JPH0661598B2 - ベルト式連続鋳造機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は断面形状が長方形あるいは側面が角形、円
形、だ円形等をした偏平な鋳片を鋳造するベルト式連続
鋳造機に関するものである。

［従来の技術］ 断面形状が長方形あるいは偏平な鋳片を連続鋳造する装
置の一つとしてベルト式連続鋳造機がある。

上記ベルト式連続鋳造機は、少くとも上流側ロールおよ
び下流側ロールに巻き掛けられた１個または相対する１
対の無端ベルトと、１対の短辺鋳型とを備えている。ベ
ルトと短辺鋳型とにより断面形状が長方形あるいは側面
が角形、円形、だ円形等をした偏平な鋳型が形成され
る。このように構成されたベルト式連続鋳造機におい
て、駆動装置によりベルトを鋳片引抜き方向に回動させ
ながら、溶融金属を鋳型に注入して断面形状が長方形あ
るいは偏平な鋳片を連続鋳造する。また、鋳造中にベル
トの溶融金属と接する面とは反対側の面を冷却水により
冷却する。最近は短辺鋳型を移動短辺とするものも知ら
れている。

このようなベルト式連続鋳造機は、たとえば特開昭50-6
1332号公報、特開昭50-89218号公報、特開昭60-203345
号公報その他により開示されている。

ベルト式連続鋳造機によれば、溶鋼等の溶融金属から最
終形状に近い数mm〜数＋mm程度の厚みをもつ偏平な鋳片
を直接製造することができる。したがって、金属薄帯の
製造において粗圧延、中間圧延などの多段階にわたる圧
延工程を省略することができるので、工程および設備の
簡略化が図られる。また、各工程間における素材の加熱
工程が不要になるため、省エネルギー効果も期待するこ
とができる。

ベルトの冷却は、特開昭50-89218号公報で開示されてい
るように上流側ロールに軸方向に間隔をおいて切られた
複数の円周溝をそれぞれ通る複数の冷却管の先端のノズ
ルからベルト面に冷却水を直接供給して行う。また、上
記公報の冷却装置では、同公報の第６図および第７図に
示すように、ベルトの予熱効果を増加させるために爪状
シールド（ノズル管延長部61）をノズルに取り付けてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来のベルトの冷却装置には次のような解
決すべき課題があった。

１）ノズルを出た冷却水はベルト幅方向へ広がり、ベル
ト幅方向に均一な水膜が形成されなければならない。し
かし、上記従来の冷却装置では、峰部側面（円周溝の側
壁面）により冷却水の広がりが妨げられ、ノズル管延長
部の先端より水膜が均一になるまでにかなりの距離が必
要であった。

２）ノズル管延長部の構造が複雑であり、メンテナンス
がたいへん困難であった。

３）冷却水のベルトへの供給位置はノズル管延長部の取
り付け位置によってのみ決定される。しかし、上記２）
項の理由により制作精度のみで取付け位置の精度を確保
することは困難であった。

そこで、この発明はベルト式連続鋳造機において上記課
題を解決するためのベルト冷却装置および冷却水ノズル
位置の調整方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 一対の対面無端ベルトと、その間の両側各々に側面を接
する移動短片とにより移動鋳型を形成し、前記ベルトの
上流側を掛支持する上流側ロールと下流側を掛支持する
下流側ロールを有し、前記上流側ロールの外周部にその
軸方向にベルト掛支持部と円周溝を各々所定の間隔で交
互に設け、前記円周溝の各々に冷却管を通し、この冷却
管先部にノズルを設け、このノズルからは前記ベルトの
溶融金属と接する面の裏面に冷却水を供給する冷却装置
を有するベルト式連続鋳造機において、前記冷却装置の
ノズルの先端部をベルト裏面の幅方向に沿って開口し、
このノズルの先端開口幅を、前記円周溝の開口幅（以下
単に円周溝の幅と称する。）を越え、且つ円周溝の設置
間隔（以下単に円周溝のピッチと称する。）未満に設定
することを特徴とするベルト式連続鋳造機にある。

即ち、前記ノズルの先端開口幅は、円周溝の幅を越える
広いものにしてベルト裏面の幅方向に均一な水膜を形成
させるが、円周溝の該ピッチ以上にするとノズル先端開
口幅を干渉させなければならずしかもベルト裏面に当た
る噴射水膜の両端が干渉して不均一となる。

冷却管の断面形状は四角形とすると断面積が向上して望
ましい。また、前記上流側ロールの後方に冷却水ヘッダ
を配置し、円周溝のほぼ半円周に沿うようにして冷却水
ヘッダからベルトまで延びる冷却管を設け、冷却管を補
強部材で強固に支持するようにしてもよい。補強部材は
前記円周溝のほぼ残りの半円周に沿うようにして延びて
おり、補強部材の一端は冷却水ヘッダ近傍で、また他端
はノズル近傍で冷却管に固定されている。

また、ノズル位置調整は、ベルト式連続鋳造機におい
て、冷却管を上流側ロールの軸線回りに傾動させてノズ
ルの先端位置を微妙に調整できるようにする。

この発明が実施されるベルト式連続鋳造機は、ベルトが
片ベルトあるいは双ベルトであってもよい。また、ベル
トの姿勢は水平、傾斜あるいは垂直のいずれであっても
よい。

［作用］ ノズルの開口幅は前記円周溝の幅超に拡大するようにな
っている。したがって、冷却水はノズルを出た所ですぐ
に隣りのノズルから出た冷却水と合流する。この結果、
ベルト幅方向に均一に広がる冷却水の水膜が形成され
る。ノズル先端開口の下面をそろえることは均一な水膜
を形成するのに望ましいことである。

また、上記のようにノズルを出た所で均一な水膜が形成
されるので、ノズルの先端をベルト面近くに位置させる
ことができる。したがって、冷却水が上流側ロールをむ
だに冷却することはないので、前記従来の冷却装置が必
要とした爪状シールド（ノズル管延長部）は不要であ
る。

さらに、冷却管を上流側ロールの軸線回りに傾動させて
ノズルの先端位置を調整する。したがって、冷却管、ノ
ズルなどに加工誤差あるいは取付け誤差があっても、効
率よくベルトに冷却水を供給することができる位置にノ
ズル先端を位置させることができる。

［実施例］ 広幅薄鋼スラブを製造する双ベルト式連続鋳造機を例と
して実施例を説明する。

第１図は、双ベルト式連続鋳造機の概略を示す図であ
る。この連続鋳造機においては、タンディッシュ１内の
溶鋼Ｍをフラットノズル２から鋳型４に供給する。この
鋳型４はロール７，８，９に掛け渡されて走行する鋼等
の耐熱性材料でできた一対のベルト６の相対する空隙の
両側部を移動短辺11で仕切ることによって形成されてい
る。電動モータおよび減速機を含む駆動装置（図示しな
い）により上流側ロール７および下流側ロール８を回転
駆動して、ベルト６を鋳造速度に応じて鋳片引抜き方向
Ｖに沿って回動する。また、移動短辺11も短辺駆動装置
（図示しない）によりベルト６と同様に鋳片引抜き方向
Ｖに沿って回動される。なお、移動短辺11は鋳片幅可変
装置（図示しない）により鋳型幅方向に移動可能であ
る。

この鋳型４に注湯された溶鋼Ｍは、噴流冷却部19および
パット冷却部20からなる冷却装置18によって冷却され、
偏平鋳型Ｓとなって搬出される。

この冷却装置18において、メニスカスｍから一定の深さ
の噴出冷却部19では溶鋼Ｍの静圧が低いため冷却水はヘ
ッダー22からノズル25へ高圧で導かれジェット噴流とし
てベルト６の背面を冷却している。また、ベルト６は平
坦度を保つために支持板群37により支持されている。

噴流冷却部19より下は溶鋼Ｍの静圧が高くなるためパッ
ド冷却部20を有しており、この冷却部の中はベルト６が
溶鋼Ｍの静圧に抗して鋳型空間を形成できるようにパッ
ド冷却部20の入側と出側の圧力調節して必要な冷却水を
流すことができる構造になっている。

第２図は双ベルト式連続鋳造機の鋳型上部周辺の詳細を
示している。なお、第２図は対となったベルトの片側の
装置のみしか示していない。

ベルト６の裏側にベルト冷却装置18の噴流冷却部19が配
置されている。すなわち、架台13のフレーム14に円弧状
のガイド穴15が切られている。ガイド穴15に冷却水ヘッ
ダ22の端部に取り付けられたガイドピン23がはめ合って
いる。上流側ロール７には、冷却管24を通すための複数
の円周溝10がロール軸方向に間隔をおいて切られている
（第３図参照）。冷却水ヘッダ22から冷却水管24が上流
側ロール７の円周溝10のほぼ上側半円周に沿うようにし
て鋳型内の湯面ｍの直下まで延びている。このような冷
却水管24の複数本がロール軸方向（鋳型長辺方向）に間
隔をおいて配列されている。また、補強部材29が前記円
周溝10の下側のほぼ半円周に沿うようにして延びてい
る。補強部材29の一端は冷却水ヘッダ22近傍で、また他
端はノズル25近傍で冷却水管24に溶接されている。補強
部材29は冷却水管24および冷却水を吐出するノズル25の
振動を防止する。上記円弧状のガイド穴15の曲率中心は
上流側ロール７の中心Ｏと一致している。また、冷却水
管24と補強部材29は架台13に固定解除可能に取り付けら
れている。したがって、冷却水管24と補強部材29とは一
体となって上流側ロール７の中心Ｏ回りに回動可能であ
り、また固定することができる。

各冷却水管24の先端はノズル25となっている。第３図は
上流側ロール７とノズル25の一部を示す正面図であり、
第４図はノズル25の斜視図である。これら図面に示すよ
うに、冷却水管24は断面形状が上流側ロール７の円周溝
10いっぱいに広がる長方形をしている。ノズル25は円周
溝10ら突き出ており、ノズル先端の吐出部27の断面形状
は横に幅広の長方形となっている。吐出部27の幅は円周
溝10のピッチにほぼ等しくなっている。冷却管24と吐出
部29とはテーパ部26でつながっている。

上流側ロール７の直下にベルト支持装置31が配置されて
いる。ベルト支持装置31は、鋳型長辺方向に延びる支持
軸32が架台13に回転可能に支持されている。複数の支持
板37が軸方向に摺動可能なようにして支持軸32にはめ合
っている。支持板37はベルト６をこれの裏面から支え
る。支持軸32の一端に押圧装置41の本体42が軸方向に摺
動可能にはめ合っている。鋳片引抜き方向に前記冷却装
置のノズル25近くまで延びているキャリッジ45が、ばね
43を介して本体42に取り付けられている。キャリッジ45
には、複数の支持ローラ47がキャリッジ45の長手方向
（鋳片引抜き方向）に沿って配列されている。上記支持
ローラ47は前記ばね43によってベルト６に押し付けられ
る。

上記のように構成された双ベルト式連続鋳造機におい
て、ベルト冷却装置18によりベルト６を水冷しながらタ
ンディッシュからフラットノズル17を介して鋳型１に溶
鋼Ｍを注入し、広幅薄鋼スラブを鋳造する。なお、冷却
水管24と補強部材29とを上流側ロールの中心回りに回動
させ、予めノズル25の位置を調整しておく。また、ベル
ト６の裏面に供給された冷却水Ｗは架台13に設けられた
樋30により回収される。

冷却水Ｗはテーパ部26を通過する間に吐出部27の幅いっ
ぱいに広がる。この実施例では吐出部27の幅が円周溝10
のピッチにほぼ等しいので、上流側ロール軸方向に連続
するようにしてノズル25の吐出部27は開口している。し
たがって、ノズルの出口で冷却水Ｗはベルト幅方向に途
切れることなく一様にベルト６に供給される。

第５図はノズルの他の例を示すもので、ノズル25の吐出
部27は厚み方向にもテーパがついている。冷却水はテー
パ部26からの冷却水は吐出部27において流速を増し、ノ
ズル25から噴出される。冷却水Ｗの流速が高いので、ベ
ルト６と冷却水Ｗとの間の熱伝達特性が向上し、冷却効
率を高めることができる。

第６図(a)〜(c)は、別の他のノズル例を示し、前記各例
と同様の機能部位には同一符号を付してある。このノズ
ル25は、同図(b)(c)に示す如く、断面円形の冷却管24の
先端に、後端の狭幅矩形口を連通接続し、先端の吐出部
27を広幅スリット状にし、後端から先端への流路形状変
化を直線的にテーパ加工したノズルである。このノズル
25は、上記の形状にしているため、該吐出部27の幅方向
及び厚方向の冷却水流速分布が均等である。

第７図(a)(b)は第６図に示すノズル25の変形例である
が、第４図、第５図例の各ノズルにも適用できる。第７
図(a)に示す如く、メニスカスＭの変更代Mhの全域に対
してメニスカスがどの位置に変更又は変動されても、メ
ニスカスにおける所定のベルト冷却効果が得られる冷却
水流速分布となるように、ノズル25開口部（吐出部）27
の下端に補助ガイド28を一段又は複数段突設したもので
ある。

これによって該変更代Mhの上端を通過するベルトの裏面
に衝突させた冷却水は、その流速を該変更代の下端まで
大きく減衰することがない。このため不必要に高い流速
で冷却水を該ベルト裏面に衝突させることがなく、かつ
メニスカスの変更の都度該衝突位置を変えるべく、ノズ
ル25の先端位置又は吐出角度を変更させる機構を設置す
る必要もなく、最高高温部となるメニスカス部を通過す
るベルトを常に充分に冷却してその熱歪変形を確実に防
止し、円滑で安全なベルト鋳造を可能にすると共に良品
質の薄鋳片を得ることができるものである。

［発明の効果］ この発明によれば、ノズルの開口幅が前記円周溝の幅超
となっているので、冷却水がノズルを出たところでベル
ト幅方向に均一に広がる冷却水の水膜が形成される。し
たがって、冷却効率を高めることができる。

また、前記従来の冷却装置が必要とした爪状シールド
（ノズル管延長部）は不要であるので、冷却装置の構造
が簡単になる。

さらに、冷却管を上流側ロールの軸線回りに傾動させて
ノズルの先端位置を調整する。したがって、冷却水管、
ノズルなどに加工誤差あるいは取付け誤差があっても、
ノズル先端を所定の位置に位置させることができる。併
せて補強部材の取付けによりノズル先端部の剛性が増加
し、水圧変動および機械振動による吐出流の向きの変動
もぐっと小さくできる。この結果、むだなくベルトに冷
却水を供給することができ、この点からも冷却効率の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すもので、双ベルト式
連続鋳造機の全体概略図、第２図は第１図の鋳造機の鋳
型上部周辺の詳細側面図、第３図(a)は第２図びＡ−Ａ
断面図、第３図(b)は上流側ロールとノズルの一部を示
す正面図、第４図は第３図(b)に示すノズルの斜視図、
および第５図はノズルの他の実施例を示す斜視図、第６
図はノズル例の他の実施例を示し、同図(a)は上ロール
７部周辺の側断面図で、(b)は(a)の矢視Ｉ−Ｉからの縦
断面図で、(c)は(a)の矢視II-IIからの横断面図、第７
図(a)(b)は第６図に示すノズル例の変形例の２例を示す
側面図、(c)は(a)の平面図である。 １……タンディッシュ、４……鋳型、６……ベルト、15
……ガイド穴、７〜９……ロール、10……円周溝、11…
…移動短辺、12……フラットノズル、18……ベルト式冷
却装置、23……ガイドピン、24……冷却水管、25……ノ
ズル、29……補強部材、31……ベルト支持装置、32……
支持軸、37……支持板、41……押圧装置、43……ばね、
45……キャリッジ、47……支持ローラ、Ｍ……溶融金
属、ｍ……湯面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片平 圭一 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設備技術本部内 (72)発明者 塩 紀代美 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３技術研究所内 (72)発明者 湯山 英俊 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 村上 英樹 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 原 良治 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 清水 正生 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 小立 昌徳 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の対面無端ベルトと、その間の両側各
   々に側面を接する移動短片とにより移動鋳型を形成し、
   前記ベルトの上流側を掛支持する上流側ロールと下流側
   ロールを掛支持する下流側ロールを有し、前記上流側ロ
   ールの外周部にその軸方向にベルト掛支持部と円周溝を
   各々所定の間隔で交互に設け、前記円周溝の各々に冷却
   管を通し、この冷却管先部にノズルを設け、このノズル
   からは前記ベルトの溶融金属と接する面の裏面に冷却水
   を供給する冷却装置を有するベルト式連続鋳造機におい
   て、前記冷却装置のノズルの先端部をベルト裏面の幅方
   向に沿って開口し、このノズルの先端開口幅を、前記円
   周溝の開口幅を越え、且つ円周溝の設置間隔未満に設定
   することを特徴とするベルト式連続鋳造機。
2. 【請求項２】前記冷却管の断面形状が四角形であること
   を特徴とする請求項１記載のベルト式連続鋳造機。
3. 【請求項３】冷却管の先端に取り付ける前記ノズルが、
   後端の狭幅矩形口を冷却管先端に連通接続し、先端の開
   口部を広幅スリット状にし、この後端から先端への流路
   形状変化を直線的にテーパ加工したノズルであることを
   特徴とする請求項１または２記載のベルト式連続鋳造
   機。
4. 【請求項４】前記ノズルの開口端の下端に補助ガイドを
   突設したことを特徴とする請求項３記載のベルト式連続
   鋳造機。
5. 【請求項５】前記上流側ロールの後方に冷却水ヘッダが
   配置されており、前記円周溝のほぼ半円周に沿うように
   して冷却水ヘッダからベルトまで前記冷却管が延びてお
   り、前記円周溝のほぼ残りの半円周に沿うようにして補
   強部材が延びており、補強部材の一端が冷却水ヘッダ近
   傍で、また他端がノズル近傍で冷却管に固定されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のベルト式連続
   鋳造機。
6. 【請求項６】前記冷却水ヘッダと冷却管とノズルと補強
   部材とを一体的に上流側ロールの回転中心を中心に回動
   可能にしてノズルからの冷却水噴射方向を調節可能にし
   たことを特徴とする請求項５記載のベルト式連続鋳造
   機。