JPH05318039A

JPH05318039A - 薄板連続鋳造方法と装置

Info

Publication number: JPH05318039A
Application number: JP6387792A
Authority: JP
Inventors: Masazo Furukawa; 雅三古川; Takeo Wakui; 健男涌井; Naotada Yoshida; 直嗣吉田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】接触注湯方式におけ凝固殻および凝固膜の生
成を抑制する技術の確立。【構成】タンディッシュそしてその先端に設けたノズル
部を介して、溶融金属を冷却ロール表面に供給する際
に、ノズル部上を通過する溶融金属を加速しながら１種
の吐出流れとして冷却ロール表面に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単ロールや双ロール式
の薄板連続鋳造装置および方法において、溶融金属流の
流れを利用して表面性状に優れた金属帯を製造する装置
および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、薄板連続鋳造装置として、単
ロール方式や双ロール方式が良く知られている。いずれ
の方式においてもタンディッシュからその先端に設けた
ノズル部を経由して冷却ロール表面に溶湯を供給するの
であるが、単ロール方式の場合、図１に示すように、取
鍋10からの溶鋼12を浸漬ノズル14をへてタンディッシュ
16に供給し、次いで、このタンディッシュ16から先端に
設けた鋳造ノズル20をへて冷却ロール22の表面に供給
し、その際に、冷却ロールの表面に直接、注湯用の鋳造
ノズルを構成する耐火材を接触させながら給湯する。一
方、双ロール方式の場合、図２に示すようにロール両サ
イドにサイド堰19を設け、冷却ロール22の表面との間に
形成される空間に給湯するのである。

【０００３】図１の場合、凝固の開始点が鋳造ノズル20
と冷却ロール22との接触線上に一義的に限定されるた
め、波立ち易い自由面からの不均一凝固に起因した湯じ
わや凝固厚みの変動といった問題が少なくなる。しかし
ながら、冷却ロール22と鋳造ノズル20との接触部に凝固
殻が容易に形成され、鋳造期間中にその凝固殻が固着あ
るいは剥離し、得られる金属薄帯の表面品質を損ねると
いった問題がしばしば起こる。また、溶湯の自由表面で
の流れが停滞すると、凝固膜が形成され同じく金属薄帯
の表面品質を損ねることも指摘されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の薄板連続鋳造
法は、本来、薄板を鋳造することから、得られる鋳片を
最終製品とするまでに施される加工は軽微なため、鋳造
された金属薄帯の表面性状は最終製品に大きな影響を与
える。そこで、図１のような冷却ロール表面に直接耐火
材が接触する方式においては、当該接触部での凝固殻お
よび溶湯自由表面での凝固膜の生成を防止する必要があ
る。

【０００５】かかる凝固殻の生成を抑制する技術として
は、例えば特開昭61−186153号公報に開示されたように
発熱体ノズルを用いるものがあり、またノズルからの吐
出流を利用したものとして、特開昭60−27448 号公報や
特開平３−81052 号公報に開示されたものがある。さら
に、電磁コイルによって強制的に湯流れを得ようとする
ものもある。これらはいずれも凝固殻の発生部に熱源を
供給するという点では発想が共通している。

【０００６】ところが、発熱体を使用する場合はその耐
火材料が限定され、ノズルからの吐出流を得るためには
複雑な形状のノズルを要し、電磁コイルを設置するには
大きなコイルと電流が必要であり、いずれも大きな費用
がかかる。

【０００７】なお、特開平２−127947号公報には、タン
ディッシュから冷却ロール表面に鋳込まれる溶融金属の
表面の乱れ、例えばスプラッシュを防止するために垂下
堰を設けることが開示されているが、これは堰の下方が
一部溶融金属内に浸漬されるが、その目的はもっぱら溶
融金属表面の乱れ防止であって、上述のような問題につ
いては何ひとつ関連しない。

【０００８】ここに、本発明の目的は、かかる従来技術
の問題点を解決するもので、簡単かつ安価に凝固殻およ
び凝固膜の生成を抑制できる連続鋳造方法とそのための
装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、金属薄帯を製造するための冷却ロ
ールの表面に鋳造ノズルを構成する耐火材が接触する接
触給湯方式を採用し、タンディッシュとそれに連結した
鋳造ノズルを介して溶湯金属を給湯する場合において、
例えば下方が開いた浸漬堰などの手段をノズル領域に設
けることにより、冷却ロール表面と鋳造ノズルとの接触
部および溶湯金属自由表面への活発な溶湯の流れを形成
させ得ることを知り、本発明を完成した。

【００１０】ここに、本発明は、タンディッシュそして
その先端に設けたノズル部を介して、該ノズル部を冷却
ロール表面に接触させつつ、溶融金属を冷却ロール表面
に供給する薄板連続鋳造方法において、冷却ロール表面
とノズル部との接触部での凝固殻の生成を防止するため
に、前記ノズル部上を通過する溶融金属を加速しながら
該溶融金属を冷却ロール表面に供給することを特徴とす
る薄板連続鋳造方法である。

【００１１】別の面からは、本発明は、タンディッシュ
そしてその先端に設けたノズル部と、該ノズル部と接触
する冷却ロールとを備えた、溶融金属を冷却ロール表面
に供給する薄板連続鋳造装置において、冷却ロール表面
とノズル部との接触部での凝固殻の生成を防止するため
に、前記ノズル部において当該接触部での溶融金属の流
れを加速する下方が開いた浸漬堰を設けたことを特徴と
する薄板連続鋳造装置である。

【００１２】さらに、前記浸漬堰を幅方向に少なくとも
３分割し、両端分割部分の合計長さを中心分割部分より
小とし、中心分割部分より前方の冷却ロール側に設けて
もよい。

【００１３】別の改良例によれば、上記薄板連続鋳造装
置において、さらに注湯ノズルからの溶融金属を前記浸
漬堰の中心分割部分に向かって案内するとともに、冷却
ロール表面から前記注湯ノズルの背後に至る溶融金属流
れを実現する、前記注湯ノズルを取り囲む本体部と、前
記中心分割部分にまで延設されていて、その実質的部分
がタンディッシュの長手方向に平行な両脚部とを備えた
馬蹄形案内堰を設けてもよい。

【００１４】よって、本発明によれば、冷却ロール表面
とノズル耐火材の接触部での凝固殻の生成および自由面
での凝固膜の生成が効果的に防止され、健全な表面品質
の金属薄帯が得られる。

【００１５】

【作用】次に、本発明の作用について、添付図面を参照
しながら、より具体的に説明する。図３は、単ロール方
式の場合について本発明を適用した一例を示す概略説明
図である。図中、図１、図２と同一部材は同一符号をも
って示し、タンディッシュ16までの経過は図３の場合も
同様である。図３において、回転する冷却ロール22、給
湯用浸漬ノズル14とそれに連結したタンディッシュ16、
ロール／ノズル接触部23への活発な湯流れを得るために
タンディッシュ16の蓋部21から垂下取り付けた浸漬堰26
から構成されている。

【００１６】取鍋10から注湯された溶鋼12は、タンディ
ッシュ16に続いて鋳造ノズル20を介して、回転する冷却
ロール22の表面に誘導される。このとき、冷却ロールと
鋳造ノズル先端の接触部およびその周辺の上方から、溶
融金属の搬送路に堰を配置することによって、タンディ
ッシュからの湯流れはこの堰部で縮流され、堰下方で流
速が高められ湯流れ前方のロール／ノズルの接触部に吐
出流が形成される。この吐出流による流動と熱源は、当
該接触部からの凝固を抑制し、凝固の開始点は冷却ロー
ル面上へ移行する。よって、凝固殻の生成・剥離による
表面品質の劣化は防止される。

【００１７】図４および図５は、同じく単ロール方式の
一例であり、図３の浸漬堰26を３分割した例を示す。図
４は平面図、図５は縦断面図である。図中、タンディッ
シュ内を先端の連結ノズル取り付け方向に複数に、図示
例では３つに分割した浸漬堰を設けている。

【００１８】浸漬堰26の両端分割部分30、30の合計長さ
を中心分割部分32より小とし、好ましくは両端分割部分
30の合計長さは全長の1/3 〜1/4 程度が好ましい。これ
らの両端分割部分30は、邪魔板として作用し、中心分割
部分32より前方の冷却ロール側に、好ましくは鋳造ノズ
ル20の先端よりも冷却ロール側にくるように設け、この
領域での溶鋼の滞留を阻止する。

【００１９】なお、このときの浸漬堰の中心分割部分32
と両端分割部分30の位置は冷却ロール22と鋳造ノズル23
の接触部に、最も大きな流速が得られるように設置する
ことが好ましいが、同一線上にあってもかまわない。

【００２０】図４および図５の態様においては、さらに
浸漬ノズル14からの溶鋼12を前記浸漬堰の中心分割部分
32に向かって案内するとともに、冷却ロール22の表面に
供給される溶鋼以外について前記両端分割部分30の下方
を経由してまたは経由せず前記浸漬ノズル14の背後に至
る溶鋼流れ (図中矢印で示す) を実現する経路が形成さ
れる。かかる溶鋼流れは、前記浸漬ノズルを取り囲む本
体部34と、前記中心分割部分32にまで延設されていて、
その実質的部分がタンディッシュ16の長手方向に平行な
両脚部36とを備えた馬蹄形案内堰39を設けることで実現
される。冷却ロール表面に供給されなかった溶鋼は、上
記案内堰39の背後を回って、オーバフローされる。

【００２１】タンディッシュ内を給湯路と排出路から構
成することにより、冷却ロール22と鋳造ノズル20の周辺
の溶湯流を活発にできる。よって、図４に示すように、
浸漬堰の分割分30および32がなくてもよい。さらに、給
湯路と排出路を逆に使用してもよい。または、図示のよ
うに３分割路でなく、多数に分割して溶湯路と排出路を
適宜使い分けてもよい。以上の処置は、特に鋳片のさら
なる広幅化には最適である。

【００２２】かくして、この態様によれば複数からなる
湯道の一部を給湯路に、また残りの湯道を排出路に使用
することができ、給湯路・排出路とも一方向の強い湯流
れが形成されるため、冷却ロール22と接触した鋳造ノズ
ル20の周辺の溶湯流は停滞することなく、活発な流動と
熱源が確保される。しかも、図示態様の場合、給湯路か
らの溶湯はすべて、浸漬堰の中心分割部分32をくぐって
冷却ロール表面に供給される。ここで、両側は排出路と
して予めレベルが低く設置されているため、冷却ロール
表面の溶湯はロール前方へオーバーフローせずに、適切
な湯面レベルをキープできる。ここで、排出路に戻る溶
湯は、浸漬堰両端分割部分30をくぐって行くため、その
直下および近傍での凝固殻の生成を防止する。

【００２３】よって、かかる構成をとることにより、自
由面からの凝固膜やロール／ノズル接触部での凝固殻の
生成はより一層効果的に抑制される。かかる態様による
注湯は、広幅材を製造する場合の広幅給湯に特に有効で
ある。

【００２４】なお、以上の手法は単ロール方式だけでな
く、ロール表面にノズルとタンディッシュを介して注湯
する双ロール方式にも適用可能であることはこれまでの
説明からも明らかである。また、溶鋼にかぎらず、溶融
金属一般に適用可能であることは当業者には明らかであ
ろう。次に、本発明をその実施例によってさらに詳細に
説明する。

【００２５】

【実施例】本例では図３に示す装置を使用してステンレ
ス鋼(SUS304)の鋳込試験をおこなた。図３に示すよう
に、外径600mm の回転する炭素鋼製の冷却ロールの表面
に直接、鋳造ノズルを構成する耐火材とそれに連結した
タンディッシュを介して取鍋より注湯されたSUS304の溶
鋼を給湯し、厚さ１mm、幅400mm の金属薄板を直接鋳造
した。

【００２６】レードル内の溶鋼重量は２トンであって、
タンディッシュ内の溶鋼重量は100kg であった。回転す
る冷却ロールの速度は30m/min であった。また、鋳造ノ
ズル先端での溶湯レベルは35mm一定であった。ここで、
従来通り、鋳造ノズル先端に何も設けない場合と、本発
明にしたがって鋳造ロールの先端、冷却ロールとの接点
近傍に、上方より浸漬堰を浸漬させてノズル底面とのギ
ャップを５mmにセットした場合の比較を行った。

【００２７】各々得られた鋳片のロール面側の表面状況
を図６、図７にそれぞれ示す。従来法では、図６に示す
ように、鋳造ノズル先端での溶鋼12の動きが緩慢なた
め、鋳造ノズル20と冷却ロール22との接点に凝固殻40が
生成されやすく、これがときどき離脱して鋳片38と冷却
ロール22の表面との間にかみ込み、鋳片表面の欠陥とな
って現れる。

【００２８】一方、図７に示すように、本発明にしたが
って浸漬堰26を下方を開いて浸漬させ溶鋼12の流路を絞
ると、オリフィス効果により、鋳造ノズル20と冷却ロー
ル22との接点に吐出流が得られるようにすると、該接点
での凝固殻生成は抑制され、全長にわたって健全な表面
の金属薄板が製造できる。

【００２９】

【発明の効果】以上の述べた如く、本発明によれば、ノ
ズルまたはタンディッシュ内に浸漬堰を配置し、ロール
／ノズルの接触部あるいは溶融金属の自由面に活発な湯
流れを加速・形成させることにより、表面欠陥のない健
全な金属薄帯を製造し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の単ロール方式の鋳造状況の概略説明図で
ある。

【図２】従来の双方ロール方式の鋳造状況の概略説明図
である。

【図３】本発明にかかる連続鋳造方法と装置との説明図
である。

【図４】本発明の別の実施例を説明する平面図である。

【図５】図４の縦断面図である。

【図６】実施例において上堰を設けなかった比較例の凝
固の様子を示す説明図である。

【図７】実施例における本発明例での凝固の様子を示す
説明図である。

【符号の説明】

12 : 溶鋼 14 : 浸漬ノズル 20 : 鋳造ノズル 22 : 冷却ロール 23 : 接触部 30 : 両端分割部
分 32 : 中心分割部分 34 : 本体部 36 : 両脚部 39 : 案内堰

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンディッシュそしてその先端に設けた
ノズル部を介して、該ノズル部を冷却ロール表面に接触
させつつ、溶融金属を冷却ロール表面に供給する薄板連
続鋳造方法において、冷却ロール表面とノズル部との接
触部での凝固殻の生成を防止するために、前記ノズル部
上を通過する溶融金属を加速しながら該溶融金属を冷却
ロール表面に供給することを特徴とする薄板連続鋳造方
法。
【請求項２】タンディッシュそしてその先端に設けた
ノズル部と、該ノズル部と接触する冷却ロールとを備え
た、溶融金属を冷却ロール表面に供給する薄板連続鋳造
装置において、冷却ロール表面とノズル部との接触部で
の凝固殻の生成を防止するために、前記ノズル部におい
て当該接触部での溶融金属の流れを加速する下方が開い
た浸漬堰を設けたことを特徴とする薄板連続鋳造装置。
【請求項３】請求項２記載の薄板連続鋳造装置におい
て、前記浸漬堰を幅方向に少なくとも３分割し、両端分
割部分の合計長さを中心分割部分より小とし、中心分割
部分より前方の冷却ロール側に設けたことを特徴とす
る、薄板連続鋳造装置。
【請求項４】タンディッシュそしてその先端に設けた
ノズル部と、該ノズル部と接触する冷却ロールとを備え
た、溶融金属を冷却ロール表面に供給する薄板連続鋳造
装置において、注湯ノズルからの溶融金属を前記ノズル
部に向かって案内するとともに、冷却ロール表面から前
記注湯ノズルの背後に至る溶融金属流れを実現する、前
記注湯ノズルを取り囲む本体部と、前記ノズル部近傍に
まで延設されていて、その実質的部分がタンディッシュ
の長手方向に平行な両脚部とを備えた馬蹄形案内堰を少
なくとも１以上設けたことを特徴とする薄板連続鋳造装
置。