JPS6226857B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属帯の鋳造装置に係り、特に回転し
ている円柱状鋳型の外周面に帯状に溶湯を凝固さ
せ、凝固した金属帯が溶湯から離脱した後剥離さ
せる鋳造装置に関する。

金属帯等を高速連続鋳造するものとして、回転
輪片面凝固引上げ方式、別名メルトエキストラク
シヨン凝固方式がある。この方式の従来例につい
て説明する。第１図に示されるように、耐水物容
器１に入れられた金属溶湯２の中に円柱状の水冷
金属鋳型３の一部分を浸漬し、矢印Ｃ方向に回転
させると、凝固帯４が形成されるので、これを鋳
型と同期させつつ矢印Ｄ方向に引抜く。ロール５
およびナイフ６は鋳型と凝固帯の間の接触および
その引き剥がしのコントロールに用いられる。

この方式には、鋳型３と凝固帯４の間に摩擦が
ないために高速鋳造が可能であること、片面凝固
方式であるため薄い板の鋳造に適すること、溶湯
表面に鋳型面が静かに接触浸漬するため鋳肌、特
に鋳型と接する側の鋳肌が極めて平滑であるこ
と、など数多くの長所がある。

しかるに、この従来方式には、次のような欠点
がある。第１に、鋳型３と溶湯２の接触距離、即
ち第１図のAB間の距離が小さく、単位時間当り
の凝固量が少なく生産性が低い。この理由のひと
つは、溶湯表面８を、回転軸７よりも高くできな
いことであり、もうひとつは、溶湯表面８を高く
するに連れて、鋳型３側壁と溶湯２との接触面積
が増えて鋳型３の不必要な加熱が生じることであ
る。

第２に凝固帯４の厚さの不均一が生じ易い。こ
れは、溶湯表面８のレベルの僅かな変動が距離
ABに影響し、これが溶湯２と鋳型３との接触時
間の変動を生じさせることによる。

第３に、凝固帯の断面形状が規定通りのものに
なりにくい。即ち、鋳型３に特別の処置を施さな
いときは、第２図に示されるように、凝固帯４の
幅方向両端にＬ字型の凸出部９が形成され、正し
い板状断面にならない。そこで第３図のように鋳
型３の側面に断熱片１０を設けて断熱すると、ほ
ぼ一定幅の凝固帯４が得られるが、完全な断熱が
不可能なために凝固帯４の端部に厚さ不足が生じ
る。これに対し、第４図のように側方にガイド３
Ｇを設ける方法が考えられるが、鋳型３とガイド
３Ｇが相対移動するため摩擦が生じ易く、間隙３
Ｈの設定が実際上極めて難しい。

これらの従来技術の欠点の解決を考えると、溶
湯を静的に保待するのではなく、動的な流れ、も
しくは波の形成を利用する方法が考えられる。

この参考となる従来技術に、第５図のように盛
り上つた溶湯１４に水平のベルト１２を接触させ
る方法があるが、回転する円柱状の鋳型を用いる
第１図の方法には直接には応用できない。第４図
中、１１はプーリ、１３は容器、１５は凝固帯、
１６は溶湯補給部である。またウエーブ・ソルダ
法におけるカスケード方式、例えば第６図に示さ
れる方法がある。これは、ポンプ２０によつて階
段状の容器１７中を順次オーバーフローして流れ
る溶湯１８に、板１９を接触させるものである。
しかしこの方法は傾斜した平面状の板に凝固帯を
形成させることはできても円形の鋳型には応用で
きないだけでなく、溶湯との接触が不連続であ
り、介在物や空孔等の内部欠陥のない健全な凝固
帯の形成には不適当である。

本発明の目的は、回転鋳型方式による長尺金属
帯の製造において、厚さの変動が少ない均一な金
属帯を製造することができる装置を提供すること
にある。

上記目的を達成するために本発明は回転可能に
支持された円形鋳型と、該鋳型の外周面の少なく
とも一部と間隙を介して配置され、当該間隙に溶
湯を供給する溶湯入口と、当該間隙から溶湯を取
り出す溶湯出口とを有する内側容器と、前記溶湯
出口及び前記間隙の幅方向端部から排された溶湯
を前記溶湯入口に供給して、溶湯出口との間の間
隙に溶湯循還流を形成する溶湯送給手段と、溶湯
を補給する溶湯補給手段と、前記円型鋳型の鋳型
に添つて形成された金属帯を上方に引き上げるロ
ールと、を備え、前記間隙は前記内側容器の側方
で小さく、かつ当該内側容器の内側で大きいこと
を特徴とする金属帯の鋳造装置である。

以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第７図は本発明の第１実施例に係る装置を示す
側断面図、第８図は第７図−線断面図であ
り、第１図と同一部分は同一符号をもつて示して
ある。溶湯２は外側容器２１の通路２２を通つて
電磁ポンプ２３の作用で上昇し、ストレーナ２４
を通つて円形の鋳型３と内側容器２５との間の溶
湯路２６に流入する。ストレーナ２４の主な目的
は流れを整え、鋳型３と溶湯２との均一な接触を
確保することにあるが、この孔を小さくして溶湯
の清浄化という付加効果をもたせることもでき
る。溶湯２の一部は第８図に示されるように側方
に流出するのが、大部分は鋳型の回転に沿つて流
れ、出口２７から流出し、循環を続ける。この
間、鋳型３外周面に凝固帯４が形成され、ロール
５およびナイフ６により引き剥され金属帯４Ａと
される。第８図に示される通り、内側容器２５の
両側部は側面ガイド２８とされており、該ガイド
２８と鋳型３外周面との間隙３０は、中央部の間
隙３１より小さくされている。なお、容器２１の
中の溶湯２の減少に対応して、ノズル２９から溶
湯が補給される。

本実施例装置においては、溶湯２と鋳型３外周
面とが接触する領域の長さは、内側容器２５の周
面長さにより規定され、容器２１中の溶湯２の量
によつては規定されない。凝固帯４の厚さは主と
して鋳型３と溶湯２との接触時間に支配されるの
で、本装置によれば、鋳型の回転数を一定に保つ
ことにより、一定の凝固厚さが確保される。その
ため従来のように溶湯の量を精密に制御する必要
がない。これにより、金属帯４Ａの長さ方向の厚
み変動の減少という効果が奏される。

また第７図から明らかなように、溶湯２と鋳型
３の接触距離は容器２１中の溶湯レベルに依存せ
ず、また回転軸７の位置にも依存せず、従つて、
例えば第１図の従来例に比べて接触距離が長く取
ることができる。これにより生産性も向上され
る。

また、第８図に示されるように、凝固体４の幅
は鋳型３の幅によつて規定されるので正確な幅と
なる。さらに、鋳型３の側面は加熱されないので
凝固厚さの幅方向の変動も防止される。

第７図の装置によつて均一な厚さのかつ健全な
金属帯を製造するには、鋳型３外周面と内側容器
２５との間隙２６は常に溶湯２によつて満たさ
れ、溶湯流は連続、かつ定常とするのが好まし
い。このためには、凝固量および流出量に見合つ
た充分な溶湯流入量とすること、オーバーフロー
のための側方間隙３０は、鋳型３と側面ガイド２
８の摩擦を生じない限度で可及的に小さくするこ
とが必要である。間隙３０が大きいと側方へのオ
ーバフローが多くなり、間隙２６中溶湯量が不足
し、溶湯と鋳型外周との触媒が不十分となるから
である。

一方、間隙３１は溶湯の安定流を確保すべく大
きく取ることが必要である。

このように間隙３１が大きく、かつ間隙３０を
小さくすることにより、溶湯と鋳型外周の接触を
十分確保でき、自然的に溶湯量の調整ができると
ともに、安定した溶湯流が得られる。

これらの要件は、要するに間隙内の流れに正圧
を与えるということである。具体的な間隙の値
は、まず水モデルによつて選び、最終的には実機
について実験して決定される。

尚、第７図の装置で製造された金属帯は、特に
鋳型側表面が平滑で美麗であつた。また、幅およ
び厚さの変動は従来技術に比較して大幅に低減さ
れ、後工程での歩留向上に寄与した。

第９図は本発明装置の第２実施例の鋳型３３と
内側容器３４の断面図である。本実施例において
は、上記第１実施例と同様の装置において、鋳型
３３に軸方向左右に傾斜つき余長部３５が設けら
れており、凝固帯４の幅両端における鋳型３３へ
の抜熱量が増加され、より一層均一な肉厚の金属
帯が得られる。

第１０図は本発明装置の第３実施例に係る鋳型
３６と内側容器３７の断面図である。本実施例に
おいては、鋳型３６の外周面に溝３８が凹設され
ている。そのため凝固帯４両端の形状がより一層
正確に形成される。かつ、抜熱バランスが確保さ
れ、より均一な幅および肉厚の凝固帯４が得られ
る。尚その他の構成は上記第１実施例と同様であ
る。

第１１図は本発明装置の第４実施例の鋳型３と
内側容器４０の側面図である。本実施例は、内側
容器４０に可動式の出口ガイド４１を取付け、こ
のガイド４１の位置を変更することにより溶湯２
と鋳型３との接触距離を調節し、厚さ変動を低減
するよう構成したものである。

尚本実施例においては、内側容器４０とガイド
４１とを固定し、鋳型３の軸の位置を移動、調節
することによつても同様の効果が得られる。尚、
その他の構成は第１実施例と同様である。

第１２図は本発明装置の第５実施例の鋳型３と
内側容器側断面図である。本実施例は、第１２図
のように、内側容器４２を２個配設し、溶湯流入
口４３を、回転入口だけでなく、回転出口側にも
設けることにより、溶湯２と鋳型３の接触距離を
著しく大きくし、しかも鋳型３側面との接触は全
くないように構成したものである。尚、その他の
構成は第１実施例と同様である。

以上の実施例においては、回転する鋳型は１個
だけ用いられているが、本発明装置においては、
鋳型外周面が所定の間隙を介して対向するように
１対の鋳型を用いる所謂双ロール方式のものも採
用可能である。次の理由による。

第７図の鋳型は左回転しており、形成された金
属帯は反凝固面を右向きに露出しつつ上方に引上
げられる。これに対し、鏡面対称形状の鋳型を右
側に設置し、右回転させると、形成された金属帯
は反凝固面を左向きに露出させつつ上方に引上げ
ることができる。

このとき、左右の金属帯をそれぞれの反凝固面
同志を接触させるようにし、多少のはさみつけ力
を作用させるならば、金属帯は未凝固合金の作用
で完全に接合され一板の金属帯となる。はさみつ
け力は、たとえば回転鋳型自体の圧下によつて加
えることができる。

こうして作られた金属帯はその両外表面が鋳型
面上での凝固面になつており、平滑であり、かつ
対称的であり、鋳型１ケの場合に金属帯の両面が
凝固面と反凝固面から成つて非対称であるのに比
べて品質的に利点を有する。

以上述べたように、本発明によれば、回転して
いる円形の鋳型の外周面に金属溶湯を接触させて
片面凝固方式で金属帯を連続鋳造する場合に、鋳
型と溶湯の接触距離を長くし、その距離の変動を
少なくできる。しかも、鋳型と内側容器との間の
間隙は、内側容器内側で大きく、側方で狭くなつ
ているために、溶湯と鋳型の接触を十分保ちつつ
溶湯の安定流が得られる。これらにより均一厚
さ、均一幅の金属帯を製造することが可能とされ
る。また、鋳型側壁に溶湯が接触するための熱的
影響による厚さ不均一も低減することができる。
また、鋳造側壁とガイドの接触による摩擦、ある
いは側壁間隙への溶湯の浸入を壁けることができ
る。上述の接触距離の延長は、鋳片厚さの増加、
もしくは鋳造速度の増加、ひいては生産速度の増
加という効果をもつ。

さらに、流路において溶湯を清浄化し、酸化物
の少ない清浄の溶湯を鋳型に供給するようにする
こともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例に係る金属帯の鋳造装置側断面
図、第２図、第３図および第４図は、従来例の鋳
造装置の鋳型の幅方向断面図、第５図は異なる従
来例に係る金属帯の鋳造装置側断面図、第６図は
さらに異なる従来装置の側断面図、第７図は本発
明の実施例に係る金属鋳造装置の側断面図、第８
図、第９図および第１０図は、本発明装置におけ
る鋳型と内側容器の幅方向断面図、第１１図およ
び第１２図はそれぞれ異なる実施例装置の鋳型お
よび内側容器の側面図及び側断面図である。 １……容器、２……溶湯、３……鋳型、４……
凝固帯、２１……外側容器、２５……内側容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転可能に支持された円形鋳型と； 該鋳型の外周面の少なくとも一部と間隙を介し
   て配置され、当該間隙に溶湯を供給する溶湯入口
   と、当該間隙から溶湯を取り出す溶湯出口とを有
   する内側容器と； 前記溶湯出口及び前記間隙の幅方向端部から排
   された溶湯を前記溶湯入口に供給して、溶湯入口
   と溶湯出口との間の間隙に溶湯循還流を形成する
   溶湯送給手段と； 溶湯を補給する溶湯補給手段と； 前記円型鋳型の鋳型に添つて形成された金属帯
   を上方に引き上げるロールと；を備え、 前記間隙は前記内側容器の側方で小さく、かつ
   当該内側容器の内側で大きいことを特徴とする金
   属帯の鋳造装置。