JPS63137548A - 鋼板鋳造方法及び装置 - 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〕 本発明は、双ロール式薄鋼板直接連続鋳造装置に係り、
特に鋳肌の平滑度のすぐれた鋼板を鋳造する方法と装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来の薄鋼板連続鋳造装＠（以下連鋳装置と称する）の
例を特開昭５５−７７９６２号公報に記載の明細書に基
づいて説明する。

製鋼炉で溶製された溶鋼は取鍋によって連鋳装置へ運ば
れ、該装置最上部のタンディツシュへ注入される。タン
ディツシュは底部に溶鋼注入ノズルを有し、溶鋼はノズ
ル先端の穴を経て、水平にかつ平行に並んだ一対のロー
ルと該ロールの上に構成された溶鋼溜り枠とで囲まれた
溶鋼プールに注がれる。溶鋼プールに注がれた溶鋼は、
ロールに接触して冷却され、接触面から凝固を開始する
と同時に、ロールの回転に伴って下方へ押し出され、ロ
ールの間隙が最少となる部分を通過するま用いて、高厚
１０ＩＩＩの鋼板を鋳造するときのロール周速度は、４
．７ｍ／分程度である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

直接鋳造された薄鋼板は、比表面積が大きいため、鋳造
後・圧延前の表面手入れが事実上不可能であり、そのた
め、鋳造のままの鋼板表面鋳肌の平滑度を良くすること
が重要である。

しかしながら、この双ロール式直接連続鋳造法では、湯
じわと呼び表面欠陥のため、鋳肌の平滑度が必ずしも充
分ではなかった。溶鋼プールに注入された溶鋼が、ロー
ルに接触して冷却されることにより形成されるロール表
面の凝固殻は、通常内部の溶鋼の静圧によりロール面に
圧迫されているが、溶鋼プール表面の鋳造中の波うちの
振幅が大きいと、波の谷部に凝固殻が露出して、該凝固
殻をロール面に圧迫する溶鋼静圧がかからなくなり、凝
固殻が熱応力によって湾曲してロールから離れ、次の波
の山部においてロールとロールからぐことに主眼がおか
れ、このため、例えば鋳造速度については、むしろ低目
におさえるのが常識とされ、この為生産性が損われるだ
けずなく湯じわの防止にも必ずしも充分な効果が挙って
いなかった。

本発明の課題は、生産性を損うことなく、しかも従来よ
りもはるかにすぐれた平滑度の鋳肌を有する直接連続鋳
造鋼板を製造する方法と装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題は、ロールの回転周速度を、湯じわ発生臨界
周速度より大きく、未凝固臨界周速度より小さくして鋼
板を鋳造する方法と、ロールの軸方向両端に、ロールの
軸方向端面に接して溶鋼プールの側壁をなし、上辺がロ
ール上面と同じくらい高いサイドダム板を設けた直接連
続鋳造装置とにより達成される。

〔作用〕

ロール周速度を湯じわ発生臨界周速度より速くすれば、
溶鋼プール表面が波うちのために低くなるよりも、ロー
ル表面に生じた凝固殻がロールの回転に伴って下方へ移
動するのが早いので、凝固殻が溶鋼の表濯より上に露出
することなく、常に溶鋼に浸されている。即ち凝固殻は
溶鋼の静圧によりロール面に常に圧迫されており、凝固
が湾曲してロール面から離れてロール面との間に隙間を
作ることがない。

又ロール周速度を未凝固臨界周速度以下とすれば、ロー
ル面で凝固を開始した凝固殻は、ロールの回転と共にロ
ールギャップ方向に移動しながら溶鋼プール内部方向す
なわち鋼板肉厚方向への凝固を続け、ロールギャップを
通過し終るまでに凝固を終る。

上辺をロール上面と同程度に高い位置としたサイドダム
板を設けることにより、溶鋼プール深さを深くすること
が可能となり、溶鋼プール深さを深くすれば、ロールと
溶鋼の接触弧の長さが長く大きい。

〔実施例〕

本発明による実施例を第１〜５図に基づき説明する。第
１図に示す双ロール式薄板連鋳装置を用い、厚さＴ＝３
■の５ＵＳ３０４ステンレス鋼板を製造した、前記双ロ
ール式連鋳装置は、最上部に設けた溶鋼を一時貯えるタ
ンディツシュ３と、該タンディツシュ３の底部下面に接
続され、注入孔を有する下端を溶鋼プールに浸漬する位
置に設けた取札ノズル４と、該取札ノズルの直下に配置
され、前記取札ノズルの下端に設けられた２個の注入孔
を相互に連ねる方向と軸方向を平行させて水平に置かれ
た一対のロール１，２と、該ロールの軸方向面端部にロ
ールに接して設けられ、溶鋼プールの側壁を形成する一
対の耐火物製のサイドダム板６とから成っている。サイ
ドダム板６は、上端をロール１，２の上面より高く、下
縁はロールの軸芯位置より低くし、ロール１，２の軸方
向る。

前記サイドダム板６は、溶鋼プールを深くし、ロールと
溶鋼の接触弧を長くしている。凝固殻は、凝固をはじめ
からロールギャップに達するまでに所要の厚みにまで凝
固するが、凝固の始点から終点までの距離が長いほど、
凝固殻の移動速度を速くすることができる。即ち、前記
接触弧が長いほどロールの回転周速度を大きくしてよい
。

又、取札ノズル４の先端に設けた２個の注入孔をロール
軸方向に向けられ、溶鋼注入時のプール上表面の波たち
をある程度抑止しているが、表面の流動が少なすぎると
、ノズル周囲に凝固殻が付着する為、ある程度の流動並
びに波動は存在するようにしである。

ロール表面−ヒの早期凝固を短時間だけ遅らせるために
窒化硼素よりなる表面塗布剤をロール表面に塗布した。

ロール直径は８００ｍである。

０造速度は以下に示す方法で設定した。凝固殻情調圧力
は溶鋼上面から湾曲発生点までの溶鋼深さに比例し、溶
鋼深さはロール周速度と溶鋼プール表面の波の高さに依
存する。

溶鋼プール湯面に波があっても、ロール表面に生ずる溶
鋼の凝固殻が、常に溶鋼に浸っているためには、溶鋼プ
ール湯面が波うって下降する時。

凝固殻が波と同じか又はそれ以上の速さで下降する必要
がある。波を正弦波と仮定すると、この条件（臨界条件
）は次のようになり、（１）式の両辺の差が凝固殻に作
用する温調圧力の大小の目安になる。

湯面位＠　　　　ｘ＝Ａ　５ｉｎ２ｓｎ　ｔｔ 同上最大値　　Ｖ　ｍ＆＊　＝　２πｎＡロ一ル周速度
　Ｖ 臨界条件　　　Ｖ≧ＶｍａＸ すなわち、 −■≧２□ｎＡ　　　　　　　　　　　・・・（１）ｊ
Ｐ ｌ＋４ １　ごこで、Ａ・・・波の振幅、ｎ・・・波の振動数で
ある。

、従来の経験を整理すると、鋳造する鋼板厚Ｔが、木き
くなると、ｎが小になり、ロール直径りが大きくなると
、Ａが大、ｎが小となる傾向があり、ｎ、Ａ、Ｄ、Ｔの
間に経験的に次の関係が認められた。

−１，１１ ｎＡ　　　ＤＴ これから湯じわ消滅の臨界速度■１は次の形になると推
定された。

Ｖ　１　＝　Ｋ　Ｉ　Ｄ　Ｔ 実験の結果、定数Ｋｘは少なくとも０．３５゜好ましく
は０．４　あるいは０．５　にすることによりきわめて
平滑な鋳肌が得られることが分った。

鋳造速度が遅いときは、鋳肌が悪くなるだけでなく、凝
固厚さの増加の為に、必要なロール圧下刃が増加し、鋳
片の割れを誘起し、極端な時はトルク不足の為ロール回
転が停止する。従ってこのような過凝固現象を生じない
鋳造速度すなわち口Ｖ　＞　Ｖ　ｘ ここでＶ！は過凝固を生ずる臨界速度で、一般にはＶｚ
　　Ｖｚであるが、より直接的には、ロールの圧下刃Ｆ
を検出して、圧下刃が所定値Ｆ２より大きすぎるときは
、速度を増加させるという制御方式を取るのが適当であ
る。Ｆ２を過凝固とみなされる圧下刃とした時、 Ｆ　＜　Ｆ　ｘ となるようにロール周速度を制御すればよい。

一方、ロール周速度Ｖには、これを超えると、ロールギ
ャップ間を鋳片が通過する迄に凝固が完了せず、鋳片の
破断、フクレ等の未凝固欠陥を生ずる上限の臨界速度が
ある。この未凝固現象を生ずる未凝固臨界速度ＶＪＩは
次式で示される。

Ｖｓ：ＫｓＤＴ−” 定数に８はロールの冷却能力や、溶鋼とロールの接触弧
角度などに依存するので、これを大きくする工夫はあり
うるが、実験により約１．０以上）に−す゛、！、工２
．よ極ゎア困難アあう、が分った。３の臨界速度につい
てもロール圧下刃Ｆを検出し、圧下刃Ｆが未凝固とみな
される圧下刃Ｆ８より小さい時は、ロール周速度Ｖを下
げるように制御するのが適当である。すなわち、 Ｖ　＜　Ｖ　ｓ　ｅまたは、Ｆ＞Ｆｓ となるよう制御する。

結局、鋳肌の平滑度が良好な板を得るためには。

第３図に示すように１次の三条性を同時に満たすことが
必要である。

条件１　湯じわを生じない条件　　　Ｖ　＞　Ｖ　１条
件２　過凝固現象を生じない条件　Ｖ　＞　Ｖ　ｚまた
は、Ｆ＜Ｆｚ 条件３　未凝固現象を生じない条件　Ｖ　＜　Ｖ　ａま
たは、Ｆ　＞　Ｆ　ｓ および Ｆ＜５０μ ｉｎ＜Ｆ＜５０Ｑ ここでＦは圧下カー、ａは鋳造する板の幅■であり、Ｆ
ｚ　＝５０Ｑ、Ｆｓ・＝ＩＱである。

上記の条件に従って鋳造すれば、凝固殻には常に溶鋼圧
が加わるので、凝固殻が熱応力によって湾曲を生じてロ
ールから離れることはない、又。

未凝固現象、過凝固現象による欠陥も生じない。

因みに従来の文献から公知例を調べてみると。

第２図のように、Ｖ＜Ｖｘとなっているのは当然である
が、Ｖ　＜　Ｖ　１となっており、充分に平滑な鋳肌が
得られにくいことが分る。

実施例の速度制御は。

Ｆｔ＜Ｆ＜Ｆｓ Ｖｚ＜Ｖ の組合せにより、第３図の方式により行った。すなわち
シムによってロール間隔を３ｍに設定し、ロール軸同志
を１００トンの負荷で押しつけ、ロール軸同志度重を検
出した。鋳造中はロール間の、′ｉ固ｉ厚さが大きいほ
ど、それによる反力Ｆが大ン きいため、検出される軸間の荷重は小さくなる。

したがってこの荷重から反力Ｆを知ることができる。

まずＶｚ　＝　３０　ｍ／分に設定して鋳造したところ
、第４図に示すような湯じわを含む鋳肌が得られた１次
にＶｚ　＝　６０　ｍ／分に設定したところ第ると、Ｘ
ｘ＝０．２　および０．４　に相当する。ロール周速度
が制御範閥内で速いほど良好な平滑面が得られるが、Ｋ
ｌ　＝０．３５　付近が良好な平滑面が得られなくなる
臨界値と判断された。

もう一つの実施例として、同じ装置を用い、厚さ５−の
ＳＵ、５３０４ステレンス鋼板を製造した。

ロール周速度はＶ　ｉ＝　２０　、２５　、３０　ｍ　
／分を適した。ロール周速が大きい程鋳肌は平滑になる
が、３０ｍ／分の場合に特に満足すべき結果が得られた
。これは、Ｋ１＝０．２８，０．３５，０．４２にそれ
ぞれ相当する。この時の未凝固臨界速度は＋。

Ｖ　８＝　Ｄ　Ｔ″″”＝８００Ｘ５−”＝３２ｍ／分
であり、Ｖ１＝３０ｍ／分の場合は前記未凝固臨界速度
に近く、この為、ロール表面塗布層を除き、かつロール
水冷を強化するという処置を施して、板のふくれ、破断
などの未凝固欠陥を防止した。

〔発明の効果〕

本発明の、ロール周速度を湯じわ発生臨界速度よりも速
く、未凝固臨界速度よりも遅く制御して、鋼板を鋳造す
る方法により、鋳肌の平滑の良好な鋼板を、未凝固欠陥
を生ずることなく連続的に生産することが可能となり、
生産性向上の効果がある。更に、連鋳装置のロール端部
にサイドダム板を設けることにより、溶鋼プールが深く
なるとともに溶鋼とロールの接触弧が長くなり、ロール
周速度を増加することが可能となり、生産性向上の効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明の
速度範囲を示す図、第３図は本発明の速度制御方式を示
す図、第４図は鋳肌の湯じわを示す図であり、第５図は
本発明により鋳造した鋼板の鋳肌状況を示す図である。 １．２・・・ロール、３・・・タンディツシュ、４・・
・取札ノズル、５・・・溶鋼プール、６・・・サイドダ
ム板、７・・・薄鋼板。 代−人“弁理士　小川勝男 高２図 扱厚丁（亀ｍ］ 手続補正書（方式） 昭和６２年　３月２５ 特許庁長　官黒ＥＥＩ　明雄　殿 １１９件の表示 昭和６１年特許願第２８１７７８　　号発　明　の　名
　称　鋼板鋳造方法及び装置ｈｌ＋正をする者 ！１卯ドとの関係　　特許出願人 名　株１５１０１株式会社　日　立　製作所代　　　理
　　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融金属を一時貯えるタンディッシュと、該タンデ
   ィッシュに設けた溶融金属注入ノズルと、該ノズルから
   注入される溶融金属を凝固させつつ板状に成形して送り
   出す一対のロールとを用いる鋼板の直接連続鋳造法にお
   いて、 ロール周速度を、湯じわ発生臨界周速度よりも大きく、
   未凝固臨界周速度よりも小さく制御して鋳造することを
   特徴とする鋼板鋳造方法。 ２、ロール周速度を未凝固臨界周速度よりも小さく制御
   する方法として、ロールの圧下刃を計測し、該圧下刃が
   あらかじめ定められた値よりも大きくなる範囲にロール
   周速度を維持する方法を用いることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の鋼板鋳造方法。 ３、溶融金属を一時貯えるタンディッシュと、該タンデ
   ィッシュに設けた溶融金属注入ノズルと、該ノズルから
   注入される溶融金属を凝固させつつ板状に成形して送り
   出す一対のロールを有し、ロール周速度を、湯じわ発生
   臨界周速度よりも大きく、未凝固臨界周速度よりも小さ
   く制御して鋳造する鋼板鋳造装置において、 ロールの軸方向の両端部に、ロール側の面は前記ロール
   の軸方向の端面と、ロールの最上部からロールの円周に
   沿ってロール間ギャップが最小さなる位置まで、少なく
   とも巾５ｍｍの帯状の接触部分を有し、上縁はロールの
   上面と同程度に高く、下縁はロールの軸芯位置よりも低
   い位置に設けられ、溶着金属プールの側壁をなす、一対
   のサイドダム板を有することを特徴とする鋼板鋳造装置
   。