JPH04313451A - 単ベルト方式連続鋳造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行中のベルト上に溶
融金属溜まりを形成し、該ベルトを介して該溶融金属溜
まりをその底部側から冷却して該ベルト上に金属薄板を
形成する単ベルト方式連続鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開昭６２−１６８５１号には
かかる単ベルト方式連続鋳造装置が開示され、その概略
構成が添付図面の図９に示され、この単ベルト方式連続
鋳造装置は適当な金属材料、例えば厚さ１．２　ミリ程
度の薄い鋼板から作られた無端ベルト１０を具備する。 無端ベルト１０は駆動プーリ１２および従動プーリ１４
間に掛け渡され、駆動プーリ１２は矢印Ａの方向に回転
駆動させられ、これにより無端部材１０の上側走行部は
矢印Ｂの方向に走行させられる。無端ベルト１０の両側
には無端チェーン（図示されない）が配置され、各無端
チェーン（図示されない）には多数の耐熱ブロック片１
６が取り付けられる。これら耐熱ブロック片１６は適当
な耐火材料例えばアルミナ、グラファイト等から形成さ
れ、適当な金具を介して無端チェーンに連結される。各
無端チェーンは駆動プーリ１２および従動プーリ１４と
同軸となったスプロケット間に掛け渡され、このとき該
無端チェーンの上側走行部側の耐熱ブロック片１６は無
端ベルト１０上にその該当縁に沿って載せられると共に
該無端チェーンの走行速度は無端ベルト１０と同期させ
られる。 すなわち、無端ベルト１０の両側縁に沿ってその上に載
せられた耐熱ブロック片１６と該無端ベルト１０に対し
て相対速度零の状態で移動することになる。なお、図示
するように、無端ベルト１０は従動プーリ１４から駆動
プーリ１２側に上向きに傾斜されているが、この傾斜角
度については調節可能である。

【０００３】無端ベルト１０の上側走行部上には従動プ
ーリ１４側に接近して堰部材１８が設けられ、この堰部
材１８は適当な耐火材料例えばアルミナ、グラファイト
等から形成される。堰部材１８は図示されない静止構造
体によって支持され、このとき堰部材１８は無端ベルト
１０の上側走行部の上面とその両側の耐熱ブロック片１
６の内側側面とに対して密接するように配置される。ま
た、無端ベルト１０の上側走行部の上方位置にはタンデ
ッシュ２０が配置され、このタンデッシュ２０も図示さ
れない静止構造体によって支持される。図示するように
、タンデッシュ２０からは溶融金属が堰部材１８の前方
側（すなわち、無端ベルト１０の上側走行部の走行方向
に対して）に注がれ、これにより無端ベルト１０の上側
走行部上には溶融金属溜まり２２が形成される。

【０００４】無端ベルト１０の上側走行部の下方側には
冷却器２４が配置され、この冷却器２４からは冷却水が
絶えず噴射され、このため溶融金属溜まりの底部側部分
が冷やされて凝固されると共に矢印Ｂの方向に移動され
、かくして無端ベルト１０の上側走行部上に金属薄板２
６が形成され、この金属薄板２６は処理ロール２８によ
って処理された後に、例えば参照符号３０で示すように
コイル状に巻き取られる。なお、処理ロール２６は金属
薄板２６の板厚を目標値に圧延するために用いてもよい
し、あるいはその表面性状を整えるために用いることも
できる。

【０００５】上述に述べたような単ベルト方式連続鋳造
装置の利点としては、無端ベルト１０の傾斜角度、その
走行速度等のパレメータを変えることによって金属薄板
２６の板厚が直ちにまたその連続鋳造運転中にも変更さ
れ得る点、また金属薄板２６の凝固時の凝固方向が一方
向となっているためにその品質が均一である点等が挙げ
られる反面、以下に述べるような問題点も指摘されてい
る。すなわち、単ベルト方式連続鋳造装置の作動中に堰
部材１８にも溶融金属が徐々に析出して凝固し、その凝
固部分が周期的に剥離されると、いわゆるコールドシャ
ットと呼ばれる欠陥が金属薄板２６に生じることになる
。詳しく述べると、図１０（ａ）　に示すように、堰部
材１８に析出した凝固金属部分３２が成長して溶融金属
溜まり２２の底部側の凝固金属部分３４と一体となると
、凝固金属部分３２が堰部材１８から剥離する。このよ
うな剥離が生じると、図１０（ｂ）　に示すように、凝
固金属部分３２と堰部材１８との間に入り込んだ溶融金
属は凝固して新たな凝固金属部分３６が形成されるが、
この新たな凝固金属部分３６と凝固金属部分３２との間
には不連続な境界面すなわちコールドシャット３８が生
じることになる。凝固金属部分３２の上方側は溶融金属
溜まり２２内で次第に溶けて、その厚さは溶融金属溜ま
り２２の底部側の凝固金属部分３４と同じになるが、コ
ールドシャット３８は図１０（ｃ）　に示すように欠陥
として残ることになる。なお、そのような欠陥を持つ金
属薄板２６が例えば図９に示すようにコイル状に巻かれ
た場合には、コールドシャット３８の箇所で破断が生じ
得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、かかるコール
ドシャット問題を克服するために、従来では、種々の方
策が取られている。例えば、特開昭６２−４０９５７号
では、堰部材１８に加熱手段を組み込み、これにより該
堰部材１８への溶融金属の析出を阻止してコールドシャ
ットの発生を防止することが提案されている。しかしな
がら、堰部材１８を加熱したとしても、無端ベルト１０
の上側走行部は冷却されなければならず、このため堰部
材１８の下端側での溶融金属の析出を防ぐことはできな
いので、コールドシャットの発生を完全に阻止するとは
不可能である。また、特開昭６２−９７７５０号および
特開平１−２２４５３号では、堰部材１８を無端ベルト
１０の走行方向に沿って前後に振動させることによって
該堰部材１８への溶融金属の析出を阻止してコールドシ
ャットの発生を防止することが提案されているが、この
場合にも堰部材１８に対する溶融金属の析出を完全に防
止することはできず、かくしてコールドシャット発生の
完全阻止は達成され得ない。要するに、今までに提案さ
れたいずれの解決策は歩止まりの向上には役立つが、コ
ールドシャット問題が完全に解決される訳ではない。し
たがって、本発明の目的はコールドシャット問題を完全
に克服し得る単ベルト方式連続鋳造装置を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の一局面によれば
、走行中のベルト上に溶融金属溜まりを形成し、該ベル
トを介して該溶融金属溜まりをその底部側から冷却して
該ベルト上に金属薄板を形成する単ベルト方式連続鋳造
装置において、該ベルトの走行方向に対してその下流側
への溶融金属溜まりの流出を阻止するために該溶融金属
溜まりに該ベルトの走行方向に電磁気力を付与する電磁
気力発生手段を設けたことが特徴とされる。また、本発
明のもう一方の局面によれば、走行中のベルト上に溶融
金属溜まりを形成し、該ベルトを介して該溶融金属溜ま
りをその底部側から冷却して該ベルト上に金属薄板を形
成する単ベルト方式連続鋳造装置であって、該ベルトの
走行方向に対してその下流側への溶融金属溜まりの流出
を阻止するために該ベルトに対して静止状態に堰部材を
設けたものにおいて、該堰部材から溶融金属溜まりを少
なくともその底部側で引き離すために該溶融金属溜まり
に該ベルトの走行方向に電磁気力を付与する電磁気力発
生手段を設けたことが特徴とされる。

【０００８】

【作用】以上の構成から明らかなように、本発明の一局
面によれば、溶融金属溜まりの流出を阻止するために電
磁気力発生手段によって得られる電磁気力が利用される
ので、ベルト上以外での溶融金属の析出は生じることが
ない。また、本発明のもう一方の局面によれば、溶融金
属溜まりの流出を阻止する堰部材から該溶融金属溜まり
を少なくともその底部側で引き離すために電磁気力発生
手段によって得られる電磁気力が利用されるので、たと
え堰部材の上方側で溶融金属が析出したとしても、その
凝固金属部分がベルト上での凝固金属部分に付加される
ことはない。もちろん、溶融金属溜まりが堰部材から完
全に引き離されれば、該堰部材での溶融金属の析出は完
全に阻止される。

【０００９】

【実施例】次に、添付図面の図１ないし図８を参照して
、本発明による単ベルト方式連続鋳造装置の実施例につ
いて説明する。先ず、図１および図２を参照すると、本
発明による単ベルト方式連続鋳造装置の第１の実施例が
示され、その基本的な構成は図９に示した単ベルト方式
連続鋳造装置と同様である。なお、図１および図２では
、図９の単ベルト方式連続鋳造装置の構成要素と同様な
構成要素については同じ参照符号が用いられる。

【００１０】図１に示すように、本実施例では、堰部材
１８の上下側には永久磁石４０および４２が配置され、
これら永久磁石は４０および４２は図示されない静止構
造体によって支持される。永久磁石４０および４２の互
いに向かい合う側は異極とされ、例えば永久磁石４０が
Ｎ極、永久磁石４２がＳ極とされる。一方、図２に示す
ように、無端ベルト１０の上側走行部の両側縁に沿って
その上に載せられた耐熱ブロック片１６には回転電極４
４および４６が接触させられ（なお、図１では、図示の
複雑化を避けるために体熱ブロック片１６は省かれてい
る）、上述したように永久磁石４０はＮ極、永久磁石４
２はＳ極とされる場合には、回転電極４４は直流電源４
８の正側に、回転電極４６は負側に接続される。本実施
例では、体熱ブロック片１６は導電性の耐火材料例えば
アルミナグラファイト等から形成されるので、堰部材１
８に隣接する溶融金属部分中には直流電流が回転電極４
４から回転電極４６側に向かって流れる。このため堰部
材１８に隣接する溶融金属部分はフレミングの左手の法
則により電磁気力Ｆを受けて堰部材１８から引き離され
、かくして堰部材１８への溶融金属の析出が排除されて
、コールドシャットの発生は確実に阻止され得る。なお
、冷却器２４には永久磁石４２側に隣接する箇所に傾斜
部４２ａを設けて、そこから冷却水を永久磁石４２と無
端ベルト１０の上側走行部との間に導いてその上側走行
部を冷却してもよいし、あるいはその間に冷却水噴射パ
イプを敷設してもよい。

【００１１】なお、図１および図２に示す実施例におい
て、無端ベルト１０の速度（鋳造速度）を６ｍ／ｍｉｎ
　、鋳造板幅（金属薄板２６）を１，０００ｍｍ　、溶
湯ヘッドを４０ｍｍ、鋳造板厚を２０ｍｍとする鋳造条
件下では、永久磁石４０および４２間に下限値として０
．５Ｔｅｓｌａの磁場を発生させ、かつ溶融金属中に下
限値として０．１Ａ／ｍｍ２の電流を流すことによって
、コールドシャトの発生を阻止し得ることが判明した。

【００１２】図３には、上述の第１の実施例の変形実施
例が示され、この変形実施例では、永久磁石４０が堰部
材１８の背面側に配置され、このとき該永久磁石４０の
Ｎ極側がその背面と向かい合わせられる。この場合には
、堰部材１８に隣接する溶融金属部分をそこから引き離
す電磁気力Ｆは幾分上側に向くように作用することにな
る。なお、図３の実施例では、上述した鋳造条件と同じ
条件下では、コールドシャトの発生を阻止するための下
限値として、０．５Ｔｅｓｌａの磁場、０．０５Ａ／ｍ
ｍ２　の電流が必要であった。

【００１３】以上に述べた第１の実施例およびその変形
実施例において、溶融金属溜まり２２の流出を充分に阻
止し得る電磁気力Ｆを発生させることも可能であり、こ
の場合には堰部材１８を省くことも可能である。要する
に、電磁気力Ｆだけで溶融金属溜まり２２を保持させ得
る。また、耐熱ブロック片１６がセラミック等の非導電
性材料から作られる場合には、ジルコニウムダイボライ
ト等の耐熱溶融性材料から作られた電極板を金属溶融溜
まり２２内に直接浸漬させて所定方向に電流を流すこと
も可能である。更に、永久磁石４０および４２の代わり
に電磁石を用いてもよいことは言うまでもない。

【００１４】溶融金属は電気導電性流体であり、この電
気電導性流体に磁場が印加された場合にその電気導電性
流体にどのような影響が与えられるかについては種々の
研究が行われている。例えば、図４に示すように、ｚ軸
方向に拡がった溶融金属５０のｘｙ平面に平行な方向に
振動磁場（表面最大値）としてＨ（Ａ／ｍ）　を印加し
た場合（なお、ｙ軸はｘ軸およびｚ軸に直角でしかもそ
れらの交点を通る）には、溶融金属５０はｚ軸に沿う電
磁気力Ｆを受け、これを単位表面積当たりの圧力Ｐで示
すと、Ｐは以下の式っで表せる。 Ｐ＝（μＨ２　／４）　　ここで、μは透磁率（Ｈ／ｍ
）なお、上式の導出については、日本鉄鋼協会編１２９
・１３０回西山記念技術口座「電磁気を利用したマテリ
アル・プロセッシング」の５５頁から５８頁に詳しく述
べられている。

【００１５】図４に示したような電磁気力Ｆを利用した
第２の実施例が図５および６に示されている。本実施例
でも、その基本的な構成は図９に示した単ベルト方式連
続鋳造装置と同様であり、図９の単ベルト方式連続鋳造
装置の構成要素と同様な構成要素については同じ参照符
号が用いられる。堰部材１８の背面にはリード線を巻回
して形成したコイル５２がジグザク状に折り返して配置
され、その折返し部が例えば図５から明らかなように堰
部材１８の背面の上下に５列となるようにされる。コイ
ル５２の両端は図６に示すように交流電源５４に接続さ
れ、これにより堰部材１８の背面全体に亘ってそれに対
して平行な方向に振動する磁場が発生させらる。かくし
て、図４で説明したように、堰部材１８に隣接する溶融
金属部分にはそれを該堰部材１８から引き離すようにな
った電磁気力Ｆが作用し、その結果堰部材１８への溶融
金属の析出が排除されて、コールドシャットの発生は確
実に阻止され得る。なお、この第２の実施例では、先に
述べた鋳造条件と同じ条件下では、コールドシャトの発
生を阻止するための下限値として、２，０００Ａのコイ
ル電流が必要であった（コイル５２が５ターン、すなわ
ちその折返し部が５列の場合）。

【００１６】図７および図８を参照すると、上述の第２
の実施例の変形実施例が示され、この実施例では、コイ
ル５２が堰部材１８の背面側と無端ベルト１０の上側走
行部の下方側と間を順次巻き付けられ、その巻付け部分
が図７から明らかなように該堰部材１８の背面側および
該上側走行部側でそれぞれ５列となるようにされる。図
８に示すように、コイル５２の両端が交流電源５４に接
続されると、堰部材１８に隣接する溶融金属部分をそこ
から引き離すべく作用する電磁気力Ｆは幾分上側に向く
方向となる。というのは、かかる電磁気力は堰部材１８
側から得られる電磁気力と無端ベルト１０の上側走行部
側から得られる電磁気力との合力として得られるからで
ある。なお、この変形実施例の場合も、先に述べた鋳造
条件と同じ条件下では、コールドシャトの発生を阻止す
るための下限値として、２，０００Ａのコイル電流が必
要であった（コイル５２が５ターン、すなわちその巻付
け部が５列の場合）。

【００１７】以上に述べた第２の実施例およびその変形
実施例においても、溶融金属溜まり２２の流出を充分に
阻止し得る電磁気力Ｆを発生させることも可能であり、
この場合には堰部材１８を省くことも可能である。なお
、図７および図８の実施例では、単一のコイル５２が堰
部材１８の背面側と無端ベルト１０の上側走行部の下方
側と間を順次巻き付けられたが、堰部材１８の背面側と
無端ベルト１０の上側走行部の下方側とでそれぞれ個別
にコイルを設けるようにしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明
によれば、堰部材を用いずに電磁気力でもって溶融金属
溜まりを保持することが可能であるので、また堰部材を
用いた場合でも溶融金属溜まりを該堰部材から電磁気力
でもって引き離すことが可能であるので、コールドシャ
ットの発生を完全に阻止することができる。かくして、
本発明による単ベルト方式連続鋳造装置にあっては、き
わめて信頼度の高い連続鋳造運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による単ベルト方式連続鋳造装置の第１
の実施例を示す概略側面図である。

【図２】図１の部分平面図である。

【図３】図１に示した第１の実施例の変形実施例を示す
概略側面図である。

【図４】本発明による単ベルト方式連続鋳造装置の第２
の実施例の原理を説明する説明図である。

【図５】本発明による単ベルト方式連続鋳造装置の第２
の実施例を示す概略側面図である。

【図６】図５の部分平面図である。

【図７】図５に示した第２の実施例の変形実施例を示す
概略側面図である。

【図８】図７の部分平面図である。

【図９】従来の単ベルト方式連続鋳造装置を示す概略側
面図である。

【図１０】図９に示した従来の単ベルト方式連続鋳造装
置の問題点を経時的に説明する説明図である。

【符号の説明】

１０…無端ベルト １２…駆動プーリ １４…従動プーリ １６…耐熱ブロック片 １８…堰部材 ２０…タンデッシュ ２２…溶融金属溜まり ２４…冷却器 ２６…金属薄板 ４０…永久磁石 ４２…永久磁石 ４８…直流電源 ５２…コイル ５４…交流電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　走行中のベルト（１０）上に溶融金属
   溜まり（２２）を形成し、該ベルト（１０）を介して該
   溶融金属溜まり（２２）をその底部側から冷却して該ベ
   ルト（１０）上に金属薄板（２６）を形成する単ベルト
   方式連続鋳造装置において、前記溶融金属溜まり（２２
   ）に前記ベルト（１０）の走行方向に電磁気力を付与す
   る電磁気力発生手段（４０、４２、４８：５２、５４）
   を設けて、該ベルト（１０）の走行方向に対してその下
   流側への該溶融金属溜まり（２２）の流出を阻止したこ
   とを特徴とする単ベルト方式連続鋳造装置。
2. 【請求項２】　　走行中のベルト（１０）上に溶融金属
   溜まり（２２）を形成し、該ベルト（１０）を介して該
   溶融金属溜まり（２２）をその底部側から冷却して該ベ
   ルト（１０）上に金属薄板（２６）を形成する単ベルト
   方式連続鋳造装置であって、前記ベルト（１０）の走行
   方向に対してその下流側への溶融金属溜まり（２２）の
   流出を阻止するために該ベルト（１０）に対して静止状
   態に堰部材（１８）を設けた単ベルト方式連続鋳造装置
   において、前記堰部材（１８）から溶融金属溜まり（２
   ２）を少なくともその底部側で引き離すために該溶融金
   属溜まり（２２）に該ベルトの走行方向に電磁気力を付
   与する電磁気力発生手段（４０、４２、４８：５２、５
   ４）を設けたことを特徴とする単ベルト方式連続鋳造装
   置。