JPS62176648A - ベルト式薄鋳片連続鋳造機 - Google Patents

ベルト式薄鋳片連続鋳造機

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JPS62176648A
JPS62176648A JP61219800A JP21980086A JPS62176648A JP S62176648 A JPS62176648 A JP S62176648A JP 61219800 A JP61219800 A JP 61219800A JP 21980086 A JP21980086 A JP 21980086A JP S62176648 A JPS62176648 A JP S62176648A
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Koichi Tozawa
戸沢 宏一
Tetsuya Fujii
徹也 藤井
Tsutomu Nozaki
野崎 努
Saburo Moriwaki
森脇 三郎
Noboru Yasukawa
安川 登
Nozomi Tamura
望 田村
Michio Suzuki
道夫 鈴木
Tomoaki Kimura
智明 木村
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/068Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
    • B22D11/0685Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces by cooling the casting belts

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、溶融金属からシートバー状の鋳片を直接鋳造
するベルト式薄鋳片連続鋳造機(いわゆる、ベルトキャ
スター)に関するものであり、特に鋳片の長辺面を支持
するためのベルト背面に配置したベルト冷却装置の部分
に、ついての改良であり、とりわけ異幅鋳造に当っても
ベルトの熱変形や湯差しの発生しない冷却ができるよう
にした鋼の連続鋳造技術についての提案である。
(従来の技術) 走行径路の一部が向い合わせに対設された輪回移動する
一対の可動ベルトを用いる絞り込み形式のベルトキャス
ターとしては、特開昭59−92154号として開示さ
れた第2図に示すようなものがある。
この既知のベルトキャスターは、可動(金属)ベルトの
背面にベルトに面して多数の給・排水口を開口させてな
る“冷却パッド7と呼ばれている冷却装置が配設してあ
り、この冷却パッドとベルトとの間に冷却水の流水膜を
形成させることによりベルトの冷却を果たしている。
一方で本発明者らは、短辺側を支持するための側板を移
動可能に支持することにより、鋳造幅が変更できるよう
にしてベルトキャスターの異幅鋳造を実現させて広汎な
用途に供し得るようにした。
ところが異幅鋳造とともにそれに特有な以下にのべるよ
うな問題点が生じた。
(発明が解決しようとする問題点) ■鋳張り防止について、 可動ベルトにかかるパッド側への外力は、該ベルトに加
わる張力や熱応力、溶鋼静圧などの変動によって、第3
図(a)に示すように、(イ)鋳片或いは溶鋼に接触す
る領域(領域A)、(0)該領域へに隣接する可動ベル
ト両側端部域(領域B)とに区別すると両者は著しく異
なる。従って、各領域での流水膜の厚みも均一にならず
、とくに可動ベルト両側端域の流水膜の厚みが薄くなっ
た場合にベルトとパッドとの間隙が大きく開き、そこに
溶鋼が浸入して鋳張りの発生原因となる。
なお、前記領域A、Bにおける鋳込み中の可動ベルト1
内に生ずる熱応力に伴うベルトテンションは、A、B各
領域のベルト温度差を△T (t)とした場合、A、B
各領域でのベルトテンションσ。、σ、は以下の式で与
えられる。
ここで、△σは熱応力により生ずる応力項であり、(3
)式で示される。
△σ=αΔTE   (3) ここでσ。:ベルトの初期張力(kg−mar 2)B
:ベルト幅(mm)  b:鋳片幅(mm)α:ベルト
の線膨張係数 E:ベルトのヤング率 である。
なお、本発明者らの研究によれば、冷却パッド7から噴
出させた流水膜については、領域Aに相当する流水膜と
領領域に相当する流水膜とでは異なった作用が認められ
た。
(イ)領域Aの水膜は、可動ベルトを介して鋳片を冷却
支持する作用を有する。
(ロ)領域Bの水膜は、側板(鋳型短辺)が存在する領
域において咳側板と可動ベルトとの間隙を狭めて湯差し
を防止する作用を有する。
また、本発明者らの研究によると、第2図に示すように
冷却パッド7が上部で湾曲し下部で直線的になる場合、
該冷却パッド7は鋳込み方向に3つの領域に区別される
ゾーン1:パッド面が曲率Rを有し、側板がベルト側端
に存在する領域、 ゾーン2:パッド面が直線で、側板がベルト側端に存在
する領域、 ゾーン3:パッド面が直線で、ベルト側端に側板が存在
しない領域 ゾーン1での領域A、領領域での支持すべき、必要な流
水膜の圧力PA、PRは、以下の式で与えられる。
従って、PA とPBは等しくならず、σ、〉〉σ0の
ため、PA <p、となるのが常である。
PA、P、および幅方向における流水膜の圧力P。
を模式的に示したのが第3図(b)、(C)である。
領域已において; Pw <pBの場合は、側板3,4と可動ベルト1との
間に湯差しが生じる。
領域Aにおいて; Pw〉〉PAであると、流水膜厚が厚くなり、鋳片厚の
変動、冷却能不足によるベルト熱変形が生ずる。
Pw <<pAであると、流水膜切れを生じ、ベルト熱
変形が生ずる。
以上説明したように、結局、鋳片の冷却、支持に冷却パ
ッド7.8から噴射した流水膜を用いる場合、側板と溶
鋼の接触する近傍を境界として、ベルト幅方向に流水膜
の圧力に圧力差を設ける必要のあることが判った。
これに対し、水膜圧力を幅方向で差を設ける方法として
、下記(イ)、(ロ)の手段が考えられる。
(イ)A、B各領域の冷却パッド7.8内給水ヘツダ一
部分を隔離し、B領域に対する単位幅当りの冷却水流量
をA領域にくらべて多量に給水する。
(ロ)A、B各領域のパッド7.8内排水ヘツダ一部分
を仕切板で隔離し、領域Bでの排水の流路抵抗を、領域
Aに比較して大きくする。
ところが、第3図ら)に示したヘッダー内に固定隔壁を
有するパッド(冷却装置)構造では、所定鋳片幅の鋳造
には対応できるが、鋳片幅を変化させた場合には、 (イ) 上記所定鋳片幅より広幅にすると、領域Aの1
部の水膜圧力が高くなり、水膜厚みが増加して鋳片形状
が不良となったり、ベルト熱変形を生ずる。
(ロ) 上記所定鋳片幅より狭幅にすると、領域Bの1
部の水膜圧力が所定の水膜圧力より低下し、側板と可動
ベルト間に隙間を生じ、鋳張りが発生する。
という鋳造トラブルが発生する。
なお、ゾーン2においては、冷却パッド7がストレート
であるため、 PA、PB値は次のようになる。
PA  溶鋼静圧 g   O しかし、可動ベルトを側板の側端面に押しつける力を確
保しなければならないので、 領域Aの流水膜圧力く領域Bの流水膜圧力、なる条件を
満さなければならないし、また上記ゾーン1と同様の条
件の確保も必要となる。
■冷却水流量のアンバランス防止について、ついで、冷
却パッドが直線区間で、短辺が存在しないゾーン3にお
いては、ベルトに加わる外力は、 PA  溶鋼静圧 PB0 となる。
第4図は、従来冷却装置について示すものであるが、鋳
造幅が広幅Wのとき、可動ベルトと冷却パッド本体との
間の通液空間内流水膜は幅方向の全域(a−a’間)に
亘って略等しい内圧を受けて均一な冷却が果たされる。
ところが、狭幅Wのとき、前記通液空間内を流れる流水
膜はa、a’。
b、b’の位置とc−c’間とでは内圧が異なり、流路
抵抗の小さい給水口a、a’、b、b’に多量の冷却水
が流れ、そのために鋳片冷却に必要な冷却水の量が肝心
なc−c’間で不足するという事態を生み、ひいては可
動ベルトの変形やブレイクアウトを引起すという鋳造作
業障害につながるケースが多く見られた。
また、従来冷却装置として、第3図(5)に示す如き冷
却パッド7.8内給水ヘツダーに固定隔壁36a。
3611を有する構造では、鋳造幅が一定の場合にしか
対応できず、鋳片幅が異なる場合は可動ベルトの熱変形
あるいは、冷却水流量の無駄、鋳片形状の不良を生じる
といった欠点を有していた。
■ベルト熱変形防止について、 さらに、ゾーン1,2.3にわたるベルト熱変形を防止
するためには、(3)式で示した△σを減少させる必要
がある。△σを減少させるには、A。
B領域の温度差△Tを小さくする必要がある。この△T
を小さくするには、A、B各領域の給水ヘッダーを隔p
:+t L、領域Aに供給する冷却流体の温度よりも高
温の流体を、領域Bの側に供給することが有効である。
ただし、第3図(b)に示すような固定隔壁でヘッダー
内を区画した冷却パッドでは、異幅鋳造に対応できず、
異幅鋳造には、ベルト熱変形、鋳片形状の不良、鋳張り
による鋳造トラブルが発生するという問題点があった。
要するに本発明の目的は、上述した■〜■に掲げたベル
トキャスターが現在抱えている問題点を克服することに
ある。
(問題点を解決するための手段) 上掲の■〜■に掲げた問題点に対し本発明は次のように
対処することとした。
■鋳張り防止への対処(鋳型短辺相当部ゾーン1゜板幅
変更時に、鋳型(短辺)側板を移動させる際、冷却パッ
ドの給水ヘッダー78.8H内仕切1−i9,1 。
9b、 lOa、10bを移動させ、該側板3.4相当
部に位置する可動ベルト1.2の背面の流水膜には、冷
却パッド鋳片単位幅あたりの冷却水流ff1(q−一;
0:の流量、W給水ロビッチ)を、鋳片とW 可動ベルト1,2が接触する領域Aのそれよりも大とし
、および/または排水ヘッダー内仕切1f9a〜tob
も移動させ、鋳型側板相当部に位置する排水流路抵抗を
、鋳片冷却部位、即ち、可動ベルト1.2の幅方向中央
領域より大として、板幅変更に伴う側板の移動に対応し
て流水膜圧力の大なる領域を移動することにより、側板
とベルトとの間で鋳張りのない円滑な薄鋳片連続鋳造を
実現することとした。
■冷却水流量のアンバランス防止への対処板幅変更時に
、前記側板を移動させる際、鋳型側板相当部以下(ゾー
ン3)の冷却パッド7.8の給水ヘッダー内仕切板9a
、 9b、 10a、 10bを移動させ、領域Bの冷
却パッド単位幅当りの給水量を、領域Aのそれにくらべ
て減少させ、一方領域への給水口には、逆に鋳片支持、
冷却に必要な冷却水を供給して障害のない薄鋳片連続鋳
造を実現するか、および/または排水ヘッダー内仕切板
9a〜tabを移動させ、領域已に位置する排水流路抵
抗を、領域Aのそれにくらべて大とすることにより、(
イ)領域Aの流水膜は、鋳片支持ベルトまたは鋳片冷却
に必要な冷却水流量を、 (ロ)領域Bの流水膜は、可動ベルトまたは冷却パッド
の潤滑に最低減必要な冷却水流量を、それぞれ確保でき
、円滑な薄鋳片連続鋳造を得ることが可能となる。
■ベルト熱変形防止への対処(ゾーン1,2.3)板幅
変更時に、鋳型短辺側板を移動させる際、それに対応し
て給水ヘッダー内仕切板9a〜10bも移動させ、領域
Bの給水口11よりは常温の冷却流体を、領域Aの給水
口11よりはそれよりも高温の流体、例えば温水や水蒸
気を通すことにより、可動ベルトの熱変形のない、かつ
鋳張りのない円滑な薄鋳片連続鋳造を実現することとし
た。
以上説明した対処によく適合する上述した目的を達成す
るための手段として、本発明は、ベルトに面して多数の
給・排水口を開口させてなる冷却装置を背面に配設した
輪回移動する一対の可動ベルトと、該可動ベルトの両側
縁部に沿って配設した一対の側板とをそれぞれ対向配置
して鋳造空間を構成する形式のベルト式薄鋳片連続鋳造
機において、上記冷却装置のヘッダー内に可動仕切板を
収容し、この可動仕切板にはそれを鋳片幅方向に動かす
駆動装置を連繋させたことを特徴とするベルト式薄鋳片
連続鋳造機、 を採用する。
なお、本発明にかかる構成において、上記可動仕切板の
動きは、異幅鋳造時の両側板の移動に同期した動きとな
るようにするのが好ましい。
また、上記可動仕切板によって仕切られる各区画ヘッダ
ーには、それぞれ流量調節弁もしくは絞り弁を介挿させ
た給水管または排水管を個々に接続すると共に、前記各
区画ヘッダーのうち可動ベルトが鋳片と接してない領域
にある部分には、低圧冷却水供給域として構成するか、
可動ベルトが側板とちょうど接している部分の流水膜の
圧力が高くなるように構成することが望ましい。
さらにまた、上記可動仕切板によって仕切られる各区画
ヘッダーに対し、一部は冷却水配管を接続し残りは高温
流体(温水または水蒸気)用配管を接続することが望ま
しい。
(作 用) 第1a図〜第1r図は、冷却装置を中心とする本発明に
かかるベルトキャスターの一部分について示すものであ
るが、これは第2図に示すような絞り込み形式のベルト
キャスターに適用した例である。
第2図に示したベルトキャスターは、溶鋼およびその凝
固鋳片を所定の距離にわたって保持するための間隙を形
造る対向配置にかかる一対の輪回移動可能な金属製の可
動ベル)1.2と両ベルト相互間にあってその側縁近傍
に配置した幅方向への移動が可能な一対の側板3.4と
で、先すぼまり形状の鋳造空間5を構成してなるもので
あり、かつ該可動ベルト1.2の冷却のためにその背面
に通液空間6を隔てて冷却バット本体7.8をlI!i
[i置してなるものである。
鋳造空間5は、側板駆動装置15a、 15bを介して
作動させる側板3.4の移動によって決定され同時にそ
れが鋳造幅となる。本発明は、かかる鋳造幅に応じ、冷
却パッド本体7,8内に収容した仕切板9a、 9b、
 10a、 10bをも、仕切板駆動装置13a、 1
3b14a、 14bを介して、所定の位置まで移動さ
せる。
(実施例) 以下に、鋳張り防止、冷却水流量アンバランス防止、ベ
ルト熱変形防止の具体例を説明する。
■鋳張り防止の具体例 冷却パッド7.8の給水ヘッダーとして、例えば第1a
図のような構造のものを使用する。例えば、鋳造幅に応
じて仕切板9a、 9b、 10a、 10bを移動さ
せた場合、鋳造空間に対応する部分は流水膜の圧力が大
きくなるように調整する。すなわち、可動ベルト1.2
両サイドの部分(鋳造空間から外れた個所:鋳片と接し
ない領域)に流れる冷却水の単位幅当りの水量を、中央
部に比べて大量に流し、端部の流水膜の圧力を中央部の
それにくらべて大とする。なお、中央部は、ベルト冷却
に必要な所定の流量を流す。上述の目的を果たすために
は冷却パッド本体を形造る給水ヘッダー7.8には独立
して流量調整ができるサイド部給水管16a、 16b
17a、 17b、中央部給水管18.19を設けると
共に可動仕切1f9a、 9b、 loa、 10tl
を設置する必要がある。上記給水管は、それぞれ両側部
へ1グ一空間7h、7h’8h、8h’並びに中央部ヘ
ッダー空間(鋳造空間)78.8Hに個別に連通接続さ
れる。そして、サイド部各給水管16a・・・19には
、各々サイド部流量調整弁20a、20b、21a、 
 21b中央部流量調節弁22.23を配設し、前記仕
切板9a、 9b、lOa、lobの移動によって変動
する各ヘッダー空間の大きさおよび各流水域における流
水膜圧調整に応じられるよう、すなわち個別にコントロ
ールできるように構成する。
なお、この種の別の実施例として仕切板ならびにヘッダ
ーの形状を第1b図のようにして、冷却水流型増大の有
効幅を規定する構造でもよい。この例は、有効幅β以外
の領域Bの給水口11は塞ぎ、有効幅βの範囲内の給水
口から大量の冷却水を流すようにしたものである。
さらに、上記給水手段の側の対策と共に排水ヘッダー7
’、8’に関しても、第1d図の構造の装置を併用する
と、サイド部の流水膜圧力がさらに上昇して、鋳張り防
止により有効となる。なお、この例では、端部ヘッダー
7h、 7h ′、 8h、 8h ’および中央部ヘ
ッダー空間711.8Hには、各々独立して機能するサ
イド部絞り弁28a、 28b、 29a、 29b中
央部絞り弁30.31を設ける。
また、排水ヘッダー7′、8′を用いる他の例である第
1e図は、排水ヘッダー7’、8′の仕切板9a、 9
b、 10a、 10bの形状を、第1d図とは異なり
、ある一定の距離に亘って排水口12を閉じる筒状の形
状にしたものである。この筒形の可動仕切板9a’、 
9b’、 10a’、 lob’は、第1a図の仕切板
の作用と同様に、側板3,4の移動に伴い、仕切板駆動
装置13a、 13b、 14a、 14bを介して所
定の位置まで移動させ、排水口12を塞ぐ位置をおおむ
ね側板3,4の位置に対応させる。
このように鋳造幅に応じて、仕切1f9a、 9b、 
10a。
10bを移動させることによって、可動ベルト1゜2両
サイドの部分に流れる排水流路、即ち、排水口12を塞
ぎ、その水膜圧力を中央部に比べて大とする。この筒形
仕切板9a’〜lOb′を用いてサイド部を遮断する具
体例は、ヘッダーを隔離する思想とは異なり、単に中央
部ヘッダー空間7)1.8)1の空間の広さを鋳造幅に
対応して変化させることである。
■冷却水流量のアンバランス防止の具体例給水ヘッダー
として第1a図を使用する。鋳造幅に応じて仕切板9a
、 9b、 10a、 10bを移動させることによっ
て、強冷却を必要としない可動ベルトl。
2両サイドの部分に流れる冷却水の水量を、必要最小限
の量(ベルトとパッドとの摺動潤滑を果たすのに有効な
流水膜の形成)に抑制することができるようになる。そ
の一方で、中央部では十分な強冷却を果たすことができ
るのである。
なお、上述の目的を果たすために、給水ヘッダー7.8
に接続する給水管16a、 16b、 17a、 17
b、 18゜19は、可動仕切板9a、 9b、 lO
a、 10bによって画成される両側部ヘッダー空間7
h、 7h ’ 、 8h、 8h ′ならびに中央部
ヘッダー空間7H,gH部に、それぞれ分けて接続する
。そして各給水管16a・・・19にはそれぞれ原型調
節弁20a、 20b、 21a、 21b、 22.
23を配設することにより、仕切板9a、 9b、 1
0a、 10bの移動によって変動するヘッダー空間の
大きさおよび各流水域における流水膜圧調整に応じられ
るように、別個にコントロールできるように構成する。
なお、冷却パッド、即ち、給水ヘッダー7.8として、
第1C図に示す構造のものを使用しても良いこの例は筒
形仕切板9a ’、 9b ’、 lOa ’、 lO
b ′を用いる例である。この筒形仕切板9a /〜l
Ob’を側板相当位置よりも幅方向の側端側に位置させ
る。この筒形仕切板は7H,81(の水路をしゃ断する
役目のみを有する。従って、この場合はサイド部給水管
16a〜17b、およびサイド部流量調節弁20a〜2
1bは不要である。
■ベルト熱変形防止の具体例 第1f図は、ベルト端部温水加熱時の給水ヘッダーを示
す。端部ヘッダー7h、 7h ’ 、 8h、 8h
 ’には冷却水ポンプ24を経て水蒸気/水の混合器に
より作られた温水が供給される。一方、中央部ヘッダー
711、8Hには冷却水ポンプ25を経た冷却水が供給
される温水側の端部と冷水側の中央部との仕切板(ヘッ
ダー隔壁)9a、 9b、 10a、 fobは側板3
,4の移動に伴い、仕切板駆動装置13a、 13b、
 14a、 14bを介して、所定の位置まで移動させ
、7H,8Hの有効幅をおおむね鋳造幅に対応させる。
(発明の効果) 以上説明し、たように本発明によれば、異幅鋳造に際し
幅方向の常時均一冷却を果たすことができ、ひいては鋳
張りの防止、流母アンバランス、ベルトの変形、あるい
はその他の鋳造作業障害を引起すようなことがなくなる
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明ベルトキャスターで用いる冷却装置の
各種具体例であり、 第1a図〜第1C図は給水ヘッダーの例、第1d図およ
び第1e図は排水ヘッダーの例、第if図は温水を用い
る例である。 第2図の(a)、(b)は、ベルトキャスターの全体図
(a)と部分切欠き図ら)の斜視図である。 第3図の(a) 、 (b) 、 (C)は、いずれも
流水膜の圧力に及ぼすベルト幅方向の影響を明らかにす
る説明図、 第4図は、側板移動時の流水膜圧力の影響を説明するた
めの説明図である。 1.2・・・可動ベルト3.4・・・側板5・・・鋳造
空間     6・・・通液空間7.8・・・冷却パッ
ド本体(給・排水ヘッダー)7H,811・・・中央部
ヘッダー空間7h、 7h ’ 、 8b、 8h ’
・・・サイド部ヘッダー空間9a、 9b、 10a、
 10b −・・仕切板9a ’、 9b ’、 to
a ’、 10b ’ ・・・筒状仕切板11・・・給
水口      12・・・排水口13a、 13b、
 14a、 14b −・・仕切板駆動装置15a、 
15b・・・側板駆動装置 16a、 16b、 17a、 17b−−−サイド部
給水管18.19・・・中央部給水管 1g’、19  ’・・・中央部排水管20a、 20
b、 21a、 21b・・・給水用サイド部流量調節
弁22、23・・・給水用中央部流量調節弁24、25
・・・冷却水ポンプ 26・・水蒸気吹込みノズル 27・・・冷却水ピッド 28a、 28b、 29a、 29b ・・・排水管
サイド部絞り弁30.31・・・中央部排水管絞り弁 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ベルトに面して多数の給・排水口を開口させてなる
    冷却装置を背面に配設した輪回移動する一対の可動ベル
    トと、該可動ベルトの両側縁部に沿って配設した一対の
    側板とをそれぞれ対向配置して鋳造空間を構成する形式
    のベルト式薄鋳片連続鋳造機において、 上記冷却装置のヘッダー内に可動仕切板を 収容し、この可動仕切板にはそれを鋳片幅方向に動かす
    駆動装置を連繋させたことを特徴とするベルト式薄鋳片
    連続鋳造機。 2、上記可動仕切板の動きは、異幅鋳造時の両側板の移
    動に同期するものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の連続鋳造機。 3、上記可動仕切板によって仕切られる各区画ヘッダー
    には、それぞれ流量調節弁もしくは絞り弁を介挿させた
    給水管または排水管を個々に接続したことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項または第2項のいずれかに記載の
    連続鋳造機。 4、上記各区画ヘッダーのうち、可動ベルトが鋳片と接
    してない領域にある部分を、低圧冷却水供給域として構
    成したことを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の
    連続鋳造機。 5、上記各区画ヘッダーのうち、可動ベルトが側板とち
    ょうど接している部分の水膜圧が高くなるように構成し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の連続
    鋳造機。 6、上記可動仕切板によって仕切られる各区画ヘッダー
    に対し、一部は冷却水配管を接続し残りは高温流体用配
    管を接続したことを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
    たは2項のいずれかに記載の連続鋳造機。 7、上記高温流体が温水である特許請求の範囲第6項に
    記載の連続鋳造機。 8、上記高温流体が水蒸気である特許請求の範囲第6項
    に記載の連続鋳造機。
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