JPH09225596A - 双ドラム式連続鋳造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断面がなめらかなクラウン形状をもつ鋳片を
鋳造できる双ドラム式連続鋳造方法及びその為の連続鋳
造装置を提供する。 【解決手段】 所定間隔を保持して互に反対方向に回転
する一対の冷却ドラム６ａ，６ｂと、その側面に摺接す
る一対のサイド堰５によって画成した鋳型内に、ドラム
６ａ，６ｂの周面に向けドラム軸方向に開口した複数個
の溶湯吐出口２と内部に多孔体３を備えた注湯用浸漬ノ
ズル１を配置している。多孔体は中央部の多孔体３ａ、
最端部の多孔体３ｃ及びこれらの間の多孔体３ｂに分割
され、多孔体３ａ，３ｂ，３ｃの孔７ａ，７ｂ，７ｃの
直径をこの順に小さくしてある。これによって吐出口２
からの単位面積当りの溶湯の流量すなわち流速は中央部
で大きく端部で小さくなり、冷却ドラム６ａ，６ｂ内に
軸方向になだらかな温度分布を生じ、その熱変形の曲線
が滑らかとなり鋳造される鋳片のクラウン形状が良好な
ものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、双ドラム式連続鋳
造方法及び装置に係り、特に断面形状の良好な鋳片が得
られるように注湯を行う双ドラム式連続鋳造方法及び装
置に係る。

【０００２】

【従来の技術】双ドラム式連続鋳造装置では、所定間隔
を保持して互に反対方向に回転する一対の冷却ドラムと
そのドラムの側面に摺接する一対のサイド堰とにより画
成した鋳型内に、注湯用浸漬ノズルを配置して前記鋳型
内に溶湯を供給し冷却ドラムの回転につれて薄板を鋳造
する。

【０００３】注湯用浸漬ノズルとしては、冷却ドラムの
周面に向けドラム軸方向に開口した溶湯吐出口と、内部
に多孔体を備えたものが用いられる。その注湯用浸漬ノ
ズルとして、従来種々の構造のものが提案されている。

【０００４】例えば特開平０６−１２６３９５号に開示
されたものは、図５及び図６に示すように、スリット状
の吐出口を有するノズル本体と、ノズル本体内に組み込
み溶湯を供給する中間ノズルとで構成されている。図５
及び図６において、１は注湯用浸漬ノズルで、２はその
吐出口、３は内部の多孔体であり、１０は脱気孔であ
る。２０は中間ノズルを示している。

【０００５】このノズルでは、前記したように多孔体３
が注湯用浸漬ノズル１の内部に設けられ溶湯は該多孔体
３を介してノズル吐出口２へと抜けるようになってい
る。しかし、このノズルでは、多孔体３の空隙部はノズ
ル１内で殆んど同じ分布であり、ノズル吐出口２もほぼ
等間隔となっている。

【０００６】また、特開平０７−６０４１５号に開示さ
れている連続鋳造用偏平ノズルにおいても、定常操業中
に移動鋳型内の湯溜り部に浸漬される下部閉鎖端近傍の
冷却ドラム側両側壁に設けるスリット状ノズル孔が略同
じ寸法に形成されている。

【０００７】また、特開平０７−６８３５７号に開示さ
れた双ドラム式連続鋳造用偏平ノズルにおいては、図７
に示すように、その底部に多数の貫通孔３０ａを有する
整流耐火物３０を配設し、その整流耐火物３０における
孔面積率を中央で小さく両側部で大きくしている。上記
ノズルを用いて鋳造して得られた鋳片２５の形状例を図
８に示しているが、鋳片断面の中央と端の間に中央部よ
り厚肉の個所を生じるなどの不具合があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、双ド
ラム式連続鋳造においては、一対の冷却ドラムと一対の
サイド堰とで画成した鋳型内に注湯用浸漬ノズルを配置
して、鋳造時にはそのノズル吐出口を通して溶湯をドラ
ム胴面方向に流すが、ドラム外周面へ衝突する溶湯流れ
の速度がノズル端部のところで急激に低下するためドラ
ムの熱変形がいびつに生じ、結果として、鋳片のクラウ
ン形状（断面形状）が図８に示すようないびつとなり良
好な形状の鋳片を得ることができなかった。

【０００９】本発明では、注湯流のドラム面への衝突速
度を一様に変化させて断面がなめらかなクラウン形状を
もつ鋳片を鋳造できるようにした双ドラム式連続鋳造方
法及びその為の連続鋳造装置を提供することを課題とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、冷却ドラムとサイド堰によって画成した鋳型
内に、冷却ドラムの周面に向けドラム軸方向に開口した
複数個の溶湯吐出口と内部に多孔体を備えた注湯用浸漬
ノズルを配置し、その注湯用浸漬ノズルの溶湯吐出口か
らの溶湯速度を中央部より端部で小さくして注湯する双
ドラム式連続鋳造方法を採用する。

【００１１】本発明のこの双ドラム式連続鋳造方法によ
れば、注湯用浸漬ノズルの吐出口からの単位面積当りの
流量すなわち流速を中央部で大きく端部を小さくされる
ので溶湯の熱が水冷ドラム中へ流入する伝熱量が溶湯の
流れの影響を受けて、中央部で大きく端方向に進むに従
って徐々に小さくなり、なだらかな熱負荷の変化を生じ
るため、この熱負荷によってドラム内部に軸方向になだ
らかな温度分布を生み熱変形を生じるが、熱変形の曲線
がなだらかとなる。

【００１２】前記した本発明による双ドラム式連続鋳造
方法においては、ノズル吐出口での単位面積当りの流量
すなわち流速を、中央部吐出口部に対する最端部吐出口
部の速度比で０．４〜０．８の範囲内とするのが好まし
い。すなわち、最端側の流速が中央部の０．８倍を越え
るとノズル端部での注湯流速差が大きくなり、鋳片の中
央部と端の間に中央部より厚肉の個所を生ずるからであ
る。また、最端側の流速が中央部の０．４倍以下になる
と、この場合も注湯流の流速差が大きくなり、鋳片形状
が前述の０．８倍を越えた場合と同様の形状となり不適
である。

【００１３】また、本発明は前記課題を解決するため、
冷却ドラムとサイド堰によって画成した鋳型内に、冷却
ドラムの周面に向けドラム軸方向に開口した複数個の溶
湯吐出口と内部に多孔体を備えた注湯用浸漬ノズルを配
置し、その注湯用浸漬ノズルの多孔体における中央部の
空隙率を端部の空隙率より大きく構成した双ドラム式連
続鋳造装置を提供する。

【００１４】本発明による双ドラム式連続鋳造装置の実
施の一形態として、その注湯用浸漬ノズルの吐出口をド
ラム軸方向に複数個に分割し、各分割されたノズル吐出
口開口部からの単位面積当りの流量すなわち流速を中央
部を大きく、端部を小さくするよう、ノズル内部に流体
の抵抗となる多孔体の空隙率を違えて、その多孔体の抵
抗が中央部で小さくなるようにする。

【００１５】本発明による双ドラム式連続鋳造装置で用
いる注湯用浸漬ノズルにおける多孔体の空隙率を前記し
たように変えるには、その多孔体における中央部の孔径
を端部の孔径より大きく形成させる等、適宜の構造のも
のを採用してよい。

【００１６】このように構成した本発明の双ドラム式連
続鋳造装置によれば、前記した本発明の双ドラム式連続
鋳造方法を効果的に実現し、なだらかな断面形状をもつ
鋳片を鋳造することができる。

【００１７】一方、双ドラム式連続鋳造装置では、ドラ
ムの軸方向長さに対して、ノズルのドラム軸方向長さが
短い場合、前記した本発明の鋳造方法によっても熱流速
のドラム軸方向分布に若干のむらを生じ、熱変形形状が
いびつ即ち中央部が薄くなることがある。そこで前記し
た本発明による双ドラム式連続鋳造装置においては、注
湯用浸漬ノズルの最端部の溶湯吐出口を冷却ドラムとサ
イド堰の交点に向けて開口させた構造とするのが好まし
い。

【００１８】このような構造とすることによって注湯流
とドラム周面との相対速度が中央部から端部にかけて徐
々に変化するようになる。これによりドラムの熱変形形
状がなめらかとなり、良好な形状即ち幅方向の板厚が均
一又は中央部がやや厚い鋳片を得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による双ドラム式連
続鋳造方法及び装置について図１〜図４に示した実施の
形態に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の
形態において、図５，図６に示した従来の装置と同じ構
成の部分には説明を簡単にするため同じ符号を付してあ
る。

【００２０】（第１実施形態）まず、図１に示した本発
明の実施の第１形態による双ドラム式連続鋳造装置につ
いて説明する。図１において、６ａ，６ｂは一対の冷却
ドラムで、この冷却ドラム６ａ，６ｂと、その側面に摺
接している一対の耐熱セラミックス製のサイド堰耐火物
５ａ，５ｂを有するサイド堰５とによって鋳型が画成さ
れている。５ｃは、サイド堰に設けられたサイド堰ヒー
タである。前記鋳型内には、注湯用浸漬ノズル１が配置
されている。

【００２１】この注湯用浸漬ノズル１には、鋳型内に溶
湯を供給する溶湯吐出口２が設けられている。この溶湯
吐出口２はドラム軸方向に複数個に分割してあり、分割
された各吐出口２の開口部からの単位面積当りの溶湯の
流量、すなわち流速を中央部を大きく、端部を小さくす
るようノズル内部に流体の抵抗となる多孔体３を設けて
いる。

【００２２】すなわち、多孔体３は、注湯用浸漬ノズル
１の中央部の多孔体３ａ、その両側の多孔体３ｂ、及び
最端部の多孔体３ｃによって構成され、それら多孔体３
ａ，３ｂ及び３ｃの孔７ａ，７ｂ及び７ｃの直径はこの
順に小さくしてある。これによって、多孔体３を通過す
る溶湯に対する抵抗は中央部で小さく、端部で大きくす
る。なお、注湯用浸漬ノズル１の全体構造を図４に示し
てある。

【００２３】このように図１に示した双ドラム式連続鋳
造装置においては、その注湯用浸漬ノズル１の吐出口２
をドラム軸方向に複数個に分割し、各分割された吐出口
２の開口部からの単位面積当りの流量すなわち流速を中
央部で大きく、端部を小さくするようノズル内部に設け
た多孔体３の空隙率を中央部で大きく、端部で小さくし
たので、溶湯の熱が冷却ドラム６ａ，６ｂ中へ流入する
伝熱量が溶湯の流れの影響を受けて、中央部で大きく端
方向に進むに従って徐々に小さくなり、なだらかな熱負
荷の変化を生ずる。

【００２４】この熱負荷によって、冷却ドラム６ａ，６
ｂ内部に軸方向になだらかな温度分布を生み熱変形を生
じるが、熱変形の曲線が滑らかとなる。なお、ノズル１
の内部に設けた多孔体３を同じ空隙率としても、中央部
で大きな目開きとすることにより流れが容易となり、端
部で小さな目開きとすることにより流れが中央部よりゆ
るやかとなり前記したと同様の結果を導出し得る。

【００２５】吐出口２での単位面積当りの流量すなわち
流速は、中央部吐出口部と最端部吐出口部では速度比で
０．４〜０．８の範囲内で小さくした場合が良好であっ
た。すなわち、最端側の流速が中央部の０．８倍を越え
るとノズル端部での注湯流速差が大きくなり、鋳片に中
央部と端の間に中央部より厚肉の個所を生じた。また、
最端側の流速が中央部の０．４倍以下になると、この場
合も注湯流の流速差が大きくなり、鋳片形状が前述の
０．８倍を越えた場合と同様の形状となり不適となっ
た。

【００２６】（第２実施形態）次に、図３に示した本発
明の実施の第２形態による双ドラム式連続鋳造装置につ
いて説明する。この図３に示した装置で用いている注湯
用浸漬ノズル１では、そのノズル最端側の吐出口２の開
口方向を冷却ドラム軸直角方向ないし、湯面と冷却ドラ
ム胴面とサイド堰５の交点の間としている。また、中間
位置の吐出口２の方向を中央部吐出口２の方向（角度）
と最端側の吐出口２の方向（角度）の中間となるよう設
定しても良い。この注湯用浸漬ノズル１の全体構造は図
４に示したものと同じである。

【００２７】双ドラム式連続鋳造装置において、ドラム
の軸方向長さに対して、注湯用浸漬ノズルのドラム軸方
向長さが短い場合は、熱流速のドラム軸方向分布に若干
のむらを生じ易く、鋳造される鋳片の熱変形形状がいび
つ即ち中央部が薄くなることがある。

【００２８】そこで、図３のようにノズル１の最端側ノ
ズル吐出口の開口方向を冷却ドラム軸に対し直角方向又
はドラム周面とサイド堰の交点の方向とし、注湯流とド
ラム周面との相対速度が中央部から端部にかけて徐々に
変化するようにした。これによりドラムの熱変形形状が
なめらかとなり、良好な形状、即ち、幅方向の板厚が均
一又は中央部がやや厚い鋳片を得るようになる。

【００２９】

【実施例】次に、本発明による双ドラム式連続鋳造方法
の実施例について説明する。

【００３０】（第１実施例）双ドラムとして直径１２０
０mmφ, 幅８００mmの冷却ドラム２個を用いた。ノズル
の形状は図１，図４に示すものを用いたが、ノズル浸漬
部の軸方向長さ６８０mm、吐出口２の開口幅を中央で２
００mm、外端部のものを５０mm、その間のものを１４０
mmとし、多孔体（ポーラスセラミックスフィルター）３
ａ，３ｂ，３ｃの孔７ａ，７ｂ，７ｃ、直径を中央の多
孔体３ａで直径６mmφ、外端部の多孔体３ｃで３．９mm
φ、その間の多孔体３ｂを５mmφとして、空隙率を２０
％となるようジグザグ状に配列した。

【００３１】鋳造時は湯面幅（湯面と接触するドラム間
距離）を２８０mmに保ち、鋳造速度６０m/min で、本ノ
ズル先端部を湯面内に浸漬（挿入）した状態で連続鋳造
した。

【００３２】その結果、冷却ドラム６ａ，６ｂの外周部
の変形は鋳片クラウン形状が一様な曲率変化になるよう
に生じ、図２に示すような鋳片形状となり、鋳片中央部
肉厚ｔc が鋳片端部肉厚ｔe ，ｔe ’より厚くなり、か
つ、中間部の肉厚ｔm ，ｔm’はｔc とｔe ，ｔe ’の
中間値となる良好形状を示した。

【００３３】また、多孔体３ａ，３ｂ，３ｃの孔７ａ，
７ｂ，７ｃの直径を中央部で６mmφ、最端部１mmφ、空
隙率を２０％とした場合も良好な鋳片形状を得た。

【００３４】（第２実施例）冷却ドラムとして直径１２
００mmφ，幅１３３０mmのものを用いた。注湯用浸漬ノ
ズル１は第１実施例のものと同様のものを用いたが、た
だ幅５０mmの外端部の吐出口２を湯面と冷却ドラム胴面
及びサイド堰の交点部からドラム周面上で１００mm中央
側となるよう吐出方向を設定し鋳造した。この鋳造結
果、ドラムの熱変形は一様な曲率変化を示し鋳片も図２
に示すような良好な形状のものが得られた。

【００３５】（第３実施例）第１実施例において、多孔
体３の直径を中央の多孔体３ａで６mmφ、外端部の多孔
体３ｃで４mmφ、その間の多孔体３ｂを５mmφとすると
共に、空隙率を中央の多孔体３ａで３０％とし、外端の
多孔体３ｃと中間部の多孔体３ｂでは孔の個数を同じと
して、空隙率はそれぞれ１３．３％，２０．８％として
鋳造に供した。

【００３６】この鋳造結果に於てもドラムの熱変形は一
様な曲率変化を示し、図２に示すような良好な形状の鋳
片を得た。また、ノズル中央部の吐出口部の多孔体３ａ
を５mmφの孔にて空隙率を２０．８％とし、最端部ノズ
ル吐出口の多孔体３ｃを直径５mmφの孔とし、空隙率を
１６．６％とした場合も良好な鋳片形状を得た。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による双ド
ラム式連続鋳造方法及び装置においては、注湯用浸漬ノ
ズルの溶湯吐出口からの溶湯速度を中央部より端部で小
さくして注湯するようにしているので、単位面積当りの
流量すなわち流速は中央部で大きく端部を小さくされ
る。

【００３８】従って、溶湯の熱が水冷ドラム中へ流入す
る伝熱量は、溶湯の流れの影響を受けて、中央部で大き
く端方向に進むに従って徐々に小さくなりなだらかな熱
負荷の変化を生じ、これによって水冷ドラムの一様な熱
変形形状を得ることができるようになり、良好な形状の
鋳片が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態による双ドラム式連続
鋳造装置における注湯用浸漬ノズルの構造を示す平面
図。

【図２】図１に示した注湯用浸漬ノズルを用いて鋳造し
た鋳片の断面図。

【図３】本発明の実施の第２形態による双ドラム式連続
鋳造装置における注湯用浸漬ノズルの構造を示す平面
図。

【図４】本発明の実施の一形態による双ドラム式連続鋳
造装置における注湯用浸漬ノズルを一部破断して示す側
面図。

【図５】従来の双ドラム式連続鋳造装置における注湯用
浸漬ノズルを示す図４と同様の側面図。

【図６】図５に示したノズルの紙面に垂直方向の断面
図。

【図７】従来の双ドラム式連続鋳造装置における注湯用
浸漬ノズルの他の例を示す図面で、（ａ）は断面図、
（ｂ）は平面図。

【図８】従来の双ドラム式連続鋳造装置で鋳造される鋳
片の断面形状を示す断面図。

【符号の説明】

１ 注湯用浸漬ノズル ２ 吐出口 ３，３ａ，３ｂ，３ｃ 多孔体 ４ 溶湯 ５ サイド堰 ５ａ，５ｂ サイド堰耐火物 ５ｃ サイド堰ヒータ ６ａ，６ｂ 冷却ドラム １０ 脱気孔 ２０ 中間ノズル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔を保持して互に反対方向に回転
   する一対の冷却ドラムと同ドラムの側面に摺接する一対
   のサイド堰とにより画成した鋳型内に、同ドラムの周面
   に向けドラム軸方向に開口した複数個の溶湯吐出口と内
   部に多孔体を備えた注湯用浸漬ノズルを配置し、前記冷
   却ドラムの回転につれ薄板を鋳造する連続鋳造方法であ
   って、前記注湯用浸漬ノズルの溶湯吐出口からの溶湯速
   度を中央部より端部で小さくして注湯することを特徴と
   する双ドラム式連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 前記中央部に対する端部の流速比を０．
   ４〜０．８とする請求項１記載の双ドラム式連続鋳造方
   法。
3. 【請求項３】 所定間隔を保持して互に反対方向に回転
   する一対の冷却ドラムと同ドラムの側面に摺接する一対
   のサイド堰とにより画成した鋳型内に、同ドラムの周面
   に向けドラム軸方向に開口した複数個の溶湯吐出口と内
   部に多孔体を備えた注湯用浸漬ノズルを配置し、前記冷
   却ドラムの回転につれ薄板を鋳造する連続鋳造装置であ
   って、前記多孔体は、中央部の空隙率を端部の空隙率よ
   り大きく構成したことを特徴とする双ドラム式連続鋳造
   装置。
4. 【請求項４】 前記多孔体を、中央部の孔径が端部の孔
   径より大きくした請求項３記載の双ドラム式連続鋳造装
   置。
5. 【請求項５】 前記注湯用浸漬ノズルの最端部の溶湯吐
   出口を前記冷却ドラムとサイド堰の交点に向けて開口さ
   せた請求項３記載の双ドラム式連続鋳造装置。