JPH0327846A

JPH0327846A - 薄い製品の連続鋳造設備に溶融金属を供給する装置とその実施方法

Info

Publication number: JPH0327846A
Application number: JP2143269A
Authority: JP
Inventors: Jacques Petegnief; ジャック　プトゥニー
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1991-02-06
Also published as: AU5606390A; BR9002556A; CA2017043A1; FR2647698A1; KR900017690A; DD294645A5; EP0401144A1

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い金属製品の連続鋳造装置に関するものであ
る。

本発明は特に、断面が細長い固定壁タイプまたは可動壁
タイプの連続鋳造用鋳型の鋳型壁によって区画される鋳
造空間内に溶融金属を供給するための装置に関するもの
である。

従来の技術断面が細長い鋳型を用いて金属を鋳造する際の１つの課
題は、鋳型の断面全体に溶融金属を実質的に均一に供給
し、凝固中および凝固後の鋳造製品の均質性を保証し、
且つ鋳造金属が導入される帯域から最も離れた帯域にお
けるメニスカス高さでの金属の凝固を防止することにあ
る。

例えば、上記タイプの鋳型の鋳造空間に水平断面で中心
に配置した単一の鉛直ノズルから溶融金属を供給した場
合には、鋳造空間の端縁部に他の帯域よりも低温の帯域
が生じ、この帯域での溶融金属の凝固が早くなり過ぎる
という問題がある。

また、単一ノズルから供給した場合には、鋳造空間中の
溶融金属に対流運動が生じ、この対流運動が鋳造製品の
均質性を阻害することになる。

これらの問題点を解決するために、鋳造空間の幅方向全
体に分布させた複数の鉛直ノズルから溶融金属を供給す
る方法は既に提案されている。しかし、この解決方法で
はノズルの数を増やさなければならず、従ってコストが
上昇し、ノズルの劣化の問題が大きくなる。さらに、こ
れらのノズルが溶融金属面から外に出ている場合には、
各ノズルから出る溶融金属のジェットを保護する必要が
あり、逆に、ノズルが溶融金属中に浸っている場合には
、各ノズル間に凝固物が橋掛けされて形戊される危険が
あり、固定壁タイプの鋳型の場合には各ノズルと鋳型壁
面との間に凝固物が橋掛けされる危険がある。特に後者
の場合には鋳造空間の断面の幅が狭く、鋳型の広い方の
壁の間の間隔はしなり小さいため、橋掛けの危険はさら
に高くなる。

いずれの場合でも、ノズルの寸法上の問題から多数のノ
ズルを互いに近接して配置することは不可能であり、ま
た、ノズルが取付けられているタンディッシュ内の金属
のヘッドに起因して各ノズル中での溶融金属の流れには
かなり大きな静的鉄圧力と負荷が加わっているため、各
ノズルから放出されるジェットによって生じる対流運動
を無くすことはできない。

発明が解決すべき課題本発明の目的は上記の各問題を解決して、鋳型の幅方向
全体にわたって溶融金属を均一に供給することにある。

課題を解決するための手段本発明の対象は、鋳造空間を区画する壁を有する薄い鋳
造製品の連続鋳造用鋳型に溶融金属を供給するための装
置であって、上記鋳造空間の鋳造製品が鋳型から出てく
る所の断面が鋳造製品の幅に対応する方向に細長く延び
ており、この断面の長さが鋳造製品の幅に等しいような
装置に関するものである。

本発明の装置の特徴は、少なくとも１つの供給パイプと
連通した水平な管状の供給ノズルを有し、この供給ノズ
ルは鋳造製品の幅に対応する方向に延びており、この供
給ノズルの下側部分にはこの供給ノズルの全長にわたっ
て延びた１つまたは複数の溶融金属の出口オリフイスが
形成されており、しかも、供給ノズルは鋳型内の金属の
メニスカスに相当する高さの位置に配置されている点に
ある。

溶融金属の出口用の上記オリフィスの全断面積は鋳型出
口の断面積より大きくなっているのが好ましい。

本発明の装置は特に３つの利点を有している。

第一の利点は、鋳造空間内に管状の供給ノズルを水平に
配置し、この供給ノズルの全長にわたってｌつまたは複
数のオリフィスを延ばすか分布させることによって、単
純な構或の単一の管状供給ノズルから溶融金属を鋳型の
幅全体に供給させることができる点にある。

第二の利点は、鋳型内に収容された金属のメニスカス高
さでに上記供給ノズルを水平に配置することよって、オ
リフィスから出て来る溶融金属と周囲の環境との接触を
防ぐことができる点にある。

さらに、供給ノズルに加わる械的的応力を制限すること
ができる。すなわち、鋳造空間の断面形状が極めて細長
いため、供給ノズルの長さを長くすることよって、供給
ノズルで鋳造空間の幅（すなわち、鋳造空間の長手力向
距離）を出来るだけ広い範囲で覆うことができる。さら
に、鋳造空間の巾が狭いため供給ノズルの横方向寸法は
制限されるが、本発明の供給ノズルを構或するパイプの
外径は小さくすることができる。また、ヘッドロスを少
なくし、供給ノズルの閉塞を防ぐためには、供給ノズル
を構或するパイプの内側断面積を出来るだけ大きくする
と同時にパイプの壁の肉厚を薄くすればよい。

この供給ノズルは長さが長く且つその断面が小さいので
、曲げに対して弱い耐火性材料で作られた供給ノズルは
脆性が大きくなる。すなわち、供給ノズルが液体金属上
に出ている場合には、供給ノズルをその両端で支持して
も、その片側のみで片持ち支持しても、供給ノズルの自
重量とその内部を流れる金属の質量が大きいために、供
給ノズルが破損する危険性は高くなる。逆に、供給ノズ
ルを完全に金属中に潜らせた場合には、供給ノズルを構
或する耐火材料の密度が鋳造金属の密度に比較して低い
ため、鋳造金属から無視し得ない浮力を受けることにな
る。本発明の装置では、供給ノズルが、鋳造金属内に部
分的に浸った状態で、メニスカス高さの位置に配置され
るので、供給ノズルに加わる力がバランスするように鋳
型内の鋳造金属の高さを調節して、供給ノズルに加わる
機械的応力を制限することができる。換言すると、供給
ノズルとそれに収容された金属との全体が溶融金属の表
面でほとんど「浮く」ように鋳型内の鋳造金属の高さ調
節する。

本発明の第三の利点は、出口オリフィスの全断面積を鋳
造製品の断面積より大きくすることによって、供給ノズ
ルのオリフィスから流出する金属の流速を制限し、それ
によって鋳型内での溶融金属の対流運動を制限できる点
にある。

本発明の特殊な実施態様では、供給ノズルがその下側母
線に沿って並んだ複数のオリ並んた複数を有し、各オリ
並んた複数の断面積を各オリ並んた複数オリフィスと供
給パイプと供給ノズルとの接続点との間の距離に従って
大きくしている。

本発明の別の実施態様では、供給ノズルが縦方向に延び
た単一のスロットの形をしたオリフィスを有し、このス
ロットの開口幅を供給パイプと供給ノズルとの接続点か
らの距離に従って大きくしている。

上記のような構或にすることよって、供給パイプから最
も離れた位置でのオリ並んた複数またはスロット部分の
断面積が大きくなり、供給ノズル中を流れる金属のヘッ
ドロスが補償されて、各オリフィスあるいはスロットの
各位置から出る金属の流量がほぼ一定となって、鋳型の
幅方向全体にわたって溶融金属を最適且つ均一に供給す
ることができる。

供給ノズルに金属を供給するための供給パイプは供給ノ
ズルの一端に連通させるか、２本の供給パイプを用い、
各パイプを供給ノズルの端部に連通させることもできる
。この構或は「小さな壁」を通して鋳型に対して横方向
から供給ノズルへ供給することができ、それによって、
供給ノズル中での鉄の静圧を少なくすることができる。

さらに、供給ノズルの長さ方向の中間部分、即ち鋳型の
断面の中心で供給ノズルに供給することもできる。

本発明の上記以外の特徴と利点は、本発明によるロール
間で連続鋳造する設備に溶融鋼を供給する装置に関する
の添付の図面を参照した下記の実施例の説明から明らか
になるであろう。しかし、下記実施例は例示であって、
本発明を何ら限定するものではない。

実施例第１図に示した鋳造設備は、反対方向に駆動される２つ
の冷却されたロールＬ　２と、これらのロールの両端部
に当接保持された２つの側壁（小さい方の面ともよばれ
る）３、４とを有している。

鋳造空間６は、２つのロール間のネック〈絞り部）５の
上方すなわちロールの軸線を通る平面Ｈより上方に位置
するロールの一部と、側壁３、４とによって区画されて
いる。

図示した実施例では、第２図に示すように、溶融金属が
一つの側壁を通って横方向から鋳造空間中に供給される
。この設備ではロールの隣にタンディフシ５７が配置さ
れており、このタンディッシュ７は溶融金属の供給パイ
プ８と連通している。

供給パイブ８は側璧４を貫通し、供給ノズル９中に開口
している。

供給ノズル９は２つの側壁３と４との間の距離によって
規定される鋳造空間６の幅のほぼ全体にわたって鋳造空
間６中に水平に延びている。供給ノズル９は耐火性材料
で作られた管ＩＯによって構戊され、その下側部分には
その幅のほぼ全長にわたって延びた縦方向スロット１１
が形戊されている。

この供給ノズル９は鋳造空間に収容された溶融金属のメ
ニスカス高さ１４に相当する高さに配置されている。

鋳造時には、分配トラフ７に注入管ｌ２を介して溶融金
属が供給される。この注入管１２は、溶融金属を収容し
ている図示していない流量調節装置を備えたタンディッ
シュに固定されている。

分配トラフ７中の溶融金属は供給パイブ８を通じて供給
ノズル９へ流れ、スロット１１を通って鋳造空間に供給
される。

本発明では、鋳造空間に収容された金属ｌ３の高さｌ４
が供給ノズル９の高さの所に維持されるように溶融金属
の流量が常に調節される。供給された金属はロール１、
２の冷却壁と接触して順次凝固し、ロールの回転ととも
にロールの下方で所望の薄い製品ｌ５として抜き取られ
る。

鋳造金属の流量は、供給ノズル９が鋳造空間に収容され
た金属１３中に部分的に浸るように調節するのが望まし
い。そうすることによって前記のような高い機械的応力
が供給ノズルに加わるのを防止することができる。

供給ノズル９のスロット１１は細長い形状をしており、
その幅は第４図に示すように供給バイブ８からの距離に
応じて変化している。すなわち、スロットの幅は供給パ
イプ８に最も近いその末端部１６で小さく、他端部１７
に向かって次第に大きくなっている。この場合、供給ノ
ズル９中での溶融金属のへッドロスを計算に入れて、ス
ロット１１の全長さ方向全体にわたって最適な均一流量
となるようにする。すなわち、スロット１１の出口断面
を次第に大きくすることによって、鋳造空間の幅方向で
の供給ノズル中でのへッドロスが補償される。

第５図は供給ノズル９の出口オリフィスの変形例を示し
ている。このオリフィスは供給ノズル９の母線に沿って
並んだオリ並んた複数１Ｂになっている。この場合にも
、前記の場合と同様に、鋳造空間の幅全体にわたって流
量を最適に均一化するために、各オリ並んた複数１８の
孔径を、供給パイプ８に近いノズル末端９′から、それ
から最も離れた末端９”まで次第に変化させてある。

第３図に示した変形例の設備では、溶融金属の供給が、
各側壁３、４にそれぞれ配置された２つの分配トラフ７
、７゛から行われる。各分配トラフ７、７゜は各供給バ
イブ８、８゛を介して供給ノズル９の各端部に接続され
ている。この場合、供給ノズル９は両端が開いたパイプ
１『で構或されており、このパイプｌＯ゜は、両端が各
側壁３、４を貫通し且つ鋳造空間の幅全体にわたって延
びている。

第３図に示した実施例では、供給ノズル９の出ロオリ並
んた複数１８が、供給ノズル９の母線に沿って並んだ複
数の貫通孔で構戊されている。各貫通孔の径は供給ノズ
ルの両端からその中心に向かって規則的に大きくなって
いる（第６図）。これらの出口オリ並んた複数１８の代
わりに、第７図に示すように、幅がノズルの両端から中
心に向かって次第に大きくなったスロット１１′を用い
ることもできる。

これらの供給ノズルの出口オリフィスの形状および分布
の異なる上記の各変形例は全て、既に述べた鋳造空間へ
の供給を出来る限り均一にするという目的を有している
。いずれの変形例でも、１つまたは複数のオリフィスの
全断面が鋳造製品の断面、すなわちネック５の高さでの
ロールＬ　２と側壁３、４とにより区画される空間の断
面より大きくして、オリフィスを通る金属の流出速度を
出来る限り遅くして、鋳造空間中での溶融金属の対流運
動を抑制するのが望ましい。本発明は図示したオリフィ
スの形状、断面および分布に限定されるものではない。

また、図示したのは説明を容易にするために示したもの
であって、オリ並んた複数間の相対割合、オリ並んた複
数と供給ノズル間の相対比率、オリフィスと鋳造製品の
断面との間の相対比率は上記のものに限定されるもので
はない。

しかし、供給ノズルに沿ったオリ並んた複数の断面また
はスロットの幅は、供給ノズルの寸法、鋳造製品の断面
寸法および鋳造製品の抜き抜き速度に応じて厳密に変え
る必要がある。

本発明の他の変形例では、ロールの上方に配置された単
一のタンディッシュに直接接続された単一の供給パイブ
８”　〈第９図〉を介して供給ノズルに供給することも
可能である。この場合には、供給ノズルを構或するパイ
プ１０”の両端を密閉し、このパイプ１０″の中央部に
供給パイプ８”を開口させる。この供給ノズルの出口オ
リ並んた複数ｌ８”の構戊は第８図に示してあり、この
場合、オリ並んた複数ｌ８”の断面は供給ノズルの中央
に向かって次第に小さくなり、両端に向かって次第に大
きくなっている。

この構或は、側壁と供給ノズルとを分離することができ
るという利点があるが、既に述べたように、供給ノズル
中での鉄の静圧が大きくなり、それによって鋳造空間内
での対流運動が大きくなり易いという恐れがある。

本発明は例として説明した以上の各種変形例に限定され
るものではない。

特に、溶融金属の流量を調節することによって、供給ノ
ズルをほとんど浸さない状態で、鋳造空間中の溶融金属
の高さを供給ノズルの出口オリフィスの高さに常に維持
するようにすることもきる。

従って、広い方の壁が平行で且つ鉛直であるような従来
タイプの鋳型に本発明の供給ノズルを用いた場合には、
鋳造金属と接触する供給ノズルの帯域（すなわち、この
場合には、供給ノズルのスロットまたはオリ並んた複数
の端縁部分のみ）と上記の広い方の壁との間の距離が、
供給ノズルの軸線の高さの所での供給ノズルの外側表面
と上記の壁との間の間隙よりも大きくなるので、供給ノ
ズルと上記の壁との間の凝固物の橋掛けを防止すること
ができる。

また、第９図に示すように、供給ノズルに金属を供給す
るためのパイプが側壁４を貫通しない場合には、鋳型内
の溶融金属の高さに応じて供給ノズルの位置を調節して
、供給ノズルが溶融金属中に部分的に浸された状態ある
いは供給ノズルの出口オリフィスを鋳型内の溶融金属の
高さ位置に維持した状態にすることも可能である。この
場合には、種々の鋳造パラメータに応じて鋳型内の金属
の高さを調節することができる。例えば、鋳型内の金属
の高さを測定し、この測定値に応じてタンディッシュの
高さまたは供給ノズルを支持している分配トラフの高さ
を調節することによって、供給ノズルの位置を溶融金属
の高さに応じて調節することができる。

さらに、鋳造設備の両側に２つの分配トラフを配置した
場合には、各分配トラフにそれぞれ接続された軸線方向
に並んだ２つの供給ノズルを用いることもできる。この
場合の各供給ノズルは、第４図または５図に示すように
、末端を密閉して、それぞれ鋳造空間のほぼ中心まで延
ばす。この構戊の場合には、供給ノズルを構成するパイ
プの長さを二等分することができ、従って、製造が容易
になり、さらに、鋳造空間の両側での溶融金属の流量を
独立して調節することができる。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は連続鋳造設備の部分的な概略図であり、第２図
は片側のみから横方向に供給する実施例の場合のロール
の軸線に平行な縦方向対称面Ｐに沿った断面図であり、第３図は鋳型の両側から供給する場合の変形例の第２図
と同様な図であり、第４および第５図は、第２図に示した設備における供給
ノズルの出口オリフイスの２つの変形例を示し、第６および第７図は、第３図に示した設備における出口
オリフィスの２つの変形例を示し、第８および第９図は
、鉛直パイプを介して供給ノズルの中央に供給する場合
の第３変形例を示す。（主な参照番号）１２・・ロール、６・・・・鋳造空間、８・・・・供給パイプ、１ｌＳ１１゜　・スロット、ｌ３・・・・金属、ｌ５・・・・鋳造製品、代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋳造製品が鋳型から出てくる所の断面が鋳造製品
の幅に対応する方向に細長く延びており、この断面の長
さが鋳造製品の幅に等しい鋳造空間（６）を区画する壁
を有する薄い鋳造製品の連続鋳造用鋳型に溶融金属を供
給するための装置において、少なくとも１つの供給パイ
プ（８）と連通した水平な管状の供給ノズル（９）を有
し、この供給ノズル（９）は鋳造製品の幅に対応する方
向に延びており、この供給ノズル（９）の下側部分には
この供給ノズルの全長にわたって延びた１つまたは複数
の溶融金属の出口オリフィス（１１、１８）が形成され
ており、供給ノズル（９）は鋳型内の金属のメニスカス
（１４）に相当する高さの位置に配置されていることを
特徴とすることを特徴とする装置。
（２）供給ノズル（９）がその下側母線に沿って並んた
複数のオリフィス孔（１８、１８’）を有し、各オリフ
ィス孔の断面が各オリフィス孔と供給パイプ（８、８’
）と供給ノズルとの接続点との間の距離に従って大きく
なっていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（３）供給ノズル（９）が縦方向のスロット（１１）の
形をした単一のオリフィスを有し、このオリフィスの開
口幅が供給パイプと供給ノズルとの接続点からの距離に
従って大きくなっていることを特徴とする請求項１に記
載の装置。
（４）供給ノズル（９）の１つまたは複数のオリフィス
の全断面積が鋳型出口の断面積より大きいことを特徴と
する請求項１に記載の装置。
（５）供給パイプ（８”）が供給ノズルの長さの中間部
で供給ノズル（９）に開口していることを特徴とする請
求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
（６）供給パイプ（８）がその一方の端部で供給ノズル
に開口していることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
か一項に記載の装置。
（７）各々が供給ノズル各端部に開口した２本の供給パ
イプ（８、８’）を有していることを特徴とする請求項
１〜４のいずれか一項に記載の装置。
（８）薄い製品の連続鋳造設備に溶融金属を供給するた
めの少なくとも１つの金属の入口を有する管状の供給ノ
ズルにおいて、この供給ノズルはその母線に沿ってほぼ並んで形成され
た複数の出口オリフィス孔（１８、１８’、１８”）を
有し、各出口オリフィス孔の断面が、上記の金属の入口
からの距離に従って大きくなっていることを特徴とする
供給ノズル。
（９）薄い製品の連続鋳造設備に溶融金属を供給するた
めの少なくとも１つの金属の入口を有する管状の供給ノ
ズルにおいて、この供給ノズルが縦方向のスロット（１１、１１’）の
形をした一つのオリフィスを有し、このスロットの開口
幅が上記の金属の入口からの距離に従って大きくなって
いることを特徴とする供給ノズル。
（１０）請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置を使
用し且つ鋳型内の溶融金属の自由表面（１４）の高さが
供給ノズルの出口オリフィスの高さに常に維持されるよ
うに鋳型への溶融金属の供給速度を調節することを特徴
とする薄い金属製品の連続鋳造方法。
（１１）請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置を使
用し且つ供給ノズルが溶融金属中に部分的に浸った状態
に維持するように鋳型への溶融金属の供給量を常に調節
することを特徴とする薄い金属製品の連続鋳造方法。
（１２）請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置を使
用し且つ鋳型中の溶融金属の高さに応じて供給ノズルが
溶融金属中に部分的に浸るように供給ノズルの位置を常
に調節することを特徴とする薄い金属製品の連続鋳造方
法。
（１３）請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置を使
用し且つ鋳型中の溶融金属の高さに応じて供給ノズルの
出口オリフィスが溶融金属の上方に来るように供給ノズ
ルの位置が常に調節することを特徴とする薄い金属製品
の連続鋳造方法。