JPH0513748B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はベルト式連続鋳造機に係り、特にベル
ト鋳型を均一に冷却するに好適な冷却パツドを備
えたベルト式連続鋳造機に関する。

〔従来の技術〕

鋳片の表面形状がフラツトなスラブ材を鋳造す
る場合、１対の可動エンドレスベルトと、これら
のベルト間に挾持された１対の短辺とによつて形
成されたベルト鋳型部に溶鋼を導入し、ベルト背
部に設けられた冷却パツドとこれらのベルトとの
間に形成された間隙部に冷却水を導入し、冷却し
つつ連続的に鋳造を行なうベルト式連続鋳造機が
広く用いられている。

前記冷却剤の供給は一般に冷却パツド内に形成
されたヘツダー部から給水孔を通して行なわれ、
この供給された冷却水は前記間隙部に水膜を形成
して通過した後排水孔に入り、この排水孔の背部
に形成された排水溝を通つて外部に排出される。
そしてスラブ幅は前記短辺を移動することによつ
て変更可能に構成されている。

前記冷却パツドの給排水孔の形状としては、従
来特開昭61−37355号公報によつて提案されたよ
うに円形または楕円形となつており、しかも給水
孔の出側の形状が外側に向つて広がり、かつ隣接
する給水孔の出側が凹形状の溝によつて連結され
た状態になつているものが公知である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記公報によつて開示された従来技術のうち、
第７図に示すように冷却パツド１の表面のライナ
ー部２に形成された凹形状の溝３は、溶融金属４
が凝固した鋳片凝固厚みが十分に成長して鋳片表
面形状の変形に対する剛性が大きくなつた場合に
は、給水のエネルギ損失を防止することができて
冷却水供給には有効である。しかしベルト鋳型５
と冷却パツド１の表面に形成される冷却水路とな
る間隙部６は、鋳片表面を平坦にするためにはそ
り厚みが幅方向に均一に形成されることが必要で
あり、不均一に形成された場合には修正しなけれ
ばならない。このため凝固厚みの成長が十分でな
く、湯面変動などの影響で幅方向に対して負荷が
安定していない鋳型上流部では、冷却水は前記溝
部３を通つて負荷の低い部分へ流出する。この結
果冷却水を均一に流すことができないという問題
があつた。一方冷却水の供給は幅方向に対し共通
のヘツダー部８を有する複数個の給水孔７から間
隙部６へ行なわれるため、それぞれの給水孔７へ
の供給量は該部の流水抵抗によつて決定される。
従つてベルト鋳型５の幅方向に不均一状態が生じ
た場合、間隙部６における水膜の厚みが大となつ
た部分では給水孔７の出側の流水抵抗が小とな
り、該部への供給量も大となつてベルト鋳型５の
凹凸修正ができないという問題もあつた。

これらの問題は、前記従来技術のうち第８図に
示すように給水孔７の入側の形状を細管として十
分な抵抗を持たせ、出側を外側に向つて広がりを
持たせた形状とすることにより解決する。これは
ベルト鋳型５の凸となつた部分における抵抗減少
の影響が小となり、すべての給水孔７にほぼ一定
の冷却水が供給されるためである。

しかしながら、ベルト鋳型５と冷却パツド１と
の間の距離を一定にし、その間に形成される冷却
水膜体の厚みを一定にした状態で、可視実験によ
り冷却水の流れを観測した結果、第９図ａ，ｂに
示すように幅方向に不均一な冷却水の流れを呈す
ることが判明した。これは小円形の給水孔７から
の円形の排水孔９への流れを形成され、給水孔７
から排水孔９までの距離に局部的に差が生じるた
め、より流水抵抗の少ない箇所へ流れようとする
流体の性質によるものと考えられる。この傾向は
実鋳造中のベルト鋳型測温結果から得られてお
り、幅方向に均一であることが望ましい温度分布
が、第１０図に示すようになつている。図中にお
ける実線Ａと破線Ｂとは、それぞれ幅方向に対し
て異なる点を測定した結果である。この現象は鋳
片の温度分布ムラを示すもので、鋳片割れの起因
となる。一方ベルト鋳型５においても頻繁な温度
昇降による熱疲労を受けて、長時間連続鋳造時の
ベルト寿命を低下させるという問題も発生する。

この問題を解決するには、給水孔７と排水孔９
との間の距離を大とすればよいが、このためには
冷却水圧力を大としなければならず、低負荷であ
るベルト鋳型５の上流部における変形が発生する
ので自ずから限界が生ずる。また給水孔７のピツ
チを小としてもよいが、幅方向に対する水膜厚み
剛性が低下したり、加工工数が増大したりするこ
とから実用上問題がある。

また、給水孔７の加工も困難であり、十分な加
工精度を確保できないという問題もある。

上記した問題を解決するために本発明はなされ
たものであり、その目的は、冷却剤をベルト鋳型
の幅方向に対し低圧高速で均一で流すと共に、ベ
ルト鋳型の幅方向に対し水膜厚み剛性の高い冷却
水流を得ることができる加工性に優れた冷却パツ
ドを備えるベルト式連続鋳造機を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明では、一対の
可動エンドレスベルトにより構成されたベルト鋳
型部と、該ベルトの背部に設けられ、該ベルトを
支承しつつ冷却するための冷却剤を供給する複数
個の冷却剤供給部を備えた冷却剤供給列及び供給
された冷却剤を排出する複数個の排出部を備えた
冷却剤排出列を前記ベルトの鋳造方向に沿つて複
数列有する冷却パツドを備えたベルト式連続鋳造
機において、前記冷却剤供給列は、前記冷却パツ
ド表面に着脱可能に挿入された板部材から構成さ
れ、前記冷却剤供給列の前記冷却剤供給部の出側
形状の断面がほぼ矩形の断続的なスリツト状を形
成されると共に、該冷却剤排出部が前記冷却パツ
ドに設けられた冷却剤供給ヘツド部と連通するよ
うに配置されるように構成したものである。

〔作用〕

上記のように冷却剤供給列の冷却剤供給部の出
側形状の断面をほぼ矩形の断続的なスリツト状に
形成することで、冷却剤供給部から冷却剤排出部
に至る距離に局部的な差を発生させることが少な
く、冷却剤の流れを幅方向に対して均一とでき
る。

しかも冷却剤供給部と冷却剤排出部との間の距
離が短いため供給する冷却剤の圧力は小さくてよ
く、冷却剤供給部のピツチも大きいので水膜厚み
剛性が低下することはない。

更に、冷却剤供給列は、冷却パツド表面に着脱
可能に挿入された板部材から構成されているた
め、冷却剤供給部の出側に形成された断面がほぼ
矩形の断続的なスリツト状の加工を平面加工で仕
上ることができ、加工精度が向上できる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るベルト式連続鋳造機の冷却
パツドの一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に本発明の一実施例を示す。図において
第７図に示す従来例と同一または同等部分には同
一符号を付して示す。冷却パツド１の前面にはベ
ルト鋳型５との間に冷却水水路を形成する間隙部
６を介して金属板よりなる複数枚のライナー２が
設けられており、これらのライナー２の間にはく
し状板１０が固定されている。ライナー２には幅
方向に複数個の円形の排水路９が形成されてお
り、これらの排出孔９は前記冷却パツド１内に形
成された図示せぬ排水溝に連通している。前記く
し状板１０には一定のピツチで断面がほぼ矩形状
の給水孔７が形成されており、これらの給水孔７
は前記冷却パツド１内に形成されたヘツダー８に
連通している。そしてヘツダー８には冷却水供給
管１１を介して、所定の圧力で冷却水が導入され
る。

次に本実施例の作用を説明する。間隙部６への
冷却水の供給は、冷却パツド１内に形成されたヘ
ツダー８からくし状板１０に形成された給水孔７
を経て行なわれ、冷却パツド１に設けられたライ
ナー２とベルト鋳型５との間に形成された間隙部
６を通過し、排水孔９から外部へ放出される。そ
してその間にベルト鋳型５を冷却し、溶融金属４
を冷却凝固させ、ベルト鋳型５の移動と同期して
引抜かれて鋳片１２が形成される。

本実施例におけるベルト鋳型５の支持は、給排
水孔７，９間の冷却水圧力によつて行なわれる。
この圧力は排水孔９へ流入する時点での圧力と、
下記式(1)で示す圧力Ｐの平均値との和で与えられ
る。

Ｐ＝λv²l／4gδν_n ……(1) ここで、ｖ：冷却水流速、ｌ：給排水間流路
長、ｇ：重力加速度、δ：水膜厚み、ν_n：冷却水
比とする。

またλは冷却水流水のレイノズル数の函数とし
て与えられるものであり、本実施例における冷却
水流域は遷移域であつて一般に0.03乃至0.045の
値を示す。また冷却水流れによる冷却の強度Ｆ
は、一般に下記式(2)で表わすことができる。

Ｆ＝Ｃv^0.8／δ^0.2 ……(2) ここでＣは常数である。

ベルト鋳型５に加わる負荷はその大半がν_n・Ｈ
で表わされる溶融金属の静圧であり、ここでＨは
溶鋼湯面に対するベルト鋳型５の高さ方向の位置
を示す。従つて鋳型上流においてはＨが小となり
負荷も小であるが、溶融金属は高温状態であるた
め、式(2)に示すように冷却強度Ｆはｖを大にしδ
を小さくした方が大きくなる。反面式(1)で示すよ
うにｖを大にしδを小さくすると冷却水圧力Ｐが
大となり、ベルト鋳型５の負荷限界を超えるた
め、この圧力支持の釣合いを保つために結果的に
δを大にしｖを小とせざるを得ない。このためベ
ルト鋳型５の冷却強度Ｆは低下する。

しかしながら本実施例によると、第２図に示す
ように給水孔７から排水孔９までの距離に局部的
な差が少ないため、冷却水圧力Ｐを実験的に測定
した結果、式(1)におけるλの値が従来例によると
0.03乃至0.045であつたものが0.015乃至0.02と小
であることが判明した。このため前記式(2)におけ
るｖを大にしδを小にして冷却強度Ｆを大きくし
ても、冷却水圧力Ｐを小さくすることができる。
また本実施例の構造によれば、くし状板１０は平
面加工のみで仕上げられ、加工が容易であると同
時に加工精度も向上でき、給水の抵抗をより均一
性の高いものとすることができる。またくし状板
１０の厚みを薄くすることで給水剛性も向上させ
ることができる。

本実施例によれば、冷却水の流れをベルト鋳型
５の幅方向に対して均一にすることができるの
で、ベルト鋳型５及び鋳片１２の冷却ムラをなく
すことができ、鋳片割れの発生を防止し、ベルト
鋳型５の耐久性が向上する。さらに冷却水流速ｖ
を大きくし水膜厚みδを小さくすることができる
ので、冷却強度Ｆの大きい冷却水の流れを実現す
ることができる。

第３図及び第４図は前記くし状板１０の給水孔
７ａ，７ｂを入口側に絞り部を持ち、出口側が水
平方向に末広がり状に形成したものであり、給水
孔７ａ，７ｂの出力端は水平方向に長い矩形とな
つている。第３図に示す給水孔の末広がり部は直
線テーパ状に、第４図に示す給水孔の末広がり部
は円弧状にそれぞれ形成したものである。これら
の場合には給水孔７ａ，７ｂの入口部に形成され
た、絞り部の絞り効果も得られて給水剛性を向上
させることができる。

第５図はスリツトの短辺を円弧状に形成した場
合を示し、第１図に示した実施例と同様の効果が
ある。

第６図はくし状板１０に形成された給水孔７の
出口側下面をテーパ状とし、くし状板１０の背部
を円弧状に密閉し、背部下面にヘツダー部８に連
通する冷却水供給孔１０ｃを形成したものであ
る。本実施例によれば、冷却水の流れが複数回方
向変換されるので、流れの均一性が向上し冷却水
中の異物による目づまりを防ぐことができる。

上記各実施例ではベルト鋳型５及び鋳片１２を
冷却水によつて冷却する場合について説明した
が、冷却水以外の冷却剤を用いてもよい。またス
リツトは排水孔９側に形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ベルト式
連続鋳造機の冷却パツドの冷却剤供給部の出側形
状の断面をほぼ矩形の断続的なスリツト状にした
ので冷却剤の流れをベルト鋳型の幅方向に対し低
圧高速で均一に流すと共に、ベルト鋳型の幅方向
に対し水膜厚み剛性の高い冷却水流を得ることが
できる。

更に、複数個の冷却剤供給部を有する冷却剤供
給列は、冷却パツド表面に着脱可能に挿入された
板部材から構成されているため、冷却剤供給部の
出側に形成された断面形状の加工を平面で行なう
ことができるので加工性に優れる。

しかも、冷却剤供給列は、冷却パツド表面に着
脱可能に挿入された板部材であるため、冷却剤供
給孔が目詰り等を起こした場合でも、容易に交換
を行なうことができるのでメンテナンス性にも優
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るベルト式連続鋳造機の冷
却パツドの一実施例を示す斜視図、第２図は本実
施例における冷却水流線図、第３図、第４図、第
５図及び第６図は本発明の他の実施例を示す斜視
図、第７図及び第８図は従来の冷却パツドを示す
幅方向断面図、第９図は従来の冷却パツドにおけ
る冷却水流線図、第１０図は従来のベルト鋳型の
温度分布を示すグラフである。 １……冷却パツド、５……ベルト鋳型、７，７
ａ，７ｂ……給水孔、９……排水孔、１０，１０
ａ，１０ｂ……くし状板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の可動エンドレスベルトにより構成され
   たベルト鋳型部と、該ベルトの背部に設けられ、
   該ベルトを支承しつつ冷却するための冷却剤を供
   給する複数個の冷却剤供給部を備えた冷却剤供給
   列及び供給された冷却剤を排出する複数個の排出
   部を備えた冷却剤排出列を前記ベルトの鋳造方向
   に沿つて複数列有する冷却パツドを備えたベルト
   式連続鋳造機において、 前記冷却剤供給列は、前記冷却パツド表面に着
   脱可能に挿入された板部材から構成され、 前記冷却剤供給列の前記冷却剤供給部の出側形
   状の断面がほぼ矩形の断続的なスリツト状を形成
   されると共に、該冷却剤排出部が前記冷却パツド
   に設けられた冷却剤供給ヘツダ部と連通するよう
   に配置されていることを特徴とする冷却パツドを
   備えたベルト式連続鋳造機。