JPH0347657A - 薄板連続鋳造方法および装置 - 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、金属溶湯から直接的に薄板を連続鋳造する双
ロール式連続鋳造装置による薄板連鋳方法および当該方
法を実施するのに好適な装置に関する。

〔従来の技術〕

金属溶湯例えば溶鋼から直接的に薄板を製造する薄板連
続鋳造方法は、鋳造鋳片の表面手入れや運搬保管の省略
、熱間圧延の省略、難圧延材の製造、急冷凝固効果によ
る材質特性の向上などのメリットがあり、数多くの提案
がなされ発展の著しい分野である。なかでも双ロール式
連続鋳造方法は、ロール対の両ロール表面で同様な凝固
がなされるので凝固状態に偏りがないこと１両ロールの
形成する最近接点を通過するまでの過程でロール表面に
形成された両方の凝固シェルがこの最近接点を通過する
ときに圧下されるので内部にポロシティが残存しにくい
こと□表面肌が比較的きれいである。といったことから
開発研究が積極的に進められている。この鋳造技術では
、従来実施されていた鋳片の表面手入れや熱間圧延工程
を省略するので鋳造された薄板の品質に対して直接従来
と同等以上の非常に厳しい要求がなされ、特に鋳板表面
の品質は重要であり、湯じわ１割れ、不純物のかみ込み
等による欠陥を完全に防止する必要がある。

このような欠陥の発生を防止するには、双ロールの円周
面上で形成される湯溜り内における金属溶湯の温度分布
やその流動を均一化させることが重要である。特に湯面
上に溶湯流の停滞域が存在するとその部分の溶湯温度が
下がり２表面が固まったり、酸化浮遊物のスカムが生じ
、これらが回転するロールにより凝固シェル内に巻き込
まれ薄板の表面欠陥が生じる場合がある。また、湯溜り
部の溶湯温度が薄板の幅方向に不均一であると薄板表面
温度分布にむらが生じ、冷却時における割れ発生の原因
ともなる。

したがって、双ロール式連続鋳造装置においては、双ロ
ール表面に形成される湯溜りへの？８湯の供給方法が特
に重要視される。このようなことから例えば特公昭６０
−３９４６１号公報および特開昭６０１３０４５５号公
報では、湯溜り上部から帯状の注湯流（溶鋼流）を注湯
する方法が提案され、また、特開昭６３−１８８４５４
号公報、特開昭６３−２０３２５４号公報ではいずれも
特殊な注湯ノズルを用いた注湯法を開示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この双ロール式連続鋳造装置において前記公報等にみら
れる発明は湯溜り上方からの帯状の注湯流による注湯な
ので、湯溜り上の湯面の全面積に対しての注湯が困難で
ある。従って注湯流直下以外の湯面上では溶湯流の停滞
域が少なからず生じ。

湯面がかね状に凝固する傾向がみられる。このかね状の
凝固物は湯面高さ変動や回転する一対の冷却口・−ルの
影響により湯溜り内に形成される一対の凝固シェル間に
巻き込まれ易く、凝固シェルと一体化して、鋳造された
薄板の表面欠陥となり易いという問題点があった。

従って１本発明の目的は、双ロール武運３７’ｆ鋳造装
置によって金属溶湯から薄板を直接鋳造する際に、湯面
レベル近傍の全面積にわたり溶湯流動をもたせ、且つ湯
溜り内の温度分布の均一化をはかることにより、前記か
わ状の凝固物に起因する薄板の表面欠陥のほか、凝固不
均一に起因するυ１れ。

ポロシティ等の欠陥の発生をも同時に防止し１表面欠陥
のない良好な品質の薄板を製造するための注湯技術の確
立にある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記の目的を達成せんとする本発明の要旨とするところ
は、互いに反対方向に回転する一対の冷却ロールをそれ
ぞれロール軸を平行にして対向配置し、このロール対の
円周上に湯溜りを形成させるための一対のサイドダムを
ロール軸と直交する方向に鋳造薄板の幅に略相当する間
隙を開けて少なくとも配置したうえ、金属溶湯を該湯溜
り空間に所定の湯面レベルを保つように連続注入し、こ
の湯溜り内の溶湯を両ロール円周面で冷却しながら両ロ
ールの形成する間隙を経て薄板に連続鋳造する方法にお
いて、該湯溜り空間に金属溶湯を注湯するさいに、一方
のロールの側から他方のロールの側に向かう略水平方向
の一方向性の膜状の吐出流を該湯溜り内の湯面レヘル近
傍でほぼ湯面全面積にわたって形成させつつ注湯するこ
とを特徴とする薄板連続鋳造方法、にあり。

この方法を実施するのに好適な装置として、互いに反対
方向に回転する一対の冷却ロールをそれぞれロール軸を
平行にして対向配置し、このロール対の円周上に湯溜り
を形成させるための一対のサイドダムをロール軸と直交
する方向に鋳造薄板の幅に略相当する間隙を開けて配７
置し、該湯溜り空間に連続的に注入される金属溶湯を両
ロール円周面で冷却しつつ両ロールの形成する間隙を経
て薄板に鋳造する双ロール武運ｖｔ鋳造装置においてロ
ール軸に沿う方向の内壁をもつ一対の長辺ダムをその底
部がロール円周面と摺接するように設置し、この長辺ダ
ムの一方の内壁にロール軸方向に沿う状態にスリット状
開口を水平方向にほぼその内壁幅一杯に設け、このスリ
ット状開口に通ずる内部空間をこの一方の長辺ダムの内
部に形成しこのスリット状開口および内部空間をもつ一
方の長辺ダムを、前記の湯溜りに金属溶湯を注入するた
めの中間クンデイシュに構成したことを特徴とする薄板
連続鋳造装置を提供するものである。

そのさい、他方の長辺ダムの内壁を２上から下に向けて
外方に広がる曲面として、該スリット状開口からの吐出
流がこの他方の長辺ダムの内壁に到達したあと下向きに
方向に変えやすくするのがよい。

〔発明の具体的開示〕

以下に図面に従って本発明の内容を具体的に説明する。

第１図は９本発明装置の要部全体を示したものであり、
互いに反対方向に回転する一対の冷却ロールｌａ、　Ｉ
ｂをロール軸方向に平行にして対向配置し、この冷却ロ
ールｌａ、　ｌｂの円周面上に湯溜り２が形成されるよ
うにサイドダム３ａ、３ｂが冷却ロールｌａ、　ｌｂの
両サイドに配置されている。湯溜り２内に供給された金
属溶湯（例えば溶鋼）は冷却ロールＩａ、ｌｂの円周面
で冷却され円周面上で凝固シェル４ａ、４ｂ　（後述の
第２図参照）を形成し。

この一対の凝固シェル４ａ、４ｂは冷却ロールｌａ、ｌ
ｂの形成する最狭隙部を通過する際に圧着、圧延され、
連続した薄板５として製造される。

このような双ロール式連続鋳造装置において。

湯溜り２には一般的にその垂直上方から金属溶湯が注湯
されるのであるが１本発明においては、湯溜り２内の湯
面レヘル近傍において横方向（水平方向に）に、一方の
ロール側から他方のロール側に向けて、金属溶湯を膜状
の吐出流として注湯する点に特徴がある。このためにロ
ール軸方向に沿う状態にスリット状の開口６を一方のロ
ールの側に設け、このスリット状の開口６からほぼ湯面
レベル近傍において他方のロールの側に向かう膜状の吐
出流として金属溶湯を吐出させる。図示の例では、該サ
イドダム３ａ、３ｂのほかに、ロール軸に沿う方向の内
壁をもつ一対の長辺ダム７と８をそれらの底部がロール
円周面と摺接するように設置し、一方の長辺ダム８の内
壁９にロール軸に沿う方向のスリット状開口６を略水平
方向に設けた例を示している。そして、このスリット状
の開口６に通ずる内部空間を長辺ダム８の内部に形成し
長辺ダム８自身を中間クンデイシュ容器に構成する。

第２図は、その状態を切欠図で示したもので。

図示のように長辺ダム８の内部には、金属溶湯が供給さ
れる内部空間１０が形成されている。すなわち、この長
辺ダム８は他方の長辺ダム７よりも大きな容積に形成さ
れ、その内部において、内壁９外壁１１および図面には
見えないがサイドダム３ａ、３ｂに接する両側壁によっ
て四方を取り囲まれ、且つ底壁１２と天井壁１３とによ
って上下も区画され。

結局、全周辺が囲われた内部空間１０が形成されている
。そして、内部空間１０内に金属溶湯を注湯する注湯ノ
ズル１４が天井壁１３を貫通して垂直方向に設置されて
いる。この注湯ノズル１４の上端は本装置の上方に設置
されたタンデイシュ（図示せず）の底部に接続され、そ
の下端には内部空間１０内に開口する吐出口１５が設け
られている。この吐出口１５は３図示の例では、ロール
軸に沿う方向の膜状の吐出流が吐出できるように両サイ
ドダム３ａ、３ｂの側に面するノズル側壁に相対して２
個設けである。該内部空間１０を画定する一方の壁であ
る内壁９には、サイドダム３ａ、３ｂよりも低い位置に
おいて、前述のようにスリット状の開口６が設けられる
が５図示の例では、このスリット状開口６が内部空間１
０の最底部となるような位置関係に配置しである。すな
わち、内部空間１０の底壁１２の外側面は一方のロール
１ｂの円周面と接する曲面を有するが、その内側面もそ
の曲面とほぼ等しい曲面を持たせることによって５内部
空間の底は内壁９に向かって漸次下降する傾斜が形成さ
れており、この傾斜の最下位の位置に略水平方向にスリ
ット状の開口６が形成しである。したがって、注湯ノズ
ル１４から、この中間クンデイシュ容器を形成している
内部空間１０内に金属溶湯が注入されそしてこの空間１
０内に中間湯溜り１６が形成されると、その静圧を受け
てスリソ°ト状の開口６からこの開口６の幅方向にほぼ
均等な流速の膜状の吐出流が他方の長辺ダム７の方向に
向けて吐出される。

一方、他方の長辺ダム７の溶湯と接する内面１７はほぼ
上から下に向かうほど外方に広がる曲面をもたせである
。このような下拡がりの曲面を付与することによって、
前記のスリット状開口６がら吐出した膜状の吐出流が他
方の長辺ダム７の内面１７にに突き当たると、この曲面
の作用によって下方に方向を変えやすくなり、この下方
にもぐったあと中央部に方向を反転して流れ、循環流に
近い流れが形成される。

この場合、湯溜り２の湯面高さがスリット状開口６の位
置とほぼ同程度となるようにすると、該開口６から吐出
する膜状の吐出流は湯面レベル近傍を経由して対向する
長辺ダム７の側に向かう水平流となり、且つこの水平流
は長辺ダム７の内面１７に突き当たったあと下方に潜る
ので５湯而レヘル近傍は後続の膜状の吐出流によって常
に更新されることになる。そして、スリット状開口６の
長さを可能な限り長くすることによって、湯面レベル近
傍のほぼ全域にこの水平なＨり状の吐出流が新たに更新
されつつ一方向性に流れることになる。

その結果湯溜り２の湯面レベル近傍の全域にわたって金
属溶湯の停滞域がなくなり、湯面においてかわ状の凝固
物の発生が防止できる。また湯面レベル近傍に形成され
流動する薄い膜状の吐出流はロールｌａ、　ｌｂの円周
面上に形成される凝固シェル４ａ、４ｂに対して流動を
与えるようなこともないので健全な凝固シェルの発達を
妨げることほとんどなく、且つ湯溜り２内の金属溶湯は
全体的に均一な温度分布となるので、凝固シェル４ａ、
４ｂの均一で安定した凝固促進ができる。

なお、湯溜り２内の湯面上にモールドパウダーを添加す
る場合には、このモールドパウダー層のやや下方にスリ
ット状開口６が位置するように設置すればよい、これに
よって、若干量のモールドパウダーが他方の長辺ダム７
の側に偏って浮遊することはあっても、はぼ湯面−全域
に渡って層状に浮遊させることができ、従来のように、
垂直上方から金属溶湯の注入流によるモールドパウダー
の湯面下へのたたき込みとこれに起因する品質低下とい
った現象は防止され、また湯面における断気断熱が効果
的に行われるのである。

第３図はスリット状開口６の亮さと湯溜り２内の湯面高
さが金属溶湯の膜状の吐出流のフローパターンに及ぼす
レベル関係を示した図あり１　同図（ａ）のように湯面
２の高さ−スリット状の開口６の高さの場合、膜状の吐
出流は湯溜り２の湯面レベル近傍を経由して長辺ダム７
の内面１７に到達しその曲面状の内面１７に沿って下方
へ向かう連続的な流れとなり、湯溜り２の湯面レベル近
傍では停滞域が生じることはない。同図（ｂ）のように
湯面２の高さくスリット状の開口６の高さの関係ではそ
の差が大きくなるほど、傾斜した落下流に近くなり、湯
面レベルとその近傍に種々な変動が生して定常的な流れ
が形成しがたくなると共にロール円周面上に形成される
一対の凝個シェルに対しても流動を与えることになる。

また同図ｆｃｌのように湯面高さ〉スリット状の開口６
の高さの関係では。

その差が大きくなると湯溜り２の湯面レベル近傍におい
て膜状の吐出流の上層溶湯部に渦流にイ以だ反転流が生
じ易くなる。この反転流が生しると湯面レベル近傍にお
いて流速のゆるやかな部分が発生し場合によっては停滞
域を生じ、湯面にかわ状の凝固物が生成し易くなる傾向
がみられる。しかし、この場合でも湯溜り２の湯面高さ
がスリット状の開口６の高さより、スリットの開口厚さ
の５倍未満の範囲内の高さに納まっていれば、この反転
流は生じ難＜、湯面レベル近傍での停滞域が生し難いこ
とが実験により確認された。なお、スリット状の開口６
の厚みすなわち開口６の下縁と上縁との間の距離は鋳造
される薄板５の厚みと同等かそれより小さくするのがよ
いこともわかった。

またスリット状の開口６から他方の長辺ダム７の内面１
７までの距離も可能な限り小さくした方が湯面レベル近
傍における停滞域を完全に防止し且つ温度分布を均一と
する上で好ましい。

本発明者らは１図示の装置を用いて５１１５３０４の溶
鋼から幅１０００ｍ＋ａ、厚さ２Ｉの薄板を製造した。

そのさい、スリット状の開口は、　　２　ｍｍ　Ｘ　９
６０ｍｍ、湯溜りの目標湯面高さをスリット状の開口よ
り５ｍｗ＋上方に保持するように制御した。鋳造中にお
いて湯溜りの湯面レベル近傍にはかわ状の凝固物の発生
はみられなかったし２湯溜り内の溶鋼は均一な温度分布
となっていた。その結果、均一で安定びた凝固が行われ
、鋳造された薄板には割れ等の表面欠陥はみられなかっ
た。

〔効果〕

以上に詳述したように２本発明によれば湯溜りの湯面レ
ベル近傍における全面積の金属溶湯が溶湯流を形成して
流動し、したがって溶湯流の停滞域の発生が防止され、
それに起因するがゎ状凝固物の発生が防止されると共に
湯溜り内の溶湯は均一な温度分布となって凝固シェルの
均一で安定した生成が可能となるので、以下に述べるよ
うな既述の問題点が効果的に解決されるだけでなく１新
たな効果も達成され、この分野に多大の貢献をなし得る
ものである。　　　　　　　　　　　　　口（１）かわ
状凝固物に起因する鋳造薄板の表面欠′陥。

凝固シェルの凝固不均一、偏りに起因する割れ。

ポロシティ、湯しわ等の欠陥及びのこの凝固シェル厚み
の変動による鋳造薄板の板厚不揃いなどの種々な欠陥や
板厚変動を防止することが可能となり１品質向上が達成
される。

（２）従来から開示かつ実施されている一対の冷却ロー
ル上に載置した短長辺ダムを中間クンプッシュ容器に構
成したものであって、簡単な構造であるから安価に且つ
容易に実施できるし、格別湯溜り部に電磁攪拌や音波攪
拌を行わなくてもその実施効果は大きい。

（３）従来の短長辺ダムに該当する中間クンプッシュ容
器内に湯溜りを形成させるだけであり、この容器自体と
金属溶湯との接触面積が少ないうえに、従来のように湯
溜り内へ直接浸漬するノズル等を別個に用いていないの
で、これらによる湯溜り内の溶湯からの抜熱が少なく、
そのために鋳造初期における操業安定性および品質向上
が達成される。

（４）従来、高温の金属溶湯を注湯して鋳造した場合に
鋳造薄板に高温割れの欠陥が発生することがあったが、
これも湯溜り内の湯面レベル近傍の流動効果が顕著なた
めに比較的低温の溶湯を注湯してもかわ状凝固物の発生
する現象が生じ難く、結果的に低温注湯による連続鋳造
が可能となって防止される。

（５）中間クンプッシュ容器内に形成される湯溜りの上
方はノズル等の障害物が何ら無く開放されており、しか
もこの湯面レベル近傍の流動効果が顕著なためにＡＩ、
Ｔｉ、Ｎｂなど有効金属の直接添加とか投入が容易に可
能となる。

（６）鋳造時にモールド、パウダーを使用する場合にお
いては、湯溜りの上方が開放されているので湯面への均
一な散布が可能となるばかりでなく９モールドパウダー
の湯溜りの溶湯内へのたたき込み及び巻き込みが防止さ
れて鋳造薄板の品質向上が達成されると共に効果的な断
気断熱も達成される。

（７）湯溜りの上方が開放されており、しかも湯面にか
わ状凝固物の発生する現象が防止されるので。

単に湯面の流動状態が容易に観察できるだけでなく、こ
の上方に湯面高さ（レベル）を検出するセンサーを出入
可能に容易に配置できるようなると共にこの湯面のレベ
ルコントロールを精度良〈実施できるようになる。

（８）中間クンデソシュ容器内に形成されるｔ＆溜りの
上方は単に開放されているだけでなので１Ｍ等を用いて
簡単に湯溜りをシールすることができて。

しかもシールされた容器内部をＡｒ等の不活性ガスを使
用して容器に雰囲気コントロールすることができるので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う双ロール弐連鋳機の要部を示す斜
視図、第２図は第１図の装置の要部切欠図、第３図は湯
面高さと注湯用のスリット状の開口の高さが金属溶湯の
膜状吐出流のフローパターンに影響を及ぼすレベル関係
を示した略解図である。 ｌａ、　ｌｂ・・冷却ロール、　　２・・湯溜り。 ３ａ、３ｂ・・サイドダム、　　４ａ、４ｂ・・凝固シ
ェル。 ５・・鋳造される薄板、　　６・・スリット状の開口。 ７・・他方の長辺ダム、　　８・・中間クンデイシュを
構成する一方の長辺ダム、１０・・長辺ダムの内部空間
、１６・・中間湯溜り、　　１７他方の長辺ダムの曲面
をもつ内面壁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに反対方向に回転する一対の冷却ロールをそ
   れぞれロール軸を平行にして対向配置し、このロール対
   の円周上に湯溜りを形成させるための一対のサイドダム
   をロール軸と直交する方向に鋳造薄板の幅に略相当する
   間隙を開けて少なくとも配置したうえ、金属溶湯を該湯
   溜り空間に所定の湯面レベルを保つように連続注入し、
   この湯溜り内の溶湯を両ロール円周面で冷却しながら両
   ロールの形成する間隙を経て薄板に連続鋳造する方法に
   おいて、該湯溜り空間に金属溶湯を注湯するさいに、一
   方のロールの側から他方のロールの側に向かう略水平方
   向の一方向性の膜状の吐出流を該湯溜り内の湯面レベル
   近傍で形成させつつ注湯することを特徴とする薄板連続
   鋳造方法。
2. （２）膜状の吐出流は他方のロールの側に到達したあと
   下向きに方向を変える請求項１に記載の薄板連続鋳造方
   法。
3. （３）互いに反対方向に回転する一対の冷却ロールをそ
   れぞれロール軸を平行にして対向配置し、このロール対
   の円周上に湯溜りを形成させるための一対のサイドダム
   をロール軸と直交する方向に鋳造薄板の幅に略相当する
   間隙を開けて配置し、該湯溜り空間に連続的に注入され
   る金属溶湯を両ロール円周面で冷却しつつ両ロールの形
   成する間隙を経て薄板に鋳造する双ロール式連続鋳造装
   置において、ロール軸に沿う方向の内壁をもつ一対の長
   辺ダムをその底部がロール円周面と摺接するように設置
   し、この長辺ダムの一方の内壁にロール軸方向に沿うス
   リット状開口を水平方向に設け、このスリット状開口に
   通ずる内部空間をこの一方の長辺ダムの内部に形成し、
   このスリット状開口および内部空間をもつ一方の長辺ダ
   ムを、前記の湯溜りに金属溶湯を注入するための中間タ
   ンデイシュに構成したことを特徴とする薄板連続鋳造装
   置。
4. （４）他方の長辺ダムの内壁は、上から下に向けて外方
   に広がる曲面を有している請求項３に記載の薄板連続鋳
   造装置。