JP3009738B2 - 逆鋳造槽の底 - Google Patents

逆鋳造槽の底

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JP3009738B2
JP3009738B2 JP8526521A JP52652196A JP3009738B2 JP 3009738 B2 JP3009738 B2 JP 3009738B2 JP 8526521 A JP8526521 A JP 8526521A JP 52652196 A JP52652196 A JP 52652196A JP 3009738 B2 JP3009738 B2 JP 3009738B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属帯板が溶湯で充填した槽の底を通さ
れ、溶湯をこの金属帯板上に晶析させた後に、槽の上方
に配置された駆動可能なロールを介して案内する、薄い
金属帯板、特に鋼帯板を製造するための方法及び装置に
関する。
この帯板鋳造法は、凝固が内から外へと経過し、通常
の連続鋳造におけるように外から内へと経過するのでは
ないので、逆鋳造とも称される。
このような方法は、特に線材の製造において、しかし
帯板を鋳造するのにも、公知である。帯板の鋳造に関し
て、米国特許公報第US3264692号が、ジルコン製底煉瓦
を有する、この方法を実施するための鋳造槽を示してい
る。底煉瓦の溝状穴はそこに引き通される帯板の寸法に
対する公差がごく狭く設定されている。
この公知の底入口の欠点は、許容帯板寸法の偏差が僅
かな場合でも帯板が挟まって動かなくなる危険が比較的
高く、若しくは帯板の進行が不安定で、これに起因して
摩擦が高まることにある。
国際出願第WO−Ａ−8707192号により公知の、薄い金
属帯材を製造するための装置は、耐火内張りを備えた槽
を有し、金属帯板を導入するための穴がこの槽の底に設
けられており、この穴が溝状通路として構成されてい
る。一層大きな総厚の帯板を得るために、帯板は複数の
サイクルで溶湯に通すことができる。
薄い金属鋳片を製造する他の装置がドイツ公開特許公
報第DE−Ａ−3638249号により公知である。そこでは、
通路壁と被覆されるべき帯板との間に一定の距離が保た
れる。
最後になお米国特許公報第US3264692号に触れてお
く。そこに記載された装置では、入口通路用に特定の材
料が使用される。材料の膨張で通路内での金属帯板の付
着が生じないことが達成されるはずである。
米国特許公報第US4479530号により、線材を溶湯中に
（但しこの場合上から下へと）通し、溶湯槽の底出口に
通す方法が公知である。銅線を製造するために構想され
たこの方法では、底出口を円錐形に構成するだけでな
く、適切に溶湯を線材と共に進出させることが提案され
ている。
やはり線材製造用の類似装置がジャーナル・オブ・メ
タルズ、1963年10月、連続鋳造プロセス、774〜780頁に
より公知である。この論文には、モリブデンからなり且
つ水で冷却可能な底通路が記載されている。
最後に指摘した２つの刊行物は銅線の製造に係わるも
のであり、鋼から帯板を製造するための方法及び装置に
転用することはできない。特に線材を製造するときに
は、晶析層の凹凸の故に線材の直径が不規則となり、実
際に使用可能とするために再加工されることが加わる。
更に、母線材の太さが大きい（この場合一般に6mm以
上）ことに基づいて晶析が少なく、溶接性が悪い点が好
ましくない。
本発明の目的は、帯板が溶湯槽に進入するとき帯板の
機械的破損を防止し、摩擦増強による未制御な引張応力
比（剥離の危険）を阻止し、槽からの溶湯流出を防止す
る方法及び装置を見い出すことである。
本発明はこの目的を、方法請求の範囲１及び装置請求
の範囲５の特徴部分の特徴によって達成する。
また、以下に本発明の要旨を説明する。
（態様１） 金属帯板が、溶湯で充填した槽の底を通さ
れ、溶湯をこの金属帯板上に晶析させた後に、槽の上方
に配置された駆動可能なロールを介して引き出す、薄い
金属帯材を製造するための方法において、以下の工程を
特徴とする方法： ａ）金属帯板が溝状通路内を壁に殆ど接触することなく
槽内部方向に通され、 ｂ）50〜90％の結晶成分を有する溶湯／結晶２相域が凝
固点の僅かに上に存在するまでの温度に、金属溶湯が通
路の孔口領域で集中的に冷却され、 ｃ）金属帯板が、通路の孔口領域でこの冷えた溶湯量に
接触して、メニスカスを生成し、且つメニスカスの近傍
領域で、固相線点の僅かに上の温度を有する溶湯／結晶
２相域中の溶湯を冷やす。
（態様２） 通路の孔口領域にメニスカスがあるよう
に、帯板の速度が選定されることを特徴とする、上記態
様１に記載の方法。
（態様３） 冷却媒体による抜熱が帯板の速度に基づい
て制御されることを特徴とする、上記態様１又は２に記
載の方法。
（態様４） 抜熱が溶湯浴温度に基づいて制御されるこ
とを特徴とする、上記態様１〜３のいずれかに記載の方
法。
（態様５） 耐火表面加工を施し、且つ溶湯を充填させ
ることができる槽を備え、該槽の底部には金属帯板を引
き込むための開口部を有する、上記態様１に記載された
方法を実施するための、薄い金属鋳片を製造する装置に
おいて、 上記開口部が溝状通路（20）として形成されており、
該溝状通路（20）の内壁が金属帯板（Ｂ）の表面から0.
3〜1.0mmの間隙を隔てて設けられ、上記溝状通路（20）
には、冷却手段として構成された金属製の通路部分（2
2）が溶湯（Ｓ）側の出口部分に設けられており、この
冷却手段のうち槽の内部側の壁部は耐火層（15）で被覆
されていることを特徴とする装置。
（態様６） 通路（20）の通路部分（22）が鋼製である
ことを特徴とする、上記態様５に記載の装置。
（態様７） 通路（20）の通路部分（22）が銅製であ
り、磨損に備えた保護層（27）を備えていることを特徴
とする、上記態様５に記載の装置。
（態様８） 上記冷却手段の内部を通る冷却媒体が気体
であることを特徴とする、上記態様５に記載の装置。
（態様９） 通路（20）の通路部分（22）が媒体供給管
（31）及び媒体排出管（32）を介して搬送部（33）に接
続されており、この搬送部でもって冷却水が吸引式に移
動可能であることを特徴とする、上記態様７に記載の装
置。
（態様10） 通路（20）の通路部分（22）が、槽内部方
向に開口する円錐形状を有することを特徴とする、上記
態様７に記載の装置。
（態様11） 金属通路部分（22）からの抜熱若しくは給
熱を計測し且つ制御するための装置（51）が設けられて
いることを特徴とする、上記態様５〜10のいずれかに記
載の装置。
本発明によれば、槽の溝状入口穴の孔口領域で溶湯浴
が強力に冷やされ、凝固点よりも僅かに上で溶湯／結晶
２相域をもたらす温度シンクがこの箇所で生じる。
更になお、冷たい母帯板に接触するこの２相域は、そ
れ自身で更新するシールの機能を引き受け且つ隙間及び
底通路内への溶湯の浸入を防止するほどに高い粘性を有
する。
シールとして働くこの溶湯は膨張が大きく、底入口の
溝状通路の内壁と通過する帯板との間の自由空間を、溝
状通路内を帯板が接触することなく通過し、特に、生成
するメニスカス内を通過することを確保する大きさに選
定することができる。
帯板と通路との間で機械的接触が殆ど起きないので、
材料として銅も選択することができる。磨損に備えて保
護するために、銅に保護層を備えておくことができる。
皮膜として金属（クロム、ニッケル）又は酸化物（ジル
コニア）又はセラミック（例えば窒化ホウ素）が提案さ
れる。
他の有利な１構成では、冷却要素は槽の方を向く壁が
耐火物からなる層で覆われる。こうして冷却要素の優れ
た保護が達成されるだけでなく、この措置によって冷却
要素の近傍で、水の散布に匹敵するように溶湯の温度レ
ベルを冷たくする調節も達成される。
溝状通路は、整備不要の安価な仕方で、２部分からな
るように構成することができる。一方の部分は既に述べ
たように銅からなり、溶湯から離れた方の部分は耐火物
若しくは耐火煉瓦で構成されている。
メニスカスの位置を確実に調節するために、本発明
は、冷却要素が槽の内部方向に開口する円錐を備えるこ
とを提案する。
冷却媒体として液体が、しかし気体も、提案される。
水が使用される場合、排除することのできない冷却要素
の破損時に損害を防止するために、水は吸引式に送られ
る。
特別の１構成では、蛇行状に案内される冷却管が使用
される。使用される管コイルは、冷却材がまず溝の近傍
でそれに沿って案内されるように構成されている。通路
の孔口領域での金属溶湯からの抜熱は溶湯浴温度に基づ
いて制御される。溶湯が過度に強く冷却される場合、溶
湯は加熱装置によって、例えばプラズマバーナによっ
て、希望する温度に調整することができる。
本発明の１例が添付図面に示されている。
図１は、鋳造装置の略示断面図である。
図２は、冷却コイルの配置を示す。
図３は、底入口穴の一部を示す。
図１に示す溶湯槽は槽底11と槽側壁12とを有し、これ
らの側壁は金属槽殻13と耐火内張り14とを有する。
底は通路20を有し、この通路は溶湯Ｓに向き合う孔口
に金属製の通路部分22（以下、金属通路部分22ともい
う）を有し、この通路部分はこの場合冷却箱25として構
成されている。
冷却箱25は媒体供給管31を介して容器34に、若しくは
媒体排出管32を介してポンプ33に接続されている。
帯板Ｂは案内ロール41によって案内されて通路20を通
して溶湯Ｓに向かって槽内に送られる。この帯板Ｂに層
Ｋが晶析し、この層は槽の上方で平滑ロール42によって
搬送され、最終寸法近くにまで平滑にされる。
熱エネルギーを計測し且つ制御するための装置51が媒
体排出管32に接続されている。
図２は金属通路部分22を通る水平断面図を示す。金属
通路部分22はこの場合冷却管26として構成されて、供給
管31及び排出管32に接続されている。蛇行状に案内され
る冷却管26の中心で帯板Ｂが溝20を通る。
図のａ）に示す配置では帯板の両側にそれぞれ２つの
管がある。矢印は冷却媒体の流れ方向を示す。冷却媒体
はまず帯板の周りを案内されて、引き続き帯板の両域内
で冷却管コイルと平行に冷却媒体排出管に供給されるこ
とがわかる。
図のｂ）では合計３つの管が平行に並べて配置されて
いる。図の右側に示すように、冷却管は帯板の近傍で、
しかも溝20が槽内部方向で円錐形に開くように、斜めに
しておくことができる。
図に示すように、円形断面の管を、四角管に入れ換え
て使用することができる。
図３に一部示す槽は金属槽殻13と、右側ではラミング
材（Stampfmasse）として、左側では煉瓦（Stein）とし
て構成されている耐火内張りとを有する。
通路20は耐火通路部分21に積み上げられている隆起部
を有し、この通路部分は図の左半分では耐火煉瓦23とし
て、図の右半分では耐火ラミング材24として構成されて
いる。
溶湯に接近している金属通路部分22は図の左半分では
冷却管26として、図の右半分では冷却箱25として構成さ
れている。該通路部分22のうち、槽の内部側が耐火層15
で覆われている。
通路20は、板厚ｄの帯板Ｂを通す通路内幅Ｄを有す
る。
溶湯Ｓに通される帯板Ｂに、帯板方向で層Ｋが晶析す
る。
更に、溶湯Ｓの等温線が図３に記入されている。金属
通路部分22の領域で溝状通路内に凝固点TSOL近くの温度
シンクが生じることがわかる。この溶湯／結晶２相域は
溶湯が溝状通路を通って溶湯槽から流出するのを防止す
る。
この２相域から出発して他の等温線が融解温度TSOLに
至るまで示されている。溝の領域で帯板Ｂと冷却箱25と
の間で冷却管26の下にメニスカスＭが生じる。
金属通路部分22の正面の形状に依存してメニスカスが
その形状で生じ、正面が円錐形に構成されている場合メ
ニスカスは溝状通路20内深くに入り込む。溶湯Ｓ自体は
まだ完全には凝固しておらず、なお延性があり、但し通
路からの溶湯流出が防止される程度に固まっている。
符号の説明 槽 11……槽底 12……槽側壁 13……金属槽殻 14……耐火内張り 15……耐火層 20……通路 21……耐火通路部分 22……金属通路部分 23……煉瓦 24……ラミング材 25……冷却箱 26……冷却管 冷却装置 31……媒体供給管 32……媒体排出管 33……ポンプ 34……容器 帯板搬送機構 41……案内ロール 42……平滑ロール 計測・制御装置 51……熱エネルギー Ｓ……溶湯 Ｂ……帯板 Ｋ……晶析層 ｄ……板厚 Ｄ……通路内幅 Ｍ……メニスカス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 23/04 Ｂ２２Ｄ 23/04 Ｚ (72)発明者 フォンダーバンク，ミヒャエル ドイツ連邦共和国、デー 46509 クサ ンテン、エーミール−バルト−シュトラ ーセ ７ (72)発明者 プレシウチュニッヒ，フリッツ−ペータ ー ドイツ連邦共和国、デー 47269 デュ イスブルク、ライザーヴェーク 69 (72)発明者 フォン・ハーゲン，インゴ ドイツ連邦共和国、デー 47800 クレ ーフェルト、シューマンシュトラーセ １ (56)参考文献 特開 平６−87066（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−50928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−279067（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−76650（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−25530（ＪＰ，Ｂ１) 特表 平１−503046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/00 B22D 11/04 115 B22D 11/04 314 B22D 23/04 B22D 19/00

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属帯板が、溶湯で充填した槽の底を通さ
    れ、溶湯をこの金属帯板上に晶析させた後に、槽の上方
    に配置された駆動可能なロールを介して引き出す、薄い
    金属帯材を製造するための方法において、以下の工程を
    特徴とする方法： ａ）金属帯板が溝状通路内を壁に殆ど接触することなく
    槽内部方向に通され， ｂ）50〜90％の結晶成分を有する溶湯／結晶２相域が凝
    固点の僅かに上に存在するまでの温度に、金属溶湯が通
    路の孔口領域で集中的に冷却され、 ｃ）金属帯板が、通路の孔口領域でこの冷えた溶湯量に
    接触して、メニスカスを生成し、且つメニスカスの近傍
    領域で、固相線点の僅かに上の温度を有する溶湯／結晶
    ２相域中の溶湯を冷やす。
  2. 【請求項２】通路の孔口領域にメニスカスがあるよう
    に、帯板の速度が選定されることを特徴とする、請求の
    範囲１記載の方法。
  3. 【請求項３】冷却媒体による抜熱が帯板の速度に基づい
    て制御されることを特徴とする、請求の範囲１又は２記
    載の方法。
  4. 【請求項４】抜熱が溶湯浴温度に基づいて制御されるこ
    とを特徴とする、請求の範囲１〜３のいずれか１項記載
    の方法。
  5. 【請求項５】耐火表面加工を施し、且つ溶湯を充填させ
    ることができる槽を備え、該槽の底部には金属帯板を引
    き込むための開口部を有する、請求の範囲１に記載され
    た方法を実施するための、薄い金属鋳片を製造する装置
    において、 上記開口部が溝状通路（20）として形成されており、該
    溝状通路（20）の内壁が金属帯板（Ｂ）の表面から0.3
    〜1.0mmの間隙を隔てて設けられ、上記溝状通路（20）
    には、冷却手段として構成された金属製の通路部分（2
    2）が溶湯（Ｓ）側の出口部分に設けられており、この
    冷却手段のうち槽の内部側の壁部は耐火層（15）で被覆
    されていることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】通路（20）の通路部分（22）が鋼製である
    ことを特徴とする、請求の範囲５記載の装置。
  7. 【請求項７】通路（20）の通路部分（22）が銅製であ
    り、磨損に備えた保護層（27）を備えていることを特徴
    とする、請求の範囲５記載の装置。
  8. 【請求項８】上記冷却手段の内部を通る冷却媒体が気体
    であることを特徴とする、請求の範囲５記載の装置。
  9. 【請求項９】通路（20）の通路部分（22）が媒体供給管
    （31）及び媒体排出管（32）を介して搬送部（33）に接
    続されており、この搬送部でもって冷却水が吸引式に移
    動可能であることを特徴とする、請求の範囲７記載の装
    置。
  10. 【請求項１０】通路（20）の通路部分（22）が、槽内部
    方向に開口する円錐形状を有することを特徴とする、請
    求の範囲７記載の装置。
  11. 【請求項１１】金属通路部分（22）からの抜熱若しくは
    給熱を計測し且つ制御するための装置（51）が設けられ
    ていることを特徴とする、請求の範囲５〜10のいずれか
    に記載の装置。
JP8526521A 1995-03-08 1996-02-07 逆鋳造槽の底 Expired - Lifetime JP3009738B2 (ja)

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JPH10511314A JPH10511314A (ja) 1998-11-04
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US (1) US5992501A (ja)
EP (1) EP0814926B1 (ja)
JP (1) JP3009738B2 (ja)
KR (1) KR100264947B1 (ja)
CN (1) CN1176612A (ja)
AT (1) ATE179102T1 (ja)
AU (1) AU4782696A (ja)
DE (2) DE19509691C1 (ja)
RU (1) RU2145531C1 (ja)
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