JPH07112604B2

JPH07112604B2 - ベルト式連続鋳造機

Info

Publication number: JPH07112604B2
Application number: JP13768288A
Authority: JP
Inventors: 圭一片平; 紀代美塩; 勝宏前田; 則之金井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPS6478661A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、製造される金属薄帯の幅を自由に変更するこ
とができるベルト式連続鋳造機に関する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数mm〜数十
mm程度の厚みをもつ金属薄帯を直接的に製造する連続鋳
造方法が注目を浴びている。

この方法によるとき、従来のような多段階にわたる圧延
工程を省略することができるため、工程及び設備の簡略
化が図られる。また、各工程間で素材を加工温度に加熱
する工程が本質的に不要となるため、省エネルギー効果
も期待することができる。

このような連続鋳造の一つに、ツインベルト方式があ
る。

第11図は、このツイン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内の溶融金属をノズル２から鋳造空間に供給する。こ
の鋳造空間は、プーリ３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４の相対する空隙の両
側部を図示しない短辺鋳型で仕切ることによって形成さ
れている。この鋳造空間に注湯された溶融金属は、冷却
凾６によって冷却凝固され、金属薄帯７となって搬出さ
れる。このとき、ベルト４と短辺鋳型との間に隙間があ
ると、そこに溶融金属が差し込み、鋳バリが発生する。
そこで、ベルト４を短辺鋳型に押圧することが必要とな
る。

この短辺鋳型には、鋳造される金属の移動方向には移動
しない短辺鋳型と、鋳造される金属の移動に同期して移
動する無端連結形短辺鋳型とがある。以下、これらを称
して短辺鋳型というが、上記２種を区別して表現する場
合には、前者を固定短辺鋳型、後者を同期移動短辺鋳型
と称する。

固定短辺鋳型を用いて、鋳造幅を変更する場合には、短
辺鋳型をベルトの幅方向に移動して鋳造幅を拡大，縮小
する。また、同期移動短辺鋳型を用いて、鋳造幅を変更
する場合には、同期移動短辺鋳型をその架台と共にベル
ト幅方向に移動して鋳造幅を拡大，縮小する方法と、同
期移動短辺鋳型を構成する冷却用ブロックをベルト間
の、変更する鋳造幅に対応するベルト幅方向位置に順次
挿入する方法とがある。この場合、該ブロック単体では
ベルト幅方向に移動するわけではないが、位置を変更さ
れたブロック群の挿入によって鋳造幅は変更される。

本発明においては、これらの短辺鋳型の移動による鋳造
幅変更を総称して短辺鋳型の幅方向移動と称する。

本発明者等は、この短辺鋳型の押え装置を先に開発し、
これを特許出願した（特開昭61-99541号公報参照）。こ
の装置においては、短辺鋳型をベルト４の幅方向に移動
可能に配置し、冷却凾６両側の短辺押えブロック以外
に、冷却凾６内部にも短辺押えブロックを配置してい
る。この短辺押えブロックは、ロッドを介して押出し装
置の駆動力を伝えることにより、ベルト４背面に対して
進退自在となっている。このような短辺押えブロックを
冷却凾６の幅方向に複数個設けることにより、製造する
金属薄帯７の幅変更に対応することができる。

すなわち、最大幅の金属薄帯７を製造する場合には、短
辺鋳型をベルト４側端部に位置させ、外側の短辺押えブ
ロックを、短辺鋳型をベルト４を介して押圧できる位
置、すなわち、冷却凾６の両側端部に位置させて鋳造空
間を形成する。そして、ベルト４と冷却凾６との間の空
隙全体にわたって冷媒を供給する。また、幅の小さな金
属薄帯７を製造する場合には、短辺鋳型をベルト４幅方
向の内方の個所に移動させ該短辺鋳型をベルト４を介し
て押圧できる位置にある冷却凾６側の短辺押えブロック
でベルト４を介して短辺鋳型を押圧することによって鋳
造空間を形成する。そして、ベルト４の幅方向に関して
該短辺押えブロックより内側にあるベルト４と冷却凾６
との間に冷媒を供給し、該短辺押えブロックの外側に対
する冷媒の供給を停止している。なお、ベルト４に対向
する冷却凾６の面には、複数のリブが突設されており、
これは溶融金属の静圧によってベルト４が冷却凾６に近
づき過ぎることを防止すると共に、所定の冷媒流路を確
保するためのものである。

このように、短辺押えブロックをベルト４背面に対して
進退自在にすることによって、数種の幅をもつ金属薄帯
７を同一の連続鋳造機により製造することが可能とな
る。

また、金属薄帯７を鋳造している際に、ベルト４の全表
面の中で、溶融金属と接触する部分は大きな熱流束を受
けるため、ベルト４自体の温度が中央部でその他の部分
より高くなる。その結果、ベルトが中央部で熱膨張し、
ベルトの変形を生じることが知られている。その状況を
模式的に第12図に示す。図に示すように、ベルト４の中
央部が熱膨張により変形して、皺4bが生じる。

この変形を防止する方法として、ベルト４の全面を均一
な温度にすることが有効である。

たとえば、特公昭57-61502号公報においては、ベルトの
皺の原因は鋳造入側でのコールドフレーミングにあると
して、その対策として、ベルト温度を事前に高くしてお
くことを提案している。また、実開昭59-58550号公報で
は、ベルト幅方向の両端部を加熱し、中央部と同じ温度
にすることを提案している。

更に、１種のベルト鋳型で異なる幅の鋳辺を鋳造すると
きには、前記特公昭57-61502号公報において、ベルト両
端部に対する冷却水の水量を変更することも提案されて
いる。

しかし、製造される金属薄帯の鋳造を継続しつつ、その
幅を変更する場合に、幅変更に応じて冷却部と非冷却部
とを金属薄帯の鋳造幅の変更に追従して変更する手段
は、これまでのところ提案されていない。

更に、特公昭59-4225号公報においては、ベルトを緊張
し、ベルト断面１平方インチ当たり8000〜20000ポンド
の張力を付与することを示している。

しかし、この方法によっても、鋳造幅の変更を伴う鋳造
を行うときには、充分なベルトの皺発生防止ができない
ことが判った。

〔発明が解決しようとする課題〕

鋳造される金属薄帯の幅が変更されたときには、それに
あわせてベルトの背面にある冷却水のベルト幅方向の供
給範囲も変更する必要がある。すなわち、冷却水のかか
る範囲が鋳造幅より広いときには、ベルト幅方向の鋳造
金属のない部分が冷却水により冷却されることとなり、
鋳造金属に接しない部分への冷却水の供給を停止したと
しても、この部分におけるベルト温度は鋳造金属の接す
る部分に比して低温であり、ベルト中央部分に生ずる皺
を抑制することはできない。また、ベルトの端部加熱に
より、ベルト幅方向温度差を小さくしようとする場合、
この作用を著しく損なうことになる。

本発明は、鋳造幅を変更しようとする際の、上記の課題
を解決するための装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のベルト式連続鋳造機は、下記〜の特徴を有
する。

一対のベルトと、この一対のベルトの間において湯
溜り部を画成する一対の短辺鋳型とを有し、この湯溜り
部に注入された溶融金属を冷却凝固して金属薄帯を製造
するベルト式連続鋳造機において、前記一対のベルト間
にベルト幅方向に移動可能に配置された短辺鋳型と、前
記一対のベルトのそれぞれの背面においてベルトの幅方
向端部付近に配置され、ベルト幅方向に区切られた複数
の冷却・加熱室と、前記一対のベルトのそれぞれの背面
においてベルトの幅方向中央部付近に配置された冷却凾
と、前記ベルトの背面を押圧可能な複数の押え手段と、
ピストンで二分された内部空間の一方が冷却媒体供給源
に接続され他方が加熱媒体供給源に接続されて、前記内
部空間に前記ピストンの軸線方向に沿って前記冷却・加
熱室と冷却凾にそれぞれ連通している複数の分岐流路が
備えられた流体供給ピストンヘッダと、前記冷却・加熱
室と冷却凾にそれぞれ連通している複数の排水側分岐流
路が備えられた流体排水ピストンヘッダと、移動された
前記短辺鋳型に対して前記ベルトを押圧するように前記
複数の押え手段のうち少なくとも１個を選択作動させる
作動制御装置とを有する。

前記短辺鋳型と前記ピストンとを同期して移動させ
ると共に、移動された前記短辺鋳型に対して前記押え手
段を同期して作動させる追従機構を有する。

前記のベルト式連続鋳造機において、複数の押え
手段は、複数の短辺押えブロックからなり、少なくとも
冷却・加熱室のそれぞれに配置された短辺押えブロック
は短辺鋳型の位置するベルト背面に対して進退自在とな
っている。

前記のベルト式連続鋳造機において、冷却・加熱
室は、鋳造方向に複数段に分けられて配置されている。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明を垂直型のツインベ
ルト式連続鋳造機に適用した実施例により具体的に説明
する。

前出の第11図において、タンディッシュ１に注がれた溶
融金属は、ノズル２を通って、プーリ３に掛けられたベ
ルト４と、図示されていない短辺鋳型とによって構成さ
れる鋳造空間へ注入される。

ベルト４の背面には冷却凾６があり、一般には冷却水に
よりベルト４を冷却し、溶融金属を凝固させている。凝
固した金属は、鋳型の下部から金属薄帯７となって連続
的に引き出されていく。

第１図は本発明実施例のベルト式連続鋳造機の全体構成
を説明するための縦断斜視図で、図において、ツインベ
ルト式連続鋳造機の片側のベルトユニットと片側の同期
移動短辺鋳型を示している。

第２図はベルト背面の冷却装置部を説明するための、第
１図Ｘ₀-Ｘ₀線に沿った概略断面図である。

第１図及び第２図において、冷却凾６は上段の噴流冷却
部6aとパッド冷却部6bにより構成されている。噴流冷却
部6aは、溶融金属静圧が低いため、ベルト背面から加圧
して押しつけること避け、且つ高い抜熱効果を得るため
に、噴流ノズル63から噴出されるジェット水流によりベ
ルト背面を冷却する。また、ベルトの平面を保つため
に、フィンロール64によりベルトを背面から支持してい
る。パッド冷却部6bは溶融金属の静圧に対抗しつつ抜熱
するためにパッド構造とし、水路25内を圧力をもった冷
却水を流している。水路25の厚みを一定に保つために、
冷却パッドフィン12によりベルトの摺動支持している。
しかし、溶融金属の静圧の大部分は、パッド内冷却水の
静圧により支えるため、上記冷却パッドフィン12には大
きな力はかからない。

ベルト４は、上流側プーリ52,下流側プーリ53,ステアリ
ングプーリ54に掛け渡され、張力用のシリンダ61により
一定の張力を与えられ、且つ上記プーリの中の一つから
駆動力を与えられて回転する。

一方、短辺鋳型５は、ベルト４と同期して回転させるた
めに、多数の短辺ブロック55を連ねた構造で、ガイド58
に沿って走行し、上流側スプロケット56又は下流側スプ
ロケット57により駆動されている。

この短辺鋳型５は、ガイド58を幅方向に移動することに
より、鋳型51の幅を変えることができる。この短辺鋳型
５とベルト４の間に隙間があると溶融金属が差し込み、
バリとなるので、この隙間をなくすために短辺鋳型部の
ベルトを押圧するように、噴流冷却部6aにはベルト押え
ブロック62があり、パッド冷却部6bにはベルトを押さえ
るための機構59を有している。

第３図は本発明の実施例における短辺鋳型及び短辺押え
ブロックの移動機構並びに冷却水と加熱媒体の供給装置
を示す平面図であり、第４図は第３図のＸ₁-Ｘ₁線断面
図、第５図は第３図のＸ₂-Ｘ₂部分線断面図、第６図
（ａ）は第５図のＹ₁-Ｙ₁線断面図、第６図（ｂ）は第
５図のＹ₂-Ｙ₂線断面図、第７図は第３図のＸ₃-Ｘ₃線断
面図、第８図は第３図のＸ₄-Ｘ₄線部分断面図、第９図
は第８図のＹ₃-Ｙ₃線断面図である。

これらの図において、第３図は第２図のＺ−Ｚ線矢視図
に相当する。第４図〜第６図は第３図において短辺押え
ブロックがベルトを押さえていない場所の状態を示す図
で、第４図は短辺押えブロック及び冷却・加熱媒体の流
通経路を示す縦断面図であり、第５図は短辺押えブロッ
ク近傍の流体通過部を示す部分断面図であり、第６図
（ａ），（ｂ）は冷却・加熱室内部の構造を説明するた
めのベルトと並行した面の断面図である。また、第７図
〜第９図は第３図において短辺押えブロックがベルトを
押さえている場所の状態を示す図で、第７図は短辺押え
ブロック及び冷却・加熱媒体の流通経路を示す縦断面図
であり、第８図は短辺押えブロック近傍の流体通過部を
示す部分断面図であり、第９図は冷却・加熱室内部の構
造を説明するためのベルトと並行した面の断面図であ
る。

これらの図に示すように、短辺鋳型５は、ベルト４の幅
方向に沿って複数個設けられた短辺押えブロック９のい
ずれか１つによりベルト４の背面から押さえつけられ、
注湯された溶融金属の漏洩を防止している。そして、製
造される金属薄帯７の幅を変更する場合には、短辺鋳型
５をアクチュエータ13によってベルト４の幅方向に移動
し、この移動した短辺鋳型５の位置に対応して、短辺押
えブロック９が進退する。

この短辺押えブロック９は、ベルト４の幅方向に区切ら
れた冷却・加熱室14の中に配置され、鋳造方向に長い板
状のものである。そして、ロッド10を介して冷却・加熱
室14の外に導かれ、スプリング15によってベルト４背面
から引き離される方向に押されている。ロッド10の頭部
は、短辺押えブロック９の個数と同数の偏心カム16を有
するカム軸17に接している。この偏心カム16は、短辺押
えブロック９の個数ｎで360度を除した角度360/nをもっ
て等間隔に配置されている。これにより、カム軸17を回
転させるとき、短辺押えブロック９がベルト４の背面に
対して出し入れされる。

またカム軸17の軸受18は、スプリング19を介して固定フ
レームに取付けられており、押え作動中の短辺押えブロ
ック９がベルト４の変位及び異常荷重によって押される
場合の緩衝機能を持っている。このカム軸17は、ユニバ
ーサルジョイント20を介して駆動機構21を連結されてお
り、これによって必要とする回転角が与えられる。

冷却・加熱室14は、第４図，第７図に示すように、鋳造
方向に複数段に分けられて配置されており、溶融金属の
静圧増加分を分散させて支持している。なお、第３図〜
第９図において、冷却水と加熱媒体の流れを理解し易く
するため、冷却水の流れる径路を実線で、加熱媒体の流
れる径路を破線で仕切板37,水路板38,38a及び短辺押え
ブロック９の裏側を通る径路を一点鎖線で示す。

各冷却・加熱室14には、入側圧力制御弁22を通り、供給
側ピストンヘッダ23から幅方向に分割された冷却・加熱
室14の分岐水路24を経由して冷却水が供給される。この
冷却水は、流路ノズル25aを経由してベルト４の背面に
ある水路25を下方から上方に進みながらベルト４を冷却
する。そして排水側分岐水路26を経て排水側ピストンヘ
ッダ27に集められ、出側圧力制御弁28を経て系外に排出
される。

水路25を流れる冷却水は、ベルト４から必要な抜熱が得
られるように、流路内の流速と、水路厚みが決定され、
且つ溶融金属の静圧より約10％低い圧力に入側圧力制御
弁22と出側圧力制御弁28により設定される。

ピストンヘッダ23,27は、それぞれのピストン29,30によ
り幅方向に分割されている。そして、内側を前述の冷却
水の供給・排出系とし、外側をたとえば蒸気等の加熱媒
体の供給，排出系としている。加熱媒体の供給，排出
は、冷却水の供給，排出と同様に、加熱媒体用供給側圧
力制御弁31,供給側ピストンヘッダ23,分岐水路24,水路2
5,排水側分岐水路26,排出側ピストンヘッダ27及び加熱
媒体用排出側圧力制御弁32を経由して行われる。

加熱媒体と冷却媒体とをベルト４の幅方向に沿って仕切
るため、短辺鋳型５の位置に対応してカム軸17を回転し
て該当する短辺押えブロック９を選択して、ベルト４を
押圧させる。このとき、加熱媒体及び冷却媒体の両者間
の圧力差が大きいと、短辺押えブロック９とベルト４と
の間の僅かな隙間、冷却・加熱室14間のフレームとベル
ト４間の個所（第10図のＡ点）から冷却水又は逆に加熱
媒体がリークし、加熱及び／又は冷却を不良にする要因
が生じる。そこで、加熱媒体と冷却媒体との間の圧力差
は、冷却媒体である冷却水の圧力を基準として加熱媒体
の圧力を80％以下とすることが好ましい。この加熱媒体
の圧力の下限は、必要量の加熱媒体を流すに足る値とす
る。

他方、加熱媒体の圧力を上げると、ベルト４が撓む。そ
こでベルト端部4a近傍を拡大して示した第10図にあるよ
うに、短辺鋳型５を支持する短辺鋳型支持部材5aに摺動
用突起5cを形成し、これをベルト４面に摺擦することに
よってベルト４の撓みを防止することが有効である。な
お、この摺動用突起5cに潤滑配管5bを介して潤滑剤を供
給し、ベルト４に対する摺動用突起5cの摺動を円滑に行
うことができる。また、冷却・加熱室外側板14aのベル
ト４側先端にシール材11を取付け、ベルト４の端面から
加熱媒体が吹き出すことを防止する手段も有効である。

また、第３図に示すように、冷却水と加熱媒体との間に
圧力差によるリークを少なくするため、ピストン29,30
及び短辺押えブロック９のそれぞれにシール33a,33b,33
cが取付けられている。

これらのピストン29,30は、それぞれのアクチュエータ3
4,35によって出し入れされる。アクチュエータ34,35の
駆動は、アクチュエータ13及び駆動機構21と同期して行
われるように、制御装置36によって制御される。これに
より、製造する金属薄帯７の幅に対応して出し入れされ
る短辺鋳型５に応じて短辺押えブロック９が前進し、そ
の前進した短辺押えブロック９に対応してピストン29,3
0の位置が調整される。従って、短辺押えブロック９よ
りベルト幅方向の内側の冷却・加熱室14に対する冷却水
の供給、及びベルト幅方向の外側の冷却・加熱室14に対
する加熱媒体の供給が自動的に行われる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明のベルト式連続鋳造機に
おいては、短辺鋳型のベルト幅方向に関する移動に対応
させてピストンを移動させることにより、鋳造幅に応じ
た位置で短辺鋳型を押さえ、且つベルトの加熱すべき部
分と冷却すべき部分とを分離する作業が自動的に行われ
る。このようにして、本発明のベルト式連続鋳造機によ
るとき、ベルトの変形を防止しながら、種々の板幅をも
つ高品質の金属薄帯を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のベルト式連続鋳造機の全体構成
を説明するための縦断斜視図、第２図は第１図Ｘ₀-Ｘ₀
線に沿った概略断面図、第３図は本発明の実施例におけ
る短辺鋳型及び短辺押えブロックの移動機構並びに冷却
水と加熱媒体の供給装置を示す平面図、第４図は第３図
のＸ₁-Ｘ₁線断面図、第５図は第３図のＸ₂-Ｘ₂線部分断
面図、第６図（ａ）は第５図のＹ₁-Ｙ₁線断面図、第６
図（ｂ）は第５図のＹ₂-Ｙ₂線断面図、第７図は第３図
のＸ₃-Ｘ₃線断面図、第８図は第３図のＸ₄-Ｘ₄線部分断
面図、第９図は第８図のＹ₃-Ｙ₃線断面図、第10図は第
３図における短辺鋳型支持部の一部変更形態を示す図、
第11図はツインベルト式連続鋳造機の概略を示す図、第
12図は鋳造時に生じるベルト変形を模式的に示した図で
ある。 1:タンディッシュ、2:ノズル 3:プーリ、4:ベルト 4a:ベルトの両端部、4b:ベルト上の皺 5:短辺鋳型、5a:短辺鋳型支持部材 5b:潤滑配管、5c:摺動用突起 6:冷却凾、6a:噴流冷却部 6b:パッド冷却部、7:金属薄帯 9:短辺押えブロック、10:ロッド 11:シート材、12:冷却パッドフィン 13:アクチュエータ、14:冷却・加熱装置 14a:冷却・加熱室外側板、15:スプリング 16:偏芯カム、17:カム軸 18:軸受、19:スプリング 20:ユニバーサルジョイント 21:駆動機構、22:入側圧力制御弁 23:供給側ピストンヘッダ 24:分岐水路、25:水路 25a:流路ノズル、26:排水側分岐水路 27:排水側ピストンヘッダ 28:出側圧力制御弁、29,30:ピストン 31:加熱媒体用供給側圧力制御弁 32:加熱媒体用排出側圧力制御弁 33a,33b,33c,33d:シール 34,35:アクチュエータ、36:制御装置 37:仕切板、38,38a:水路板 51:鋳型、52:上流側プーリ 53:下流側プーリ、54:ステアリングプーリ 55:短辺ブロック、56:上流側スプロケット 57:下流側スプロケット 58:ガイド、59:ヘッド押え機構 61:張力用シリンダ、62:ベルト押えブロック 63:噴流ノズル、64:フィンロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金井則之大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式會社大分製鐵所内審査官沼沢幸雄

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のベルトと、この一対のベルトの間に
おいて湯溜り部を画成する一対の短辺鋳型とを有し、こ
の湯溜り部に注入された溶融金属を冷却凝固して金属薄
帯を製造するベルト式連続鋳造機において、前記一対の
ベルト間にベルト幅方向に移動可能に配置された短辺鋳
型と、前記一対のベルトのそれぞれの背面においてベル
トの幅方向端部付近に配置され、ベルト幅方向に区切ら
れた複数の冷却・加熱室と、前記一対のベルトのそれぞ
れの背面においてベルトの幅方向中央部付近に配置され
た冷却凾と、前記ベルトの背面を押圧可能な複数の押え
手段と、ピストンで二分された内部空間の一方が冷却媒
体供給源に接続され他方が加熱媒体供給源に接続され
て、前記内部空間に前記ピストンの軸線方向に沿って前
記冷却・加熱室と冷却凾にそれぞれ連通している複数の
分岐流路が備えられた流体供給ピストンヘッダと、前記
冷却・加熱室と冷却凾にそれぞれ連通している複数の排
水側分岐流路が備えられた流体排水ピストンヘッダと、
移動された前記短辺鋳型に対して前記ベルトを押圧する
ように前記複数の押え手段のうち少なくとも１個を選択
作動させる作動制御装置とを有することを特徴とするベ
ルト式連続鋳造機。
【請求項２】前記短辺鋳型と前記ピストンとを同期して
移動させると共に、移動された前記短辺鋳型に対して前
記押え手段を同期して作動させる追従機構を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のベルト式連続
鋳造機。
【請求項３】前記複数の押え手段は、複数の短辺押えブ
ロックからなり、少なくとも冷却・加熱室のそれぞれに
配置された短辺押えブロックは短辺鋳型の位置するベル
ト背面に対して進退自在となっていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のベルト式連続鋳造機。
【請求項４】前記冷却・加熱室は、鋳造方向に複数段に
分けられて配置されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のベルト式連続鋳造機。