JPS63220949A - 連続鋳造用ベルト - 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 この発明は薄鋳片の連続鋳造に使用されるツインベルト
式連続鋳造機の前記ベルトに係り、ベルトの保護と鋳片
品質の改善を目的としてベルト表面にコーティング層を
形成した連続鋳造用ベルトに関するものである。

技術的背景 従来の１６１４板は固定のモールドを用いた縦型のいわ
ゆる連続鋳造機により製造された鋳片（スラブ）を熱間
圧延、冷間圧延を施して製造されてきた。しかるに近年
、薄板の製造において前記圧延工程を省略するために５
０＃以下の薄鋳片を連続的に鋳造する方法が検討され、
すでに銅、亜鉛、アルミニウム等の非鉄金属の薄板材の
鋳造にはツインベルトキャスタ一方式が実用化されてい
る。

従来技術 薄鋳片の連続鋳造に使用されている一般的なツインベル
ト式連続鋳造機は、第１図にその一例を示すごとく、上
下台プーリ（２）（１２）の回転により移動する無端ベ
ルト（ＩＨｌｌ）と、上下ベルト間に挟まれ同調回転す
るダムブロック（３）により構成されたツインベルトキ
ャスターの上下ベルト間にタンディツシュ（４）より溶
鋼を注入し、無端ベルト（１）（１１）の移動とともに
その注入された溶鋼を順次冷却凝固させ、凝固した薄鋳
片（５）をピンチロール（６）にて連続的に引き扱く方
式である。このツインベルトキャスタ一方式は、理論的
には鋳片とベルトとの間に相対的なスリップを生じるこ
とがないため鋳片厚５０＃以下の薄鋳片であっても高速
で鋳造することが可能であり、圧延工程の一部省略にき
わめて有利である。

発明が解決しようとする問題点 銅、亜鉛、アルミニウム等の融点の低い非鉄金属を鋳造
する場合は、使用するｌｌＩ製ベルトに対して熱負荷も
小さく、ベルトの変形、損傷も少ないが、鋼のようにベ
ルトの融点より高い温度の溶融金属が注入される場合は
、ベルトの熱負荷が大きくなるためにベル１〜の変形、
損傷が著しい。

また、ベルトの外面は溶鋼あるいは鋳片と接することに
より高温となるために大きく熱膨張するのに対し、内面
側は冷却水によって冷却されるため熱膨張が小ざい。従
って、ベルトは熱歪みにより変形し、外面に凸形に反っ
た形状となる。

そこで、これらの操業上および品質上の問題を解決する
ため、従来黒鉛系材料などを用い、コーティングを施し
、乾燥させて塗膜を形成したベルトの保護と鋳片品質の
改善をはかる方法が用いられている。しかし、このよう
な従来のコーティング方法を用いた場合においてもタン
ディツシュからの溶鋼の落下点に当る注入品付近はベル
ト内面と外面の温度差が大きく、ベルトの反り量あるい
は変形量が大きい。この変形がベルト１回転ごとに繰返
されることによりベルトの寿命が著しく低下する結果、
ベルト交換の頻度が高くなり、操業コスト増大の原因と
なる。また、ベルトの変形は溶鋼注入部における湯面変
動や鋳片の不均一冷却をもたらし、鋳片表面性状の悪化
や鋳片表面微小刷れ等、鋳片品質低下の原因となる。

発明の目的 この発明は従来の前記問題を解決するためになされたも
ので、ベルト表面のコーティング層を改善することによ
り、鋳片品質および操業上の問題を解決し得る連続鋳造
用ベルトを提案せんとするものである。

問題点を解決するための手段 この発明は従来の前記問題点を解決する手段として、　
ベルトの表面に、　コーティング層の厚みｔｃと熱伝導
率λｃとの比ｊｃ／λｃを４、ＯＸ　１０″″４ｍ２・
ｈ・℃／ＫＯ１以上８．４ｘｌＯ−３ｒｒ？・ｈ・℃／
Ｋｃａｌ以下としたコーティングを施すことにより、ベ
ルト外面の温度上昇を抑制し、ベルトの変形量を減少さ
せたものである。

ここで、コーティング層の厚みｔｃと熱伝導率λｃとの
比ｊｃ／λｃを上記値に限定した理由について説明する
。

この発明者は、ベルトおよび鋳片の温度分布に与えるコ
ーティング層の影響を調べるため、　有限要素法を用い
てコーティング層の伝熱抵抗Ｒｃ＝ｔｃ／λｃの値を種
々変化させた場合のベルト内面と外面の温度差ΔＴｂと
凝固シェル厚みｔｓの時間的変化を求めた。その際、実
際の連続鋳造機におけるコーティング層と鋳片との間に
は部分的に空隙がおると考えられ、鋳片とベルト間の伝
熱抵抗としては、コーティング層の伝熱抵抗Ｒｅの他に
空隙の伝熱抵抗Ｒｇがあると考えられる。

しかし、ベルト外面の温度上昇が最も大きく、ベルトの
変形量の最も大きい溶鋼性入部付近においては、溶鋼と
コーティング層が直接接触していると考えられるため、
解析モデルとしては第２図に示すようなベルト−コーテ
ィング層−溶鋼の三層モデルを用いて解析を行なった。

その時のＲｃ以外の計算条件を第１表に示す。

解析結果の一例として、Ｒｃ　＝　２ＸＩＱ−６６よび
２Ｘ　１０−’　ｍ”　・ｈ　・’Ｃ／Ｋｃａｌの場合
の△Ｔｂの時間的変化を第３図に、　Ｒｃを変化させた
場合の△Ｔｂの最大値（ΔＴｂ）ｍａＸの値を第４図に
それぞれ示す。第３図に示すように、△Ｔｂは溶鋼注入
直後に最大値（ΔＴｂ）ｍａＸとなり、以後単調に減少
する。また、第４図より、Ｒｃの値が大きくなるにした
がって（△Ｔｂ）ｍａＸは減少し、（△Ｔｂ）ｍａｘに
起因する熱歪みおよびベルトの反り量は小さくなること
がわかる。

従来使用されている黒鉛系コーテイング材では、コーテ
ィング層の伝熱抵抗Ｒｃは高々２ｘｌＯ−８ｒｎ２・ｈ
　＃　’Ｃ／Ｋｃａｌ　（鉄と鋼　第７１年第１０号Ａ
２５３）であり、　この場合の（△Ｔｂ）ｍａｘは第４
図より９５０°Ｃである。ベルトの変形量を抑えるため
には（△Ｔｂ）ｍａｘを小さくすればよく、この発明で
は（△Ｔｂ）ｍａｘを従来品の１／１０以下に抑えるた
めに第４図よりＲｃを４．　ｏｘ　１０−’　ｍ２・ｈ
　・’Ｃ／に一以上と設定した。

第５図にＲｅ　＝　２Ｘ１０−’　、　　２ｘ１０−’
　、　　２ｘ１０−３ｍ２・ｈ・’Ｃ／にｄの場合の凝
固シェル厚ｔｓの時間的変化を示す。この図より、Ｒｃ
の値が大きくなるにしたがって凝固シェルの成長速度は
遅くなることがわかる。凝固シェルの成長速度が遅い場
合には、連続鋳造機出口において形成される凝固シェル
厚みが小さくなり、下工程の圧延プロセスへの直送が不
可能となるのみならず、ブレークアウトの頻度が高くな
ることにより操業コストの増大を招く。従って、Ｒｃの
最大値は連続鋳造機出口において必要な凝固シェル厚み
を形成するという条件から決定される。第６図にＲｃを
変化させた場合の凝固シェル厚みｔｓが５．１０．１５
ｍｍになるまでに要する時間ｔを示す。通常の連続鋳造
機の鋳込み速度を３ｍ／ｍ！ｎ、溶鋼注入口から出口ま
での距離を６ｍとすると、注入から鋳片が連続鋳造機を
出るまでに要する時間は２分である。

この発明ではこのような条件下で連続鋳造機出口におけ
る凝固シェル厚みが少なくとも５ｍｍ以上得られるよう
にＲｃの上限値を８．４Ｘ　１０　”’　ｍ２・ｈ・”
Ｃ／Ｋｃａｌに設定した。

従って、この発明ではコーティング層の厚みｔｃと熱伝
導率λｃの比ｔｃ／λｃを ４．０Ｘ１０−’　ｍ２・ｈ　・℃／Ｋｃａ１以上８．
４Ｘ１０−’　ｍ２・ｈ・’Ｃ／Ｋｃａｌ以下と限定し
たのである。

なお、この発明で用いるコーテイング材の一例としては
、／Ｖ　２０３またはＺｒ　Ｏｅなどのセラミック系コ
ーテイング材がある。

実　　施　　例 第１図に示すツインベルトキャスタ一方式の鋳造機にお
いて、厚み１．５ｍｍの５ＰＰＣ鋼板に層厚２００μｍ
のＭ２Ｏ３系のコーティングを施したベルトを用い、低
炭素ＡＩキルド鋼（ＪＩＳ規格：　Ｇ［３０５材）を溶
鋼温度１５５０℃、鋳込み速度３ｍ／分で鋳込み、厚み
５０ｍｍ、幅７００１Ｔ１ｍの薄鋳片を連続鋳造し、鋳
造機入口部における下側ベルトの変形量を測定した。

また比較のため、従来品として厚み１．５ｍｍの５ｐｃ
ｃ鋼板に層厚１００項の黒鉛系コーティングを施したベ
ルトを用い、同一の薄鋳片を製造した。

なお、本発明ベルトの２００℃におけるコーティング層
の熱伝導率λｃは０．３５　　Ｋｃａｌ／ｍ　−ｈ　−
”Ｃ１従来ベルトは５０．６　Ｋｃａｌ／ｍ　−ｈ　・
℃であり、またコーティング層の厚みｔｃと熱伝導率λ
ｃの比すなわちコーティング層の伝熱抵抗Ｒｃは本発明
品５、７１　Ｘ　１０　″４ｍ２・ｈ　・’Ｃ／Ｋｃａ
ｌ、　　従来品１．９８×１０−６ｍ２．ｈ・℃／にｄ
であった。

本実施例における下側ベルトの変形量は従来品で平均５
．３ｍｍであったのに対し、本発明品は平均２．０ｍｍ
であった。また、ベルト寿命は、従来品は２１時間であ
ったのに対し、本発明品は４８時間と２倍以上延長でき
た。　さらに、鋳片表面に発生した微小割れの個数を調
べた結果、従来品では９．７個／ｍでめったのに対し、
　本発明品では１．９個／ｍと少なく、しかも微小割れ
や湯じわの少ない表面性状の良好な鋳片が得られた。

発明の詳細 な説明したごとく、この発明の連続鋳造用ベルトは反り
量おるいは変形量が小さいため、ベルト寿命が大幅に伸
びベルト交換頻度が小さくなる結果、操業コストを低減
できる効果を秦する。また、ベルトの変形が軽減される
ことによって、ベルト内面と外面の温度差が大きい鋳造
機入口付近における湯面変動や鋳片の不均一冷却を防止
することができ、品質の安定した鋳片の製造が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はツインベルト式連続鋳造機の一例を示す概略図
、第２図はこの発明にあける熱伝導解析に用いたベルト
−コーティング層−溶鋼の三層モデルを示す説明図、第
３図〜第６図はの発明の解析結果を示す図で、第３図は
ベルト内面と外面の温度差△Ｔｂの時間的変化を示す図
、第４図はベルト内面と外面の温度差△Ｔｂの最大値（
△Ｔｂ）ｍａｘとコーティング層の伝熱抵抗Ｒｃとの関
係を示す図、第５図は凝固シェル厚みｔｓの時間的変化
を示す図、第６図は凝固シェル厚みｔｓが所定の厚みに
なるまでに要する時間ｔとコーティング層の伝熱抵抗Ｒ
ｃとの関係を示す図である。 １．１１・・・無端ベルト、　　２，１２・・・プーリ
、３・・・ダムブロック、　　　４・・・タンディツシ
ュ、５・・・薄鋳片。 出願人　　住友金属工業株式会社 第１図 第２図 時間ｔ−ｔｌ　　＜　　（りｔ２ ｔ（ｍｉｎ） ｔｓ（謳） 自発手続補正層 昭和６２年　６月２４日 １、事件の表示 昭和６２年　　特許願　　第５４６９８号２、発明の名
称 連続鋳造用ベルト ３、補正をする者 事件との関係　　　　出願人 住所　大阪市東図化浜５丁目１５番地 名称　（２１１）住友金属工業株式会社４、代理人 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 １、本願明細書第６頁の第１表中、鋼種「ＧＢＯ５Ｊを
「低炭素Ｎキルド鋼」と補正する。 ２、同明細書第９頁６行１’−（ＪＩＳ規格：　ＧＢＯ
５材）」を削除する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ツインベルト式連続鋳造機の前記ベルトにおいて、コー
   ティング層の厚みｔ＿ｃと熱伝導率λｃとの比ｔ＿ｃ／
   λ＿ｃを４．０×１０＾−＾４ｍ＾２・ｈ・℃／Ｋｃａ
   ｌ以上８．４×１０＾−＾３ｍ＾２／ｈ・℃／Ｋｃａｌ
   以下とすることを特徴とする連続鋳造用ベルト。