JPH08155594A - 薄鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 双ベルト式連続鋳造方法、双ドラム式連続鋳
造方法などの移動鋳型を用いた薄鋳片の連続鋳造方法に
おいて、メニスカスでの波立ちや、スカムの巻き込みを
抑制して、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、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を提供
する。 【構成】 移動鋳型による薄板の連続鋳造装置方法にお
いて、移動鋳型内に、下端部の両側面にスリット状の吐
出口を有し鋳型幅に対して０．３〜０．７５の吐出流幅
を有する浸漬ノズルを配設し、この浸漬ノズルから移動
鋳型内に溶湯を供給して、メニスカス湯面に安定した溶
湯流を形成することを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法
で、この浸漬ノズルとサイド堰間に、幅が浸漬ノズルの
吐出流幅より大きく湯面より下では両端とサイド堰間に
流路を形成できるスカム堰の配置も考慮する。

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法
や双ベルト式連続鋳造方法などの移動鋳型と下端部両側
面にスリット状吐出口を有する浸漬ノズルを用いた鋼、
ステンレス、銅、アルミ等金属の薄鋳片の連続鋳造方法
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４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を介して溶湯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、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
出流を得ることが開示されている。しかし、この場合で
は、スカム（アルミナ、酸化鉄などの酸化物主体のもの
で、以下単に「スカム」という。）の巻き込み現象に対
しては、抑止効果は十分ではない。

【０００４】また、特開平４−１５８９５９号公報に
は、図５に示す如く、移動鋳型３内に、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を配設すると
ともに、この浸漬ノズルと冷却ドラム側メニスカス間に
堰１０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、巻き込み疵等
の表面疵や割れのない薄鋳片９を鋳造することが提案さ
れている。

【０００５】この例では、堰の浸漬深さと冷却ドラム側
メニスカスからの距離について、適正領域が開示されて
いる。しかし、この堰の配置条件を満足しても、この堰
の効果を安定して確保することはできない。すなわち、
堰の配置効果は、浸漬ノズルの吐出口の配置と密接に関
係し、この浸漬ノズルの吐出口の配置条件を満足させな
い限り安定的に得ることはできない。したがって、波立
ちや、スカムの巻き込み現象を安定的に抑制することは
難しく、巻き込み疵等の表面疵のない薄鋳片を鋳造する
ためのものとして十分に評価できるものとは言い難い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、双ベルト式
連続鋳造方法、双ドラム式連続鋳造方法などの移動鋳型
を用いた薄鋳片の連続鋳造方法において、メニスカスで
の波立ちや、スカムの巻き込みを抑制して、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、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を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
移動鋳型による薄鋳片の連続鋳造装置方法において、移
動鋳型内に、下端部の両側面にスリット状の吐出口を有
し鋳型幅に対して０．３〜０．７５の吐出流幅を有する
浸漬ノズルを配設し、この浸漬ノズルから移動鋳型内に
溶湯を供給して、メニスカス湯面に安定した溶湯流を形
成することを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方法。

【０００８】また第二の発明は、移動鋳型による薄鋳片
の連続鋳造装置方法において、移動鋳型内に、下端部の
両側面にスリット状の吐出口を有し鋳型幅に対して０．
３〜０．７５の吐出流幅を有する浸漬ノズルを配設する
とともに、この浸漬ノズルと冷却ドラム側メニスカス間
に、幅が浸漬ノズルの吐出流幅より大きく両端とサイド
堰間に流路を形成するスカム堰を、その下端が浸漬ノズ
ルの吐出口より湯面に近い位置になるように配置し、浸
漬ノズルから移動鋳型内に溶湯を供給して、メニスカス
湯面に安定した溶湯流を形成することを特徴とする薄鋳
片の連続鋳造方法である。

【０００９】

【作用】本発明においては、移動鋳型内の溶湯の湯面近
傍領域で安定した流れを形成することができ、湯面に浮
遊するスカムの巻き込みを減少させると同時に初期凝固
シェルの安定した生成を促がし、表面品質の優れ、均一
な厚さの薄鋳片を鋳造することができる。また、この場
合、浸漬ノズルと冷却ドラム側メニスカス間の湯面近傍
にスカム堰を配設することにより、メニスカスでの波立
ち現象の発生を抑制するとともに、スカムをサイド堰側
に効果的に寄集めて排出することによって、さらにその
効果を高めることができる。

【００１０】本発明者等は、移動鋳型と下端部の両側面
にスリット状の吐出口を有する浸漬ノズルを用いて連続
鋳造する場合において、浸漬ノズルからの吐出流と薄鋳
片の表面欠陥指標との関係について、実験を重ねた結
果、浸漬ノズルの吐出口幅と鋳型幅の比が薄鋳片の表面
欠陥指標に与える影響が大きいこと、スカム堰を配設す
る場合、その配設条件によっては、表面欠陥指標をさら
に改善できることを知見した。したがって、本発明にお
いては、浸漬ノズルの吐出口幅を鋳型幅に対して適正範
囲に特定すること、スカム堰の配置条件を特定すること
を特徴とする。

【００１１】本発明で用いる浸漬ノズルは、冷却ドラム
側に溶湯を吐出する、下端部両側面にスリット状の吐出
口を有するもので、この吐出口は吐出口の幅ａと鋳型幅
Ｌの比ａ／Ｌ＝０．３〜０．７５の範囲になるように形
成することが好ましい。０．３以下では、縦割れの発生
が多く薄鋳片の表面欠陥指標が大きくなるので好ましく
ない。また、０．７５以上では、開口割れが発生しやす
いので好ましくない。吐出口が複数の場合は、両端の吐
出口の外側端間距離を吐出口幅ａとする。

【００１２】また、本発明においては、湯面近傍でサイ
ド堰側への流れを形成するために、浸漬ノズルと冷却ド
ラム側メニスカス間に配設するスカム堰は、その幅が浸
漬ノズルの吐出口の幅より大きく、サイド堰との間に流
路を形成することが必要であり、冷却ドラム側に５〜２
０度傾斜させることが好ましい。

【００１３】浸漬ノズルの吐出口の位置（中心位置）
は、湯面から１０〜４０mmであるが、スカム堰の浸漬の
下端の位置（深さ）は浸漬ノズルの吐出口より湯面側に
近い（浅い）位置であることが好ましい。吐出口より深
い位置に浸漬すると冷却ドラムとサイド堰間の流れが小
さくなり、スカムが滞留する。

【００１４】また、冷却ドラム−スカム堰間距離は、５
〜４０mmであることが好ましい。５mm以下では吐出流の
流れ込みが阻害され、溶湯表面が凝固する。４０mm以上
ではサイド堰へ向かう流速が小さく、スカム排出効果が
小さくなる。

【００１５】こうすることにより、浸漬ノズルからの吐
出流をこのスカム堰の下端を経て冷却ドラムに衝突した
後、一部はスカム堰−冷却ドラム間を鋳型短辺側に向か
って流れ、湯面に浮遊するスカムをサイド堰側に移動さ
せて寄せ集めることになり、ここでこのスカムを効率的
に移動鋳型の外に排出できる。

【００１６】なお、本発明で用いる浸漬ノズルの吐出口
の配置は、極力左右対称とすることが好ましく、各吐出
孔は一本のスリットのみで形成する必要がなく、複数の
スリットで形成してもよい。

【００１７】

【実施例】

（実施例１）以下に本発明を図１（ａ）〜（ｂ）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。

【００１８】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に接続された本
発明のスリット状吐出孔５を有する浸漬ノズル６が浸漬
されている。

【００１９】この浸漬ノズル６の湯溜り部に浸漬される
下端部両側面には、移動鋳型３の長辺側（冷却ドラム
側）に溶鋼７を吐出する吐出口５ｃ（中央部）、５ａ
（側部）、５ｂ（側部）が並設されている。この３つの
水平方向吐出口５ｃ、５ａ、５ｂは同じ寸法で形成され
ており、この３つの吐出口によって形成される吐出流幅
ａは鋳型幅Ｌとの比ａ／Ｌが０．３〜０．７５になるよ
うに形成されている。タンディッシュには、ストッパー
が配設されており、移動鋳型３に対する溶鋼供給量を制
御する。

【００２０】このように構成された本発明の浸漬ノズル
６を用いた薄板の連続鋳造装置において、連続鋳造を行
う場合について説明する。本発明の浸漬ノズル６を所定
位置に位置決めした後、タンディッシュのストッパ−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で冷却・凝固さ
せ、生成された凝固シェル１３ａと１３ｂ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。

【００２１】本発明においては、溶鋼７をタンディッシ
ュから本発明の浸漬ノズル６を介して移動鋳型に供給し
ており、溶鋼７がこの浸漬ノズル６の各吐出口５1 、５
2 、５3 から移動鋳型３に吐出された際、吐出流は図１
（ａ）のように変化する。

【００２２】すなわち、中央部吐出孔５ｃ，側部吐出口
５ａ、５ｂからの溶鋼吐出流７ｃ，７ａ、７ｂは、湯面
近傍の浅い領域で水平方向成分の多い流れとなり、移動
鋳型３の長辺（冷却ドラム側）に衝突して移動鋳型のサ
イド堰側方向の溶鋼分流をつくる。この溶鋼分流によっ
て湯面に浮遊するスカム１１を移動鋳型の長辺に沿って
サイド堰方向に移動する。

【００２３】吐出口５ｃ，５ａ、５ｂは浸漬ノズル６の
両側に対称に形成されているので、この溶鋼分流は、移
動鋳型３の長辺に沿ってサイド堰の中間位置で合流する
ことになり、この溶鋼分流によって移動したスカム１１
は移動鋳型のサイド堰側近傍に寄せ集められる。

【００２４】なお、サイド堰側に寄せ集められたスカム
は、吸引管を付設するなどによって、移動鋳型の外に排
出することができ、スカムの巻き込み現象をより確実に
防止することができる。

【００２５】図２は、本発明を実施する他の連続鋳造装
置例を示す一部断面概念説明図である。この例では、図
１の場合において、浸漬ノズル６と冷却ドラム側メニス
カス間にスカム堰１２ａ，１２ｂを配設して、浸漬ノズ
ル６の吐出口５ｃ、５ａ、５ｂから鋳型長辺に対する溶
鋼の吐出流を湯面近傍で遮断し、メニスカス湯面を安定
させるとともにスカム１１の流入を抑制することができ
る。

【００２６】また、スカム堰１２の下端を通り抜けた吐
出流は冷却ドラムに衝突して、冷却ドラムとスカム堰１
２間の湯面近傍においてサイド堰側に安定した分流をつ
くることができ、さらに安定した初期凝固シェルの生成
を促がし、スカム巻き込みを抑制して、さらに均一な厚
さで表面品質に優れた薄鋳片を鋳造することができる。

【００２７】このように、本発明による薄鋳片の連続鋳
造方法においては、鋳型幅に対する吐出口幅を適範囲に
設定して、湯面近傍領域でサイド堰側に安定した流れを
つくることにより、浮遊するスカムをサイド堰側に効率
的に寄せ集めることができ、この寄せ集められたスカム
１１を排出孔２ｃから適時、移動鋳型の外に排出するこ
とにより、スカムの巻き込み現象を防止して巻き込み疵
の発生を防止するとともに、厚さの均一な凝固シェルを
安定生成することができる。

【００２８】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、鋳造条件などに応じ
て、請求項１〜２の構成要件を満足する範囲内で、変更
するものである。

【００２９】（実施例２）図１に示すような構造を有す
る連続鋳造装置において、鋳型幅に対する吐出幅の比を
変化させ、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との関係を調べた。その
結果を従来例による場合の結果とともに図３に黒丸で示
す。

【００３０】実施条件 鋳造鋼種：ステンレス（ＳＵＳ３０４） 鋳造速度：４０〜１３０ｍ／min 薄鋳片サイズ：厚さ１〜５mm×幅１３００mm 鋳造量：１０ｔ 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

【００３１】図３に黒丸で示すように、鋳型幅に対する
吐出口幅の比ａ／Ｌが本発明の特定範囲である０．３〜
０．７５領域では、得られた薄鋳片の表面欠陥指数がこ
の領域外にある場合に比較して各段に小さくすることが
できた。

【００３２】鋳型幅に対する吐出口幅の比ａ／Ｌが本発
明の領域外である場合においては、０．３以下の場合で
は、薄鋳片に縦割れが発生しており、表面欠陥指標は１
００以上で品質低下が顕著で製品として評価できる薄鋳
片は得られなかった。また、０．７５以上の場合では、
開口割れの発生があり、表面欠陥指標は、１００前後
で、品質良好と言える薄鋳片は得られなかった。

【００３３】（実施例３）次に、実施例２の条件に加
え、冷却ドラム側メニスカスと浸漬ノズル間にスカム堰
を配設して連続鋳造を実施し、得られた薄鋳片の表面欠
陥指標との関係を調べた。その結果を図３に白丸で示
す。

【００３４】実施条件（実施例２の実施条件に付加） スカム堰（セラミックス） 厚さｔ：１０mm 長さｄ：１２５０mm 下端位置（浸漬深さ）：湯面から１０mm〜３０mm 傾斜角θ：２０度

【００３５】図３に示すように、スカム堰を配設した場
合、得られた薄鋳片の表面欠陥指数は、本発明の範囲
内、範囲外いずれもスカム堰を配設しない場合に比して
顕著な改善が認められが、鋳型幅に対する吐出口幅の比
ａ／Ｌが本発明の特定範囲である０．３〜０．７５領域
では、縦割れ、開口割れはなく、薄鋳片の表面欠陥指数
は１０以下でスカム堰を配設しない場合に比し半減する
ことができた。

【００３６】本発明の範囲外である場合もスカム堰を配
設しない場合に比し、表面欠陥指標は５０前後に改善さ
れるが、縦割れ、開口割れの発生があり、薄鋳片の品質
は十分に満足できるものではなかった。

【００３７】

【発明の効果】本発明においては、移動鋳型内の溶湯の
湯面近傍領域で安定した流れを形成することができ、湯
面に浮遊するスカムの巻き込みを減少させると同時に初
期凝固シェルの安定した生成を促がし、表面品質の優
れ、均一な厚さの薄鋳片を鋳造することができる。

【００３８】また、この場合、浸漬ノズルと冷却ドラム
側メニスカス間の湯面近傍にスカム堰を配設することに
より、メニスカスでの波立ち現象の発生を抑制するとと
もに、スカムをサイド堰側に効果的に寄集めて排出する
ことによって、さらにその効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）図は、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一部断面立体
概要説明図、（ｂ）図は（ａ）図における浸漬ノズルの
吐出口配置を示す部分拡大縦断面説明図。

【図２】本発明の薄鋳片の連続鋳造方法を実施する他の
双ドラム式連続鋳造装置例を示す一部断面立体概要説明
図。

【図３】本発明の実施例２、３において得られた薄鋳片
の表面欠陥指標を示す説明図。

【図４】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。

【図５】公知の他の双ドラム式連続鋳造装置例を示す一
部断面立体概要説明図。

【符号の説明】

１ａ 冷却ドラム ２ａ、２ｂ サイド堰 ２ｃ スカム排出口 ３ 移動鋳型 ４ タンディッシュ ５ 吐出口 ５ａ、５ｂ 側部吐出口 ５c 中央部吐出口 ６ 浸漬ノズル ７ 溶鋼 ７ａ、７ｂ 側部吐出流 ７ｃ 中央部吐出流 ８ 湯溜り部 ９ 薄鋳片 １０ 堰 １１ スカム １２ａ、１２ｂ スカム堰 １３ａ、１３ｂ 凝固シェル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動鋳型による薄鋳片の連続鋳造装置方
   法において、移動鋳型内に、下端部の両側面にスリット
   状の吐出口を有し鋳型幅に対して０．３〜０．７５の吐
   出流幅を有する浸漬ノズルを配設し、この浸漬ノズルか
   ら移動鋳型内に溶湯を供給して、メニスカス湯面に安定
   した溶湯流を形成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】 移動鋳型による薄鋳片の連続鋳造装置方
   法において、移動鋳型内に、下端部の両側面にスリット
   状の吐出口を有し鋳型幅に対して０．３〜０．７５の吐
   出流幅を有する浸漬ノズルを配設するとともに、この浸
   漬ノズルと冷却ドラム側メニスカス間に、幅が浸漬ノズ
   ルの吐出流幅より大きく両端とサイド堰間に流路を形成
   するスカム堰を、その下端が浸漬ノズルの吐出口より湯
   面に近い位置になるように配置し、浸漬ノズルから移動
   鋳型内に溶湯を供給して、メニスカス湯面に安定した溶
   湯流を形成することを特徴とする薄鋳片の連続鋳造方
   法。