JPH0413052B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえばツインドラム法のように、
冷却ドラムの表面に形成される湯溜り部に、冷却
ドラム軸方向に関して一様な流れとして溶融金属
を注湯する装置に関する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終製品形状に近
い数mm程度の厚みをもつ薄帯を連続鋳造する方法
が注目されている。この連続鋳造方法によるとき
には熱延工程を必要とすることがなく、また最終
製品形状にする圧延も軽度なもので良いため、工
程及び設備の簡略化が図られる。

このような連続鋳造法の一つとして、ツインド
ラム法がある（特開昭60−137562号公報参照）。
この方式においては、互いに逆方向に回転する一
体の冷却ドラムを水平に配置し、その一対の冷却
ドラム及び場合によつてはサイド堰により区画さ
れた凹部に湯溜り部を形成する。この湯溜り部に
収容された溶融金属は、冷却ドラムと接する部分
が冷却・凝固して凝固シエルとなる。この凝固シ
エルは、冷却ドラムの回転につれて一対の冷却ド
ラムが互いに最も接近した位置で向かい合う、い
わゆるロールギヤツプ部に移動する。このロール
ギヤツプ部では、それぞれの冷却ドラム表面で形
成された凝固シエルが互いに圧接・一体化され
て、目的とする金属薄帯となる。

また、このツインドラム法の他に、一つの冷却
ドラムを使用し、その冷却ドラムの周面に湯溜り
部を形成して、同様に急冷凝固によつて金属薄帯
を製造する単ロール法も知られている（特開昭61
−9948号公報参照）。

このように、冷却ドラムのような移動する冷却
鋳型の表面で溶融金属を急冷・凝固して凝固シエ
ルを作る際、たとえばタンディッシュ等の容器か
ら供給させる溶融金属が、冷却ドラム軸方向に沿
つて変動し易い。この供給された溶融金属の流れ
が不均一であるとき、その溶融金属が冷却ドラム
によつて冷却・凝固されて生じる金属薄帯の板厚
が、幅方向にばらつくことになる。また、その変
動が著しい場合、得られた金属薄帯の幅方向に沿
つて破断が生じ、製品として不適当なものとな
る。

また、湯溜り部における溶融金属が熱容量が冷
却ドラム軸方向に沿つて一様なものではなくなる
ので、局部的に応力が集中し易くなり、得られた
金属薄帯における形状不良や割れ発生の原因とな
る。

そこで、本発明者等は、第４図に示すような二
重構造の注湯ノズルを開発し、これを別途出頭し
た。この注湯ノズルは、中空円筒状の内ノズル１
と、それを取り囲む外ノズル２との二重構造をも
つている。そして、内ノズル１の先端近傍の円周
面に、円周中心に関して対称な位置に２個の開口
部３が設けられている。他方、外ノズル２には、
下方に向かつて末広がりで偏平な内部空間があ
り、その下部に多孔質耐火物４を取り付けてい
る。

このような注湯ノズルを使用して溶融金属を冷
却ドラムの表面にある湯溜り部に送り出すとき、
内ノズル１から流出した溶融金属は、多孔質耐火
物４の幅方向に沿つて広がり、次いで多孔質耐火
物４による整流効果を受ける。その結果、多孔質
耐火物４を通過した溶融金属流は多孔質耐火物４
幅方向に沿つた流動変動が抑えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第４図に示した注湯ノズルを使
用した場合にあつても、注湯条件が変動すると第
５図ａ及びｂに示すように、多孔質耐火物４から
流出する溶融金属流が一様な流れとならないこと
が生じる。

すなわち、同図ａは、内ノズル１の開口部３か
ら流出する溶融金属流ａが、外ノズル２の内部空
間で横方向に広がり、しかも多孔質耐火物４の上
に溜つている溶融金属ｂの量が少ないか、或いは
多孔質耐火物４に対する内ノズル１先端の位置が
高すぎる場合を示す。このようなときには、溶融
金属流ａの運動エネルギーが多孔質耐火物４上の
一部に加わり、その部分で多孔質耐火物４を通過
する溶融金属の量が多くなる。そのため、多孔質
耐火物４を通過した溶融金属流ｃに図示のような
変動が生じる。

他方、同図ｂは、内ノズル１先端と多孔質耐火
物４との距離が小さすぎるか、多孔質耐火物４上
に溜まつている溶融金属ｂの量が多すぎる場合を
示す。このときには、内ノズル１の開口部３から
流出する溶融金属流ａの運動エネルギーが多孔質
耐火物４の全長に行きわたることなく、内ノズル
１を中心とした多孔質耐火物４の中央部分に限ら
れる。そのため、多孔質耐火物４を通過する溶融
金属流ｃは、中央部の流量が大きくなつた流れと
なる。

多孔質耐火物４から流出する溶融金属流ｃは、
特に注湯の初期において、このような不均一な流
れとなる。そのため、金属薄帯の製造開始時にお
ける注湯条件が不安定となり、一定した形状、表
面性状等をもつ金属薄帯の製造が困難となる。

そこで、本発明は、この二重構造の注湯ノズル
を使用して溶融金属を注湯するに際し、注湯開始
時において所定量の溶融金属を多孔質耐火物の上
に溜めることによつて、多孔質耐火物に一様な溶
湯ヘツドを加え、多孔質耐火物を経て流出する溶
融金属の冷却ドラム軸方向に関する流量を均一に
し、欠陥のない金属薄帯を製造するに必要な溶湯
プールを形成することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の注湯装置は、その目的を達成するため
に、金属薄帯連続鋳造用の移動する冷却鋳型によ
つて形成された湯溜り部に溶融金属を供給する注
湯装置において、該注湯装置は内ノズルと外ノズ
ルからなる二重構造であり、該外ノズルは下端口
が多孔質耐火物によつて閉塞されて内部空間を形
成し、該多孔質耐火物の上面には前記内ノズルを
臨んで溶融性金属部材が載置されていることを特
徴とする。

〔作用〕

多孔質耐火物の上に置かれた溶融性金属部材と
しては、たとえば板材、金網、繊維状の塊等が使
用される。この溶融性金属部材は、多孔質耐火物
の空〓を介して溶融金属が流化することを抑制す
る遮蔽材として働き、溶融するまでの時間におい
て、多孔質耐火物の上に所定量の溶融金属を溜め
る。そして、溶融金属の保有熱により加熱されて
溶融する。溶融された溶融性金属部材は、その上
に注湯された溶融金属と共に、多孔質耐火物の空
〓を経て流下し、冷却ドラムの周面に設けられて
いる湯溜りに至る。

このとき、溶融性金属部材の厚み、材質等を適
宜選択することにより、注湯初期において多孔質
耐火の上に蓄えられる溶融金属の量を調節するこ
とができる。この所定量の溶融金属により多孔質
耐火物に一定したヘツドが加わり、多孔質耐火物
の空〓を経て流下する溶融金属は、冷却ドラム軸
方向に流量変動のない均一な流れとなる。

また、内ノズルの開口部からの溶融金属流が多
孔質耐火物に直接当たることがないので、多孔質
耐火物の溶損も少なくなる。したがつて、多孔質
耐火物の寿命が延び、注湯装置を長期間にわたり
安定した条件で使用することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発
明の特徴を具体的に説明する。

第１図は、本実施例における注湯装置の要部を
示す断面図である。この図において、第４図で示
した部材等に対応するものについては、同一の符
番で指示している。

この注湯装置は、第４図の注湯装置と同様に内
ノズル１及び外ノズル２の二重構造を持ち、外ノ
ズル２は、金属薄帯連続鋳造装置の冷却ドラム６
ａ，６ｂによつて形成された湯溜り部８に沿つた
内部空間を有し、外ノズル２の下端口は湯溜り部
８に臨む面が多孔質耐火物４によつて閉塞されて
いる。内ノズル１は、外ノズル２の内部空間に臨
ませて多孔質耐火物４の上方に設置されており、
下端が閉塞された筒体であつて、冷却ドラム６
ａ，６ｂの軸方向両側に開口部３が設けられてい
る。

開口部３としては、図示するような円形の孔に
代えて、内ノズル１の下端に至るスリツトを採用
することもできる。

このような注湯装置において、多孔質耐火物４
の上面に溶融性金属部材５を載置している。この
溶融性金属部材５は、注湯される溶融金属と同質
の材料であることが好ましい。或いは、その溶融
性を調整するために、珪素、炭素等の融点降下元
素を含んだものを使用することもできる。

この溶融性金属部材５の厚みは、外ノズル２に
設けられた多孔質耐火物４上に所定厚みの溶融金
属ｂの層を形成するため、たとえば0.5〜５mmの
範囲から適宜定められる。また、内ノズル１の開
口部３から流出する溶融金属流ａが当たる部分５
ａの肉厚を、10mm或いはそれ以下の値で他の部分
より大きくすることが好ましい。すなわち、溶融
金属流ａの当たる個所５ａは、溶損が大きく、こ
の部分の金属部材が優先して溶解されることにな
る。そこで、この分を予め実込んで厚肉とするこ
とにより、冷却ドラム軸方向にわたつた溶融性金
属部材５の溶解が同時並行するものとなり、多孔
質耐火物４の空〓を経る溶融金属流ｃの流出が、
当初から冷却ドラム軸方向に沿つて均一なものと
なる。

第２図は、この溶融性金属部材５の効果を具体
的に表したグラフである。すなわち多孔質耐火物
４の上に溶融性金属部材５を載置して注湯を行つ
た場合、注湯開始からの時間を横軸として、多孔
質耐火物４の幅に対する溶融金属流ｃの幅の比率
を縦軸として、その幅比率の変動を表している。
また同図には、溶融性金属部材５を載置しないで
注湯を行つたときの溶融金属流ｃの流出状態を比
較例をして掲げている。なお、本例においては、
注湯される溶融金属として普通鋼組成をもつ溶鋼
を使用し、これと同じ組成をもち本体の厚みが４
mmで厚肉部５ａの厚みが７mmの溶融性金属部材５
を使用した。

第３図は、第１図に示した注湯ノズルを金属薄
帯鋳造装置に組み込んだ状態を示している。

この連続鋳造装置は、一対の冷却ドラム６ａ，
６ｂを備えている。これらの冷却ドラム６ａ，６
ｂの表面と冷却ドラム６ａ，６ｂ側面に配置され
たサイド堰７ａ，７ｂによつて、湯溜り部８が区
画されている。

この湯溜り部８の冷却ドラム軸方向に沿つて、
第１図に示した注湯ノズルを配置する。これによ
つて、多孔質耐火物４を通過した溶融金属流ｃ
は、湯溜り部８の冷却ドラムの軸方向全長に亘り
均一な流量分布をもつて注湯される。

このようにして湯溜り部８に生じた溶湯プール
は、冷却ドラム６ａ，６ｂに接する部分が冷却ド
ラム６ａ，６ｂの表面を介した抜熱により冷却・
凝固し、凝固シエルとなる。この凝固シエルは、
冷却ドラム６ａ，６ｂの回転に伴つて成長しなが
ら移動する。そして、それぞれの冷却ドラム６
ａ，６ｂ表面に生成した凝固シエルは、冷却ドラ
ム６ａ，６ｂの間〓が最も狭くなつているロール
ギヤツプ部で圧接・一体化されて、金属薄帯９と
なつて排出される。

この溶融金属から金属薄帯９が生成される過程
で、湯溜り部８に供給される溶融金属の量が、冷
却ドラム６ａ，６ｂの軸方向に沿つて均一である
ために、溶融金属が部分的に供給過剰となつた
り、供給不足となつたりすることがない。そのた
め、凝固シエルの生成及び成長は、冷却ドラム６
ａ，６ｂの軸方向に関して均一に行われる。した
がつて、金属薄帯９の軸方向に関する厚み変動も
小さなものとなる。また、このような均一流が第
２図に示すように当初から得られ、鋳造された金
属薄帯９の先端部において板厚が不揃いになつた
り形状不良となる領域を小さくすることができる
ので、その歩留りの向上も図られる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の注湯装置によ
るとき、注湯開始から冷却ドラムの軸方向に沿つ
て均一な流れとして溶融金属を湯溜り部に送給す
ることができる。そのため、溶湯プールと冷却ド
ラム表面との接触状態が冷却ドラム軸方向に沿つ
て均一化し、その鋳片幅方向に関して一様な凝固
シエルが生成及び成長し、幅方向に厚み変動の少
ない金属薄帯が得られる。また、注湯された溶融
金属が多孔質耐火物に直接接触することがないの
で、多孔質耐火物の溶損を抑制し、長期にわたつ
て安定した条件の下で注湯を行うことが可能とな
る。このようにして、本発明によるとき、優れた
品質の金続薄帯を歩留り良く製造することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の注湯装置を示す断面図
であり、第２図は多孔質耐火物の上に配置する溶
融性金属部材の効果を具体的に示したグラフであ
り、第３図はこの注湯装置を金属薄帯連続鋳造装
置に組み込んだ例を示す。また、第４図は本発明
者等が先に出願した二重構造の注湯ノズルを示
し、第５図は流量分布に変動が大きな溶融金属流
が生じていることを説明する図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属薄帯連続鋳造用の移動する冷却鋳型によ
   つて形成された湯溜り部に溶融金属を供給する注
   湯装置において、該注湯装置は内ノズルと外ノズ
   ルからなる二重構造であり、該外ノズルは下端口
   が多孔質耐火物によつて閉塞されて内部空間を形
   成し、該多孔質耐火物の上面には前記内ノズルを
   臨んで溶融性金属部材が載置されていることを特
   徴とする金属薄帯連続鋳造用注湯装置。