JPS63192538A - 金属薄帯の連続鋳造方法及び装置 - 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、走行ベルト上で溶融金属を冷却・凝固するこ
とにより、銅帯等の金属薄帯を連続的に製造する方法及
び装置に関する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数ｍｍ程度
の厚みをもつ薄帯を直接的に製造する連続鋳造方法が注
目されている。この方法によるとき熱延工程を必要とす
ることがなく、また最終形状にするための圧延も軽度な
もので済むため、工程及び設備の簡略化が図られる。

このような金属薄帯の連続鋳造方法としては、ツインド
ラム方式、ベルト方式等がある。

ツインドラム方式においては、一対の冷却ドラムを対向
配置し、それら冷却ドラム上に湯溜り部を形成し、ここ
に注湯された溶融金属を冷却・凝固し、冷却ドラムのギ
ャップから送り出すことにより、金属薄帯を製造してい
る。他方、ベルト方式においては、たとえば無端走行す
るベルトの上に湯溜り部を形成し、ここに注湯された溶
融金属をベルトを介した抜熱によって冷却・凝固し、生
成したシェルをベルトの走行に伴って湯溜り部から送り
出し、金属薄帯を製造している。

このベルト方式によるとき、溶融金属は、一方向から冷
却され、ベルトと反対側の面は開放されている。そのた
め、タンディシュ等の容器から溶融金属をベルト上の湯
溜り部に供給するノズルの配置に対する拘束が少なくな
る。

本発明者等は、このベルト方式において、湯溜り部の側
面を仕切る堰を移動可能にした鋳造装置を開発し、これ
を特願昭６０−１５５２４７号として出願した。

第５図は、この先願で提案された装置を示す。

この装置においては、金属製のベルト１が一対のブー！
Ｊ２ａ、　２ｂに掛は渡されており、無限軌道を走行す
るようになっている。そして、一方のプーリ２ａを高く
保持することにより、ベルト１の無限軌道は、プーリ２
ａに向かって上昇するものとなる。

このベルト１の周囲には、チェーン等によって連結した
複数の耐熱ブロック３が配置され、これら耐熱ブロック
３は、ベルト１の走行に同期して移動する。

耐熱ブロック３は、ベルト１が直線状に走行する上部で
湯溜り部４の側部を仕切るサイド堰５となる。他方、湯
溜り部４の後方には、固定堰６が設けられている。これ
によって、ベルト１の進行方向のみが開放された湯溜り
部４が形成される。

この湯溜り部４に、注湯装置７から溶融金属８が注湯さ
れる。

注湯された溶融金属８は、ベルト１の裏面に配置されて
いる冷却装置９により抜熱され、冷却・凝固して凝固シ
ェル１０となる。この凝固シェル１０は、ベルト１の移
動に伴って、第５図において右方向に搬送される。この
搬送の過程で抜熱が継続しているので、湯溜り部４にお
いて凝固シェル１０は所定の厚みをもつ薄帯１１に成長
し、湯溜り部４から送り出される。

この薄帯１１は、次いで加圧ロール１２によって目標板
厚に圧延され、巻取り装置１３によって薄板コイル１４
として巻き取られる。なお、加圧ロール１２は、本質的
な板厚変動を伴うことなく、薄帯１１の表面性状を整え
るような加工を行うものとして、作動させることもでき
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにベルト１上で溶融金属８を凝固させる際、凝
固シェル１０の両外側部は高温シェルと接しないため、
ベルト１の両外側部が中央部に比較して低温となり、熱
応力が発生する。この熱応力によって、ベルト１の中央
部が溶融金属８側に湾曲したり、Ｓ字状に変形すること
になる。

ベルト１が変形すると、凝固シェル１０とベルト１との
間のエアギャップが幅方向に不均一になって、凝固シェ
ル１０の幅方向に沿った温度分布が変動の大きなものと
なる。その結果、凝固シェル１０に内部応力が生じる。

また、凝固シェル１０上にある溶融金属８の厚みも変動
するため、凝固シェル１０に加わる溶融金属８の静圧も
幅方向に沿って異なったものとなる。これらの幅方向に
関する条件が相違することにより、凝固シェル１０の一
部に応力が集中し、薄帯１１に板厚不均一や表面割れ、
縦筋等の欠陥となって現れる。また、ベルト１に大きな
熱応力が作用するため、ベルト１の耐久性も劣化する。

そこで、本発明は、溶融金属に接するベルトの形状を改
良することにより、ベルトの変形による欠陥の発生を防
止し、ベルトの耐久性を向上させると共に、欠陥のない
優れた品質の金属薄帯を製造することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造方法は、その目的を達成するため、走
行するベルトの幅方向に沿って注湯された溶融金属を冷
却・凝固することにより金属薄帯を製造する際に、少な
くとも溶融金属と接触する前記ベルトの表面を幅方向に
波打った凹凸のあるコルゲート状とし、該表面に溶融金
属を注湯することを特徴とする。

また、この方法を実施するための連続鋳造装置は、軸方
向に波打った凹凸のあるコルゲート状周面をもつプーリ
又は搬送ロールをベルト走行経路の途中に形成された湯
溜り部の下位側に設け、且つ湯溜り部の下方に配置され
るガイドロールを前記コルゲート状周面に対応した凹凸
をもつ周面形状としたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、溶融金属に接して高温となるベルト
を予めコルゲート状に変形させている。

この変形によって、ベルト及びその上に形成される凝固
シェルに生じる熱応力がコルゲートの全体に分散され、
一箇所への集中が防止される。そして、分散により緩和
された熱応力は、コルゲート形状によって吸収され、製
品形状に悪影響を与えるベルトの望ましくない変形が抑
制される。

なお、溶融金属からコルゲート状に凝固シェルを形成す
るものとして、特開昭６１−９５７４９号公報で開示さ
れたものがある。しかし、ここでいうコルゲートとは、
製造される金属薄帯の長手方向に波打った凹凸をもつも
のであり、本発明でいうコルゲートとは９０度回転した
関係にある。しかし、薄帯の長手方向に沿った凹凸の波
状をもつコルゲートを形成すると、得られた金属薄帯を
最終段階で平坦な形状に加工することが困難である。ま
た、ベルトの搬送手段も、コルゲート状態を維持したま
までベルトを搬送する必要があるため、プーリ間に緊張
状態でベルトを張ることができない。その結果、ベルト
に弛みが生じ易く、湯溜り部を正確に維持することが困
難になる。

これに対して、本発明のコルゲートは、薄帯の幅方向に
沿った凹凸の波をもつコルゲートである。

そのた約、湯溜り部から搬出された薄帯を加圧ロールに
よって加工するとき、そのロール圧下刃は薄帯に効率良
く伝わり、コルゲート形状に起因して加圧ロールが振動
を起こすことなく、目的形状に薄帯を加工することが容
易に行われる。また、このようなコルゲート形状は、軸
方向に沿って凹凸を設けた周面をもつ搬送ロールを使用
することによって、簡単に薄帯に与えられるものである
。

したがって、ベルトを緊張状態で弛みなくプーリ間に掛
けわたすことができ、湯溜り部を正確に維持することが
可能となる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図は、本実施例で使用した連続鋳造装置の全体を示
す。なお、同図において、第５図で示した部材等に対応
するものについては、同一の符番で指示し、その説明を
省略した。

この装置においても、ベルト１はブー！Ｊ２ａ、　２ｂ
の間に張設されている。ただし、下位側のプーリ２ｂの
周面は、第２図に示すように、軸方向に沿って凹凸のあ
る形状に成形されている。これによって、下位側のプー
リ２ｂを通過したベルト１は、その凹凸に倣って長手方
向に延在するコルゲート状となって、湯溜り部４に送ら
れる。なお、このコルゲート状にベルト１を変形させる
手段として、プーリ２ｂに代え、プーリ２ｈと固定堰６
との間に第２図で示したような周面をもつ専用の搬送ロ
ールを使用しても良いことは勿論である。この専用の搬
送ロールを使用するときには、直線走行部でベルト１に
コルゲート状に波形が与えられるため、無理な力をベル
ト１に与えることなく、ベルト１の搬送を行うことがで
きる。

第３図は、第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。湯
溜り部４の溶融金属は、ベルト１の下方に配置されてい
る噴射ノズル１６（第１図参照）からベルト１に向けて
噴射される水等の冷媒によって抜熱される。また、ベル
ト１自体も、コルゲート状とされることにより、応力を
幅方向の収縮によって吸収し、不測の変形を避けること
ができる。

このコルゲートは、応力の局部的な集中をさけることか
ら、正弦波又はそれに近い形状とすることが好ましい。

この点、矩形波や台形波等は、応力集中の抑制効果に劣
り、角部において縦筋を発生させる恐れがある。また、
コルゲートの谷１７ａから山１７ｂ　までのコルゲート
高さＨは、軽圧下ロール１５ａ、　１５ｂに達するまで
の間に成長する凝固シェル１０の幅方向板厚が不均一と
ならないように、且つ幅方向の温度分布が不均一となり
過ぎないように、薄帯１１の目標板厚以下にすることが
好ましい。より好ましくは、コルゲート高さＨを目標板
厚の２以下にする。そして、コルゲートの谷１７ａから
隣接する谷１７ａまでのコルゲート幅Ｗは、ベルト１に
対する不均一な熱応力の一部をコルゲートの幅方向に沿
った収縮により吸収するため、コルゲート高さＨとの関
係において２〜３０ＸＨ，好適には５〜１５×Ｈとする
ことが好ましい。

湯溜り部４においては、ベルト１の下方に複数の噴射ノ
ズル１６が配置されている。そして、これら噴射ノズル
１６の間には、ベルト１を搬送するた約の案内ロール１
８が設けられている。この案内ロール１８は、噴射ノズ
ル１６から噴射された冷媒を遮らないように、第４図に
示す断面形状をもつものである。すなわち、軸方向に多
数の突出部１９が形成されており、この突出部１９によ
ってコルゲートの山１７ｂを支持する。そして、突出部
１９相互の間は空隙２０となっており、この空隙２０を
介して冷媒がベルト１下面に沿って流れる。これによっ
て、噴射ノズル１６から噴射された冷媒は、案内ロール
１８により遮られることなく、ベルト１の全面を下方か
ら冷却する。また、突出部１９により、ベルト１に形成
されたコルゲート形状が維持される。

このようにして湯溜り部４で成長した凝固シェル１０は
、ベルト１の搬送に従って湯溜り部４から搬出され、ま
だ高温で剛性が高くならないうちに軽圧下ロール１５ａ
、　１５ｂにより圧下される。この軽圧下ロール１５ａ
、　１５ｂも、以上に説明したコルゲートの波形に対応
するように、軸方向に沿って凹凸のある周面をもつもの
が使用される。軽圧下ロール１５ａ、　１５ｂにより、
凝固シェル１０の肉厚が均一化され、薄帯１１となって
搬出される。この軽圧下ロール１５ａ、　１５ｂによる
圧下は、次に行われる加圧ロール１２による圧延の負荷
を軽減させる作用をも果たすものである。

搬出された薄帯１１は、加圧ロール１２で目標板厚に圧
延され、巻取り装置１３により薄板コイル１４として巻
き取られる。

次いで、本発明の効果を具体的に説明する。高さＨ＝１
ｍｍ、幅Ｗ＝１０ｍｍのコルゲートを幅４００＋ｎ＋ｎ
のベルト１に形成した。そして、温度１５６０℃の普通
鋼組成の溶鋼を湯溜り部４に注湯し、厚み６Ｉｎｍの薄
帯１１を製造した。得られた薄帯１１は、表面粗さ３０
μであり、また亀裂、縦筋等の表面欠陥がみられなかっ
た。他方、コルゲートを形成しない平垣なベルトを使用
して製造した薄帯１１にあっては、表面粗さは１５０μ
であり、縦筋が３．２個／　ｍ’の割合で検出された。

なお、以上においては、サイド堰５を移動式にしたもの
を備えた装置について説明したが、サイド堰５としては
、これに拘束されることなく、固定式のものを使用する
こともできる。或いは、上方に指向する突起を両端部に
設けたベルト１を用いることにより、サイド堰５を省略
することも可能である。なお、サイド堰５が当たる部分
のベルト１は、コルゲート状又はフラットのいずれであ
っても良い。更には、双ベルト式、ベルト−ドラム式等
の他の形式のベルトを使用した連続鋳造装置にも適用で
きることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、コルゲート
状に変形させたベルト上で凝固シェルを成長させている
ので、熱応力が凝固シェルに集中的に加わることが防止
される。したがって、亀裂や縦筋等の表面欠陥のない優
れた金属薄帯が製造される。また、湯溜り部を保持する
ベルトも、加わった熱応力を幅方向の収縮によって吸収
するため、不測の変形を生じることがなく、凝固シェル
の形成・成長条件を安定化させる。しかも、ベルト自体
の耐久性も改善される。このようにして、本発明により
、品質の優れた金属薄帯を能率良く製造することが可能
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の連続鋳造装置を示し、第２図は
該装置における下位側プーリを示す斜視図、第３図は湯
溜り部を示す断面図、第４図は同じく湯溜り部における
案内ロールのベルトに対する配置状態を示す断面図であ
る。他方、第５図は本発明者等が先に提案した連続鋳造
装置を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行するベルトの軸方向に沿って注湯された溶融金
   属を冷却・凝固することにより金属薄帯を製造する際に
   、少なくとも溶融金属と接触する前記ベルトの表面を幅
   方向に波打った凹凸のあるコルゲート状とし、該表面に
   溶融金属を注湯することを特徴とする金属薄帯の連続鋳
   造方法。 ２、軸方向に波打った凹凸のあるコルゲート状周面をも
   つプーリ又は搬送ロールをベルト走行経路の途中に形成
   された湯溜り部の下位側に設け、且つ湯溜り部の下方に
   配置されるガイドロールを前記コルゲート状周面に対応
   した凹凸をもつ周面形状としたことを特徴とする金属薄
   帯の連続鋳造装置。