JPH0433754A - 連続鋳造装置及び連続鋳造方法 - 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、鋳型が鋳片と同期する連続鋳造装置において
、表面形状の優れた鋳片を製造する連続鋳造装置及び連
続鋳造方法に関する。

〔従来の技術〕

薄板連続鋳造装置としては、鋳型が鋳片と同期して移動
するものが一般的である。これらの鋳型には抜熱性を高
めるため、あるいは熱応力変形を小さくするために、銅
もしくは銅合金あるいは薄鋼板が多く用いられている。

一方、薄板連続鋳造では鋳片形状が製品形状に近いため
、湯じゎや割れ等のない、表面性状の良好な鋳片が要求
される。

表面性状の良好な鋳片を得るためには溶湯を冷却して凝
固させる過程で緩冷却をすることが有効であるという知
見が得られている。

近年、連続鋳造鋳片緩冷却方法として、鋳型表面に対し
て被覆層を形成する技術は公知である。

例えば、特開昭６２−２０７５３４号公報や特開昭５６
−８０３５６号公報に開示されているように、鋳型表面
に対して溶射によるサーメットやセラミック製被覆層を
施す技術が提案されている。

また、鋳型表面に対してｃａｃｏｌ等やＢＮ等の粉末を
液体混合物の状態で塗布する等の技術も提案されている
。この種の技術に関するものには、特開昭６３−２２０
９４９号公報や特開平１−１６２５４４号公報等に開示
されたものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術で問題となることは、表面性状の良好な鋳
片が得られるか否かという点にある。溶射により形成さ
れる被覆層は強固であるため、鋳造中の損傷量が少ない
ので、鋳造中に被覆層を補償する必要がないという利点
がある。しかし、この場合の被覆層は密度が高い等の理
由により、熱伝導率を大幅に低下させることが難しいた
め、十分な緩冷却効果を得られないという欠点がある。

これに対し、ＣａＣＯ３やＢＮ等の粉末を塗布して形成
される被覆層は、前述した被覆層と比較して大きな緩冷
却効果が得られる。しかし、この場合の被覆層は軟弱な
ため、鋳片と接触したときにはがれてしまう。

このため、被覆層を常時補償するために、連続して塗布
する必要がある。被覆層を連続して塗布する方法として
は、被覆剤を粉末のまま、あるいは液体混合物として、
ノズル等を利用して塗布するのが一般的である。この方
法によると、以下に示すような問題点がある。

（１）被覆層の表面が荒れているため、この表面性状が
鋳片表面性状を悪くする。

（２）被覆剤を液体混合物として塗布した場合、鋳型表
面温度が適正でないと、混合液が鋳型に接触すると同時
に液体が沸騰する。このため、被覆剤が十分に付着しな
い。

（３）被覆剤を液体混合物として塗布した場合、混合液
の組成によっては液体を十分に乾燥させるのが難しいこ
とがある。このため、溶湯と接触した際にスプラッシュ
を発生させ、鋳片内部及び表面に欠陥を生じさせたり、
あるいはブレークアウトを引き起こす。

本発明の目的は、これらの問題を解決することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、以下の手段を用いた。先ず
、被覆層の表面を平滑にするため、被覆層塗布後から、
被覆層が溶湯に接するまでの間に、鋳型周面に接するよ
うにしてロールを設け、このロールによって被覆層を加
圧するようにした。この場合の加圧ロールの材質は金属
、ゴム、セラミック等、何でも良い。被覆層を加圧でき
る強度を有することが重要であり、また、ロール表面と
の接触により昇温した際に損傷しないことが重要である
。この際、被覆層の厚みδ　（■）、被１層の熱伝導率
λ（ｃａ）ノａｌｌ−５・℃）の関係が以下の関係を満
たすようにした。

０．０２≦λ／δ≦０．０７−−−−−−　（１）次に
、被覆剤として液体混合物を用いた場合に、鋳型表面に
被覆層が十分に付着するようにするため、鋳型表面温度
が１４０℃以下の領域に塗布するようにした。

さらに、被覆剤として耐火性セラミックス粉と液体との
混合物を用いた場合、液体を十分に乾燥除去させるため
に加圧ロールを加熱するようにするのがよい。この場合
の加圧ロールの加熱方法は、外部加熱、内部加熱、自己
加熱等信でも良く、加熱でき得ることが重要である。セ
ラミックス粉は平均粒径約５μｍ以下、特に２μｍ以下
が好ましい。また、被覆剤として無機又は有機の結合剤
を含むのがよく、２〜１０重量％含有されるのが好まし
い。

また、新しい被覆層が塗布される前に、古い被覆層を剥
離させるための機構を設けた。このときの、剥離させる
ための機構はブラシ、ナイフ等信でもよい。古い被覆層
を均等に剥離させ得ることが重要である。

さらに、剥離された被覆剤が堆積するのを防止するため
に、被覆剤が剥離される部分に高圧のガスを吹き付ける
ようにした。この際、吹き付けるガスは空気、アルゴン
、窒素等、何でもよい。剥離された被覆剤が排除され得
る圧力を有することと不燃性のガスであることが重要で
ある。

〔作用〕

被覆層の表面を平滑にするため、被覆層塗布後から、被
覆層が溶湯に接するまでの間に、鋳型周面に接するよう
にしてロールを設け、このロールによって被覆層を加圧
するようにしたことにより、軟弱な被覆層は圧下され、
表面が平滑になる鋳片の表面性状は凝固初期にほぼ決定
される。従って、鋳片表面には接触界面の表面性状が転
写される。

接触界面が平滑であることにより、鋳片の表面は平滑化
するように作用する。また、局所的な冷却むらが生じな
いように作用する。

この時の被覆層は前述した（１）式の条件を満たすよう
にする。（１）式の数値で０．０７よりも大きいときに
は鋳片の緩冷却が十分に行われず、鋳片表面性状が悪く
なる。また、（１）式の数値で０．０２よりも小さいと
きには鋳片の緩冷却が過大となり、鋳片が凝固しにくく
なるために、鋳造速度を上げられない、鋳片が破断しや
すくなる、短辺鋳型の凝固シェルの成長が大きくなる等
の問題が生じる。従って、凝固層が（１）式の条件を満
たすようにすることによって、被覆層が鋳片を緩冷却す
ると同時に、安定した鋳造を行えるように作用する。

次に、被覆剤として液体混合物を用いた場合に、鋳型表
面温度が１４０℃以下の領域を選択することにより、液
体が鋳型に接触すると同時に沸騰することがなくなり付
着性が良くなるように作用する。さらに、被覆剤として
液体混合物を用いた場合、加圧ロールを加熱することに
より、鋳型からの熱によって十分に乾燥し切れない液体
を乾燥させるのを補助する。これにより、被覆層が十分
に乾燥するように作用する。

また、新しい被覆層が塗布される前に、古い被覆層を剥
離させるための機構を設けることにより、部分的に残留
している古い被覆層を取り除くことができる。古い被覆
層を鋳型被覆層全域から取り除くことにより、古い被覆
層の上に新しい被覆層を重ねて塗布することがなくなり
、均一な被覆層を形成させるように作用する。さらに、
剥離された被覆層の近傍に高圧ガスを吹き付けることに
より、剥離された被覆剤が鋳型表面に再度付着しないよ
うに作用する・ 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図に本実施例で用いた双ロール式連続鋳造機の概要を示
す。鋳型すなわち等速度で反対方向に回転する内部水冷
された外径６００ｍ＋ｎの２つのロール２（双ロール）
が平行配置されている。

２つのロール２の上部よりタンデイツシュ５から注湯ノ
ズル６を介して溶湯が供給され、湯溜り７が形成される
。湯溜り７の溶湯はロール２で冷却され、鋳片８となっ
て出てくる。これと同時に、ロール２の表面には塗布手
段であるスプレーノズル３を介して被覆剤４が塗布され
る。ロール２の下部にはロール幅と同じ長さを持つ剥離
手段である外径５０ＩＩＩＩ１１のワイヤーブラシ９が
ロール軸と平行に配置されている。このワイヤーブラシ
は電動モータにより約３００ｒｐｎ＋でロールと逆の方
向に回転している。さらに、ワイヤーブラシ９とロール
２の接触する近傍にはガスノズル１０を介して圧縮空気
１１を約２００Ｑ／分の流量で吹き付けている。

第２図に被覆層１２をもつロール２の表面部の拡大図を
示す。被覆層１２はロール２の回転と共に移動し、加圧
ロール１に到達する。加圧ロール１に到達した被覆層１
２は加圧ロール１により圧下されて表面が平滑化される
。

（実施例１） 上記した装置を用いて行った実施例１について説明する
。鋳造金属には５ＵＳ３０４を用い、鋳造条件は注湯温
度：１５０Ｃ）Ｃ１鋳造速度：２０ｍ／分とした。鋳片
サイズは厚み２　ｍｍ　Ｘ輻６００■とした。被覆剤に
は平均粒径約１μｍのＢＮ（窒化ホウ素）粉末とアルコ
ールを重量比４０：６０で混合した液体を用い、スプレ
ーノズル３より流量１２００ｍΩ／分でロール２の表面
に塗布した。スプレーノズルはロール最近接点から１８
０度回転した位置に設置した。この時の被覆層の厚みは
約１１００Ｉｔであった。加圧ロール１には調合金製の
外径５０ＩＩＩ１１、内径４５ｍｍの中空円筒の表面に
Ｎｉメツキし、鏡面仕上げしたものを用いた。加圧ロー
ルに圧下される前と、圧下された後のものでは、圧下す
る前の被覆層１２の表面は荒れているのに対し、圧下後
の表面は平滑になっていた。このような条件で、５ＵＳ
３０４の溶湯２トンを鋳造した。このとき、コーティン
グは鋳造開始後、約４０秒から開始した。その結果、鋳
片全域にわたって湯じわ、割れ、色むら等のない表面性
状の良好な鋳片を得ることができた。

（実施例２） 実施例１と同じ装置を用い、被覆剤として平均粒径０．
８μｍのＣａＣＯ３粉末とアルコールを重量比４０　：
　６０で混合した液体を用いた。ただし、この時のアル
コール中にはバインダーとして重量比１０％のワニス、
１０％のエチルシリケートを混合したものを２種類使用
した。各混合液のスプレーノズル３からの流量は６００
ｍＡ／分とした。この時の被覆層の厚みは約１００μｍ
であった。また、加圧ロール１には実施例１で用いた加
圧ロール１の内部にニクロム線を挿入し、ニクロム線に
電流を流して加熱した場合と、加熱しない場合の２種類
の鋳造を試みた。このとき、加圧ロールの表面温度は１
５０〜２００℃となるように電流制御を行った。第１表
に鋳造結果を示す。

鋳造の結果、加圧ロール１の内部を加熱しない場合には
、いずれもスプラッシュが発生し、鋳片の表面性状が悪
かった。これに対し、加圧ロール１の内部を加熱した場
合にはいずれもスプラッシュが発生せず、表面性状の良
好な鋳片が得られた。

〔発明の効果〕

本発明は１以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果がある。

先ず、被覆層を圧下することにより、表面の平滑な被覆
層を得ることができる。これにより、溶湯が平滑な表面
をもつ被覆層に接触することができるので表面性状の良
好な鋳片を得られるという効果がある。この時の被覆層
が前述した（１）式の条件を満たすようにすることによ
り、鋳片を過不足なく緩冷却することができるので、表
面性状の優れた鋳片を安定して形成できるという効果が
ある。

また、鋳型表面温度が１４０℃以下の領域に被覆剤を塗
布することにより、液体混合物の被覆剤を用いた場合で
も液体が接触と同時に沸騰することがないので、鋳型へ
の付着性が良くなる。これにより、安定して被覆層を形
成させることができるので表面性状の良好な鋳片を得ら
れるという効果がある。さらに、加圧ロールを加熱する
ことにより、液体混合物の被覆剤の乾燥を十分に行える
ようになる。これにより、スプラッシュの発生防止が可
能となり５表面性状の良好な鋳片を得られるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る連続鋳造装置の概略構成図、第２
図はロール表面の被覆層が加圧ロールにより圧下されて
いる部分の拡大図を示す。 １・・・加圧ロール、２・・・ロール（鋳型）、３・・
・スプレーノズル（塗布手段）、４・・・被覆剤、５・
・・タンデイツシュ、６・・・注湯ノズル、７・・・湯
溜り、８自動片、９・・・ワイヤーブラシ、１０・・・
ガスノズル、１１・・・圧縮空気、１２・・・被覆層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳片と同期して移動する鋳型と、この鋳型の表面に
   鋳型材料よりも低熱伝導率の被覆層を連続して塗布させ
   る塗布手段と、を備えた連続鋳造装置において、前記被
   覆層が溶湯と接触する前に該被覆層を加圧し且つ該鋳型
   と等周速で回転するロールを少なくとも１つ備えたこと
   を特徴とする連続鋳造装置。 ２、請求項１において、被覆層の厚さδ（ｃｍ）、被覆
   層の熱伝導率λ（ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・℃）が以下の式（
   １）を満たす連続鋳造装置。 ０．０２≦λ／δ≦０．０７・・・（１） ３、請求項１又は２において、鋳型表面温度が１４０℃
   以下の領域で被覆層が塗布されるものである連続鋳造装
   置。 ４、請求項１〜３のいずれかにおいて、ロールは加熱手
   段を有している連続鋳造装置。 ５、請求項１〜４のいずれかにおいて、溶湯と接触して
   鋳片を形成した後の古い被覆層を、新しい被覆層が塗布
   される前に除去する除去手段を設けた連続鋳造装置。 ６、請求項５において、除去手段は被覆層を剥す剥離手
   段と、剥離された被覆層を不燃性の高圧ガスを吹き付け
   て排除する手段とを有する連続鋳造装置。 ７、鋳片と同期して鋳型を移動させる工程と、溶湯と接
   触する前に鋳型に被覆層を塗布させる工程と、この塗布
   された被覆層を鋳型と等周速で回転するロールにより加
   圧する工程と、を含む連続鋳造方法。