JPS6178538A - 単ベルト方式の連続鋳造における溶融金属の注入方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、表面性状がすぐれかつ、非金属介在物のな
い良質の鋳片、就中薄板を得るための、連すへ鋳造にお
ける、溶融金属の注入方法に関する。

従来の技術 従来、金属薄板たとえば薄鋼板を製置するには、鋼塊を
分塊圧延して２００〜２５０■厚さのスラブを得　この
スラブをホ・・・トストリンブミルで熱間圧延するか、
或は溶鋼を連続鋳造してスラブを得、これを熱間圧延す
るプロセスによっている。

しかしなから、これら従来技術によるときは、大規模な
ホットストリンプミルやスラブを加熱するエネルギを心
安とする処から、薄板を溶鋼の連続鋳造によって直接的
に得る技術の開発が望まれているゆ ところが従来、溶鋼を連続鋳造する場合、鋳型内に溶鋼
を注入し、断面内の周囲を凝固させた後にこれをｒ方に
引抜く方法が一般に行なわれてきた。しかし、この方法
では。

を溶鋼を鋳型内に注入するノズルの径と鋳型断面寸法の
関係から、厚さ数＋！ｌ腸以下の釣片を得ることは困難
である、 ７〕鋳片と鋳型内壁面間の摩擦のため、鋳片引抜速度を
２　ｍ／ｓｉｎ以上にあげることは困難であり、２ｍ／
ｗｉｎ以上にすると凝固がか破断し溶鋼流が噴出（ブレ
ークアウト）する危険がある、 といった問題かあった。

これら従来の連続鋳造プロセスにおける問題を解決して
薄板の連続鋳造による効率的な製造方法およびそのため
の装置を提供すべく１本発明者等は先に特願昭５６−１
８８８１１ｉ２号（特開昭５８−９０３５７号）におい
て片面鋳造による金属薄板の製造方法および装置を提案
した。

即ち　傾斜した無限軌道をなす平板上に溶鋼を注ぎ薄鋼
板を鋳造する方法であって、鋳造方向と注入溶鋼流の方
向を逆に、つまり無限軌道をなすｑｚ板か斜面を上方に
向って移動する状態下で溶鋼を平板上に注ぎ、傾斜移動
平板上における＃３鋼（＃／融金金属流の下端が溶鋼の
表面張力で自己保持されるようにして連続鋳造する方法
、ならびに、駆動輪により駆動され無限軌道をなすとと
もに傾斜した平面を有するベルト機構と、傾斜したベル
ト平面上に溶融金属を流下供給する手段と。

傾斜面上方側に鋳片を抽出する装置と、ベルトを駆動輪
を介してお面上方向に駆動する装置とよりなる溶融金属
のｌ！！続鋳造装置である。この装置を第３図に示す。

第３図に於いて、１２は詩情用ベルト或は無限軌道であ
って、矢印Ａの方向に駆動される。３１はベルト駆動輪
、６はタンディシュ、７は溶鋼、９は凝固シェルつまり
鋳片である。

而して、この装置によって溶鋼を薄板に連続鋳造すると
きは、溶ｔＩ４７がタンディシュ６からベルト１２の表
面上に流下供給され、１力によって傾斜しているヘルド
１２の表面上を一定圧ｌ１１流下して行く、ベル［２は
斜面を上方向（矢印Ａの方向）に移動しているから、定
常状態では溶鋼流先端３３および後端３４はタンディシ
ュ６からの溶鋼流下点１１からほぼ一定の相対位置にく
る。

凝固シェルはベルト１２上の溶ｗ４流先端３３から矢印
Ａの方向に進むに従って発達し、終には溶鋼をくぐり出
て完全凝固薄板となり、巻取装置によって巻取られる。

この技術によって、　２〜２０ｍ履厚さの鋼板を速続鋳
造によって製造することができる。この技術によれば、
傾斜しそのＬ方何へ移動する無限軌道平面上で溶鋼（溶
融金に’）がＳ局し、凝固シェル（鋳片）の抽出速度と
無限軌道平面（ベルト）の移動速度を同期させれば、ベ
ルト表面と鋳片間の彦擦に起因するブレークアウトを生
ずることがないから鋳造速度を飛躍的に高くすることが
できる。

また、片面凝固であるから、鋳造中鋳片の下面はベルト
表面に接しているが、上面は溶鋼または雰囲気と接して
いる状態で、鋳型のような空間を制約するものがないか
らタンディシュから溶鋼を供給するノズル配置に問題を
生ずることもない。

しかしなから、上に述べた鋳造による金属薄板の製造プ
ロセスにあっても、解決さるべき技術的課題が存してい
た。

即ち、第３図に示したベルト平面上における溶鋼ｔＡｖ
先端３３の位置は安定していなければならないし、かつ
、ベルト幅方向に均一な溶鋼流先端平面形状でなければ
ならない、さもないときは、鋳造によって得られる薄板
の下面に湯皺による模様が形成され、薄板の表面性状を
著しく損なう。

第４図および第５図に、ベルト平面上における＃　ｔ’
ＦＩ　ｒ＆先端３３の平面形状を示す。

ベルト平面上における溶鋼流先端３３は第４図に示すよ
うな先端形状を呈しかつベルト移動方向における位置も
安定していることが鋳造製品の品質上必要である。第５
図に示すような凹凸の急激な先端３３形状では、１号板
の表面品質が不良となる。

かかる観点から、発明者等は特願昭５８−３０３８２号
において、溶鋼流先端３３の平面形状を第４図に示す如
き、ベルト幅方向に一様なものとすること、ならびに、
溶鋼流先端３３の位２を、ベルト移動方向において安定
せしめる手うを提供した。

即ち、ベルト平面上における溶鋼流先端３３を、ヘルド
平面上に堰を設けることによってベルト平面上の所望の
位置、所望の平面形状に安定して維持せしめながら、ｉ
ｌ！　Ｂ　Ｈ造するようにしたのである。堰は断熱性の
固体、または高温加熱した固体または昇華性の固体、或
はカス噴ｌ、衾によって形成される。

第２図にその一態様を示す。第２図において。

１２はベルト、１．２は堰部材、３はフレームである。

４はばねであって堰部材１．２によって形成されるコー
ナ一部をベル［２表面に抑圧・支持する。５は支へであ
って、堰部材ｌ、２およびフレーム３によって構成され
る堰は、この支点５回りを回転する如く変位する。６は
タンディシュ、７は溶鋼、８は溶ｔＸＩＪ／Ｉ溜り、９
は凝固シェルである。

而して、この装置によって溶鋼を薄板に連続鋳造すると
きは、溶鋼７がタンディシュ６からベルト１２の表面上
に流下供給され、重力によって、傾；１４シているヘル
ド１２表面上を流下し、堰ｌ、２によってせき止められ
ていることから溶鋼湯溜り８を形成する。１Ｍ固クシエ
ル９、ヘルド１２上の環コーナ一部からベルＨ２の動き
（矢印Ａの方向）（こ従って発達していく。

第２図に示す装置は、上に６へた様に構成されているの
で、凝固開始点である溶鋼流先端を第４図に示した如く
制御することができる。このためヘルド１２との接触面
側に湯皺のない良好な表面性状の持直薄板が得られる。

しかしながら、上に述へた装置による薄板の鋳造におい
ても、解決されるへき技術的課題が存していた。即ち第
２図に示したタンディシュ６内の溶鋼７をベルト１２表
面上に供給する際に溶ｗＡ流下点１１での溶鋼注入流に
よる落下衝撃を防止しなければならない、ざもないとき
は、壇コーナ一部から発達してきたベルト１２接触面側
に湯皺のない表面性状の良好な凝固ンエル９が、溶鋼流
下点１１で溶鋼注入流によって完全に再溶解され、溶鋼
がベル）１２表面まで到達し、この時の溶鋼注入流れの
痕跡がそのままベル［２ｔｔｃ触而側の湯皺として残り
、ｔｕｂ板の表面性状を著しく損なうという問題があっ
た。

また、特開昭５６−１０５８５１号公報、特開昭５７−
９５６５号公報および特開昭５７−９５８８号公報に開
示されているような、一対のロール対間に溶融金属を注
入し、金属薄板を鋳造によって得る方法がある。

これらの技術においては、一対のロールの他方向端部に
堰を設け、ロール対上に湯溜りを形成するようにしてい
るけれども、ロール対軸方向端部の堰（サイド堰）に接
する溶融金属が凝固したす、ロールの軸方向端部とサイ
ド堰間から７１を漏れを起こすなどの問題があった。

°また。上に述へた先行技術においては、溶融金属に含
まれる非金属介在物を効果的に除去する手段については
、必ずしも充分ではなかった。

発明が解決しようとする問題点 この発明は、上に述べた傾斜した無限軌道をなすｆ板（
ベルト）上に溶鋼を注ぎ、傾斜平板上方向に鋳片を抽出
するようにしたプロセスにおける、タンディシュからの
溶鋼注入流による溶鋼流ドｄての凝固シェルの再溶解に
起因する鋳造製品（薄板）の表面性状の劣化、及び一対
のロール間に溶融金属を注入して、連続鋳造し金属薄板
を得るプロセスにおいて、サイト環の存在に起因する湯
洩れを解決し、さらには溶融金属の注入に際し、溶融金
属に含まれる非金属介在物の効果的な除五手段を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 この発明の要旨とする処は、移動面上に溶鋼を注き、薄
板ｔ−詩凸する連続鋳造方法において、溶鋼注入口に多
孔質耐火物を設け、溶融金属を該多孔質耐大物を通過せ
しめて鋳造部分へ注入するようにしたことを特徴とする
藩下衝撃防土および介在物除去を兼ねた溶融金属の均一
注入方法にある。

先に特願昭５８−３０３８２号で提案されたタンディシ
ュ内の溶鋼をベルト表面上に供給する注入方法において
は、環コーナ一部から発達してきたヘルド接触面側に湯
皺のない表面性状の良好な凝固ンエルが、溶ｍ　ＩＡｌ
、下点で注入流によって、ヘルド表面に達するまで再溶
解されることがあり、そこでこの発明においては、タン
ディシュ内の溶鋼をベルト表面上に供給する際の、注入
澄れによるシェルの再溶解がベルト表面まで達しないよ
う。

注入流落下衝撃を防止せしめるようにした。

その一実施態様を第１図に示す、第１図において、１２
はベルト、ｌ、２は堰部材、３はフ１／−ムである。４
はばねであって、堰部材１．２によって形成されるコー
ナ一部をベルト表面上支持する。５は支点であって、堰
部材ｌ、２およひフレーム３によって構成される壜は、
この支点５回りを回転する如く変位する。６はタンディ
ツユ、７は溶鋼、８は溶鋼湯溜り、９は凝固シェルであ
る。ＩＯは注入流落下衝撃を防止せしめる多孔質耐火物
である。

この装置によって溶鋼を薄板に連続ｊ４造するときは、
溶鋼７がタンディツユ６からベルト１２表面りに供給さ
れる際に、多孔質耐火物１０を通るため、溶鋼の速度エ
ネルギーが吸収され、溶鋼流下点１１での溶鋼注入流は
非常にゆるやかな速度となり、かつベルト１２幅方向に
均一・になる、このため１９１．２コ一ナ一部から発達
してきたヘルド接触面側に湯皺のない表面性状の良好な
凝固シェルは、若干は再溶解されるが、ベルト表面に達
するまでには到らず、／！！鎌のない表面性状の良好な
鋳片か得られる。

尚、溶鋼流下点での溶鋼注入流速度は、多孔質耐火物の
メツシュの大小、および厚みによって決定される。つま
り注入流速度をゆるやかにしたい場合は、多孔質耐火物
はメツシュの小さな物を選択するか、あるいは厚みの厚
い物を選択する。

また多孔質耐火物の材質を、　ＭｇＯ、ＺｒＣｈ、Ｃａ
Ｏなどにすれば、溶鋼が通過する際に介在物Ｍ２Ｏ３が
耐火物表面に付着したり、耐火物と化合したりするため
、溶鋼的介在物の除去をも兼ねることができる。

尚、上記説明は溶鋼から薄鋼板を連続鋳造する場合につ
いて行なってきたが、この発明は溶鋼の連続鋳造に限る
ものではなく、用具外の金属の連続８Ｆ造にも適用され
うるちのであることは勿論である。

一方、一対のロール対間に溶融金属を注入して金属薄板
を得る鋳造プロセスにあっては、多孔質耐火物を介して
溶融金属を流下せしめる、この発明を適用することによ
って、一様な流下状態で溶融金属を注入せしめ得るから
、サイド堰を不要にすることができ、サイド堰の存在に
起因する問題を除去できるとともに、非金属介在物をメ
カノケミカル的に除去することができるため表面性状、
内質ともにすぐれた金属薄板を鋳造によって得ることが
できる。

第６図および第７図に、ロール対間に溶融金属を注入し
て金属薄板を得る鋳造プロセスに、この発明を適用する
ときの態様を示す。

第６図および第７図において、２１は鋳造ロール、２２
は、多孔質耐火物支持用耐火物、２３は溶融・、ν属、
２４は多孔質耐火物、２５は鋳片、２Ｇは未凝固金ＩＡ
を示す。

第６図および第７図に示すプロセスにおいて。

鋳片幅（ｂ）を制御するには、多孔質耐火物２４の幅（
Ｂ）による、即ち第６１・（に、バす、凝固開始点（イ
）から凝固完了点（ロ）までの間での、未凝固、）属２
６の拡がりによって、鋳片幅（ｂ）は変動するか、溶融
金属供給速度（ｍ）は、鋳ａ速度Ｃｌ１ｔｉ位時間怒り
の鋳片重■）と等しく、かつ溶融金属２３のロール対間
への流下は、多孔質耐火物通過の際に全面的に拡がって
いるため、わずかの拡かりで抑えられ、多孔質耐火物２
４の幅ＣＢ）よりも若干広い一定幅（ｂ）の鋳片がＰＩ
造される。

次に、鋳片厚さＣＤ）を制御するためには、多孔質耐火
物２４の長さくＬ）、またはロール２１の回転数（ｎ）
による、ロール２１表面に接している凝固殻厚さくｄ）
は、 ｄ工＾Ｊ「　　　・・・（＋） ここで　ｋ：凝固係数 し＝鋳片のロール接触４間 で与えられる。そして、ｔは、 ここで　見：ロール上の鋳片接触弧長 Ｒ：ロール半径 ｎ二〇−ル回転数 であるから、　（１）　、　（２）式より鋳片厚さくＤ
）は、である（ロールによる圧下は無視する）。

而して鋳片の厚さＣＤ）は、ロール２１ヒの鋳片接触弧
長（交）、つまり多孔質耐火物２４の長さくＬ）、また
はロール２１の回転数（ｎ）の何れか・力、または双方
を変化させることによって制御する。ロール２１の半径
ＣＲ）を変更することによっても鋳片の厚さくＤ）を制
御できるがあまりＸぬ的ではない。

また、溶融金属の供給速度（ｍ）は、鋳造速度（ｖ）　
　ＣＡＣ，位時間当りの鋳片［順と等しくする。従って
溶融金属の供給速度（ｍ）は、０コ　＝ＢＤｖｐ　　　
　　　　・　・　拳　（３）ここで　Ｂ、多孔質耐火物
（４）の幅（Ｂ＝ｂとする） Ｄ：鋳片の厚さ ■・鋳造速度（ｐ！１片引片引変速 度、鋳造金属の密度 である。

Ｄ＝２Ｊｅ　　Ｒ／２ｗＲｎ、ｖ＝２πＲｎであるから
、（３）式に代入すると、 ロー２ＡＢｐ　Ｅ「「「ＴＴ で示される。

さらに、溶融金属２３は、多孔質耐火物２４を介して供
給されるから極めて効果的に除去される。

また、溶融金属は、多孔質耐火物を通過して静かにロー
ル２１へ流下せしめられるから、凝固開始点（イ）から
、ロール表面上で発達してきた凝固殻はｉｆｆ溶解（シ
ェル洗い）されることなく、表面性状の良好な鋳片が得
られる。

実施例１ 第１図に示したタンディシュ６の多孔質耐火物ＩＯとし
て、材質がアルミナ、メツシュが１０、形状が２０＊ｍ
Ｌ　Ｘ　４０ｒｓｔｘ９−Ｘ　６０ｍｍ”のものを用い
て溶融金属（フユーズトメタル；　Ｓｎ、　Ｐｂ、Ｂｉ
金合金を注入した。

このときタンディシュノズル出口での溶融金属流れを観
察すると、多孔質耐火物全面から溶融金属が流出し、均
一注入が可能であった。

比較のために第２図に示したタンディシュ６（ノズル輻
ニア０厘厘、ノズル長さ：　　２００ｍｍ）で溶融金属
フユーズトメタルを注入したところ、ノズル出ｌコでの
溶融金属流れは幅中３ｈａ程度になり、縮流が発生し、
均一注入は不可能であった。

実施例２ ：ｉＳ６図、第７図に示す連続鋳造装置を用いて、Ｒ＝
４５０ｍ腸 Ｂ＝５００■ｌ ｎ　＝　　ｌＯｒｐｍ 父＝　５５０ｍｇ　（Ｌ　＝　８００＋ａｍ）Ａ＝　　
２５１１１　　ａｋｉｎ−う ｐ　＝　　７．８３／ａｍ’　（溶′Ｗ４）の条件で、
溶鋼供給速度ｍを、１３ｋｇ／ｓ（ｍ　＝　２　ｋＢρ
　２ｙｒＲｎｉ）で鋳造した。鋳片厚さＤは７ｍｍＣＤ
＝２／ｅ　　ｉ／ｌ＋ｒＲｎ）　とした。

その結果、厚さ６．７ｍ＋ｏ、　＠５２ｈｇｆ　ｌＯ＊
ｍの幅変動の少ない、表面性状の長鋼な薄鋼板を鋳造す
ることができた。

発明の効果 この発明は以上詳述したように溶融金属から薄板を連続
＃４造するに際し、溶融金属注入流による凝固シェルの
再溶解に起因する鋳造薄板の表面性状の劣化を防ぎ、表
面性状のすぐれた、介在物の少ない金属ｔＩ板の製造を
可能にする。またこの発明方法は、従来一般のｉ！１続
鋳造プロセスにも＾川し得る。

【図面の簡単な説明】

：ｉｘ、１図は本発明方法を説明する立面図、第２図は
従来の装置を用いて溶鋼を注入する一実施例を説明する
立面図、第３図は連続ｙｆ造プロセスを説明する立面図
、第４図および第５図は８３図に示すプロセスにおける
注入流先端部の平面形状を示す平面図、第６図および第
７図は、溶融金属をロール対間に供給して、金属薄板を
連続鋳造するプロセスに、本発明を適用するときの装置
を示す立面図およびａ−ａ縦断面図である。 １．２−・−１１１部材、３・・・フレーム、４◆・・
はね、５−−・支点、６Φ・・タンディシュ、７・・・
溶鋼、８・・・溶鋼湯溜り、９・・・凝固ノズル、ｌＯ
・・・多孔質耐火物、１１・・・溶鋼流下点、１２・会
・ベルト、２１−・・鋳造ロール、２２・・・多孔質耐
火物支持用耐火物、２３・・・溶鋼、２４・・・多孔質
耐火物、２５・・鋳片、２６・・・未凝固金属、３１・
・・鋳型駆動輪、３２・・・巻取装置、３３．３３′・
・・溶鋼先端、３４・・・溶鋼後端。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動面上に溶鋼を注ぎ、薄板を鋳造する連続鋳造方法に
   おいて、溶鋼注入口に多孔質耐火物を設け、溶融金属を
   該多孔質耐火物を通過せしめて鋳造部分へ注入するよう
   にしたことを特徴とする落下衝撃防止および介在物除去
   を兼ねた溶融金属の均一注入方法。