JPH0494847A - 金属薄帯連続鋳造機 - 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、溶湯から直接金属薄帯を連続的に製造する、
金属薄帯連続鋳造機に関する。

［従来の技術］ 溶湯から金属薄帯が直接製造できると、圧延工程か大幅
に簡易化できるために好ましい。第６図は、特開昭６１
−２７６７５号公報に記載の、双ドラム式金属薄帯連続
鋳造機の例である。溶湯６は、矢印方向に回転する２木
の回転ドラム１８−１と１８−２て形成される湯溜り部
に注入される。回転ドラムと接した溶湯は、ｍ点からｎ
点までの間で冷却されて凝固シェルを形成するが、ドラ
ム１８−１と］　８−２−）：にそれぞれ生成した凝固
シェルはｎ点で合体して、金属薄帯１０となって取り出
される。

この方法で生産ｆＩ−（トン／時間）を大きくするため
には回転ドラムを早く回転させることとなるか、ｍ点と
ｎ点の距離が短いために、早く回転させると凝固シェル
の厚みが不十分て、所定の厚さの金属薄帯が製造できな
い。また回転ドラムの直径を大きくすると極めて大規模
な設備となる。

また、この方式では回転トラム１８−１と１８−２の間
隔を変化させることによって板厚を変化させることがで
きるが、このためにはサイド堰はドラム胴端に押し当て
る他なく、この場合、板幅の異なる鋳片を得るためには
、種々の胴長を有するドラムを用意せざるを得す、設備
コストは膨大なものになるうえ、板幅変更時に必ずトラ
ム組み替えが必要になり操業上も好ましい生産形態とは
ならない。

第７図は、特開昭５９−４７０４７号公報に記載の、双
ベルト式金属薄帯連続鋳造機の例である。溶湯６は、矢
印方向に回転するプーリー１９−］、　１９−２゜１９
−３に張り渡されて走行する無端ベルト１と、同様に張
り渡されて走行する無端ベルト１′とで形成される湯溜
り部に注入される。無端ベルト１および１′は、裏面が
冷却装置１２および１２’で冷却されているため、無端
ベルトに接した溶湯は凝固シェルを形成し、凝固がおお
よそ完了した金属薄帯１０として取り出される。

この方法で薄い板厚の金属板を製造するには、無端ベル
ト１と１′との間隔ｔを狭くすることとなるが、この方
法でｔを小さくし過ぎると、溶湯の注入流が無端ベルト
に当たって、無端ベルトを損傷し、また金属薄帯１０の
表面性状が損なわれるため、好ましくない。また、この
方式では、サイド堰は、固定型あるいは移動型にかかわ
らず、ベルト面に挟持される形となるため、板厚を変更
するにはサイド堰を交換しなければならない。

以上述べた如く、双ドラム式金属薄帯連続鋳造機は、板
厚の薄い金属薄帯が製造てきるか、高い生産性を得るこ
とは容易でなく、また板幅変更は容易ではない。これに
対して双ベルト式金属薄帯連続鋳造機は、例えば第７図
でプーリー１９−１と１９−２との距離を大きく配する
ことによって、高い生産性が得られるが、薄い金属板の
製造は容易ではなく、また板厚を変更することは容易で
はない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、薄い金属帯を高い生産性で製造でき、かつ鋳片の板
幅、板厚を容易に変更し得る金属薄帯連続鋳造機を開示
するものである。

［課題を解決するための手段および作用］本発明は、傾
斜して張り渡されて走行し上広鋳型の長辺面を形成する
無端ベルト１．１°′と、無端ベルト１と１′とに挟持
され鋳型の短辺を形成する上広形のサイド堰４．４′を
有し、該上広鋳型の板面形状および対応するサイド堰の
側面部形状が放物線形状であることを特徴とする金属薄
帯連続鋳造機を要旨とする。

以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は金属薄帯連続鋳造機の全体を示す模式的止血図
である。この金属薄帯連続鋳造機は、−上ロール２と下
ロール３との間で傾斜して、例えば矢印５方向に走行す
る無端ベルト１と、これと対面して配され上ロール２′
と下ロール３′との間で傾斜して、例えば矢印５′方向
に走行する無端ベルト１′とで、上広鋳型の長辺壁が形
成されている。なお本発明で無端ベルト１や１′は、例
えばテンションロール９や９′によって張力をかけて張
り渡されている。４と４′はサイド堰で、無端ベルト１
と１′の走行路に沿った上広形で、無端ベルトに挟まれ
て、上広鋳醍の短辺壁を形成する。溶鋼６はこの上広鋳
型に注入されるが、無端ベルトは裏面か冷却パッド１２
．１２’によって冷却されているため、鋳型内で凝固シ
ェル８．８′を形成し、鋳型の下端で凝固シェル８，８
′は合体して金属薄帯１０となる。

凝固シェル８と８′との合体に際しては、下ロール３と
３′は無端ベルト１と１′を介して凝固シェルを加圧す
る。この加圧によって金属薄帯ＩＯの厚さや出側中心固
相率および断面形状が調整される。

第２図は第１図の金属薄帯連続鋳造機の平面図であり、
比較的板幅の小さい鋳片を得るためサイド堰４．４′は
ベルトｌ、１’の中に入り込んだ状態となっている。こ
れに対して第３図は比較的板幅の大きい鋳片を鋳造して
いる状態を示しており、サイド堰４．４′はベルト１．
１′の端面近傍に位置している。このように本鋳造機で
は、サイド堰４．４′の板幅方向移動により□容易に板
幅な変更することができる。

また、本鋳造機では無端ベルト１．１′が形成する上広
鋳型の板面形状および対応するサイド堰４．４′の側面
部形状が放物線形状となっており、このためサイド堰を
交換することなく板厚も変更することが可能である。こ
のことについて以下に詳しく説明する。

サイド堰４，４′の側面形状を上広鋳型の最小ギャップ
部すなわちキラシンクポイント位置の板面な原点とし、
鋳造方向逆向きにＸ軸をとり、鋳、片板厚方向にｙ座標
をとり次式て表現するものとする。

ｙ＝ｆ、（ｘ）　−ａ　（ｘ＋ｂ）２−ａｂ２　・・・
（］）ここて、ａ、ｂは放物線を決める定数パラメータ
であり、板面を原点としているため式（１）は原点を通
る放物線となっている。第４図のように板厚の大きいも
のを鋳造するために、サイド堰を相対的に鋳造方向に移
動した場合、キッシングポイントを原点とするサイド堰
の側面形状は次式で表現される。

ｙ＝ｆ２（ｘ）＝ａ　　（ｘ＋ｃ）２−ａｃ２　−（２
）式（１）と式（２）の差をとると、 ｆ＋（ｘ）　　ｆ２（ｘ）＝２ａ　（ｂ−ｃ）ｘ・・・
（３） したがって、サーｒド堰の移動前後の形状の差は、１次
式て正確に表現てきることになり、上ロール２．２′と
下ロール３．３′および冷却パッド１２、１２’て形成
されるベルト面形状は変化しなくても、こわらを一体と
して剛体移動および剛体回転させればサイド堰とのギャ
ップを完全に埋めることがてき、サイド堰を交換しなく
ても板厚変更が可能となる。

第４図は本発明の鋳造機で第１図の状態よりも板厚の大
きいものを鋳造する場合を図示している。サイド堰４．
４′は第１図よりも相対的に鋳造方向に移動しており、
下ガイドロール３（３’）は第１図の旧位置１５よりも
鋳片板厚を増加する方向に移動している。また、上ガイ
ドロール２（２′）および冷却装置１２　（１２’）に
は、第１図のそれぞれの旧位置１４．１７に比べると、
板厚方向の移動のみならず、下ガイドロール３（３’）
まわりの剛体回転を与えてサイド堰とのギャップを完全
に埋めている。

なお第４図では、テンションロール９（９’）も丁ガイ
トロールのまわりに剛体回転している場合の図を示して
いるが、剛体として移動および回転する必要があるのは
、上ガイドロール２（２’）、下カイトロール３（３’
）および冷却装置１２　（１２’）であり、テンション
ロール９（９’）は、所定のベルト張力を与えられる位
置にあればよく、必ずしも−Ｆトカイドロール、冷却装
置とともに剛体移動・回転する必要はない。

第５図に、本発明の金属薄帯連続鋳造機の他の構造を示
す。第５図に示す連続鋳造機は、下カイトロール３．３
′の下方に、下ガイドロール３と３′によって決められ
る無端ベルト１および１′による鋳片１０の冷却領域が
拡大できるように、冷却装置１２−２．１２−２’およ
びガイトロール１１．１１’が配設されている。

カイトロールＩＩ、　ＩＩ’によって鋳片を僅かに加圧
することも可能である。しかし、無端ベルト１、ｌ’ｊ
二に生成した凝固シェル８．８′を加圧圧着するのは下
ガイドロール３．３′であり、従って、鋳造開始時を除
く定常作業時には、丁ガイドロール３，３′よりも下方
にはサイド堰は基本的には必要ない。

このように、無端ベルト１．１′による鋳片１０の冷却
領域の拡大によって、鋳片の材質を造り込むための冷却
速度の選択範囲を拡大することができるとともに、鋳造
開始時のような、不安定な操業時にも鋳片にブレークア
ウトを惹起するといった事故を抑止し得る効果がある。

また、この実施態様において、鋳造後に鋳片１０を急冷
する必要かない場合には、ガイドロール１１．　ＩＩ’
の間隔を大きくして、下ガイトロール３と３′よりも下
方において無端ベルト１，１′が鋳片１０に接触しない
ようにすれば良い。

第５図において、６は溶湯、４はサイド堰、７は湯溜り
、２．２′はＬガイドロール、５，５′はベルト走行方
向、９．９′はテンションロール、＋２−１．１２−１
’は冷却装置である。

般にサイド堰の側面形状が３次式以上の曲線形状の場合
は、式（３）の右辺に２次式以上の成分が現れ、ベルト
面の剛体移動あるいは剛体回転のみては板厚変更時のサ
イド堰とのキャップを埋めることは不可能となる。

また、サイド堰の交換なして板厚変更可能となるサイド
堰の側面形状としては、放物線形状（２次式）の他に直
線形状（１次式）がある。直線形状の場合は、鋳造装置
の剛体回転を行う必要がなく、板厚変更の操作はさらに
容易になるものの、ベルト張力によってベルトを冷却装
置に押しつけることが不可能となり、特に溶鋼静圧の低
いメニスカス近傍において冷却能の高いパッド冷却を採
用することが困難となるためベルト溶損の危険性が高く
なり、さらにベルトも温度偏差によって座屈しやすく板
厚精度の高い鋳片を得ることが困難となる。こわに対し
て放物線形状の場合は、ベルト張力によってベルトを冷
却装置に押しつけることが可能で、全面にわたってパッ
ド冷却を採用できベルト溶損の危険もなく安定した鋳造
が可能である。またベルト自身の曲率もあって温度偏差
による座屈も生じにくくなり、板厚精度の高い鋳片を得
ることができる。

ところで、放物線を定義するときの座標軸の取り方とし
ては、式（１）の形だけではなく、ｘ、Ｙ軸を入れ換え
てもよく、また鋳造方向に対して任意の角度だけ傾いた
座標系に対する放物線であってもよい。これは、どのよ
うな座標系に対する放物線形であっても、板厚変更時に
はサイト環を鋳造機本体に対して平行移動するだけであ
るので、剛体回転を表す１次式の補正だけでベルト面を
完全にサイド堰に沿わせることが可能となるからである
。

なお、実際に板幅、板厚か変更可能な鋳造機を構成する
には、つぎの二つの方式が考えられる。

■サイド堰４．４′が鋳造方向および板幅方向に移動可
能で、無端ベルトｌ、１’、ガイドロール２，２’、３
．３’およびベルト冷却装置１２゜１２’が一体として
、鋳片板厚方向に移動可能かつ鋳片板幅方向に平行な軸
のまわりに回転可能に構成してなる金属薄帯鋳造機。

■サイド堰４，４′か板幅方向に移動可能で、無端ベル
ト１．１’、ガイドロール２，２’、３゜３′およびベ
ルト冷却装置１２．１２’が一体として、鋳片板厚方向
および鋳造方向に移動可能かつ鋳片板幅方向に平行な軸
のまわりに回転可能に構成してなる金属薄帯鋳造機。

■の方式の場合、板厚の変更時には鋳造機本体は鋳造方
向にはほとんど移動せず、サイト環が鋳造方向に移動し
て変更されることとなる。

■の方式の場合、サイド堰は、板幅を変更する場合に板
幅方向に移動するのみであり、板厚を変更する場合は、
鋳造機本体が板厚方向、鋳造方向に移動し、さらに剛体
回転して新たな上広紡型を形成することになる。

［実施例］ （実施例１） 第１図のような構造を有し、ベルト肉厚１．５ｍｍ。

ベルト幅２０００ｍｍ、　ｌガイドロール２，２’、下
ガイトロール３．３′および冷却装置１２．１２’によ
って構成されるベルト１．１′の形状が式（１）におい
てａ　＝　２．０４Ｘ　１０−’（１／ｍｍ）、　ｂ　
＝　２４５　（ｍｍ）で与えられる形状を有するような
鋳造機を用いて、０．１％Ｃ鋼組成を有する温度１５９
０℃の溶鋼を湯溜りに注入し、肉厚４．６　ｍｍ、板幅
１５００ｍｍの金属薄帯を１０７ｍｐｍの鋳造速度で製
造した。このときのキツシングポイントからメニスカス
までの湯面高さは１７５０ｍｍであり、ベルトと湯溜り
との接触長は約１９５０ｍｍである・。同じ条件下で、
サイド堰４．４′の間隔を小さくすることによって、板
厚４．６　ｍｍ、板幅９００　ｍｍの鋳片を鋳造するこ
とができた。次に板厚の大きい鋳片を鋳造するため、サ
イド堰を８６．７ｍｍだけ鋳造方向に下げ、上ガイドロ
ール２（２’）。

下ガイドロール３（３’）、冷却装置１２　（１２’）
を−・体として板厚方向に移動し、さらに下ガイドロー
ル３（３’）を中心として剛体回転を与えサイド堰との
ギャップを埋めた状態にして、溶鋼を注入し５．２＋ｎ
ｐｍの鋳造速度で板厚２５ｍｍの鋳片を製造することが
できた。

（実施例２） 第１図のような構造を有し、ベルト肉厚１．５ｍｍ。

ベルト幅２０００ｍｍ、上ガイドロール２，２’、下ガ
イドロール３，３′および冷却装置１２．１２’によっ
て構成されるベルト１．１′の形状が式（１）において
ａ　＝　２．０４ｘ　１０−’（１／ｍｍ）、　　ｂ　
＝　２４５　（ｍ＋ｎ）で与えられる形状を有するよう
な鋳造機を用いて、０．１％Ｃ鋼組成を有する温度１５
９０℃の溶鋼を湯溜りに注入し、肉厚４．６　ｍｎ＋、
板幅１５００ｍｍの金属薄帯を１０７ｍｐｍの鋳造速度
で製造した。このときのキラシンクポイントからメニス
カスまでの湯面高さは１７５０ｍｍであり、ベルトと湯
溜りとの接触長は約１９５０ｍｍである。同じ条件下で
、サイド堰４，４′の間隔を小さくすることによって、
板厚４．６　ｍｍ。

板幅９００　ｍｍの鋳片を鋳造することができた。次に
板厚の大きい鋳片を鋳造するため、サイド堰は固定した
まま、上ガイドロール２（２’）、下ガイトロール３（
３’）、冷却装置＋２　（１２’）を一体として鋳造方
向と反対側に８６　、７ｍｍだけ移動し、サイド堰に沿
うように板厚方向にも移動し、さらに下ガイトロール３
（３’）を中心として剛体回転を与えサイド堰とのギャ
ップを埋めた状態にして、溶鋼を注入し５．２ｍｐｍの
鋳造速度で板Ｍ２５ｍｍの鋳片を製造することがてきた
。

［発明の効果］ 以上説明した本発明の金属薄帯連続鋳造機を用いること
により、種々の板幅・板厚の金属薄帯を良好な品質で、
かつ高い生産性て安定して製造することか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属薄帯連続鋳造機の基本構造を示す
正面図、第２図は本発明の金属薄帯連続鋳造機で板幅の
比較的小さい鋳片を鋳造している状態の平面図、第３図
は本発明の金属薄帯連続鋳造機て板幅の比較的大きい鋳
片を鋳造している状態のモ面図、第４図は本発明の金属
薄帯連続鋳造機で板捏の比較的大きい鋳片を鋳造してい
る状態の正面図、第５図は本発明の金属薄帯連続鋳造機
の他の構造を示す図である。第６図は公知の双ドラム式
金属薄帯連続鋳造機を示す図、第７図は公知の双ベルト
式金属薄帯連続鋳造機を示す図である。 １．１′・・・無端ベルト、２，２′・・・」−ガイド
ロール、３，３′・・・下ガイトロール、４．４’・・
・サイド堰、５・・・ベルト走行方向、６・・・溶湯、
７・・・湯溜り、８．８′・・・凝固シェル、９，９′
・・・デンションロール、１０・・・金属薄帯、１１．
］］’・・・ガイトロール、１２．１２’・・・冷却装
置、１３・・・無端ベルトのＩｔ：Ｉ　（３７置、１４
・・・−トロールの旧位置、１５．１５’・・・下ロー
ルの１位置、］６．１６’・・・デンションロールのＩ
８位置、１７・・・冷却装置の旧位置、１８．１８−１
．１８−２・・・回転ドラム、１９．１９−１．１グー
２．１９−３．１！ｌ’−１，１９’−２，１９’−３
・・・プーリー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、傾斜して張り渡されて走行し上広鋳型の長辺面を形
   成する無端ベルト（１）、（１′）と、無端ベルト（１
   ）と（１′）とに挟持され鋳型の短辺を形成する上広形
   のサイド堰（４）、（４′）を有し、該上広鋳型の板面
   形状および対応するサイド堰の側面部形状が放物線形状
   であることを特徴とする金属薄帯連続鋳造機。