JPH0699251A - 薄板連続鋳造方法および装置 - Google Patents

薄板連続鋳造方法および装置

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JPH0699251A
JPH0699251A JP24668592A JP24668592A JPH0699251A JP H0699251 A JPH0699251 A JP H0699251A JP 24668592 A JP24668592 A JP 24668592A JP 24668592 A JP24668592 A JP 24668592A JP H0699251 A JPH0699251 A JP H0699251A
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JP
Japan
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molten metal
continuous casting
conductive segment
thin plate
pool
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JP24668592A
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Inventor
Takehiko Fuji
健彦 藤
Eiichi Takeuchi
栄一 竹内
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 双ロール連続鋳造による薄板鋳片の鋳造に関
し、電磁シール法を用いて一定のロール長以下の任意の
幅を有する、良好な表面性状の薄板を得る。 【構成】 一対の冷却ロールおよび一対のサイド堰で構
成された溶湯プールを、冷却ロール外部に設けた誘導コ
イルで発生させかつその誘導コイルを貫通して溶湯端部
をロール上下から挟み込む位置まで延びた高比透磁率の
コアによって誘導された磁場を、冷却ロールに近接した
導電セグメントで溶湯端部に集中させ、金属溶湯プール
の湯面がドーム状になるように保持し、さらに上記誘導
コイルの電流を制御することにより、金属溶湯プールと
導電セグメント壁面とが、金属溶湯プールの水平下端部
で実質的に電気的導通の無い軟接触をする以外は非接触
状態になるように湯面ドーム形状を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、双ロール連続鋳造法に
より、鋳造状態から熱間圧延を経ずに直接冷間圧延を行
うのに適した厚さ数mmの薄板鋳片を連続鋳造する方法お
よびその実施のための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】薄板鋳片は最終製品までの加工度が比較
的小さく、鋳片の表面性状が製品の表面品質に強く影響
するため、良好な表面性状の鋳片を鋳造することが極め
て重要である。双ロール連続鋳造においては、一対の冷
却ロールとその両端面に配置したサイド堰とで構成した
連続鋳造鋳型内に金属溶湯を注入し、鋳型内に形成され
た湯溜まり(溶湯プール)の溶湯がそれぞれの冷却ロー
ル外周面に接触して冷却され一対の凝固殻が生成し、両
冷却ロールの回転により下方に移動した凝固殻が冷却ロ
ールの最終接近位置(キッシングポイント)付近で合体
し、薄い帯状の鋳片として下方へ送出される。
【0003】このような、溶湯プールを形成する薄板鋳
片の連続鋳造においては、冷却ロール端面の溶湯保持技
術が必須であり、例えば耐火物製のサイド堰により溶湯
を保持する方法が提案されている。これは、溶湯保持に
対しては有効であるが、サイド堰とロールとの接触部か
らの湯漏れや、あるいはこの湯漏れを防止するためにサ
イド堰をロールに押し付けると堰が損耗するという別の
問題が生ずる。
【0004】その対策として、溶湯プールを電磁力によ
り保持させる電磁シール法が提案されている。しかし、
上記従来の電磁シール法においては、溶湯プールのサイ
ド堰として耐火物を用いるため耐火物が損耗し、不均一
損耗によって湯漏れが生ずるという問題があり(特開昭
63−80945号公報)、あるいは通電管と溶湯が接
触すると高電位差のためスパークが発生するので、絶縁
用の耐火物の使用が必須であり、やはり上記と同様の問
題があった(特開昭63−80944号公報)。このよ
うな問題を回避する上で、交流磁場を一対の冷却ロール
外部に配置した誘導コイルで発生させ、発生磁場を高透
磁率を有するコアを用いて溶湯プール端面に輸送し、誘
導電磁力のみで溶湯端面を保持する方法が提案されてい
る(米国特許第4974661号)。しかし、この方法
ではコアで輸送した誘導磁場が拡散し、大きな湯面高さ
を得ることがが困難であると共に、自由表面である保持
湯面の不安定性により湯面の振動が発生し、鋳片幅を十
分一定に保てない問題があった。
【0005】一方、規定長さの一対の冷却ロールにより
該規定長さ以下の任意の幅の薄板鋳片を得るいわゆる幅
可変技術については、例えば一対の冷却ロールをその軸
方向にずらし、近接するロール対向部分の長さを規定の
鋳片幅にし、その端面をサイド堰により保持する方法が
提案されている(特公昭63−35346号公報)。こ
れは、一対の対向する冷却ロールの間に形成される湯溜
まりの間にサイド堰を配置した場合、ロールの最近接部
近傍が数mmの空間となり十分な強度を持った耐火物の堰
の設置が困難となる点を解消する技術である。しかしな
がら、この場合も耐火物堰に起因する前記問題は残留
し、また実際の一対の冷却ロールに要求される、鋳片厚
みの鋳片幅方向分布(いわゆるクラウン)を制御するた
めに設けられたロール自身の直径のロール軸方向分布の
ために前記のロールを軸方向にずらす方法を行うとクラ
ウンの制御が不可能となる問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
電磁シール法の欠点を解消し、かつ、規定の長さのロー
ルにより任意のロール規定長さ以下の幅を有する、良好
な表面性状の薄板鋳片を鋳造する双ロール連続鋳造方法
およびその実施のための装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の薄板連続鋳造方法は、以下のような特徴を
有する。まず、(1)水平かつ平行に配置した一対の冷
却ロール間にサイド堰を配置して連続鋳造鋳型を構成す
る薄板連続鋳造装置を用いて行う薄板連続鋳造方法にお
いて、絶縁帯域を挟んで配列された複数の導電セグメン
トまたは単一の導電セグメントからなり、溶湯プールの
鉛直断面形状を有するとともに冷却ロール間の上側に配
置されたサイド堰を設けた後、一対の冷却ロール外部に
設けた誘導コイルで発生させ、かつその誘導コイルを貫
通して溶湯端部をロール上下から挟み込む位置まで延び
た高比透磁率のコアによって誘導された磁場を、前記導
電セグメントで溶湯端部に集中させ、金属溶湯プールの
湯面がドーム状になるように保持し、さらに上記誘導コ
イルの電流を制御することにより、金属溶湯プールと導
電セグメント壁面とが、金属溶湯プールの水平下端部で
実質的に電気的導通の無い軟接触をする以外は非接触状
態になるように湯面ドーム形状を維持しながら薄板鋳片
を製造することを特徴とする。また、それに加えて、
(2)一対の誘導コイル、コア、および導電セグメント
からなるサイド堰の一方または両方を冷却ロール軸方向
に移動させ、溶湯プールの冷却ロール軸方向の間隔を変
えることにより、一定長の一対の冷却ロールを用いてそ
の長さ以下の任意の幅の薄板鋳片を製造する。
【0008】本発明を実施するための薄板連続鋳造装置
は、以下のような特徴を有する。 (1)水平かつ平行に配置した一対の冷却ロール間にサ
イド堰を配置して連続鋳造鋳型を構成する薄板連続鋳造
装置において、絶縁帯域を挟んで配列された複数の導電
セグメントまたは単一の導電セグメントからなり、溶湯
プールの鉛直断面形状を有するとともに冷却ロール間の
上側に配置されたサイド堰と、一対の冷却ロール外部に
設けられた誘導コイルと、その誘導コイルを貫通して溶
湯端部をロール上下から挟み込む位置でかつ前記導電セ
グメントの上下位置まで延びた高比透磁率のコアとを有
し、金属溶湯プールと導電セグメント壁面とが、金属溶
湯プール端部で実質的に電気的導通の無い軟接触をする
以外は非接触状態になるように湯面ドーム形状を維持す
るために前記誘導コイルの磁場を制御する電磁場制御装
置を備えたことを特徴とする。それに加えて、(2)一
対の誘導コイル、コア、および導電セグメントからなる
サイド堰の一方または両方を冷却ロール軸方向に移動さ
せ、溶湯プールの冷却ロール軸方向の間隔を変えること
を可能とする移動制御装置を備えていること、さらに、
(3)溶湯プール側の導電セグメント壁面に耐火材を塗
布もしくは耐火材を機械的に固定されていること、ま
た、(4)サイド堰を水平方向あるいは鉛直方向を含む
任意の方向に傾けた導電セグメントで構成されている場
合もよい。
【0009】
【作用】本発明においては、一対の冷却ロールの外部に
設けた誘導コイルにより発生した交流磁場を高透磁率の
コアで輸送し、保持湯面端部に誘導し、さらに単一ある
いは複数の導電性セグメントからなるサイド堰により湯
面端部に集中させ、大きな溶湯高さを得ることができる
ようにした。
【0010】ここで、サイド堰と冷却ロールとの配置関
係を、サイド堰の対向壁部が鋳片の幅を規定する位置の
冷却ロール上面の直近に位置する配置関係(すなわちサ
イド堰の導電セグメントと冷却ロールは非接触状態)と
した。また、輸送された交流磁場により、金属溶湯プー
ル内部に電磁力を誘起して金属溶湯をその湯面をドーム
状にして保持し、誘導コイルの電磁場を制御することに
より、金属溶湯プールと導電セグメント壁部とが、上記
水平下端付近で実質的に電気的導通の無い軟接触をする
以外は非接触状態になるように保持湯面形状を維持す
る。ここで「軟接触」とは、溶湯プールと導電セグメン
ト壁面との間での電気的導通が実質的には観察されない
が、保持湯面下縁は導電性セグメント壁面により機械的
に保持され、かつ実質的に凝固殻が生成しない程度の接
触状態を言う。
【0011】湯面付近の溶湯は導電セグメント壁面との
軟接触位置の下の、冷却ロール外周面との小さな間隙部
分でも、電磁力および自己の表面張力により漏出せずに
保持される。また、冷却ロール上面の直近に保持されて
サイド堰として作用する導電セグメント壁部に対しても
電磁力により非接触状態で保持され漏出しない。
【0012】また、振動が大きくサイド堰と溶湯の接触
頻度が多い場合には、サイド堰内面に耐火物の塗布ある
いは機械的添付により断熱状態とし、サイド面からの凝
固を抑制することも可能である。以上により、漏洩の無
い、高い湯面の保持が可能となり、鋳片幅変動につなが
る湯面の波立ちの影響も軟接触部で解消される。また、
外部コイル、コアおよびサイド堰を一体として移動させ
ることにより鋳片の幅可変技術が可能となる。
【0013】
【実施例】以下に、添付図面を参照し、実施例によって
本発明をさらに詳細に説明する。図1に、本発明の薄板
連続鋳造装置の要部を斜め上方から見た外観を示す。導
電セグメントからなるサイド堰1を、水平かつ平行に配
置した一対の冷却ロール2の間の鋳型空間の上に配置し
て、鋳型の内部の金属溶湯プール3を維持するための容
器として用いる。
【0014】誘導コイル4が、一対の冷却ロール外部に
配置されている。誘導コイルにより発生した磁場は、そ
のコイルを貫通する例えば珪素鋼等の高透磁率のコア5
内部に集中して輸送される。コアは前記位置から、必要
とされる鋳片幅に相当する保持溶湯3の端面に、前記一
対の冷却ロール2を上下に挟み込む位置までつながって
いる。前記コアの上下端間の一対の冷却ロール間上部に
は単一あるいは複数の導電セグメント、例えば水冷銅セ
グメントで構成されたサイド堰1がロールと近接するよ
うに保持されている。また、サイド堰部分の導電セグメ
ントは、そのロール近接部の内面が、鋳片の幅を規定す
る位置1fにくるような寸法にとってある。
【0015】図2に示すように、誘導コイル4で発生さ
せた交流磁場はコア内を輸送され、導電セグメント壁部
から押し離す向きの電磁力Fを溶湯プール3内に誘起さ
せ、容器1内の金属溶湯プール3内をその湯面3Aをド
ーム状にして保持する。誘導コイル4は、溶湯プール3
を補助的に加熱するのに適した出力を有することが好ま
しい。
【0016】図3に示すように、タンディッシュ11か
ら注入ノズル12を通して溶融金属が供給され、冷却ロ
ール2間およびサイド堰1の鋳型空間内に溶湯プール3
が形成される。プール3内の溶湯は各冷却ロール2の外
周面2Aに接触する部分が冷却されて一対の凝固殻を形
成し、冷却ロール2の最近接位置(キッシングポイン
ト)2Xで合体し、厚さ数mmの帯状の薄板鋳片10とし
て下方へ送出される。
【0017】図4にサイド堰1壁部の一部をセグメント
鉛直面で切断した状態を示す。壁部は、単一の導電セグ
メントあるいは図に示すように導電セグメント1Pを絶
縁帯域1Qを挟んで配列して構成される。個々の導電セ
グメント1Pは銅または銅合金製で、内部に冷却水用流
路1Rが設けてある。絶縁帯域1Qは耐火性絶縁材で作
られていてもよく、あるいは空隙であってもよい。
【0018】サイド堰1は、その壁部の水平上端1eが
冷却ロール2の外周面2Aの直上に位置し(図3)かつ
下端が冷却ロール間鋳片接合位置(キッシングポイン
ト)2Xの直上に位置するように、図示しない保持手段
により保持されている。冷却ロール外周面2Aと壁部の
水平上端1eとの間隔dは、この部分での湯漏れを電磁
力により防止できる範囲で設定する。通常、この間隔d
は数mm以内、望ましくは1mm以内、最も望ましくは0.5m
m 以内とする。
【0019】図示しない制御装置により誘導コイル4の
電磁場を制御して、金属溶湯プール3とサイド堰1の壁
部とが、前記水平上端1eおよび1f付近の領域3Bで
実質的に電気的導通の無い軟接触をする以外は非接触状
態になるように、湯面ドーム3Aの形状を維持する。
【0020】以下に具体例を説明する。鋳造条件は下記
の通りである。 (a)鋳造機 ・ロール径:400mm ・ロール幅:350mm ・鋳片規定幅:250mm ・ロール材質:銅 (b)プール容器条件 ・サイド堰 ロール径方向の幅:250mm 最上位置:ロール上端 −100mm 最下位置:ロール最近接位置 +15mm ・誘導コイル 10ターン (c)操作条件 ・鋳造速度:20〜100m/分 ・プール最深部深さ:ロール最上端より150〜160
mm ・コイルへの入力:1kHzの周波数 サイド堰下端の磁束密度が0.17テスラとなるように
調整 (d)鋳造合金 Fe−50wt%Cu合金 このような条件にて鋳造を行い、湯漏れすることなく、
良好な表面性状の鋳片を得た。
【0021】
【発明の効果】本発明においては、溶湯プールの容器と
して冷却ロールと非接触状態に保持した導電セグメント
を用い、外部に設置した誘導コイルにより発生した交流
磁場をコアにより保持する溶湯端部に集中輸送し、その
コア端部間に設置したその導電セグメントによりさらに
磁束を集中させ、該導電セグメントで構成されたサイド
堰と溶湯プールとを軟接触領域以外では非接触に維持す
ることにより、高い溶湯高さを保持し、良好な表面性状
の薄板鋳片をロール長以下の任意の幅で安定して鋳造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の薄板連続鋳造装置を斜め上方から見た
斜視図。
【図2】図1の装置を一方の冷却ロールから見た側面断
面図。
【図3】図1の装置を冷却ロール端面側から見た正面断
面図。
【図4】図1の装置を冷却ロール端面付近に保持されて
サイド堰として機能する導電セグメント壁面と溶湯プー
ル湯面との関係を示す断面図。
【符号の説明】
1 サイド堰(溶湯容器) 1P サイド堰の壁部を構成する導電セグメント 1Q サイド堰の壁部の絶縁帯域 1e 導電セグメント壁部の水平上端 1f 導電セグメント壁部の下端 2 一対の冷却ロール 2A 冷却ロールの外周面 2X キッシングポイント 3 溶湯プール 3A 溶湯プールの湯面 3B 湯面がサイド堰壁部の下端付近と軟接触する領域 4 誘導コイル 5 コア 10 帯状の薄板鋳片 11 タンディッシュ 12 注入ノズル

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平かつ平行に配置した一対の冷却ロー
    ル間にサイド堰を配置して連続鋳造鋳型を構成する薄板
    連続鋳造装置を用いて行う薄板連続鋳造方法において、
    絶縁帯域を挟んで配列された複数の導電セグメントまた
    は単一の導電セグメントからなり、溶湯プールの鉛直断
    面形状を有するとともに冷却ロール間の上側に配置され
    たサイド堰を設けた後、一対の冷却ロール外部に設けた
    誘導コイルで発生させ、かつその誘導コイルを貫通して
    溶湯端部をロール上下から挟み込む位置まで延びた高比
    透磁率のコアによって誘導された磁場を、前記導電セグ
    メントで溶湯端部に集中させ、金属溶湯プールの湯面が
    ドーム状になるように保持し、さらに上記誘導コイルの
    電流を制御することにより、金属溶湯プールと導電セグ
    メント壁面とが、金属溶湯プールの水平下端部で実質的
    に電気的導通の無い軟接触をする以外は非接触状態にな
    るように湯面ドーム形状を維持しながら薄板鋳片を製造
    することを特徴とする、薄板連続鋳造方法。
  2. 【請求項2】 一対の誘導コイル、コア、および導電セ
    グメントからなるサイド堰の一方または両方を冷却ロー
    ル軸方向に移動させ、溶湯プールの冷却ロール軸方向の
    間隔を変えることにより、一定長の一対の冷却ロールを
    用いてその長さ以下の任意の幅の薄板鋳片を製造するこ
    とを特徴とする、請求項1記載の薄板連続鋳造方法。
  3. 【請求項3】 水平かつ平行に配置した一対の冷却ロー
    ル間にサイド堰を配置して連続鋳造鋳型を構成する薄板
    連続鋳造装置において、絶縁帯域を挟んで配列された複
    数の導電セグメントまたは単一の導電セグメントからな
    り、溶湯プールの鉛直断面形状を有するとともに冷却ロ
    ール間の上側に配置されたサイド堰と、一対の冷却ロー
    ル外部に設けられた誘導コイルと、その誘導コイルを貫
    通して溶湯端部をロール上下から挟み込む位置でかつ前
    記導電セグメントの上下位置まで延びた高比透磁率のコ
    アとを有し、金属溶湯プールと導電セグメント壁面と
    が、金属溶湯プール端部で実質的に電気的導通の無い軟
    接触をする以外は非接触状態になるように湯面ドーム形
    状を維持するために前記誘導コイルの磁場を制御する電
    磁場制御装置を備えたことを特徴とする、薄板連続鋳造
    装置。
  4. 【請求項4】 一対の誘導コイル、コア、および導電セ
    グメントからなるサイド堰の一方または両方を冷却ロー
    ル軸方向に移動させ、溶湯プールの冷却ロール軸方向の
    間隔を変えることを可能とする移動制御装置を備えたこ
    とを特徴とする、請求項3記載の薄板連続鋳造装置。
  5. 【請求項5】 溶湯プール側の導電セグメント壁面に耐
    火材を塗布もしくは耐火材を機械的に固定したことを特
    徴とする、請求項3また4記載の薄板連続鋳造装置。
  6. 【請求項6】 サイド堰を水平方向あるいは鉛直方向を
    含む任意の方向に傾けた導電セグメントで構成すること
    を特徴とする、請求項3〜5のいずれか1項記載の薄板
    連続鋳造装置。
JP24668592A 1992-09-16 1992-09-16 薄板連続鋳造方法および装置 Withdrawn JPH0699251A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998036861A1 (en) * 1997-02-20 1998-08-27 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Method and apparatus for electromagnetic confinement of molten metal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998036861A1 (en) * 1997-02-20 1998-08-27 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Method and apparatus for electromagnetic confinement of molten metal

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