JPH0566230B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、たとえば鋼帯の如き、金属薄板を
製造するための片面凝固連続鋳造装置に関する。

従来の技術 従来、金属薄板たとえば薄鋼板を製造するに
は、鋼塊を分塊圧延して200〜250mm厚さのスラブ
を得、このスラブをホツトストリツプミルで熱間
圧延するか、或いは溶鋼を連続鋳造してスラブを
得、これを熱間圧延するプロセスによつている。

しかしながら、これら従来技術によるときは、
大規模なホツトストリツプミルやスラブを加熱す
るエネルギを必要とする処から、薄板を溶鋼の連
続鋳造によつて直接的に得る技術の開発が望まれ
ている。

従来、溶鋼を連続鋳造する場合、鋳型内に溶鋼
を注入し、断面内の周囲を凝固させた後にこれを
下方に引抜く方法が一般に行なわれてきた。しか
し、この方法では、 溶鋼を鋳型内に注入するノズルの径と鋳型断
面寸法の関係から、厚さ数十mm以下の鋳片を得
ることは困難である、 鋳片と鋳型内壁面間の摩擦のため、鋳片引抜
速度を２ｍ／min以上にあげることは困難であ
り、２ｍ／min以上にすると凝固殻が破断し溶
鋼流が噴出（ブレークアウト）する危険があ
る、 といつた問題があつた。

これら従来の連続鋳造プロセスにおける問題を
解決して薄板の連続鋳造による効率的な製造方法
およびそのための装置を提供すべく、本発明者等
は先に特願昭56−188862号において片面凝固によ
る金属薄板の製造方法および装置を提案した。

即ち、傾斜した無限軌道をなす平板上に溶鋼を
注ぎ薄鋼板を鋳造する方法であつて、鋳造方向と
注入溶鋼流の方向を逆に、つまり無限軌道をなす
平板が斜面を上方に向つて移動する状態下で溶鋼
を平板上に注ぎ、傾斜移動平板上における溶鋼
（溶融金属）流の下端が溶鋼の表面張力で自己保
持されるようにして連続する方法、ならびに、駆
動輪により駆動され無限軌道をなすとともに傾斜
した平面を有するベルト機構と、傾斜したベルト
平面上に溶融金属を流下供給する手段と、傾斜面
上方側に鋳片を抽出する装置と、ベルトを駆動輪
を介して斜面上方向に駆動する装置とよりなる溶
融金属の連続鋳造装置である。

この技術によつて、たとえば２〜20mm厚さの鋼
板を連続鋳造によつて製造することができる。こ
の技術によれば、傾斜しその上方側へ移動する無
限軌道平面上で溶鋼（溶融金属）が凝固し、凝固
シエル（鋳片）の抽出速度と無限軌道平面（ベル
ト）の移動速度を同期させれば、ベルト表面と鋳
片間の摩擦に起因するブレークアウトを生ずるこ
とがないから、鋳造速度を飛躍的に高くすること
ができる。

また、片面凝固であるから、鋳造中鋳片の下面
はベルト表面に接しているが、上面は溶鋼または
雰囲気と接している状態で、鋳型のような空間を
制約するものがないからタンデイツシユから溶鋼
を供給するノズル配置に問題を生ずることもな
い。

本発明者等は、この技術をさらに改良し、溶融
金属注入流下端部に、金属ベルト幅方向に延在す
る固定堰を、金属ベルト上に弾機的に接する如く
配設して、金属ベルト上に溶融金属溜りを形成せ
しめ、金属ベルト上での溶融金属注入流先端部平
面形状の不揃いに起因する鋳片の湯皺生成の問題
を解決するプロセスを、特願昭59−120588号にて
提案した。

しかしながら、これらの技術においてもなお解
決さるべき技術的課題が存していた。

即ち、溶融金属注入流下端部に、金属ベルト幅
方向に延在する固定堰を、金属ベルト上に弾機的
に接する如く配設することによつて、金属ベルト
上に溶融金属溜りを形成せしめるようにしたか
ら、金属ベルト上での溶融金属注入流先端部平面
形状の不揃いに起因する、鋳片の表面性状の劣化
という問題は解決されたけれども、固定堰の溶融
金属溜りに接する面において、溶融金属の凝固が
起こり、このことに起因してコールドシヤツトと
呼ばれる断裂疵が入ることがある。

発明が解決しようとする問題点 この発明は、上に述べた傾斜した無限軌道をな
すベルト上に溶融金属を注ぎ、斜面上方向に鋳片
を抽出するようにしたプロセスにおけるコールド
シヤツト発生の問題を解決することを目的として
なされた。

問題を解決するための手段 この発明の要旨とする処は、鋳造方向が上昇す
るように傾斜せしめるとともに、冷却手段を付設
した無端金属ベルトと、外部から供給される溶融
金属の溶湯溜りを前記無端金属ベルト上に形成す
べく、その下面の少なくとも一部が前記無端金属
ベルト上面に弾機的に接し、無端金属ベルト幅方
向に延在するとともに、振動数が１Hz以上の振動
付与手段を備えた固定堰を設けてなる薄板の連続
鋳造装置にある。

以下に、この発明を詳細に説明する。

本発明者等は、斜面をなす金属ベルト上での片
面凝固による薄板の連続鋳造プロセスの研究を行
なう過程で、金属ベルト上に形成せしめる湯溜り
に接する固定堰に振動を付与すると、コールドシ
ヤツトが発生しなくなることを見出した。

すなわち、コールドシヤツトは、第３図に示す
ように、後面固定堰５のコーナ部からコールドシ
ヤツト核１９が凝固成長し、間歇的に剥離して生
ずる欠陥である。

発明者等は、後面固定堰５に振動を付与する
と、後面固定堰５のコーナ部における、コールド
シヤツト核１９の凝固成長をよく抑えることがで
きることを知見した。

即ち、後面固定堰５に振動を与えると、その振
動の周期でコールドシヤツト核１９を後面固定堰
５から剥離せしめることができるので、その剥離
周期を適当に短かくすることによつて、剥離部の
欠陥深さを実質的に無害になる程度に抑えること
ができる。このようにすれば、この剥離部には剥
離の痕跡が認められても、この痕跡は無害である
ためコールドシヤツトという欠陥名称から単なる
オシレーシヨン・マークと呼ばれる名称に変わ
る。

後面固定堰５の振動数を上げるとオシレーシヨ
ン・マークのピツチは小さくなり、高周波振動で
は極めて微細なピツチとなるため、実質的にはオ
シレーシヨン・マークとして観察されなくなる。

本発明にいう振動とは、機械的振動および高周
波振動であつて、振動数の選択はコールドシヤツ
トが無害化されるに十分な程度に振動数を確保す
る必要がある。

第１図に、この発明の薄板の連続鋳造装置にお
ける固定堰の一例を、第２図に、装置実施例の全
体プロフイルを示す。

第２図において、１は金属ベルトであつてプー
リ２に巻掛けられ無限軌道を形成する。３は冷却
装置であつて、鋳造過程における金属ベルト１
を、その背面から冷却する。４は側面堰であつ
て、図示しないスプロケツトホイールに巻回され
無限軌道を形成する耐熱性ブロツクのチエーンに
よつて構成され、金属ベルト１と同期して駆動さ
れる。

５は固定後面堰であつて、その下面が金属ベル
ト上面に接し、たとえば、ばねによつて弾機的に
金属ベルト上面に押圧される。６は注入装置であ
つて、後面固定堰５から、鋳造方向に所定距離を
置いて、注入流７が位置せしめられるように配設
される。８は湯溜りであつて、金属ベルト１面上
に、後面固定堰５と可動側面堰４とによつて囲ま
れる空間に、注入装置６から供給される溶融金属
によつて形成される。

９は凝固薄板、即ち鋳片であつて、金属ベルト
１によつて形成される斜面上方に湯溜り８から抽
出され、圧延ロール１０によつて圧延或は表面を
整形され、巻取装置１１によつて巻取られ、薄板
（ストリツプ）コイル１２とされる。

第１図において、５は固定堰全体を示す。

１３はフレーム、１４は押しばねであつて、固
定堰５の下端面を無端金属ベルト１の上面に弾機
的に押圧せしめるべく機能する。

１５は支点であつて、固定堰５はこの支点回り
に回転自在に支承され、ばね１４によつて、この
第１図では時計方向に回転し無端金属ベルト１の
上面に押圧される。

１６は、振動子、１７は振動連結棒であつて、
これらで振動付与装置を形成する。

この振動付与装置によつて、後面固定堰５に、
5KHz〜50KHzの高周波振動を付加する。

１８は、耐火段熱材である。

本発明における、振動付与装置の他の態様を第
４図に示す。

第４図において、２０はガイド、２１は連結
棒、２２は駆動装置である。

駆動装置２２において、モーターによる回転運
動が往復運動に変換され、連結棒２１、ガイド２
０を介して、後面固定堰５に、２〜３Hzの鋳造方
向の機械的振動を付加する。

本発明における振動付与装置のさらに他の態様
を第５図に示す。

第５図に示す態様では、振動連結棒１７は、無
端金属ベルト１の背面に、図示しない冷却手段を
伴なつて、直接に或はコロを介して接し、たとえ
ば30KHzといつた高周波振動を、無端金属ベルト
１を介して、後面固定堰５に付加する。

振動付与装置１６による固定堰５の振動方向
は、好ましくは鋳造方向若しくは無端金属ベルト
１幅方向（鋳片幅方向）であつて、その振動数は
１Hz以上である。

固定堰５の振動方向は、無端金属ベルト１の面
に交叉する方向、たとえば無端金属ベルト１の面
に垂直な方向であつてもよいけれども、その場合
は振幅が0.3mm以下に制限される。

これは、無端金属ベルト１と固定堰５の底面の
間隔が0.3mm以上になると、金属溶湯がこの間隙
に入り込み（湯さし）、固定堰５を設けるように
した本来の効果を喪失するという、発明者等の実
験結果に基づく知見による。

次に、振動数を１Hz以上とする理由を説明する
と、本発明者等が、片面凝固による連続鋳造を行
なつた結果によれば、コールドシヤツト発生の最
小周期は、およそ３秒である。従つて、1/3Hz以
下の周期で固定堰５に加振しても意味がない。

安全率を３として、振動数は、少なくとも１Hz
である。

而して、この発明においては、たとえば５〜50
Hzといつた高周波振動を、固定堰５に付与するよ
うにしても勿論よい。

作 用 上に述べた、この発明の薄板鋳造装置の作用を
述べる。

金属ベルト１は、プーリ２によつて、たとえば
70ｍ／minといつた速度で駆動される。それとと
もに、側面堰４も金属ベルト１に同期して、図示
しないスプロケツトホイールによつて駆動され
る。

固定堰５は、振動付与装置１６によつて、たと
えば、５Hzの振動数で、鋳造方向に振動せしめら
れる。

而して、後面固定堰５と可動側面堰４とによつ
て、傾斜している金属ベルト１面上に形成される
空間に、注入装置６から溶融金属、たとえば溶鋼
が注入され、湯溜８を形成する。

金属ベルト１は、後面固定堰５から始まる鋳造
過程において、その背面を冷却装置３によつて水
冷される。

而して、湯溜り８の下部で、後面固定堰５の下
面を通過した金属ベルト１面上で凝固が始まり、
湯面下で凝固層が発達して行き、薄板（鋳片）と
して、金属ベルト１による斜面上方に抽出され
る。

この発明にあつては、（湯皺、二重肌のない）
すぐれた表面性状で、均一な厚さを有する薄板を
連続鋳造によつて、高生産性下に得るために、注
入流７の位置が重要である。

即ち、第２図に示すように、金属ベルト１面上
で、凝固は、後面固定堰５直後で始まる。この後
面固定堰５の存在によつて、金属ベルト１面上に
おける凝固開始点が一様になり、凝固開始点の不
均一さに起因する、湯皺の生成、二重肌の生成、
凝固層厚さの不均一さ等が防止される。

もし、後面固定堰５の位置或はその近傍に注入
流７が位置すると、凝固開始点が乱れ、また、凝
固殻厚さが薄いために、一度凝固した凝固殻が再
溶解して表面性状のすぐれた、均一な厚さの薄板
（鋳片）を抽出することを困難にする。

また、湯溜り８から、凝固層（鋳片）が抽出さ
れた後、或は、湯溜り８の、鋳片抽出側のあまり
に端部に注入流７を位置せしめると、注入流７の
有する熱と落下エネルギによつて、それまで発達
してきた凝固層を抉つて、薄板（鋳片）表面性状
を損ない、厚さを不均一にしてしまう。

本発明者等の研究によれば、注入流７は、後面
固定堰５の鋳片抽出側の面から少なくとも100mm
離れ、かつ湯溜り８の金属ベルト移動方向長さの
90％以内に位置せしめることが、上に述べた理由
から必要である。

さて、湯溜り８から抽出された薄板（鋳片）９
は、さらに圧延ロール対10によつて圧延或は整形
され、巻取り装置１１によつて巻取られ、薄板
（ストリツプ）コイル１２とされる。

発明の効果 この発明は、表面性状のすぐれた、均一な厚さ
を有する金属薄板を、ブレークアウト或は破断の
心配が全くない状態で、高い生産性下に製造でき
るから、金属精錬過程から圧延過程の間を大幅に
簡略化でき、省エネルギ、コスト面で大きな効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の連続鋳造装置の固定堰の
一実施例を示す立面図、第２図は、この発明の連
続鋳造装置の全体プロフイルを示す立面図であ
る。第３図は、コールドシヤツト生成のメカニズ
ムを説明する立面図、第４図、第５図は、この発
明になる連続鋳造装置の固定堰の他の実施例を示
す立面図である。 １……金属ベルト、２……プーリー、３……冷
却装置、４……側面堰、５……固定堰、６……注
入装置、７……注入流、８……湯溜り、９……凝
固薄板、１０……圧延ロール、１１……巻取り装
置、１２……薄板コイル、１３……フレーム、１
４……押しばね、１５……支点、１６……振動付
与装置（振動子）、１７……振動連結棒、１８…
…断熱材、１９……コールドシヤツト核、２０…
…ガイド、２１……連結棒、２２……駆動装置
（モーター）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳造方向が上昇するように傾斜せしめるとと
   もに、冷却手段を付設した無端金属ベルトと、外
   部から供給される溶融金属の溶湯溜りを前記無端
   金属ベルト上に形成すべく、その下面の少なくと
   も一部が前記無端金属ベルト上面に弾機的に接
   し、無端金属ベルト幅方向に延在するとともに、
   振動数が１Hz以上の振動付与手段を備えた固定堰
   を設けてなる薄板の連続鋳造装置。 ２ 振動付与手段が、鋳造方向若しくは、鋳片幅
   方向の振動を、固定堰に与えるものである特許請
   求の範囲第１項記載の薄板の連続鋳造装置。 ３ 振動付与手段が、無端金属ベルトの面に交叉
   する方向の振動でかつ振幅の前記無端金属ベルト
   の面に垂直な方向成分が0.3mm以下の振動を固定
   堰に与えるものである、特許請求の範囲第１項記
   載の薄板の連続鋳造装置。