JPH0947847A

JPH0947847A - 三層クラッド材製造用双ドラム式連続鋳造装置

Info

Publication number: JPH0947847A
Application number: JP19756795A
Authority: JP
Inventors: Kisaburo Tanaka; 喜三郎田中; Hideaki Takatani; 英明高谷; Yoichi Wakiyama; 洋一脇山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】互いに平行に配置され、反対方向に回転する
一対の冷却ドラムと、同ドラムの両端面に摺接する一対
の短辺堰からなる双ドラム式連続鋳造装置であって、薄
い表層材と厚肉の中心材をもつ三層クラッド材を製造す
るための双ドラム式連続鋳造装置を提供する。【解決手段】一対の冷却ドラム１，１’と、一対の短
辺堰１５で画成した空間に浸漬ノズル１０から芯材溶湯
１１を注湯する。また、一対の冷却ドラム１，１’の周
面にクラッド表層材溶湯５を直接注湯するスリット状注
湯口３を備えた表層材形成用ノズル４が設けられてい
る。表層材形成用ノズル４の注湯部と浸漬ノズル１０か
ら注入された溶湯の表面を囲繞するシールチャンバが設
けられている。冷却ドラム１，１’の周面上に形成され
たクラッド表層材薄膜２，２’は芯材凝固シェル１７と
融合され、三層クラッド材１８が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三層の薄板クラッ
ド材を製造するための双ドラム式連続鋳造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術の例として図３に示した特願
平３−２４８１２号の装置について説明する。図３に示
したこの装置は、クラッド材１８を鋳造する水冷ドラム
１，１’、同水冷ドラム１，１’の上部に配設した小径
の水冷ドラム３０，３０’、前記水冷ドラム１，１’間
の湯溜部１１’及び前記水冷ドラム１，１’と小径の水
冷ドラム３０，３０’間の湯溜部５０，５０’の溶融金
属の洩れを防止するサイド堰１５’、溶鋼等の溶融金属
１１，５を蓄えるタンディッシュ６、それぞれ溶融金属
１１，５を定量供給するタンディッシュ６の底部に接続
して設けられたノズル１０，４を主要構成部材としてい
る。

【０００３】更に詳細に説明すると、同径の並置された
水冷ドラム１，１’は、図示しない駆動装置により矢示
方向に互いに反対方向に同一速度で回転駆動される。ま
た、前記水冷ドラム１，１’の上部にそれぞれ接近して
並置された配設された互いに同径の小径の水冷ドラム３
０，３０’も図示しない駆動装置により矢示方向に互い
に反対方向に同一速度で回転駆動される。

【０００４】小径の水冷ドラム３０，３０’は、水冷ド
ラム１，１’と同じ軸長を有し、かつ水冷ドラム１，
１’と同一同速度で回転し、しかも、小径の水冷ドラム
３０は水冷ドラム１と、また、小径の水冷ドラム３０’
は水冷ドラム１’と互いに反対方向に回転するようにな
っている。また、２１は水冷ドラム１，１’よりクラッ
ド鋼板１８を引抜くピンチロール、２０はクラッド鋼板
１８を案内するガイドロールである。

【０００５】以上のように構成された図３の装置では、
タンディッシュ６よりノズル４，４’を介してそれぞれ
湯溜部５０，５０’へ注湯された溶融金属５，５’は、
それぞれ水冷ドラム１，１’と小径の水冷ドラム３０，
３０’の表面に接触して冷却され凝固殻を形成し、クラ
ッド鋼板１８の表層部材が鋳造される。

【０００６】一方、溶融金属１１が、タンディッシュ６
よりノズル１０を介して水冷ドラム１，１’間の第１の
湯溜部１１’へ注湯される。この溶融金属１１は前記表
層部材の表面で凝固殻を形成する。こうして形成された
表層部材２，２’と溶融金属１１の凝固殻は一体化され
三層のクラッド鋼板１８が鋳造される。

【０００７】以上のようにして鋳造されたクラッド鋼板
１８は、ピンチロール２１及びガイドロール２０等によ
り次工程へ移送されるが、この図３に示した双ドラム式
連続鋳造装置によると、表層材の厚さが厚くなり、表面
材料（高級材）分が高価となり、経済効果が劣る欠点が
あった。

【０００８】また、他の従来装置の例として特願平２−
２５９１６９号に示されたものでは図４に示すように、
高速回転する２つの近接ロール１，１’の表面にタンデ
ィッシュ６から溶融金属５を供給するに際し、ノズル４
からロール１，１’上に連続的に噴出し、凝固させて凝
固金属箔２，２’を形成させ、これをロールキス部に搬
送し、該キス部の直上位置でロール１，１’上を搬送さ
れた前記凝固金属箔２，２’の間に溶融金属１１をノズ
ル４０から連続供給して、凝固接合してクラッド鋼板１
８を得ている。

【０００９】図４に示したこの装置では鋳造される三層
クラッド材における中心材の肉厚を厚くできない欠点が
あった。また、この従来例ではロール１，１’を高速回
転させるため、中心材は殆んど箔状おおむね０．１mm以
下の厚さで挿入される。同様にロール１，１’上を搬送
された凝固金属箔は数十μｍ以下となっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記したように従来の
双ドラム式連続鋳造装置では表層材が厚くなったり、中
心材の肉厚が薄くなって了うという欠点があった。本発
明は、互いに平行に配置され、反対方向に回転する一対
の冷却ドラムと、同ドラムの両端面に摺接する一対の短
辺堰からなる双ドラム式連続鋳造装置であって、薄い表
層材と厚肉の中心材をもつ三層クラッド材を製造するた
めの双ドラム式連続鋳造装置を提供することを課題とし
ている。

【００１１】すなわち、本発明は、一例として、０．５
mmないし５mm肉厚の三層クラッド材を得ると共に、クラ
ッド表層材の肉厚を薄くしたクラッド材を製造できる双
ドラム式連続鋳造装置を提供することを課題としてい
る。

【００１２】また、本発明は、中心材を厚肉化するた
め、高速回転が行えない条件での表層材の薄肉化を達成
できる双ドラム式連続鋳造装置を提供することを課題と
している。また、構造材料として使用するためにはクラ
ッド材の厚肉化が必要なので、本発明は、中心材の厚肉
化を達成できる双ドラム式連続鋳造装置を提供すること
を課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに平行に
配置され、反対方向に回転する一対の冷却ドラムと、同
ドラムの両端面に摺接する一対の短辺堰からなる双ドラ
ム式連続鋳造装置において、前記課題を解決する三層ク
ラッド材を製造しうるようにするため、前記一対の冷却
ドラムと前記一対の短辺堰で画成する空間に溶湯を注入
する浸漬ノズルと、前記一対の冷却ドラムの周面に溶湯
を直接注湯するスリット状注湯口を備えた表層材形成用
ノズルと、同ノズルの注湯部及び前記浸漬ノズルから注
入された溶湯面を囲繞するシールチャンバとからなる構
成を採用する。

【００１４】この三層クラッド材製造用双ドラム式連続
鋳造装置によれば、スリット状注湯口から冷却ドラムの
周面に溶湯を直接注湯することによってその溶湯を早期
に凝固させて薄肉の表層材を形成する。一方、冷却ドラ
ムと短辺堰で画成された空間内には浸漬ノズルを通し
て、芯材となる溶湯が注入されるが、この浸漬ノズルか
ら注入される溶湯に対する湯面レベルと冷却ドラムの表
面周速度を適正に選ぶことによって所望の肉厚の芯材を
表層材の間に形成させることができる。これによって、
所定肉厚の芯材と、その両面に薄肉の表層材をもつ三層
クラッド材が連続鋳造される。

【００１５】本発明による三層クラッド材製造用双ドラ
ム式連続鋳造装置で用いる表層材形成用ノズルとして
は、冷却ドラムの軸方向に延設された０．２〜０．６mm
幅のスリット状注湯口を備えたものとするのが好まし
い。また、その表層材形成用ノズルの注湯口と冷却ドラ
ムの表面との間隔は、０．２〜１．０mmに設定するのが
好ましい。

【００１６】更に、表層材形成用ノズルの溶湯流出方向
が、冷却ドラムの表面の垂線に対し回転方向に向けて０
〜２０°の範囲の傾きを持つよう構成すると、その表層
材形成用ノズルから冷却ドラム上に流出された溶湯の早
期凝固が促進されて好ましい。

【００１７】更にまた、本発明による三層クラッド材製
造用双ドラム式連続鋳造装置では、表層材形成用ノズル
のノズル先端から冷却ドラムと短辺堰とで画成された空
間内の溶湯面までの距離Ｌ（mm）を次式の範囲に設定す
ることによって冷却ドラム周面上に形成された表層材に
対し、中央の浸漬ノズルから供給された溶湯を芯材とし
て良好に融合させることができて好ましい。

【００１８】（ｔ／ｋ）²・ｖ／1000≦Ｌ≦２（ｔ／ｋ）²・ｖ／1000 但し、ｋ：凝固係数（mm・min ^-0.5）、ｔ：表層材の厚
さ（mm）、ｖ：鋳造速度（mm／min ）。

【００１９】また、本発明による三層クラッド材製造用
連続鋳造装置において、浸漬ノズルと冷却ドラムの間に
遮蔽板を浸漬して設けると、冷却ドラム周面上に形成さ
れた表層材薄膜が芯材用の溶湯によって洗われて溶融さ
れるのを防ぐ事ができ、所望の三層クラッド材を形成さ
せる上で好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による三層クラッド
材製造用双ドラム式連続鋳造装置について図１，図２に
示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。なお、
以下の実施の形態において、図３，図４に示した従来の
装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ符
号を付してある。

【００２１】まず図１において、４は表層材形成用ノズ
ルで、クラッド表層材溶湯５を入れた副タンディッシュ
６から下方の冷却ドラム１，１’に向けて伸びている。
表層材形成用ノズル４の下端には、スリット状注湯口３
が形成されている。７はシールチャンバ壁を示し、表層
材及び芯材用の溶湯を外気からシールする働きをする。
１０は芯材形成用の溶湯１１を注入する浸漬ノズルで、
１２は緩衝材を示す。１５はサイド堰、１６はシールチ
ャンバの後面壁である。

【００２２】次に、図２に示す装置では、シールチャン
バ壁７に、湯面を検知するＣＣＤカメラ１９等の湯面セ
ンサを設けると共に、浸漬ノズル１０と冷却ドラム１，
１’の間に遮蔽板２０を設けている。図１及び図２の装
置はその他の点では同じである。

【００２３】鋳造によって比較的厚肉のクラッド材を安
価に得るにはクラッド表層材を薄肉化すると共に芯材の
厚肉化をはかることが要求される。前記したように構成
された図１及び図２の装置において、芯材の厚肉化をは
かるには、冷却ドラム１，１’とサイド堰１５で囲まれ
る湯溜部に或る湯面高さを確保し、溶湯と冷却ドラム
１，１’との接触弧長すなわち接触時間を確保する必要
がある。

【００２４】接触時間が０．１６秒未満では厚肉芯材が
得られず、かつ、鋳片鋳造が困難で鋳造されにくく、鋳
造速度が３０m/min 以下では、スリットからの薄膜の形
成と冷却ドラム１，１’表面速度との関係から、表層材
が厚肉化し、不経済となる。従って、中央に設けた浸漬
ノズル１０からの芯材溶湯１１の注湯に対してはＣＣＤ
カメラ１９等の湯面センサを用いて湯面レベルを確保す
るとともに、冷却ドラム１，１’の表面速度を３０〜８
０m/min として芯材の凝固シェルの厚肉化をはかった。

【００２５】芯材の湯面レベルの測定には、ＣＣＤカメ
ラ１９等を用い冷却ドラム１，１’の幅より２０〜２５
mm狭くして設けたのぞき用の隙間から湯面を観測し、湯
面と冷却ドラム１，１’の輝度の変化した位置から湯面
角θを求める。湯面角θが変化しないようにノズルスト
ッパ（図示せず）により流量を制御する。

【００２６】薄肉の表層材を得るには、耐熱材の表層材
形成用ノズル４にスリット状注湯口３を形成し、薄膜流
れを得る必要がある。従って、表層材の注湯はスリット
ノズル３から薄膜溶湯を供給して、表層材薄膜２を得る
ようにしている。

【００２７】このスリットノズル３の隙間は、０．２mm
以下では均一幅のスリット加工が困難でかつ、スリット
幅不均一のため均一な薄膜流れが得られなかった。ま
た、スリット幅が０．６mm以上となると薄膜流の流量が
増加し、三層クラッド材とした場合、高価な表層材が厚
肉となり、不経済となる。以上の事から、スリットノズ
ル３の間隙を０．２〜０．６mmとし、スリットノズル３
と冷却ドラム１，１’の間隔を０．２〜１mmとする。

【００２８】また、薄肉の表層材を得るには、溶湯は早
期に凝固させる必要がある。そのため、注湯方向は注湯
部の冷却ドラム１，１’表面の垂線に対して０度ない
し、回転方向に２０度の範囲の傾き（α）を与えるのが
よい。傾きαを冷却ドラム１，１’回転方向と逆向きと
すると逆流を生じ、２０度以上とすると冷却ドラムに対
して湯流れが早くなり、均一凝固が得られず薄膜鋳片が
得られなくなる。

【００２９】表層材薄膜２，２’を冷却した後、表層材
薄膜２，２’と芯材凝固シェル１７とを融合させる必要
があるが、そのためには、表層材溶湯５を導くノズル４
のスリット状注湯口３先端から芯材溶湯１１の湯面位置
までの長さＬ（mm）を次式の範囲にするのが適当であっ
た。

【００３０】（ｔ／ｋ）²・ｖ／1000≦Ｌ≦２（ｔ／ｋ）²・ｖ／1000 但し、ｋ：凝固係数（mm・min ^-0.5）、ｔ：表層材の厚
さ（mm）、ｖ：鋳造速度（mm／min ）。

【００３１】表層材溶湯５を冷却ドラム１，１’に接触
させたのち芯材と融合させる迄の時間が長いと表面材薄
膜２が冷却し、変形等も生じて、次段階の表層材と芯材
の融合が均一でなくなり、逆に、短すぎると、表層材が
未凝固のまま、芯材溶湯中に突入するので、過剰融合と
なり、芯材の合金化等が進み不都合となる。

【００３２】次に、冷却ドラム１，１’の周面上に形成
された表層材薄膜２，２’が浸漬ノズル１０から供給さ
れる芯材溶湯１１の流れによって溶融されるのを防止す
る必要がある。そのために芯材溶湯を注入する浸漬ノズ
ル１０の吐出口と、冷却ドラム１，１’の間に遮蔽板２
０を設けた。この遮蔽板２０は、ソリッドのものより浸
漬部が櫛歯状のものあるいは多孔板のものが良好であ
る。

【００３３】櫛歯状の場合は幅が３〜１０mmで歯と隙間
がほぼ等間隔のもの、多孔板の場合は、孔の直径が５〜
１０mmで面積比がほぼ１：１程度が良好であった。浸漬
深さは１５〜５０mm程度が良く、浅い場合は効率がな
く、深すぎると下方への流れが強くなり不適であった。

【００３４】

【実施例】以下、本発明による三層クラッド材製造用双
ドラム式連続鋳造装置を用いて三層クラッド材を鋳造し
た実施例について説明する。

【００３５】（実施例１）芯材溶湯１１にＳＳ４００、
表層材溶湯５にＳＵＳ３０４、冷却ドラム１，１’の直
径１２００mm，幅８００mm、浸漬ノズル１０はフューズ
ドシリカ製を用い、ノズル内側途中に緩衝材１２を設け
た水平方向吹出しのノズルとし、表層材形成用ノズル４
にスリット間隔０．５mm，幅７３０mmのフューズドシリ
カ製のスリット状注湯口３をもつものを用いて、スリッ
ト状注湯口３と水冷ドラム１，１’との間隔を０．５mm
とした。

【００３６】鋳造速度は６０m/min とし、芯材溶湯面及
び薄膜流はシールチャンバ内でＮ₂ガスでシールした。
湯面レベルは、表層材形成用ノズル４の側方から測定制
御しθを４０度にして実施した。上記構成で、表層材厚
さ０．３mmのクラッド材厚さ２．６mmを得ることができ
た。

【００３７】（実施例２）心材溶湯１１、冷却ドラム
１，１’、浸漬ノズル１０を実施例１と同じとし、表層
材形成用ノズル４にスリット間隙０．３mm，幅７３０mm
のフューズドシリカ製のスリット状注湯口３をもつもの
を用いて、そのスリット状注湯口３と冷却ドラム１，
１’間隙を０．５mmとした。鋳造速度を３０m/min で湯
面レベル高さθを４０度として実施した。その結果、表
層材厚さ０．３mm、クラッド材厚さ３．６mmを得た。

【００３８】（実施例３）鋳造条件を鋳造速度を８０m/
min とした以外は実施例１と同じとし、本例では芯材溶
湯１１中に遮蔽板２０を設置した。遮蔽板２０は鉛直に
対して１５°傾け、直径１０mmの孔を面積比１：１（面
積率５０％）として、浸漬深さ３０mmにて実施した。そ
の結果、鋳造速度が早い本例において表層材厚さ０．２
５mm、クラッド材厚さ２．４mmを得た。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による双ド
ラム式連続鋳造装置は、一対の冷却ドラムと一対の短辺
堰で画成する空間に溶湯を注入する浸漬ノズルと、一対
の冷却ドラムの周面に溶湯を直接注湯するスリット状注
湯口を備えた表層材形成用ノズルと、同ノズルの注湯部
及び前記浸漬ノズルから注入された溶湯面を囲繞するシ
ールチャンバとから構成したもので、これによれば、ク
ラッド表層材の肉厚を薄くした三層のクラッド材を安価
に得ることができる。

【００４０】また溶湯の湯面レベルを制御しながら実施
することによって芯材の肉厚がほぼ一定に保たれ、均質
な三層クラッド材を得ることができる。また、浸漬ノズ
ルと前記冷却ドラムの間に遮蔽板を設けたものでは、注
湯量の多い高速鋳造の条件下でも表層材の良好な三層ク
ラッド材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す三層クラッド材製
造用双ドラム式連続鋳造装置の要部断面図。

【図２】本発明の実施の他の形態を示す三層クラッド材
製造用双ドラム式連続鋳造装置の要部断面図。

【図３】従来技術による三層クラッド材製造装置を示す
断面図。

【図４】従来技術による他の三層クラッド材製造装置を
示す断面図。

【符号の説明】

１冷却ドラム２，２’ クラッド表層材薄膜３スリットノズル４表層材形成用ノズル５，５’ クラッド表層材溶湯６副タンディッシュ１０浸漬ノズル１１芯材溶湯１２緩衝材１５サイド堰１６後面壁１７芯材凝固シェル１８三層クラッド材１９ＣＣＤカメラ（湯面高さ計測器）２０遮蔽板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに平行に配置され、反対方向に回転
する一対の冷却ドラムと、同ドラムの両端面に摺接する
一対の短辺堰からなる双ドラム式連続鋳造装置であっ
て、前記一対の冷却ドラムと前記一対の短辺堰で画成す
る空間に溶湯を注入する浸漬ノズルと、前記一対の冷却
ドラムの周面に溶湯を直接注湯するスリット状注湯口を
備えた表層材形成用ノズルと、同ノズルの注湯部及び前
記浸漬ノズルから注入された溶湯面を囲繞するシールチ
ャンバとから構成されたことを特徴とする三層クラッド
材製造用双ドラム式連続鋳造装置。
【請求項２】前記表層材形成用ノズルが前記冷却ドラ
ムの軸方向に延設された０．２〜０．６mm幅のスリット
状注湯口を備えている請求項１記載の三層クラッド材製
造用双ドラム式連続鋳造装置。
【請求項３】前記表層材形成用ノズルの注湯口と前記
冷却ドラムの表面との間隔を０．２〜１．０mmに設定し
た請求項１記載の三層クラッド材製造用双ドラム式連続
鋳造装置。
【請求項４】前記表層材形成用ノズルの溶湯流出方向
が、前記冷却ドラムの表面の垂線に対し回転方向に向け
て０〜２０°の傾きを持つよう構成した請求項１記載の
三層クラッド材製造用双ドラム式連続鋳造装置。
【請求項５】前記表層材形成用ノズルが、そのノズル
先端から前記冷却ドラムと短辺堰とで画成された空間内
の溶湯面までの距離Ｌ（mm）を次式により設定した請求
項１記載の三層クラッド材製造用双ドラム式連続鋳造装
置。（ｔ／ｋ）²・ｖ／1000≦Ｌ≦２（ｔ／ｋ）²・ｖ／1000 但し、ｋ：凝固係数（mm・min ^-0.5）、ｔ：表層材の厚
さ（mm）、ｖ：鋳造速度（mm／min ）。
【請求項６】前記浸漬ノズルと前記冷却ドラムの間に
遮蔽板を浸漬して設けた請求項１記載の三層クラッド材
製造用双ドラム式連続鋳造装置。