JPH0839198A - 溶湯を最終寸法に近く鋳造する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳造の際凝固する溶湯の寸法精度を改善す
る。 【構成】 容器１からこの容器に付属しかつ流入開口４
及び場合によつては出口開口３を持つ通路２を通して溶
湯特に金属溶湯を最終寸法に近く鋳造する方法におい
て、通路２に高周波振動を作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器からこの容器に付
属しかつ流入開口及び場合によつては出口開口を持つ通
路を通して溶湯特に金属溶湯を最終寸法に近く鋳造する
方法に関する。更に本発明はこの方法を実施する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】このような方法は欧州特許出願公開第３
３４８０２号明細書に記載されている。ここでは金属溶
湯は容器から通路状鋳造ノズルを通つて旋回する冷却浴
へ流れる。金属溶湯を均一な厚さの帯に凝固させるた
め、鋳造ノズルと冷却浴との間隔が測定される。容器内
の溶湯の圧力は適当に設定される。この制御回路のた
め、帯厚の変動が生じ、平滑ロールによりこの変動を相
殺せねばならない。

【０００３】特開昭６３−１８３７４７号公報には、溶
湯容器の傾斜した冷却壁の所で溶湯を凝固させる方法が
記載されている。壁は、溶湯が壁に凝着するのを防止す
る超音波振動の作用を受ける。凝固する溶湯は帯として
ローラにより壁から上方へ引出される。得られる帯厚は
多数のパラメータに関係するので、均一な帯厚を得るの
が困難である。更に溶融金属が空気に接触する開放鋳造
によつて、清浄な鋼への要求を考慮することはできな
い。

【０００４】類似な方法が特開昭６２−２３０４５８号
明細書にも記載されている。

【０００５】ドイツ連邦共和国特許出願第Ｐ４２４０８
４９号明細書には、支持板上へ金属溶湯を流す鋳造方法
が記載されている。この支持板は超音波振動により励振
されて、支持板上で凝固する金属溶湯が案内方向の運動
方向を加えられる。これは、凝固する溶湯から生ずる帯
の厚さに殆ど影響を及ぼさない。この場合も開放鋳造が
行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、凝固
する金属断面の寸法精度を改善する方法を提案すること
である。更にこの方法により空気を遮断して金属の凝固
を可能にする。更に本発明の課題は、純粋な長方形とは
異なる断面でも溶融金属の凝固を可能にする鋳造装置を
提案することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
方法に関して本発明によれば、少なくとも５ｋＨｚの高
周波振動特に２０ｋＨｚ及びそれ以上の範囲にある超音
波振動を通路に作用させる。また装置に関して本発明に
よれは、通路に１つ又は複数の振動発生器が設けられ
て、少なくとも５ｋＨｚ特に２０ｋＨｚ及びそれ以上の
範囲にある超音波振動を通路に作用させる。

【０００８】通路は、溶融金属をその溶融状態から固体
状態への移行区域で収容する。通路は、一方ではまだ溶
融している溶湯を収容し、他方では既に凝固している溶
湯を収容し、従つて連続凝固する溶湯の断面を規定す
る。溶湯の凝固の際形成される金属連続鋳片が溶湯レベ
ルより上で通路の全高を満たすことは必要でない。その
場合にも、連続鋳片の厚さ及び幅にわたつて均一な寸
法、場合によつては異なる断面が得られる。通路の高周
波振動は、一方では凝固する溶湯が通路壁に凝着しない
ことを保証し、他方では通路内における溶湯の運動又は
分布を保証する。

【０００９】本発明の発展では、通路が加熱又は冷却さ
れる。通路の加熱により溶湯の早すぎる凝固が防止され
る。冷却により溶湯の凝固が連続鋳片凝固殻の形で助長
され、このような連続鋳片凝固殻では、凝固殻内にまだ
溶融しているコアが存在する。特に通路へ溶融状態で入
る金属は、通路内を引続いて流れる間に、少なくとも片
側で少なくとも連続鋳片凝固殻を形成するまで冷却され
る。

【００１０】通路は、公知の連続鋳造鋳型のように水冷
することができる。この場合通路を金属特に銅から作る
ことが可能である。しかし通路に耐火セラミツク材料を
使用すると、鋳造すべき金属に全く又は僅かしかぬれな
い材料を選択できるので、有利である。これにより凝固
する溶湯が通路壁へ凝着するのを防止するように、通路
の振動作用の効果が助長される。耐火セラミツク材料の
使用により、通路内の溶湯を加熱区域で殻の形成なしに
溶融状態に保つことも可能になり、これは冶金上の理由
からも有利である。加熱区域に続く冷却区域では、冷却
出力により金属鋳型の軟化温度を考慮する必要なく、溶
湯を適当に冷却することができる。摩耗に関しても、セ
ラミック通路は金属通路より有利である。

【００１１】本発明の発展では、金属連続鋳片の流れ方
向にある少なくとも１つの振動成分を通路へ作用させ
る。この振動成分により、溶湯特に凝固段階にある溶湯
が容器から離れるように送られる。金属連続鋳片の流れ
方向に対して直角な振動成分は、溶湯が通路壁に凝着す
るのを防止する。溶湯を包囲する通路の全部の壁へ、流
れ方向に対して直角に振動成分を作用させるのがよい。

【００１２】流れ方向に対して横方向又は流れ方向に対
して任意の角をなす振動成分は、通路内における溶湯の
所望の分布を助長する。

【００１３】本発明の発展では、引出し速度即ち凝固す
る金属連続鋳片を通路から流れ方向に送る速度を制御す
る。これは、流れ方向に向く振動成分の振幅又は振動数
の制御によつて行うことができる。

【００１４】引出し速度は通路の傾斜の変化によつても
行われる。引出し速度は容器−通路系の正圧又は負圧に
よつても制御可能で、この正圧又は負圧は容器内にある
溶融金属面に作用する。通路の傾斜の変化により、振動
成分による送りに、一種の重力送りを重畳することがで
きる。振動送りに正圧送り又は負圧送りも重畳すること
ができる。

【００１５】本発明による方法のそれ以外の発展及びこ
の方法を実施するための装置の特徴は、請求項及び実施
例の以下の説明から明らかになる。

【００１６】

【実施例】冶金容器１の下部に通路２が通じている。こ
の通路２は角Ｗをなして傾斜してている。容器１及び通
路２内にある溶湯レベルはＳで示されている。通路２は
溶湯レベルを越えて突出している。その出口開口３は溶
湯レベルＳより上にあり、その流入開口４は容器１の下
部に設けられている。

【００１７】溶湯レベルＳより下で通路２の外側に誘導
加熱装置５が設けられている。溶湯レベルＳより上及び
一部下で、通路２に冷却装置６が設けられている。

【００１８】通路２には少なくとも１つの振動発生器７
が設けられて、高周波振動特に超音波振動を装置へ作用
させる。

【００１９】通路２の断面輪郭（図２及び３参照）は、
全周を閉じられ、鋳造すべき帯又は薄スラブの断面に合
わされている。しかし通路２の高さＨより小さい厚さの
断面を持つ連続鋳片も通路２から送ることができる。特
にこの場合、通路２に接続されかつ出口開口３まで全周
を閉じられる通路２により空気に対して行われる溶湯の
遮蔽を、例えば通路２の開口範囲における封止アルゴン
により更に改善することができる。なお図１による装置
により行われる方法では、凝固した溶湯が上方へ通路２
から送られるので、本来の出湯ではない。

【００２０】出口開口３の後に搬送ローラ又はベルト８
が設けられ、その上へ出口開口３から送られる帯又は薄
スラブが載る。ローラ又はベルト８は、通路２から帯又
は薄スラブを引出すのに役立つのではなく、単に更に送
るために役立つ。

【００２１】方法は次のように行われる。通路２の下部
には、容器１内におけるように溶湯レベルＳの所まで金
属溶湯が存在する。加熱装置５は、通路２内の溶湯が望
ましくないように早く凝固するのを防止し、溶湯温度の
精密制御に役立つ。

【００２２】引出し即ち凝固した溶湯の通路２から流れ
方向Ｆへの送りのため、溶湯レベルＳより下まで延びて
いる冷却装置６が始動される。振動発生器７が、流れの
方向Ｆに平行な振動成分ａを通路２へ加える。通路２の
この高周波振動により、通路２で帯又は薄スラブの形に
凝固する溶湯は、出口開口３からローラ８上へられる。
出口開口３から出る際凝固する溶湯は、この溶湯の外皮
Ａが既に凝固しているが内部でまだ凝固してないコアＢ
を包囲するように、凝固殻であつてもよい。出口開口３
又は通路２の断面は引出される帯又は薄スラブの断面形
状を決定する。引出される連続鋳片の特別な断面形状例
えば波形又はひれ形が望まれると、通路２は少なくとも
溶湯の凝固する範囲にそれに応じた断面輪郭を持つてい
る。しかし通路内における溶湯の自由表面において、溶
湯に適当な振動を作用させて、溶湯に輪郭を与え、例え
ば長さ方向に波形ひれを与え、この形状で凝固させるこ
とが可能である。コアＢは、帯又は薄スラブをローラ８
上で更に搬送する際凝固する。

【００２３】振動発生器７は、流れ方向Ｆに対して直角
に向く振動成分ｂ（図１及び２参照）も通路２へ加え
る。これにより、溶湯が通路２の壁に凝着しないように
することができる。それにより凝固する溶湯の外皮Ａが
通路２の壁に固着することはない。

【００２４】振動発生器７は更に流れ方向Ｆに対して横
方向の振動成分ｃも通路２へ加えることができる。これ
により例えば通路２の幅にわたる溶湯の均一な分布が保
証されるので、出口開口３において外皮Ａが出口開口３
の幅全体又は断面全体を均一に満たす。

【００２５】出口開口３が溶湯レベルＳより上にあるこ
とによつて、容器１をその上の溶湯レベルＳまで満たし
た後、上述した引出し過程が適切に開始される。振動発
生器７及び場合によつては冷却装置６が始動され、場合
によつては加熱装置５が遮断されるか又は出力を減少さ
れる時、引出し過程が始まる。引出し速度は、冷却装置
６の冷却出力に関連して振動成分ａの振幅及び周波数を
調節することにより制御される。

【００２６】通路２は、流入開口４の範囲で固定的にか
つハウジングから取外し可能に、容器１に結合されてい
る。この結合は一般に剛性的である。振動発生器７から
容器１に加えられる振動を容器１に対して動的に分離せ
ねばならない場合弾性的結合が行われる。

【００２７】通路２は容器１に関節結合することもでき
る。この場合引出し速度を場合によつては付加的な成分
により制御するため、角Ｗを調節することが可能であ
る。その際通路２が容器１から水平に又は下方へ傾斜し
て延びるように、通路２を向けることができる。

【００２８】例えば清浄鋼に重きを置かない場合、又は
連続鋳片を鋳造しない場合、通路を容器から切離し、例
えば惰行ノズルを介して溶湯を供給することができる。
この場合出口開口を流入開口より下に設けることができ
る。

【００２９】引出し速度を制御するために、容器１内の
溶湯レベルＳへ、公知のように又は場合によつては付加
的に、正圧又は負圧を及ぼすことも可能である。

【００３０】振動発生器７及び通路２の長さのみによつ
て、溶湯が通路２内で早く凝固せず、少なくとも外皮Ａ
で凝固した形で出口開口３を出るようにすることができ
る場合には、加熱装置５及び冷却装置６は必要でない。

【００３１】連続鋳片を鋳造しない場合、通路２を出口
開口３の範囲で閉じるか、又は出口開口３を持たないよ
うにすることができる。その場合上述した高周波振動
は、凝固した金属を通路２から容易に除去するのを保証
する。

【００３２】振動成分ａによりまだ溶融状態にある溶湯
が流れ方向Ｆに溶湯レベルＳを越えて送られ、溶湯レベ
ルＳより下で凝固し始めなかつた場合この溶湯レベルＳ
より上で遅くとも凝固し始めるので、冷却装置６は溶湯
レベルＳより下まで延びている必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】通路を持つ冶金容器の一部の垂直断面図であ
る。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面断である。

【図３】凝固区域の範囲における通路の長方形とは異な
る断面図である。

【符号の説明】

１ 冶金容器 ２ 通路 ３ 出口開口 ７ 振動発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リユーデイゲル・グラウ ドイツ連邦共和国グロースクロツツエンブ ルク・アルベルト−アインシユタイン−シ ユトラーセ８

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器からこの容器に付属しかつ流入開口
   を持つ通路を通して溶湯を最終寸法に近く鋳造する方法
   において、少なくとも５ｋＨｚの高周波振動特に２０ｋ
   Ｈｚ及びそれ以上の範囲にある超音波振動を通路（２）
   に作用させることを特徴とする、溶湯を最終寸法に近く
   鋳造する方法。
2. 【請求項２】 通路（２）がなるべく水冷される金属又
   は耐火セラミツク材料特に鋳造すべき金属溶湯により全
   く又は僅かしかぬらされない耐火材料から成つているこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 通路（２）又は金属を特に誘導で加熱す
   るか又は冷却することを特徴とする、請求項１又は２に
   記載の方法。
4. 【請求項４】 容器（１）から通路（２）へ入る溶融金
   属を、通路（２）内におけるその引続く流れ過程におい
   て少なくとも支持側で、少なくとも連続鋳片凝固殻を形
   成するまで冷却することを特徴とする、請求項１ないし
   ３の１つに記載の方法。
5. 【請求項５】 少なくとも金属の流れ方向（Ｆ）におけ
   る振動成分（ａ）を通路（２）に作用させることを特徴
   とする、請求項１ないし４の１つに記載の方法。
6. 【請求項６】 少なくとも金属の流れ方向（Ｆ）に対し
   て直角又はほぼ直角な振動成分（ｂ）を通路（２）に作
   用させることを特徴とする、請求項１ないし５の１つに
   記載の方法。
7. 【請求項７】 通路（２）の金属を包囲するすべての壁
   に、流れ方向（ａ）及びこれに対して直角な振動成分を
   作用させることを特徴とする、請求項５又は６に記載の
   方法。
8. 【請求項８】 流れ方向（Ｆ）に対して横方向（ｃ）に
   又は流れ方向（Ｆ）に対して任意の角をなして、別の振
   動成分を通路（２）に作用させることを特徴とする、請
   求項１ないし７の１つに記載の方法。
9. 【請求項９】 複数の高周波振動成分特に超音波振動成
   分（ａ，ｂ，ｃ）を通路（２）に作用させることを特徴
   とする、請求項１ないし８の１つに記載の方法。
10. 【請求項１０】 通路（２）内の溶融金属又は凝固金属
    を流れ方向（Ｆ）に引出し速度で送ることを特徴とす
    る、請求項１ないし９の１つに記載の方法。
11. 【請求項１１】 送りの引出し速度を制御可能にするこ
    とを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 通路（２）内の溶融金属又は凝固金属
    を、流れ方向（Ｆ）に向く振動成分（ａ）により送るこ
    とを特徴とする、請求項１ないし１１の１つに記載の方
    法。
13. 【請求項１３】 通路（２）の傾斜（Ｗ）の変化により
    引出し速度を制御可能にすることを特徴とする、請求項
    ９ないし１１の１つに記載の方法。
14. 【請求項１４】 通路−容器系に正圧又は負圧を作用さ
    せることにより、引出し速度を制御可能にすることを特
    徴とする、請求項９ないし１２の１つに記載の方法。
15. 【請求項１５】 通路（２）の傾斜（Ｗ）の変化によ
    り、振動送りに別の送り成分を重畳することを特徴とす
    る、請求項９ないし１２の１つに記載の方法。
16. 【請求項１６】 振動送りに正圧又は負圧の送り成分を
    重畳することを特徴とする、請求項９ないし１３の１つ
    に記載の方法。
17. 【請求項１７】 容器からこの容器に付属しかつ流入開
    口を持つ通路を通して溶湯を最終寸法に近く鋳造する装
    置において、通路（２）に１つ又は複数の振動発生器
    （７）が設けられて、少なくとも５ｋＨｚ特に２０ｋＨ
    ｚ及びそれ以上の範囲にある超音波振動を通路（２）に
    作用させることを特徴とする、溶湯を最終寸法に近く鋳
    造する装置。
18. 【請求項１８】 通路（２）が閉じた断面を持つている
    ことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
19. 【請求項１９】 溶湯レベル（Ｓ）より上にある通路断
    面（Ｈ）が、凝固した連続鋳片断面の厚さより大きいこ
    とを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
20. 【請求項２０】 通路（２）が容器（１）に固定的に結
    合されていることを特徴とする、請求項１７ないし１９
    の１つに記載の装置。
21. 【請求項２１】 通路（２）が容器（１）に剛性的に結
    合されていることを特徴とする、請求項１７ないし２０
    の１つに記載の装置。
22. 【請求項２２】 通路（２）が容器（１）に弾性的に又
    は関節的に結合されていることを特徴とする、請求項１
    ７ないし２０の１つに記載の装置。
23. 【請求項２３】 通路（２）が容器（１）から水平に又
    は上方又は下方へ傾斜して延びていることを特徴とす
    る、請求項１７ないし２２の１つに記載の装置。
24. 【請求項２４】 上方へ傾斜する通路（２）の出口開口
    （３）が溶湯レベル（Ｓ）より上にあることを特徴とす
    る、請求項１７ないし２３の１つに記載の装置。
25. 【請求項２５】 連続鋳片断面を前成形又は最終成形す
    るため、通路（２）が少なくとも出口開口（３）の範囲
    でこの成形に相当する断面を持つていることを特徴とす
    る、請求項１７ないし２４の１つに記載の装置。
26. 【請求項２６】 溶湯レベル（Ｓ）より下で通路（２）
    に加熱装置（５）が設けられていることを特徴とする、
    請求項１７ないし２５の１つに記載の装置。
27. 【請求項２７】 溶湯レベル（Ｓ）より上で通路（２）
    に冷却装置（６）が設けられていることを特徴とする、
    請求項１７ないし２６の１つに記載の装置。
28. 【請求項２８】 冷却装置（６）が溶湯レベル（Ｓ）よ
    り下まで延びていることを特徴とする、請求項２７に記
    載の装置。
29. 【請求項２９】 振動発生器（７）が、通路（２）の流
    れ方向に対して平行（ａ）に又は直角（ｂ）に又は横方
    向（ｃ）に又は角をなして振動成分を通路（２）に加え
    ることを特徴とする、請求項１７ないし２８の１つに記
    載の装置。
30. 【請求項３０】 出口開口（３）に搬送ローラ又は搬送
    ベルト（８）が続いて、出口開口（３）から送られる連
    続鋳片を更に送ることを特徴とする、請求項１７ないし
    ２９の１つに記載の装置。