可能となっている。
加振シリンダ6には電気油圧式サーボバルブ7が搭載
され、高サイクル振動指令器15から所望の波形(例えば
正弦波、三角波等)が入力され、同期制御回路14によ
り、左右の両加振シリンダ6を同期振動させるものであ
る。
なお、8はバランスシリンダで、加振シリンダ6の下
部ロッドを利用して、鋳型を主とする加振重量とバラン
スするように一定圧力が封入されている。また短辺鋳型
4は長辺鋳型3にはさみ込まれ皿バネ18で支持されてい
るので、湯差しによるバリの発生が皆無で、短辺と長辺
の間の摺動傷も発生しない。
また10は同期鋳型を構成するスチールベルトでベルト
ガイドローラ11にガイドされる。このベルトガイドロー
ラ11の表面には冷却水が通る円周方向に多数の溝が切ら
れている。12は冷却パット、13は冷却用スプレノズルで
ある。
このような構成によれば、溶鋼16の長辺側は湯面16A
より凝固を開始し、凝固殻36が成長するがHM=600mm、
鋳造速度V=10m/minとすれば鋳型出側の凝固厚さDは となる。ここでh=30mmの鋳造厚みでも完全凝固してい
ないので、さらに下流にベルト同期式鋳片支持装置によ
って冷却させるものである。
ベルト10はベルトガイドローラ11によって支持方向の
転換をして冷却パット12によりベルトの直接冷却と鋳片
の間接冷却を行なう。またこの冷却パット12は溶鋼静圧
による鋳片のバルジングを押える役目を有しているの
で、ベルト冷却水の圧力は溶鋼ベルトHに見合う溶鋼静
圧に設定され、またパット間隔も鋳片厚さhmmに見合っ
て設定されるものである。
このようにすることにより薄板連鋳の高速鋳造が安定
して可能となるものである。
なお装置全体は例えば第6図に示す配置構成とし、レ
ードル30からタンデッシュ1に注湯、鎮静化後、浸漬ノ
ズル2より絞り込み鋳型に注湯し、鋳片引抜部が湾曲す
る型式のベルトガイド32によって鋳片冷却曲げを行な
い、完全凝固後、矯正ローラ33にて曲げ直して次工程へ
供給するものである。このような配置構成によれば設備
高さが低くてすむ利点を有する。
なお、この配置構成は第6図に示すものに限らず、第
7図に示すように、凝固完了までを垂直としその後ベン
デイングするようにしてもよい。
即ち垂直ベルトガイド31を絞り込み鋳型の下側に配置
し、凝固完了後、曲げローラ32にて湾曲させ矯正ローラ
33にて曲げ直しをして、次工程に薄板を供給するもので
ある。
このような構成によれば凝固完了まで垂直であるので
溶鋼中の介在物浮上効果があるため、高い内部品質を要
求される鋼種の連鋳に適する。
ここで、このような安定した高速薄板鋳造を可能と
し、且つ高品質鋳片を得ることが出来る本実施例の鋳造
装置の特徴をまとめると以下のようになる。
(1) 鋳型上部は広がっている短辺絞り込み固定鋳型
を採用する。短辺の上部絞り込み部は熱伝導度の低い耐
火物とし凝固殻を形成させない。
(2) この固定鋳型を鋳辺引抜方向に高サイクル振動
させる。
(3) 固定鋳型に続く2次冷却滞は鋳辺同期式双ベル
ト鋳型とし長辺側鋳辺のバルジング支持を安定して行な
う。
(4) 第4図に示すように、固定鋳型と双ベルト間は
可能な限り固定鋳型を延ばし、鋳片支持ピッチを50〜10
0m以下とする。
各部の機能又は特長につき説明すると、 (1) 鋳型上方が広がっている短辺絞り込み鋳型によ
り、タンデッシュから鋳型への注湯は従来の大きさの浸
漬ノズルを使用することができる。
(2) 短辺絞り込み部はこの部分の溶鋼を固らせない
で容易に絞り込み可能な様に耐火物で構成する。それに
続く短辺ストレート部は絞り込み後の短辺を凝固させる
ために内部水冷銅板とする。
絞り込み部耐火物はエッヂの損傷を防止するために水
冷銅板で縁取りする。長辺側は短辺絞り込み形状に沿っ
た湾曲形状とし、内部水冷銅板とし、長辺シェル形成を
行なう。
(3) 前記長辺鋳型、及び短辺鋳型は鋳型外枠で1体
に支持し、高サイクル鋳型振動を行なうことにより、表
面肌の滑らかな鋳辺を造形する。
(4) 前記絞り込み鋳型に続く双ベルトは鋳辺引き抜
き速度と同期して廻り、鋳片が完全凝固するまでの区間
の二次冷却と溶鋼静圧によるバルジングを連続して押
え、バルジング発生を皆無にする機能を有する。
(5) 絞り込み鋳型と双ベルト間は、溶鋼静圧を支持
することのできない唯一の区間として残るが絞り込み鋳
型の下方を第4図に示す如く、ベルト側に延長すること
で従来のローラ支持方式の限界であった支持ピッチl0
170〜225mmの1/3以下のl=50〜75mmのピッチにするこ
とが出来るので、この部分で生ずるバルジング応力を従
来程度とした場合にlを大幅減少できるので、バルジン
グ歪のために高速限界のあった従来のローラ方式に比較
し、高速鋳造が可能となる。
以下計算にて説明すると、第8図においてバルジング
応力は支持スパンと凝固厚み(鋳造速度で決まる)によ
り求められる。
とすると、 即ちσは溶鋼ヘッドに無関係であり、l2Vに比例する
ことになる。下記にσの計算例を示す。
この表より前述のローラ支持方式の支持ピッチl=20
0mm程度より小さくできないので、許容応力を5kg/mm2
すれば鋳造速度V=2m/minに制限される。一方本実施例
ではl=50〜75mmに小さくできるのでV=10m/minの鋳
造が可能となる。
このように本実施例によれば、 (1) 短辺絞り込み固定鋳型を振動数10〜100HZ、振
幅3mm以下の高サイクル振動させることによりオシレー
ションマークの微細化が図れ表面肌が滑らかな薄鋳片を
高速で得ることが出来る。
(2) 鋳型と双ベルトを分離することにより、ベルト
の摺動傷並びに鋳バリ発生防止が達成され鋳型の寿命延
長と安定鋳造が可能となる。
(3) 二次冷却滞にガイドローラを使用する従来方式
に比較し双ベルト式はバルジング発生量を大巾に減少さ
せることが出来るので、内部品質向上が達成できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、鋳型下端を双ベルト側に延在してお
り、鋳片に生じるバルジング歪が防止され、高速鋳造が
できるという効果を奏する。また、固定鋳型と双ベルト
を分離することにより、双ベルト鋳型のベルトの摺動傷
並びに鋳バリ発生を防止して、鋳型が長寿命で且つ高速
で安定した鋳造を行い得る薄板連続鋳造装置を提供でき
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の一実施例を説明する概念
図、第3図ないし第5図は本実施例の鋳型構造詳細図、
第6図は本実施例の全体配置構成を示す概略図、第7図
は全体配置の変形例を示す概略図、第8図は支持スパン
計算のための参考図である。 1……タンデッシュ、2……浸漬ノズル、3……長辺鋳
型、4……短辺鋳型、5……鋳型外枠、6……加振シリ
ンダ、7……電気油圧サーボバルブ、9……鋳片、10…
…ベルト、11……ベルトガイドローラ、12……冷却パッ
ト、16……溶鋼、21……セラミックス、22……断熱材、
20……幅変更シリンダー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 智明 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 森脇 三郎 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭60−40660(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 11/06 340 B22D 11/04 311

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】長辺鋳型及び短辺鋳型からなる鋳片引抜方
    向に振動する振動鋳型と、該振動鋳型の下流側に連続し
    て設けられ鋳片と同期移動する双ベルト式鋳型とを備え
    た薄板連続鋳造装置において、 前記振動鋳型は上部が広がり、下部の絞り込まれた低熱
    伝導度の耐火物からなる短辺鋳型を有し、前記鋳片引抜
    方向に高サイクルで微振動するものであることを特徴と
    する薄板連続鋳造装置。
  2. 【請求項2】長辺鋳型及び短辺鋳型からなる鋳片引抜方
    向に振動する振動鋳型と、該振動鋳型の下流側に連続し
    て設けられ鋳片と同期移動する双ベルト式鋳型とを備え
    た薄板連続鋳造装置において、 前記振動鋳型は上部が広がり、下部の絞り込まれた低熱
    伝導度の耐火物からなる短辺鋳型を有し、前記鋳片引抜
    方向に高サイクルで微振動するものであり、且つ下部の
    溶鋼出口下端を前記双ベルトに接触する直前まで延在し
    たものであることを特徴とする薄板連続鋳造装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載の装置において、 前記振動鋳型の短辺鋳型は、水冷銅板によって縁取りさ
    れたものであることを特徴とする薄板連続鋳造装置。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3のうちいずれかに記載の
    装置において、 前記振動鋳型の短辺鋳型は、下部のストレート部が水冷
    銅板によって構成されていることを特徴とする薄板連続
    鋳造装置。
  5. 【請求項5】請求項1ないし4のうちいずれかに記載の
    装置において、 前記振動鋳型の長辺鋳型は、水冷銅板によって湾曲形状
    に構成されていることを特徴とする薄板連続鋳造装置。
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