JPH0924444A - 広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 広幅薄鋳片を連続鋳造するに際し、タンディ
ッシュ１の底部に複数の給湯孔１ａを開設し、これら給
湯孔１ａからタンディッシュ１と直結されていないセミ
浸漬ノズル２を介して鋳型３に給湯する。その際、鋳型
幅に対し８０％以上の給湯幅で鋳型３に給湯する。 【効果】 広幅薄鋳片を連続鋳造する際の給湯時に、可
及的にノズル詰まりを発生させることなく、完全に幅方
向に給湯流を均一化でき、また、仮にノズル詰まりが発
生した場合でもセミ浸漬ノズルの交換が容易に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広幅薄鋳片を連続鋳造
する際の給湯方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、精錬技術や鋳造技術の著しい進歩
により品質性状の良好な鋳片の製造が容易化したこと
や、省力，省エネルギ思想の高まり等を背景にして熱間
圧延工程の大幅な省略や、熱間圧延を施すことなく溶鋼
から直接的かつ連続的に薄板材を製造しようとする試み
が比較的融点の低い非金属ばかりでなく鉄系金属にまで
行われるようになってきた。

【０００３】この薄鋳片を連続的に鋳造する手段とし
て、これまで以下のような方法が提案されている。 ベルト式壁面移動モールドを使用した連続鋳造法。 異形断面モールドを使用した連続鋳造法（ＳＭＳ方
式）。 双ロール式連続鋳造法。

【０００４】しかしながら、のベルト式連続鋳造法
は、ベルト冷却の困難さによってメンテナンス費用やラ
ンニングコストが高くなるという問題の他に、配設に大
きな困難性を伴いがちな浸漬ノズルによる断気鋳造を行
わないと表面品質を維持することが非常に難しいという
問題がある。

【０００５】また、の異形断面モールドを使用した連
続鋳造法では、漸次ではあるが鋳型内の断面積を減少さ
せるために鋳型内面と鋳片表面との間に大きな摩擦力が
生じ、この摩擦抵抗によって鋳型内面が激しく摩耗し鋳
型の寿命が短くなるという問題点が指摘されている。ま
た、の双ロール式連続鋳造法では、未凝固部でのロー
ル圧下時に溶鋼の流動が激しく介在物の浮上分離が困難
なことや、偏析が生じ易いという問題がある。

【０００６】このように、従来の薄鋳片連続鋳造法は、
いずれの方法も十分に満足できる品質の薄鋳片を良好な
作業性の下で安定製造するという観点からは未解決な問
題が多く、特に鉄系金属薄板材の工業的製造において熱
間圧延を伴う従来法に代替えし得るほどの域に達してい
ないのが実情であった。

【０００７】特に、薄鋳片の連続鋳造法にあっては鋳型
内への給湯方法が最大の問題点であり、これに関して種
々の提案がなされている。目的別に整理すると、 1) 複数ノズルによる給湯（例えば特開昭５５−１２６
３５５号，特開平１−２９３９４２号） 2) 偏平ノズルによる給湯（例えば特開昭５８−７４２
５８号，特開昭６０−１２２６４号，特開昭６０−１３
０４５６号，特開昭６２−１９７２５２号，特開昭６２
−２９２２５５号）

【０００８】しかしながら、1)の例えば２孔ノズルを２
本併置する方法では、２孔ノズルを１本で給湯する従来
方法に比べて鋳型内の流動状況は明らかに異なる。すな
わち、２孔ノズルを２本併置した場合における鋳型短辺
と対向する外側の吐出孔は、１本のノズルで給湯する場
合と比較して鋳型短辺に近いので、短辺側へ吐出された
溶鋼の上昇流が大きくなってパウダーを巻き込み易くな
る。また、２本併置したノズルのそれぞれ内側の吐出孔
から吐出する溶鋼流は鋳型の幅方向中央で衝突し、場合
によってはお互いに相殺しあって流速が低下し、溶鋼温
度の低下を招いてパウダーの滓化不良を引き起こし易く
なる。

【０００９】また、2)の偏平ノズルによる給湯は、全て
ストレートノズルによる給湯であるから、高速鋳造時に
は介在物が深く侵入して清浄性に問題が残る。そのた
め、浸漬ノズル内に抵抗となる工夫を施して吐出流速を
低下させ、侵入深さを低減しようとしている。また、偏
平ノズルを使用すると鋳型と浸漬ノズル間の間隔の狭い
領域が増えて溶鋼の流動が停滞しやすくなり、湯面凝固
やパウダーの滓化不良等の問題が発生する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、広幅薄鋳片
を製造するに際し、鋳型の短辺長さを直接目標とする鋳
片の厚みとする鋳造方法では、鋳型内に溶鋼を注入する
１本の浸漬ノズルは通常の浸漬ノズルと同じ円筒形状を
採ることができず、吐出孔の幅が２０〜３０ｍｍと狭く
なるので、安定した給湯ができないという問題がある。
つまり、通常の浸漬ノズルよりも薄肉，広幅化する必要
から放熱面積が大きくなって必然的に溶鋼が通過する領
域、すなわち吐出孔の幅が狭くなるので、ノズル詰まり
が起こって片流れが発生し易くなる。

【００１１】片流れが発生すると湯面変動やパウダー巻
き込み等が発生し易くなり、鋳片品質の劣化をもたら
す。また、ノズル詰まりが発生した場合には、ノズルを
取り替えるノズルクイックチェンジ技術が開発されてい
るが、現状では、鋳造中における短時間でのノズル取り
替えや、一定鋳造速度でのノズル取り替えはほとんど不
可能に近い。

【００１２】また、特に広幅鋳片への低流量給湯時に浸
漬ノズルからの吐出流が短辺近傍まで至らず、湯面の凝
固が発生してパウダーの滓化不良や浸漬ノズルの切損等
の問題が起こり易くなる。

【００１３】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、広幅薄鋳片を連続鋳造する際の給
湯時に、可及的にノズル詰まりを発生させることなく、
完全に幅方向に給湯流を均一化し、しかも浸漬ノズルの
交換が容易な広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法を提供す
ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法は、
広幅薄鋳片を連続鋳造するに際し、タンディッシュの底
部に複数の給湯孔を開設し、これら給湯孔からタンディ
ッシュと直結されていないセミ浸漬ノズルを介して鋳型
に給湯することとしているのであり、また、鋳型幅に対
し８０％以上の給湯幅で鋳型に給湯することとしている
のである。

【００１５】

【作用】本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法は、
図１に示すように、タンディッシュ１の底部に複数（図
１では２個）の給湯孔１ａを開設し、これら給湯孔１ａ
からタンディッシュ１と直結されていないセミ浸漬ノズ
ル２を介して鋳型３に給湯するので、鋳型３の幅方向全
幅に一様な給湯流を確保できる。一方、従来の浸漬ノズ
ルはタンディッシュと接続されており、かつ、給湯孔は
通常丸形もしくは楕円形であるので、鋳型形状のように
偏平化するには一工夫が必要になる。特開昭６２−１９
７２５２号では浸漬ノズル内に堰を設け、給湯流を末広
がりとなす方法を開示しているが、この方法を適用して
も、必ずしも給湯流が一様になるとは限らず、さらなる
工夫が必要となる。

【００１６】また、本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給
湯方法は、タンディッシュからの給湯流（丸形もしくは
楕円形の給湯孔からの円筒状の給湯流）をセミ浸漬ノズ
ルで一旦受けるので、幅方向への偏平化が可能となる。
この時、セミ浸漬ノズルの幅を鋳型幅の８０％以上とす
れば、セミ浸漬ノズルからの吐出線流速は例えば特開昭
６０−１２２６４号で開示された従来の吐出孔からのも
のに較べて１／１０以下に抑えることができる。また、
セミ浸漬ノズルでの湯溜まり部分の溶鋼ヘッドがタンデ
ィッシュに接続された場合よりも小さいので、給湯流の
流速も従来よりも低く抑えることができる。従って、セ
ミ浸漬ノズルからの吐出流による介在物の侵入深さも小
さく、ストレートタイプであっても従来の２孔タイプの
浸漬ノズルからの吐出流によるものと同様な鋳型内流動
を確保することが可能となる。

【００１７】一方、特開昭６０−１２２６４号で開示さ
れた従来のものは、浸漬ノズルがタンディッシュと一体
的に接続されており、スライディングノズルの制御の関
係から、タンディッシュの底部に開設した給湯孔の形状
は丸型であるから、この給湯孔からの給湯は丸型流から
偏平流への給湯とならざるを得ない。従って、幅方向の
均一化を図るために、末広がりや厚みを傾斜させる等の
種々の工夫がなされているが、完全には均一化するには
至らない。

【００１８】これに対して、本発明の広幅薄鋳片連続鋳
造時の給湯方法では、一旦、セミ浸漬ノズルにオープン
の状態で給湯流を受けるので、完全に幅方向に給湯流を
均一化することができる。また、浸漬ノズルの詰まりに
ついては、特開昭６０−１２２６４号で開示された従来
のものと同様な傾向があるが、本発明方法ではセミ浸漬
ノズルがタンディッシュと一体的に接続されていないの
で、例えば図２，３に示すような、交換装置４を用い
て、セミ浸漬ノズル２を容易かつ簡単に交換でき、例え
ば鋳造速度を低下させることなくノズル交換が可能とな
る。一方、特開昭６０−１２２６４号で開示された従来
のものでは、浸漬ノズルはタンディッシュと一体的に接
続されているので、ノズル交換は容易ではなく、ノズル
詰まりが発生した場合には鋳造を中止してタンディッシ
ュを交換することを余儀なくされる。

【００１９】ところで、前記交換装置４は、例えば移動
自在かつ所定位置で停止可能な台車４ａ上に、２つの平
行リンク機構４ｂ，４ｃで構成したフレキシブルアーム
４ｄを載設し、このフレキシブルアーム４ｄの先端部に
セミ浸漬ノズル２のクランプ機構４ｅを設置した構造
で、第１のシリンダ装置４ｆのロッドの出退動によって
フレキシブルアーム４ｄの先端部を進退移動させるとと
もに、第２のシリンダ装置４ｇのロッドの出退動によっ
て固定爪４ｈａに対して移動爪４ｈｂを接離移動させ、
これら両爪４ｈａ，４ｈｂでセミ浸漬ノズル２を挟持状
に保持するものである。なお図２中の４ａａは停止時の
位置固定装置を示す。

【００２０】さらに、本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の
給湯方法では、タンディッシュに開設した給湯孔は複数
であるので、従来の１孔と比較して開度に余裕ができ、
制御性が良好になるという利点もある。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯
方法を実施例に基づいて説明する。 〔実施例１〕２ストランドマシンの湾曲型連続鋳造機に
おいて、下記表１に示す化学成分の低炭素アルミキルド
鋼を５．０ｍ／分の速度で鋳造し、厚さ５０ｍｍ，幅２
０００ｍｍの広幅薄鋳片を製造した。

【００２２】本実施例では２ストランドマシンの湾曲型
連続鋳造機の１ストランド側で、本発明方法を適用し、
比較として２ストランド側ではタンディッシュに直結し
た従来タイプの２孔浸漬ノズルを用いて鋳型に給湯し
た。本発明方法に使用したセミ浸漬ノズルのサイズは、
外径厚みが３０ｍｍ，幅が１５００ｍｍで、その材質は
アルミナグラファイト及びジルコニアグラファイトで、
タンディッシュに設置した支持装置によって鋳型の直上
に設置配置した。

【００２３】

【表１】

【００２４】鋳造初期における鋳造速度が１．０ｍ／分
の低速時に２ストランド側では湯面凝固が発生し、オペ
レータが鋳型内の溶鋼を攪拌して鋳造を継続したが、パ
ウダーの巻き込みが激しくて品質の劣化が大きく、オー
ダー外れとなった。これに対して本発明方法を適用した
１ストランド側では、湯面凝固は発生せず低速時におい
ても安定した鋳造が可能であった。

【００２５】また、鋳造速度が５．０ｍ／分の定常部に
おいても、２ストランド側では特に短辺近傍の５０〜１
００ｍｍ部分で湯面の凝固が発生してパウダーの滓化不
良が引き起こされ、図４に示すように、鋳片に表面欠陥
が多発した。これに対して本発明方法を適用した１スト
ランド側では、定常部においても安定した鋳造が可能で
あった。

【００２６】スライディングノズルの開度は、２ストラ
ンド側では鋳造量の増加に伴ってノズル詰まりが発生し
たので、図５に示すように、８０〜９０％と増加の一途
をたどり最後には制御性が非常に悪くなった。これに対
して、本発明方法を適用した１ストランド側では、開度
は約半分の４０％程度で安定しており、鋳造末期におい
ても、制御性を損なうことなく鋳造を完了できた。な
お、１ストランド側は給湯孔（２孔）の合計のスライデ
ィングノズル開度を表している。

【００２７】そして、鋳片内部の介在物の分布状態を調
査したところ、１ストランド側，２ストランド側共に定
常部における清浄性の差はなく、両者共良好な結果を得
た。さらに、長時間にわたって鋳造を継続したところ、
ノズル詰まりが発生し、２ストランド側では鋳造を中止
せざるを得なくなったが、１ストランド側ではセミ浸漬
ノズルを交換してさらに鋳造を継続することができた。

【００２８】〔実施例２〕セミ浸漬ノズルの幅を１６０
０ｍｍとした他は実施例１と同様の鋳造条件で、比較と
して２ストランド側に広幅の浸漬ノズルを設置して本発
明方法と比較した。定常鋳造部分の湯面レベル変動を測
定した結果を図６に示すが、本発明方法の方が湯面の変
動が少なく、給湯流の幅方向の均一性が良好なことが判
明した。また、清浄性を調査した結果を図７に示すが、
本発明方法の方が介在物レベルが低く、湯面レベル変動
によるパウダー巻き込み欠陥が少ないことが伺われる。

【００２９】鋳造末期にノズル詰まりが発生してスライ
ディングノズルの開度が変動し、開方向にシフトしてゆ
く傾向が認められたが、図８に示すように、両ストラン
ド側共に同様の傾向を示した。つまり、ノズル詰まりの
傾向は両者共ほぼ同等であったが、本発明方法を適用し
た１ストランド側ではセミ浸漬ノズルの交換が容易で、
引き続き鋳造を継続できたが、従来方法の２ストランド
側では浸漬ノズルがタンディッシュに直結されているの
で、鋳造継続が困難となり、鋳造中止を余儀なくされ
た。従って、この点においても本発明方法の優位性が明
らかとなった。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の広幅薄鋳
片連続鋳造時の給湯方法によれば、広幅薄鋳片を連続鋳
造する際の給湯時に、可及的にノズル詰まりを発生させ
ることなく、完全に幅方向に給湯流を均一化でき、ま
た、仮にノズル詰まりが発生した場合でもセミ浸漬ノズ
ルの交換が容易に行える。すなわち、本発明方法によれ
ば広幅薄鋳片連続鋳造時における給湯を適切に行えるの
で、薄鋳片を安定して製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法の概
念図である。

【図２】本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法に使
用するセミ浸漬ノズルの交換装置の一例を示す概略全体
図である。

【図３】本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法に使
用するセミ浸漬ノズルの交換装置のクランプ機構の拡大
図である。

【図４】鋳片の表面性状におよぼす本発明方法の効果を
示す図である。

【図５】セミ浸漬ノズルのスライディングノズルの開度
に及ぼす影響を示す図である。

【図６】湯面レベル変動におよぼす本発明方法の効果を
示す図である。

【図７】介在物レベルにおよぼす本発明方法の効果を示
す図である。

【図８】スライディングノズルの開度におよぼす実施例
２の本発明方法の効果を示す図である。

【符号の説明】

１ タンディッシュ １ａ 給湯孔 ２ セミ浸漬ノズル ３ 鋳型

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 広幅薄鋳片を連続鋳造するに際し、タン
   ディッシュの底部に複数の給湯孔を開設し、これら給湯
   孔からタンディッシュと直結されていないセミ浸漬ノズ
   ルを介して鋳型に給湯することを特徴とする広幅薄鋳片
   連続鋳造時の給湯方法。
2. 【請求項２】 鋳型幅に対し８０％以上の給湯幅で鋳型
   に給湯することを特徴とする請求項１記載の広幅薄鋳片
   連続鋳造時の給湯方法。