JPH01224149A - 金属ストリップ及びロッドを製造する連続鋳造方法及び少なくとも１つの移動鋳造ベルトを有する装置 - 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〉 本発明は連続鋳造方法及び装置に関するものである。

〈従来の技術〉 多くの方払及び装置が磁性又は非磁性材料のストリップ
及び薄いスラブ又はロンドの連続鋳造部に知られている
。鋼の処理において鋳物が完全に固化するか、または十
分な強度の固化シェルが形成されるまで、鋳物にそって
移動するフレキシブル金属ベルトによって少なくとも１
つのｗＩ造室壁またはいわゆる鋳造品が画成される。

異なる種類の搬送ベルトについての性質及び製造設計が
連Ｒ鋳造ハンドブック（Ｅ、１Ｌｅｒｒｌａｎｎ著、１
９８０年、ｐ、６５〜ｐ、８５）に示されている。

従来の装置は０．５〜１．５ａｍｌＸ、ｈの範囲Ｇ厚さ
を有するベルトを用いている。−膜内には、これらのベ
ルｉ〜はスチール製であるが他の材料もまた知られてい
る。

搬送ベルトを用いた鋳造装置は古くから知られており経
済性も優れているが、−膜内には侵述するようにベルト
自体により生じる８Ｗ１を有している。

成形物の横方向をシールするため、ベルトとともにいわ
ゆるサイドダムを用いることが一般的である。固定サイ
ドダムも用いられている。従って、ベルトの幅は成形物
よりもかなり大きく、サイドダムは成形物に必要な締付
は力を与えるためベルトの両側福部問に配置される。

鋳造部に沿って移動する冷却装ｊ？にも係らず、かなり
の温度上昇が鋳造金属との接触時にベルトに生じる。部
分的に臨界的な条例が鋳物の入口に存在しベルトが鋳造
ノズルから送られる溶融金属と接触したときにベルトが
極端に加熱される。このときベルトは通常最高温度に達
する（文献“５ｔａｈｌ　ｕｎｄ　Ｅｉｓｅｎ　”　、
１１号、１９８６年、ｐ、６３５、第８図参照）。

加熱部、は３次元方向全てについて本質的に熱膨張を受
ける。ベルトの厚さの増大については弊害はないがその
冷却端部及び溶融金属と接触する冷却断面部によりその
面内においてのベルトの自由膨張が防止される。ベルト
の自然な反応としては反りや座屈が生じ鋳物の大部分に
わたってまたは入口部に欠陥が生じる。

ベルトが鋳物の表面と離脱または接触するとき、川らか
に部分的または一時的な熱伝達の変化が鋳物からベルト
に生じる。この現象は鋳物の厚さの違いや欠陥的な熱歪
みによって生じクラックや局部的な構造欠陥が発生する
。また、ベルトの反りはサイドダム及びＨ’Ｓノズルに
おいて鋳物のシーリングを誘発する。これらの問題は鋳
造物を排除したり鋳造プロセスにおいて重大な問題の原
因となる。この問題は鋳造幅を増大すると著しくなる。

大きな問題は特にスチールの鋳３ｉ！！時に生じる。

今までこの問題は、ベルトの張力を比較的高クシた場合
、鋳物に接触するベルト面に断熱層を設けた場合（米国
特許用３．８７１，９０５号）、及び鋳造部に入る前に
ベルトをプリヒートした場合（米国特許用３．９３７．
２２０号、同４，００２．１９７号及び同４，５３７．
２４３号）に限られている。上述の手段がベルトの熱応
力による変形を低減したとしても鋳造部における反りゃ
変形を完全に失くすことはできない。

作動中に強度が極端に低下するのを防止するためベルト
には適当な張力が与えられ上昇した応力は循環するベル
トが鋳造部の前後のプーリーにより曲げられたとき所定
の弾性限界内に保持される。

弾性限界値を越えたくり返し応力によりベルトが強化さ
れ短期間で使用不可能となる。

〈発明の目的〉 本発明の目的は従来の問題を解消し鋳造にお番ノるベル
トの反りや座屈を防止し、鋳造工程における欠点を除去
することである。

材料の強度をｔ、ｌＪ　ｍする法則に基づき、引張り応
力を受ける物体は幅方向における縮みを伴なう伸びを受
ける。この現象は変形の延性相と同様に弾性相にも生じ
る。両者の影響は同一方向に重なって生じる。

鋳造ベルトの前述の問題についての解消１段はこれらの
物理的現栗の応用に基づいており、自由長の開口端ベル
トを用いることに特徴があり、ベルトは移動通路方向に
作用する伸び力を受け、鋳造部におけるベルトの加熱時
にベルトの弾性限界を越える張力を生じベルトはある程
度の歪みを受け、断面部に歪みが生じ熱膨張に対抗し鋳
造部の通過時にベルトの反りや座屈を防止する。

比較的小さな熱応力は反りなくベルトに存在できること
から、断面部の減少は熱１ｉ！ｔ％によるその増大より
も少し小さくなる。ベルトについて充分な冷却システム
を設けることにより許容範囲内において鋳造部のベルト
の通過時に所定温度をベルトに保持することができる。

また高性能の冷却システムを用いると裸のすなりら被覆
されないベルトを用いることもできる。しかしながら必
要に応じベルトは鋳造部に入る前に分離した断熱材によ
り周知のように被覆してもよい。被１Ｉｌｌは永久的で
もよくまた鋳造部において分解してもよい。

鋳造部の入口においてベルトに作用する所定のブレーキ
及び鋳造部の出口においての所定のベルト駆動手段がベ
ルトに設けられ所定の張力を与え鋳造部に必要な応力を
発生ずるようにしてもよい。

鋳造部においてベルトに歪みを与えることにより鋳造部
を離れた模及び冷却を受けた後のベルトの速度は鋳造部
の入口よりも高くなる。

ベルトの張力を制御するというよりむしろ鋳造部の入口
前及び出口後のベルトの速度を所定値に調節維持できる
。このことは多くの方法により達成される。ベルトの一
定のυ＋ｍされた伸びが達成される。ベルトの張力及び
歪みにより鋳造部の入口前及び出口後のベルトの速度比
を調整することができる。

ベルトの伸びによる速度の増加はベルトの温度、鋳造品
入口における幅方向の応力分布及びベルト内の許容熱応
力により決定される。熱応力はベルト幅と鋳造部の幅の
比、ベルト厚さ、ベルト材料の物理的特性、ベルトの支
持方法及び鋳造部における金属圧力により決定される。

これらの値により鋳３ｉ！！部入日及び出口のベルト速
度の必要な増加分が決定される。ベルトに歪みがない場
合鋳造部の出口後のベルトの冷却について、所定条件下
において速度の最小増加分が０．１〜２％である。鋳造
部の駆初装賀は鋳造部の入口及び出口におけるベルトの
所定の固定比について決定され、速度は例えばコンピュ
ータによりアナログまたはデジタル式にυＩＩＸＩされ
、この比は異なる条件毎に調整される。ベルトの速度は
鋳造部の前後において連続的に測定され所定値に速痩化
がＮ￥１されるようにａｔｌＪ　ｔｌｌされる。

開口端ベルトは充分長く、充分な期間＃ｔＩ造速度で連
続動作できなければならない。従って、ベルトはロール
から引出され鋳造部を通過して前述の鋳造部の壁として
働いた後は巻上げられる。

従って金属ストリップまたは０ツドを生産する１つ以上
の搬送鋳造ベルトを有する連続鋳造装置は、所定長の開
口端ベルトを用いて鋳造部に入る前にベルトがロールか
ら引出され鋳造部を通過した侵に巻上げられ、伸び手段
が提供され、ベルトが移動通路方向に作用する張力を受
け、ベルトが鋳造部において加熱されたときベルトの弾
性限界以上の張力が発生し、ベルトは歪みを受は断面積
が縮み熱膨張に対抗し鋳造部通過時のベルトの反りや座
屈が防止される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を、垂直鋳造構造における対称・
対向配置されたベルトを特徴とする鋳造装置の概略側面
図を表わす第１図及び第２図に示される２ベルト形の例
に基づいて説明する搬送または固定側のダムを用いるこ
ともできる。

溶融金Ｊｉ１０は公知の方法により炉から０−ンダー１
１を介してタンデイツシュ１２に流れ、ノズル１３を介
してモールド部１４に供給される。

モールド部１４は対向したベルト１５．１６及びその間
に配置されたサイドダム１７．１８（第２図）により形
成されている。概略的に示されているクーラー１９．２
０はベルトの外面側に作用している。２つのロール２３
．２４を有する２つのロール軸２１．２２はｉ制御可能
な駆動源により駆動され同時にロール２７．２８を有す
る２つの供給ロール２５．２６は適当に制御されたブレ
ーキにより理延されベルト１５．１６に必要な張力を与
え成形物内に必要な歪みを与える。第１図に示す鋳造ロ
ンド、すなわち鋳造ストリップ３４は２つのスピードｆ
ｊＪ　１００−ル２９．３０により挟持され所定の鋳造
速度で鋳造物を排出する。

ベルト速度にほぼ対応す゛る鋳造速度は必要に応じ調整
され、所定の力がベルトに作用し必要な歪みを発生する
ようにＯ−ル軸２１．２２の駆動により關御可能である
。制御信号はロール２１．２２の駆動源に送られ成形出
口後のベルト速度を連続的に＠御し、またロール２５．
２６の駆動源に送られ成形入口前のベルト速度を制御し
、成形人口との間の速麿差が調整されベルトに所定の歪
みを発生させる。

ロール軸２１．２２から過大な力を取除くため、成形出
口後に配置されたロール３１．３２も被駆動としてもよ
く、及びまたは第１図に示された他のロール３９．４０
がロール軸２１とロール３１及びロール軸２２と０−ル
３２の間に配置されてもよい。ベルトはこれらのロール
に部分的に巻回されてもよく、またはベルトの移動通路
が他の方向に変換される場合これらのベルトはベルトを
挟持し、被駆動またはアイｐル状態であってもよい。

同様に成形部前に配置されたロール３５．３６はブレー
キがかけられるようにしてもよく、またはロール軸２５
．２６はブレーキがかけられる追加のロール３７．３８
により除去することもできる。

さらにロール軸２５．２６はベルトのブレーキの設計に
よっても省略することができる。

第１図にＪ月ノる追加のロール３７．３８．３９゜４０
の数及び径の設定はベルトに必要な張力、ベルト駆動の
選択、鋳造方向及びその他のパラメータにより決定され
、所定の状況に応じて変更できる。ベルトが摺動される
同じまたは追加のロールまたは他の要素はベルトに発生
する残留応力を低減するように用いられる。公知の方法
により鋳造機外のベルトの取扱いは存在する残留応力を
取除くようにできる。

ベルトの全長を使用した後ロール２３及び２４は取除か
れロール軸２５．２６にイれぞれ置かれる。ベルト１５
．１６が鋳造機にガイドされ０−ル軸２１．２２に固定
された後鋳造機は動作準備が完了する。

ロールを交換するかわりにロール軸２１．２２゜２５．
２６の回転方向を逆転しベルトをロール軸２５．２６に
巻戻すようにしてもよい。

成形部において加熱されたベルトに歪みを与える本発明
の基本的な特徴は、垂直または水平あるいは他のｖＩ造
力方向も適用できる。

本発明の特徴は１木のベルトを用いる＆Ｇ造装置及び方
払にも適用できる。例えば溶融金属は公知の方法により
！６造ストリップの必１な厚さを低減する程度に水平に
移動するベルト面に鋳造され得る。

一般的には鋳造部を通過するベルトは、金属静圧または
＆Ｉ造＠吊によるたわみを避けるため実測から支持され
なければならない。しかしながらベルトの実測は流体の
冷却剤と連続的に接触して局部的な加熱を避けなければ
ならない。支持点の隣接距離はベルトの厚さを考慮して
決定しなければならないことが知られている。通常はこ
の距離はベル１−の厚さの３０〜５０倍である。本発明
を適用した場合この相対的な距離はかなり大きなベルト
張力によりかなり大さくなり、ベルトに支持された負荷
に応じてベルトの厚さの１００〜２５０倍になる。この
ように０．１〜０．３ｍｇ＋の岸さのベルトが従来の装
置と同じ支持転換距離においてベルトの不必要なたるみ
なく用いられ得る。

歪みを発生させるためベルトの所面は成形部の通過によ
り小さくなる。ベルトの厚さの減少量によりベルトが消
耗する前の通過回数が決定される。

以下の計算は２つのスチールベルトと下表のデータを有
する鋳造機により成形されたアルミニウムストリップの
例を説明するものである。

鋳造されたアルミニウムストリップの厚さａ＝２０ｍｇ
＋ ストリップの幅　　ｂ−１０００１ 鋳造速度　　　　　Ｖ＝６ｍ／分 新たな鋳造ベルトの最大幅 Ｂｌ　−１２００ａｗ＊ 使用された鋳造ベルトの最小幅 Ｂ２−１０８０履 鋳造ベルトの厚さ　Ｃ＝０．２ａｍ 成形部前のベルトの温度 Ｔ、−４０℃ 成形部のベルトの最大温度 Ｔ２＝１６０℃ 温度上昇　　　　　△Ｔ−１２０℃ 線熱膨張率　　　　α＝１１・１０’（’Ｃ）”フルロ
ールの最大外径 Ｄ−１５００履 ロール軸の径　　　ｄ−４００麿 記号の説明 ■　＝　鋳造速度 ｖｌ　：　成形部竹のベルト速度 ｖ２：　成形部で加熱された後のベルト速度Ａ１　：　
成形［７のベルトの断面積 Ａ　：　成形部で加熱された後のベルトの断面積 Ｖ　：　成形部前のベルト粒子の体積 ■２：　成形部において加熱された後のベルト粉子の体
積 ΔＶ：　成形部において加熱されたためのベルトパーテ
ィクルの増大 ΔＢ＝　成形部の通過によるベルト幅の減少鋳造室にお
いてベルトの温度がΔ丁だけ上昇したとすると、ベルト
の粒子の体積の上胃分はほぼ以下の式で表わされる。

ΔＶ−３・α・ΔＴ−Ｖ。

断面積の増加がないとするとすなわち Ａ　　−Ａ１が成立しベルトの変形が防止され以下の連
続式が成立する。

ｖｌ　°Ｖ２””２　°■１ 従って、 所定値を代入することにより、 ｖ　−■　　・　（１−ト３・１１　・１０　　・１２
０）−１，００４０−ｖ１加熱中にベルトの断面積の増
大を防止するためにはベルトの速度を０．４０％上昇さ
せなければならないことが分かる。しかしながら実際は
ベルトが不要な歪みまたは座屈なしに小さな熱応力を発
生するのでベルト速度の増加に０．３８％で充分である
。

上述のようにベルト幅は幅方向の縮みにより成形部の通
過毎に減少する。上述の例では１回の通過電の減少はほ
ぼ以下の式で表わされる。

０．４０ ＝１．５ａｍ 最大ベルト幅Ｂ１＝１２００履及び最小ベルト幅Ｂ２　
＝　１０８０ｉｍである場合ベルトは以下の回数用いる
ことができる。

ベルトの厚さは約１０％すなわち０．１８ａｍ減少する
。

鋳造速度ｖ＝６ｍ／分でありフルロールについての外径
Ｄ＝１５００ａｌ＋である場合ベルトの長さ８２００ｍ
に対応して装置は２２．８時間だけ用いることができる
。このように装置の最大能力により４４０ｔ／日だけ生
産可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋳造装置の側面図及び第２図は別方向
から見たその側面図である。 １０・・・溶融金属、１１・・・ローンダー、１２・・
・タンデイツシュ、１３・・・ノズル、１４・・・モー
ルド部、１５．１６・・・ベルト、１７．１８・・・サ
イドダム、１９．２０・・・クーラー、２１．２２・・
・ロール軸、２３．２４・・・ロール、２５．２６・・
・供給ロール、２７．２８・・・ロール、２９．３０・
・・ロール、３１．３２・・・ロール、３４・・・鋳造
ストリップ、３５．３６・・・０−ル、３７．３８・・
・ロール、３９．４０・・・ロール。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属ストリップまたはロッドを製造する１つ以上
   の移動鋳造ベルトを用いた連続鋳造方法において所定の
   長さの開口端ベルトを用いて各ベルトにその移動通路方
   向に作用する張力を与え、ベルトが成形部において加熱
   されたときベルトの弾性限界を越える張力を与え、ベル
   トの断面積を熱膨張に反して減少させる程度に前記ベル
   トに歪みを与え、前記ベルトのたわみまたは座屈を防止
   し、前記鋳造部を移動させることを特徴とする鋳造方法
   。
2. （２）前記ベルトの速度が前記鋳造部を通過しかつ冷却
   された後に前記鋳造部に入る前の速度より増大すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鋳造方法。
3. （３）前記ベルトの速度が前記鋳造部に入る前よりも前
   記鋳造部に入り冷却された後０．１〜２％だけ増大する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の鋳造方法。
4. （４）前記ベルトの速度が前記鋳造部の前後において測
   定され、その速度比が所定値に維持されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の鋳造方法。
5. （５）１つ以上の移動鋳造ベルトを有して金属ストリッ
   プまたはロッドを製造する連続鋳造装置において、開口
   端を有する所定の長さの巻回ベルトを用いて各ベルトが
   鋳造部に入る前に巻戻され、前記鋳造部を通過した後に
   巻上げられ、ベルトの移動通路の方向に作用する張力を
   各ベルトに与える張力発生手段が提供され、前記ベルト
   が前記成形部において加熱されるとき、前記ベルトの弾
   性限界を越える張力を発生し、前記ベルトの断面積がそ
   の熱膨張に反して減少し、前記ベルトが鋳造部を移動す
   るときそのたわみまたは座屈を防止する程度に前記ベル
   トが歪みを受けることを特徴とする連続鋳造装置。
6. （６）前記ベルトが０．１〜０．３ｍｍの厚さを有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の鋳造装置
   。
7. （７）前記成形部における隣接した支持転換の距離が前
   記ベルトの厚さの１００〜２５０倍であることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項または第６項記載の鋳造装置
   。
8. （８）１つ以上のロールが前記成形部の出口の後に配置
   され、前記ベルトを挟持し、前記ベルトがこのロールに
   部分的に巻回され、前記ロールがアイドル状態、被駆動
   状態または前記ベルトに張力を与えるようにブレーキが
   かけられる状態であることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の鋳造装置。
9. （９）１つ以上のロールが前記成形部の入口の後に配置
   され、前記ベルトを挟持し、前記ベルトがこのロールに
   部分的に巻回され、前記ロールがアイドル状態、被駆動
   状態または前記ベルトに張力を与えるようにブレーキが
   かけられる状態であることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の鋳造装置。
10. （１０）所定の設計のベルトブレーキが前記形成部の前
    に取付けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
    ５項記載の鋳造方法。
11. （１１）前記成形部の前または後において、前記ベルト
    は、前記ベルトの速度よりも低い周速度で回転するかま
    たは固定である案内部材を摺動することを特徴とする特
    許請求の範囲第５項記載の鋳造装置。
12. （１２）前記鋳造部の後に、前記ベルトが延ばされ、そ
    の中の残留応力が低減または除去されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第８項記載の鋳造装置。