JPH0566231B2 - - 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
るエネルギー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、出願人は先
に特願昭56−188862号において片面鋳造による金
属薄板の製造方法および装置を提案した。

即ち、この方法および装置は傾斜した無限軌道
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、鋳造方法と注入溶鋼流の方法を逆に、
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。

本出願人は、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、これらの技術にあつてもなお解
決さるべき技術的課題が存していた。

即ち、溶融金属溜り最深部から生成する凝固殻
を円滑に発達せしめ、表面性状のすぐれた均一な
所望厚さを有する金属薄板を連続鋳造によつて得
るには、第４図に示すような、溶融金属注入流７
による、凝固シエルアタツク２１のないようにし
なければならない。

また、上に述べた、片面凝固方式による連続鋳
造プロセスにあつては、溶融金属溜りの部位で、
側面堰に接した溶融金属が、第３図に示す「耳」
部１５をもつ樋状の鋳片を形成することがある。

而して、鋳片のフラツトな部分以外は、これを
切断除去しなければならないから、鋳造プロセス
における良鋳片歩留りを低下させることになる。

かかる観点から、無端金属ベルトを構成要素と
する、片面凝固方式の連続鋳造装置にあつて、金
属ベルト上に形成する溶融金属溜りの深さ、すな
わち無端金属ベルトの傾斜角度が重要な要件とな
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、従来技術における問
題点を解決し、表面性状のすぐれた、均一な厚さ
を有する金属薄板を、高い歩留で、連続鋳造する
ことができる、片面凝固方式の連続鋳造装置を提
供することを目的としてなされた。

問題点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、かつ冷却装置を背面に付設
した無端金属ベルトと、溶融金属の湯溜りを前記
金属ベルト上に形成するための後面固定堰と、前
記金属ベルトと同期して移動する側面堰とを有
し、溶融金属の注入位置を後面固定堰から所定距
離だけ離して位置せしめるとともに、前記金属ベ
ルトの水平面に対する傾斜角度θ〔度〕を、 0.8≦θ≦ｂ／10l・180／π （ただし、ｂは鋳片（薄板）幅、ｌは金属ベル
ト上に形成される金属溶湯溜りの金属ベルト長さ
方向の自由表面長、ｂは鋳片幅を表わす。）とす
ることを特徴とする薄板連続鋳造装置にある。

以下に、この発明を詳細に説明する。

この発明になる薄板連続鋳造装置の概略を第１
図に示す。

第１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、鋳造過程において、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と同期して移
動する。

５は、後面固定堰であつて、金属ベルト幅方向
に延在する如く設けられ、その下面の少なくとも
１部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、後面固定延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２図に、第１図に示す装置の幾何学的関係を
示す。

本発明にあつては、第２図に示す無端金属ベル
ト１の水平面となす角θ［度］を、(1)式のとおり
定める。

0.8≦θ≦ｂ／10l・180／π ……(1) この理由を、以下に説明する。

先ず、 0.8≦θ ……(2) とする理由は、溶融金属（溶湯）溜り８の深さ
を、これ以上小さく（浅く）すると、第１図に示
す、溶融金属注入流７が、直接、凝固殻上面を再
溶解せしめ、凝固殻上表面の凹凸が激しくなり、
表面性状のすぐれた、均一な厚さを有する鋳造薄
板を得ることができない。

次に、 θ≦ｂ／10l・180／π ……(3) とする理由を説明すると、第２図に示す溶融金属
溜り８の深さｈは、 ｈ＝lsinθ ……(4) である。ただしｌは金属ベルト上に形成される金
属溶湯溜りの金属ベルト長さ方向の自由表面長を
表わす。又θは鋳造ベルトの水平面とのなす角を
表わす。

処で、第３図に示す「耳」１５の切断除去によ
る歩留り落ちを、多くとも20％以内に抑えるため
には、片側につき、５式の関係を満足しなければ
ならない。即ち、片側について10％以下となるか
ら、ｈ≦ｂ／10となる。ただしｂは鋳片（ストリ
ツプ）の幅を表わす。

(4)式から(5)式が導かれる。

sinθ≦ｂ／10l ……(5) θが小さいときは、sinθ≒θ〔ラチアン〕であ
るから、これを(5)式に代入し度数に変換して(3)式
を得る。

而して、本発明における技術的課題をよりよく
解決するためには、無端金属ベルト１の水平面と
のなす角θ〔度〕は、 0.8≦θ≦ｂ／10l・180／π でなければならない。

作 用 以下、この発明の薄板連続鋳造装置の作用につ
いて説明する。

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。

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、湯溜り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、
湯溜り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。

この発明においては、すぐれた表面性状（湯
皺、二重肌等のない）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は
注入流７の位置が重要である。

即ち、第１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の位置或いはその近傍に注
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ーによつて、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100
mm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、省エネルギー、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、本発明薄板連続鋳造装置を説明する
立面図、第２図は、第１図に示す装置の幾何学的
関係を示す立面図、第３図は、片面凝固による連
続鋳造プロセスにおいて発生する「耳」を説明す
る立面図、第４図は、片面凝固による連続鋳造プ
ロセスにおける、溶融金属注入流による凝固殻再
溶解の模様を説明する立面図である。 １……金属ベルト、２……プーリー、３……冷
却装置、４……（移動型）側面堰、５……（固定
型）後面堰、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、
１５……耳部、２１……凝固シエルアタツク。

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、かつ
   冷却装置を背面に付設した無端金属ベルトと、溶
   融金属の湯溜りを前記金属ベルト上に形成するた
   めの後面固定堰と、前記金属ベルトと同期して移
   動する側面堰とを有し、溶融金属の注入位置を後
   面固定堰から所定距離だけ離して位置せしめると
   ともに、前記金属ベルトの水平面に対する傾斜角
   度θ〔度〕を、 0.8≦θ≦ｂ／10l・180／π （ただし、ｂは鋳片（薄板）幅、ｌは金属ベル
   ト上に形成される金属溶湯溜りの金属ベルト長さ
   方向の自由表面長、ｂは鋳片幅を表わす。）とす
   ることを特徴とする薄板連続鋳造装置。