JPH03254337A - 溶融金属の連続鋳造方法および保有熱回収方法 - Google Patents

溶融金属の連続鋳造方法および保有熱回収方法

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JPH03254337A
JPH03254337A JP2049495A JP4949590A JPH03254337A JP H03254337 A JPH03254337 A JP H03254337A JP 2049495 A JP2049495 A JP 2049495A JP 4949590 A JP4949590 A JP 4949590A JP H03254337 A JPH03254337 A JP H03254337A
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molten salt
molten
slab
cooling
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Michiaki Sakakibara
榊原 路晤
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Nippon Steel Corp
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    • B21B1/46Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
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    • B21B45/04Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、ツインベルト方式またはツインロール方式等
によって溶融金属を連続鋳造する際に、溶鋼の保有熱を
回収するとともに、鋳片の酸化スケール発生を防止する
溶融金属の連続鋳造方法に関する。
[従来の技術] 従来の代表的な溶鋼の連続鋳造方法は、第4図にその概
略横断面図を示すように、タンディッシュ2から溶鋼1
を注入ノズル3を介して、内部に冷却水を通すようにし
たモールド4内に注入する。溶鋼1はモールド4との接
触面から奪熱され、モールド4内て順次凝固し、外殻(
シェル)が形成される。モールド4は上下に振動が与え
られており、外殻を形成された溶鋼は鋳片7として自重
によって下方からモールド4を離脱し、モールド4の下
方に配設されたサポートロール群14によって保持され
つつ移動する。この間、鋳片7はスプレーノズル群5か
ら噴霧される冷却水によってさらに冷却され、内奥まで
完全に凝固したところで、所定長さに切断され、鋼片と
なる。
モールド4に注入される時の溶鋼の温度は約1600℃
で、熱量34万kcal/lonを有しているが、この
保有熱はモールド4内部を流通する冷却水の昇温および
スプレーノズル群5からの冷却水の蒸発潜熱ならびに昇
温に転換されるのみて、熱回収されていない。
このような連続鋳造方法において熱回収しようとした場
合、熱回収対象箇所はモールド4の部分と溶鋼かモール
ド4を離脱した後の部分との2ケ所に区分されるが、そ
のいずれも有効に熱回収することは難しい。
すなわち、モールド4の部分では、出口水温はせいぜい
40℃前後で、熱回収するには余りに水温か低すぎる。
熱回収のためには水温アップか必要であるが、水温を上
げた場合、モールド4の抜熱能力か低下するために、モ
ールド4の損傷もしくは溶鋼のシェル形成のためのモー
ルド長さが不足し、鋳片の引き抜き速度を遅くせざるを
得ないために鋳片の生産能力低下を来たすことになる。
また、溶鋼がモールド4を離脱した後の部分ては、受熱
後の冷却水温度は50℃以下であり、その上、熱量のか
なりの部分が水の蒸発に消費されてしまっている。水量
を絞って水温を上げようとしても、スプレ一方式のため
、蒸発量か増加する割りには水温の上昇か困難である。
また、仮に冷却水の温度上昇があったにしても、常圧水
の場合は100℃以上には上げ得す、水温100℃程度
では効果的な熱回収はできない。
また、溶鋼を連続鋳造する際には、凝固から鋳片となる
過程において、冷却水中の溶存酸素あるいは大気中の酸
素と接触するので、鋳片7は表面酸化し、スケールを形
成する。このスケールは、鋳片のハンドリング中に離脱
するか、あるいはその後の加工工程で除去されるが、い
ずれにしても成品の歩留り低下をきたし、好ましくない
一方、最近の連続鋳造分野では、製造コストの切り下げ
、新材質の早出等を目的として、最終形状に近い薄肉鋳
片を溶融金属から直接的に製造する技術の開発か強く望
まれている。この要求に応えるべく、例えば、互いに平
行に配設されかつ相反する方向に回転するー・対の水冷
ベルトで形成されるモールドに溶融金属を供給して薄肉
鋳片を連続的に引き出すツインベルト方式(例えば、特
開昭60−130454号公報、特開昭60−1523
47号公報等)、あるいは互いに平行に配設されかつ相
反する方向に回転する一対の水冷ドラムで形成されるモ
ールドに溶融金属を供給して薄肉鋳片を連続的に引き出
すツインドラム方式(例えば特開昭63−254951
号公報等)等の各種方法かこれまで提案されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしなから、ツインベルト方式あるいはツインドラム
方式等のいずれにおいても、モールドの部分および溶鋼
かモールドを離脱した後の部分では、従来の連続鋳造方
法と同様に冷却水が使用されている(図示せず)。前述
のように、溶鋼等の溶融金属の冷却に水を利用していた
のでは、温度ポテンシャルが低下し、有効な熱回収が期
待できない。溶融金属の保有熱を温度ポテンシャルの高
い状態で回収するためには、水塩外の冷却剤を利用する
ことが肝要である。また、スケールの発生を防止するた
めには、溶融金属の凝固過程から所定の形状の鋳片を得
るまでの高温状態において、酸素との接触を断つことで
ある。
本発明は、これらの連続鋳造方法において無為に放散さ
れている溶鋼の保有熱を有効に回収するとともに酸素と
の接触を断つことによって酸化スケールの発生を防止し
、歩留り良く鋳片を製造することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、その目的を達成するために、数種類の溶融塩
を適宜使い分け、溶融塩中にて溶融金属を所定寸法に凝
固形成するとともに、溶融金属の保有熱を溶融塩にて吸
収し、しかる後、該溶融塩から熱交換器を経て熱回収す
る方法てあって、その要旨とするところは、溶融金属を
タンディツシュから注入ノズルを介して、金属ベルトま
たは金属ドラムを互いに平行になるように配設し、それ
ぞれ相反する方向に回転させることによって形成される
薄肉鋳片鋳造用モールドに注入する連続鋳造方法におい
て、溶融塩を冷却媒体として鋳込み鋳片の凝固・冷却お
よび前記金属ベルトまたは金属ドラムの冷却を行うこと
を特徴とする溶融金属の連続鋳造方法である。
また、本発明は、溶融金属をタンディッシュから注入ノ
ズルを介して、金属ベルトまたは金属ドラムを互いに平
行になるように配設し、それぞれ相反する方向に回転さ
せることによって形成される薄肉鋳片鋳造用モールドに
注入する連続鋳造方法において、溶融塩を冷却媒体とし
て鋳込み鋳片の凝固・冷却および前記金属ベルトまたは
金属ドラムの冷却を行い、鋳片付着の溶融塩を一次洗浄
した後、軽圧下を行い、次いて二次洗浄し、さらに最終
洗浄を行った後、鋳片の表面を乾燥し、もしくはさらに
圧延して成品とすることを特徴とする溶融金属の連続鋳
造方法である。
さらに、本発明は、溶融金属をタンディッシュから注入
ノズルを介して、金属ベルトまたは金属ドラムを互いに
平行になるように配設し、それぞれ相反する方向に回転
させることによって形成される薄肉鋳片鋳造用モールド
に注入する連続鋳造方法において、鋳込み鋳片および前
記金属ベルトまたは金属ドラムの冷却媒体として溶融塩
を溶融塩浴槽、チューブ群等て構成される熱交換器を介
して溶融塩循環ポンプにより循環させ、前記溶融塩から
熱回収することを特徴とする溶融金属の熱回収方法であ
る。
[実施例] 以下、図面を参照しなから、実施例により本発明の特徴
を作用とともに具体的に説明する。
第1図は、溶融金属として溶鋼を連続鋳造する本発明の
方法を示す概略横断面図である。第1図において、溶鋼
1はタンディッシュ2から注入ノズル3を介してモール
トロに注入され、溶鋼1はモールド6の部位においてシ
ェルが形成される(以下、モールトロの部位をシェル形
成部と称する)。シェル形成部6は、抜熱しやすいよう
に薄肉鋳片を得る構造であり、例えば第2図(a)また
は(b)に示すようなツインベルト方式あるいは第3図
(a)または(b)に示すようなツインドラム方式であ
る。
シェル形成部6について第2図(a)を例に説明すると
、上下に配置したドラム31.32および31’および
32′を金属ベルト8および8′でそれぞれ連結したも
のを、互いに平行になるように配設し、ドラム3]、 
32をそれぞれ相反する方向に回転させることによって
、一対のベルト8および8′を循環させる。ドラム31
および32の回転数を同調して制御することによって、
金属ベルト8および8′の移動速度は可変かつ調整可能
であり、また金属ベルト8および8′の対向間隙に応し
て所要の鋳片厚みに制御可能である。(図示せず)。
金属ベルト8および8′か溶鋼と離れた後に循環する部
分および鋳片7は溶融塩浴槽9(以下、第1ゾーンと称
する)内に浸漬されており、金属ベルト8および8′の
表面および鋳片7は溶融塩によって冷却される。溶融塩
の液面レヘル13は、シェル形成部6の上段ドラム31
および32のキラシンク・ポイントのレベルあるいはそ
れ以上とし、溶融塩が金属ベルト8および8′の表面に
おいて乾燥した後に、溶融金属が金属ベルト8および8
′に注入(接触)するようにする。
一方、溶鋼1と接する金属ベルト8および8′の裏側近
傍に溶融塩噴射ノズル群I2が配置されており、溶融塩
噴射ノズル群12から溶融塩を噴射することによって金
属ベルト8および8′を冷却している。溶融塩噴射ノズ
ル群12に導入する溶融塩は、本発明において、前述の
第1ゾーンの溶融塩を分岐配管して用いる(図示せず)
。このように構成されたシェル形成部6に注入された溶
鋼1は、金属ベルト8および8′を介して溶融塩に熱を
奪われ、外面より順次凝固し、金属ベルト8および8′
の間隙に応した厚みを有する鋳片7を得る。
このようにしてシェル形成部6から離脱した鋳片7は、
第1図において第1ゾーン内に配設されたサポートロー
ル群15によって支持されながら、連接された溶融塩浴
槽10(以下、第2ゾーンと称する)、次いで溶融塩浴
N11(以下、第3ゾーンと称する)において順次温度
条件に応じて、あらかじめ定められた溶融塩に浸漬させ
て所定温度まで冷却される。第2ゾーン内にはサポート
ロール群15が配設されて鋳片を支持・移動させ、第3
ゾーン内にはサポートロール15が配設されて鋳片を支
持・移動させるとともに、第3ゾーンの後部には液切り
ロール16が配設されており、液切りロール16によっ
て鋳片表面に付随する溶融塩溶液の液切りを行う。
本発明においては、溶融塩浴槽は第1図に示したように
第1ゾーン9、第2ゾーン10、第3ゾーン11のよう
に適宜複数個に区分されており、それぞれの溶融塩浴槽
には、その温度に適合した第1表に示す組成の溶融塩、
例えば硝酸塩系あるいは炭酸塩系等が使用される。
このように溶融塩に浸漬させて所定温度まて冷却された
鋳片7は、連接する一次洗浄ゾーン17に入る。
一次洗浄ゾーン17には、鋳片表面に付着した塩分除去
用の洗浄装置(例えば淡水スプレー、図示せず)と凝固
した鋳片7の形状を精度良く所定の形状にするための軽
圧下粗圧延機18が配設されている。−次洗浄部17に
おいて、洗浄装置によって鋳片7の表面に付着している
大部分の塩分を除去するとともに、鋳片7は軽圧下粗圧
延機18によって約10〜25%圧下して所定の形状に
する。
粗圧延機18によって軽圧下された鋳片7は次いて二次
洗浄ゾーン19に入り、ここでさらに淡水スプレー(図
示せず)によって鋳片表面に付着した塩分か除かれ、次
いで鋳片7は連接するルーバ兼用の最終洗浄ゾーン20
に導かれ、ここで淡水スプレー(図示せず)によって完
全に鋳片表面に付着した塩分か除去される。
最終洗浄ゾーン20には、鋳片7の両側に対向して配置
した熱風ボックスまたはへラダー管に熱風吹出し用の複
数個のノズルを有する(図示せず)ドライヤー21が配
設されており、ドライヤー21により100℃以上、3
00℃以下の熱風を吹き付けることによって鋳片7の表
面を乾燥する。
以上、本発明の連続鋳造方法について第1図および第2
図(a)を例に説明したが、本発明のシェル形成部6は
、第2図(a)に限らず、第2図(b)に小すよつな上
下に配置したドラム33.34および33′および34
′を金属ベルト8および8′でそれぞれ連結したものを
、ドラム35.36および35′および36′によって
互いに平行になるように配設し、ドラム33.34をそ
れぞれ相反する方向に回転させることによって、一対の
ベルト8および8′を循環させる方法を用いても、シェ
ル形成部6において冷却媒体として溶融塩を用いること
は第2図(a)て説明した場合と同しである。
また、第3図(a)および(b)に示したツインドラム
方式によっても、第2図(a)で説明した場合と同しで
ある。
第3図(a)および(b)に示したツインドラム方式の
場合、第3図(a)の金属ドラム37.38ないし第3
図(b)の金属ドラム39.40の下部外周部分および
溶鋼か金属ドラムのキラシンク・ポイントがら離れた後
の鋳片7は第1ゾーン内の溶融塩に浸漬されており、鋳
片7は、金属ドラム表面および浸漬された溶融塩によっ
て冷却される。
なお、金属ドラム37.38ないし39.40の内部に
は、第1ゾーンの溶融塩を分岐配管した(図示せず)溶
融塩をそれぞれのドラム回転軸の一方から導入して他方
から抽出する(図示せず)ことによって、それぞれの金
属ドラムをドラム内部から冷却している。このように構
成されたシェル形成部6に注入された溶鋼1は、金属ド
ラム表面および直接浸漬した溶融塩に熱を奪われ、外面
より順次凝固し、相対した金属ドラムによって構成され
る間隙に応じた厚みを有する鋳片7を得る。
以上に説明した本発明の連続鋳造方法によって製造され
た鋳片は、次いで通常の仕上圧延機22によって所要寸
法に圧延された後、コイラー23にて巻き取られて、成
品となる。
次に本発明による溶鋼の保有熱回収方法について第1図
を参照しながら説明する。
本発明に用いられる溶融塩は、それぞれ第1ゾーン9、
第2ゾーンlOおよび第3ゾーン11の各溶融塩浴槽に
充満されており、溶融塩循環ポンプ24.25および2
6によってそれぞれの溶融塩浴槽から槽外に取り出され
、溶融塩は熱交換器27.28および29を通って再び
各溶融塩浴槽に戻る。
本発明に用いる溶融塩の例を第1表に示したが、各ゾー
ンて使用される溶融塩は使用温度域て適宜設定すれば良
く、例えば連続鋳造すべき金属の温度範囲か1000℃
以上のときには、溶融塩としてLiCl−NaC1−K
CLl、 1000℃未満ては、KNO−NaNOzN
aN03を用いる。
本発明に使用される熱交換器として、例えば通常の熱風
回収用あるいはスチーム回収用等それぞれ適合したもの
が適宜設置される。なお、本発明において、熱交換器は
必ずしも第1図に示すように溶融塩浴槽外に配置する必
要はなく、溶融塩浴槽内に配置しても良い。熱交換器を
溶融塩浴槽内に配置する場合には、溶融塩循環ポンプか
不要となる。
第1図は熱回収としてスチーム発生を例示した方法で、
低温側の熱交換器29はエコノマイザ−てあって、主に
水温の上昇に用いる。この給水系は30で示す。中間温
度域の熱交換器28はエバポレーターとし、高温域の熱
交換器27はエバポレーターおよびスーパーヒーターで
構成する。
本発明の方法はこのように溶融金属の連続鋳造方法にお
いて、溶融塩浴槽、溶融塩循環ポンプおよび熱交換器を
配設した熱回収方法であって、スチーム41を容易に得
ることができる。
以下、本発明の方法を溶融金属として溶鋼を例として、
より具体的に説明する。
初期温度1600℃の溶鋼1を第1図および第2図(a
)に示したツインベルト方式の連続鋳造装置を用いて鋳
造した。ツインベルト幅1000mm、ベルト間隙20
+nmのシェル形成部6に、鋳造速度10m/secに
て溶鋼を注入した。本発明に用いた金属ベルト8および
8′は純鉄系の薄鋼板とした。シェル形成部6内の溶鋼
1はベルト8および8′の裏面の溶融塩噴射ノズル11
によって噴射された溶融塩によって冷却され、鋳片7の
外表面より凝固し、シェルを形成しつつ、金属ベルト8
.8′を離脱し、第1ゾーン9内に入る。第1ゾーンの
溶融塩として、融点360℃前後の塩化物系溶融塩(L
i(Q−Na 1−K(4)をあらかじめ別置されてい
る加熱釜にて約400℃に加熱して溶融塩循環ポンプ2
4により、約12m3/minの供給速度で、第1ゾー
ンの溶融塩浴槽に供給し、そこから一部溶融塩噴射ノズ
ル12に分岐して供給し、溶鋼を冷却凝固させる。溶鋼
1は塩化物系溶融塩によって約24秒にて凝固する。こ
の間、塩化物系溶融塩は約80℃上昇して約480℃と
なり、その間の受熱量は約14万kcalに相当する。
凝固した鋼は、シェル形成部4を離れ、サポートロール
群15で支持・移動されて、幅1000mm、厚み20
mmの鋳片7(中厚鋼板)となって、第1ゾーン9から
第2ゾーンlOに入る。第2ゾーン人側における鋳片7
の温度は約1450℃である。第2ゾーンの溶融塩は第
1ゾーンと同じ溶融塩で、循環ポンプ25によって循環
供給される。第2ゾーンlOの溶融塩循環量は5 m3
7m1nで、鋳片7は1000℃まで冷却される。
なお、第2ゾーン10は、鋳片7の温度をより正確に制
御可能なように、さらに細分化してもよく、第1図にお
いては第2ゾーン10を溶融塩浴槽41、42.43の
3分割とした例を示す。
第2ゾーンにおける溶融塩温度は約70℃上昇して約4
70℃となり、この間の受熱量は11万Kcalに相当
する。第2ゾーンの冷却所要時間は15〜18秒である
第3ゾーン11では、鋳片7は1000℃から560℃
まで冷却する。第3ゾーンの溶融塩は硝酸塩系(KNO
−NaN02−NaNO3)で、循環ポンプ26にて循
環供給される。溶融塩の入口温度は約200℃である。
第3ゾーン11の溶融塩循環量は3.5m3/+nin
で、第3ゾーン内で鋳片からの奪熱により、溶融塩温度
は約70℃上昇して第3ゾーン出口では約270℃とな
る。この間の受熱量は11万1(calに相当する。第
3ゾーンの冷却時間はおよそ30秒である。
560℃まで冷却された鋳片7は液切りロール16を経
て一次洗浄ゾーンに入り、淡水スプレーによって軽洗浄
された後、軽圧下粗圧延機18によって溶融塩被覆状態
にて圧下率80%程度にて所要厚(本発明の場合16m
m)に圧延される。
粗圧延機18によって軽圧下された鋳片7は次いで二次
洗浄ゾーン19に入り、ここでさらに淡水スプレーによ
って鋳片表面に付着した塩分が除かれ、次いで鋳片7は
連接するルーバ兼用の最終洗浄ゾーン20に導かれ、こ
こで淡水スプレーによって完全に鋳片表面に付着した塩
分が除去される。
次いで最終洗浄ゾーン20に入った鋳片7は、ドライヤ
ー21によって鋳片7の表面を乾燥する。
本発明の方法で製造された鋳片は、次いで通常の仕上圧
延機にとって所要寸法に圧延された後、コイラーにて巻
き取られて、成品となる。
以上、本発明の方法について溶鋼を例に説明したが、本
発明における溶融金属は溶鋼に限定されることなく、例
えば、Cu、 Ai、 Zn等の溶融金属の連続鋳造に
おいても十分適用できる方法である。
[発明の効果] 本発明の連続鋳造方法は、溶鋼を対象とする場合、溶鋼
の鋳込みから560℃の中厚鋼板に至るまでの所要時間
は約70秒と極めて短時間である上、溶鋼の保有してい
る熱量の約80%を回収することができる。また、高温
において溶融塩にて表面が保護されているため、空気中
の酸素あるいは冷却水中の溶存酸素と接することがない
ので、酸化スケール発生防止が可能であり、スケールロ
スを皆無にできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の連続鋳造方法および溶融塩循環系統を
示す横断面概略図、第2図(a) (b)および第3図
(a) (b)は本発明のシェル形成部の例を示す横断
面概略図である。一方、第4図は従来の連続鋳造方法の
例である。 1・・・溶鋼、2・・・タンディツシュ、3・・・注入
ノズル、4・・・モールド、5・・・冷却水スプレーノ
ズル、6・・・モールド(シェル形成部)、7・・・鋳
片、8゜8′・・・金属ベルト、9・・・溶融塩浴槽(
第1ゾーン)、10−溶融塩浴槽(第2ゾーン)、11
−・・溶融塩浴槽(第3ゾーン)、12−・・溶融塩噴
射ノズル群、13−・・溶融塩の液面レベル、14.1
5−・・サポートロール群、16・−液切りロール、1
7−・−次洗浄ゾーン、 18−・・軽圧下粗圧延機、
19−・・二次洗浄ゾーン、20−・・ルーパ兼用最終
洗浄ゾーン、21−・・ドライヤー、22−・・仕上圧
延機、 23−・・コイラー 24.25.26・・・
溶融塩循環ポンプ、27.28.29−・・熱交換器、
30・・・給水、31.31’、32.32’−・・ド
ラム、33.33’。 34、34’−・・ドラム、35.36−・・ドラム、
37.38゜39、40−・・ドラム、41.42.4
3−・・溶融塩浴槽、44−・・スチーム。 第2 第3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、溶融金属をタンディッシュから注入ノズルを介して
    、金属ベルトまたは金属ドラムを互いに平行になるよう
    に配設し、それぞれ相反する方向に回転させることによ
    って形成される薄肉鋳片鋳造用モールドに注入する連続
    鋳造方法において、溶融塩を冷却媒体として鋳込み鋳片
    の凝固・冷却および前記金属ベルトまたは金属ドラムの
    冷却を行うことを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。 2、溶融金属をタンディッシュから注入ノズルを介して
    、金属ベルトまたは金属ドラムを互いに平行になるよう
    に配設し、それぞれ相反する方向に回転させることによ
    って形成される薄肉鋳片鋳造用モールドに注入する連続
    鋳造方法において、溶融塩を冷却媒体として鋳込み鋳片
    の凝固・冷却および前記金属ベルトまたは金属ドラムの
    冷却を行い、鋳片付着の溶融塩を一次洗浄した後、軽圧
    下を行い、次いで二次洗浄し、さらに最終洗浄を行った
    後、鋳片の表面を乾燥することを特徴とする溶融金属の
    連続鋳造方法。 3、溶融金属をタンディッシュから注入ノズルを介して
    、金属ベルトまたは金属ドラムを互いに平行になるよう
    に配設し、それぞれ相反する方向に回転させることによ
    って形成される薄肉鋳片鋳造用モールドに注入する連続
    鋳造方法において、鋳込み鋳片および前記金属ベルトま
    たは金属ドラムの冷却媒体として溶融塩を溶融塩浴槽、
    チューブ群等で構成される熱交換器を介して溶融塩循環
    ポンプにより循環させ、前記溶融塩から熱回収すること
    を特徴とする溶融金属の保有熱回収方法。
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