JPH0659521B2 - 水平連続鋳造における引抜き開始方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、水平連続鋳造における引抜き開始方法に関
し、もつと詳しくは、タンデイツシユに溶融金属を供給
した後にタンデイツシユノズルからモールドを経て鋳片
を引抜くための引抜き開始方法に関する。

背景技術 典型的な先行技術は、第９図に示されている。タンデイ
ツシユ１のタンデイツシユノズル２には、ブレークリン
グ３を介してモールド４が連接されている。モールド４
内には、スタータバー５のヘツド６と、スタータバー本
体７の一部分とが挿入されている。電気炉などで溶解さ
れた鋼をタンデイツシユ１内に注湯し、モールド４の溶
融による温度上昇を検出し、または、その溶鋼とスター
タバー５との電気的短絡を検出して、溶鋼がタンデイツ
シユノズル２およびブレークリング３を経てモールド４
に流入したことを確認し、その後に、スタータバー５を
引抜き方向８にロール９によつて引抜いて水平連続鋳造
を開始している。注湯からスタータバー５の引抜き開始
までは通常、零〜３０秒であつて、短時間である。

発明が解決すべき問題点 タンデイツシユ１内の溶鋼を注湯したとき、その溶鋼
が、前回の注湯時にタンデイツシユ１の内壁に固着して
いるスラツジと反応し、したがつてタンデイツシユ１を
不活性ガスでシールしていても、第１０図に示されるよ
うに鋳片に含まれるＳｉ、Ｍn およびＣなどの量が鋳造
開始後、数分間に大きく変動する。

鋳片が径の小さい線材などであるときには、タンデイツ
シユ１とモールド４とを連結するタンデイツシユノズル
２とブレークリング３との溶鋼流路の内径が小さく、し
たがつて溶鋼がここで凝固し、凝固した鋼によつて詰り
を発生し易い。特に鋳造開始時には、タンデイツシユ
１、タンデイツシユノズル２およびブレークリング３を
構成する耐火物の予熱状況、溶鋼の注湯状態および引抜
き開始のタイミングなどが不確定であり、そのためタン
デイツシユノズル２およびブレークリング３付近で鋼が
凝固して詰りを発生してしまい、鋳造することが不可能
になる場合が多い。

タンデイツシユ１への注湯時には、耐火物によつて溶鋼
からの熱吸収が行なわれ、したがつて第１１図に示され
るように注湯の数分間でタンデイツシユ１内の溶鋼温度
は大きく降下する。温度が降下してもタンデイツシユノ
ズル２およびブレークリング３付近で溶鋼が凝固してし
まわないようにするには、タンデイツシユ１に供給する
溶鋼の温度を相当に高くしておく必要がある。したがつ
てタンデイツシユ１に供給する鋼を溶解するための電気
炉およびタンデイツシユ１の耐火物の寿命が短くなる結
果になる。

この問題を解決する他の先行技術は、前述の第９図にお
けるブレークリング３付近に、引抜き方向８に垂直方向
に摺動自在であるスライデイングゲートを設け、このゲ
ートを移動して溶鋼流路を遮断することができるように
構成される。スライデイングゲートによつて溶鋼流路を
遮断した状態でタンデイツシユ１内に溶鋼を保持し、そ
の成分および温度、ならびにタンデイツシユ１とそれに
連なる耐火物の周辺の温度が、希望する状態になつた後
に、スライデイングゲートを開いて鋳造を開始する。

このような先行技術の新たな問題は、スライデイングゲ
ートを設けることによつて、タンデイツシユノズル２と
モールド４との間の引抜き方向８の距離が長くなり、し
たがつて溶鋼がスライデイングゲート付近で凝固し易く
なり、詰りを発生し易くなることである。

本発明の目的は、鋳片内のＳｉ，Ｍｎ，Ｃ等の成分の変
動を防ぎ、最も細いブレークリング内の通孔やその付近
で溶融金属が凝固して、この部分が閉塞するのを防ぐよ
うにした水平連続鋳造における引抜き開始方法を提供す
ることである。

問題点を解決するための手段 本発明は、誘導加熱用コイルが設けられたタンデイツシ
ユと、 タンデイツシユの側壁下部に設けられたタンデイツシユ
ノズルと、 タンデイツシユノズルからの溶融金属を導入して鋳造を
行うためのモールドと、 一端をタンデイツシユノズルに、他端をモールドに密嵌
され、モールドの内径より小さい内径の円筒部を有し、
タンデイツシユノズル側の一部がタンデイツシユ側に大
きいテーパ部とされたブレークリングと、 先端にヘツドが固定され、モータによつて正逆回転され
るローラを介してモールド内に進退自在に挿入されるス
タータバーと、 ブレークリングの、テーパ部に接当する円錐台部と、円
筒部に嵌込み可能な軸部とが一体形成され、溶融金属よ
りも比重が小さい材料から成り、前記タンデイツシユノ
ズルあるいはタンデイツシユノズルおよびブレークリン
グに嵌込むプラグとを有し、 タンデイツシユ内の溶融金属が、誘導加熱用コイルによ
つて加熱され、希望する成分および温度に達した後にモ
ータを起動してスタータバーをタンデイツシユ側に移動
させ、スタータバーのヘツドでプラグをタンデイツシユ
側に押出してタンデイツシユノズルを開口し、タンデイ
ツシユ内の溶融金属がモールド内に流入した後、モータ
を前記とは逆回転させてスタータバーによる引抜きを開
始することを特徴とする水平連続鋳造における引抜き開
始方法である。

作 用 本発明に従えば、タンデイツシユには、タンデイツシユ
ノズルをプラグで閉塞した状態で溶融金属を供給して貯
留し、この溶融金属の成分および温度が希望する状態に
なつた後にプラグをノズルから外してスタータバーによ
る引抜きを開始するようにしたので、鋳片の成分のばら
つきが小さくなるとともに、タンデイツシユノズルとモ
ールドとの間を接続する耐火物の温度が、溶融金属によ
つて上昇し、したがつてここで詰りを発生することが防
がれ、鋳片が小径線材であつても鋳造を確実に行なうこ
とが可能となる。したがつてむやみに高温度の溶融金属
をタンデイツシユに供給する必要がなくなり、耐火物の
寿命を長くすることができる。

実施例 第１図は、本発明の基礎となる構成を示す水平連続鋳造
装置の断面図である。耐火物から成るタンデイツシユ１
１は、タンデイツシユノズル１２からブレークリング１
３を介してモールド１４に連接される。モールド１４内
には、スタータバー１５のヘツド１６と、そのヘツド１
６が先端に固定されたスタータバー本体１７の一部分と
が挿入されている。一対のローラ１８は、モータ１９に
よつて駆動され、矢符２０の引抜き方向にスタータバー
本体１７と、それに連なる鋳片とを引抜き、また矢符２
０の逆方向に回転駆動することができる。

タンデイツシユ１１には、高周波誘導加熱用コイル２１
が設けられる。タンデイツシユ１１に貯留された溶鋼２
２の成分を検出するためのサンプリング装置２３と、溶
鋼２２の温度を検出するための温度計２４とが設けられ
る。

タンデイツシユノズル１２を閉塞するためのプラグ２５
は、頭部２６と、その頭部２６に連なり頭部２６よりも
小径の軸部２７とを有する。頭部２６は、ブレークリン
グ１３のタンデイツシユ１１側の端面に当接しており、
軸部２７はブレークリング１３内に嵌り込む。プラグ２
５の材料としては、 (a)溶鋼２２に溶込まず、(b)タン
デイツシユ１１、タンデイツシユノズル１２およびブレ
ークリング１３などの耐火物に付着せず、(c)溶鋼２２
に焼き付かず、(d)熱衝撃に強く、(e)機械加工性が良好
であり、さらにまた(f)溶鋼２２の比重たとえば７より
も小さい比重を有する材料が選ばれる。このようなプラ
グ２５の材料としては、たとえば比重が２〜３である窒
化ホウ素ＢＮおよび比重が５〜６であるジルコニアＺr
Ｏ₂などが挙げられる。

溶鋼の鋳造にあたつては、まずプラグ２５によつてタン
デイツシユノズル１２を閉塞する。そこで、溶鋼２２で
あるステンレス鋼ＳＵＳ３０４を容量が１００Ｋg であ
るタンデイツシユ１１にたとえば１５５０℃で注湯す
る。タンデイツシユ１１には、不活性ガスたとえばアル
ゴンガスを充満させて溶鋼２２の酸化および溶鋼２２へ
の窒素の吸収を防ぐ。注湯された溶鋼２２は、コイル２
１によつて誘導加熱される。タンデイツシユ１１内の溶
鋼２２の成分は、サンプリング装置２３によつて検出さ
れ、またその温度は温度計２４によつて検出される。

注湯後、成分と温度が鋳造に最適な値となつた時点で、
スタータバー１５のヘツド１６によつてプラグ２５を、
タンデイツシユ１１側（すなわち第１図の左方）に、モ
ータ１９およびローラ１８によつて駆動する。そのため
プラグ２５がタンデイツシユ１１内に入り込み、このプ
ラグ２５は前述のように溶鋼２２より小さい比重を有し
ているので、溶鋼２２から浮上がり、タンデイツシユノ
ズル１２を再び閉塞することはない。スタータバー１５
は、プラグ２５をタンデイツシユ１１側に押し込んだ後
に直ちに、素早く第１図の右方に変位する。これによつ
て溶鋼２２はタンデイツシユノズル１２からブレークリ
ング１３を経てモールド１４に流れ込み、スタータバー
１５のヘツド１６に付着して凝固し、次にスタータバー
１５の矢符２０への通常の引抜き移動に伴なつて鋳片が
鋳造される。

第２図および第３図は、スタータバー１５の引抜き開始
からの時間経過に伴なう鋳片の各成分を示す。溶鋼は前
述のようにＳＵＳ３０４であり、鋳片は１０mmφの線材
であり、タンデイツシユ１１に溶鋼２２を注湯し、約２
０分経過した時点で引抜きを開始した。この実験結果か
ら、鋳片に含まれるＣr、Ｎi、Ｍn、ＳiおよびＣ、Ｎ、
Ｏは鋳造時間の鋳造中においてほぼ一定であることが判
る。

第４図は、前述の本発明の基礎となる構成を示す水平連
続鋳造装置においてタンデイツシユ１１内に溶鋼２２を
注湯したときの溶鋼温度の時間経過を示す。タンデイツ
シユ１１内に溶鋼２２を注湯した直後は、その溶鋼２２
の温度は一旦低下するけれども、コイル２１による誘導
加熱によつて再び温度が上昇し、注湯から約２０分経過
した時点では、タンデイツシユノズル１２およびブレー
クリング１３において凝固せず、したがつて詰りを生じ
ない鋳造に適した温度に達し、鋳造中にはその最適な温
度のままとすることができる。

しかもタンデイツシユ１１に誘導加熱用コイル２１を備
えることによつて、溶鋼２２の温度を上昇することがで
きる。これによつてタンデイツシユ１１に注湯する溶鋼
の温度をむやみに高くする必要がなくなる。そのためタ
ンデイツシユ１１に溶鋼を供給する電気炉およびタンデ
イツシユ１１の耐火物の寿命を延長することができると
ともに、タンデイツシユ１１を構成する耐火物の予熱時
間および予熱量を低減することができる。特に、誘導加
熱用コイル２１を大出力のものとし、これによつてタン
デイツシユ１１内で鋼塊または鋼片を溶解する能力を持
つようにすると、鋳造を開始するとき、タンデイツシユ
１１内で鋼を溶解することができるので、溶鋼を電気炉
などで準備しておいてタンデイツシユ１１内へ注湯する
必要がなくなるので、溶鋼と大気との接触の機会を減ら
すことができ、溶鋼の酸化または窒素の吸収を防ぐこと
ができる。

タンデイツシユ１１内に前述のように溶鋼を注湯し、そ
の注湯から約２０分後に鋳造を開始することによつて、
タンデイツシユノズル１２およびブレークリング１３な
どの温度が溶鋼２２によつて上昇する。したがつてタン
デイツシユノズル１２およびブレークリング１３を溶鋼
２２が通過する際に、溶鋼が凝固することがなく、詰り
の発生を防ぐことができる。したがつてタンデイツシユ
１１内にむやみに高温度の溶鋼を注湯する必要がなくな
り、タンデイツシユ１１に溶鋼を供給する電気炉および
タンデイツシユ１１の耐火物の寿命を延長することがで
きる。このような利点は、タンデイツシユ１１に誘導加
熱用コイル２１が設けられていなくても、達成される。

第５図は、本発明の基礎となる構成を示す水平連続鋳造
装置の実験のために好適な他の例の断面図である。この
例の水平連続鋳造装置は前述の水平連続鋳造装置に類似
し、対応する部分には同一の参照符を付す。この装置の
例では、スタータバー本体１７が挿通するストツパ３０
が固定位置に設けられる。スタータバー本体１７の端部
には、ばね受け３１が固定される。コイル状のばね３２
は、スタータバー本体１７を外囲し、ストツパ３０とば
ね受け３１との間に設けられる。ばね３２は、スタータ
バー本体１７を第５図の右方にばね付勢し、その自然状
態ではヘツド１６は第５図に示されるようにモールド１
４内にある。

プラグ２５によつてタンデイツシユノズル１２を閉塞し
た状態で、タンデイツシユ１１に溶鋼２２を注湯し、そ
の溶鋼２２の成分および温度が希望する値となるように
保ち、そこで引抜き開始時には、作業者はハンマ３３を
用いてスタータバー本体１７の端部３４を第５図の左方
に向けて打つ。これによつてスタータバー１５のヘツド
１６は、プラグ２５をタンデイツシユ１１側に押込み、
プラグ２５はタンデイツシユノズル１２から外れる。そ
の後、ばね３２のばね力によつてスタータバー１５は、
瞬時に第５図の右方に後退する。これによつてタンデイ
ツシユノズル１２およびブレークリング１３を経て、タ
ンデイツシユ１１からの溶鋼がモールド１４内に流れ込
み、凝固してヘツド１６に固着する。そこでモータ１９
によつてローラ１８を駆動し、スタータバー本体１７お
よび鋳片を引抜き方向２０に移動して鋳造を行なう。

このような構成によれば、スタータバー本体１７がプラ
グ２５を押して第５図の左方に前進し過ぎることが、ス
トツパ３０およびばね３２のばね力によつて防がれると
ともに、このばね３２のばね力によつてスタータバー１
５を瞬時に第５図の右方に後退させることが可能とな
り、溶鋼２２を円滑にモールド１４に流入させることが
可能になる。

第６図は、本発明の一実施例の一部の断面図である。タ
ンデイツシユ１１のタンデイツシユノズル３５には、プ
ラグ３６が嵌込まれる。このプラグ３６は、タンデイツ
シユノズル３５の通路３７にぴつたりと嵌込む頭部３８
と、その頭部３８に連なる円錐台部３９と、円錐台部３
９の小径端部に連なる軸部４０とを有する。このプラグ
３６は、溶鋼よりも比重が小さい材料から成り、プラグ
３６を外してノズル３５を開口するときには、プラグ３
５をスタータバー１５のヘツド１６でタンデイツシユ１
１側に押出し、タンデイツシユ１１内の溶鋼がモールド
１４内に流入した後、引抜きを開始するように構成され
る。軸部４０は、ブレークリング４１に嵌り込む。この
ブレークリング４１は、タンデイツシユ１１の側壁下方
に設けられたタンデイツシユノズル３５とモールド１４
間に、一端をタンデイツシユノズル３５に他端をモール
ド１４に密閉嵌込み接合され、内径がモールド内径より
小さくし、タンデイツシユノズル３５側の一部をタンデ
イツシユ１１側に大きいテーパ状に形成される。

このような第６図に示された実施例では、プラグ３６
は、その頭部３８におけるタンデイツシユ１１と接触す
る受圧面の面積を小さくして、スタータバー１５のヘツ
ド１６によつてプラグ３６を第６図の左方に、すなわち
タンデイツシユ１１側に、押込む力を小さくすることが
できる。

第７図は、本発明の他の実施例の断面図である。タンデ
イツシユ１１のタンデイツシユノズル４２は、円錐台状
のノズル孔４３を有しており、プラグ４４はこのノズル
孔４３に適合する円錐台部４５と、この円錐台部４５の
小径端に連なる軸部４６とを有する。軸部４６は、タン
デイツシユノズル４２のノズル孔４３に連なるノズル孔
４７に嵌込む。この実施例では、プラグ４４はタンデイ
ツシユノズル４２の奥の方（すなわち第７図の左方寄
り）に配置され、これによつてプラグ４４をタンデイツ
シユ１１側（すなわち第７図の左方）にスタータバー１
５によつて押込んでノズル孔４３，４７を開くことを小
さな押込量で行なうことができる。

第８図は、本発明の基礎となる構成を示す水平連続鋳造
装置のさらに他の例の断面図である。この他の例では、
タンデイツシユ１１のタンデイツシユノズル４８とモー
ルド１４との間に介在されたブレークリング４９は、タ
ンデイツシユ１１側（すなわち第８図の左方）に拡開し
た円錐台部のノズル孔５０と、このノズル孔５０に連な
りタンデイツシユ１１から遠去かる方向（すなわち第８
図の右方）に拡開したもう１つのノズル孔５１とを有す
る。プラグ５２は、ノズル孔５１に適合する頭部５３
と、この頭部５３に連なる軸部５４とを有する。軸部５
４の端部には、外ねじ５５が刻設される。スタータバー
５６は、プラグ５２の軸部５４に刻設された外ねじ５５
が螺合する内ねじが刻設された凹所５７を有する。こう
してプラグ５２とスタータバー５６とが一体的に構成さ
れる。プラグ５２は、前述の各実施例におけるプラグ２
５，３６，４４と同様な材料から成る。

引抜開始時には、まずプラグ５２の頭部５３をブレーク
リング４９のノズル孔５１に当接し、これによつてノズ
ル孔５１したがつてタンデイツシユノズル４８を閉塞す
る。この状態でタンデイツシユ１１内に溶鋼を注湯す
る。こうして溶鋼の成分および温度が希望する値になつ
た後に、スタータバー５６を第８図の右方の引抜き方向
２０に移動する。これに伴なつてプラグ５２がノズル孔
５１から外れてタンデイツシユノズル４８が開く。タン
デイツシユ１１内の溶鋼は、タンデイツシユノズル４８
およびブレークリング４９を経てモールド１４内に流
れ、スタータバー５６、およびプラグ５２に連なる鋳片
が引抜かれて鋳造が行なわれる。この第８図の実施例で
もまた、プラグ５２の頭部５３がタンデイツシユ１１内
の溶鋼に接触する受圧面の面積は小さく、したがつてプ
ラグ５２の操作が容易である。

本発明は、鋼に関連して実施することができるだけでな
く、その他の金属に関しても同様に実施することができ
る。また本発明は、水平連続鋳造に限らず、他の鋳造方
法、たとえば縦型連続鋳造においても同様に実施するこ
とができる。

効 果 以上のように本発明によれば、タンデイツシユ内に注湯
された溶融金属の成分および温度が希望する値になつた
後に、プラグを外して溶融金属をタンデイツシユノズル
からモールドに流れ込ませ、引抜きを開始して鋳造を行
なうようにしたので、鋳片の成分のばらつきを小さく抑
えることが可能である。タンデイツシユには加熱用コイ
ルが設けられているためプラグをつけたまま溶融金属の
温度および閉塞し易いブレークリングの温度を所望の値
になるまで昇温させることができ、タンデイツシユノズ
ルおよびその付近において溶融金属が凝固して詰りを生
じてしまうことが防がれ、小径線材であつても鋳造を確
実に行なうことが可能になる。しかも注湯する溶融金属
の温度をむやみに高くしなくても、タンデイツシユノズ
ルからモールドに至る溶融金属の通路において詰りを生
じることを防ぐことができ、耐火物の寿命を長くするこ
とができる。

また、溶融金属がタンデイツシユ内に保持されて誘導加
熱用コイルによる加熱が行われることによつて溶融金属
中のスラグ、ガスの浮上も効果的に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基礎となる構成を示す連続鋳造装置の
断面図、第２図および第３図は第１図に示された前記の
水平連続鋳造装置における引抜き開始後における鋳造時
間と鋳造した鋳片の成分の変化を示すグラフ、第４図は
タンデイツシユ１１への溶鋼の注湯開始時から後の溶鋼
温度の変化を示すグラフ、第５図は本発明の基礎となる
構成を示す水平連続鋳造装置の他の例の断面図、第６図
は本発明の一実施例のタンデイツシユノズル３５付近の
断面図、第７図は本発明の他の実施例のタンデイツシユ
ノズル４２付近の断面図、第８図は本発明の基礎となる
構成を示す水平連続鋳造装置のさらに他の例のタンデイ
ツシユノズル４８付近の断面図、第９図は先行技術の断
面図、第１０図は第９図に示された先行技術における引
抜き開始からの鋳造時間中における鋳片の成分の変化を
示すグラフ、第１１図は第９図および第１０図に関連し
て述べた先行技術におけるタンデイツシユ１への注湯時
からの時間経過に伴なう溶鋼温度の変化を示すグラフで
ある。 １１……タンデイツシユ、１２，３５，４２，４８……
タンデイツシユノズル、１３，４１，４９……ブレーク
リング、１４……モールド、１５，５６……スタータバ
ー、１６……ヘツド、１７……スタータバー本体、２
５，３６，４４，５２……プラグ

フロントページの続き (72)発明者 細見 吉生 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 永野 恭一 神奈川県相模原市渕野辺５−10−１ 新日 本製鐵株式会社第二技術研究所内 (72)発明者 小山 邦夫 神奈川県相模原市渕野辺５−10−１ 新日 本製鐵株式会社第二技術研究所内 (72)発明者 長野 裕 福岡県北九州市八幡東区枝光１−１−１ 新日本製鐵株式会社第三技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−163551（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘導加熱用コイルが設けられたタンデイツ
   シユと、 タンデイツシユの側壁下部に設けられたタンデイツシユ
   ノズルと、 タンデイツシユノズルからの溶融金属を導入して鋳造を
   行うためのモールドと、 一端をタンデイツシユノズルに、他端をモールドに密嵌
   され、モールドの内径より小さい内径の円筒部を有し、
   タンデイツシユノズル側の一部がタンデイツシユ側に大
   きいテーパ部とされたブレークリングと、 先端にヘツドが固定され、モータによつて正逆回転され
   るローラを介してモールド内に進退自在に挿入されるス
   タータバーと、 ブレークリングの、テーパ部に接当する円錐台部と、円
   筒部に嵌込み可能な軸部とが一体形成され、溶融金属よ
   りも比重が小さい材料から成り、前記タンデイツシユノ
   ズルあるいはタンデイツシユノズルおよびブレークリン
   グに嵌込むプラグとを有し、 タンデイツシユ内の溶融金属が、誘導加熱用コイルによ
   つて加熱され、希望する成分および温度に達した後にモ
   ータを起動してスタータバーをタンデイツシユ側に移動
   させ、スタータバーのヘッドでプラグをタンデイツシユ
   側に押出してタンデイツシユノズルを開口し、タンデイ
   ツシユ内の溶融金属がモールド内に流入した後、モータ
   を前記とは逆回転させてスタータバーによる引抜きを開
   始することを特徴とする水平連続鋳造における引抜き開
   始方法。