JPS62238049A - ベルト式連続鋳造機のベルト冷却方法 - 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） 本発明は、ベルト式連続鋳造機の金属ベルトを冷却する
際に、金属ベルトが溶湯と接触しない領域に温水または
スチーム等の高温の流体を供給することにより金属ベル
トの熱変形を防止し、金属ベルトの寿命を延すとともに
鋳片の厚み精度を確保することに関するものである。

（従来の技術） 溶鋼から直接シートバーのような鋼板を連続的に製造す
るベルト式連続鋳造機として種々の形式のものがあり、
第１図にそのうちの代表的なものを示す。同図に示すベ
ルト式連続鋳造機は絞り込み方式のもので、所定の距離
にわたって溶鋼や凝固シェルを保持するための間隙を維
持しつつ、複数のガイドロール３ａ＋　３ｂ＋　３ｃ、
　３　’　ａ　、　３　′ｂ。

３”ｃを介して輪回移動する対向して配置された長辺面
となる金属ベルト１，２と、これらの金属ベルトの側縁
近傍で金属ベルト１，２と緊密に接している短辺鋳型４
．５とで鋳造空間を構成している。特に、短辺鋳型４．
５は、注入ノズルの径が約１００　ｍｍ以上であり、製
造する薄鋳片の厚みが５０ｍｍ以下であるために、上部
が広幅で下部に向うに従って順次先細りとなり、下部で
一定の幅となる略逆三角形となっており、耐火物の内張
り層４′５′をもつ形状・構造となっている。

上記ベルト式連続鋳造機の金属ベルト１，２の背面には
、第２ａ図に示すように給水孔１１と排出孔１２を設け
た冷却パッド８、即ちベルト冷却装置が設けられている
。この冷却パッドの給水孔１１は、第２ｂ図に示すよう
に冷却パッドの幅方向に一列設けられ、次の列に排水孔
１２が設けられ、以下冷却パッド８の縦方向、即ち鋳造
方向に給水孔の列と排水孔の列を交互に設けである。こ
のように設けである給水孔１１から流出する冷却水を排
出孔１２に流入させることにより、第２ｃ図に示すよう
に金属ベルトｌと冷却パッド８との間に水膜１３を形成
させて金属ベルトを冷却・支持している。このように冷
却・支持されている金属ベルトには、溶湯または鋳片に
接触する領域と溶湯または鋳片に接触しない領域とがあ
る。

従来、金属ベルトが溶湯または鋳片と接触する領域に対
応する冷却パッド８の領域９　（第２ｂ図に斜線で示し
た領域）の給水孔Ａから流出する冷却水と、金属ベルト
が溶湯または鋳片と接触しない冷却パッド８の領域１０
の給水孔Ｂから流出する冷却水とは同等の温度であり、
約２０〜５０℃の冷却水で金属ベルトを冷却している。

このように冷却されている金属ベルトの溶湯または鋳片
と接触している領域では、金属ベルトの溶湯側で約２０
０　’Ｃ１冷却バッド側で約１２０℃となる。一方、金
属ベルトの溶湯または鋳片と接触していない領域は冷却
水の温度と等しく、２０〜５０℃程度である。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したように金属ベルトの溶湯または鋳片と接触する
領域とそれ以外の領域との間には温度差、ｄＴが生じ、
この温度差ΔＴにより金属ベルト内部に熱応力が発生す
る。この状態を第３図に基き説明する。同図中の斜線で
示した領域９′は金属ベルト１が溶湯または鋳片と接触
している領域であり、領域１０′　は金属ベルト１が溶
湯または鋳片と接触していない領域である。前述した温
度差ΔＴにより、金属ベルト端部では鋳造方向、即ちＸ
方向に応力σ、が、金属ベルトの領域９′のＸ方向に応
力σゆが発生する。このσ、およびσ。は、金属ベルト
の初期テンションをσ。、金属ベルトの線膨張係数をα
、金属ベルトのヤング率をＥ、金属ベルトの幅をＢ、鋳
片の幅をｂおよび金属ベルトの領域９゛と領域１０’の
平均温度差をΔＴとすると、 σ、＝σ。＋□αＥΔＴ −ｂ σ０＝σ。−□αＥΔＴ となる。この応力σ５が金属ベルトの降伏応力σ７、を
超えれば、金属ベルトの端部が耳伸びする。

また、応力σ。が金属ベルトの座屈限界応力σＣｒ以下
となれば、金属ベルトがＸ方向に座屈する。

さらに、金属ベルトのメニスカスに対応する部分と冷却
パッド下端に対応する部分のＸ方向にも温度差が生じ、
鋳込方向に対して直角方向、即ちＸ方向に応力σ８．σ
゛８が金属ベルトに発生する。このために、金属ベルト
が幅方向に撓む原因となる。

このような熱応力が金属ベルトに発生すると金属ベルト
が撓み、水膜厚みが変動し、鋳片の厚み精度を低下させ
たり、金属ベルトの熱変形を助長し、短辺とベルト間の
鋳張り発生の原因となったすする。

本発明は、金属ベルトが溶湯または鋳片と接触する領域
と溶湯または鋳片と接触しない領域との温度差に基く応
力を減少させて、金属ベルトの熱変形と水膜厚みの変動
を防止し、鋳片の厚み精度を確保することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 前述した問題点を解決するために、金属ベルトが溶湯ま
たは鋳片と接触する領域と隣接した領域に温水またはス
チームを吹き付けることを本発明の特徴とするベルト式
連続鋳造機のベルト冷却方法である。

さらに、第４ａ〜４０図に基いて本発明を具体的に説明
する。第４ａ図には冷却パッド８、即ちヘルド冷却装置
を示す。この冷却パッド８には、前述したように給水孔
の列と排水孔の列が交互に設けである。金属ベルトがメ
ニスカスに相当する個所の上部に対応する冷却パッドの
給水孔Ｂ、と、金属ベルトが溶湯または鋳片と接触する
領域に対応する冷却パッドの領域９の側縁部の給水孔Ｂ
２より金属ベルトに対して温水またはスチーム等を供給
し、金属ベルトが溶湯または鋳片と接触する領域に対応
する冷却パッドの領域９の給水孔Ａからは冷却水を流出
させて金属ベルトを冷却する。上記金属ベルトが溶湯ま
たは鋳片と接触する領域の側縁部に対応する冷却パッド
の領域９の給水孔Ｂ２より温水またはスチームを吹き付
けるために、第４ｂ図に示すように隔壁１４を冷却パッ
ド内に設けてヘッダーを構成し、メニスカスの上部の給
水孔に対しては幅方向同一ヘッダーで構成する。また、
冷却バンド下端以降の金属ベルトの加温は、第４０およ
び４ｄ図に示すように、冷却パッドとは別個のヘッダー
１５より温水またはスチームを金属ベルトｌに対して吹
き付けることにより達成する。

さらに、金属ベルトが溶湯または鋳片と接触する領域の
側縁部に対応する冷却パッド９の給水孔Ｂ、からは、冷
却パッドの領域９の給水孔Ａより流出する冷却水よりも
高圧または、大量の温水を流す。この冷却パッド８の側
縁部は短辺鋳型に対応する領域であり、高圧の温水を流
すことにより水膜圧力が上昇して、短辺鋳型と金属ベル
トが緊密に接触するので鋳張りが防止できる。

（作　用） 本発明の作用を第５図および第６図に基き説明する。

本発明は、金属ベルトが溶湯または鋳片と接触する領域
９′と隣接する領域、即ち第５ａ図の領域１０′に対し
て冷却パッドより温水またはスチームを吹き付けている
。このために、金属ベルトの幅方向、即ちＸ方向の温度
分布（第５ａ図の口に沿った温度分布）は、第５ｂ図の
一点ｔＡ線で示す温度分布となる。また、金属ベルトの
鋳込方向、即ちｙ方向の温度分布（第５ａ図のイに沿っ
た温度分布）は、第５ｃ図の一点鎖線で示す温度分布と
なる。各図において、Ｔ、ｌ　は冷却水の温度、７，４
１１は温水の温度、■１金属ベルトの領域９′のベルト
の平均温度を示しているが、各図から判るようにおよび
金属ベルトの冷却パッド下端に対応する部分における温
度差および温度勾配は、実線で示す従来法よりも小さく
なる。

このため、第６ａ図の一点鎖線で示すように金属ベルト
のｙ方向の応力σ、は実線で示した従来法よりも減少し
、応力σ６は増加する。また、金属ベルトのＸ方向の応
力σつおよびσ゛８は、第６ｂ図の一点鎖線で示すよう
に実線で示した従来法よりも減少する。

したがって、金属ベルトの熱変形を軽減させることがで
き、金属ベルトの撓みがなくなり水膜厚みの変動を防止
でき、金属ベルトの耳伸び・座屈を防止できる。

また、本発明では金属゛ベルトの加温に温水またはスチ
ーム等を使用しているので、電気加熱、ガス加熱等の他
の加温法にくらべて、ベルトの加温が均一に行えて、か
つ効率が良く、簡便な設備で実施できる等の利点がある
。

なお、金属ベルト加温用の温水としては、９領域のベル
ト冷却水の排水を回収して利用しても良い。また高温流
体としては温水やスチームの他に油、油脂類等の流体も
利用できる。

（実施例１） １ヒート８５トンの低炭アルミキルド鋼を、第１表に鋳
造条件で第１図に示したベルト式連続鋳造機により厚さ
３０關、幅１００１００Ｏ薄鋳片を鋳造した。

この際、金属ベルトの幅は１４００龍のものを用い、ベ
ルト冷却装置として第２図の構造のものと第４図の構造
のものとを使用した。第４図に示したベルト冷却装置で
は、メニスカス部、冷却パッド下端部および側縁部より
８０℃の温水を流して金属ベルトを加温した。

第１表 各ベルト冷却装置を用いて鋳込みを実施したときの金属
ベルトの寿命と、鋳片厚み精度の比較を第２表に示す。

同表からも判るように、本発明の場合は金属ベルトの寿
命が従来法の５．２倍に延び、鋳片厚み精度も従来より
良好となった。

第２表　本発明法と従来法のベルト寿命、（実施例２） 第４図に示すベルト冷却装置の側縁部の給水孔Ｂ２より
高圧の温水を流した以外は、実施例１と同一の鋳造条件
で鋳込みを実施した。また、第２図に示す従来のベルト
冷却装置を用いて鋳込みを実施した場合の鋳張り発生率
と本発明法とを比較し、第７図に示す。同図の鋳張り発
生率は全鋳片長に対する鋳張り発生個所の長さで表わし
、従来法をｌとして表わしたものである。

この図からも判るように、温水を利用することによる金
属ベルトの熱変形の緩和と、金属ベルトの端部を昇圧し
たことによる相乗効果で鋳張りの発生が激減した。

（発明の効果） 以上説明したように本発明法によれば、金属ベルトの熱
変形を軽減でき、金属ベルトの撓みがなくなり、水膜の
厚みの変動を防止できるので鋳片の厚み精度を確保でき
る。また、金属ベルトの耳伸びや座屈を防止でき、金属
ベルトの寿命も延びる。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルト式連続鋳造機の概略を示す図であり、 第２ａ図は冷却パッドの配置を示す図であり、第２ｂ図
は従来の冷却パッドの正面図であり、第２ｃ図はその側
面図であり、 第３図は金属ベルトに働く応力を示す図であり、第’４
ａ図は本発明の冷却バンドの正面図であり、第４ｂ図は
冷却パッドの側縁部に隔壁を設けた冷却パッドの断面図
であり、第４ε図は冷却パッド下端の加温を示す図であ
り、第４ｄ図は第４ｃ図のａ−ａ視図であり、 第５ａ図は溶湯または鋳片が接している金属ベルトを示
す図であり、第５ｂ図はＸ方向の温度分布を、第５ｃ図
はＸ方向の温度分布を示す図であり、第６ａ図は金属ベ
ルトのＸ方向の応力変化を示す図であり、第６ｂ図はＸ
方向の応力変化を示す図であり、 第７図は鋳張り発生率を示す図である。 １．２−金属ベルト ３ａ〜３’ｃ・・・・ガイドロール ４．５−・−短辺鋳型　　　６−注入ノズル７−鋳片　
　　　　　　８−冷却パッド９゛−溶鋼又は鋳片と接触
するベル）　？ｉｌ域１０′　・−９′と隣接するベル
）　Ｓｆｆ域１１〜給水孔　　　　　　１２−排水孔１
３−水膜　　　　　　　１４・−隔壁１５・・−加温用
ヘソグー 第５図 （ａ　）　　　　　　　　＜　ｃ　。 （ｂ） 第６図 ＜ａ）　　　　　　　　　（ｂ） 丙 第７図 技来線　　本臂明蹟

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、輪回移動するベルトの背面に配置した複数の給排水
   口を有するベルト冷却装置でベルトを冷却するにあたり
   、ベルトが溶湯または鋳片と接触する領域の冷却水温度
   より高温の流体を前記溶湯または鋳片と接触する領域と
   隣接した領域に供給することを特徴とするベルト式連続
   鋳造機のベルト冷却方法。