JPH01237055A - 薄板の連続鋳造方法 - 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〕 本発明は薄板の連続鋳造方法に係り、特に、造塊や粗圧
延等の工程を経ることなく、溶湯から直接金属薄板を連
続鋳造する方法に関する。

〔従来の技術〕

金属の薄板を製造する一般的な方法は、溶融金属から鋳
塊または鋳片を製造し、これを熱間および冷間圧延して
所定の厚さの薄板とする方法である。この方法に対し、
厚さ数−から数十１程度の薄板鋳片を溶湯から直接製造
できる方法があれば、所期の厚さまで低下するに要する
粗圧延工程や大型の加熱炉も必要としないために、工程
が著しく簡略化され、燃備費や加工費を低減できる。こ
の見地に基づいて、溶湯から直接薄肉鋳片を製造する種
々の試みがなされているが、まだ工業的規模には達して
いないのが現状である。

その理由の一つには、厚さ数Ｉから数十肩、幅数百１か
ら千数百１といった薄肉鋳片を安定して製造するには、
その幅に対応した薄い溶融金属を安定して連続的に供給
することが重要となる。ところが、このような薄く幅の
広い薄肉の製造に際し例えばスリット型のノズルを用い
ると、溶融金属の厚さが数１から数十間という薄いもの
であるために溶融金属がノズル内部で凝固して詰りを生
じ易く、またノズル内部の侵食が激しく長時間の連続使
用に耐えられないなどの致命的な欠陥があった。

このような問題点を解決するものとして、特開昭６０−
２１１５１号公報に開示される薄板連続Ｕ造装置がある
０本装置は第２図に示すように、Ｗ環体である上下双ベ
ルトの入口開口部を鋳片厚さより大きくし、そこに閉鎖
式ノズル（ノズルへの給温湯口が大気に開放されていな
いもの）を臨ませたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来装置では、第２図かられかるように凝
固殻が成長し、鋳片の中心部まで凝固する位置がはやく
来すぎるので、この第２図のような鋳造方法では鋳片を
所定の厚さにするのに何らかの機械的外力が必要となっ
てしまう。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決すること
あり、鋳片厚さ減少部での凝固を健全に保ち、円滑な薄
肉鋳片の製造を行なうに好適な方法の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造方法は、少なくとも２個のロールに張
設され一定の距離にわたって鋳造金属を保持するための
間隙を維持して循環する一対の対向配置の循環体と、該
循環体両側縁部に沿って配置した、その入口部幅が凝固
鋳片厚さより大きいサイドダムとで鋳造空間を構成し、
該鋳造空間内に給湯ノズルから溶融金属を供給して薄板
の鋳片を連続的に鋳造するものにおいて、ｔ４造空間か
ら鋳片が出てくる側で鋳片温度を測定し、該鋳片の測定
温度に基づき前記ロールの駆動速度を調節して鋳造速度
を制御することにより、鋳片の中心部まで凝固する位置
が、循環体が平行となる位置より出側になるように鋳造
速度を選定したものである。　即ち、鋳造中、長辺側の
凝固殻は溶湯が循環体に接触して少しの時間遅れの後、
経過時間の平方根に比例して成長する。一方短辺側の凝
固殻は、耐火物からなるサイドダム前半部（溶融金属が
サイドダムに接触し始める箇所から、一対の循環体間隔
が一定になる箇所まで）では凝固を抑制され、後半部で
成長し始めることにより、その座屈を防止する。

そこで本発明の連続鋳造方法では、１８片の中心部まで
凝固する位置が、循環体の平行となる位置より出側とな
るように鋳造速度を制御するものである。即ち、第２図
の鋳造速度よりも速い速度になる。

次に、上記鋳造速度の制御原理について説明する。

衆知のように、溶融金属の成分、過熱温度（＝鋳込温度
−凝固温度）、Ｗ！環体１の抜熱量が決まれば、鋳造速
度と鋳型出側での鋳片温度との間には１対１の対応がつ
く。すなわち、Ｕ造速度が速くなれば鋳片温度は高くな
る。一方溶融金属がサイドダム４に接触し始める点から
凝固が完了するまでの距離りと鋳造速度とは大略比例す
るので、第３図に示すように、鋳片の中心部まで凝固す
る位置が循環体の平行となる位置より出側となるように
目標凝固長さＬｏ　を決めると、これに応じて目標鋳造
速度ｖｏ、目標鋳片温度θ０より定まることになる。そ
こで鋳片温度の実測値θが００より大きければ鋳造速度
を下げ、θが００より小さければａｒｉａ速度を上げる
ようにＵ造速度を制御してやれば凝固長さしを所定範囲
に維持できることになる。これにより前記平行となる位
置になってから鋳片は凝固することになり、第２図のよ
うに鋳片の厚さ方向に機械的外力をかける必要がなくな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１．４．５図により説明す
る。

図中の１，２は一定の距離にわたって溶融金属を保持す
るための間隙（湯溜り部）を維持しつつガイドロール３
ａ、３ｂに張設されエンドレスに対照的な運動（ｗｉ環
）をする一対の対向配置される循環体（長辺壁に当る）
である。該ガイドロール３ａ、３ｂの内高側のガイドロ
ール３ｂは駆動装置１１により駆動されている。また、
４は対向する循環体１，２間の側縁部に位置させてなる
鋳片短辺壁規制用のサイドダムであり、その幅は入口で
大きく図中Ｂ点まで円弧に沿って狭くなる先細形状であ
り、以降同一幅となっている。この両サイドダム４と上
記一対の循環体とで鋳型空間を形造る。

上記循環体１，２の背面には冷却支持体５が配置され、
この冷却支持体５から冷却水が高圧で噴出され、循環体
１，２を冷却している。一方、サイドダム４の前半部４
ａの溶湯と接する面が耐火物製であり、この部分で短辺
側の凝固殻があまり成長するのを防止している。後半部
４ｂは短辺側の凝固殻６の成長を促すために急冷金属板
製としている。前半部４ａで短辺凝固殻を成長させない
理由は、この部分では鋳造空間の厚さが減少しているの
で短辺凝固殻６が座屈することを防止するとともにその
座屈による圧力が循環体に作用し、循環体１，２と冷却
支持体５との間隙を一定に保持できなくなることを防止
するためである。

勿論、前半部４ａの終了部で長辺側の凝固殻７が鋳片厚
さの中央まで成長しておけば後半部４ｂで短辺側を凝固
させる必要がなく、従って後半部４ｂも不要である。し
かしながら、そのような遅い鋳造速度を採用し、例えば
第５図のＡ点で鋳片中心まで凝固しているとすると、両
方の凝固殻の厚さＳの和は循環体１，２の対向間隔Ｔよ
り大きく、Ａ点からＢ点に鋳片８が移行する際に鋳片は
圧延されることになり （１）圧延反力により循環体１，２が押され、循環体１
，２と冷却支持体５との間隙を一定に保持できないばか
りでなく、著しい場合には、両者が接触し摺動抵抗が大
きくなり操業停止になったり、接触部の冷却能力が低下
し循環体１，２の溶損といったトラブルが発生する。

（２）鋳片８が圧延されると、鋳片８は厚さが減少する
と同時に幅広がりを起こすから、サイドダム４は外向き
に押され、所定の鋳片幅を維持できなくなる。

等の問題があるので、このようなことにならないよう鋳
型出側に設けた鋳片温度検出装置９により鋳片温度を監
視し、所定の温度範囲に入るように制御演算袋５ｉ１２
によって鋳造速度を加減する。

具体的には、溶融金属の成分、過熱温度、循環体１の抜
熱量等の操業１件、連鋳機の特性を加味して、第３図に
示すグラフから目標鋳片温度Ｏ０を定める。これと鋳片
温度検出装置９の検出値θとを比較し、 ０　＞　Ｏｏであれば減速の θくθ０であれば増速の 指令ΔＶを制御演算装置１２から駆動装置１１へ出力す
る。

ΔＶは Δｖ＝ｋ　（θ０−θ）　　ｋは比例定数により計算さ
れるが、微少な温度変化による速度変動を抑えるため、
第１図に示すような不感帯を設けてもよい。

駆動装置１１は制御演算装置１２からの信号Δ■を現在
の鋳造速度Ｖに加算した速度でガイドロール３ｂを駆動
する。

また、後半部４ｂの長さは必ずしも循環体１゜２の平行
部分長さと同一にする必要はなく、短辺を形成するに十
分な凝固殻厚さを得るに十分の長さであれば良い。この
長さは溶融金属の静圧・鋳片厚さ・鋳造速度により変化
し、これらが大きくなれば、後半部４ｂの長さは長くな
る。またサイドダム４の対面幅は鋳片長辺幅の凝固収縮
量に見合うだけの出力に向って小さくなるテーバが付け
られている。

鋳造空間へ溶融金属を供給するため、給湯ノズル１ｏを
設ける。給湯ノズル１０の出口縁は同一の垂直平面内に
形成されて四辺形となる長辺側１０ａは＠環体１，２に
、短辺側１０らはサイドダム４の端に接しており、サイ
ドダムと連続する先細形となっている。短片側１０ｂの
対面幅Ｑｎは、サイドダム４ａの対面幅Ｑ−より小さく
して、ノズル１０の熱膨張により Ｑｎ＞Ｑａ とならないようにする。鋳造ノズル１０の開口部の鋳造
方向位置Ｃは、溶湯と循環体１，２との接触開始位置の
裏面に冷却支持体５が存在する位置に選び循環体１，２
を十分に冷却できるようにする。すなわち、給湯ノズル
の出口は、循環体とロールのうちノズル側のロールとの
離間箇所より出側に設けるので、循環体が冷却支持体に
十分に冷却され寿命が長くなる。

次に、本装置を構成している冷却支持体５について説明
する。

冷却支持体５は、圧力冷却水により循環体１゜２を冷却
しつつ冷却支持体５から離間させる役目を果している。

ところが、循環体１，２には一定以上の張力がかけられ
ており、この張力が、循環体１，２が湾曲しているとこ
ろでは循環体１，２を冷却支持体５に押しつける働きを
するので、冷却支持体５の支持力はこの押しっけ力と溶
湯静圧との合計カバランスするものでなければならない
。

一方、循環体１，２が直線の箇所では張力による押しつ
け力がないので、必要な支持力は溶湯静圧のみでよい、
必要な支持力と実際の支持力がアンバランスになると循
環体１，２の冷却支持体５からの離間量が変動し、循環
体１，２と冷却支持体５とがこすれたり、鋳片８の厚さ
が変動するので、両者を精度よく一致させる必要がある
。そこで本実施例では第６図に示すように冷却支持体５
への供給流体の経路を２系統とし、１系統を＠環体１゜
２の湾曲部用に、他を直線部用に使用し、調節弁２１．
２２の操作により前者の供給圧力を後者のそれより大き
くしている。

上記実施例に対して鋳造方向が水平に限定される訳では
なく、斜め、鉛直方向に鋳造する装置に適用しても同様
の効果をあげられることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、鋳片の完全凝固位置（中心部まで凝固
する位！！りを短辺幅が平行である部分（循環体が平行
となる位置）になるように鋳造速度を選定することによ
り ａ）ｉ片圧延現象を生ぜずにすみ、循環体支持機構に無
理な力をかけない。

ｂ）鋳片圧延現象を生ぜずにすむことから、鋳片の圧延
時の幅広がりに伴なうトラブルを廓消する。

Ｃ）同一長機でも鋳造速度が速い。

という効果があり、溶融金属から直接金属薄板を安定し
て製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である水平型双ベルト式連鋳
機の縦断面図、第２図は従来の水平型双ベルト式連鋳機
の概念図、第３図は凝固長さ、鋳造速度、鋳片温度の関
係を説明するグラフ図、第４図は第１図の水平断面図、
第５図は鋳造速度が遅い場合の凝固殻の生成状態を示す
説明図、第６図は第１図の実施例に使用される冷却支持
体の縦断面図である。 １．２・・・循環体、４・・・サイドダム、５・・・冷
却支持体、９・・・鋳片温度検出器、１０・・・給湯ノ
ズル、１１・・・駆動装置、１２・・・制御演算装置。 早　３　　図 第　４　口 第　５　　口 早　６　　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも２個のロールに張設され一定の距離にわ
   たつて鋳造金属を保持するための間隙を維持して循環す
   る一対の対向配置の循環体と、該循環体両側縁部に沿つ
   て配置したその入口部幅が凝固鋳片厚さより大きいサイ
   ドダムとで鋳造空間を構成し、該鋳造空間内に給湯ノズ
   ルから溶融金属を供給して薄板の鋳片を連続的に鋳造す
   るものにおいて、前記鋳造空間から鋳片が出てくる側で
   鋳片温度を測定し、該鋳片の測定温度の値に基づき前記
   ロールの駆動速度を調節して鋳造速度を制御することに
   より、鋳片の中心部まで凝固する位置が、循環体が平行
   となる位置より出側になるように鋳造速度を選定したこ
   とを特徴とする薄板の連続鋳造方法。