JPH0768352A - 双ドラム式連続鋳造用のサイド堰とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】サイド堰の乾燥時や鋳造前の予熱の際に、サイ
ド堰の各部位の熱変形を防止し、サイド堰の熱変形を抑
制するとともに、サイド堰に再現性のある熱変形を付与
できる双ドラム式連続鋳造用のサイド堰とその製造方法
を提供する。 【構成】 水冷補剛体を背面に固定した金属ケースに、
ヒータ挿通孔とセラミックスプレート植設用Ｙ字溝を有
するベース部材を配設する場合に、位置固定部材を用い
て、金属ケースとベース部材間に膨張代を形成して可縮
性断熱材を装填するとともにベース部材のヒータ挿通孔
に棒状体を挿通して、金属ケースとベース部材を拘束状
態にして不定形耐火物を流し込み養生後、水冷式補剛体
に冷却媒体を供給して冷却しながら３５０℃以上の温度
で加熱・乾燥し、加熱・乾燥後、ベース部材の植設用Ｙ
字溝にセラミックスプレートを植設するとともに、棒状
体により形成されたヒータ挿通孔にヒータを挿通し固定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、双ドラム式連続鋳造に
おいて用いられるサイド堰とその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から一般に知られている例えば双ド
ラム式連続鋳造装置を用いた広幅薄肉鋳片の連続鋳造に
おいては、図２に示されるように、回転する一対の冷却
ドラムＲａ、Ｒｂとこのドラムの両端面に当接されるサ
イド堰Ｓａ，Ｓｂによって形成される移動鋳型内に、タ
ンディッシュ内から内ノズルａ、外ノズルｂを介して溶
湯ｅを供給し、移動鋳型内に所定レベルの湯溜り部ｐを
つくりつつ、冷却ドラムで冷却して凝固シェルを形成
し、この凝固シェルを一対の冷却ドラムの最接近部に形
成されるギャップにおいて圧接・一体化して広幅薄肉鋳
片ｃを得るようになっている。

【０００３】このサイド堰Ｓａ、Ｓｂは図３に示される
ように冷却ドラムＲａ、Ｒｂ間の溶湯ｅ（ハッチングを
施した部分）をシールするために必要不可欠なものであ
り、一般にはこのようなサイド堰は例えば実開昭６３−
９０５４８号に開示されているように、図４のように構
成されている。

【０００４】即ち、このサイド堰１は、枠板２と底板３
とからなるサイド堰ケース４内に、断熱性耐火材５と、
この耐火材に植設されたベース部材と、このベース部材
に内蔵されたヒータ８と、ベース部材に植設されたセラ
ミックスプレート層７とからなっており、このセラミッ
クスプレートを、回転する冷却ドラムの両端面に直接接
触させて、移動鋳型を形成するものである。

【０００５】鋳造中、このサイド堰と回転する冷却ドラ
ムの端面との間から溶湯が漏れないようにする必要があ
り、このために、特にこのセラミックス層は冷却ドラム
端面に密着して摺動する必要があり、形状的には該ドラ
ム両端面に十分に適合する面を有し、材質的には適度の
潤滑性を有することが必要なものである。

【０００６】鋳造開始に際しては、このサイド堰への地
金付着を防止し、サイド堰への熱衝撃を緩和するため
に、鋳造開始前に、このサイド堰の予熱を行なうのが通
例になっており、この場合、連続鋳造操業の安定化を図
るために、サイド堰の熱変形を極力抑制するとともに、
この熱変形を再現性のあるものにする必要がある。

【０００７】このサイド堰は、概念的には、表層部にセ
ラミックス層を植設するＹ字溝を有し内部にヒータ挿通
孔を有するベース部材を、枠板と底板からなるサイド堰
ケースに、断熱モルタルを介して配設し、その周辺部に
不定形耐火物を流し込み、養生、乾燥後、ベース部材の
Ｙ字溝にこれと類似形状のセラミックスプレートを配し
て接着剤を用いて接着し、セラミックスプレート表面を
研磨して得られるもので、金属ケースの背面側には剛性
の高い補剛体が取り付けられて構成されるものである。

【０００８】このようにして得られるサイド堰では、水
分を含む不定形耐火物や接着剤が用いられ、特に水分が
残っていると予熱時や溶湯との接触時、爆裂・破壊の心
配があるため、養生、乾燥を必要としている。特に、こ
の乾燥工程や鋳造開始前の予熱によってサイド堰が不規
則的に変形し、形状特性を損ないサイド堰としての適性
を失ってしまう懸念がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、サイド堰の
乾燥時や鋳造前の予熱の際に、サイド堰の各部位の熱変
形を防止し、サイド堰の熱変形を抑制するとともに、サ
イド堰に再現性のある熱変形を付与できる双ドラム式連
続鋳造用のサイド堰とその製造方法を提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、水
冷式補剛体を背面に固定した金属ケースと、この金属ケ
ースに配設されヒータを内蔵しかつセラミックスプレー
ト植設用Ｙ字溝を有するベース部材と、このべ−ス部材
の周りに充填された不定形耐火物と、ベース部材に冷却
ドラム端面と摺動するごとく植設されたセラミックスプ
レートとで構成された双ドラム式連続鋳造用サイド堰に
おいて、金属ケースの側板内面間とベース部材の側面間
に、可縮性断熱材が装填されていることを特徴とする双
ドラム式連続鋳造用のサイド堰。

【００１１】請求項２は水冷補剛体を背面に固定した金
属ケースに、ヒータを内蔵しセラミックスプレート植設
用Ｙ字溝を有するベース部材を配設する場合に、位置固
定部材を用いて、金属ケースとベース部材間に膨張代を
形成して可縮性断熱材を装填するとともにヒータ挿通孔
に棒状体を挿通し、金属ケースとベース部材を拘束状態
にして不定形耐火物を流し込み養生後、水冷式補剛体に
冷却媒体を供給して冷却しながら３５０℃以上の温度で
加熱・乾燥し、加熱・乾燥後、ベース部材の植設用Ｙ字
溝にセラミックスプレートを植設するとともに、棒状体
により形成されたヒータ挿通孔にヒータを挿通し固定す
ることを特徴とする双ドラム式連続鋳造用サイド堰の製
造方法。

【００１２】請求項３は請求項２において、加熱・乾燥
後のベース部材の植設用Ｙ字溝に、セラミックスプレー
トを植設する場合において、植設用Ｙ字溝とセラミック
スプレート間にスペ−サを配してベース部材とセラミッ
クスプレートを拘束状態にして接着剤を流し込み、固化
・接着後、セラミックスプレート表面を粗度１０Ｓ以下
に研磨することを特徴とする双ドラム式連続鋳造用サイ
ド堰の製造方法である。

【００１３】

【作用】本発明のサイド堰においては、金属ケースとベ
ース部材間に、可縮性断熱材を装填しているので、乾燥
および予熱に際しての熱膨張を吸収し、熱変形を抑制で
きる。

【００１４】また、金属ケースにベース部材を配設して
不定形耐火物を流し込む場合に、位置固定部材でベース
部材の位置を固定しかつ金属ケースとベース部材を拘束
するので、ベース部材が不定形耐火物の流し込み時に、
浮き上がることもなく、所定位置に確実に植設される。

【００１５】また、金属ケースとベース部材間に不定形
耐火物を流し込み養生後、３５０℃以上の温度で十分に
加熱・乾燥するので、水分残留がなく、サイド堰予熱や
鋳造時に耐火物部分が爆裂・破壊することはない。

【００１６】さらに、ベース部材の植設溝にセラミック
スプレートを植設する際に、ベース部材とセラミックス
プレート間にスペーサを配し拘束状態にして接着剤を流
し込むので、セラミックスプレートは所定位置に確実に
植設される。

【００１７】また、水冷式補剛体を冷却しながら乾燥す
るので、乾燥に際して、この水冷式補剛体の熱変形を抑
制し、サイド堰、特に金属ケースの変形を抑制すること
ができる等の効果が得られる。

【００１８】このようにして、サイド堰乾燥時や予熱時
のサイド堰の熱変形を最小限に食い止め、その形状性を
安定的に確保し、移動鋳型内溶湯のシール性を安定的に
確保することができ、連続鋳造操業を安定化し、高品質
で均質な鋳片を製造することができる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明を図１（ａ）〜（ｃ）に示す実
施例に基づいて説明する。本発明のサイド堰９は、金属
ケース（ＳＳ４１）１０と、この金属ケースに収容され
た不定形耐火物（フュ−ズドＳｉＯ₂ 質）１１と、この
不定形耐火物に植設されたベース部材（高アルミナ質）
１２と、このベース部材に冷却ドラムＲａ，Ｒｂの端面
と摺動するごとく植設されたＹ字型のセラミックスプレ
ート（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ーＢＮ−ＡｌＮ質）１３と、上記ベー
ス部材に埋設されたヒータ１４（ＳｉＣ発熱体）からな
っており、金属ケースの背面には剛性の高い補剛体（Ｓ
Ｓ４１）１６が取り付けられている。図中１５は下部堰
である。

【００２０】本発明のサイド堰においては、金属ケース
１０の側板１０ａとベース部材１２間には不定形耐火物
の熱膨張を吸収するための可縮率３０〜５０％の可縮性
断熱材２２が装填されている。

【００２１】金属ケースの底板１０ｂには補剛体１６が
複数の連結ボス１７を介して複数の締結ボルト・ナット
１８、１８ａにより締結されている。この補剛体１６
は、冷却媒体の流通路１９を内蔵し、冷却できるように
なっており、背面が支持ボルト・ナット２０で支持体２
１に取り付けられ使用される。

【００２２】つぎに、本発明のサイド堰９の製造方法に
ついて、その概要を説明する。 （１）まず、サイド堰の外殻となる底板１０ａと側板１
０ｂからなる金属ケース１０に、補剛体１６を複数の連
結ボス１７を介して取り付ける。

【００２３】（２）金属ケース１０にベース部材１２を
配設する。この金属ケース１０とベース部材１２にはヒ
ータ１４の挿通孔１２ｂが形成されており、ここにヒー
タ１４とほぼ同径の棒状体（図示省略）を挿通するとと
もに、位置固定部材２３の設置により、金属ケース１０
とベース部材１２の位置を固定する。この場合、金属ケ
ース１０とベース部材１２間には１〜２mmの膨張代にな
る空隙が形成されるようになっており、この空隙には可
縮率が３０〜５０％の可縮性を有する繊維状耐火材から
なる２〜４mm厚の断熱材（例えば商品名「カオウ−
ル」）２２が装填される。

【００２４】（３）金属ケース１０とベース部材１２を
拘束部材と締結具（図示省略）を用いて拘束する。これ
は不定形耐火物１１を周囲に流し込んだ時、ベース部材
１２が浮き上がらないようにするためである。このよう
に、金属ケース１０とベース部材１２を拘束状態にし
て、その周囲に不定形耐火物１１を流し込み、１２〜４
８時間養生後、拘束を解く。

【００２５】（４）乾燥炉で３５０℃〜５００℃程度の
温度で１２〜２４時間乾燥して耐火物部分の水分を除去
する。これはサイド堰の予熱時や鋳造時に残留水分の急
激な蒸発により耐火物部分が爆裂・破壊を生じないよう
にするためである。また、この乾燥に際しては、補剛体
１６内の冷却媒体流通路に冷却媒体を供給、循環させて
補剛体を冷却する。これは乾燥時に補剛体が熱変形する
のを防止するためで、その外表面が２０〜５０℃程度に
なれば十分である。

【００２６】（５）ベース部材１２の植設用Ｙ字溝１２
ａに、これと類似形状のセラミックスプレート１３をセ
ラミックスボンド（例えば、商品名「スミセラム」）２
５で接着し、１１０〜１５０℃程度の温度で乾燥後グラ
インダーで研磨する。このセラミックスプレートは、こ
の植設用Ｙ字溝１２ａと類似形状で、複数の分割片１３
ａからなり、接着剤により張り付けてられ形成されるも
のである。

【００２７】このセラミックスプレート１３をベース部
材１２に植設する場合は、植設用Ｙ字溝１２ａの底面
に、位置固定用スペーサとして１〜５mm径のテグス２４
を複数列配設し、接着剤（セラミックス・ボンド、例え
ば商品名「スミセラム」）２５を充填し、その上にセラ
ミックスプレート１３の複数の分割片１３ａを押し付け
て張り付け、Ｙ字形のセラミックスプレート１３を形成
後、ベース部材１２とセラミックスプレ−ト１３との側
面境界近傍部に補強接着剤（セラミックス・ボンド、例
えば商品名「ＫＳＢ−１」）２６を塗布して補強し、１
１０〜１５０℃程度の温度で乾燥する。

【００２８】（６）セラミックスプレート１３の表面を
研磨装置で研磨して、その表面粗度を１０Ｓ以下に仕上
げる。これは、連続鋳造開始時、冷却ドラムとの摺動抵
抗を低減し、この冷却ドラムの駆動装置における起動ト
ラブルを防止するとともに、溶湯シールに不可欠なドラ
ム端面の平滑性を保護するためである。

【００２９】（７）ベース部材１２のヒータ挿通孔から
棒状体を引き抜き、このヒータ挿通孔１２ｂにヒータ１
４を挿通し、金属ケース１０に固定する。

【００３０】このようにして得られる本発明のサイド堰
９は、不定形耐火物１１の乾燥時に殆ど変形することが
なく、その形状性は非常に良好で、強固であり、補剛体
との連結・固定状態も良好に維持することができる。

【００３１】このようにして補剛体１６を連結・固定し
た一対のサイド堰を、それぞれ、支持体２１に取り付
け、それぞれのサイド堰を冷却ドラムＲａ，Ｒｂの両端
面に当接し、ヒータ１４で予熱してセラミックスプレー
トの表面温度として設定した１４７０℃に相当する値に
なったところで、サイド堰の変形状況を見たところ、サ
イド堰に殆ど変形が認められなかった。そこで、鋳造を
開始し、幅１２００mm，厚さ５mmの広幅薄肉鋳片を連続
鋳造した。

【００３２】従来は、サイド堰は、予熱後に明らに変形
し、その変形が左右、上下ともアンバランスに生じてい
ることが確認され、鋳造操業の開始ができなかったり、
サイド堰が短時間でその機能を失い、鋳造の続行が不能
になることもあったが、本発明の実施例では、短時間で
設定温度まで予熱でき、また、鋳造操業中にサイド堰に
関するトラブルもなく、長時間に亘って、サイド堰とし
ての機能を全うし形状の良好な鋳片を安定的に鋳造する
ことができた。

【００３３】本発明では、サイド堰の予熱を行う場合
に、サイド堰の熱変形を十分に抑制できるので、例え
ば、予熱温度の測定精度を上げられれば、予熱に際し
て、ヒータに対する電力投入とその投入時間をパターン
化することができ、鋳造開始の度に、投入電力量、投入
パターンをほぼ一定にでき、サイド堰をより安定的に予
熱することができる。

【００３４】また、サイド堰に再現性ある微小な熱変形
を付与することができ、サイド堰による溶湯のシールを
安定化できる。また、セラミックスプレートの最大予熱
温度を限界域近くの１５５０℃まで上げることができ、
サイド堰予熱効果を高めることもできるようになった。
従来は予熱によるサイド堰の熱変形が大きく、不安定で
あったため、安全を見て１３５０℃までしか上げられ
ず、予熱効果は十分とは言えなかった。

【００３５】このように、本発明においては、サイド堰
の予熱に際して、サイド堰の熱変形を最小限に抑制で
き、短時間にかなり高い温度領域まで予熱することがで
き、所定温度まで予熱するために必要な時間のバラツキ
もが大幅に小さくなり、計画どうりに連続鋳造を開始で
きるようになった。

【００３６】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、サイド堰構造、材料、接着剤、製造条件
は、冷却ドラム条件（端面の材質、寸法、形状等）、サ
イド堰条件（構造、寸法、形状、材料の組み合わせ、予
熱条件等）、連続鋳造の操業条件（温度、速度、寸法
等）等に応じて、本発明の請求項の範囲内で適宜変更し
得るものである。

【００３７】

【発明の効果】本発明のサイド堰においては、金属ケー
スとベース部材間に、可縮性断熱材を装填しているの
で、乾燥および予熱に際しての熱膨張を吸収し、熱変形
を抑制できる。

【００３８】また、金属ケースにベース部材を配設して
不定形耐火物を流し込む場合に、位置固定部材でベース
部材の位置を固定しかつ金属ケースとベース部材を拘束
するので、ベース部材が不定形耐火物の流し込み時に、
浮き上がることもなく、所定位置に確実に植設される。
また、金属ケースとベース部材間に不定形耐火物を流し
込み養生後、３５０℃以上の温度で十分に加熱・乾燥す
るので、水分残留がなく、サイド堰予熱や鋳造時に耐火
物部分が爆裂・破壊することはない。

【００３９】さらに、ベース部材の植設溝にセラミック
スプレートを植設する際に、ベース部材とセラミックス
プレート間にスペーサを配し拘束状態にして接着剤を流
し込むので、セラミックスプレートは所定位置に確実に
植設される。また、水冷式補剛体を冷却しながら乾燥す
るので、乾燥に際して、この水冷式補剛体の熱変形を抑
制し、サイド堰、特に金属ケースの変形を抑制すること
ができる等の効果が得られる。

【００４０】このようにして、サイド堰乾燥時や予熱時
のサイド堰の熱変形を最小限に食い止め、その形状性を
安定的に確保し、移動鋳型内溶湯のシール性を安定的に
確保することができ、連続鋳造操業を安定化し、高品質
で均質な鋳片を製造することができる。

【００４１】より具体的には、 （１）乾燥・予熱時のサイド堰の熱変形を従来の１／２
以下に抑制できる。 （２）鋳造開始の毎の、サイド堰の熱変形のバラツキ
を、従来の１／３以下抑制にできる。 （３）鋳造時においてもサイド堰の形状性も良好であ
り、溶湯漏れ頻度が、従来の３０％に対して１％まで低
減することができる。 （４）予熱温度を上げることができ、鋳造時にサイド堰
表面への地金生成量を大幅に減少することができ、鋳片
への地金巻き込み頻度を、従来の１／１０に減少するこ
とができる。 （５）予熱の再現性が向上し、鋳造開始が計画通りにで
きるようになり、鋳造操業効率を従来に比し３０％程度
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図であり、（ａ）図
は湯溜り部側から見たサイド堰の正面説明図、（ｂ）図
は（ａ）図の側断面説明図、（ｃ）図は（ａ）図のＢａ
−Ｂｂ矢視断面拡大説明図。

【図２】本発明を実施する双ドラム式の広幅薄肉鋳片の
連続鋳造装置例を示す立面説明図。

【図３】（ａ）図は、本発明を実施する双ドラム式の広
幅薄肉鋳片の連続鋳造装置例におけるサイド堰配置状態
を示す平面説明図。（ｂ）図は、（ａ）図の正面説明
図。

【図４】従来の双ドラム式連続鋳造装置例におけるサイ
ド堰例を示し、（ａ）図は湯溜り部側から見た正面説明
図、（ｂ）図は（ａ）図のＡａ−Ａｂ矢視断面説明図。

【符号の説明】

（従来） １ サイド堰） ２ 枠板 ３ 底板 ４ サイド堰ケース ５ 耐火物 ６ ベース材 ７ セラミックス層 ７ａ 中央領域（セラミックス層） ７ｂ 周辺領域（セラミックス層） ８ ヒータ （本発明） ９ サイド堰 １０ 金属ケース １０ａ 金属ケース側板 １０ｂ 金属ケース底板 １１ 不定形耐火物 １２ ベース部材 １２ａ 植設用Ｙ字溝 １２ｂ ヒータ挿通孔 １３ セラミックスプレート １４ ヒータ １５ 下部堰 １６ 補剛体 １７ 連結ボス １８、１８ａ 締結ボルト・ナット １９ 冷却媒体流通路 ２０ 支持ボルト・ナット ２１ 支持体 ２２ 可縮性断熱材 ２３ 位置固定材 ２４ スペーサ ２５ 接着剤 ２６ 補強接着剤 ａ 内ノズル ｂ 外ノズル ｃ 鋳片 ｅ 溶湯 Ｍ メニスカス ｐ 湯溜り部 Ｒａ，Ｒｂ 冷却ドラム Ｓａ，Ｓｂ サイド堰

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 敷田 信夫 福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号 黒崎窯業株式会社内 (72)発明者 筒井 康志 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 山上 靖博 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 山田 衛 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 岡 秀毅 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷式補剛体を背面に固定した金属ケー
   スと、この金属ケースに配設されヒータを内蔵しかつセ
   ラミックスプレート植設用Ｙ字溝を有するベース部材
   と、このべース部材の周りに充填された不定形耐火物
   と、ベース部材に冷却ドラム端面と摺動するごとく植設
   されたセラミックスプレートとで構成された双ドラム式
   連続鋳造用サイド堰において、金属ケースの側板内面間
   とベース部材の側面間に、可縮性断熱材が装填されてい
   ることを特徴とする双ドラム式連続鋳造用のサイド堰。
2. 【請求項２】 水冷補剛体を背面に固定した金属ケース
   に、ヒータ挿通孔とセラミックスプレート植設用Ｙ字溝
   を有するベース部材を配設する場合に、位置固定部材を
   用いて、金属ケースとベース部材間に膨張代を形成して
   可縮性断熱材を装填するとともに、ヒータ挿通孔に棒状
   体を挿通し、金属ケースとベース部材を拘束状態にして
   不定形耐火物を流し込み養生後、水冷式補剛体に冷却媒
   体を供給して冷却しながら３５０℃以上の温度で加熱・
   乾燥し、加熱・乾燥後、ベース部材の植設用Ｙ字溝にセ
   ラミックスプレートを植設するとともに、棒状体により
   形成されたヒータ挿通孔にヒータを挿通し固定すること
   を特徴とする双ドラム式連続鋳造用サイド堰の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２において、加熱・乾燥後のベー
   ス部材の植設用Ｙ字溝に、セラミックスプレートを植設
   する場合において、植設用Ｙ字溝とセラミックスプレー
   ト間にスペ−サを配してベース部材とセラミックスプレ
   ートを拘束状態にして接着剤を流し込み、固化・接着
   後、セラミックスプレート表面を粗度１０Ｓ以下に研磨
   することを特徴とする双ドラム式連続鋳造用サイド堰の
   製造方法。