JPS63203254A - 金属薄帯連続鋳造用注湯装置 - Google Patents

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、たとえばツインドラム法のように、冷却ドラ
ムの表面に形成される湯溜り部に、冷却ドラムの幅方向
に関して一様な流れとして溶融金属を注湯する方法に関
する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数ｍｍ程度
の厚みをもつ薄帯を直接的に製造する方法が注目されて
いる。この連続鋳造方法によるときには、熱延工程を必
要とすることがなく、また最終形状にする圧延も軽度な
もので良いため、工程及び設備の簡略化が図られる。

このような連続鋳造法の一つとして、ツインドラム法が
ある（特開昭６０−１３７５６２号公報参照）。この方
式において（よ、互いに逆方向に回転する一対の冷却ド
ラムを水平に配置し、その一対の冷却ドラム及び場合に
よってはサイド堰により区画された凹部に湯溜り部を形
成する。この湯溜り部に収容された溶融金属は、冷却ド
ラムと接する部分が冷却・凝固して凝固シェルとなる。

この凝固シェルは、冷却ドラムの回転につれて一対の冷
却ドラムが互いに最も接近した位置で向かい合う、いわ
ゆるロールギャップ部に移動する。このロールギャップ
部では、それぞれの冷却ドラム表面で形成された凝固シ
ェルが互いに圧接・一体化されて、目的とする金属薄帯
となる。

また、このツインドラム法の外に、一つの冷却ドラムを
使用し、その冷却ドラムの周面に湯溜り部を形成して、
同様に急冷凝固によって金属薄帯を製造する単ロール法
も知られている（特開昭６１−９９４８号公報参照）。

このように、冷却ドラムの表面で溶融金属を急冷・凝固
して凝固シェルを作る際、たとえばタンディツシュ等の
容器から供給される溶融金属が、冷却ドラムの幅方向に
沿って変動し易い。この供給された溶融金属の流れが不
均一であるとき、その溶融金属が冷却ドラムによって冷
却・凝固されて生じる金属薄帯の板厚が、幅方向にばら
つくことになる。また、その変動が著しい場合、得られ
た金属薄帯の幅方向に沿って破断が生じ、製品として不
適当なものとなる。

また、湯溜り部における溶融金属の熱容量が冷却ドラム
幅方向に沿って一様なものではなくなるので、局部的に
応力が集中し易くなり、得られた金属薄帯における形状
不良や割れ発生の原因となる。

そこで、本発明者等は、第４図に示すような二重構造の
注湯ノズルを開発し、これを別途出願した。この注腸ノ
ズルは、中空円筒状の内ノズル１とそれを取り囲む外ノ
ズル２との二重構造をもっている。そして、内ノズル１
の先端近傍の円周面に、円周方向に関して対称な位置に
２個の開口部３が設けられている。他方、外ノズル２に
は、下方に向かって末広がりで偏平な内部空間があり、
その下部に多孔質耐火物４を取り付けている。

このような注湯ノズルを使用して溶融金属を冷却ドラム
の表面にある湯溜り部に送り出すとき、内ノズルｌから
流出した溶融金属は、多孔質耐火物４０幅方向に沿って
広がり、次いで多孔質耐火物４による整流効果を受ける
。その結果、多孔質耐火物４を通過した溶融金属流の多
孔質耐火物４幅方向に沿った流動変動が抑えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第４図に示した注湯ノズルを使用した場
合にあっても、注湯条件が変動すると第５図（ａ）及び
ら）に示すように、多孔質耐火物４から流出する溶融金
属流が一様な流れとならないことが生じる。

すなわち、同図（ａ）は、内ノズル１の開口部３から流
出する溶融金属流ａが、外ノズル２の内部空間で横方向
に広がり、しかも多孔質耐火物４の上に溜まっている溶
融金属すの量が少ないか、或いは多孔質耐火物４に対す
る内ノズル１先端の位置が高すぎる場合を示す。このよ
うなときには、溶融金属流ａの運動エネルギーが多孔質
耐火物４上の一部に加わり、その部分で多孔質耐火物４
を通過する溶融金属の量が多くなる。そのため、多孔質
耐火物４を通過した溶融金属流Ｃに図示のような変動が
生じる。

他方、同図（ｂ）は、内ノズル１先端と多孔質耐火物４
との距離が小さすぎるか、多孔質耐火物４上に溜まって
いる溶融金属すの量が多すぎる場合を示す。このときに
は、内ノズル１の開口部３から流出する溶融金属流ａの
運動エネルギーが多孔質耐火物４の全長に行きわたるこ
となく、内ノズル１を中心とした多孔質耐火物４の中央
部分に限られる。そのため、多孔質耐火物４を通過する
溶融金属流Ｃは、中央部の流量が大きくなった流れとな
る。

多孔質耐火物４から流出する溶融金属流Ｃは、特に注湯
の初期において、このような不均一な流れとなる。その
ため、金属薄帯の製造開始時における注湯条件が不安定
となり、一定した形状９表面性状等をもつ金属薄帯の製
造が困難となる。

そこで、本発明は、この二重構造の注湯ノズルを使用し
て溶融金属を注湯するに際し、注湯開始時において所定
量の溶融金属を多孔質耐火物の上に溜めることによって
、多孔質耐火物に一様な溶湯ヘッドを加え、多孔質耐火
物を経て流出する溶融金属の冷却ドラム幅方向に関する
流量を均一にし、欠陥のない金属薄帯を製造するに必要
な溶湯ブールを形成することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の注湯装置は、その目的を達成するために、金属
薄帯連続鋳造装置の冷却ドラムの幅方向に沿って管部の
先端近傍の周面の相対する位置に開口部が形成された内
ノズルと、前記冷却ドラムの幅方向に沿った底面形状及
び末広がりの縦断面形状をもち底部に多孔質耐火物が取
り付けられている外ノズルと、前記多孔質耐火物に載置
された溶融性金属部材からなることを特徴とする。

〔作用〕

多孔質耐火物の上に置かれた溶融性金属部材としては、
たとえば板材、金網、繊維状の塊等が使用される。この
溶融性金属部材は、多孔質耐火物の空隙を介して溶融金
属が流下することを抑制する遮蔽材として働き、多孔質
耐火物の上に所定量の溶融金属を溜める。そして、溶融
金属の保有熱により加熱されて溶融する。溶融された金
属部材は、その上に注湯された溶融金属と共に、多孔質
耐火物の空隙を経て流下し、冷却ドラムの周面に設けら
れている湯溜り部に至る。

このとき、溶融性金属部材の厚み、材質等を適宜選択す
ることにより、注湯初期において多孔質耐火物の上に蓄
えられる溶融金属の厚みを調節することができる。この
所定厚みの溶融金属により多孔質耐火物に一定したヘッ
ドが加わり、多孔質耐火物の空隙を経て流下する溶融金
属は、幅方向に流量変動のない均一な流れとなる。

また、内ノズルの開口部からの溶融金属流が多孔質耐火
物に直接光たることがないので、多孔質耐火物の溶損も
少なくなる。したがって、多孔質耐火物の寿命が延び、
注湯装置を長期間にわたり安定した条件で使用すること
ができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図は、本実施例における注湯装置の要部を示す断面
図である。この図において、第４図で示した部材等に対
応するものについては、同一の符番で指示している。

この注湯装置は、第４図の注湯装置と同様に内ノズル１
及び外ノズル２の二重構造を持ち、外ノズル２の下方開
孔部には多孔質耐火物４が設けられている。また、内ノ
ズル１の下部には、二つの開口部３が内ノズル１の周面
の相対する位置に設けられている。この、開口部３とし
ては、図示するような円形の孔に代えて、内ノズル１の
下端に至るスリットを採用することもできる。

このような注湯装置において、多孔質耐火物４の上に溶
融性金属部材５を配置している。この溶融性金属部材５
は、注湯される溶融金属と同質の材料であることが好ま
しい。或いは、その溶融性を調整するために、珪素、炭
素等の融点降下剤を含んだものを使用することもできる
。

この溶融性金属部材５は、外ノズル２の内部空間の多孔
質耐火物４上に所定厚みの溶融金属すの層を形成するた
め、たとえば０．５〜５ｍｍの範囲から適宜定められる
。また、内ノズル１の開口部３から流出する溶融金属流
ａが当たる部分５ａの肉厚を、１０ｍｆｆ１或いはそれ
以下の値で他の部分より大きくすることが好ましい。す
なわち、溶融金属流ａの当たる個所５ａは、溶損が大き
く、この部分の金属部材が優先して溶解されることにな
る。そこで、この分を予め見込んで肉厚とすることによ
り、幅方向にわたった溶融性金属部材５の溶解が同時並
行するものとなり、多孔質耐火物４の空隙を経る溶融金
属流Ｃの流出が、当初から多孔質耐火物４の幅方向に沿
って均一なものとなる。

第２図は、この溶融性金属部材５の効果を具体的に表し
たグラフである。すなわち、多孔質耐火物４の上に溶融
性金属部材５を配置して注湯を行った場合、注湯開始時
間を横軸として、多孔質耐火物４の幅に対する溶融金属
流Ｃの幅の比率を縦軸として、その幅比率の変動を表し
ている。また同図には、溶融性金属部材５を配置しない
で注湯を行ったときの溶融金属流Ｃの流出状態を比較例
をして掲げている。なお、本例においては、注湯される
溶融金属として普通鋼組成をもつ溶鋼を使用し、これと
同じ組成をもち本体の厚みが４　ｍｆｆ１で肉厚部５ａ
の厚みが７　ｍの溶融性金属部材５を使用した。

第３図は、第１図に示した注湯ノズルを金属薄帯連続鋳
造装置に組み込んだ状態を示している。

この連続鋳造装置は、一対の冷却ドラム５ａ、　［ｉｂ
を備えている。これら冷却ドラム６ａ、　６ｂの表面と
冷却ドラム５ａ、　５ｂ側面に配置されたサイド堰７ａ
。

７ｂによって、湯溜り部８が区画されている。

この湯溜り部８の幅方向に沿って、第１図に示した注湯
ノズルを配置する。これによって、多孔質耐火物４を通
過した溶融金属流Ｃは、湯溜り部８の全長に亘り均一な
流量分布をもって注湯される。

このようにして湯溜り部８に生じた溶湯ブールは、冷却
ドラム５ａ、　６ｂに接する部分が冷却ドラム５ａ、　
５ｂの表面を介した抜熱により冷却・凝固し、凝固シェ
ルとなる。この凝固シェルは、冷却ドラム５ａ、　５ｂ
の回転に伴って成長しながら移動する。

そして、それぞれの冷却ドラム５ａ、　５ｂ表面に生成
した凝固シェルは、冷却ドラム５ａ、　６ｂの間隙が最
も狭くなっているロールギャップ部で圧接・一体化され
て、金属薄帯９となって排出される。

この溶融金属から金属薄帯９が生成される過程で、湯溜
り部８に供給される溶融金属の量が、冷却ドラム６ａ、
　（ｉｂの幅方向に沿って均一であるために、溶融金属
が部分的に供給過剰となったり、供給不足となったりす
ることがない。そのため、凝固シェルの生成及び成長は
、冷却ドラム５ａ、　５ｂの幅方向に関して均一に行わ
れる。したがって、金属薄帯９の幅方向に関する厚み変
動も小さなものとなる。また、このような均一流が第２
図に示すように当初から得られ、鋳造された金属薄帯９
の先端部において板厚が不揃いになったり形状不良とな
る領域を小さくすることができるので、その歩留りの向
上も図られる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の注湯装置によるとき、
注湯開始から冷却ドラムの幅方向に沿って均一な流れと
して溶融金属を湯溜り部に送給することができる。その
ため、溶湯プールと冷却ドラム表面との接触状態が冷却
ドラム幅方向に沿って均一化し、その幅方向に関して一
様な凝固シェルが生成及び成長し、幅方向に厚み変動の
少ない金属薄帯が得られる。また、注湯された溶融金属
が多孔質耐火物に直接接触することがないので、多孔質
耐火物の溶損を抑制し、長期にわたって安定した条件の
下で注湯を行うことが可能となる。

このようにして、本発明によるとき、優れた品質の金属
薄帯を歩留り良く製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の注湯装置を示す断面図であり、
第２図は多孔質耐火物の上に配置する溶融性金属部材の
効果を具体的に示したグラフであり、第３図はこの注湯
装置を金属薄帯連続鋳造装置に組み込んだ例を示す。ま
た、第４図は本発明者等が先に出願した二重構造の注湯
ノズルを示し、第５図は流量分布に変動が大きな溶融金
属流が生じていることを説明する図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属薄帯連続鋳造装置の冷却ドラムの幅方向に沿っ
   て管部の先端近傍の周面の相対する位置に開口部が形成
   された内ノズルと、前記冷却ドラムの幅方向に沿った底
   面形状及び末広がりの縦断面形状をもち底部に多孔質耐
   火物が取り付けられている外ノズルと、前記多孔質耐火
   物に載置された溶融性金属部材からなることを特徴とす
   る金属薄帯連続鋳造用注湯装置。