JPH044064B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行ベルト上で溶融金属を冷却・凝
固することにより、鋼帯等の金属薄帯を連続的に
製造する金属薄帯の連続鋳造装置に関する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数
mm〜20mm程度の厚みをもつ薄帯を直接的に製造す
る連続鋳造方法が注目されている。この方法によ
るとき熱延工程を簡素化または省略でき、また最
終形状にするための圧延も軽度なもので済むた
め、工程及び設備の簡略化が図られる。

このような金属薄帯の電流鋳造方法として、た
とえば単ベルト方式がある。この方式において
は、無端走行するベルトの上に湯溜り部を形成
し、ここに注湯された溶融金属ベルトを介した抜
熱によつて冷却・凝固し、生成したシエルをベル
トの走行に伴つて湯溜り部から送り出し、金属薄
帯を製造する。この方式によるとき、溶融金属
は、一方向から冷却され、ベルトと反対側の面は
開放されている。そのため、タンデイシユ等の容
器から溶融金属をベルト上の湯溜り部に供給する
際、ノズルの配置に対する制限が少なくなる。

本発明者等は、この単ベルト方式において、湯
溜り部の側面を仕切る堰を移動可能にした鋳造装
置を開発し、これを特開昭62−16851号公報で開
示した。

第５図は、この先願で提案された装置を示す。
この装置においては、金属製のベルト１が一対の
プーリ２ａ，２ｂに掛け渡されており、無限軌道
を走行するようになつている。そして、一方のプ
ーリ２ａを高く保持することにより、ベルト１の
無限軌道は、プーリ２ａに向かつて上昇するもの
となる。このベルト１の周囲には、チエーン等に
よつて連結した複数の耐熱ブロツク(3)が配置さ
れ、これら耐熱ブロツク３は、ベルト１の走行に
同期して移動する。

耐熱ブロツク３は、ベルト１が直線状に走行す
る上部側で湯溜り部４の側部を仕切るサイド堰５
となる。他方、湯溜り部４の後方には、固定堰６
が設けられている。これによつて、ベルト１の進
行方向のみが開放された湯溜り部４が形成され
る。この湯溜り部４に、注湯装置７から溶融金属
８が注湯される。

注湯された溶融金属８は、ベルト１の裏面に配
置されている冷却装置９により抜熱され、冷却・
凝固して凝固シエル１０となる。この凝固シエル
１０は、ベルト１の移動に伴つて、第５図におい
て右方向に搬送される。この搬送の過程で継続し
て抜熱されるので、凝固シエル１０は所定の厚み
をもつ薄帯１１に成長し、湯溜り部４から送り出
される。

この薄帯１１は、次いで加圧ロール１２によつ
て目標板厚に圧延され、巻取り装置１３によつて
薄板コイル１４として巻き取られる。なお、加圧
ロール１２は、本質的な板厚変動を伴うことな
く、薄帯１１の表面性状を整えるような加工を行
うものとして、作動させることもできる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにベルト１上で溶融金属８を凝固させ
る際、凝固シエル１０の巾方向両端部における放
熱は大きなものとなる。そのため、両端部では凝
固シエル１０が盛んに成長し、第６図に示すよう
にサイド堰５の表面に沿つて立ち上がつた耳１５
を形成する。すなわち、凝固シエル１０の両端部
においては、ベルト１を介した抜熱に加えて、サ
イド堰５からの放熱がある。そこで、湯溜り部４
にある溶融金属は、このサイド堰５の壁面に沿つ
て凝固し、凝固シエ１０両端部の耳１５となる。

この耳１５を有する凝固シエル１０を最終工程
で圧延して製品とするとき、耳１５部での加工率
が異なることから、製品の両端部に圧延傷、亀
裂、凹凸等の欠陥が発生し易い。この欠陥の発生
を避けるためには、サイド堰５を介した放熱を少
なくするため、サイド堰５の湯溜り部４側にアル
ミナ、シリカ等の断熱性耐火物１６を内張りする
ことが考えらる。しかし、断熱性耐火物１６を内
張りしたものにあつても、両端部における横方向
の放熱を皆無にすることはできず、依然として凝
固シエル１０の中央部とは異なる条件で溶融金属
の冷却が行われるため、耳１５の発生を避けるこ
とができない。発生した耳１５は圧延に先立つて
切り落とすことが必要となるが、これでは製品歩
留りが低下することになる。

そこで、本発明は、凝固シエルの成長過程に改
良を加えることにより、凝固シエルの巾方向両端
部における耳の発生を抑制し、歩留り良く且つ品
質の優れた金属薄帯を製造することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造装置は、その目的を達成する
ため、走行するベルトの両端部に該ベルトの長手
方向に延在する一対のサイド堰を設け、該サイド
堰によりベルト上に形成される湯溜り部の側部を
区画し、且つ前記サイド堰の間隔が前記ベルトの
走行方向に漸次大きくなるように前記サイド堰を
配設したことを特徴とする。

なお、本発明におけるサイド堰としては、ベル
トの走行に同期して移動する堰、或いは固定堰の
いずれであつても良い。

〔作用〕

第１図は本発明に従つた連続鋳造装置の要部を
示し、第２図はその装置における凝固シエルの生
成・成長過程を説明するための図である。なお、
これらの図において、第５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、その
説明を省略した。

本発明の連続鋳造装置においては、ベルト１の
両側に配置された一対のサイド堰５がベルト１の
搬送方向、すなわち鋳造方向Ａに対して所定の広
がり角度θをもつて配置されている。そのため、
これらサイド堰５の間隔Ｄは、鋳造方向Ａに沿つ
て漸次大きくなつている。なお、広がり角度θ
は、サイド堰５が1m進むとき間隔Ｄが１〜40mm
広がるように、0.028〜1.15度の範囲に維持する
ことが好ましい。広がり角度θが0.028度を下回
るときには、後述するようにサイド堰５の間隔が
広がる配置とした効果が発揮されず、凝固シエル
１０の両端部に耳が発生し易くなる。他方、広が
り角度θが1.15度を越えるときには、歩留り低下
を引きおこす。この歩留り低下は拡大された部分
の凝固シエルに欠陥が生じることに起因する。

ベルト１を介して抜熱に加えてサイド堰５を介
した放熱により、サイド堰５に接触する溶融金属
が優先的に冷却・凝固されて、その内面上に凝固
シエル１０の端部を生成する。これは、従来のサ
イド堰５を鋳造方向Ａに対して平行に配置した場
合と同様である。ところが、鋳造方向Ａでサイド
堰５の間隔Ｄが漸次大きくなつているため、ベル
ト１の走行に伴つて凝固シエル１０が搬送される
とき、凝固シエル１０の両端部はサイド堰５の内
壁から剥離されて、そこにエアギヤツプ１７を形
成する。

このエアギヤツプ１７は断熱層として働くた
め、側方からの溶融金属に対する抜熱が抑制され
る。したがつて、エアギヤツプ１７がサイド堰５
の内壁と凝固シエル１０の端部との間に存在する
状態においては、凝固シエル１０が幅方向に沿つ
てほぼ同一の冷却条件の下で冷却され、端部にお
いて第６図に示したような耳１５となる局部的に
大きなシエルが生成されることがない。

しかし、第２図に示した状態がしばらく経過し
た後、エアギヤツプ１７に湯溜り部４の静圧が加
わり、その空〓を溶融金属が埋めるようになる。

すなわち、本発明において、溶融金属は、サイ
ド堰５の内壁に接触している接触状態と第２図に
示した非接触状態とを繰り返すことになる。その
ため、サイド堰５の内壁に接触する部分で凝固シ
エルの生成が断続的に行われることとなり、第６
図に示したような耳１５の発生が抑制される。

また、エアギヤツプ１７が断続的に形成される
ため、断熱性耐火物１６に加わる面圧も緩和さ
れ、サイド堰５の耐久性も改善される。更に、凝
固シエル１０の成長長時に幅方向の熱応力が生じ
た場合にも、その熱応力はエアギヤツプ１７で吸
収されるため、製品に縦皺、亀裂等が発生するこ
ともない。一方、万が一サイド堰５が移動中に幅
方向内側に変位した場合にも、エアギヤツプ１７
により鋳片に圧縮応力がかかるのを防止できるた
め、製品に座屈による縦皺の発生を防ぐことがで
きる。

こうして、サイド堰５の内壁に接触する部分で
凝固シエル１０が断続的に生成して行くうちに、
遂には凝固シエル１０が湯溜り部４から送り出さ
れて薄帯１１となる。この凝固シエル１０が湯溜
り部４から送り出されるときには、凝固シエル１
０の両端部がサイド堰５の内壁から剥離し、そこ
にエアギヤツプ１７が形成されて、そのまま凝固
が完了する。したがつて、この過程はスムーズに
進行する。

なお、凝固シエル１０が湯溜り部４から送り出
される位置、すなわち、鋳造方向Ａにおける湯溜
り部４の湯面先端位置は、ベルト１の傾斜角度、
ベルト１の走行速度、湯溜り部４への溶融金属の
注湯速度の３つの因子が一定に保たれ、鋳造が定
常状態にあれば、変動しないはずである。もし、
外乱が生じてこの湯面先端位置が移動したとして
も、これら３つの因子のいずれかを調整すれば良
い。

また、本発明の単ベルト方式による金属薄帯連
続鋳造装置においては、得られる薄帯の板幅変更
が必要なときには、サイド堰５の間隔Ｄを変更
し、広がり角度θの変更は行わない。

〔実施例〕

以下、実施例により、本発明の特徴を具体的に
説明する。

第３図は、普通鋼組成をもつ温度1590℃の溶鋼
を鋳造し、幅300mm、板厚6.5mmの金属薄帯を製造
したとき、凝固シエル１０の生成・成長過程にお
ける端部での温度変化の推定例を示す。同図ａに
おいては、広がり角度θを0.14度とし、湯溜り部
４から凝固シエル１０が現れる位置（湯面先端位
置）におけるサイド堰の間隔Ｄを300mmに設定し
た。他方、同図ｂは、鋳造方向Ａと平行にサイド
堰５を維持した比較例を示す。

第３図ａ及びｂにおける曲線ａ，ｂ，ｃは、そ
れぞれサイド堰５内壁から0.2mm、0.4mm、0.6mmの
位置にある凝固シエル１０の温度を、サイド堰の
間隔Ｄの条件を考慮してシミユレートした計算に
より推定したものである。また、横軸は、凝固シ
エル１０生成からの時間を秒単位で示したもので
ある。

第３図ａから明らかなように、本実施例の場合
には、凝固シエル１０の端部の温度は下降・上昇
を繰り返しており、大きく低下することがない。
これは、第２図を使用して説明したように、サイ
ド堰５の内壁と凝固シエル１０の端部との間に断
熱層となるエアギヤツプ１７が断続的に生成され
ることに起因する。すなわち、生成したシエルが
サイド堰５の内面に接触している間はシエルの温
度が低下するが、エアギヤツプ１７が生成し、ま
たそこに高温の溶融金属が流入すると端部の温度
は上昇する。この高温の溶融金属の流入によつ
て、一旦サイド堰５の内壁に沿つて凝固した凝固
シエル端部が再溶解し、凝固シエル１０の両端部
は大きな耳となることがない。その結果、第４図
ａに示したように端部の内厚化が押さえれた薄帯
が得られた。このような端部形状をもつ薄帯は、
加圧ロール１２によつて目標板厚の製品とすると
き、端部に圧延欠陥を生じることなく、容易に圧
延することができた。

他方、比較例の場合には、凝固シエル１０の両
端部が常にサイド堰５の内壁に接触しているた
め、その部分は、第３図ｂに示すように連続的に
降温した。その結果、第４図ｂに示すように、薄
帯の両端部に大きな耳が発生した。この耳が発生
した薄帯を圧延したところ、幅方向端部から35mm
までの範囲において表面疵、亀裂等の欠陥が見ら
れたので、その範囲を切り落として製品とした。

なお、本発明の連続鋳造装置において、サイド
堰５は第５図に示すようにベルト１を周回するよ
うに設けることの他に、ベルト１に対して上下対
称にサイド堰５の周回軌道を配置したり、水平方
向の周回軌道とすることができる。また、移動式
のサイド堰５に代えて、固定式のサイド堰とする
ことも可能である。なお、第５図のように１対の
プーリを用いて１対のサイド堰を稼動させる場合
には、サイド堰の間隔Ｄの広がり角度θを小さく
する（例えば0.14度）とよい。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、サ
イド堰の間隔が鋳造方向に対して漸次広がる湯溜
り部を形成することにより、凝固シエルの巾方向
両端部が大きく冷却されることがなくなる。その
ため、両端部における耳の発生が抑制され、歩留
り良く金属薄帯を製造することができる。また、
凝固シエルの生成・成長過程において、凝固シエ
ルの端部とサイド堰の内壁との間にエアギヤツプ
が断続的に形成されるので、凝固シエルに加わる
熱応力やサイド堰からの圧縮応力がこのエアギヤ
ツプにより吸収され、縦筋や波打ち等の形状不良
が薄帯に発生することも抑制される。更には、こ
のエアギヤツプは、サイド堰に加わる鋳片からの
面圧を緩和する作用をももつので、サイド堰の耐
久性も改善される。このように、本発明によると
き、品質の優れた金属薄帯を高い生産性で製造す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続鋳造装置の要部を示し、
第２図はその装置における凝固シエルの生成・成
長過程を説明するための図であり、第３図は凝固
シエル端部における温度変化を示し、第４図は製
造された薄帯の端部形状を示す。また、第５図は
本発明者等が先に開発した連続鋳造装置を示し、
第６図は従来の装置における耳発生過程を説明す
るための図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行するベルトの両端部に該ベルトの長手方
   向に延在する一対のサイド堰を設け、該サイド堰
   によりベルト上に形成される湯溜り部の側部を区
   画し、且つ前記サイド堰の間隔が前記ベルトの走
   行方向に漸次大きくなるように前記サイド堰を配
   設したことを特徴とする金属薄帯の連続鋳造装
   置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のサイド堰が、ベ
   ルトの走行に同期して移動する堰であることを特
   徴とする金属薄帯の連続鋳造装置。