JPH035897B2 - - Google Patents

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JPH035897B2
JPH035897B2 JP3281183A JP3281183A JPH035897B2 JP H035897 B2 JPH035897 B2 JP H035897B2 JP 3281183 A JP3281183 A JP 3281183A JP 3281183 A JP3281183 A JP 3281183A JP H035897 B2 JPH035897 B2 JP H035897B2
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JP
Japan
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belt
slab
mold
metal
hydrostatic pressure
Prior art date
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Expired
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JP3281183A
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English (en)
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JPS59159254A (ja
Inventor
Takao Koshikawa
Tomoaki Kimura
Tadashi Nishino
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Priority to JP3281183A priority Critical patent/JPS59159254A/ja
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/0677Accessories therefor for guiding, supporting or tensioning the casting belts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスラブ材を製造するベルト式連鋳機に
関し、特にその鋳型構造に関する。
〔従来の技術〕
従来、熱間ストリツプ材用素材を製造する連鋳
機は、矩形状の鋳型とこれに接続されるローラガ
イドとによつて構成されていた。この方法では鋳
型で造形された薄い凝固殻を、鋳型下部のガイド
ローラで鋳型より摺動的に引き出すので、凝固殻
が破断しやすく高速化が困難であつた。
この欠点を解決するために、矩形鋳型の対向す
る長辺の側に金属ベルトを用い、凝固殻がこの金
属ベルトとほぼ同期しながら移動する同期式連鋳
機が提案され、この方式により従来の連鋳速度に
比べて数倍の高速化を達成することが可能となつ
た。さらにこの方式のベルト式連鋳機によれば、
初期凝固殻を安定した状態で造形するばかりでな
く、溶鋼の静圧負荷を支持する面でも有利であ
る。すなわち金属ベルトの裏面には、冷却水を供
給する多数の吹出孔を備えて該金属ベルトとの間
に冷却水の薄膜層を形成する平面状の静水圧軸受
が配設されており、この静水圧軸受により金属ベ
ルトを冷却支持するため、従来のローラで鋳片を
案内支持する場合に生ずる、ローラ間で凝固殻が
溶鋼の静圧でふくれる現象、すなわちバルジング
変形を防止でき、良質な製品が得られるようにな
つた。
このようなベルト式連鋳機においては、注湯さ
れた鋳片の湯面近傍における鋳型形状を正確に保
持することが重要であり、もしこの形状が悪いと
造形された鋳片形状もこれにならつて悪くなる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術におけるベルト式連鋳機では、一
般に設備高さを低くするため鋳型を湾曲状に形成
させている。この鋳型を湾曲状に形成させた部
分、つまり金属ベルトの湾曲部分においては、溶
鋼からの静圧及び金属ベルトに働く長手方向の張
力により生じる該ベルトの半径方向の力が働いて
いる。
前記金属ベルトの湾曲部分の内側ベルトには、
該金属ベルトの張力によつて生じる前記鋳型の湾
曲半径方向の力が静水圧軸受に対向するように作
用すると共に、溶鋼からの静圧も働くので溶鋼静
圧は該ベルトを介して静水圧軸受で全面的に支持
される。
これに対し、前記金属ベルトの湾曲部分の外側
ベルトでは、該金属ベルトの張力によつて生じる
前記鋳型の湾曲半径方向の力が静水圧軸受から離
反する方向に働くため、溶鋼からの静圧が小さい
場合は、該金属ベルトは静水圧軸受に全面的に支
持されることはない。そして、溶鋼の静圧が増大
して前記金属ベルトの張力によつて生じる前記鋳
型の湾曲半径方向の圧力に打ち勝つた後にはじめ
て、溶鋼静圧はベルトを介して静水圧軸受で支持
されることになる。
つまり、溶鋼の静圧が小さい場合、前記鋳型を
構成する湾曲部分の外側ベルトは鋳型短辺部材で
主に支持され、金属ベルトと静水圧軸受間に間隙
が生じる為に、ベルト鋳型は形状不良となり、こ
れに伴つて鋳片形状も悪くなるというものであ
る。
第1図は上記で説明したベルト鋳型の湾曲部分
を示す側断面図であり、第2図はそのA−A断面
図である。第1図、第2図において湾曲外側面の
金属ベルト1に長手方向の張力σf0が加わると、
この張力は金属ベルト幅方向に一様に分布せず短
辺部材2との接触面3に集中することが測定にお
いても明らかにされた。一方この短辺部材2の金
属ベルト1との接触面3の長さaは、金属ベルト
1との良好な当りを得るためにあまり長くすこと
ができず、通常30mm程度になつている。またこの
湾曲した短辺部材2と金属ベルト1との接触部に
おける張力の集中度を測定してみると、金属ベル
ト1の張力は第2図に示す当り面3の約2倍の部
分に集中し、その他の部分には張力は負荷されな
いことが明らかになつた。金属ベルト1の幅を
B、金属ベルト1に一様に負荷されたものとした
場合の単位張力をσf0とすると、この部分の金属
ベルト1の張力σfは次式(1)で計算できる。
σf=B/4aσf0 ……(1) 従つてこの短辺部材2との接触部における金属
ベルト1は伸び、第2図に示すように金属ベルト
1は溶湯4側に変形してゆく。鋳型の湾曲半径を
R、金属ベルト1のヤング率をEとすると、この
変形量δは次式(2)で計算できる。
δ=σf/ER=R/E・B/4aσf0……(2) ここで一例として、σf0=5Kg/mm2、E=21000
Kg/mm2、R=2500mm、a=30mm、B=1500mmとす
ると δ=2500/21000×1500/4×30×5=1.48mm となる。すなわち第2図において金属ベルト1の
中央部は1.5mm程度溶湯4側にへこみ、かつ短辺
部材2の近傍では鋭角の形状となる。
このように金属ベルト1が変形すると、溶湯4
が最初に凝固する湯面では溶鋼の静圧はゼロに近
いから、第2図に示す溶湯4はこの図のような鋳
片の外殻に造形されるので、形状不良の鋳片が製
造されることになる。
また静水圧軸受5と金属ベルト1との間の間隙
が大となり、この部分の金属ベルトを冷却するた
めに必要な冷却水の水量が増加する。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、湯面近傍における
鋳型の断面形状をほぼ矩型とし、形状の良好な鋳
片を得ることのできる鋳型構造を有するベルト式
連鋳機を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、鋳片の幅方向側面
を冷却し、該鋳片と同期して移送される湾曲した
態様で配置された一対の金属ベルトと、前記金属
ベルト間に内に配設され、鋳片の厚み方向側面を
冷却する一対の短辺側壁とによつて鋳片の鋳型を
構成し、前記金属ベルトの裏面に配置され、冷却
水を供給する多数の吹出孔を備えて該金属ベルト
との間に冷却水の薄膜層を形成する複数個の静水
圧軸受を備えたベルト式連鋳機において、 前記複数個の静水圧軸受のうち、鋳片の内部が
未凝固状態にある前記鋳型の溶湯注入部近傍の静
水圧軸受を垂直方向に沿つて直線状に配置し、同
じく鋳片の内部が未凝固状態にあるその下方側の
静水圧軸受を湾曲状に配置し、前記両者の静水圧
軸受の境界を、前記鋳型内に存在する未凝固状態
にある溶湯の静圧が、前記湾曲した領域にある金
属ベルトに働く長手方向の張力により生じる該ベ
ルト鋳型の湾曲半径方向の見かけ上の圧力と略等
しくなる位置に設定したものである。
〔作用〕
鋳片の内部が未凝固状態にある前記鋳型内に存
在する溶湯の静圧が、鋳型を構成する湾曲した領
域にある金属ベルトに働く長手方向の張力より生
じる該ベルト鋳型の湾曲半径方向の見かけ上の圧
力と略等しくなる位置までは、前記静水圧軸受を
垂直方向に沿つて直線状に配置したので、該鋳型
を構成する湾曲領域外側の金属ベルトの変形を防
ぎ、湯面近傍における鋳型の断面形状をほぼ矩形
とし、形状の良好な鋳片を得ることができる。
〔発明の実施例〕
以下本発明に係るベルト式連鋳機の一実施例を
図面を参照して説明する。
第3図は本発明の実施例を示す側面図であり、
第4図は第3図のB−B断面図である。タンデイ
ツシユ5内の溶湯6はノズル7より下部のベルト
鋳型に注湯される。
ベルト鋳型は第4図に示す如く相対向する長辺
側の金属ベルト8,9と、短辺側の鋳型10,1
1とによつて構成されている。前記金属ベルト
8,9はその裏面を複数の静水圧軸受によつて支
承されており、前記溶湯6が前記ノズル7より注
湯され、鋳片12の内部が凝固するまでの間に、
上部静水圧軸受13〜19、下部静水圧軸受20
〜26が配設されている。この静水圧軸受13〜
26にはそれぞれ冷却水供給孔27が形成されて
おり、この供給孔27より供給水が前記ベルト
8,9と静水圧軸受13〜26の面間に噴射さ
れ、冷却と共に流体抵抗圧を生じて溶鋼の静圧を
支持するようになつている。
これらの静水圧軸受にはそれぞれ軸受接続端に
ローラが配設されている。第5図はこのローラの
駆動機構を示す正面図で、静水圧軸受19,26
にそれぞれ配設されたローラ28は、それぞれ軸
受29により回転自在に支承されており、スピン
ドル30を介してモータ31により駆動されるよ
うになつている。
前記静水圧軸受13〜19は上部支持フレーム
32,33,34により、また静水圧軸受20〜
26は下部支持フレーム35,36,37により
それぞれ支承されており、これらの支持フレーム
32〜37は架台38に固設されている。
前記上部金属ベルト8は前記静水圧軸受より噴
射される流体圧を介して前記鋳片12の上面に押
圧され、駆動ガイドローラ39,40,41およ
びガイドローラ42により鋳片12の進行方向
に、この鋳片12とほぼ等速で駆動され循環する
ようになつている。前記下部金属ベルト9も上記
金属ベルト8と同様に鋳片12の下面に押圧さ
れ、駆動ガイドローラ43,44,45およびガ
イドローラ46,47により駆動されるようにな
つている。
前記静水圧軸受のうち最上部の13および20
は垂直に配設されており、その下部の14,1
5,16および21,22,23は湾曲して配設
され17,18,19および24,25,26は
水平に配設されている。
このような構成された本発明の実施例におい
て、溶鋼の静圧をP、深さをH、比重をγとすれ
ば、次式(3)に示す如く静圧Pは深さHに比例して
増加する。
P=Hγ ……(3) 金属ベルトに加わる張力が幅方向に一様に加わ
るものとした場合の、第1図における半径方向に
生ずる見掛上の圧力Pt、即ち、金属ベルトに働
く長手方向の張力によつて該ベルトの半径方向に
生じる圧力は次式(4)で示される。
Pt=σf0・h/R ……(4) 但しσf0は金属ベルトの単位張力、hは金属ベ
ルトの厚さ、Rは鋳型の湾曲半径とする。
この(3)と(4)の圧力が等しくなつた後は溶鋼の静
圧が金属ベルト張力に打勝つので、このようにな
るときの溶鋼の深さHを求めると次式(5)の如くな
る。
H=σf0・h/γR ……(5) ここで一例としてh=1.2mm、γ=7200Kg/m3
σf0=5Kg/mm2、R=2500mmとすれば H=333mm となる。従つて333mm以上の垂直部を鋳型上部に
設ければ、第2図に示す如き鋳片の変形は鋳型全
長について生ずることはなく、正常な形状の鋳片
を得ることができる。
またこのような連鋳機において、90mm厚の鋳片
を10m/minの高速度で製造する場合には、鋳片
の内部まで完全に凝固するための時間は約3分で
あるので、溶鋼を支持する区間は約30m必要であ
る。
〔発明の効果〕
上記のように本発明は、鋳片とほぼ同期して循
環する一対の金属ベルトと、鋳片の断面寸法を規
制する一対の鋳型と、金属ベルトを案内する静水
圧軸受とを有するベルト式連鋳機において、溶湯
注入部近傍の静水圧軸受を垂直方向直線状に形成
したので、湯面近傍における鋳型の断面形状をほ
ぼ矩形とし、良質な形状の鋳片を得ることが可能
な鋳型構造を有するベルト式連鋳機を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のベルト式連鋳機の要部を示す側
断面図、第2図は第1図のA−A断面図、第3図
は本発明に係るベルト式連鋳機の実施例を示す側
面図、第4図は第3図のB−B断面図、第5図は
静水圧軸受のローラの駆動機構を示す正面図であ
る。 1,8,9……金属ベルト、2,10,11…
…短辺側鋳型、6……注湯、12……鋳片、13
〜26……静水圧軸受、28……ローラ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 鋳片の幅方向側面を冷却し、該鋳片と同期し
    て移送される湾曲した態様で配置された一対の金
    属ベルトと、前記金属ベルト間に配設され、鋳片
    の厚み方向側面を冷却する一対の短辺側壁とによ
    つて鋳片の鋳型を構成し、前記金属ベルトの裏面
    に配置され、冷却水を供給する多数の吹出孔を備
    えて該金属ベルトとの間に冷却水の薄膜層を形成
    する複数個の静水圧軸受を備えたベルト式連鋳機
    において、 前記複数個の静水圧軸受のうち、鋳片の内部が
    未凝固状態にある前記鋳型の溶湯注入部近傍の静
    水圧軸受を垂直方向に沿つて直線状に配置し、同
    じく鋳片の内部が未凝固状態にあるその下方側の
    静水圧軸受を湾曲状に配置し、前記両者の静水圧
    軸受の境界を、前記鋳型内に存在する未凝固状態
    にある溶湯の静圧が、前記湾曲した領域にある金
    属ベルトに働く長手方向の張力により生じる該ベ
    ルト鋳型の湾曲半径方向の見かけ上の圧力と略等
    しくなる位置に設定したことを特徴とするベルト
    式連鋳機。
JP3281183A 1983-03-02 1983-03-02 ベルト式連鋳機 Granted JPS59159254A (ja)

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JPS59159254A JPS59159254A (ja) 1984-09-08
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EP1873408A2 (en) * 2006-06-21 2008-01-02 NSK Ltd. Rolling element accommodating belt for linear guide apparatus, linear guide apparatus and metallic mold for manufacturing rolling element accommodating belt

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JPS59159254A (ja) 1984-09-08

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