JPH02182362A

JPH02182362A - 薄いコグを連続鋳造する装置の鋳型に溶融金属を供給するための方法および装置

Info

Publication number: JPH02182362A
Application number: JP1306330A
Authority: JP
Inventors: Barbet Jacques; ジャック　バルブ
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1988-11-23
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1990-07-17
Also published as: CA2003609A1; EP0370934A1; CS651489A3; EP0370934B1; FR2639267A1; DE68901082D1; FR2639267B1; BR8905900A; US5174360A; ATE74037T1

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、金属素材の製造分野に関するものであり、特
に薄い金属素材（以下、コグという）を製造するための
溶融金属、特に溶融鋼の連続鋳造技術に関するものであ
る。

より詳細には、本発明は、鋳込管を通って溶融金属の分
配２羽に接続されたノズルのオリフィスから流出する溶
融金属が、少なくとも１個の垂直な湯道から鋳型に供給
され、鋳型中の溶融金属の高さが鋳込管に入ってくる金
属の流量を調整することによって調節されるようになっ
ている上記薄いコクの連続鋳造装置の鋳型に溶融金属を
供給する方法に関するものである。

従来の技術鋳型に溶融金属を供給するこのような方法は、例えばイ
ギリス国特許第１．０８３．２６２号により公知である
。

薄いコグの連続鋳造用鋳型に溶融金属を供給する供給装
置も公知である。

はとんどの場合、これらの供給装置は、鋳型と、鋳型の
振動機と、鋳型から防出されたコグまたはスラブを支持
・冷却するローラとによって構成される連続鋳造機械の
基本設計のままである。

一般に、溶融金属は溶融金属分配器に接続された単一ま
たは央数の較正済みのノズルを介して鋳型に供給される
。上記溶融金属分配器は、溶融金属の鋳造中は、分配器
は鋳型上の一定の位置にあり、鋳型の最上部は鋳造ノズ
ルを受けるために拡大されている。′＃Ａ型中の金属の
自由表面の高さは、適当な流量調節装置によってモニタ
ーされて、所定の製品の引き抜き速度、鋳型中の金属の
高さ、ノズルの人口断面積を調整する手段を型動してそ
の人口断面積を変更する出口位置、さらには、装）Ｊ［
の変化、ノズルからの流■が調節される。

運転中、ノズルの口は鋳型の内側の一定の位置にあり、
溶融金属中に沈んでいるか、鋳型中で溶融金属の自由表
面の上に出ていて、垂直ジェットを形成している。この
ノズルを一定位置に固定したものはイギリス国特許第１
．０８３．２６２号および第１．１５７．８１８号およ
ヒフランス国特許第１．５０９．２６６号で公知である
。

溶融金属の自由表面と溶融金属から出ているノズルから
噴射される鋳造金属のジェットが酸化されないよにし且
つ不純物の巻き込みを防止するために非酸化性の液化ガ
スを用いることも公知である。フランス国特許第２．４
０３．８４９号にはこの保護方法の実施例が述べられて
いる。

薄いコグを連続鋳造するためのこれらの公知の方法およ
び装置には多くの欠点がある。溶融金属中に沈んでいな
いノズルを用いて鋳造する場合、ノズルの較正されたオ
リフィスから供給されるジェットは凝集力をさらに失う
傾向にあり、従って、前記ジェットを形成する較正され
たオリフィスの断面に非常に近い断面を有するシリンダ
により決められる理論的流路から離れる傾向がある。特
に、コグが薄い場合には、ジェットの高さが高いと、コ
グの冶金学的な均一性が悪くなる。

さらに、この型の鋳造では、減圧のために、金属は鋳込
管を完全には満たさず、周囲の空気および、従って、酸
素を吸い込むポンプ効果を生じさせ、耐火管が多孔性で
あるので、これにより、溶融金属の酸化が起きることが
知られている。

その結果、現在の連続鋳造装置では、ノズルの最も頻繁
に用いられる配置は、「溶融金属に沈んだノズル」型の
もので、上述のようなノズルからのジェットを保護する
必要がなくなる。この場合、大断面積の製品を鋳造する
際でさえも、鋳型中の自由表面の高さで凝固する傾向が
あり、ノズルの沈んでいる端部と、鋳型壁との間に厄介
な凝固ブリッジが形成されるおそれのあることが知られ
ている。

さらに、ノズルの寿命は、メニスカスにおける侵食によ
り限定される。

（１りいスラブまたはコグの連続鋳造の場合には、鋳型
の鋳造チャンバの厚さは、その横方向の寸法、いわば幅
に対して非常に小さく、鋳型の壁はノズルに非常に近接
しており、凝固ブリクジが形成されるおそれはより以上
に大きい。他方、ノズルのオリフィスの形状によっては
、溶融金属に優先的な姑環流が生じ、配置によっては、
特定領域、特にｖｉ込管の下側に巻き込み物が集中する
危険がある。

発明が解決しようとする課題本発明の目的は、上記欠点を無くして、連続鋳造により
得られる薄いコグの冶金学的品質を改善することにある
。

課題を解決するための手段この目的は、上述の方法において、所定の基準高さに対
する鋳型内に入ってくる溶融金属の高さの変化に応じて
分配器を垂直に変位させ、ノズルの下端が、鋳型内に入
っている溶融金属の自由表面の上方から予め決められた
一定の距離を維持し、しかも、ノズルの前記下端は鋳型
内に保たれ、互いに一体化されたノズルと鋳込管と分配
器の変位に対応して、ジェットが鋳型の大きい壁に平行
な水平な掃気運動を行うようにすることによって達成さ
れる。

このようにすることによって、ノズルから吹出したジェ
ットの自由高さは、鋳型内の溶融金属の高さに関係なく
、一定且つできるだけ小さ（保たれ、凝固中のコグの金
属中の溶融金属がジェットにより撹拌される効果は常に
−様になる。

鋳型の大きい寸法の壁面の鋳型中の金属の自由表面およ
び前記表面近傍に位置している異なる部分は、ジェット
により連続的に吹かれる。これにより、凝固中のコグの
上部の溶融金属の−様な混合も行われ、凝固の不均一を
防ぎ、なによりノズルの端部が溶融金属中に沈んでいな
い事実とあいまって、凝固ブリッジの形成を防ぐ。

分配器に入る溶融金属は、良質でなければならず、変質
されることがあってはならない。

このためにおよび本発明の特別な特徴に従うと、ｖｉ込
管、ノズルおよびジェットは、液化ガスの層で周囲を囲
まれ、この液化ガスは鋳造金属に対して非酸化性で、前
記鋳込管および前記ノズルに沿って流れ、鋳型内に入っ
ている溶融金属の自由表面は、少なくとも前記ノズルの
下端と前記金属の自由表面との間の距離以上の高さまで
覆われている。

分配器に固定された適切なスリーブを使用して、鋳込管
およびノズルの周囲に、液化ガス源と連絡し且つ鋳型中
に入っている溶融金属の自由表面の上方に環状のオリフ
ィスを有する環状のチャンバを設けることも可能であり
、この場合、前記液化ガスは、前記環状チャンバ内を循
環して、前記環状のオリフィスを通って前記金属の自由
表面上に流れる。

液化中性ガスは、このようにジェットおよび鋳型内の金
属を空気中の酸素によって酸化が起きないよう保護する
。さらに、スリーブおよび環状の空間中に含まれる液化
ガスにより、鋳込管の漏れも防止される。ガスおよびス
リーブにより形成される熱絶層は、鋳込管を可能な限り
高温に保つのに寄与し、アルミナのような、管の中で障
害となることが知られている酸化物の堆積を妨げる。金
属から放射される輻射に関する高い反射率を有する物質
を、液化ガス中に混合してもよい。管とノズルは、それ
ぞれの中を通過する溶融金属の温度を変えることがない
よう熱的に絶縁される。

環状のチャンバ内の液化ガスは、鋳込管中にある鉄の平
均静圧に近い圧力に維持されるのが有利であり、鉄の静
圧による管の半径方向の応力を少なくとも一部は除去し
、それにより管およびノズルの寿命が改善される。

本発明は、また、鋳型上に配置され、鋳込管を備えた溶
融金属の分配器を具備し、鋳込管の下端はノズルに取り
付けられ、また、鋳込管のオリフィスの上方には、プラ
ンジャが配置されて鋳込管中の金属の流量を調節するよ
うになされ、鋳型中の溶融金属の高さを測定し、調整す
る装置を具備し、該装置は前記プランジャに連結され、
前記ノズルの下端は鋳型の内側を通り、鋳型中に入って
いる溶融金属の自由表面の高さに維持されている型の狭
い鋳型に溶融金属を供給する装置で、特に、本発明の方
法を実施するために用意され、鋳型中の金属の高さの関
連して分配器の垂直な変位を可能にする手段および鋳型
の大きい壁に平行な水平の掃流における分配器の横方向
の変位のための手段を具備する装置に関する。

本発明の他の利点および特徴は、添付図面を参照して行
う以下の説明を読むことで自ずと理解されるであろう。

実施例１は、薄いコグ３を製造するための狭い鋳型２に溶融金
属を供給する装置を示している。供給装置ｌは、溶融金
属の浴が入り、底面を貫通するオリフィス５を有する分
配器４またはタンデイツシュを具備する。分配器４は、
垂直なジェット６を通じて鋳型２に連続的に溶融金属を
供給し、鋳型２の底部では、一部凝固したコグ３がやは
り連続的に引き出される。鋳型２には垂直な振動を加え
てもよい。垂直ジェット６は、分配器４の底部を貫通し
ているオリフィス５のところに開口している鋳込管１０
の下端９に固定されているノズル８のオリフィス７から
吹き出す。鋳型２の上部１１は、ノズル８の下端Ｉ２が
鋳型２の中で鋳型内の溶融金属の自由表面１３の上方に
位置するよう広がっている。

鋳型内の金属の自由表面１３の高さを測定する装置１４
は、ジヤツキ１７によりプランジャ１６を駆動する鋳型
の高さを調節する装置１５に指示を与える。

プランジャ１６は、オリフィス５を狭めたり、広げたり
し、これによりノズル８における鉄の静圧を変化させ、
ジェット６での流量を変化させる投入量の損失を発生さ
せる。

より詳細には、鋼の流量は、ノズルの断面積および鉄の
静的な高さ、いうなれば前記ノズル上の溶融金属の高さ
で決定される。プランジャ、またはその他の適当な閉塞
装置は、第１に鋳造の最初と最後に用いられる。ここで
は、プランジャは、さらに、ノズルで生じる投入量の損
失（圧損）に、鉄の静圧に関係して付加される、投入量
の損失を発生させて、ノズルからの流量を小さい比率で
も、１１１１１１　ｘすることを可能にする。

分配器４は、複数のジヤツキ１８のアッセンブリで支持
され、分配器４の高さは、ジヤツキ１８に作用し、ジェ
ット６の高さ、さもなければノズル８のオリフィス７が
鋳型内の金属の自由表面１３から離れている距離と呼ば
れる長さが、鋳型２内の溶融金属の高さに関係なく一定
であるように鋳型内における高さを調整する装置１５に
、常に連結されている。

ジェット６の数は、１ｉ型２の最大寸法に関係している
。−例として、１６００　ｍｍ　Ｘ　５０　ｍｍのフグ
は、鋳型２の最大寸法の壁２０および２１の間に一定の
間隔で配置されたノズル８により供給される３本のジェ
ットを必要とする。

分配器４は、鋳型２の大きい壁２ｏおよび２１に平行な
方向に、水平に往復運動できるように搭載されている。

この目的のため、分配器４を支持しているジヤツキ１８
は、鋳型２の最大寸法の方向の往復運動の制御部材（不
図示）の作動により変位する支持部材２２上に固定され
、鋳型２の側端近傍に配置されているノズル８が、交互
に鋳型２の対応する端の方へ動き、およびその端から離
れるように動くようになされている。分配器４の横方向
の変位の期間は、コグ３が鋳型２を通過するのにかかる
時間のほぼ２に等しい。

一例としては、有効高さ１ｍ、出口での表皮の厚さが１
２ｍｍとなる鋳型において、２．８ｍ／分の流速で１６
０００］ＩＩｌ×５０１ｎ［Ｉｌのコグの鋳造には、分
配器４の変位行程は５１０　＋ｎ＋ｎで、変位には５．
３６秒かかり、移動速度は５．７ｍ／分であり、機械的
な視点からは非常にゆっくりである。

第６図は、時間に比例して進むコグの進行距離の関数と
して、矢印で示されたジェット６の衝撃点へのコグ３を
通して吹いた（スイープした）軌跡の例を示す。メニス
カスＭＯは、鋳型２中を進むコグ３の断面を定捜し、ジ
ェット６が鋳型内の１往復の変位を終了したとき、コグ
３は、鋳型の中間の高さであるＭ２の位置にある。Ａ２
点、すなわちＡ０点から５Ｑｃｍの点では、表皮の凝固
は厚さが９ｒｎｔａになるまで進行し、コグ３の２枚の
大きい面の間にはおよそ３２ｍｍの液体の核が残ってい
る。

ジェット６の横方向の変位は、ジェット６の横方向の位
置に従って溶融金属の流れを変え、コグ３の液体の核の
混合を起こし、表皮の凝固の不整を防ぐ。

Ｕｆ込管１０は、１本の耐火性材料で作られ、管の内側
の流路は、上端が広がり、両端の間を連続している。ノ
ズル８の内側の流路も上端が広がり、運転中には、鋳込
管１０およびノズル８は、鉄の静圧がかかった溶融金属
で満たされるようになっている。ノズル８からの流量は
、オリフィス７の断面と鉄の静圧との関数になっている
。−例を示すと、直径１９ｍｍで長さ１４０　ｍｍのノ
ズルが、直径５０ｍｍで、長さ６５０ＩＩＩＩＩｌの鋳
込管に固定されていると、鉄の流量は、１分あたり６０
０ｋｇになる。

空気は、以下の３つの有害な効果を有するので、空気が
ノズル中に入り込まないことが重要である。

第１にコグの金属の品質に対して、第２にオリフィス７
の断面積を減少させる傾向にあるノズル中の酸化物の生
成に対して、および最後に、ある程度空気は管を冷却す
る。

鋳込管１０およびノズル８に与えられた形態のために既
に重要性は失われているこれらの欠点を防ぐため、鋳造
管ＩＯは、分配器４のベッセルの下面２６に気密に固定
された一般に円筒形のスリーブ２５で囲まれている。環
状のチャンバ２７がスリーブ２５と鋳込管１０との間に
形成されるよう、スリーブ２５の内径は、鋳込管１０の
外径よりも大きい。スＩＪ　−ブ２５は、上部２８に、
液化中性ガスの発生Ｒ（図面には示されていない）につ
ながっているオリフィス２９を有する。

管ＩＯの下端９は、先細形または円錐台形になっており
、スリーブ２５の下端３０は、鋳込管の下端９の外壁に
合っている円錐形になっていて、環状チャンバ２７がノ
ズル８の周囲に配置された環状の開口部３２を通じて管
１０の下部の近傍にあるようにしている。

スリーブ２５の下端３０には、ノズル８に関して、正反
対に対向する２個の延長部３３が形成されている。延長
部３３は、ノズル８から短い距離だけ垂直に延長され、
鋳型２の大きい寸法の壁２０および２１の間に配置され
、その下部３４は、ノズル８のオリフィス７の高さとほ
ぼ等しい高さに位置する。

このように環状チャンバ２７において環状開口部３２は
　鋳型内の金属の自由表面１３の上方およびノズル８０
近くに配置された鋳型の壁部分３５の上方にある。

液化中性ガス、例えば−１９６℃の液体窒素が環状チャ
ンバ２７中を、好ましくは、鋳込管１０の内側の鉄の静
圧と平衡する圧力で循環されている。液化ガスは、チャ
ンバ２７を満たし、最終的に鋳型内の金属の自由表面１
３を、ジェット６が液化ガスの層中に完全に浸るような
厚さで覆うように、環状開口部３２から、鋳型の壁部分
３５上を流れるか、または直接スリーブ２５０２個の延
長部３３に沿って流れる。

鋳型内の溶融金属およびジェット６は、このように空気
中の酸素から完全に保護される。さらに、ノズル８およ
び鋳込管１０の下部は、完全に液化ガスの層で囲まれ、
管ＩＯ内およびノズル８内に入っている金属の熱的な・
［１となり、さらに装置全体の空気漏れをなくす。

もちろん、本発明は、狭い鋳型を具備する全ての薄いフ
グの連続鋳造装置に適用してもよい。このような装置は
、鋳型の壁が固定されているか、垂直に振動されるか、
または、それに代わるものとして、引き抜きの開墾が製
品と一緒に勅（かのいずれかである。後者の範鴫には、
特に「ツインロール鋳造機」として知られている装置が
含まれ、この装置では、鋳型は、反対の方向に回転して
いる平行なシリンダの冷却された外側表面および鋳造空
間の横を閉塞する端板で限定される。この型の装置では
、鋳造速度で与えられた投入量は、鋳・型中の金属の高
さの実際の上昇および加工に反映されてもよく、供給ノ
ズルと金属表面との間の距離を既述の装置により一定に
保つことが、特に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う方法を実施する薄いコグの連続
鋳造のための装置の頭頂部の、第２図１−Ｉ′ａに沿っ
た縦断面図であり、第２図は、上記装置の第１図■−■線に沿った第１図を
横切る方向の断面図であり、第３図は、鋳型中の金属の高さに関連して分配器の高さ
を調節する機構を示す基本図であり、第４図は、横方向
の変位の中間の位置にある分配器を示し、第５図は、横方向の変位の一端にある分配器を示し、第６図は、分配器が２回往復動作を行った後に鋳型中に
ある薄いコグの部分の上のジェット流の衝撃を受ける点
を示す図である。〔主な参照番号〕２・・・鋳型、３・・・コグ、４・・・分配器、５．・オリフィス、・ジエント、・ノズル、１０・・鋳込管代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属が接触して凝固される互いに対向した冷却さ
れた大きい壁と、これらの大きな壁とともに鋳造空間を
決定する両端面とを有する薄いコグの連続鋳造装置用鋳
型に溶融金属を供給する方法であって、上記鋳型に鋳造
管を通って溶融金属の分配器に接続されたノズルのオリ
フィスから流れる少なくとも１個のジェットを通って溶
融金属が供給され、鋳型内の溶融金属の自由表面の高さ
が、鋳造管内の金属の流量を調整されるようになってい
る方法において、所定の標準高さに対する前記自由表面（１３）の高さの
変化に応じて分配器（４）の垂直方向位置を変位させる
ことによって、上記ノズル（８）の下端（１２）が、鋳
型（２）の内側で且つ鋳型内に入っている溶融金属の自
由表面（１３）の上方のほぼ一定の位置に維持されるよ
うになっており、互いに一体化されたノズルと鋳込管と
分配器の変位量に対応して、上記ジェット（６）を鋳型
の大きい壁に平行且つ水平にスイープ（掃気）運動させ
ることを特徴とする方法。
（２）鋳造管（１０）およびノズル（８）が、鋳造金属
に対して非酸化性の液化ガスの層で取り囲み、この液化
ガスが前記鋳造管（１０）および前記ノズル（８）に沿
って流れ、鋳型内に入っている鋳造金属の自由表面（１
３）が、前記ノズルの下端と前記金属の自由表面（１３
）との間の距離に少なくとも等しい高さまで、前記ガス
に覆われていることを特徴とする請求項（１）に記載の
方法。
（３）分配器（４）に固定された適当なスリーブ（２５
）を用いて、鋳造管（１０）およびノズル（８）の周囲
に、液化ガス源と連絡し且つ鋳型（２）内に入っている
溶融金属の自由表面（１３）の上方に環状オリフィス（
３２）を介して開口した環状のチャンバ（２７）が形成
されており、前記液化ガスは上記環状チャンバ（２７）
内を循環し、前記環状オリフィス（３２）を介して前記
金属の自由表面（１３）上に流れることを特徴とする請
求項（２）に記載の方法。
（４）分配器（４）の横方向の変位（往復運動）の中の
１方向の変位が、コグ（３）が鋳型（２）を通過するの
にかかる時間のほぼ１／４に等しい時間で行われること
を特徴とする請求項（１）〜（３）のいずれか１項に記
載の方法。
（５）２枚の互いに対向した冷却された大きい壁を具備
し、この壁に接して金属が凝固し、２端面がこの大きな
壁とともに鋳造空間を決定し、鋳型上に配置され、鋳込
管を備えた溶融金属の分配器を具備し、鋳込管の下端は
ノズルに取り付けられ、また、鋳込管のオリフィスの上
方には、プランジャが配置されて鋳込管中の金属の流量
を調節するようになされ、鋳型中の溶融金属の高さを測
定し、調整する装置を具備し、該装置は前記プランジャ
に連結され、前記ノズルの下端は鋳型の内側を通り、鋳
型中に入っている溶融金属の自由表面の高さに維持され
ている形式の狭い鋳型に溶融金属を供給する装置で、特
に、請求項（１）〜（４）のいずれか１項に従う方法を
実施するための装置において、鋳型の大きい壁（２０、
２１）に平行な水平のスイープ動作による分配器（４）
の横方向の変位を可能にする手段を具備する装置。
（６）分配器（４）の垂直な変位のための手段が、分配
器（４）を支持する複数のジャッキ（１８）を具備し、
分配器（４）の垂直方向の位置が、鋳型（２）内に入っ
ている溶融金属の高さ（１３）を測定し調整する装置（
１５）に、常に連結された高さを調整する装置（１９）
により調整されることを特徴とする請求項（５）に記載
の装置。
（７）ジャッキ（１８）が、水平に且つ鋳型（２）の大
きい壁（２０、２１）に平行に可動な支持部材（２２）
に固定されていることを特徴とする請求項（６）に記載
の装置。
（８）鋳造管（１０）の下端（９）が先細の形状を有し
、鋳造管（１０）が、分配器（４）に気密に固定された
スリーブ（２５）で囲まれ、管（１０）およびスリーブ
（２５）の間には環状の空間（２７）が形成され、該環
状の空間が下部の環状開口部（３２）を有し、スリーブ
（２５）の下端（３０）の内壁（３１）が管（１０）の
下端（９）の形状に適合し、前記空間（２７）が、液化
ガス源に接続されていることを特徴とする請求項（５）
〜（７）のいずれか１項に記載の装置。
（９）スリーブ（２５）の下端（３０）が、下側に延長
され、鋳型（２）の大きい壁（２０、２１）から離れて
いるノズル（８）の壁部に近い鋳型中に貫通している２
個の延長部（３３）を有し、前記延長部（３３）の下端
（３４）が、ノズル（８）の下端（１２）に配置されて
いることを特徴とする請求項（８）に記載の装置。