JPH0461738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄板の連続鋳造方法に係り、特に、造
塊や粗圧延等の工程を経ることなく、溶湯から直
接金属薄板を連続鋳造する方法に関する。

〔従来の技術〕

金属の薄板を製造する一般的な方法は、溶融金
属から鋳塊または鋳片を製造し、これを熱間およ
び冷間圧延して所定の厚さの薄板とする方法であ
る。この方法に対し、厚さ数mmから数十mm程度の
薄板鋳片を溶湯から直接製造できる方法があれ
ば、所期の厚さまで低下するに要する粗圧延工程
や大型の加熱炉も必要としないために、工程が著
しく簡略化され、燃備費や加工費を低減できる。
この見地に基づいて、溶湯から直接薄肉鋳片を製
造する種々の試みがなされているが、まだ工業的
規模には達していないのが現状である。

その理由の一つには、厚ま数mmから数十mm、幅
数百mmから千数百mmといつた薄肉鋳片を安定して
製造するには、その幅に対応した薄い溶融金属を
安定して連続的に供給することが重要となる。と
ころが、このような薄く幅の広い薄肉の製造に際
し例えばスリツト型のノズルを用いると、溶融金
属の厚さが数mmから数十mmという薄いものである
ために溶融金属がノズル内部で凝固して詰りを生
じ易く、またノズル内部の侵食が激しく長時間の
連続使用に耐えられないなどの致命的な欠陥があ
つた。

このような問題点を解決するものとして、特開
昭60−21151号公報に開示される薄板連続鋳造装
置がある。本装置は第２図に示すように、循環体
である上下双ベルトの入口開口部を鋳片厚さより
大きくし、そこに閉鎖式ノズル（ノズルへの給溶
湯口が大気に開放されていないもの）を臨ませた
ものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来装置では、第２図からわかる
ように凝固穀が成長し、鋳片の中心部まで凝固す
る位置がはやく来すぎるので、この第２図のよう
な鋳造方法では鋳片を所定の厚さにするのに何ら
かの機械的外力が必要となつてしまう。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
することあり、鋳片厚さ減少部での凝固を健全に
保ち、円滑な薄肉鋳片の製造を行なうに好適な方
法の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造方法は、少なくとも２個のロ
ールに張設され一定の距離にわたつて鋳造金属を
保持するための間〓を維持して循環する一対の対
向配置の循環体と、該循環体両側縁部に沿つて配
置した、その入口部幅が凝固鋳片厚さより大きい
サイドダムとで鋳造空間を構成し、該鋳造空間内
に給湯ノズルから溶融金属を供給して薄板の鋳片
を連続的に鋳造するものにおいて、鋳造空間から
鋳片が出てくる側で鋳片温度を測定し、該鋳片の
測定温度に基づき前記ロールの駆動速度を調節し
て鋳造速度を制御することにより、鋳片の中心部
まで凝固する位置が、循環体が平行となる位置よ
り出側になるように鋳造速度を選定したものであ
る。即ち、鋳造中、長辺側の凝固穀は溶湯が循環
体に接触して少し弐時間遅れの後、経過時間の平
方根に比例して成長する。一方短辺側の凝固穀
は、耐火物からなるサイドダム前半部（溶融金属
がサイドダムに接触し始める箇所から、一対の循
環体間隔が一定になる箇所まで）では凝固を抑制
され、後半部で成長し始めることにより、その座
屈を防止する。

そこで本発明の連続鋳造方法では、鋳片の中心
部まで凝固する位置が、循環体の平行となる位置
より出側となるように鋳造速度を制御するもので
ある。即ち、第２図の鋳造速度よりも速い速度に
なる。

次に、上記鋳造速度の制御原理について説明す
る。

衆知のように、溶融金属の成分、過熱温度（＝
鋳込温度−凝固穀温度）、循環体１の抜熱量が決
まれば、鋳造速度と鋳型出側での鋳片温度との間
には１対１の対応がつく。すなわち、鋳造速度が
速くなれば鋳片温度は高くなる。一方溶融金属が
サイドダム４に接触し始める点から凝固が完了す
るまでの距離Ｌと鋳造速度とは大略比例するの
で、第３図に示すように、鋳片の中心部まで凝固
する位置が循環体の平行となる位置より出側とな
るように目標凝固長さL₀を決めると、これな応
じて目標鋳造速度v₀、目標鋳片温度θ₀より定まる
ことになる。そこで鋳片温度の実測値θがθ₀より
大きければ鋳造速度を下げ、θがθ₀より小さけれ
ば鋳造速度を上げるように鋳造速度を制御してや
れば凝固長さＬを所定範囲に維持できることにな
る。これにより前記平行となる位置になつてから
鋳片は凝固することになり、第２図のように鋳片
の厚さ方向に機械的外力をかける必要がなくな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１，４，５図によ
り説明する。

図中の１，２は一定の距離にわたつて溶融金属
を保持するための間隙（湯溜り部）を維持しつつ
ガイドロール３ａ，３ｂに張設されエンドレスに
対照的な運動（循環）をする一対の対向配置され
る循環体（長辺壁に当る）である。該ガイドロー
ル３ａ，３ｂの内出側のカイドロール３ｂは駆動
装置１１により駆動されている。また、４は対向
する循環体１，２間の側縁部に位置させてなる鋳
片短辺壁規制用のサイドダムであり、その幅は入
口で大きく図中Ｂ点まで円弧に沿つて狭くなる先
細形状であり、以降同一幅となつている。この両
サイドダム４と上記一対の循環体とで鋳型空間を
形造る。

上記循環体１，２の背面には冷却支持体５が配
置され、この冷却支持体５から冷却水が高圧で噴
出され、循環体１，２を冷却している。一方、サ
イドダム４の前半部４ａの溶湯と接する面が耐火
物製であり、この部分で短辺側の凝固穀があまり
成長するのを防止している。後半部４ｂは短辺側
の凝固穀６の成長を促すために急冷金属板製とし
ている。前半部４ａで短辺凝固穀を成長させない
理由は、この部分では鋳造空間の厚さが減少して
いるので短辺凝固穀６が座屈することを防止する
とともにその座屈による圧力が循環体に作用し、
循環体１，２と冷却支持体５との間隙を一定に保
持できなくなることを防止するためである。

勿論、前半部４ａの終了部で長辺側の凝固穀７
が鋳片厚さの中央まで成長しておけば後半部４ｂ
で短辺側を凝固させる必要がなく、従つて後半部
４ｂも不要である。しかしながら、そのような遅
い鋳造速度を採用し、例えば第５図のＡ点で鋳片
中心まで凝固しているとすると、両方の凝固穀の
厚さＳの和は循環体１，２の対向間隔Ｔより大き
く、Ａ点からＢ点に鋳片８が移行する際に鋳片は
圧延されることになり、 (1) 圧延反力により循環体１，２が押され、循環
体１，２と冷却支持体５との間隙を一定に保持
できないばかりでなく、著しい場合には、両者
が接触し摺動抵抗が大きくなり操業停止になつ
たり、接触部の冷却能力が低下し循環体１，２
の溶損といつたトラブルが発生する。

(2) 鋳片８が圧延されると、鋳片８は厚さが減少
すると同時に幅広がりを起こすから、サイドダ
ム４は外向きに押され、所定の鋳片幅を維持で
きなくなる。

等の問題があるので、このようなことにならない
よう鋳型出側に設けた鋳片温度検出装置９により
鋳片温度を監視し、所定の温度範囲に入るように
制御演算装置１２によつて鋳造速度を加減する。

具体的には、溶融金属の成分、過熱温度、循環
体１の抜熱量等の操業条件、連鋳機の特性を加味
して、第３図に示すグラフから目標鋳片温度θ₀を
定める。これと鋳片温度検出装置９の検出値θと
を比較し、 θ＞θ₀であれば減速の θ＜θ₀であれば増速の 指令Δvを制御演算装置１２から駆動装置１１へ
出力する。

Δvは Δv＝ｋ（θ₀−θ） ｋは比例定数 により計算されるが、微少な温度変化による速度
変動を抑えるため、第１図に示すような不感帯を
設けてもよい。

駆動装置１１は制御演算装置１２からの信号
Δvを現在の鋳造速度ｖに加算した速度でガイド
ロール３ｂを駆動する。

また、後半部４ｂの長さは必ずしも循環体１，
２の平行部分長さと同一にする必要はなく、短辺
を形成するに十分な凝固穀厚さを得るに十分の長
さであれば良い。この長さは溶融金属の静圧・鋳
片厚さ・鋳造速度により変化し、これらが大きく
なれば、後半部４ｂの長さは長くなる。またサイ
ドダム４の対面幅は鋳片長辺幅の凝固収縮量に見
合うだけの出力に向つて小さくなるテーパが付け
られている。

鋳造空間へ溶融金属を供給するため、給湯ノズ
ル１０を設ける。給湯ノズル１０の出口縁は同一
の垂直平面内に形成されて四辺形となる長辺側１
０ａは循環体１，２に、短辺側１０ｂはサイドダ
ム４の端に接しており、サイドダムと連続する先
細形となつている。短片側１０ｂの対面幅l_oは、
サイドダム４ａの対面幅l_dより小さくして、ノズ
ル１０の熱膨張により l_o＞l_d とならないようにする。鋳造ノズル１０の開口部
の鋳造方向位置Ｃは、溶融と循環体１，２との接
触開始位置の裏面に冷却支持体５が存在する位置
に選び循環体１，２を十分に冷却できるようにす
る。すなわち、給湯ノズルの出口は、循環体とロ
ールのうちノズル側のロールとの離間箇所より出
側に設けるので、循環体が冷却支持体に十分に冷
却され寿命が長くなる。

次に、本装置を構成している冷却支持体５につ
いて説明する。

冷却支持体５は、圧力冷却水により循環体１，
２を冷却しつつ冷却支持体５から離間させる役目
を果している。ところが、循環体１，２には一定
以上の張力がかけられており、この張力が、循環
体１，２が湾曲しているところでは循環体１，２
を冷却支持体５に押しつける働きをするので、冷
却支持体５の支持力はこの押しつけ力と溶湯静圧
との合計力バランスするものでなければならな
い。一方、循環体１，２が直線の箇所では張力に
よる押しつけ力がないので、必要な支持力は溶湯
静圧のみでよい。必要な支持力と実際の支持力が
アンバランスになると循環体１，２の冷却支持体
５からの離間量が変動し、循環体１，２と冷却支
持体５とがこすれたり、鋳片８の厚さが変動する
ので、両者を精度よく一致させる必要があり、そ
こで本実施例では第６図に示すように冷却支持体
５への供給流体の経路を２系統とし、１系統を循
環体１，２の湾曲部用に、他を直線部用に使用
し、調節弁２１，２２の操作により前者の供給圧
力を後者のそれより大きくしている。

上記実施例に対して鋳造方向が水平に限定され
る訳ではなく、斜め、鉛直方向に鋳造する装置に
適用しても同様の効果をあげられることは勿論で
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、鋳片の完全凝固位置（中心部
まで凝固する位置）を短辺幅が平行である部分
（循環体が平行となる位置）になるように鋳造速
度を選定することにより ａ） 鋳片圧延現象を生ぜずにすみ、循環体支持
機構に無理な力をかけない。

ｂ） 鋳片圧延現象を生ぜずにすむことから、鋳
片の圧延時の幅広がりに伴なうトラブルを解消
する。

ｃ） 同一長機でも鋳造速度が速い。

という効果があり、溶融金属から直接金属薄板を
安定して製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である水平型双ベル
ト式連鋳機の縦断面図、第２図は従来の水平型双
ベルト式連鋳機の概念図、第３図は凝固長さ、鋳
造速度、鋳片温度の関係を説明するグラフ図、第
４図は第１図の水平断面図、第５図は鋳造速度が
遅い場合の凝固穀の生成状態を示す説明図、第６
図は第１図の実施例に使用される冷却支持体の縦
断面図である。 １，２…循環体、４…サイドダム、５…冷却支
持体、９…鋳片温度検出器、１０…給湯ノズル、
１１…駆動装置、１２…制御演算装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも２個のロールに張設され一定の距
   離にわたつて鋳造金属を保持するための間隙を維
   持して循環する一対の対向配置の循環体と、該循
   環体両側縁部に沿つて配置したその入口部幅が凝
   固鋳片厚さよりサイドダムとで鋳造空間を構成
   し、該鋳造空間内に給湯ノズルから溶融金属を供
   給して薄板の鋳片を連続的に鋳造するものにおい
   て、前記鋳造空間から鋳片が出てくる側で鋳片温
   度を測定し、該鋳片の測定温度の値に基づき前記
   ロールの駆動速度を調節して鋳造速度を制御する
   ことにより、鋳片の中心部まで凝固する位置が、
   循環体が平行となる位置より出側になるように鋳
   造速度を選定したことを特徴とする薄板の連続鋳
   造方法。