JP4232867B2 - 鋼帯の連続鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明は、まず移動する鋳型内で、流動性の芯及び凝固する殻を持ちかつ平行四辺形状断面を持つ連続片が鋳造され、それから変形装置において、既に凝固して冷却により次第に厚くなる連続片の殻を、凝固した縦縁の圧縮変形なしに鋳造方向にますます圧縮することによって、凝固した縦縁及び流動性芯を持ちかつ平行平面の断面を持つ連続片が形成される、鋼帯の垂直連続鋳造方法に関する。

鋼帯の垂直連続鋳造において、平行四辺形状断面を持つように鋳造される連続片を、連続片の縦縁の範囲で平行四辺形状断面のため既に凝固した固体殻が形成されるまで、移動する鋳型内で不変な断面で冷却し、それから連続片を更に冷却し、増大する凝固で次第に偏平な粗帯に変形し、圧縮することは公知である（欧州特許第０３２９６３９号明細書）。平行四辺形状断面を持つように鋳造される連続片を平行平面の粗帯に変形することは、充分厚い殻の形成後に始めて行われる。連続片の平行四辺形状断面を平行平面の断面に移行させることは、帯に関して互いに対向する複数の縦梁から構成される変形装置において行われ、これらの縦梁はその間に平行四辺形状入口断面及び平行平面の出口断面を持つ成形間隙を、縦梁に支持される成形ローラによって形成する。縦梁は入口側を揺動可能に支持され、互いに逆の揺動のため圧力を印加されるので、一様な冷却を仮定して、殻が互いに押付けられる時、鋳型及び変形装置を通る連続片の通過速度に関係する厚さが、変形装置の範囲で凝固する粗帯に対して生じる。帯厚を決定する凝固の程度は、鋳型及び変形装置を通る帯の通過速度の関数である冷却時間に関係する。このことは、均一な不変の帯厚のため一定の鋳型速度に配慮せねばならないことを意味する。

しかし一定の速度は、前置される製鋼工場及び続く圧延工場における粗帯の場合によっては直接の引続く加工に関して、作業上の欠点を持っている。なぜならば、製鋼工場及び圧延工場において、鋳造速度又は鋳造能力の変化を必要にする事情が起こる可能性があるからである。この点を別としても、溶鋼の温度変動を考慮せねばならず、これも同様に粗帯の厚さ変動をもたらす。

連続鋳造される鋼帯の厚さ減少を簡単にするため、流動性芯が凝固する前に、鋳造された連続片の圧延変形を行うことは公知である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１３５２１４号明細書）。この圧延変形は、既に充分な厚さに凝固した殻を前提としており、この殻は圧縮変形なしの圧延により流動性芯の押しつぶしにより圧縮されるが、縁範囲では圧縮変形される。この縁側圧縮変形は必然的に延伸又は側方膨らみを伴い、これにより鋳造されかつこのように減少される鋼帯の縁波うち又は縁範囲における応力及び亀裂の危険を生じる。それについて、厚さ減少に続いて芯の凝固のため一定の間隙を持つ案内ローラの間に帯を変形なしに案内することによっては、何も変わらない。

従って本発明の課題は、これらの欠点を回避し、鋳造速度及び流動性鋼の温度に関して変化が起こるにもかかわらず、縁の波うち及び亀裂形成の危険なしに一定の帯厚が保証されるように、最初にあげた種類の方法を提供することである。

本発明は、変形装置における芯の凝固中にまだ流動性の芯を持つ連続片の圧縮後、修正装置において、連続片が凝固した縦縁の厚さに相当する一定の成形間隙幅を持つ成形間隙内を導かれ、その際一定の厚さの帯が得られるまで、流動性芯が凝固することによって、与えられた課題を解決する。

帯の修正のため、互いに対向する殻が接触する前に、殻の集合が終了され、その際残される流動性芯の凝固中に成形間隙の厚さが、冷却による収縮に応じて一定に保たれるので、成形間隙寸法により最終的な帯厚が決定され、鋳造速度により決定されるのではない。残された流動性芯の範囲に作用する圧力は、間隙の形状寸法を規定する成形素子に殻を接触させる。従って異なる鋳造速度の結果生じる流動性芯の異なる厚さは、成形間隙の一定の厚さの範囲において芯が完全に凝固することのみに注意する場合、異なる小さい帯厚を生じることができる。重要なことは、延伸に伴う帯の圧縮変形が起こらないことである。これは、凝固した縦縁の厚さに一致する幅を成形間隙が持っていることによって、保証される。移動する鋳型内での鋳造後連続片の殻が、変形装置において平行四辺形状断面から平行平面の断面へ移行せしめられ、殻の凝固した縦縁は圧縮変形しないので、平行四辺形状断面の凝固した縦縁は、凝固した帯の後の厚さも決定し、従って帯が完全に凝固する前に、延伸に伴う縦縁の圧縮変形を生じることはない。

帯への延伸作用なしに芯が凝固するため、実質的に鋳造組織を期待することができる。しかし帯の凝固後、力及びなるべく変位を制御されるローラにより、同時延伸では、帯厚は僅かしか減少されず、これにより適当な組織改良が行われる。

圧延工場で更に加工するため特に薄い粗帯を利用可能にするため、凝固した帯を修正後連続圧延により厚さを更に減少することができ、これにより圧延工場における圧延費用を著しく減少することができる。

連続鋳造された鋼帯の本発明による修正を行うため、鋳造すべき連続片と共に移動しかつ平行四辺形状成形断面を持つ鋳型と、連続片に関して互いに対向しかつ平行四辺形状の入口断面及び平行平面の出口断面を持つ成形間隙を間に形成する複数のローラを持つ変形装置とを含んでいる、連続鋳造装置から出発することができる。変形装置に、所定の成形間隙経過を持つ修正装置が続き、少なくとも入口側に一定の成形間隙幅を有する区域を持っており、それにより一定の厚さを持つ成形間隙の区域で帯の完全な凝固が行われるようにせねばならない。鋳造速度に応じて、帯の凝固する点が、成形間隙に沿って設定される。従って低い鋳造速度では、最初の区域従って修正装置の成形間隙の上部範囲における帯の凝固を考慮し、高い鋳造速度では、終わりの区域従って下部範囲における凝固を考慮せねばならない。

修正装置が、成形間隙を区画しかつ成形間隙経過を設定するため調節可能な修正ローラを持っていると、有利な状態が得られる。これらの修正ローラの間で、帯の厚さがその凝固中に有利に決定されるだけでなく、これらの修正ローラが駆動されると、送りも行われるようにすることができる。帯の進行する凝固のため、一貫する帯案内は必要でないので、修正ローラの間で冷却液を帯へ当てることができる。

流動性残留芯の凝固後、残っている出口側修正ローラを介して、組織改良のため、例えば１〜５％の程度の厚さ減少を行うことができ、そのため適当に前設定される成形間隙経過が必要である。

修正装置は鋳造円弧へ大きく入り込むこともでき、それにより全高の減少が可能になる。

帯の更に大きい厚さ減少を行うため、修正装置の出口側に圧延スタンドが設けられ、それにより続きの圧延工場へ、比較的薄い帯を供給することができる。

本発明による方法が図面により詳細に説明される。

発明の実施手段

図１によれば、鋼帯１を垂直に連続鋳造するための図示した連続鋳造装置は、移動する鋳型２、それにより連続片案内部３を経て続く変形装置４、及び修正装置５を持ち、帯１はこの修正装置５から鋳造円弧６へ出て、垂直な経過から水平な経過へ転向される。修正装置５は、少なくとも部分的に鋳造円弧６の範囲へ延びることができ、それにより低い全高が可能になる。

移動する鋳型２は、互いに対向しかつ無端に循環する２つの板鎖７から成り、これらの板鎖７は間に不変な成形間隙を包囲し、鋳造容器に取付けられる鋳造管８が成形間隙へ開口している。板鎖７に互いに対をなして付属する板は、平行四辺形状断面を持つ成形間隙を形成するので、移動する鋳型の成形間隙へ鋳造管８により注入される流動性鋼は板鎖７の範囲で冷却され、進行する冷却により、厚くなって凝固する殻９を形成し、この殻９は、縦縁１０の範囲で、縦縁１０の方へ減少する厚さのため、図３及び４又は図６及び７からわかるように凝固し、これらの図は、移動する鋳型２の範囲において最初はまだ薄い殻９を持ちそれから増大する殻厚を持つ連続片１１を示している。凝固した縦縁１０のため、連続片案内部３を経て変形装置４への引続く案内が直ちに可能であり、この変形装置４の成形間隙は、平行四辺形入口断面から平行平面の出口断面へ移行している。この目的のため変形装置４は、連続片１１に関して互いに対向しかつ間に成形間隙を形成する複数の縦梁１２を持ち、これらの縦梁１２は入口側で軸１３の周りに揺動可能に支持され、互いに逆の揺動の向きに圧力シリンダを介して作用を受ける。成形間隙は成形ローラ１５により区画される。

図５からわかるように、従来技術によれば、この変形装置４において、殻９は、流動性芯を上方へ押出しながら、互いに押付けられかつ一貫して凝固した帯を形成するまで、向き合って導かれ、この帯の厚さは不変な冷却条件において鋳造速度又は溶鋼の温度に関係している、これとは異なり、殻９は、変形装置４において、図８に示すように、蚊等９は、変形装置４において、まだ流動性の芯１６を持つ平行平面の断面のみとなるように集合される。その際縦縁１０が延伸を伴う圧縮変形を受けないように、注意せねばならない。流動性芯１６の凝固は、少なくとも入口側に一定の厚さの成形間隙を持つ修正装置５においてはじめて行われ、この成形間隙の範囲で、図９により一定の厚さの帯１が得られるまで、流動性芯１６が凝固する。これに関して考慮すべきことは、流動性芯１６の範囲にある圧力により殻９が修正装置５へ押付けられ、従って所定の成形間隙幅が、鋳造速度又は流動性芯１６の厚さに関係なく帯厚を決定することである。しかし成形間隙幅は、凝固する縦縁１０の厚さに応じて選ばれる。帯１の縁側延伸が回避されるようにせねばならない。

冷却、鋳型２及び変形装置４を通る連続片１１の通過速度、鋳型２及び変形装置４の長さは、変形装置４から出る際連続片１１がまだ流動性芯１６を持っているように、互いに合わされている。なぜならば、帯１の凝固は、修正装置５においてはじめて行われるようにせねばならないからである。修正装置５の修正ローラ１７は、操作シリンダ１８を介して、修正装置に対して規定される成形間隙経過に設定される。流動性芯１６の範囲には著しい圧力が存在するので、帯１の殻９は、修正装置５の範囲で、修正ローラ１７へ向かって外方へ押付けられ、それにより所望の修正効果が保証され、修正装置５へ帯１が入る際、流動性芯１８のそれぞれの厚さが変化することができる。

修正装置５において既に平行平面の帯断面が前提とされるので、図２からわかるように、修正ローラ１７は帯幅にわたって延びている。修正ローラ１７の概略的に示す駆動装置１９は、帯の搬送を援助し、流動性芯１６の凝固後の小さい圧延能力にも合わされているので、帯１の完全な凝固に続いて、延伸作用で僅かな厚さ減少のために修正ローラ１７を利用することができる。一層強い厚さ減少を行うことができるようにするため、修正装置５の直後に圧延スタンド２０を設けることができる。しかしこの圧延スタンド２０は、図１に鎖線で示すように、鋳造円弧６に続いて設けることもできる。

連続鋳造のための本発明による連続鋳造装置を概略縦断面で示す。 修正装置の簡素化した断面を拡大寸法で示す。 従来技術により鋳造される連続片の帯への変形中における第１の断面変化を示す。 従来技術により鋳造される連続片の帯への変形中における第２の断面変化を示す。 従来技術により鋳造される連続片の帯への変形中における第３の断面変化を示す。 本発明により鋳造される連続片の帯への変形中における第１の断面変化を示す。 本発明により鋳造される連続片の帯への変形中における第２の断面変化を示す。 本発明により鋳造される連続片の帯への変形中における第３の断面変化を示す。 本発明により鋳造される連続片の帯への変形中における第４の断面変化を示す。

Claims (7)

1. 鋼帯の垂直連続鋳造方法であって、まず移動する鋳型（２）内で、流動性の芯（１６）及び凝固する殻（１１）を持ちかつ平行四辺形状断面を持つ連続片（１１）が鋳造され、それから変形装置（４）において、既に凝固して冷却により次第に厚くなる連続片（１１）の殻（９）を、凝固した縦縁（１０）の圧縮変形なしに鋳造方向にますます圧縮することによって、凝固した縦縁（１０）及び流動性芯（１６）を持ちかつ平行平面の断面を持つ連続片（１１）が形成されるものにおいて、変形装置（４）における芯の凝固中にまだ流動性の芯（１６）を持つ連続片（１１）の圧縮後、修正装置（５）において、連続片（１１）が凝固した縦縁（１０）の厚さに相当する一定の成形間隙幅を持つ成形間隙内を導かれ、その際一定の厚さの帯（１）が得られるまで、流動性芯（１６）が凝固することを特徴とする、方法。
2. 修正装置（５）において、帯（１）が流動性芯の凝固の直後に延伸により厚さを減少されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 凝固した帯（１）が修正後圧延により厚さを更に減少されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 鋳造すべき連続片（１１）と共に移動しかつ平行四辺形状成形断面を持つ鋳型（２）と、連続片（１１）に関して互いに対向しかつ平行四辺形状の入口断面及び平行平面の出口断面を持つ成形間隙を間に形成する複数のローラ（１５）を持つ変形装置（４）とを含んでいるものにおいて、変形装置（４）に、修正装置（５）が続き、少なくとも入口側に一定の成形間隙幅を有する区域を持っていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の方法を実施するための連続鋳造装置。
5. 修正装置（５）が、成形間隙を区画しかつ一定の成形間隙幅を設定するため調節可能な修正ローラ（１７）を持っていることを特徴とする、請求項４に記載の連続鋳造装置。
6. 修正装置（５）が、少なくとも一部分鋳造円弧（６）の範囲にあることを特徴とする、請求項５に記載の連続鋳造装置。
7. 修正装置（５）の出口側に圧延スタンド（２０）が設けられていることを特徴とする、請求項４〜６の１つに記載の鋳造装置。

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