JPH08155592A - 薄鋳片の連続鋳造方法および連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 双ドラム式連続鋳造方法による薄鋳片の連続
鋳造において、スカムの巻き込みを抑制して、巻き込み
疵等の表面疵や割れ発生のない薄鋳片を鋳造できる薄鋳
片の連続鋳造方法およびこの方法を実施する連続鋳造装
置を提供する。 【構成】 サイド堰の溶融金属湯面近傍部にスカム排出
口を設け、鋳型内溶融金属湯面レベルをスカム排出口下
端に制御あるいは鋳型内湯面レベルを一時的に上げまた
はサイド堰をスライド自在に配設してサイド堰をスライ
ドさせることにより、鋳型内湯面上に浮遊するスカムを
サイド堰のスカム排出口から排出しながら鋳造すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の冷却ロールとこ
の冷却ロールの端面に当接された一対のサイド堰により
形成される移動鋳型を用いた、鋼、ステンレス、銅、ア
ルミ等を鋳造対象とする薄鋳片の連続鋳造方法およびこ
の鋳造方法で用いられる連続鋳造装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から一般に知られている双ドラム式
連続鋳造装置を用いた鋼の薄鋳片の連続鋳造において
は、図５に示されるように、回転する一対の冷却ドラム
１ａ、１ｂとこのドラムの両端に当接されるサイド堰２
ａ，２ｂによって形成される移動鋳型３内に、タンディ
ッシュ４内から、下端部両側面にスリット状吐出口５を
有する浸漬ノズル６を介して溶鋼７を供給し、移動鋳型
３内に所定レベルの湯溜り部８をつくりつつ、冷却して
凝固シェルを生成し、この凝固シェルを一対の冷却ドラ
ム１ａ，１ｂの最接近部に形成されるギャップ部（キッ
シングポイント）で圧接・一体化して広幅の薄鋳片９を
鋳造するようになっている。

【０００３】この双ドラム式連続鋳造において、均一な
厚みの凝固シェルを生成するとともに成分偏析がなく、
スカム巻き込み疵等の表面欠陥のない薄鋳片を安定的に
鋳造するためには、移動鋳型内において溶湯の流れを好
ましい状態で安定させることが要求される。例えば、特
開昭６２−２８２７５３号公報には、浸漬ノズル内にフ
ィルターを内蔵させ、ノズル全幅にわたって乱れのない
吐出流を得るとともに、溶鋼中の介在物を除去すること
が開示されている。しかし、この手段では、スカム（ア
ルミナなどの酸化物を主体とするもので、以下単に「ス
カム」という。）の巻き込み現象に対して、抑止効果が
十分なものとは言い難い。

【０００４】また、特開平４−１５８９５９号公報に
は、浸漬ノズルと冷却ドラム側メニスカス間に堰を配設
し、この浸漬ノズルからの溶湯の吐出流を湯面近傍で遮
断し、これによってメニスカス近傍での波立ちやスカム
の巻き込みを抑制し、均一な厚さの凝固シェルを生成す
るとともに成分偏析がなく、スカム巻き込み疵等の表面
疵や割れのない薄鋳片を鋳造することが提案されてい
る。

【０００５】しかし、特に潤滑剤（パウダー）を用いな
い連続鋳造においては、溶鋼湯面が大気にさらされてお
り、溶鋼中の成分の一部が酸化して酸化物となり、溶鋼
湯面上に溶鋼中の介在物とともに浮遊する。

【０００６】この酸化物を主体とする浮遊スカム層の厚
みは、非常に薄いものであるが、長時間の連続鋳造操業
を行った場合は、時間の経過とともに、溶鋼中の介在物
とともに、増加して溶鋼湯面上に堆積し、冷却ロール表
面で巻き込まれ、鋳片表面欠陥の発生の原因をつくりや
すい状況になる。したがって、この溶鋼湯面上の浮遊ス
カムを除去する必要があるが、現状ではこの浮遊スカム
を除去するための効果的な手段は提案されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、双ドラム式
連続鋳造方法による薄鋳片の連続鋳造において、スカム
の巻き込みを抑制して、巻き込み疵等の表面疵や割れ発
生のない薄鋳片を鋳造できる薄鋳片の連続鋳造方法およ
びこの方法を実施する連続鋳造装置を提供するものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
一対の冷却ロールとその端面に当接された一対のサイド
堰により形成される移動鋳型による薄鋳片の連続鋳造方
法において、サイド堰の溶融金属湯面近傍部にスカム排
出口を設け、鋳型内溶融金属湯面レベルを排出口下端に
制御して、湯面振動を利用して湯面上に浮遊するスカム
を排出しながら鋳造することを特徴とする薄鋳片の連続
鋳造方法。

【０００９】第二の発明は、一対の冷却ロールとその端
面に当接された一対のサイド堰により形成される移動鋳
型による薄鋳片の連続鋳造方法において、サイド堰の溶
融金属湯面付近にスカム排出口を設け、鋳型内溶融金属
湯面の浮遊スカムの堆積量が顕著になった場合、溶融金
属の供給速度あるいは鋳造速度を制御して、鋳型内湯面
レベルを一時的に上げ、この湯面レベルをサイド堰のス
カム排出口に合わせてスカム排出口から浮遊スカムを排
出しながら鋳造することを特徴とする薄鋳片の連続鋳造
方法。

【００１０】第三の発明は、一対の冷却ロールとその端
面に当接された一対のサイド堰により形成される移動鋳
型による薄鋳片の連続鋳造方法において、サイド堰にス
カム排出口を設けるとともにこのサイド堰をスライド自
在に配設し、このサイド堰をスライドさせ、スカム排出
口を鋳型内溶融金属湯面レベルに合わせ、この湯面上に
浮遊するスカムを排出しながら鋳造することを特徴とす
る薄鋳片の連続鋳造方法。

【００１１】第四の発明は、第一の発明又は第二の発明
を実施するための連続鋳造装置例として位置付けされる
もので、一対の冷却ロールとその端面に当接された一対
のサイド堰により形成される移動鋳型を有する薄鋳片の
連続鋳造装置において、サイド堰の湯面レベル近傍部
に、下方に傾斜するスカム排出口を設けたことを特徴と
する。また、第五の発明は、第四の発明を実施するため
の連続鋳造装置例として位置付けされるもので、スカム
排出口を設けたサイド堰を上下にスライド自在に設けた
ことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明においては、鋳型内湯面上に浮遊するス
カムをサイド堰に設けたスカム排出口から適時排出する
ことができ、鋳型内の湯面にスカムの堆積によって発生
するスカム巻き込み現象を抑制し、鋳片のスカム巻き込
み疵等の表面欠陥の発生を抑制することができる。

【００１３】本発明では、一対の冷却ロールの端面に当
接して移動鋳型を構成する一対のサイド堰に、湯面レベ
ル近傍で開口し下方に傾斜する貫通孔を設けてスカム排
出口を形成する。このスカム排出口の下端は、通常操業
時には鋳型内の湯面レベルより５〜２０mm上方に位置に
なるように配置する。

【００１４】このスカム排出口の開口面積は、サイド堰
の強度を損なわない範囲で、湯面に浮遊するスカムを排
出する際に詰まらない程度の大きさにし、凝固シェルの
形成に悪影響を与えないように、冷却ドラムとの接触面
からある程度離して配置することが望ましい。配置数は
一箇所でも複数箇所でもよい。

【００１５】また、このサイド堰の上下方向の位置は固
定してもスライド自在にしてもよい。サイド堰の上下方
向の位置を固定する場合のスカム排出については、湯面
レベルをスカム排出口レベルに制御して、湯面振動を利
用して浮遊するスカムをスカム排出口から排出する。あ
るいは、浮遊スカム層の厚さをオペレーターの目視で、
あるいは測定器具で測定して排出時期を決め、一時的に
湯面レベルを上げ湯面に浮遊するスカム層を排出口のレ
ベルに合わせて、スカム層厚に応じて所定時間排出す
る。このスカムの排出に際しては、湯面が揺動している
ため、溶湯も同時に排出されるので、溶湯の排出量をで
きる限り少なくするように、排出時間はできる限り短時
間に設定する。

【００１６】また、サイド堰をスライド自在にすれば、
サイド堰をスライドさせ、スカム排出口を湯面に浮遊す
るスカム層の位置に合わせることによりスカムを排出す
る。この場合は、スカム排出のために湯面レベルを制御
あるいは、一時的に上げる必要はない。

【００１７】なお、本発明において、湯面上の浮遊スカ
ムがサイド堰側に流れるように、溶湯注入条件、仕切り
堰の配置条件を選択することにより、より効率的にスカ
ムを排出することができる。

【００１８】このようにして、スカムをスカム排出口か
ら排出するに際しては、スカムは排出口を通過する際、
冷却され排出口に付着、凝固して、排出の制御性、排出
効率を低下させるので、排出口の周囲に加熱装置を配置
することが望ましい。

【００１９】なお、サイド堰を固定し、たとえば、排出
口部分をスライドさせる構造、あるいは排出口を開閉さ
せる構造も考えられるが、スライド部、開閉部に間隙、
段差が生ずることがあり、また、構造が複雑になるの
で、あまり好ましい方法とは言い難い。また、サイド堰
にスカム排出口を設けないで、湯面に浮遊するスカムを
吸引して排出することも考えられるが、スカム層は薄い
ため歩留まりよく吸引・排出することは、非常に困難で
ある。

【００２０】本発明では、このように、サイド堰にスカ
ム排出口を設け、鋳型内湯面に浮遊するスカムをこのス
カム排出口から排出しながら鋳造するため、鋳型内湯面
に浮遊するスカムの堆積によって発生するスカム巻き込
み現象を抑制し、鋳片のスカム巻き込み疵等の表面欠陥
の発生を抑制することができる。

【００２１】

【実施例】

（実施例１）以下に本発明を図１〜図２に示す実施例に
基づいて説明する。この実施例は、本発明を鋼の薄鋳片
を鋳造する双ドラム式連続鋳造方法において適用した場
合のものである。

【００２２】図１において、３は移動鋳型で、回転する
一対の冷却ドラム１ａ，１ｂと、この冷却ドラムの両端
面に摺動可能に配設された一対のサイド堰２ａ，２ｂに
よって形成されている。８は、この移動鋳型３内に形成
された湯溜まり部で、この湯溜り部８の中心部には、そ
の上方に搬入配置されたタンディッシュ４に接続された
スリット状吐出孔５を有する浸漬ノズル６が浸漬されて
いる。

【００２３】サイド堰２ａ，２ｂの湯面近傍部には、ス
カム排出口１０ａ，１０ｂが設けられている。このスカ
ム排出口１０ａ，１０ｂは、図２に示すように、サイド
堰２ａ，２ｂの鋳型内溶鋼湯面７ｆの近傍に開口し、下
方に角度θをもって傾斜する貫通孔になっており、外側
に配設したスカム溜め１１に連通している。このスカム
溜め１１は、排出管１２を介して排出樋１４に連絡され
ている。

【００２４】連続鋳造に際しては、タンディッシュ４の
ストッパ−（図示省略）を上げてこのストッパ−の下端
面と浸漬ノズル６の上端面間に所定の間隙を形成し、タ
ンディッシュから溶鋼７を浸漬ノズル６を介して移動鋳
型３内に供給し、所定レベルの湯溜り部８をつくりつ
つ、移動鋳型３で溶鋼を冷却・凝固させ、生成された凝
固シェル７ｓを一対の冷却ドラム１ａ，１ｂ間のギャッ
プ部（キッシングポイント）で圧接・一体化して引き出
し薄鋳片９を連続鋳造する。

【００２５】この連続鋳造を長時間継続すると、時間の
経過とともに、スカム１３が溶鋼中の介在物とともに増
加して溶鋼湯面上に堆積し、冷却ロール表面で巻き込ま
れ、鋳片表面欠陥の発生の原因をつくりやすい状況にな
る。そこで、この実施例では、連続鋳造操業中の鋳型３
内溶鋼の湯面レベル７ｆが、サイド堰２ａ，２ｂのスカ
ム排出口１０ａ，１０ｂのレベルになるように溶鋼供給
速度、鋳造速度を設定し、湯面振動によってこの湯面７
ｆ上に浮遊するスカム１３をスカム排出口１０から排出
し、スカム溜め１１、排出管１２、排出樋１４を経て指
定の場所に搬送する。

【００２６】ここでは、排出口１０ａ，１０ｂの周囲に
加熱装置１５を配設して、排出口の周囲を加熱し、溶鋼
を含むスカム１３が排出口１０ａ，１０ｂの入り口およ
び内部壁に付着・凝固して排出性を阻害したり、凝固シ
ェル生成に悪影響を与えないように配慮している。

【００２７】また、ここでは、鋳造操業中の鋳型内溶鋼
の湯面７５レベルを排出口１０ａ，１０ｂレベルににな
るように制御して、湯面振動により浮遊スカム１３を該
排出口から、常時排出するようにしているが、鋳型内溶
鋼７の湯面上の浮遊スカム１３の層厚が厚くなった場
合、一時的に所定の時間、湯面レベルを上げてこの浮遊
スカム層を排出口１０ａ，１０ｂのレベルに合わせて、
スカム１３を排出するようにしてもよい。

【００２８】（実施例２）この実施例は、実施例１と同
様、本発明を鋼の薄鋳片を鋳造する双ドラム式連続鋳造
方法において適用した場合のものである。前記実施例１
では、サイド堰２ａ，２ｂを固定して、鋳型３内溶鋼７
の湯面レベルをサイド堰に設けた排出口１０ａ，１０ｂ
のレベルに制御して湯面７ｆ上の浮遊スカム１３を排出
するようにしたが、この実施例では、サイド堰２ａ，２
ｂをスライド自在にして、このサイド堰に設けた排出口
１０ａ，１０ｂのレベルを湯面７ｆ上の浮遊スカム１３
の層レベルに合わせて、浮遊するスカム１３を排出する
ようにしている。

【００２９】図３は、ここで用いたスライド自在なサイ
ド堰の構造例を示したものである。同図において、１ａ
は冷却ロールでその端面には、サイド堰２ａが上下方向
にスライド自在に当接されており、このサイド堰の冷却
ロールの端面との当接部には金枠１６内に耐火物１７を
介してセラミックプレート１８が植設され、その上部の
鋳型内溶鋼の湯面近傍に位置する部分には、スカム排出
口１０が設けられている。この排出口１０は鋳型３内の
湯面側から外側下方に角度θをもって傾斜する貫通孔に
なっており、その周囲には加熱装置１５が配設され、こ
の排出口の下端には、排出管（図示省略）を接続したス
カム溜め１１が配設されている。

【００３０】サイド堰２ａの金属枠１６の背面中心部に
は、固定軸１９が取り付けられており、この固定軸は、
支持架台２４に設置された正逆回転自在な駆動モーター
２０により回転するネジシャフト２１に螺合され、この
ネジシャフトの回転により上下にスライドする。図中２
２は案内棒で固定軸に挿通され、固定軸の上下のスライ
ドを安定化するためのものである。また、２３はサイド
堰２ａの押し付け装置である。

【００３１】このような構造のサイド堰を用いた移動鋳
型による連続鋳造に際しては、実施例１と同様（図１参
照）、タンディッシュ４のストッパ−（図示省略）を上
げてこのストッパ−の下端面と浸漬ノズル６の上端面間
に所定の間隙を形成し、タンディッシュから溶鋼７を浸
漬ノズル６を介して移動鋳型３内に供給し、所定レベル
の湯溜り部８をつくりつ、移動鋳型３で溶鋼を冷却・凝
固させ、生成された凝固シェル７ｓを一対の冷却ドラム
１ａ，１ｂ間のギャップ部（キッシングポイント）で圧
接・一体化して引き出し薄鋳片９を連続鋳造する。

【００３２】この実施例２では、通常操業中のサイド堰
の位置は、排出口レベルが湯面レベルより１０〜２０mm
上方に位置させておく。連続鋳造を長時間継続すると、
時間の経過とともに、鋳型３内溶鋼７の湯面上７ｆ上に
浮遊するスカム１３の層が厚くなり、冷却ロール表面で
巻き込まれ、鋳片表面欠陥の発生の原因をつくりやすい
状況になる。

【００３３】このような状況になるおそれが生じた場合
には、駆動装置を駆動してサイド堰を下方にスライドさ
せ、スカム排出口のレベルを、連続鋳造操業中の鋳型３
内溶鋼の湯面レベル７ｆに合わせ、例えば数分間かけて
湯面７ｆ上に浮遊するスカム１３をスカム排出口１０か
ら排出し、スカム溜め１１、排出管１２、排出樋１４を
経て指定の場所に搬送する。排出後はもとの位置に戻し
待機させる。

【００３４】ここでも、排出口１０の周囲に加熱装置１
５を配設して、排出口の周囲を加熱し、溶鋼を含むスカ
ムが排出口１０ａ，１０ｂの入り口および内部壁に付着
・凝固して排出性を阻害したり、凝固シェル生成に悪影
響を与えないように配慮している。

【００３５】ここでは、鋳造操業中に鋳型内溶鋼の湯面
上に浮遊するスカム１３の層が厚くなり、冷却ロール表
面で巻き込まれ、鋳片表面欠陥の発生の原因をつくりや
すい状況になるおそれが生じた場合には、サイド堰を下
方にスライドさせ、溶鋼の鋼の湯面レベル７ｆに排出口
１０ａ，１０ｂのレベルを合わせ、浮遊スカム１３を該
排出口から、適時、所定時間排出し、所定（任意）時間
排出後は湯面上方の元の位置に待機させるようにしてい
るが、サイド堰を湯面レベル近傍で一定周期またはアト
ランダムに上下に揺動（振動）させてもよい。

【００３６】なお、本発明は、この実施例に限られるも
のではなく、鋳造対象、サイズ、鋳造条件、サイド堰の
構造条件などに応じて、請求項１〜５の構成要件を満足
する範囲内で、変更するものである。

【００３７】（実施例３）実施例１として示したスカム
排出口を有するサイド堰を用いた双ドラム式連続鋳造装
置において、鋳型内溶鋼の湯面をサイド堰の排出口レベ
ルに制御し、湯面振動を利用して湯面上に浮遊するスカ
ムを排出しながらステンレス鋼の薄鋳片の連続鋳造を実
施し、得られた薄鋳片の表面欠陥指標を調べた。その結
果を従来例（スカム排出なしの場合）による場合の結果
とともに図４に示す。

【００３８】実施条件 鋳造鋼種：ステンレス（ＳＵＳ３０４） 鋳造速度：６０ｍ／min 薄鋳片サイズ：厚さ３mm×８００mm 鋳造量：１００ｔ 鋳型 冷却ドラム径：１２００mm 鋳型幅：１３００mm サイド堰側メニスカス間距離：８００mm 図４に示すように、本発明の実施例で得られた薄鋳片の
表面欠陥指数は、従来例に比較して１／４まで小さくす
ることができた。

【００３９】（実施例４）実施例２として示したスカム
排出口を有し、上下にスライド自在なサイド堰を用いた
双ドラム式連続鋳造装置において、サイド堰を１０ｔ鋳
造毎にスライドして排出口レベルを通常操業時の鋳型内
溶鋼の湯面レベルにあわせて、一回当たり約１０秒間、
湯面上に浮遊するスカムをスカム排出口から排出しなが
らステンレス鋼の薄鋳片の連続鋳造を実施し、得られた
薄鋳片の表面欠陥指標を調べた。その結果を従来例（ス
カム排出なしの場合）による場合の結果とともに図４に
示す。

【００４０】実施条件 鋳造鋼種：ステンレス（ＳＵＳ３０４） 鋳造速度：６０ｍ／min 薄鋳片サイズ：厚さ３mm×幅８００mm 鋳造量：１００ｔ 鋳型 冷却ドラム径：１２００mm 鋳型幅：１３００mm サイド堰側メニスカス間距離：８００mm 図４に示すように、本発明の実施例で得られた薄鋳片の
表面欠陥指数は、実施例３の場合とほぼ同様であった。

【００４１】

【発明の効果】本発明においては、鋳型内湯面上に浮遊
するスカムをサイド堰に設けたスカム排出口から適時排
出することができ、鋳型内の湯面にスカムの堆積によっ
て発生するスカム巻き込み現象を抑制し、鋳片のスカム
巻き込み疵等の表面欠陥の発生を抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄鋳片の連続鋳造方法を実施する双ド
ラム式連続鋳造装置例を示す立体概要説明図。

【図２】（ａ）図１は、図１の双ドラム式連続鋳造装置
例におけるサイド堰構造を示す部分立体概要説明図、
（ｂ）図は図１の双ドラム式連続鋳造装置例における
サイド堰構造を示す部分縦断面概要説明図。

【図３】本発明の他の双ドラム式連続鋳造装置例におけ
るサイド堰構造を示す部分縦断面概要説明図。

【図４】本発明の実施例で得られた薄鋳片の表面欠陥指
標を示す説明図。

【図５】公知の双ドラム式連続鋳造装置例を示す立体概
要説明図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 冷却ドラム ２，２ａ、２ｂ サイド堰 ３ 移動鋳型 ４ タンディッシュ ５ 吐出口 ６ 浸漬ノズル ７ 溶鋼 ７ｆ 湯面 ７ｓ 凝固シェル ８ 湯溜り部 ９ 薄鋳片 １０，１０ａ，１０ｂ スカム排出口 １１ スカム溜め １２ 排出管 １３ スカム １４ 排出樋 １５ 加熱装置 １６ 金属枠 １７ 耐火物 １８ セラミックスプレート １９ 固定軸 ２０ 駆動モーター ２１ ネジシャフト ２２ 案内棒 ２３ 押し付け装置 ２４ 支持架台

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の冷却ロールとその端面に当接され
   た一対のサイド堰により形成される移動鋳型による薄鋳
   片の連続鋳造方法において、サイド堰の溶融金属湯面付
   近にスカム排出口を設け、鋳型内溶融金属湯面レベルを
   排出口下端に制御して、湯面振動を利用して湯面上に浮
   遊するスカムを排出しながら鋳造することを特徴とする
   薄鋳片の連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 一対の冷却ロールとその端面に当接され
   た一対のサイド堰により形成される移動鋳型による薄鋳
   片の連続鋳造方法において、サイド堰の溶融金属湯面付
   近にスカム排出口を設け、鋳型内溶融金属湯面の浮遊ス
   カムの堆積量が顕著になった場合、溶融金属の供給速度
   あるいは鋳造速度を制御して、鋳型内湯面レベルを一時
   的に上げ、この湯面レベルをサイド堰のスカム排出口に
   合わせてスカム排出口から浮遊スカムを排出しながら鋳
   造することを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。
3. 【請求項３】 一対の冷却ロールとその端面に当接され
   た一対のサイド堰により形成される移動鋳型による薄鋳
   片の連続鋳造方法において、サイド堰にスカム排出口を
   設けるとともにこのサイド堰をスライド自在に配設し、
   このサイド堰をスライドさせ、スカム排出口を鋳型内溶
   融金属湯面レベルに合わせ、この湯面上に浮遊するスカ
   ムを排出しながら鋳造することを特徴とする薄鋳片の連
   続鋳造方法。
4. 【請求項４】 一対の冷却ロールとその端面に当接され
   た一対のサイド堰により形成される移動鋳型を有する薄
   鋳片の連続鋳造装置において、サイド堰の湯面レベル近
   傍部に、下方に傾斜するスカム排出口を設けたことを特
   徴とする薄鋳片の連続鋳造装置。
5. 【請求項５】 スカム排出口を設けたサイド堰を上下に
   スライド自在に設けたことを特徴とする請求項４記載の
   薄鋳片の連続鋳造装置。