JPS63500786A - 薄い金属鋳片の連続鋳造法と装置 - 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】 薄い金属鋳片の連続鋳造法と装置 本発明は、帯状の薄い金属鋳片、特に鋼鉄の板材の連続鋳造法と装置に関するも のである。

かなり以前から、金属鋳片を連続鋳造するいろいろな方法が提案されている。し かし、非鉄合金の鋳造と比較すると鋼の連続鋳造は非常に難しい。通常用いられ ている方法による込んでその筒状の鋳造鋳型内に鋳片を形成する。鋳片は、中心 部が液体で、その中心部を表面が固化した凝固殻が取り囲むという構造である。

この鋳片を、鋳造鋳型の出口に設けた孔から連続的に取り出す。鋳造鋳型の軸線 は、通常は鉛直方向である。続いて鋳片を二次冷却装置内を通過させて完全に冷 却する。従って二次冷却装置は、表面が固化した鋳片の支持手段と冷却手段を備 えている。上記の装置全体は、一種の筒状矯正帯の形状のシャーシ内に設置され ている。従って、鋳片は、完全に冷却するまで筒状矯正帯に囲まれることになる 。

ところで、鋳造を連続的に行うためには、取鍋で溶融状態にしたメタルを中間容 器に注ぎ込む。中間容器を用いることにより、取鍋を交換している間も鋳造を連 続的に実行することができる。しかも、中間容器自体に鋳造用の孔が設けである ためこの孔から鋳造鋳型内部にメタルを注ぎ込むことができる。メタルの流量は 、従来通り取鍋のノズルを用いて調節する。ノズルとしては、一般には浸漬ノズ ルを使用する。この浸漬ノズルは、鋳造鋳型内に侵入して湯面下に潜り込む鋳込 用パイプを備えている。このため、注入流が酸化するのを防ぐことができるだけ でなく、この注入流を鋳造鋳型内に流し込むことができる。

現在では、この方法を用いているいろな大きさの鋳片を連続鋳造により製造でき るところまできている。特に、この方法でビレットと呼ばれる棒材やスラブと呼 ばれる板材が製造されている。後者の場合には鋳造鋳型内の筒状スペースは２つ の幅広壁と２つの幅狭壁で画成される長方形である。幅広壁のおのおのが板材の 長辺に対応し、幅狭壁のおのおのが板材の短辺に対応する。しかし、鋳造を良好 な状態で行うためには、特に、筒状のノズルを鋳造鋳型内に導入するためには、 スラブの厚さを決定する鋳造鋳型の幅に最小値が存在する必要がある。現在のと ころ、工業的に鋳造したスラブの厚さの最小値は約１５０ｍｍである。

薄い、すなわち圧延装置に直接入れることのできるほどに厚さが小さい鋳片を連 続鋳造で製造する際の問題点は、長年の間、それどころか連続鋳造法の研究が始 まったときから研究されている。しかし、現在までに提案されているいろいろな 方法はたいてい新しい技術に基づいている。例えば、ローラーを用いるシステム とか冷却したバンドを用いるシステムである。このような方法はまだ工業的に使 用されるには至っていない。

従来のタイプの連続鋳造装置を薄板の鋳造に適合させて用いることも提案されて いる。

例えばアメリカ合衆国特許第２．５６４．７２３号には、下部の断面が鋳片の断 面に対応するよう平らで長方形きなっており、上部がじょうご型に口が広がった 鋳造鋳型を用いることが提案されている。この鋳型は中央部を広くできるので鋳 込用管を導入することが可能である。

このような構成にすると、鋳込用管の導入の問題は解決するが、工業的規模で鋼 を連続鋳造することはできない。実際、上記の特許出願がなされてから、鋳造の 間は鋳造鋳型を鉛直方向に往復運動させて固化した凝固殻が鋳造鋳型の壁面に固 着しないようにする必要があることがわかった。上記のアメリカ合衆国特許第２ ．５６４．７２３号に記載の装置の構成だと往復運動をさせることができない。

鋳型壁の往復運動の問題を解決するために、フランス国特許第１．５０５．６３ ０号には、やはりじょうごの形をした鋳造鋳型が記載しである。しかしこの鋳造 鋳型の場合は、複数の円筒ジ″ヤケットで構成される幅広壁を有する鋳型であり 、下方にいくに従って収束している。このためこの鋳型を往復運動させることが 可能である。このような構成は実現が難しいだけでなく、先はどの例と同様、鋳 造鋳型の出口で鋳片が完全に形成されていることが仮定されている。この結果、 この鋳造装置の特に敏感な領域内に引張応力が及ぼされてくさび効果が発生し、 ブロックする危険性がある。

本発明は、従来の装置の利点を確保したまま薄い鋳片を製造することのできる新 しい方法とそのための装置を提供することを目的とする。つまり、一般に、鋳造 の軸線に平行な母線をも′つ円筒壁からなる鋳造鋳型内で鋳片の表面に固化した 凝固殻を形成し、この鋳造鋳型の出口ではこの鋳片の内部の金属が溶けたままの 状態を維持しておいて、二次冷却装置内でこの鋳片を完全に固化させる。二次冷 却装置は、冷却手段と少なくとも幅広面を完全固化まで支持する手段とを備えて いる。

鋳込用管を鋳造鋳型内に導入できるようにするために、先に述べたと同様鋳造鋳 型は、中央部が広がって下部に向かって収束し、最終的には鋳造する薄い鋳片の 厚さと等しくなる構造をもつ。この断面形状が鋳造鋳型の出口まで続く。鋳造鋳 型は、鋳造と往復運動の軸線に平行な母線をもつ幅の広い円筒壁からなる。

本発明によれば、それぞれが鋳片の２つの幅広面のおのおのをガイドし矯正する 機能をもつ、輪郭が鋳造速度と冷却条件に応じて決まる２つの面を備える、鋳造 鋳型の直下に設置に矯正を行うために矯正する２つの領域を縁部から軸に向けて 対称に移動させる運動を各幅広面上で軸方向と径方向の速度成分が一定で鋳造速 度と同期した速度で行わせて鋳片の中央部を徐々に平らにして端部と同じ厚さに する。

上記鋳造鋳型の内側の輪郭は、鋳片の幅広面の縁部が鋳造の軸線に平行で鋳片の 幅狭面と垂直に交わる平面内にある平坦端部を介して幅狭面に接続する輪郭とな っており、上記減厚ケージ内で平坦端部を幅狭面に対して垂直にしたまま該平坦 端部を徐々に広げて中央部を真直ぐに矯正することが好ましい。

別の好ましい特徴によれば、鋳片の幅広面の支持面の輪郭は、矯正する各領域が 、鋳片の既に固化した端部の幅が径方向に広がる速度とほぼ等しい径速度で軸方 向に移動するように鋳造速度と冷却条件をパラメータとして決定し、鋳片の２つ の幅広面の完全固化と矯正を上記減厚ケージの出口でほぼ同時に実現させる。

本発明によれば、さらに、中央部では幅が厚く、両端部に向かうにつれて幅が狭 くなり、両端部では鋳造する鋳片の厚さとほぼ等しくなる横断面を有する筒状内 部スペースを画成する２つの幅広壁と２つの幅狭壁とを備える底なしの鋳造鋳型 と、上記鋳片の幅広面を完全に固化するまで冷却支持する手段を備える二次冷却 装置とを鋳造の軸線に沿って具備する、薄い金属鋳片の連続鋳造装置であって、 上記二次冷却装置は上記鋳造鋳型の出口孔の直下に設置した減厚ケージを備え、 上記減厚ケージは鋳片の幅広面をほぼ連続的にガイドする２つの面を構成する支 持手段を備え、上記支持手段は鋳片通過内部スペースを画成し、上記鋳片通過内 部スペースは、その両端部において上記鋳造鋳型の端部の厚さと等しい一定の厚 さくｌを有し、その中央部（４７）において、上記鋳造鋳型の出口孔の断面と等 しい横断面をもつ入口孔から鋳造する薄い鋳片の断面に対応する矩形の断面をも つ出口孔までの間で、鋳造方向に向かって徐々に減少する厚さＬを有することを 特徴とする連続鋳造装置が提供される。

上記減厚ケージ内で、鋳片は、中央部が平らにされるのに応じて、上記鋳造の軸 線に対する横断面内で該鋳片の周囲の長さが変化しないようにして端部に向りて 自由に広がることが好ましい。

特に好ましい実施態様によれば、上記鋳造鋳型の２つの幅広壁と上記減厚ケージ 内で鋳片の幅広面支持手段により構成された２つのガイド面とは、内部に凹に湾 曲した中央部を備え、該中央部の側方には２つの凸形接続部が、一端が上記中央 部に、他端が鋳造の軸線に平行で上記鋳造鋳型の幅狭壁と鋳片の幅狭面に垂直に 交わる平坦な端部に輪郭線を接するように延長しており、上記凹形中央部き凸形 接続部は上記減厚ケージ内で徐々に真直に矯正されて該減厚ケージの出口では上 記平坦な端部と一直線になる。

本発明の別の好ましい特徴によれば、上記減厚ケージ内で鋳片を支持する手段は 、支持流体膜を該鋳片内の溶鋼の静圧に少なくとも等しい圧力で該鋳片の表面上 に形成して該鋳片の表面を縦方向に摩擦なしに一様に連続的に支持する。

特に好ましい実施態様によれば、上記減厚ケージは、加圧流体が注入されるケー ソンを複数個連結して構成した幅広壁２つにより画成され、該ケーソンは縁部が 垂直な２つの方向に沿って一直線に並んで、各幅広壁土で鋳片の支持グリッドを 構成する。この支持グリッドは、鋳造の軸線に対して平行な平面内に配置された 縦棒と鋳造の軸線に対して垂直な平面内に配置された横棒で構成され、上記縦棒 ４１は向がい合った２本が中央部で上方に開いた■字形を形成し、このＶ字は端 部に近づくにつれ徐々に閉じ、最端部の縦棒は互いに平行で鋳造する鋳片の厚さ にほぼ等しい距離離れており、同一のグリッド内の横棒は上記減厚ケージの入口 での鈍角から鋳造の方向に進むにつれて開いて該減厚ケージの出口では平角とな ることが好ましい。

別の実施態様によれば、上記減厚ゲージ内で鋳片を支持する手段は、鋳片の各幅 広面ごとに複数のローラを備え、該ローラ間の間隔と各ローラの直径は、各ロー ラの位置での固化した凝固殻の厚さと鋳片を変形させる力とをパラメータとして 決定する。ローラは、鋳造の軸線に垂直で該ローラの軸線を通る平面内での上記 減厚スタンドの内部スペースの横断面を取り囲む線をもとにして形成される回転 外表面により画成される。

しかし、本発明は、添付の図面に示した特に好ましいいくつかの実施例の説明に より、よりよく理解できるであろう。

ここに記載した実施例は単なる例であって本発明を限定するものではない。

−軍１図は、本発明の連続鋳造装置の上部を中央平面で切断した縦断面図である 。

−第２図は、第１図に示されている鋳造鋳型の好ましい実施例を切断線ｒ−１で 切断した横断面図である。

−第３図は、第１図に示されている減厚ケージを切断線■−ｎで切断した横断面 図である。

−第４図は、鋳片の端部と減厚ケージの断面の２を詳しく示した図である。

−第５図は、減厚ケージ内の鋳片の横断面と縦断面の一部の斜視図である。

−第６図は、減厚ケージの第２の実施例の、軸線を含む縦断面図である。

−第７図は、第６図の切断線ＩＩ［−１ＴＩで切断して中心軸の両側に２つの実 施例を示した横断面図である。

−憧８図は、ローラーを用いた減厚ケージの縦断面図である。

−第９図は、切断線ｒＶ−ＴＶで切断して横断面を高さの異なる２個所について 示した図である。

−第１０図は、減厚ケージの別の実施例の、軸線を含む縦断面図である。

−第１１図は、第１０図の減厚ケージを切断線■−■で切断した横断面図の一部 を示す図である。

第１図は、連続鋳造装置の上部を、幅広壁に垂直で鋳造の軸線１０を通る中央平 面Ｐ２で切断した縦断面図である。この連続鋳造装置は、底なしで二次冷却装置 に通じる鋳造鋳型１を備えている。二次冷却装置は、従来と同様、鋳造鋳型１の 出口に接するように設置したケージ２と同化を最後まで行わせる冷却兼ガイド用 矯正帯３とを備える。

鋳造鋳型１は、従来と同様、２つの幅広壁１１と２つの幅狭壁１２とからなる。

２つの幅広壁と２つの幅狭壁は、シャーシ１４の内側に設置されて、第１図が描 かれている平面に垂直な縦方向中央平面Ｐ１と第１図と同一平面上の横方向中央 平面Ｐ２に対して対称な筒状内部スペース１３の長辺と短辺をそれぞれ構成する 。シャーシ１４はテーブル１５に固定され、このテーブルはガイド兼往復運動手 段（不図示）に接続されている。

ガイド兼往復運動手段は当業者には周知のもので、この手段を用いて鋳造鋳型を 鋳造の軸線１０に沿って往復運動させる。

例えば第２図と第４図に示した横断面図かられかるように、２つの幅広壁１１は 、母線が軸線１０に平行な円筒状の輪郭をもつ。この円筒の横断面は湾曲線から なり、筒状内部スペース１３を画成し、ている。この筒状内部スペースは、軸線 １０を通る２つの平面である縦方向平面Ｐ１と横方向平面Ｐ２に対して対称な紡 錘形である。この軸線１０に対する横断面は中央部１７が膨らんでおり、２つあ る短辺１８の方に向けて徐々に収束している。短辺１８は、２つの幅広壁１１の 間に従来通りの方法で２つの幅狭壁１２をはさみ込むことにより形成する。短辺 １８の幅は！であり、製造する板材の厚さにほぼ等しい。以下に詳しく説明する ように、鋳造鋳型の縦方向に延在する幅広壁１１の内部に向けて中央部１７が膨 らんでおり、この中央部には２つの中間部１９を介して対称面である縦方向平面 Ｐ１に平行な２つの平坦端部１８が接続していることが好ましい。

鋳造鋳型の下部にある出口孔１６から出てくる鋳片は従って、端部５７よりも中 央部５５が厚くなっている。

鋳片５は鋳造鋳型から出るとただちに二次冷却装置の第１の部分である減厚ケー ジ２に送られる。この第１の部分は、従来と同様、鋳片の幅広面を支持する手段 を備えるケージからなるが、その構成はこの位置での固化した凝固殻の厚さが薄 いことを考慮してその厚さに合うようにしである。

第１図に示した実施例では、鋳片の２つの幅広面を支持する手段は、横方向中央 平面に平行な複数の平面内に配置した縦棒４１と軸線ｌＯに垂直な横棒４２とを 含むグリッド状の２つの壁４で構成される。

同一の垂直平面内に向かい合わせに配置した縦棒４１は、２本がベアとなって中 央部に上方が開いたＶ字を形成する。２本の縦棒間の角度はＡである。しかし、 短辺のほうに近づくにつれてこの角度は小さくなり、端部の縦棒４１０は互いに 平行である。ベアの縦棒４１０間の距離は、鋳造鋳型から出てくる鋳片の厚さに 対応する長さｌである。同様に、横棒４２も鋳片の形態に合わせである。すなわ ち、減厚ケージ２の入口４３では横棒は鈍角Ｂだけ開いた曲線であるが、鋳造の 方向に向けて下がるにつれ曲率半径が徐々に大きくなる。この減厚ケージの下端 に位置する横棒４２０はほぼ直線である。

このように、２つの幅広壁４が鋳片の通過する内部スペース４０を画成する。こ の内部スペースの両端部４８は鋳造鋳型の端部と同じ一定の厚さｌである。内部 スペースの中央部４７は、鋳造鋳型の下部出口孔１６と断面積が等しい減厚ケー ジ２の入口４３と減厚ケージ２の下部に位置する出口４４との間でｖｔ造の方向 に進むにつれ厚さが徐々に減っていき、最後は、鋳造する鋳片の断面に対応する 長方形の断面となる。

従って、鋳片５は、鋳造鋳型の内部で形成されて、先に述べたように、この鋳造 鋳型と同じ形になる。すなわち、膨らんでいる中央部から端部に向かって水平に 見ると徐々に幅がせばまっていく。この鋳片が減摩ケージ２の上部から入れられ る。鋳片が鋳造方向に進むにつれて、減厚ケージの幅広面により中央部の厚みが 小さくなる。厚みを減らすことができるのは、鋳片が鋳造鋳型から出たときに液 体状中心部５１とこの部分を取り囲む固化した凝固殻５２とからなるため変形可 能だからである。

しかし、鋳片の壁面に長手方向に沿って欠陥、特に凝固殻の亀裂の原因となる可 能性のある割れ目ができるのを防ぎながら鋳片を徐々に平らにするためには、鋳 片の幅広面を支持してこの鋳片を前進させながら真直ぐに矯正する間に、固化し つつある凝固殻に大きな応力が加わらないようにするのではなく、均一に分散し た応力のみを凝固殻に与えてしかもその応力の各点での値がその点での凝固殻の 厚さに適合しているようにする必要がある。凝固殻は、必要な強度があり、しか も品質の変化なく変形可能であるようなしなやかさをもつような厚さでなくては ならない。

本発明の重要な特徴によれば、減厚ケージ内で鋳片の面を長手方向に支持するグ リッドはほぼ連続的な支持面を形成し、しかもできるだけ摩擦がないことが肝要 である。このためには、減厚ケージ内で鋳片の２つある幅広面を支持するための 面を、複数のケーソンを連結して構成するとよい。各ケーソンは、縦棒４１と横 棒４２を用いて区切ってもよいし、第６図とＩｓ７図に示す構成としてもよい。

各ケーソンは、外側が底６１で閉じられ、側部が縁６２で閉じられて、鋳片の側 面に大きな口径の孔６３を画成している。この孔６３には、加圧された流体を供 給する装置（不図示）に接続する導管６４が通じている。

流体の圧力は、ケーソンの位置、すなわちその位置での溶鋼の高さと固化した凝 固殻の形状および厚さに応じて変化させる。つまりこの場合、流体の圧力がこの 位置での溶鋼の静圧と平衡するように、縁６２に沿って流体を流す。すると、鉄 とグリッドの間に輻ｅのスペースができて両者が接触しなくなる（第４図参照） 。

ケーソンは段６５に積み上げる（第６図）。段の高さは、段数が大きくなりすぎ ないように、しかも、各ケーソンにかかる溶鋼の静圧がほぼ一定きなるように決 める。

第７図の左側に示したように、各段６５は、鋳片の幅全体に亘る単一のケーソン で構成することが可能である。各段には、単一の流伊供給導管６４に接続した複 数の注入ノズル６６から流体を供給することが好ましい。しかし、第７図の右側 に示したように、同一の役向に鋳片の幅全体に亘って所定数のケーソン′Ｆ３０ を配置して、各ケーソンを別々に単一の加圧流体供給路６５に接続することも可 能である。

ケーソンの縁６２は、縦方向と横方向に一列に配置して鋳片の支持グリッドを構 成することが好ましい。このようにすると、′！Ｊ！、３図に実施例として示し たように縦棒４１と横棒４２を用いてケーソンを区切ることができる。

本発明の別の特徴によれば、鋳片の幅広面の支持面の端部は、鋳造の速度と冷却 条件を８慮して決める。その際、幅広面が厚く、従って固くなるにつれてこの幅 広面が真直ぐになるようにする。

第４図は、鋳片５き減厚ケージの幅広壁４の端部を示す図である。鋳造鋳型１の 内部断面の形状は紡錘形とすることが望ましい。形状をさらに詳しく説明すると 、鋳造鋳型の出口では鋳片の各側面は、外側に向かって凸の中央部５５と、この 中央部に輪郭線が接して接続する２つの凹部５６とを備える。

凹部５６の他端は、縦方向中央平面Ｐ１に平行な平坦端部５７に輪郭線が接する ように接続している。この平坦端部は、鋳片の幅狭面５４と垂直、好ましくは鋭 角に交わる。鋳片５支持用の各幅広壁４は従って、減厚ケージ２の上部に軸線１ ０の方向に凹の中央部４７を備える。この中央部４７は、凸型の中間部４９を介 して縦方向中央平面ＰＩに平行な端部４８に接続している。

従って、鋳造の最初の段階から鋳造鋳型内に角が矩形の鋳片を形成することがで きるため、この鋳片の幅広面を真直ぐにする力が幅狭面５４から所定の距離に伝 えられる。角が矩形の鋳片を直接製造することはそれ自体興味がある問題である 。

というのは、この場合には金属のロスが少なくなるからである。しかし本発明の 範囲で考えると、最初から角が四角であることにより偏平化の過程で側面の端部 の角度変形が防止されるという利点もある。角度変形の防止は非常に難しいこと で、この領域に角度変形があると有害である。

ところで、鋳片の端部の形を直接所望の厚さの長方形にすることができるので、 鋳片を真直ぐに矯正するための減厚ケージ内を鋳片が前進するにつれて変形が徐 々に中心に向けて進んでいくための起点となる支点が得られることになる。この ため、この減厚ケージの出口あるいはその直後に、完全に固化しており、所望の 薄い長方形の断面をもつ鋳片を得ることができる。

第４図と第５図は、鋳片を真直ぐに矯正するプロセスを示ず図である。第５図は 、液体状中心部５１とこの部分を取り囲む固化した凝固殻５２とからなる鋳片５ を減厚するためのケージ（不図示）の内部の変化の様子を示す斜視図である。凝 固殻は、厚さが鋳片の進行方向、すなわち３次元座標ＯＸｙ！で表わしたこの図 の０２方向に向かって増加している。

鋳片の幅広面５３の変化を考える。へりの点へから点Ｂ１までに亘る平坦端部５ ７は、幅広面５３を真直ぐに矯正する力が固化した鋳片の点Ａにいかなる効果も 及ぼさないような幅ｄをもつ必要がある。本発明の重要な特徴によれば、鋳片が 前進して固化した凝固殻５２の厚さが厚くなるのに合わせて平坦端部５７の幅ｄ が大きくなるように、湾曲した部分である中央部５５と凹部５６の２つの部分に 圧力を連続的に分布させて加える。

従って、鋳片の点Δと同じ高さ位置にある高さ位置Ｚ１から高さ位置Ｚ２までの 断片部分を考えると、平坦端部５７は高さ位置Ｚ、では点Ｃ１だったのが、高さ 位置Ｚ２ではほぼ点Ｃ２までのびる。点Ｃ１においては、幅広面５３に対する接 平面Ｐは、軸ＯＸと角Ｕをなし、軸０２と角■をなす。鋳片が前進し幅広面５３ が真直ぐに矯正される間に点Ｃ１は点Ｃ２に近づくが、これら２つの角はそれに つれ徐々に小さくなる。鋳片を真直ぐに矯正する減厚ケージの幅広壁４の輪郭は 、点ＣＩの横方向への移動速度ｄｙ／ｄ　ｔと平面Ｐの水平方向の回転速度ｄＵ ／ｄ　ｔと接平面Ｐの鉛直方向の回転速度ｄＶ／ｄ　ｔが、鋳片の鋳造速度ｄｚ ／ｄｔに適合した値であり、しかも、凝固殻の厚さと金属の性質とを考慮１〜て 、点Ｃ＋と点ｃ２の間隔が伸びても固化した凝固殻に欠陥が生じないような十分 小さな値であるように決める。鋳造機械の開発に何年もたずされって連続鋳造に 関して専門的な知羅をもっている技術者であれば、固化した凝固殻５２の変形強 度をかなりの確実さをもって言い当てることができる。鋳片の厚さが小さいこと を考えると、凝固殻は、完全に固化するまでゆるやかに矯正することができるだ けのしなやかさを保つ。液体状中心部５１の側縁部が先に固化するため、凝固殻 の矯正は、一様に圧力を加えて矯正力の支点となる平坦端部５７と接続しでいる 接続領域５８のまわりを固化した凝固殻を回転させることにより行う。

固化中に凝固殻５２を変形させるのに必要な力は以下の２つである。

−移動させるべき体積要素の真横にががる溶鋼の静圧に打ちかつのに必要な力。

この力はその位置の溶鋼の高さに依存する。

−この体積要素をその周辺部と結びつける金属表面を変形させるのに必要な力。

鋳片と減厚ケージの幅広壁４の間に膜状に流体を流すことのできる先に述べた手 段を用いるとほとんど摩擦がなくなるため、上記の力を最大限減らすことができ るとともに、鋳片の表面や減厚ケージ２の空洞部の構造が変化するのを防ぐこと ができる。

使用する流体は冷却剤ではないことが望ましい。少なくとも冷却剤を使うのは最 後の手段である。このため流体としては、水よりも空気とか不活性ガスが好んで 用いられることを指摘しておく。

さらに、固化した凝固殻５２内に余分な応力が発生しないように、支持機能のあ る減厚ケージ２内で鋳片が下降して平らにされるときにこの鋳片の横断面の周囲 を保護しておくことが好ましい。従って、第３図に示したように、減厚ケージに は幅広壁４のみを備えて鋳片が側方にオ〕ずかに広がるようにする。鋳片の側面 の幅は小さく、固化した凝固殻は鋳造鋳型の出口で十分な厚みをもつため、幅狭 面５４の支持壁がなくても不都合なことはない。

支持機能をもつ幅広壁４の輪郭は、液体状中心部５１がほぼ矯正用減厚ケージの 出口４４まで存在するように決めるので、この位置で鋳片がくさび効果によりブ ロックする危険性はない。

減厚ケージの出口で鋳片は完全に固化するので、矯正用減厚ケージ２の下方に位 置する二次冷却装置３は従来とまったく同様に一連のローラー３１で構成するこ とができる。

そもそもこの部分には従来のどのような装置を使用してもよい。製造される鋳片 ５３の厚さが薄いため、比較的厚いスラブの鋳造設備におけるよりも早くこ、の 鋳片を水平方向に向けることができる。

従って、二次冷却装置３の下部は短くすることができょう。

場合によっては省略することさえ可能である。例え減厚ケージ２を長くする必要 がある場合でも鋳造設備全体の高さは結局は低くすることができるはずである。

一般に、第２図と第４図に示したように、内部スペース１３の中央部の幅りは、 鋳造鋳型内に中間容器の出力ノズルの延長である鋳込用管５５が入るように決め る。この結果、特に溶鋼の流量と鋳造鋳型内でのこの溶鋼の高さ位置を制御して 従来と全く同じように鋳造を行うこきができる。

第１図に示した装置の改良例によると、減厚ケージ２の各幅広壁４は支持シャー シ２１に取り付けられている。この支持シャーシの上部には、固定されたフレー ム２２に、または直接に鋳造の床面２０に固定された水平軸のまわりに回転可能 な懸架用突起４６を備えている。さらに、減厚ケージの両側に配置されて同時に パワーを供給され、および／または制御される２つの同等なジヤツキ２３は、そ れぞれ端部が幅広壁４の支持シャーシ２１に関節接合されている。従って、両方 ジヤツキ２３に同時にパワーを供給していずれかの方向に作動させることにより 支持機能をもつ幅広壁４の開閉を制御することができる。このため、鋳片を取り 出す場合や何らがの理由でブロックが起こった場合に減厚ケージ２を素早く開く ことが可能である。

支持機能をもつ幅広壁４の２つの支持シャーシ２１は、互いに関節接合していて もよいし、あるいは第１図に示したように、下部にローラ２５を取り付けて支持 機能のある減厚ケージ２の出口でスＩ−ＩＪツブ状鋳片５３をそのローラで直接 はさむようにしてもよい。

幅広壁４を構成する支持兼変形要素は、鋳片の幅広面の全周に亘って連続的に支 持機能がなくではならない。さらに、先に述べたように、幅広壁４はグリッドに なっていることが望ましい。しかし、場合によっては１．特に、固化した凝固殻 の抵抗力が十分であるような金属の場合、第８図と第９図に示したように、幅広 面の支持および矯正を軸が水平なまたは少なくとも軸が鋳造の軸線１０に垂直な Ｏ−ラフを用いて行ってもよい。この場合、ローラの軸間距離とローラの直径は 、固化した凝固殻の厚さと、対応する高さ位置での溶鋼の高さとを考慮して決め て、凝固殻に亀裂がはいらないように凝固殻を支持する。

第９図かられかるように、各ローラの輪郭は各高さ位置で鋳片の形状に対応する ように決めなければならない。従って、鋳片は紡錘形であることが好ましいこと から、ローラの外表面は、鋳造の軸線ｌＯに垂直なローラの軸線を通る平面内で 鋳片に与えるべき横断面を取り囲む線をもとにしてつくり出した回転面で構成さ れている。その結果、全ローラが合わさっ図に示したように、ローラの輪郭は矯 正用減厚ケージ２の内部での高さ位置によって変化する。従って、鋳片の幅を考 慮すると、鋳片の中央平面内に支持部を設けて各ローラを鋳片の幅の半分にだけ 延在させる必要がある。

第１０図と第１１図に示したさらに改良された実施例では、鋳片の幅広面の支持 手段は、各面とも減厚ケージ２の高さ全体に亘って延在し、互いにわずかに離れ ている一連の棒８からなる。各棒は、鋳片に向いた側の輪郭線が鋳造の軸線１０ を通る中央平面に対する距離に応じた所定の形状をもつ。この形状は、先はどの 場合と同様、鋳造鋳型の出口孔１６の断面と等しい入口孔４３から、製造する鋳 片の断面に対応する四角形の出口孔４４へと変化する。

棒はそれぞれが互い違いに縦方向と横方向の２方向に運動する。このため、棒が 鋳片に接触したときには鋳造の方向に棒が鋳片と一体となって移動し、次いで棒 は鋳片から離れて高位置に戻り、最後に棒は鋳片に近づいて接触する。この目的 で、各棒８には一対のカムがそれぞれ２本の回転軸８２に高さ位置を変えて減厚 ケージ２の上部と下部の２個所に取り付けである。カムの一方、例えば上部カム ８ｏは、棒８の上部に設けた凹部８３に収まる。この凹部は鉛直面８４と上部お よび下部水平面８５とで画成されている。

棒８と減厚ケージ２の支持シャーシ２１とに固定されたバネ２４は、棒８をカム ８ｏ、８１に押しつけたまま互いに引離そうとする。さらに、水平面８５の一方 には板部材２５が取り付けられている。この板部材は、バネにより対応するカム ８ｏに押し当てられる。カムは、同時に、しかも常に３つの面で支持されるよう 円形の輪郭をもつことが好ましい。このカムは回転軸８２に対して偏心している ため、棒は、鋳片に接触するまで内側に向けて移動する水平運動と、鋳片と接触 したままで鋳片と同じ速度で下降する運動と、水平方向に離れる運動と、鋳片か ら離れた高い位置に戻る上昇運動とを含む周期運動を行う。

第１１図は、第１０図の切断線■−■による断面を拡大して棒８を何本かだけ示 した図である。この図から、ある瞬間には、鋳片に接触する棒８と鋳片から離れ ている棒８６が交互していることがわかる。従って、棒８の幅と棒間の間隔が正 確に決まっている場合には、鋳片の幅広面を十分な数の棒８を用いて常に支持で きるように棒を配置して鋳片の幅広面を支持することができる。

本発明はもちろん上記の実施例の細かい点にとられれることはなく、請求の範囲 に記載の権利保護範囲内での変更や改良が可能である。特に、減厚ケージ内に、 鋳片を幅広面の幅全体にわたって連続的に支持しながら徐々に平らにすることの できる他の幅広面支持手段を使用することができる。

国際調査報告 Ａ）Ｉ’ＮＥＸ　Ｔｏ　りＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩ○ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲ 三ＰＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ 、　ＰＣＴ／ＦＲ８６１００２２２（ＳＡ　１３６５１１ＦＲ−Ａ−２１５３１ ５２０４１０Ｓ／７３　Ｎｏｎａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中央部では幅が厚く、両端部に向かうにつれて幅が狭くなり、両端部では鋳 造する鋳片（５）の厚さとほぼ等しくなる横断面を有する筒状内部スペース（１ ３）を画成する２つの幅広壁（１１）と２つの幅狭壁（１２）とを備える底なし の鋳造鋳型（１）と、上記鋳片（５）の幅広面（５１）を完全に固化するまで冷 却支持する手段（４）を備える二次冷却装置（２，３）とを鋳造の軸線に沿って 具備する、薄い金属鋳片の連続鋳造装置であって、上記二次冷却装置は上記鋳造 鋳型（１）の出口孔（１６）の直下に設置した減厚ケージ（２）を備え、上記減 厚ケージ（２）は鋳片（５）の幅広面をほぼ連続的にガイドする２つの面を構成 する支持手段（４）を備え、上記支持手段（４）は鋳片通過内部スペース（４０ ）を画成し、上記鋳片通過内部スペース（４０）は、その両端部（４８）におい て上記鋳造鋳型の端部（１２）の厚さと等しい一定の厚さ（ｌ）を有し、その中 央部（４７）において、上記鋳造鋳型（１）の出口孔（１６）の断面と等しい横 断面をもつ入口孔（４３）から鋳造する薄い鋳片（５３）の断面に対応する矩形 の断面をもつ出口孔（４４）までの間で、鋳造方向に向かって徐々に減少する厚 さ（Ｌ）を有することを特徴とする連続鋳造装置。 ２．上記減厚ケージ（２）内で、鋳片（５）は、中央部が平らにされるのに応じ て、上記鋳造の軸線に対する横断面内で該鋳片の周囲の長さが変化しないように して両端部に向けて自由に広がることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の薄 い金属鋳片の連続鋳造装置。 ３．上記鋳造鋳型（１）の２つの幅広壁と上記減厚ケージ（２）内で鋳片（５） の幅広面支持手段（４）により構成された２つのガイド面とは、内側に凹に湾曲 した中央部（１７，４７）を備え、該中央部の側方には２つの凸形接続部（１９ ，４９）が、一端が上記中央部（１７，４７）に、他端が縦方向対称面（Ｐ１） に平行で上記鋳造鋳型（１）の幅狭壁（１２）と鋳片（５）の幅狭面（５４）に 垂直に交わる平坦な端部（１８，４８）に輪郭線を接するように延長しており、 上記凹形中央部（４７）と凸形接続部（４９）は上記減厚ケージ（２）内で徐々 に真直に矯正されて該減厚ケージ（２）の出口では上記平坦な端部（４８）と一 直線になることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の連続鋳造装 置。 ４．上記鋳造鋳型（１）の幅広壁の平坦端部（１８，４８）と上記減厚ケージ（ ２）の入口のガイド面の横幅（ｄ）は、鋳片の幅広面を真面ぐに矯正する際の応 力が、該幅広面上の各点において固化した凝固殻（５２）の強度と両立し、欠陥 を生じさせない値に収まるように、上記鋳造鋳型の中央部での鋳片の厚さ（Ｌ） と端部での厚さ（４）の比と、冷却条件と、鋳造速度と、上記中央部の減厚速度 とをパラメータとして決められていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載 の連続鋳造装置。 ５．上記減厚ケージ（２）内で鋳片を支持する手段（４）は、該鋳片内の溶鋼の 静圧に少なくとも等しい圧力で該鋳片の表面上に支持流体膜を縦に形成して該鋳 片の表面を縦方向に摩擦なしに一様に連続的に支持することを特徴とする請求の 範囲第３項または第４項に記載の連続鋳造装置。 ６．上記支持流体膜は熱伝導性が悪いことを特徴とする請求の範囲第５項に記載 の連続鋳造装置。 ７．上記減厚ケージ（２）は、上記内部スペース（４０）に向かって開放されて いる複数のケーソン（６）からなる２つの幅広壁により画成され、該ケーソン内 には鋳片が該ケーソン（６）の縁部（６２）から剥離した状態が維持されるだけ の流量の支持流体が注入されることを特徴とする薄い金属鋳片の鋳造装置。 ８．流体が注入されるケーソン（６）は、それぞれ、縁部（６２）が垂直な２つ の方向に沿って一直線に並んで離間し、各幅広壁上で鋳片の支持グリッドを構成 することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の薄い金属鋳片の連続鋳造装置。 ９．上記減厚ケージ（２）は、鋳造の軸線（１０）に対して平行な平面内に配置 された縦棒（４１）と鋳造の軸線（１０）に対して垂直な平面内に配置された横 棒（４２）とを含む支持グリッドの形態の２つの幅広壁（４）により画成され、 上記縦棒（４１）は向かい合った２本が中央部（４７）で上方に開いたＶ字を形 成し、このＶ字は端部（４８）に近づくにつれ徐々に閉じ、最端部の縦棒（４１ ０）は互いに平行で鋳造する鋳片の厚さにほぼ等しい距離（ｌ）離れており、同 一のグリッド内の横棒（４２）は上記減厚ケージの入口（４３）での鈍角（Ｂ） から鋳造の方向に進むにつれて開いて該減厚ケージ（２）の出口では平角となる ことを特徴とする請求の範囲第１〜８項のいずれか１項に記載の薄い金属鋳片の 連続鋳造装置。 １０．上記減厚ケージ内で鋳片を支持する手段は、各幅広面ごとに、鋳造の軸線 に垂直に間隔をあけた複数の平面内に配置された、軸が互いに平行な小半径の一 連のローラ（７３）で構成され、該ローラ（７３）は、鋳造の軸線に垂直で該ロ ーラの軸線を通る平面内での上記減厚ケージの内部スペース（４０）の横断面を 取り囲む線をもとにして形成される回転外表面により画成されることを特徴とす る請求の範囲第１〜第４項のいずれか１項に記載の薄い金属鋳片の鋳造装置。 １１．上記減厚ケージ（２）内で鋳片を支持する手段は、鋳片の各幅広面（５２ ）ごとに、該減厚ケージ（２）の高さ全体にわたって延在し、互いにわずかに離 れている複数の縦棒（８）により構成され、各縦棒（８）は、鋳片（５）に向い た側の輪郭線を縦方向中央平面（Ｐ１）に対する距離に応じて変化させ、該縦棒 （８）全体で、上記減厚ケージ（２）の入口（４３）での横断面の紡錘形から出 口（４４）に向かうにつれ徐々に平らになって長方形にと変化する内部スペース （４０）を取り囲むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の薄い金属鋳片鋳 造装置。 １２．支持用上記縦棒（８）のおのおのは、鋳造の方向に鋳片の速度に対応する 速度で該縦棒（８）を縦方向に移動させ、該鋳片（５｝から該縦棒（８）を横方 向に引離し、該縦棒を縦方向で逆方向に移動させ、該縦棒（８）を横方向に移動 させて該鋳片（５）に接触させるという操作を連続して行わせる交互移動手段に 接続されて、各縦棒（８）は、固化した凝固殻（５２）の抵抗力を考慮して常に 鋳片（５）が十分な数の縦棒（８）で支持されるように互いに時間差をもって運 動することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の薄い金属鋳片製造装置。 １３．冷却された２つの幅広壁（１１）と２つの幅狭壁（１２）とを備える底な しの鋳造鋳型（１）内で溶融金属を鋳造して凝固した金属殻（５２）が液体状中 心部（５１）を取り囲む構成の平坦な鋳片（５）を形成し、該鋳片を該鋳造鋳型 （１）の出口孔（１６）から取り出して、該鋳片の少なくとも幅広面を完全凝固 まで冷却支持する手段（４）を備える二次冷却装置（２，３）に送り込む、薄い 金属鋳片の連続鋳造方法であって、膨らんだ中央部（５５）から紡錘状に先細と なって端部が鋳造すべき薄い鋳片の厚さに等しい厚さとなるような鋳片が鋳造さ れるように上記鋳造鋳型の幅広壁（１１）を湾曲させ、続いて、それぞれが鋳片 の２つの幅広面のおのおのをガイドし矯正する機能をもつ、輪郭が鋳造速度に応 じて決まる２つの面を備える、上記鋳造鋳型（１）の直下に設置された減厚ケー ジ（２）内で、鋳片の全表面に一様に圧力を分散させて、該鋳片の幅広面の凝固 殻が完全に固化するまで連続的に矯正を行うために矯正する２つの領域を縁部か ら軸に向けて対称に移動させる運動を各幅広面上で軸方向と径方向の速度成分が 一定で鋳造速度と同期した速度で行わせて鋳片（５）の中央部（５５）を徐々に 平らにして端部と同じ厚さにすることを特徴とする薄い鋳片の鋳造方法。 １４．上記鋳造鋳型の内側の輪郭は、鋳片（５）の縦長の幅広面の縁部が縦方向 対称面（Ｐ１）に平行で鋳片の幅広面（５４）と垂直に交わる平坦端部（５７） で終わる形状にし、上記減厚ケージ内で該平坦端部（５７）を上記幅狭面（５４ ）に対して垂直にしたまま該平坦端部を徐々に広げて上記中央部（５５）を真直 ぐに矯正することを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の薄い鋳片の鋳造方法 。 １５．鋳片の幅広面の支持面の輪郭は、矯正する各領域が鋳造速度および凝固殻 の厚さの増加速度と調和するほぼ一定の径速度で軸方向に移動するように鋳造速 度と冷却条件をパラメータとして決定し、鋳片（５）の２つの幅広両の完全固化 と矯正を上記減厚ケージ（２）の出口でほぼ同時に実現させることを特徴とする 請求の範囲第１３項または第１４項に記載の薄い鋳片の鋳造方法。