JP3018078B2 - 鋼の連続鋳造装置 - Google Patents

鋼の連続鋳造装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶湯を鋳型へ垂直に鋳込んで偏平な断面形
状を持つ連続鋳片を製造する、鋼の連続鋳造装置に関す
る。
〔従来の技術〕
固定鋳型による普通の連続鋳造では、一方では鋳型に
よる著しい放熱の必要性とそれによる連続鋳片と鋳型と
の強力な接触とのため、他方では鋳型内の連続鋳片及び
まだ僅かしか荷重をかけられない連続鋳片外殻の必要な
滑り運動のためにできるだけ有利な摩擦状態を考慮せね
ばならないことにより、約1.5ないし5m/minの低い鋳造
速度しか得られず、約900mmの長さのかなり短い鋳型し
か使用されない。このかなり限られた条件にもかかわら
ず、まだ経済的な鋳造能力を得られるようにするため、
連続鋳片を大きい厚さ例えば210mmの厚さに選ばねばな
らないので、この連続鋳片から得られる鋳片は、続いて
数mmの厚さの広幅帯片に再加工する際、非常に大きい断
面縮小従つて費用のかかる装置を必要とする。連続鋳片
と鋳型壁との相対運動を回避するため一緒に動く公知の
鋳型は、固定鋳型に比較して鋳造速度の上昇を可能に
し、それにより同じ鋳造能力で連続鋳片の厚さを約100
ないし150mmの厚さに減少するのを可能にし、従来の注
入管寸法は鋳型の適当な入口断面を必要とし、縮小する
鋳型なしにこの連続鋳片厚さを下回るのを不可能にす
る。一定の空所断面を持つ一緒に動く鋳型により製造可
能な鋳片も従つて厚すぎて、再加工の有効な合理化を妨
げる。
更に薄い鋳片を製造するため、縮小する空所を持つ固
定鋳型もあるが、小さい入口断面のため特別な注入ホツ
パを使用せねばならず、鋳型を出る連続鋳片は薄い外殻
しか持たず、付加的な支持及び冷却を必要とする。更に
この鋳型では、薄鋳片を圧延装置へ直接供給するのを可
能にする鋳造速度は得られない。
約50mmの厚さの薄鋳片を連続鋳造するため、一緒に動
く板鋳型として円錐状に近づく板鎖から構成されている
縮小する鋳型も既に提案され、それにより注入管寸法に
合わされる大きい入口断面が、鋳型通過中にそれに応じ
て小さくなる出口断面まで縮小される。この縮小する鋳
型は普通の鋳造条件で薄い鋳片の製造を可能にするが、
この場合得られる鋳造速度も、機械的及び冶金的な理由
から、鋳片を圧延装置へ直接供給するには低すぎる。更
に移動可能な板部分の摩耗や故障し易さ等のため鋳型空
所の困難な密封により、鋳型の構造に対して非常に高度
の要求が課され、連続鋳片の同時凝固及び変形が冶金的
欠陥の原因にならないかどうかも問題である。
〔発明が解決しようとする課題〕
従つて本発明の基礎になつている課題は、これらの欠
点を除去し、直接引続く加工に適した薄い連続鋳片の特
に経済的な鋳造を保証する連続鋳造装置を提供すること
である。
〔課題を解決するための手段〕
この課題を解決するため本発明によれば、連続鋳造装
置の第１段が、不変で平行四辺形状断面の鋳造空所を持
ちかつ一緒に動く第１の鋳型を含み、第１の鋳型へ注入
される溶湯が第２の鋳型中で冷却されて、断面の短辺範
囲で凝固を完了した固い外殻を形成し、第１段に続く第
２段が、第１の鋳型の鋳型空所の断面形状にほぼ一致す
る平行四辺形状断面から平行な面の偏平断面へ移行する
鋳型空所を持ちかつ固定鋳型として構成される第２の鋳
型を含み、第１の鋳型から出て第２の鋳型を通過する連
続鋳片が、更に冷却及び凝固して次第に偏平な帯状素材
に変形されかつ圧縮される。
〔発明の効果〕
従つて充分大きい断面例えば150mmの厚さを持つ連続
鋳片が鋳造可能で、適当に固く荷重をかけることができ
る外殻が規則正しく生ずるまで変形しないので、鋳造過
程、凝固開始及び始まる外殻形成が全く障害なしに行な
われる。特に連続鋳片の側面破裂を防止する充分な外殻
厚さが得られると初めて、所望の偏平な帯状素材となる
まで連続鋳片の変形が行なわれ、その結果連続鋳片の側
面案内が不要になり、連続鋳片の簡単な幅拡大が所望の
帯状素材を生ずる。変形中に連続鋳片が完全に凝固し、
偏平な帯状素材への圧縮により、順次に続く半外殻の最
終溶接が保証される。27ないし30m/minの鋳造速度で約2
0mmの帯厚さが容易に得られ、帯状素材は従つて充分な
装入量で直接圧延装置へ供給され、圧延装置は広幅帯製
造のため３つ以上のスタンドしか必要としない。
しかも本発明により平行四辺形状断面を持つ連続鋳片
を鋳造し、それから小さい方の断面高さの方向に変形及
び圧縮を行なうので有利である。このような平行四辺形
状断面は普通の注入管の使用のため適当な大きさの中間
範囲を生じ、更に長い方の対角線に沿つて近づく辺を生
じ、これらの辺によりこれらの範囲において凝固を完了
した外殻の生成を促進する。これを別としても、この平
行四辺形断面はあまり大きい形状変化なしに平行な面の
帯に圧縮される。
本発明によれば、不変な空所断面を持つ第１の鋳型と
その後に設けられて減少する空所断面を持つ第２の鋳型
との組合わせにより、経済的な連続鋳造装置が得られ
る。このような鋳型の使用により、連続鋳片形成及び連
続鋳片変形の２つの方法段階が互いに別の装置で行なわ
れ、これによりそれぞれの方法段階への特別な対応が可
能となり、各装置が実施すべき方法段階、最適に合わさ
れる。
本発明の特に有利な構造的構成によれば、第１の鋳型
として、互いに対向してその間に鋳型空所を区画して無
端に循環する１対の板鎖から成る一緒に動く板鋳型が使
用され、固定鋳型として構成される第２の鋳型が板鎖に
続いてその間に鋳型空所を区画する２つの壁部分を持
ち、これらの壁部分が進入範囲にある横軸の周りに揺動
調節可能に支持され、鋳型空所が第１の鋳型の出口断面
に一致する入口断面から偏平で平行な面の出口断面へ移
行している。一緒に動く第１の鋳型は連続鋳片通過速度
及び凝固速度に関係して任意の長さ例えば3000mmの長さ
に構成されるので、例えば27m/minの所望の高い鋳造速
度で10mmの外殻厚さが鋳型出口で得られる。一緒に動く
板鎖により滑り摩擦が小さくなり、高い静圧が連続鋳片
と鋳型との間の有利な熱伝達条件を生ずるので、実際上
高い鋳造速度にもかかわらず、必要な外殻厚さが保証さ
れる。一緒に動く板鋳型から出る連続鋳片は、それから
縮小する固定鋳型へ達し、この固定鋳型の壁部分が必要
な断面縮小を行なう。壁部分は揺動調節可能なので、鋳
造開始の際固定鋳型を開いて、最初の連続鋳片通過の際
の障害を回避することができる。壁部分はそれから連続
鋳片上へはめられて、操作装置を介して断面を縮小する
位置へもたらされ、その際縮小する鋳型における鋳型空
所の側面閉鎖は必要なく、この鋳型用の構造費を比較的
少なくできる。それから連続鋳片は約20mmの厚さを持つ
偏平な帯状素材として縮小する鋳型を27ないし30m/min
の速度で出るので、この帯状素材はその厚さ及び出口速
度に関しても圧延装置への直接供給に適している。更に
こうして得られる鋳造能力は広幅圧延装置の必要な能力
に一致し、従つて本発明によるただ１つの連続鋳造装置
によりこのような広幅圧延装置への供給が可能である
が、今までこのために２つの連続鋳造装置が必要であつ
た。
本発明により、両方の板鎖の対をなして互いに対応す
る板が曲げられて、平行四辺形の断面をなし、板がそれ
ぞれ他方の板に鈍角をなして載る縁突片により互いに支
持され、固定鋳型の壁部分が複数の個々の縦梁に分割さ
れ、これらの縦梁にそれぞれ１つの操作装置なるべく液
圧操作装置が作用していると、連続鋳造方法の実施のた
めに特に良好な条件が得られる。鋳造される連続鋳片は
平行四辺形状断面を持つ板鎖により製造され、この断面
の短辺は、縁突片に応じて帯状素材の所望の厚さに合わ
せた寸法を既に持つているので、連続鋳片を偏平な帯状
素材へ問題なく変形できる。対をなして互いに対応する
板は通過方向に対して直角にも移動されて、断面寸法を
変化できる。固定鋳型を個々の縦梁へ分割することによ
り、ここでも連続鋳片のそれぞれの断面形状へ壁部分を
正確に合わせることが可能である。この点を別として
も、連続鋳片は通過の際個々の縦梁により条片状に変形
され、これにより最小の費用で所望の断面縮小が可能で
ある。
縦梁が前後に続いて縦梁から縦梁へ互いにずれて設け
られるローラを備えていると、縮小する断面における摩
擦状態が改善され、ずれて設けられて従つて重なつて作
用するローラは規則正しい連続鋳片変形を保証する。
種々の連続鋳片断面特にそれぞれの変形過程にローラ
を合わせるため、ローラが縦梁にある調節可能な支持台
に支持され、中間片等を用いてこの支持台により、ロー
ラ回転軸の高さ位置及び傾斜を変化できる。
縦梁とローラとの間に冷却媒体を入れるノズル等が設
けられていると、連続鋳片通過中に冷却過程及び凝固過
程が第２の鋳型により制御され、場合によつて変形過程
に合わされる。
鋳型の所要場所のため第１の鋳型と第２の鋳型との間
に特定の自由空間が残るので、本発明によりこの自由空
間に渡る連続鋳片案内装置が設けられて、なるべく２つ
の殻部分から成り、ローラ及び冷却スリツト等を持つこ
とができる。一緒に動く鋳型を出る連続鋳片はこの連続
鋳片案内装置により確実に支持されて固定鋳型へ引渡さ
れるので、ここに障害はなく、連続鋳片の外殻に亀裂の
形成されることもない。連続鋳片案内装置は不変な断面
を持ち、組立て及び保守のためなるべく２分割で、摩擦
状態及び冷却状態を改善するためローラ及び冷却スリツ
ト等を持つことができる。
凝固を完了した帯状素材が均一な厚さ及び良好な組織
で連続鋳造装置を出るのを保証するため、本発明により
第２の鋳型の後に１対の横向き押圧ロールが設けられ
て、押圧溶接により、変形の際凝固する心部分及び圧縮
された外殻部分との一体化を行なう。
〔実施例〕
図面には本発明の実施例が示されている。
偏平な帯状素材を経済的に製造する図示した連続鋳造
装置は、注入装置１、第１の鋳型２、その後に設けられ
る第２の鋳型３、両方の鋳型の間に挿入される連続鋳片
案内装置４、及び第２の鋳型３に続く押圧ロール対５か
ら構成されている。注入装置１は、鋼の溶湯S1を収容す
る容器11と注入管12とから成り、この注入管を経て溶湯
S1が第１の鋳型２の鋳型空所21へ達する。この第１の鋳
型２は互いに対向して無端に循環する１対の板鎖22から
成る一緒に動く板鋳型で、これらの板鎖は不変な断面を
持つ鋳型空所21を区画している。板鋳型２は従来の構造
で製造されており、両方の板鎖22の対をなして互いに対
応する板23は曲げられて、平行四辺形の断面をなしてい
る。板23はそれぞれ一体で、縁突片24により互いに支持
され、これらの縁突片24は鋳型空所21を区画する板内壁
に鈍角をなして載つている（第２図）。それにより簡単
で安定で確実に動作して故障のない板鋳型が得られ、板
鎖22の相互横移動によりその幅を種々の大きさの断面に
調節できる。
さて溶湯S1は第１の鋳型２において不変でほぼ平行四
辺形状断面の連続鋳片S2に鋳造され、通過中これらの一
緒に動く板鋳型２により冷却されて、特に断面の短辺範
囲S3において凝固を完了した外殻S4が鋳型の出口で得ら
れる。鋳型空所21は、注入管12をこの鋳型空所21の溶湯
面の下まで押込むのに充分な大きさであり、一緒に動く
鋳型２は最も有利な摩擦状態で連続鋳片と鋳型との強力
な接触を急速な放熱のために可能にするので、規則正し
い鋳造条件において高い鋳造速度が得られ、鋳型長の適
当な選択により、与えられた凝固速度で所望の外殻厚さ
も容易に得られる。
第１の鋳型２を出る連続鋳片S2は今や第２の鋳型３へ
達し、連続鋳片案内装置４が第１の鋳型から第２の鋳型
への連続鋳片の動作確実で障害のない移行を行なう。連
続鋳片案内装置４は、組立て支持保守を簡単にするた
め、第１の鋳型２の出口断面に一致する一定の案内断面
を区画する２つの半殻41から構成されている。摩擦状態
を改善するため、半殻41へローラ42を挿入でき、適当に
分布した冷却スリツト43が適当な放熱及び連続鋳片冷却
を可能にする。
連続鋳片案内装置４に続く第２の鋳型３は、第１の鋳
型２とは異なり固定鋳型で、狭くなる鋳型空所31を持つ
ている。この鋳型空所31を区画するため２つの壁部分32
があつて、それぞれ複数の縦梁33に分割され、各縦梁33
は入口範囲にある横軸34の周りに揺動可能に支持され、
操作装置35を介して揺動調節可能に支持されている。縦
梁33の適当な揺動調節により、連続鋳片案内装置４の案
内断面に一致する平行四辺形状入口断面（第６図）から
平行な面の偏平な出口断面（第７図）へ移行する鋳型空
所31が生ずるので、連続鋳片S5はこの固定鋳型３を通過
する間に、平行四辺形断面から次第に偏平な帯状素材S6
に変形されて圧縮される。
摩擦を減少するため、縦梁33は前後に続くローラ36を
持ち、縦梁から縦梁へのローラ36のずれにより重なり作
用が生ずる。ローラ36の位置を変形過程及びそれぞれの
連続鋳片断面に合わすことができるようにするため、調
節可能な支持台37があるので、平行四辺形状断面から偏
平断面へのできるだけ均一な移行が行なわれる。連続鋳
片が鋳型３を通過する間に放熱及び凝固速度を制御する
ため、縦梁33とローラ36との間に冷却媒体を入れるノズ
ル38が設けられている。
第２の鋳型３へ進入する連続鋳片S5は既に断面の短辺
範囲S3で凝固を完了した固い外殻S4を持つているので、
縮小する鋳型３はもはや辺区画壁を持つ必要がなく、縮
小する鋳型空所31を区画するのに、互いに対向する壁部
分32で充分である。
偏平に圧縮される帯状素材S6は、第２の鋳型３に続い
て押圧ロール５を通され、これらの押圧ロール５により
帯状素材の圧縮された組織が生じ、これらの押圧ロール
で得られる圧縮溶接のため互いに押付けられる外殻部分
の確実な結合が保証される。
適当な薄さの断面及び充分な速度で連続鋳造装置を出
る帯状素材S6は、案内兼支持ローラ６で転向されて、直
接圧延装置７へ供給可能であり、図示してない案内兼く
せ取り装置、調整装置等を設けねばならないことはもち
ろんである。
連続鋳造装置を始動するため縮小する鋳型３が開かれ
て、狭くなる鋳型空所31を連続鋳片が最初に通過するの
を妨げないようにする。鋳型３を連続鋳片の始端が通過
した後初めて、縦梁33用操作装置35への圧力供給によ
り、所望の断面縮小が行なわれるまで、この鋳型３が調
節される。連続鋳片始端S7は始動くずとして、適当な切
断装置８により帯状素材S6から切離され、それから帯状
素材は規則正しい引出しのため方向づけラム９等により
転向兼支持ローラ６へ供給されるので、鋳造の始めに断
面縮小が行なわれないことは、問題とならない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による連続鋳造装置の全体図、第２図及
び第３図は第１図のII−II線及びIII線による案内装置
及び第２の鋳型の断面図、第４図及び第５図は連続鋳造
装置の第２の鋳型の垂直断面図及び側面図、第６図及び
第７図は第４図のVI−VI線及びVII−VII線に沿う断面図
である。 ２……第１の鋳型、３……第２の鋳型。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−238067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−7464（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−220250（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−11124（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−28778（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭52−19805（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭47−37818（ＪＰ，Ｂ１) 特表 昭61−502386（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−500786（ＪＰ，Ａ) 米国特許3292217（ＵＳ，Ａ) 米国特許3147521（ＵＳ，Ａ) 英国公開1199805（ＧＢ，Ａ) 国際公開87／99（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/06 350 B22D 11/128 350 B22D 11/04 311 B22D 11/124

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】溶湯を鋳型へ垂直に鋳込んで偏平な断面形
    状を持つ連続鋳片を製造する連続鋳造装置において、 連続鋳造装置の第１段が、不変で平行四辺形状断面の鋳
    型空所（２）を持ちかつ一緒に動く第１の鋳型（２）を
    含み、第１の鋳型（２）へ注入される溶湯がこの第１の
    鋳型中で冷却されて、断面の短辺範囲で凝固を完了した
    固い外殻を形成し、 第１段に続く第２段が、第１の鋳型（２）の鋳型空所
    （21）の断面形状にほぼ一致する平行四辺形状段面から
    平行な面の偏平断面へ移行する鋳型空所（31）を持ちか
    つ固定鋳型として構成される第２の鋳型（３）を含み、
    第１の鋳型（２）から出て第２の鋳型（３）を通過する
    連続鋳片が、更に冷却及び凝固して次第に偏平な帯状素
    材に変形されかつ圧縮されることを特徴とする、鋼の連
    続鋳造装置。
  2. 【請求項２】不変な空所断面を持つ第１の鋳型（２）の
    その後に設けられて減少する空所断面を持つ第２の鋳型
    （３）とが、連続鋳片案内装置（４）を介して互いに接
    続されていることを特徴とする、請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】第１の鋳型（２）として、互いに対向して
    その間に鋳型空所（21）を区画して無端に循環する１対
    の板鎖（22）から成る一緒に動く板鋳型が使用され、固
    定鋳型として構成される第２の鋳型（３）が板鎖に続い
    てその間に鋳型空所（31）を区画する２つの壁部分（3
    2）を持ち、これらの壁部分が侵入範囲にある横軸（3
    4）の周りに揺動調節可能に支持され、鋳型空所（31）
    が第１の鋳型（２）の出口断面に一致する入口断面から
    偏平で平行な面の出口断面へ移行していることを特徴と
    する、請求項１又は２に記載の装置。
  4. 【請求項４】両方のの板鎖（22）の対をなして互いに対
    応する板（23）が曲げられて、平行四辺形の断面をな
    し、板（23）がそれぞれ他方の板に鈍角をなして載る縁
    突片（24）により互いに支持され、固定鋳型（３）の壁
    部分（32）が複数の個々の縦梁（33）に分割され、これ
    らの縦梁にそれぞれ１つの操作装置（25）が作用してい
    ることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】縦梁（33）が前後に続いて縦梁から縦梁へ
    互いにずれて設けられるローラ（36）を備えていること
    を特徴とする、請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】ローラ（36）が縦梁（33）にある調節可能
    な支持台（37）に支持されていることを特徴とする、請
    求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】縦梁（33）とローラ（36）との間に冷却媒
    体を入れるノズル（38）が設けられていることを特徴と
    する、請求項４ないし６の１つに記載の装置。
  8. 【請求項８】第１の鋳型（２）と第２の鋳型（３）とに
    渡る連続鋳片案内装置（４）が２つの殻部分（41）から
    成り、ローラ（42）及び冷却スリツト（43）を持つてい
    ることを特徴とする、請求項２ないし７の１つに記載の
    装置。
  9. 【請求項９】第２の鋳型（３）の後に１対の横向き押圧
    ロール（５）が設けられていることを特徴とする、請求
    項２ないし８の１つに記載の装置。
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