JPH0442041Y2

JPH0442041Y2 -

Info

Publication number: JPH0442041Y2
Application number: JP16149186U
Authority: JP
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1992-10-02
Also published as: JPS62127347U

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本考案は、ベルト式連続鋳造機の短辺壁に関
し、特に溶鋼から厚さが50mm以下のシートバーを
直接製造する双ベルト式連続鋳造機（以下これを
「ベルトキヤスター」という）において、ZrO₂系
耐火材料を溶射した短辺壁についての提案であ
る。（従来の技術）溶鋼から直接シートバーを連続的に製造するに
は、ベルトキヤスターが有効であり第２図にその
うちの代表的なものを示す。このベルトキヤスターは、絞り込み方式のもの
で、所定の距離にわたつて溶鋼や凝固シエルを保
持するための間隙を維持しつつ、複数個のガイド
ロール３ａ，３ｂ，３ｃ，３a′，３b′，３c′を介
して輪回移動する対向して配置された一対の金属
ベルト１，２と、これらの金属ベルトの相互間に
あつて各々の側縁近傍で緊密に接した状態で対向
して設けられた短辺壁４，５とで鋳造空間を形成
した形式のものである。このようなベルトキヤス
ターにおいては、短辺壁４，５の内面に生成する
凝固シエルを金属ベルト１，２側に凝固シエルよ
りも遅れて生成させなければならない。このため
に、本出願人は先に特開昭58−32551号および特
開昭58−32552号において固定式短辺の内面側を
耐火物とすると同時に内部にヒーターを埋設する
ことにより短辺壁を断熱保温ないしは加熱するこ
とを提案した。（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記短辺壁は耐火物を用いているため
に、耐火物の材質によつては熱的スポーリング受
けて割れを起す。とくに、その材質として溶融シ
リカを使用した場合、1000℃以上の高温でβ−ク
リストバライトが生成して結晶構造が変化し、非
常に脆くなつて数回の鋳込みしかもたない。加え
て、かかる耐火物材質によつては熱衝撃に弱いた
め予熱も必要であつた。本考案は、かかる問題点を克服して、寿命の長
い短辺壁を提供することを目的とする。（問題点を解決するための手段）本考案は、第１ａ，１ｂおよび１ｃ図に示すよ
うに、短辺壁の構成主体となる基板８上，特に金
属または耐火物製基板８の溶湯と接する面上に、
該基板の線膨張率と溶射すべき材料と線膨張率と
の比が2.0以下であるZrO₂を主成分としてCaO，
Y₂O₃，SiO₂，MgO，TiO₂の一種又は二種以上
を含む溶射材料を、厚みが１〜10mmになるように
溶射したことを特徴とするベルトキヤスターの固
定短辺である。この溶射されたZrO₂系耐火物の
層は、熱衝撃に強く、断熱製に優れている。（作用）次に、基板の線膨張率と溶射材の線膨張率の比
を2.0以下としたこと、溶射材料の材質および溶
射層の厚みを特定した理由について述べる。基板の線膨張率と溶射材の線膨張率の比を2.0
以下にしたのは、次の理由からである。本考案者等は、耐火物の剥離に及ぼす熱応力の
関係について考察した。その結果、基板の熱膨張
率と溶射材の線膨張率との差の絶対値をΔβ，溶
射材料と基板の平均温度差をΔT，および溶射材
のヤング率をそれぞれE₁，E₂，基板および溶射
材の厚さをt₁，t₂およびポアソン比をνとする
と、熱応力σは、 σ＝ΔβΔTE₁E₂t₁／（１−ν）（E₁t₁−E₂t₂）……(1) と表わせる。この熱応力σに大きな影響を与える平均温度差
ΔTは、基板とZrO₂溶射層との界面温度でほぼ決
定され、この界面での温度は約300〜350℃である
ので、ΔTは約700℃で一定とみなすことができ
る。（第３図参照）。したがつて、溶射耐火物の剥
離に及ぼす熱応力は線膨張率に大きく依存するこ
とが判る。そこで、第１表に示す各種の基板材料につい
て、ZrO₂層の厚さ４mm，基板の厚さ15mm，ΔTを
730℃，E₁を20000Kg／mm²，E₂を2800Kg／mm²とし
て計算した熱応力σを第１表に示す。以下に示す鋳造実験の結果より、この界面に働
く熱応力σが27〜28Kg／mm²で耐火材料が剥離する
ことがわかり、基板の線膨張率と溶射材料の線膨
張率の比が約2.0以下であることが必要である。

【表】次に、Ｃ：0.04〜0.06％、Si：0.03〜0.15％、
Mn：0.3〜0.90％、Ｐ：0.010〜0.030％，Ｓ：
0.010〜0.030％、Al：0.03〜0.06％の溶鋼80トン
（１ヒート分）を、1550℃〜1565℃の温度で第２
図に示すベルトキヤスターを用いて鋳造すること
により、厚さ30mm、幅1200mmの鋳片とした。鋳造
した量はヒート数で256である。第２表には基板
と溶射材料の線膨張率の比を変えて鋳込んだ結果
を示す。この表からも判るように、基板の線膨張
率とZrO₂層の線膨張率との比が2.0以下であると、
ZrO₂層は剥離しにくくなる。

【表】

【表】つぎに、溶射材料の材質について述べる。基板
としてSUS410を用いて、その上に形成される溶
射層の厚みを４mmとして下記に示す各種の溶射材
料を溶射した短辺壁を用いて鋳込みを実施した結
果を第３表に示す。ＡはZrO₂100％，ＢはZrO₂；89〜92％，CaO；５〜６％，
Mg0；１〜２％，ＣはZrO₂；88〜91％，Y₂O₃；９〜10％，SiO₂
0. 05〜0.15％ＤはZrO₂；55〜67％，TiO₂；0.5〜２％，SiO₂
30〜35％，ＥはZrO₂；30〜35％，MgO；30〜35％，Y₂O₃
10〜15％，CaO；10〜15％，Ｆは溶融シリカ（従来法）

【表】この結果から、ZrO₂を50〜95％その他の成分
としてCaO，Y₂O₃，SiO₂，MgO等を含有する溶
射材料を用いた場合、基板のSUS410との密着性
がよくまた耐熱性、耐熱衝撃性に優れていること
が判明した。さらに、基板の材質としてSUS410を用い、こ
の基板上にZrO₂90％とCaO6％とその他の添加物
を含有する溶射材料を第４表に示す各厚みに溶射
した短辺壁を使用して鋳込みを実施した。

【表】これらの結果より、ZrO₂の溶射層の厚みが１
〜10mmであると著しく寿命が延びることが判る。また、前述した(1)式からZrO₂溶射層の厚みt₂が
大きくなると熱応力σは大きくなり剥離を起しや
すなる。一方、t₂が小さいときは剥離を起こさな
いが、シエル生成が起り鋳造不能となる。また、基板材料としてCuを用いた場合につい
て、このCu基板上に上記Ａ〜Ｆの溶射材料を溶
射したときの破損に至るまでの溶鋼通過量の試験
をしたので、その結果を第５表に示す。

【表】第５表から上記溶鋼材料のうちＢ，Ｃ，Ｄの材
料がすぐれていることがわかつた。さらに基板材
料としてCuを用い、この基板上にZrO₂90％と
CaO6％とその他の添加物を含有する溶射材料を
第６表に示す各厚みに溶射した短辺壁を使用して
鋳込みを実施した。

【表】これらの結果より、ZrO₂の溶射層の厚みが１
〜10mmの場合に著しく寿命が伸びることがわかつ
た。また前述した(1)式からZrO₂溶射層の厚みt₂が
大きくなると熱応力σは剥離をおこしやすくな
り、一方、t₂が小さいときには剥離をおこさない
もののシエル生成が起こり鋳造不能となつた。（考案の効果）以上説明したように本考案の短辺壁によれば、
熱衝撃に強く寿命が著しく向上するので、これを
用いて鋳造すれば鋳造量が飛躍的に多くなる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本考案短辺壁の第１ｂ図Ａ−Ａに
おける断面図であり、第１ｂ図は、本考案短辺壁
の正面図であり、第１ｃ図は、本考案短辺壁の側
面図である。第２図は、ベルトキヤスターの概略
を示す図である。第３図は、本考案短辺壁の温度
分布を示す図である。１，２……金属ベルト、３ａ，３ｂ，３ｃ，３
a′，３b′，３c′……ガイドロール、４，５……短
辺壁、４′，５′……バックプレート、６……注入
ノズル、７……ZrO₂溶射層、８……基板、９…
…銅板。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

輪回移動する対向して配設した一対の金属ベル
トと、これら金属ベルト相互間にあつて該金属ベ
ルトと緊密に接した状態で対向配置された上広下
すぼまり状の一対の短辺壁とからなるベルト式連
続鋳造機の前記短辺壁において、該短辺壁の構成
主体となる基板の溶湯と接する面上に、該基板の
線膨張率と溶射すべき材料の線膨張率との比が
2.0以下であるZrO₂系の耐火材料を、１〜10mmの
厚みに溶射したことを特徴とするベルト式連続鋳
造機の短辺壁。