JPS59501912A - 金属の処理 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 金属の処理 本発明は溶融段階と光輝熱間圧延段階の間の鉄及び非鉄金属の連続的処理に関す る。

背景技術 鋼のような溶融金属の従来処理は設置と作業に非席に高価な重装備の設置の使用 を要する。例えば３冨厚の圧延鋼板を製造するために溶融鋼は連続鋳造設備の水 冷底なし銅鋳型に連続的に注入され、それから約２５０ｍｍ厚スラブの形に連続 的に引抜かれる。

引抜き後スラブ−まだ液体心を含んでいるーは更に水スプレーで冷却され、次に 空冷され、水平に曲げられある長さに切断される。溶融鋼の凝固はスラブの外面 で高速で開始し次第に速度を落して中央に進行する。この凝固の代表的なパター ンは種々の結晶組織と望ましくない偏析を生ずる。同時に表面の収縮によりスト レスが発生し、半製品、仕上げ製品にならないクラックを発生させる。スラブは 他の表面欠陥を有してもよくそれは火炎や機械的な庇とシで除かれる。次にこの スラブをスラブ連続再加熱炉に移され、所望の均一な圧延温度に再加熱される。

その炉からスラブを出す迄にスラブは硬い厚いスケール−鉄酸化物の混合物−で 覆われ、次の工程ラインの主要段階である圧延前に水圧スケール破砕機で除かれ る。脱スケール作業は長い圧延作業中に少なくとももう一度繰シ返される。鋳造 スラブと圧延鋼板との間の大きな厚みの差は望ましくないが、製造されるスラブ トン当たりの鋳型の摩耗を減らすため且つ疵取り及びスケールロスを減らすため に必要である。スラブと鋼板間の大きな減面率はいくつかの個個の減面段階を要 し、連続熱間ストリップミルは約１２の圧延ミルを含む。１つのミルの平均重量 は１０００　）ンに達し、そのモータ容量は５０００　ｋＷである。該圧延ミル ラインでは、全て−そのほとんどが独立して一駆動される数百の重い搬送ローラ が組込まれている。他の多くの重い設備はその作業中スラブとシートを処理し移 動させるだめに用いられる。圧延されたシートが最後のミルを通過した後、その シートはコイルに巻かれ連続酸洗ラインに移されそこでコイルを解かれ、種々の 長さのいくつかの長い水平ループを作るためにガイドされ、塩酸浴。

水スプレー、後処理槽、ゆすぎ槽、温風乾燥機そしてループのセットに通され、 冷間圧延処理用又は亜鉛メッキや塗装のような表面処理用の半光輝熱間圧延シー トを製造する。他の複雑高価な装置が使い古された塩酸を再生するために必要と されたシ、あるいは同じく高価なシステムがその廃棄のために必要７１、される 。上記のように鋼処理装置は現代的装置と考えられるが、これ迄使用されたどん な種類の処理装置の中でも最も高価なものの１つである。

金属を連続的に鋳造し、圧延する単純な方法と装置は米国特許第３，３６８，２ ７３号に記載されている。その特許の方法では、溶融金属が流体となり次に液化 冷却媒質で冷却され液滴になる。しかしながら、冷却液体とするには複雑で高価 な組織を必要とする。

発明の要旨 溶融金属段階と光輝熱間圧延段階との間の鉄及び非鉄金属の処理の単純な方法と 装置を提供することが本発明の目的である。

より特定の目的はスラブ鋳造、スラブ曲げ、庇取シ、再加熱、脱スケール及び酸 洗を要せずに溶融金属が処理される方法と装置を提供することである。

他の特定の目的はより少ない圧延電力、圧延ミルを用いて溶融金属が仕上げ製品 に処理される方法と装置を提供することである。

好ましい実施態様の説明 本発明の実施態様を添付図面に基づいてよシ詳細に説明する。

第１図は好ましい実施態様の装置の側面垂直断面図であシ、且つ 第２図は第１図のＡ−Ａ線の断面図である。

第１図と第２図に示すように、本装置は熱損失を４ 減らし且つ酸化性大気を遮断するために耐火性のふた２で覆った耐火タンディツ シュ１を含む。ふた２を介する１つ又はそれ以上の入口３は適当々金属源（図示 せず）から一定の速度で溶融金属の供給を受け且つスラグ支持壁がタンディツシ ュ１内に配設される。タンディツシュ１の底に溶融金属の取シ出し速度を制御す る手段〔例えばダートバルブ〕を設けた出口開口５がある。

タンディツシュ１の下に耐火ぶた７を有する耐火トラフ６が装備され該耐火ぶた ７は溶融金属供給を受けるタンディツシュ１の底に出口開口５を直線で有する入 口開口を有する。トラフ６は第２図に示すように２つの別個の領域、すなわち短 がい深い入口部と長い浅い出口部に分けられる。溶融金属内の不純物、主に酸化 物材料は前記入口部で浮きかす壁８に保持されそこから定期的に除去される。ト ラフ６の出口部の底に小さな流体２７の形で溶融金属を放出する多くの小さな孔 ９が設けられており、該流体２７はこわれて液滴２８になる。部分的に凝固する 金属によって放出口が塞がれないようにトラフ６の出口部に沿ってヒータが設け られる。そのようなヒータは黒鉛抵抗体輻射ヒータでよい。

トラフ６の底に溶融金属液滴２８を受ける直立冷却ダクト１１が接続される。ダ クト１１は人口１２５　１８ｆｔ’ａ５９−５０１９１２　（３）を介して再循 環不活性ガスが連び的に装入され、金属液滴２８の流れに逆行してダクト１１内 で上昇ガス流を作シながら出口１３から放出される。ガス出口１３はガス浄化／ 冷却チャンバー（図示せず）に続き、更にガスコンプレッサ（図示せず）、ガス 圧力容器（図示せず）、ガス流制御バルブ（図示せず）そしてガス人口１２と続 き、再循環サイクルを完了する。ダクト１１はスプレー冷却チャンバー１５内に 貯えられた水スプレー１４によって外側から冷却される。その冷却チャンバー１ ５は、その先端には蒸気排気装置、そして底には水ドレイン１７が備えられてい る。

ダクト１１の下端には、輻射と対流による熱損失によって冷却ダクト１１を落下 しながら部分的に又は十分に凝固される金属液滴２８を集めるために先端と底が 開放されている耐火柱受は器が具備されている。受は器１８の先端近くにサーボ 機構によって減面ローラの速度を自動的に調節する高さくレベル）制御装置１９ が配設されている。受は器１８に集められた金属の先端高さ上方に、サーｇａ構 を介して再循環不活性ガスを調節することによって該金属の温度を自動的に制御 する３つ又はそれ以上の・ぐイロメータが装備される。受は器１８の底に該液滴 ２８を支持し、引抜き、冷却し、圧縮しそして圧延してシート２９にする１対の 減面ロール２１が設ケラれている。該ロール２１と受け器１ｇとの間に、受は器 １８と圧延領域に空気が入らないように自己調節シール２２が装備されている。

１つの装置を最適に使用するため、すなわち、その装置で種々の厚さの平製品を 製造可能にするためにロール２１の間のギャップが調節可能である。１つの圧延 パスで仕上げ厚のストリツプを製造するため受け器１８の内側の幅と仕上げシー ト３０の厚さの最適比は好ましい。

これはロール２１に平行々受は器１８の側面間のギャップを調節可能にすること によって達成される。

圧延対称を保持するために、２つのロール２１内側１て（中央に）又は外側に等 しく移動される必要があシ、受は器１８の前記壁もそうである。これらの調節は 従来のミルロールに対して同様に、すなわち水平二重運動として変形されたいわ ゆるスクリューダウン機構によって実施される。

水平に長く伸びたチャンバー２３が設けられ、その１端はロール２１の直下布あ シ、圧延されたシート２９を受けるために先端が開放されている。チャンバー２ ３内には圧延されたシート２９をガイドし、冷却し、且つ平坦にする内蔵水冷駆 動ロール２４が装備されている。チャンバー２３には、シート２９を効果的に冷 却するために配置されているブロア２うを介して循環不活性ガスが装入される。

ガスが冷却チャンバー、コンプレッサー、ガス圧力容器そしてガス流調節バルブ （いづれも図示せず）を介して出口２６からそして入口ブロア２５に入シ、これ によりガス再循ａシステムを形成する。自己調節シール２２ｉｄｏ−ル２１とチ ャンバー２３の間に設けられる（ロール２１と受け器１８間と同じく用いられる 。）他の自己調節シール２２はシートを酸化性大気に通さずにチャンバー２３か ら出すためにチャ：・′・？−２３の圧延されたシート出口端に具備される。

上記装置の操作と制御は溶融鋼を光輝熱間圧延シートにする処理に基づいて説明 する。しかしながら、この特定の金属と形が例示によって与えられるのみである が他の溶融金属も処理され、異なった圧延形状が本発明の方法と装置で製造され 得ることも理解されよう。

従来の真空脱力゛゛ス溶融鋼もしくは高い注入温度が入口３を介してタンプイノ シー１１に連続的に与えられ、開口５からトラフ６に放出され、そのトラフ底の １９から冷却ダクト１１に放出される。タンプイノシー１とトラフ６は従来のタ ンプイソシー予熱温度よシ高く予熱される。トラフ６は鋳造鋼の凝固温度よシ低 くない温度で予熱されるのが好ましい。

鋳造速度の主な制御パラメータは連続的な溶融鋼流８ 体２７（液滴２８になる前）の長さであり、１００箇以内に好ましくは５０ｗＩ Ｉよシ短かくする必要がある。従ってこれはタンディッシ−１からの射出連関を 調節する作業者によって連続的にモニターされるか適当な自動制御が使用される 。流体２７は切れ、液滴２８を作る。冷却ダクト１１に、上昇流が鋼の液滴２８ の下降流に逆らって維持されるように再循環不活性ガス（例えばアルゴン）を装 入する。液滴２８の速度とダクト１１内で消費された液滴２８を冷却する時間（ 更にそれらの温度減少）が該不活性ガスの速度によって制御される。液滴が集め られる受け器１８での多くの・ぐイロメータ２０は液滴２Ｓの温度を測定し且つ ガス速度は液滴２８の温度が予定範囲にあるように調節している。従来の温度よ り高い圧延温度は実施可能である。というのは酸素がない状態では、鋼の燃焼の 危険が々い。圧延温度の上限は、圧延された製品が減面ロール２１を出た次の処 理のため十分な強度と固さを有するならば処理される鋼の凝固の下限に近くとも よい。受は器内に集約された液滴２８の所定の高さは受け器１８の先端近くの高 さ制御装置１９と接続サーボ機構（図示せず）によるロール２１の自動速度制御 で維持される０ 該鋼は酸化物によって汚染されず、従って不活性冷却ガス以外の空気、蒸気又は ガスは進行中、すなわち注入と鋼が水平冷却チャンバー２３を離れる点の間、鋼 と接触することがない。

これを退証するために垂直冷却ダクトと水平冷却チャンバーは完全に浄ｊ′ヒｉ 　ｊＬ且つ該処理開始前に空気は不活性ガスに変えられ、そして不活性ガス圧力 楓大気圧より高く維持される。

該作業の開始に減面ロール２１は互いに硬い。それらのロールは注入がロールを 開けずに開始された後１ないし２秒以内で圧延を開始し、所定の製品厚さに素早 く開く。このようにして圧延された最初のｌｒｎ；４目等の長さはくさび形状を 有し有用な自作ダミーパーの役割を果した後拾てられる。

本発明の装置は従来の製鋼工程で現在用いられている多くの装置を取除く利点を 有しそれによって与えられた能力の装置に対して少ないスペース（現在の処理ル ートの長さは約２０００メートルから１００メートル以下に減じられ）、少ない 資金で且つ少ない作業労働費となる。電力の必要性もまた再加熱炉。

疵とり、脱スケール等の設備の除去によってがなり減少し、一方圧延費用は最小 に減じられる。というのはこの工程は小さな減面比のみを要し、現在用いられて いる装置よシも鋼がよシ塑性状態で圧延が起きる。庇取シ、脱スケール、及び酸 洗による損失が完全に除かれ従来の鋼の処理で発生した種々のスラブの欠陥によ る不合格がない。従来の酸洗工種で用いられた酸の使用は本発明の方法と装置が 周囲から全く容認されないものにしている。従来の処理材料に存在する偏析は新 しい方法で除かれる。というのは凝固液滴内の偏析は完全に無視し得るからであ る。

従って、圧延面に正常な引張シ強さを増大さぞた。

製品は冷間圧延又は何ら処理をすることもなく保護膜の清浄金属面を有する。

これ迄は本発明の唯一っの実施態様を記載しており、当業者に自明である変形は 次の請求の範囲で定義された本発明の範囲から逸脱せずなされる。

ＦＩＧ、　２ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 昭和５９年６月２７日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＡＵ８３１００１５８ ２　発明の名称 金属の処理 ３　特許出願人 住所　オーストラリア、二一一すウスウェールズ２０６６゜ロングビル、デツト マン　アベニュ　３８住所　Ｔｌ　０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号１９ ８４年２月２２日（受理日） ６　添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 請求の範囲 １、　溶融段階と光輝熱間圧延段階の間の金属の連続処理方法において； 独直に降下する液滴の流体を形成するために孔を有する底を持ったトラフに溶融 金属を通し、不活性ガスの逆流での輻射と対流による熱損失−該輻射による熱損 失は全体の熱損失の半分より多い−によって該金属液滴を少なくとも部分的に凝 固した状態に冷却塔で冷却し、該受なくとも部分的に凝固しだ液滴を１対のロー ル−該ロールは実質的に通常の平面に配置されている−の間隙に重力で落とし込 む工程を含む金属の連続処理方法。

２　不活性ガス雰囲気を介して該圧延された製品を次の減面のために１対のミル ロールに通す工程を含む請求の範囲第１項記載の方法。

３　前記不活性ガスが実質的に密閉体内で再循環される請求の範囲第１項又第２ 項記載の方法。

４　前記冷却塔内の冷却ガス圧力が大気圧よシ高い圧力に維持される請求の範囲 第１項記載の方法。

５　前記不活［生ガスが調節可能な流速で再循環され、それによって圧延前に降 下速度及び前記液滴の冷却時間と温度を制御する請求の範囲第１項又は第４項記 載の方法。

６　前記圧延された製品を、再循環不活性ガスを有する冷却チャンバーに通し、 前記冷却チャンバー内の不活性ガスの圧力が大気圧以上に保持され、前記冷却チ ャンバー内の冷却されたロール間を通し、該冷却された圧延製品を放出する工程 を含む請求の範囲第５項記載の方法。

７　前記金属液滴が鋼液滴であり、且つ凝固液滴の温度が鋼の″燃焼″より高い 請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の方法。

８　溶融段階と光輝圧延段階での金属の連続処理装置において； 前記装置が浴融金属を受けるトラフ−該トラフは、該溶融金属を通して少なくと も１つの垂直に下降する液滴の流体にする孔を有する底を持っているーと、前記 液滴が落下するトラフ下方の冷却塔と、前記金属の液滴流体に逆行するように前 記冷却塔内に不活性冷却ガスを再循環させ、輻射と対流による熱損失−輻射によ る熱損失は全体の熱損失の半分を超える−によって前記金属液滴を少なくとも部 分的に凝固した状態に冷却される冷却手段と、実質的に通常の水平面に配置され 少なくとも部分的に凝固しだ液滴を前記ロールの間隙に受け且つ前記液滴を光輝 熱間圧延製品に圧延するように配置された１対の減面ロールとを含む金属の連続 処理装置。

９、溶融金属を受ける入口と前記トラフ内に溶融金属を放出する少なくとも１つ の制御可能な出口を有するタンディツシュ手段を更に含み、前記トラフが深い入 口部と浅い出口部とを有し、該出口部がその底に複数の出口孔を含む請求の範囲 第８項記載の装置０ １０　前記孔が１叫を超え６個未満の径を有する請求の範囲第９項記載の装置。

１１、前記冷却塔内の不活性ガスの圧力を大気圧上方に維持する手段と前記冷却 塔を冷却する水スプレー手段を含む請求の範囲第９項又は第１０項記載の装置。

１２、前記冷却塔の通過中、少々くとも部分的な凝固の後前記液滴を集めるため 前記冷却塔の底に受け器手段を含む請求の範囲第９項又は第１０項記載の装置。

１３、前記受は器手段が調節可能な側面を有しそれによって前記ロールへの供給 幅を変える請求の範囲第１２項記載の装置。

１４、大気圧より高い圧力に維持される再循環不活性冷却ガスを有し、前記ロー ル手段から圧延された製品を受ける冷却チャンバーと前記圧延された製品を冷却 し且つ平坦にする冷却されたロール手段とを含む請求の範囲第８項記載の装置。

１５、前記減面ロールが前記金属液滴の流体に対する圧延ラインの中央位置を維 持するために調節可能である請求の範囲第８項記載の装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．圧延金属に直接圧延する凝固金属液滴の連続製造を含む金属を処理する方法 において、孔を有する底を持ったトラフを介して溶融金属を通し液滴の流体を作 り、逆流の不活性ガスによって冷却塔内で該金属液滴を冷却する工程を含む金属 を処理する方法。 ２、前記冷却塔を通過中、輻射と対流による熱によって少なくとも部分的に凝固 する金属が該冷却塔の底に集められ且つ前記不活性ガスをある速度で再循環させ 所望の温度に該液滴を冷却する請求の範囲第１項記載の方法。 ３　前記再循環不活性ガスが実質的に密閉体内に含有せしめられる請求の範囲第 ２項記載の方法。 ４　前記冷却塔内の冷却ガスの圧力が大気圧よシ高い圧力に保持される請求の範 囲第３項記載の方法。 ５　前記冷却塔の底に集められた少なくとも部分的に凝固した金属液滴が１対の 減面ロールによって光輝圧延製品に圧延せしめられる請求の範囲第１〜４項のい ずれかに記載の方法。 ６　前記圧延された製品を、再循環不活性ガスを有する冷却チャンバーに通し、 前記冷却チャンバー内の不活性ガスの圧力が大気圧以上に保持され、前記冷却チ ャンバー内の冷却されたロール間を通し、該冷却された圧延製品を放出する工程 を含む請求の範囲第５項記載の方法。 ７、　前記トラフから溶融金属の放出が、前記トラフから放出される溶融金属の 流体が該金属の放出レベルと該放出レベル下方１００ｍ未満のレベルとの間で液 滴に形成されるように制御せしめられる請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載 の方法。 ８、前記凝固した液滴の圧延温度が前記金属の十分な凝固温度以下１００℃未満 である請求の範囲第２項又は第５項記載の方法。 ９、圧延された金属に直接圧延する凝固した金属液滴の連続製造を含む金属を処 理する装置において：前記装置が溶融金属を受けるトラフ−該トラフは該溶融金 属を通過させて少なくとも１つの液滴の流体にする孔を有する底を持っている− と、前記液滴が通る前記トラフの下方の冷却塔と、金属液滴の前記流体に逆流す るように不活性冷却ガスを前記冷却塔内に再循環させる冷却手段とを含む金属を 処理する装置。 １０、溶融金属を受ける入口と前記トラフ内に溶融金属を放出する少なくとも１ つの制御可能な出口を有するタンディツシュ手段を更に含み、前記トラフが深い 入口部と浅い出口部とを有し、該出口部がその底に複数の出口孔を含む請求の範 囲第９項記載の装置０ １１、前記孔が１間を超え６間未満の径を■する請求の範−間第１０項記載の装 置。 １２、前記冷却塔内の不活性ガスの圧力を大気圧上方に維持する手段と前記冷却 塔を冷却する水スプレー手段を含む請求の範囲第９〜１１項のいずれかに記載の 装置。 １３、前記冷却塔の通過中、少なくとも部分的々凝固の後前記液滴を集めるため 前記冷却塔の底に受け器手段と、該集められた凝固液滴を熱間圧延製品に圧延す るだめの手段を含む請求の範囲第９〜１２項のいずれかに記載の装置。 １４、大気圧より高い圧力に維持される再循環不活性冷却ガスを有し、前記ロー ル手段から圧延された製品を受ける冷却チャンバーと前記圧延された製品を冷却 し且つ平坦にする冷却されたロール手段とを含む請求の範囲第１３項記載の装置 。 １５、前記ロール手段がその間を調節し得るギャップを有する１対の減面ロール を含む請求の範囲第１２項記載の装置。