JP2916790B2

JP2916790B2 - 薄板連続鋳造装置及びその鋳型

Info

Publication number: JP2916790B2
Application number: JP9441290A
Authority: JP
Inventors: 平野　　聡; 英世児玉; 昭夫塙; 健安田; 智明木村; 忠西野; 滋松永; 武志塙
Original assignee: Hitachi Ltd; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1990-04-10
Filing date: 1990-04-10
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JPH03294049A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、鋳型が鋳片と同期して移動する高速薄板連
続鋳造装置並びにその鋳型に関するものである。

〔従来の技術〕

薄板を高速で連続鋳造する技術としては、鋳型が鋳片
と同期して移動するものが汎用されている。このような
装置を一般に同期式と呼ばれているが、これにはいろい
ろな形式のものが提案されている。例えば、鋳型の四辺
が全て鋳片と同期して移動するものや、鋳型の長辺面だ
けが鋳片と同期して移動し、短辺面は固定されていて鋳
片と同期して移動しないものなどがある。後者の場合、
固定された短辺面に凝固シェルが生成し、この凝固シェ
ルが不規則に脱落する。脱落した凝固シェルは鋳片の表
面性状を低下させる。更に、脱落した凝固シェルが鋳片
短辺長さ、即ち鋳片厚みよりも大きい場合には、鋳造方
向に引き抜かれて行く際に引き抜き抵抗が大きくなり、
その結果、長辺鋳型間隔を広げ、長辺鋳型と短辺鋳型の
隙間に湯さしが生じる。長辺鋳型と短辺鋳型の隙間にさ
し込んだ湯は凝固してバリとなり、このバリは鋳造方向
に移動する際、固定された短辺鋳型との間で大きな摩擦
抵抗を発生させるため、短辺鋳型を損傷させる他、鋳片
短辺部に耳割れ等を発生させるため有害である。

このことから、鋳片の鋳造には固定された短辺鋳型面
での凝固シェル生成や、これに従属あるいは独立して発
生する長辺鋳型と短辺鋳型間への湯さし等を防止するこ
とが重要になる。

固定された短辺鋳型面での凝固シェル生成防止のため
の手段としては、例えば、特開昭62−124051公報及び特
開昭63−215343公報に開示されているように、短辺鋳型
内部に発熱体を設ける方式が公知である。また、湯さし
を防止するための手段としては、例えば、特開昭63−25
2646公報に開示されているように、短辺鋳型を鋳造方向
に送り込む方式が公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来技術の特開昭62−124051公報に示されて
いるものは、固定短辺鋳型に平板状の耐火物を使用し、
これを長辺鋳型であるロールの端面に押し付けている。
この場合、端辺鋳型とロール端面の平面度、平行度、あ
るいは、溶湯からの熱による熱変形等で端辺鋳型とロー
ル端面に隙間が生じ易く、このために湯さしが生じ易い
という問題があった。更に、この方式では、ロール端面
を高温に加熱するので、熱歪によるロールの損傷が激し
いという問題もあった。これに対し、特開昭63−215343
公報に示されている技術は、短辺鋳型がロールの周面と
接触するように、溶湯プール内に突出させている。いわ
ゆるオーバーハング方式であるため、前記の技術よりは
湯さし防止に対して有効であった。しかし、この方式で
も、鋳造中のロール周面と耐火物の摺動により耐火物が
摩耗して隙間が生じ、湯さしを完全に防ぐことはできな
いという問題があった。

湯さし防止に対しては、特開昭63−252646公報に示さ
れているものが最も効果が大きい。これは、短辺鋳型を
前記したオーバーハング方式にしておき更に、鋳造方向
に送り込んで行くものである。短辺鋳型はロール周面と
の摺動により強制的に摩耗させ、これにより常にロール
との接触部との隙間をなくすことができる。しかし、こ
の方式では、短辺鋳型を鋳造方向に送り込んでいるた
め、短辺鋳型に発熱体を設けても、発熱体の位置が短辺
鋳型の送り込み時間とともに変化する他、短辺鋳型の送
り込み量に限界があり、長時間鋳造には不利であるとい
う問題点があった。

本発明の目的は、固定された短辺鋳型面の凝固シェル
生成防止と、短辺鋳型と長辺鋳型間の湯さしを防止する
ことにあり、これにより表面性状及び鋳片端部形状の良
好な鋳片を長時間安定して製造することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は本発明により次の様に達成する。

先ず、薄板連続鋳造装置の固定された短辺鋳型を溶湯
に直接接触する部分と発熱体を有する部分とを相互に接
触して移動可能に構成する。次に発熱体を有する部分の
背面には、絶縁層を設け、更に溶湯と接触する部分に用
いる材質よりも熱伝導率の低い材質のものを用いる。発
熱体の形状は、短辺鋳型の溶湯接触部が溶湯と接触する
形状に等しくする発熱体全体の形状が前記の溶湯と接触
する形状に等しくなることが重要である。このような短
辺鋳型の発熱体を有する部分は固定し、溶湯と接触する
部分は鋳造方向に対して移動可能としておき、両者が常
に密着する。溶湯と接触する移動可能な部分には、鋳造
方向に所定速度を送り出す機構を設けている。

〔作用〕

固定された短辺鋳型を溶湯に直接接触する部分と発熱
体を有する部分とを相互に摺動可能に構成することによ
り、溶湯に接触する部分は移動可能となると共に、発熱
体は常に同じ位置に固定しておくことが可能となる。発
熱体を有する部分の背面に、溶湯と接触する部分に用い
る材質よりも熱伝導率の低い材質を用いることにより、
発熱体から発生する熱を効率良く短辺鋳型の溶湯接触側
に伝えることが可能となる。

発熱体の形状を溶湯接触部が溶湯と接触する形状と等
しくすることにより、凝固シェルの生成しやすい領域だ
けを加熱することができ、ロール端面を加熱することが
ないので、ロール昇温に起因するロールの損傷を防止す
ることができる。

また、短辺鋳型の溶湯接触部を独立して移動可能とし
ておくことにより、発熱体は常に同じ場所に位置するこ
とができる。更に、溶湯接触部を送り出す機構を設け、
これにより、短辺鋳型の溶湯接触部を鋳造方向に送り出
すことにより、短辺鋳型の溶湯接触部は常にロール周面
に密着し、隙間をなくすことができるので、湯さしを防
ぐことが可能となる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づき説明する。第１図は本
発明の実施例で用いた双ロール式連続鋳造機の短辺鋳型
１を示したものである。短辺鋳型１の溶湯接触部４はSi
₃N₄とBNを主成分とする耐火物でできており、密度が3.2
（g/cm³）、熱伝導率0.024（cal/cm・ｓ・℃）、比熱0.
15（cal/g・℃）である。この溶湯接触部４の背面には
絶縁層３に囲まれて発熱体２がある。絶縁層３はSiO₂と
Al₂O₃を主成分とした耐火物でできており、密度が0.3
（g/cm³）、熱伝導率0.0003（cal/cm・ｓ・℃）、比熱
0.27（cal/g・℃）である。発熱体２はSiCを主成分とし
たもので、電気抵抗が約５Ωである。第２図は第１図の
短辺鋳型１の断面形状を示したものである。発熱体２は
第３図に示すように擬扇形状をしており、短辺鋳型１の
溶湯接触部４の耐火物が溶湯と接触する部分の形状に等
しい。この発熱体２は、この形状と等しい形状のくぼみ
を有するように加工された絶縁層３にはめ込まれてい
る。発熱体２は第３図に示すように櫛歯状の形状をして
いるが、これは厚さ5mmの板状SiCを機械加工により所定
の形状に成形した。発熱体２を成形後、両端に導線を取
り付けている。本発明では発熱体２の成形を機械加工に
より行っているが、SiCの粉末を加圧成形した後、焼結
させたものでも十分である。この様にして発熱体２は鋳
型内の鋳片の短辺範囲を加熱する。

このような短辺鋳型１を用いて鋳造実験を行った。第
４図は本実施例における双ロール式連続鋳造機の全体構
成を示したものである。直径600mm、幅600mmの内部水冷
された銅製ロール６を対にして水平に平行配置して長辺
鋳型を形成する。ロール６の両端面には短辺鋳型１が配
置されている。第５図に示している様に短辺鋳型１の溶
湯接触部４には、これを鋳造方向に対して移動する機構
を設け、これを3mm/minの速度で送り込んでいる。通常
この速度は０から50mm/minにする。絶縁層３は固定し、
溶湯接触部４とともに移動しない。また、溶湯接触部４
はロール６の端面から湯溜り部８の中に30mm突出してい
る。２つのロール６で冷却され凝固した溶湯は厚さ2mm
の鋳片７となり、ロール６の下方に出て来る。発熱体に
は導線５を介して電圧150V、電流20Aの直流電流を流し
ている。この装置を用いて、鋳造速度30m/minで実験を
行った。鋳造金属には、SUS304を1tonを用いた。その結
果、溶湯全部である鋳造長約120mにわたって表面性状が
良く、また、鋳片端部にばり、耳割れ等のない鋳片を安
定して鋳造することができた。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果がある。

先ず、短辺鋳型の溶湯接触部とその背面にある発熱体
と絶縁層から成る部分が相互に接触して分離しているこ
とにより、溶湯接触部だけを鋳造方向に移動することが
でき、その背面にある発熱体を有する部分は固定してい
るので、また、発熱体は常に一定の位置、即ち鋳片の短
辺範囲を加熱することができ、発熱体から発する熱によ
り短辺鋳型面上の好ましくない凝固シェルの生成を防止
することができる。このときの発熱体の形状を溶湯接触
部が溶湯と接触する部分の形状と等しくしているので、
鋳片の必要部分だけを加熱でき、ロール端面等の不必要
な部分の加熱を防ぐことができるのでロール端面の変形
破損等を除去することができる。さらに、溶湯接触部を
鋳造方向に対して一定速度で送り込んで行くことによ
り、短辺鋳型と鋳片に同期して移動する長辺鋳型との間
に生ずる隙間を常になくすことができるので、湯さし等
に起因する鋳片品質の悪化を防ぐこともできる。

本発明によれば、以上述べたような効果があるので、
品質の優れた鋳片を高速で長時間安定して製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による短辺鋳型構造を示す斜視図、第２
図は第１図の断面線ａ−ａを示した断面図、第３図は本
発明による発熱体の１例の形状の説明図、第４図は本発
明の実施例で用いた双ロール式連続鋳造機の模式斜視
図、第５図は本発明の実施例で用いた双ロール式連続鋳
造機の双ロール間を垂直な断面で切断した鋳造中の状態
を示す模式図である。１…短辺鋳型、２…発熱体、３…絶縁層、４…短辺鋳型
溶湯接触側耐火物、５…導線、６…ロール、７…鋳片、
８…溶湯プール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塙昭夫茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者安田健茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者木村智明茨城県日立市幸町３丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者西野忠茨城県日立市幸町３丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者松永滋山口県新南陽市大字富田4976番地日新製鋼株式会社周南製鋼所内 (72)発明者塙武志山口県新南陽市大字富田4976番地日新製鋼株式会社周南製鋼所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/06 330

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳片と同期して移動する一対のロールから
なる長辺鋳型と該長辺鋳型の端面それぞれに設けられた
短辺鋳型とから構成され、該短辺鋳型の内部に発熱体を
有する連続鋳造装置において、前記短辺鋳型は溶湯接触
部と発熱体を有する絶縁層とからなり、該溶湯接触部と
絶縁層とは相互に接触して移動可能であることを特徴と
する薄板連続鋳造装置。
【請求項２】請求項１に記載の薄板連続鋳造装置におい
て、短辺鋳型の発熱体が、短辺鋳型溶湯接触面の溶湯と
接触する部分の形状と同じ形状であることを特徴とする
薄板連続鋳造装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の薄板連続鋳
造装置において、短辺鋳型の溶湯接触面部が、鋳造方向
に０＜ｖ50mm/minの速度ｖで移動することを特徴とす
る薄板連続鋳造装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項
に記載の薄板連続鋳造装置において、短辺鋳型の発熱体
を有する部分の背面に絶縁層を有することを特徴とする
薄板連続鋳造装置。
【請求項５】請求項４に記載の薄板連続鋳造装置におい
て、絶縁層の熱伝導率が、溶湯接触面部の熱伝導率より
も小さいことを特徴とする薄板連続鋳造装置。
【請求項６】鋳片短辺範囲を加熱する発熱体と、該発熱
体に接触して相互に移動可能な溶湯接触面部と、前記発
熱体の溶湯接触面部と逆側に設けられた絶縁層とからな
る連続鋳造装置の短辺鋳型。
【請求項７】請求項６に記載の短辺鋳型において、溶湯
接触面部の熱伝導率が絶縁層の熱伝導率より大きい短辺
鋳型。