JPH01202347A - 薄鋳片の連続鋳造機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、無端状金属ヘルドを使用した薄鋳片の連続
鋳造機に関する。

（従来の技術） 従来、薄銅板は水冷された銅製鋳型内に溶鋼を連続的に
供給し、冷却・凝固させ厚さ２００〜３００１のスラブ
を製造し、このスラブを熱間圧延機および冷間圧延機に
よって圧延して製造していた。

しかしながら、前記熱間圧延工程における消費エネルギ
ーが極めて大きいことから、熱間圧延設備１に替わる省
エネルギー型鋼板製造設備の実現が望まれていた。

このような状況下にあって、溶鋼から直接薄鋳片または
薄板を製造する方法あるいは装置が種々提案されている
。例えば、本出願人が提案した特願昭６１−１８０６２
８号公報に開示の無端軌道式連続鋳造機もその発明の一
つである。この型式の薄鋳片連続鋳造機は、第１図に示
すように、駆動ローラー１と、この駆動ローラー１によ
り循環される一対の金属ヘルド２と、これら両金属ベル
トの両端部において挟持され金属ベルト２と共に循環す
るダムブロック３を備え、前記上下一対の金属ベルトと
左右一対のダムブロックとで鋳造空間を形成したことを
主要構成とするものである。

そして、この装置により薄鋳片を鋳造する場合は、金属
ベルトの背面から多量の冷却水７を噴射すると共に、前
記鋳造空間ムこ給湯線４から熔幻５を注入し、金属ベル
ト２の鋳造面に凝固１６を生成させ、順次凝固させて鋳
片８とし、この鋳片８を後方に連続的に引き抜いて製造
するのである。

ところで、上記した薄鋳片連続鋳造機を使用して鋳片を
製造する場合、鋳片表面に縦割れが発生することがある
。

■一つは凝固組織上の問題であり、通常の厚肉スラブと
同様に溶鋼中の炭素量が０．０９〜０．３０χの中炭素
鋼の場合に多発する。これに関しては、これまでにも種
々研究が行われ、炭素量が０．０９〜０．３０χの溶鋼
は包晶反応域のため、オーステナイト単相となる温度が
高く、オーステナイト粒が粗大化して割れ感受性が高く
なることに加えて、包晶反応により凝固時の収縮量が大
きいため、凝固中に急冷されると凝固反応が均一に進行
せず、凝固殻の厚さが不均一となり、それに起因して縦
割れが発生すると言われている。

■この他に、中炭素鋼に限らず、この装置固有の問題に
よっても縦割れが発生する。それは、溶鋼がベルト間に
注入され、凝固殻が生成する際、メニスカス近傍におい
て象、激な抜熱のために抜熱量にむらが生じ、初期凝固
殻の厚さが不均一となるからである。そして、凝固殻の
薄い部分に凝固収縮応力、熱応力、またはベルト振動に
よる衝撃力が加わり、縦割れが発生すると考えられる。

即ち、第１図に示すような装置においては、金属ベルト
２の鋳造面は約１６００℃の溶鋼５に接し、その裏面は
冷却水７で冷やされる苛酷な条件で運転されるために、
金属ベルト２の厚さ方向に急勾配の温度差を生じ、熱膨
張による歪みが発生する。この歪みによりベルトは、第
２図（ａ）（ｂ）に示すように、″　幅方向（ａ）およ
び鋳込方向伽）に変形する。そして、このベルトの波打
ち変形量は、第３図に示すように金属ベルトの熱膨張に
大きく影響される。

その結果、金属ベルト２に接している鋳片表面の冷却速
度がばらつき、これに起因して凝固殻６の厚さが不均一
となる。すなわち、下側ベルトにおいては、第４図（ａ
）（ｂ）に示すように、溶！１ｉ１５の注湯直後（ａ）
から凝固が進行すると、メニスカスから離れるにつれて
、成長する凝固殻が金属ベルトへの抜熱に対する抵抗と
なって、ベルトの温度上昇が低減されるうえ、金属ベル
トが冷却されているために金属ベルトの熱変形量が低下
し、凝固殻６と金属ベルト２が局部的に離反するため、
冷却水７による均等な冷却が行われず、凹部を有する不
拘−厚さの凝固殻６が形成される。当然、上側ベルトも
乍側ベルトと同様に不拘−厚さの凝固殻が形成される。

このように、中炭素鋼でない鋼でも凝固殻形成が不均一
になり、凝固殻の薄い部分に生ずる熱応力により、凝固
殻の固液界面あるいは凝固殻表面に割れが発生するので
ある。

以上説明した原因によって、鋳片表面に縦割れ疵が発生
した場合には、後続の圧延工程に移送する前に疵取りを
する必要がある。このため、鋳片温度が低下し、ホット
チャージやダイレクトローリング（直送圧延）が実施で
きず、生産工程上の大きな問題になっている。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、薄鋳片連続鋳造機により薄鋳片を鋳造する
時に発生する表面割れ、すなわち、■中炭素１４（Ｃ：
０．０９〜０．３０χ）の場合に生ずる包晶反応に起因
する不均一凝固による割れ、■金属ベルトの熱変形に起
因する不均一凝固による割れ、等を防止できる薄鋳片の
連続鋳造機を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、薄鋳片連続鋳造機により薄鋳片を鋳造す
る際に発生する表面割れについて種々研究を重ねた結果
、金属ベルトの背面に複数条の縦溝を形成し、ベルト幅
方向に溶鋼からの抜熱量に差異をつけると、初期凝固殻
生成時の鋳片表面に微細な凹部を多数発生させることが
でき、この凹部が存在することにより、 ■中炭素鋼の初期凝固殻厚さを均一に生成させることが
できる、 ■金属ベルトと鋳片との接触面積が減少するので抜熱量
が低減し、金属ベルトの温度上昇による熱変形を抑制す
ることができる、との知見を得て本発明を完成するに到
った。

すなわち、この発明の要旨は、「駆動ローラーと、この
駆動ローラーにより循環される一対の金属ベルトと、こ
れら両金属ベルトの両端部で挟持され金属ベルトと共に
循環するダムブロックを備え、前記両金属ベルトとダム
ブロックとで包囲され鋳造空間を形成した薄鋳片連続鋳
造機において、前記金属ベルト背面に複数条の縦溝を形
成したことを特徴とする薄鋳片連続鋳造機」にある。

以下、本発明の薄鋳片連続鋳造機について図面を用いて
説明する。第５図は本発明の特徴とする金属ベルトの幅
方向断面図であり、金属ベルト２の背面側にベルト幅方
向に複数条の縦溝９が形成されている。鋳造時には、ベ
ルト２の背面側に多量の冷却水が流され、鋳造面側（第
５図においてはフラットな面）に存在する溶鋼から熱を
奪うのであるが、ヘルド背面の縦溝によって樽成される
薄肉部ＤＡと厚肉部Ｄｍからの抜熱量が異なるため、初
期凝固殻表面に微細な凹部を生成し、この凹部によって
緩冷却ができるのである。そして、この縦溝の間隔が小
さいほど、凹部が微細となって緩冷却効果が向上するこ
とは言うまでもない。

第６図はベルトに形成した縦溝の深さを種々変えた場合
のメニスカスから２０ｍｍ下方位置における薄肉部と厚
肉部との抜熱量比を調べた結果を示している。この図か
ら肉厚比ＤＡ／ＤＩが大きくなるにつれて抜熱比ＱＡ／
Ｑｌは正比例して増大していることが分かる。なお、Ｄ
Ａは薄肉部の厚さ、ＤＩｌは厚肉部の厚さ、ＱＡは薄肉
部からの抜熱量、Ｑ、は厚肉部からの抜熱量である。

第７図は、メニスカスから２０ｍｍ下方位置における隣
合う薄肉部と厚肉部の抜熱量比と凝固殻厚さの不均一度
の関係を調べた結果を示している。

ここで、凝固殻厚さの不均一度とは、凝固殻厚さの変動
量を示す標準偏差で定められるもので、この値が大きい
ほど凝固殻厚さの不均一度Ｙが大きいことになる。

なお、ｎは凝固殻厚さの測定点数、Ｘ、は一定間隔で測
定した凝固殻厚さ、χは凝固殻厚さの平均値、である。

この図から抜熱量比が１に近づくと、微小凹部の生成が
少なくなり、溶鋼からの抜熱量が増加してヘルドが熱変
形するため、不拘−凝固度が太き（なることが分かる。

一方、抜熱量がＯに近づくと、局部的な抜熱のために凝
固殻厚さの不均一度が増大することが分かる。また、こ
の図から抜熱量比を０．４〜０．６の範囲にすると凝固
不均一度が小さいので、表面割れの無い鋳片を作るには
、この範囲で製造することが好ましい。

第８図は、凝固殻厚さの不均一度と鋳片表面割れの総長
さとの関係を示している。この図から凝固殻厚さの不均
一度が小さいほど、割れ総長さが減少することが分かる
。

（実施例） 第１図に示す薄鋳片連続鋳造機に、背面の縦溝形状の異
なる金属ベルトを使用し鋳片を製造した。

使用した金属ベルトの溝間隔はいずれも１１０ｌｌｌ１
であったが、肉厚比を０．４．０．５．０．６と変えた
（第６図中・印で示している）。その時使用した溶鋼は
、第１表に示す中炭素鋼と低炭素鋼の２網種であり、鋳
造条件は、鋳片寸法が幅１０００ｍｍ　、厚さ５０ｍｍ
とし、鋳造速度を３．０〜６．０ｍ／ｗｉｎとした。

第１表 鋳造の結果、中炭素鋼の場合は、抜熱量比が第７図中の
・印で示す位置にあるため、均一な凝固殻が形成され、
表面割れの全く無い良好な薄鋳片を製造できた。また、
低炭素鋼の場合もベルトの熱変形がなく、ベルトの波打
ち振幅を抑制できたこともあって、第９図から分かるよ
うに、表面性状の極めてよい薄鋳片が得られた。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の薄鋳片連続鋳造機を用い
れば、薄鋳片製造の際に鋳造初期の不均一凝固に起因す
る表面割れを防止して表面性状の良好な薄鋳片を製造す
ることができる。しかも、本発明の薄鋳片連続鋳造機は
、どのような鋼種の鋳造にも適用できる優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄鋳片連続鋳造機の概略断面図、第２図（ａ）
（ｂ）は金属ベルトの熱変形を示す図、第３図は金属ベ
ルトの熱膨張率と波打ち振幅との関係を示す図、 第４図（ａ）（ｂ）は不拘−厚さの凝固殻が形成される
状態を示す図、 第５図は本発明になる薄鋳片連続鋳造機の金属ベルト幅
方向断面図、 第６図は金属ベルトの肉厚比と抜熱量比との関係を示す
図、 第７図は抜熱量比と凝固殻厚さ不均一度との関係を示す
図、 第８図は凝固殻不均一度と表面割れ総長さとの関係を示
す図、 第９回は金属ベルトの波打ち振幅の標準偏差と表面割れ
との関係を示す図、である。 １は駆動ローラー、２は金属ベルト、３はダムブロック
、４は給湯樋、５は溶鋼、６は凝固殻、７は冷却水、８
は鋳片、９は縦溝 第１図 第２図 第４図 （ａ）　　　　　　　　　　（’ｏ） 手続補正書 昭和６３年６月１０日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿　　　　　　　　　　
　八１、事件の表示 昭和６３年特許願第２７３２６号 ２、発明の名称 薄鋳片の連続鋳造機 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　大阪市東区北浜５丁目１５番地 氏名　（２１１）住友金属工業株式会社４、代理人 ５、補正命令の日付　　　　自発 ６、補正の対象 ７、補正の内容 （１）明細書筒８頁１６行目に ｒｙ＝ｈヌフ「〒１７７Ｘ）”］　Ｊとあるのをする。 （２）第７図を別紙のように訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動ローラーと、この駆動ローラーにより循環される一
   対の金属ベルトと、これら両金属ベルトの両端部で挟持
   され金属ベルトと共に循環するダムブロックを備え、前
   記両金属ベルトとダムブロックとで包囲された鋳造空間
   を形成した薄鋳片連続鋳造機において、前記金属ベルト
   背面に複数条の縦溝を形成したことを特徴とする薄鋳片
   の連続鋳造機。