JPS6297750A - 薄板の連続鋳造装置 - 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、たとえば銅帯の如き、金属薄板を製造する
ための片面凝固連続鋳造装置に関する。

従来の技術 従来、金属薄板たとえば薄鋼板を製造するには、鋼塊を
分塊圧延して２００〜２５０厘層厚さのスラブを得、こ
のスラブをホットストリップミルで熱間圧延するか、或
い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。

しかしながら、これら従来技術によるときは、大規模な
ホットストリップミルやスラブを加熱するエネルギを必
要とする処から、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。

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下方に引抜く方
法が一般に行なわれてきた。しかし、この方法では、 ・■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、厚さ数十ｍ鵬以下の鋳片を得ることは困難
である、 （う鋳片と鋳型内壁面間の摩擦のため、鋳片引抜速度を
２＋ｗ／層ｉｎ以上にあげることは困難であり、２鳳／
ｗｉｎ以上にすると凝固殻が破断し溶鋼流が噴出（ブレ
ークアウト）する危険がある。

といった問題があった。

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５８−１
１１８８８２号において片面凝固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平板が斜面を上方に向
って移動する状態下で溶鋼を平板上に注ぎ、傾斜移動平
板上における溶鋼（溶融金属）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斜面上方向に
駆動する装置とよりなる溶融金属の連続鋳造装置である
。

この技術によって、たとえば２〜２０層厘厚さの鋼板を
連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、傾斜しその上方側へ移動する無限軌道平面上で溶
鋼（溶融金属）が凝固し、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摩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
らタンディツ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。

本発明者等は、この技術をさらに改良し、溶融金属注入
流下端部に、金属ベルト幅方向に延在する固定堰を、金
属ベルト上に１＃機的に接する如く配設して、金属ベル
ト上に溶融金属溜りを形成せしめ、金属ベルト」−での
溶融金属注入流先端部平面形状の不揃いに起因する鋳片
の湯皺生成の問題を解決するプロセスを、特願昭５９−
１２０５８８号にて提案した。・ しかしながら、これらの技術においてもなお解決さるべ
き技術的課題が存していた。

即ち、溶融金属注入流下端部に、金属ベルト幅方向に延
在する固定堰を、金属ベルト上に弾機的に接する如く配
設することによって、金属ベルトＬに溶融金属溜りを形
成せしめるようにしたから、金属ベルト上での溶融金属
注入流先端部平面形状の不揃いに起因する、鋳片の表面
性状の劣化という問題は解決されたけれども、固定堰の
溶融金属溜りに接する面において、溶融金属の凝固が起
こり、このことに起因してコールドシャットと呼ばれる
断裂疵が入ることがある。

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ベルト
上に溶融金属を注ぎ、斜面上方向に鋳片を抽出するよう
にしたプロセスにおけるコールドシャット発生の問題を
解決することを目的としてなされた。

問題を解決するための手段 この発明の芦旨とする処は、鋳造方向が上昇するように
傾斜せしめるとともに、冷却手段を付設した無端金属ベ
ルトと、外部から供給される溶融金属の溶湯溜りを前記
無端金属ベルト上に形成すべく、その下面の少なくとも
一部が前記無端金属ベルト上面に弾機的に接し、無端金
属ベルト幅方向に延在するとともに、振動数が１Ｈｚ以
上の振動材γ手段を備えた固定堰を設けてなる薄板の連
続鋳造装置にある。

以下に、この発明の詳細な説明する。

本発明者等は、斜面をなす金属ベルト−ｈでの片面凝固
による薄板の連続Ｍ造プロセスの研究を行なう過程で、
金属ベルト、ｈに形成せしめる湯溜りに接する固定堰に
振動を付与すると、コールドシャットが発生しなくなる
ことを見出した。

すなわち、コールドシャツ訃は、第３図に示すように、
後面固定堰５のコーナ部からコールドシャット核１９が
凝固成長し、間歇的に剥離して生ずる欠陥である。

発明者等は、後面固定堰５に振動を付与すると、後面固
定堰５のコーナ部における、コールドシャット核１９の
凝固成長番よく抑えることができることを知見した。

この発明は、この知見に基づいてなされた。

第１図に、この発明の薄板の連続鋳造装置における固定
堰の一例を、第２図に、装置実施例の全体プロフィルを
示す。

第２図において、ｌは金属ベルトであってプーリ２に巻
掛けられ無限軌道を形成する。３は冷却装置であって、
鋳造過程における金属ベルト１を、その背面から冷却す
る。４は側面堰であって、図示しないスプロケットホイ
ールに巻回され無限軌道を形成する＃熱性ブロックのチ
ェーンによって構成され、金属ベルト１と回期して駆動
される。

５は固定後面環であって、その下面が金属ベルト上面に
接し、たとえば、ばねによって弾機的に金属ベルト上面
に押圧される。６は注入装置であって、後面固定堰５か
ら、鋳造方向に所定距離を置いて、注入流７が位置せし
められるように配設される。８は湯溜りであって、金属
ベルト１面上に、後面固定堰５と可動側面環４とによっ
て囲まれる空間に、注入袋２１６から供給される溶融金
属によって形成される。

９は凝固神板、即ち鋳片であって、金属ベルト１によっ
て形成される斜面り方に湯溜り８から抽出され、圧延ロ
ール！Ｏによって圧延或は表面を整形され、巻取装置？
ｔ１１によって巻取られ、薄板（ストリップ）コイル１
２とされる。

第１図において、５は固定堰全体を示す。

１３はフレーム、１４は押しばねであって、固定堰５の
下端面を無端金属ベル）１の上面に弾機的に押圧せしめ
るべく機能する。

１５は支点であって、固定堰５はこの支点回りに回転自
在に支承され、ばね１４によって、この第１図では時計
方向に回転し無端金属ベル）１の上面に押圧される。

１６は、振動子、１７は振動連結棒であって、これらで
振動付与装置を形成する。

この振動付与装置によって、後面固定堰５に、５〜５０
ＫＨｚの振動を付加する。

１８は、耐火最熱材である。

本発明における、振動付与装置の他の態様を第４図に示
す。

第４図において、２０はガイド、２１は連結棒、２２は
駆動装置である。

駆動装置２２において、モーターによる回転運動が往復
運動に変換され、連結棒２１．ガイド２０を介して、後
面固定ｊ［５に、２〜３Ｈｚの鋳造方向の振動を付加す
る。

本発明における振動付与装置のさらに他の態様を第５図
に示す。

第５図に示す態様では、振動連結棒１７は、無端金属ベ
ルト１の背面に、図示しない冷却手段を伴なって、直接
に或はコロを介して接し、たとえば３０ＫＨｚといった
高周波振動を、無端金属ベル）１を介して、後面固定堰
５に付加する。

振動付与袋２ｉ１Ｂによる固定堰５の振動方向は。

好ましくは鋳造方向若しくは無端金属ベル）１幅方向（
Ｐ＃片輻幅方向であって、その振動数は１Ｈｚ以上であ
る。

固定堰５の振動方向は、無端金属ベルトｌの面に交叉す
る方向、たとえば無端金属ベル）１の面に垂直な方向で
あってもよいけれども、その場合は振幅が０．３１■以
下に制限される。

これは、無端金属ベル）ｌと固定堰５の底面の間隔が０
．３＋ｓ■以上になると、金属溶湯がこの間隙に入り込
み（湯さし）、固定堰５を設けるようにした本来の効果
を喪失するという、発明者等の実験結果に基づく知見に
よる。

次に、振動数を１Ｈｚ以−１−とする理由を説明すると
、発明者等が、片面凝固によるｉｌｌ鋳造を行なった結
果によれば、コールドシャフト発生の最小周期は、およ
そ３秒である。従って、３４Ｈｚ以下の周期で固定堰５
に加振しても意味がない。

安全率を３として、振動数は、少なくとも１Ｈｚである
。

而して、この発明においては、たとえば５〜５０Ｈｚと
いった高周波振動を、固定堰５に付与するようにしても
勿論よい。

作用 上に述べた、この発明の薄板鋳造装置の作用を述べる。

金属ベルト１は、プーリ２によって、たとえば７０ｍ＋
／ａ＋ｉｎといった速度で駆動される。それとともに、
側面環４も金属ベルトｌに同期して、図示しないスプロ
ケットホイールによって駆動される。

固定堰５は、振動付与装置１１３によって、たとえば、
５Ｈ２の振動数で、鋳造方向に振動せしめられる。

而して、後面固定堰５と可動側画壇４とによって、傾斜
している金属ベルト１面上に形成される空間に、注入装
置６から溶融金属、たとえば溶鋼が注入され、湯溜８を
形成する。

金属ベルト１は、後面固定堰５から始まる鋳造過程にお
いて、その背面を冷却袋２！ｉ３によって水冷される。

而して、湯溜り８の下部で、後面固定堰５の下面を通過
した金属ベルト１面上で凝固が始まり、湯面下で凝固層
が発達して行き、薄板（鋳片）として、金属ベルトｌに
よる斜面−ヒ方に抽出される。

この発明にあっては、（湯皺、二重肌のない）すぐれた
表面性状で、均一な厚さを有する薄板を連続鋳造によっ
て、高生産性下に得るために、注入流７の位置が重要で
ある。

即ち、第２図に示すように、金属ベルト１面上で、凝固
は、後面固定堰５直後で始まる。この後面固定堰５の存
在によって、金属ベルト１面上における凝固開始点が一
様になり、凝固開始点の不均一さに起因する、湯皺の生
成、二重肌の生成、凝固層厚さの不均一さ等が防止され
る。

もし、後面固定堰５の位置或はその近傍に注入流７が位
置すると、凝固開始点が乱れ、また、凝固殻厚さが薄い
ために、一度凝固した凝固殻が再溶解して表面性状のす
ぐれた。均一な厚さの薄板（鋳片）を抽出することを困
難にする。

また、湯溜り８から、凝固層（鋳片）が抽出された後、
或は、湯溜り８の、鋳片抽出側のあまりに端部に注入流
７を位置せしめると、注入流７の有する熱と落下エネル
ギによって、それまで発達してきた凝固層を袂って、薄
板（８片）表面性状を損ない、厚さを不均一にしてしま
う。

本発明者等の研究によれば、注入流７は、後面固定堰５
の鋳片抽出側の面から少なくとも　１００■■離れ、か
つ湯溜り８の金属ベルト移動方向長さの８０％以内に位
置せしめることが、上に述べた理由から必要である。

さて、湯溜り８から抽出された薄板（鋳片）９は、さら
に圧延ロール対ｌＯによって圧延或は整形され、巻取り
装２ｔｌｌによって巻取られ、薄板（ストリップ）コイ
ル１２とされる。

発明の効果 この発明は１表面性状のすぐれた、均一な厚さを有する
金属薄板を、ブレークアウト或は破断の心配が全くない
状態で、高い生産性下に製造できるから、金属精錬過程
から圧延過程の間を大幅に簡略化でき、省エネルギ、コ
スト面で大きな効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の連続鋳造装置の固定堰の一実施例
を示す立面図、第２図は、この発明の連続鋳造装置の全
体プロフィルを示す立面図である。 第３図は、コールドシャット生成のメカニズムを説明す
る立面図、第４図、第５図は、この発明になる連続鋳造
装置の固定堰の他の実施例を示す立面図である。 ｌ・・・金属ベルト、２・・・プーリー、３・争・冷却
装置、４・・・側面環、５・Φ・固定堰、６・・番注入
装置、７・・Φ注入流、８・・・湯溜り、９・・拳凝固
薄板、１０・・・圧延ロール、１１・・・巻取り装２１
．１２・・・薄板コイル、１３・・Φフレーム、１４・
−・押しばね、１５・・・支点、１６・・・振動付与装
置（振動子）、１７・・・振動連結棒、１８Φ・Φ断熱
材、１９・・・コールドシャット核、２０・−・ガイド
、２１１１１１・連結棒、２２・・・駆動装置（モータ
ー）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳造方向が上昇するように傾斜せしめるとともに
   、冷却手段を付設した無端金属ベルトと、外部から供給
   される溶融金属の溶湯溜りを前記無端金属ベルト上に形
   成すべく、その下面の少なくとも一部が前記無端金属ベ
   ルト上面に弾機的に接し、無端金属ベルト幅方向に延在
   するとともに、振動数が１Ｈｚ以上の振動付与手段を備
   えた固定堰を設けてなる薄板の連続鋳造装置。
2. （２）振動付与手段が、鋳造方向若しくは、鋳片幅方向
   の振動を、固定堰に与えるものである特許請求の範囲第
   １項記載の薄板の連続鋳造装置。
3. （３）振動付与手段が、無端金属ベルトの面に交叉する
   方向の振動でかつ振幅の前記無端金属ベルトの面に垂直
   な方向成分が０．３ｍｍ以下の振動を固定堰に与えるも
   のである、特許請求の範囲第１項記載の薄板の連続鋳造
   装置。