JPS63207456A - 金属薄帯の連続鋳造装置 - 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、走行ベルト上で溶融金属を冷却・凝固するこ
とにより、銅帯等の金属薄帯を連続的に製造する金属薄
帯の連続鋳造装置に関する。

〔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鮒〜２０
ｍ＋ｎ程度の厚みをもっ薄帯を直接的に製造する連続鋳
造方法が注目されている。この方法によるとき熱延工程
を簡素化または省略でき、また最終形状にするための圧
延も軽度なもので済むため、工程及び設備の簡略化が図
られる。

このような金属薄帯の連続鋳造方法として、ベルト方式
等がある。この方式においては、たとえば無端走行する
ベルトの上に湯溜り部を形成し、ここに注湯された溶融
金属をベルトを介した抜熱によって冷却・凝固し、生成
したシェルをベルトの走行に伴って湯溜り部から送り出
し、金属薄帯を製造している。この方式によるとき、溶
融金属は、一方向から冷却され、ベルトと反対側の面は
開放されている。そのため、タンディシュ等の容器から
溶融金属をベルト上の湯溜り部に供給するノズルの配置
に対する制限が少なくなる。

本発明者等は、このベルト方式において、湯溜り部の側
面を仕切る堰を移動可能にした鋳造装置を開発し、これ
を特願昭６０−１５５２４７号として出願した。

第５図は、この先願で提案された装置を示す。

この装置においては、金属製のベルト１が一対のプーリ
２ａ、　２ｂに掛は渡されており、無限軌道を走行する
ようになっている。そして、一方のプーリ２ａを高く保
持することにより、ベルト１の無限軌道は、ブーＩＪ２
ａに向かって上昇するものとなる。

このベルト１の周囲には、チェーン等によって連結した
複数の耐熱ブロック３が配置され、これら耐熱ブロツク
３は、ベルト１の走行に同期して移動する。

耐熱ブロック３は、ベルト１が直線状に走行する上部で
湯溜り部４の側部を仕切るサイド堰５となる。他方、湯
溜り部４の後方には、固定堰６が設けられている。これ
によって、ベルト１の進行方向のみが開放された湯溜り
部４が形成される。

この湯溜り部４に、注湯装置７から溶融金属８が注湯さ
れる。

注湯された溶融金属８は、ベルト１の裏面に配置されて
いる冷却装置９により抜熱され、冷却・凝固して凝固シ
ェル１０となる。この凝固シェル１０は、ベルト１の移
動に伴って、第５図において右方向に搬送される。この
搬送の過程で抜熱が継続しているので、凝固シェル１０
は所定の厚みをもつ薄帯１１に成長し、湯溜り部４から
送り出される。

この薄帯１１は、次いで加圧ロール１２によって目標板
厚に圧延され、巻取り装置１３によって薄板コイル１４
として巻き取られる。なお、加圧ロール１２は、本質的
な板厚変動を伴うことなく、薄帯１１の表面性状を整え
るような加工を行うものとして、作動させることもでき
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにベルト１上で溶融金属８を凝固させる際、凝
固シェル１０の両端部における放熱が大きなものとなる
。そのため、両端部における凝固シェル１０の成長が盛
んに行われ、第６図に示すようにサイド堰５の表面に沿
って立ち上がった耳１５を形成する。すなわち、凝固シ
ェル１０の両端部においては、ベルト１を介した抜熱に
加えて、サイド堰５からの放熱がある。そこで、湯溜り
部４にある溶融金属は、このサイド堰５の壁面に沿って
凝固し、凝固シェル１０両端部の耳１５となる。

この耳１５がある凝固シェル１０を最終工程で圧延して
製品とするとき、耳１５部での加工率が異なることから
、製品の両端部に圧延傷、亀裂、凹凸等の欠陥が発生し
易い。この欠陥の発生を避けるためには、サイド堰５を
介した抜熱を少なくするため、サイド堰５の湯溜り部４
側にアルミナ、シリカ等の断熱性耐火物１６を内張すす
ることが考えられる。しかし、断熱性耐火物１６を内張
すしたものにあっても、両＃部における横方向の放熱を
皆無にすることはできず、依然として凝固シェル１０の
中央部とは異なる条件下で溶融金属の冷却が行われるた
め、耳１５の発生を避けることができない。

発生した耳１５は圧延に先立って切り落とすことが必要
となるが、これでは製品歩留りが低下することになる。

そこで、本発明は、凝固シェルの成長過程に改良を加え
ることにより、凝固シェルの両端部における耳の発生を
抑制し、歩留り良く且つ品質の優れた金属薄帯を製造す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造装置は、その目的を達成するため、走
行するベルトの両端部に該ベルトの長手方向に延在する
一対のサイド堰を設け、該サイド堰によりベルト上に形
成される湯溜り部の側部を区画し、且つ前記サイド堰の
間隔が前記ベルトの走行方向に漸次大きくなるように前
記サイド堰をベルト長手方向に対して傾斜させているこ
とを特徴とする。

なお、本発明におけるサイド堰としては、ベルトの走行
に同期して移動する堰、或いは固定堰のいずれであって
も良い。

〔作用〕

第１図は本発明に従った連続鋳造装置の要部を示し、第
２図はその装置における凝固シェルの生成・成長過程を
説明するための図である。なお、これらの図において、
第５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、その説明を省略した。

本発明の連続鋳造装置においては、ベルト１の両側に配
置された一対のサイド堰５がベルト１の搬送方向、すな
わち鋳造方向Ａに対して所定の傾斜角度θをもって配置
されている。そのため、これらサイド堰５の間隔りは、
鋳造方向Ａに沿って漸次大きくなっている。なお、傾斜
角度θは、サイド堰５が１ｍ進むとき間隔りが１〜４０
髄広がるように、０．０２８〜１．１５度の範囲に維持
することが好ましい。傾斜角度θが０．０２８度を下回
るときには、後述するサイド堰５の傾斜配置の効果が発
揮されず、凝固シェル１０の両端部に耳が発生し易くな
る。他方、傾斜角度θが１．１５度を越えるときには、
歩留り低下を引きおこす。この歩留り低下は拡大された
部分の凝固シェルに欠陥が生じるためである。

ベルト１を介した抜熱に加えてサイド堰５を介した放熱
により、サイド堰５に接触する溶融金属が優先的に冷却
・凝固されて、その内面上に凝固シェル１０の端部とな
って生成する。これは、従来のサイド堰５を鋳造方向Ａ
に関して平行に配置した場合と同様である。ところが、
鋳造方向へにサイド堰５の間隔りが漸次大きくなってい
るため、ベルト１の走行に伴って凝固シェル１０が搬送
されるとき、凝固シェル１０の両端部はサイド堰５の内
壁から剥離されて、そこにエアギャップ１７を形成する
。

このエアギャップ１７は断熱層として働くため、側方か
らの溶融金属の抜熱が抑制される。したがって、エアギ
ャップ１７がサイド堰５の内壁と凝固シェル１０の端部
との間にある状態においては、凝固シェル１０が幅方向
に沿ってほぼ同様な冷却条件の下で冷却され、端部にお
いて第６図に示したような耳１５となる局部的に大きな
シェルが生成されることがない。

第２図に示した状態がしばらく経過した後、エアギャッ
プ１７に湯溜り部４の静圧が加わり、その空隙を溶融金
属で埋める。

すなわち、本発明において、溶融金属は、サイド堰５の
内壁に接触している接触状態と第２図に示した非接触状
態との間を繰り返し往復することになる。そのため、サ
イド堰５の内壁に接触する部分で凝固シェルの生成が断
続的に行われ、第６図に示したような耳１５の発生が抑
制される。

また、エアギャップ１７が断続的に形成されるため、断
熱性耐火物１６に加わる面圧も緩和され、サイド堰５の
耐久性も改善される。更に、凝固シェル１０の成長時に
幅方向の熱応力が生じた場合にあっても、その熱応力は
エアギャップ１７で吸収されるため、製品に縦皺、亀裂
等が発生することもない。さらにまた、サイド堰５が移
動中に幅方向内側に変位した場合にも、エアギャップ１
７により鋳片に圧縮応力がかかるのを防止できるため、
製品に座屈による縦皺の発生を防ぐことができる。

〔実施例〕

以下、実施例により、本発明の特徴を具体的に説明する
。

第３図は、普通鋼組成をもつ温度１５９０℃の溶鋼を鋳
造し幅３００ｍｍ及び板厚６．５＋＋＋＋ｎの金属薄帯
を製造したとき、凝固シェル１０の生成・成長過程にお
ける端部での温度変化の推定例を示す。同図（ａ）にお
いては、傾斜角度θを０．１４度とし、湯溜り部４から
凝固シェル１０が出る個所におけるサイド堰の間隔りを
３０Ｏｎ＋＋ｎに設定した。他方、同図（ｂ）は、鋳造
方向へと平行にサイド堰５を維持した比較例を示す。

第３図（ａ）及び（ｂ）における曲線ａ、ｂ、ｃは、そ
れぞれサイド堰５内壁から０．２証、　０．４＋ｎｍ、
　０．６ｍ印の位置にある凝固シェル１０の温度を、末
広がりの条件を入れてシミュレートした計算により推定
したものである。また、横軸は、凝固シェル１０生成か
らの時間を秒単位で示したものである。

第３図（ａ）から明らかなように、本実施例の場合には
、凝固シェル１０の端部の温度は下降・上昇を繰り返し
ており、大きく低下することがない。これは、第２図を
使用して説明したように、サイド堰５の内壁と凝固゛シ
ェル１０の端部との間に断熱層となるエアギャップ１７
が断続的に生成されることに起因する。すなわち、生成
したシェルがサイド堰５の内面に接触している間はシェ
ルの温度低下が行われるが、エアギャップ１７が生成し
、またそこに高温の溶融金属が流入すると端部の温度は
上昇する。この高温の溶融金属の流入によって、一旦サ
イド堰５の内壁に沿って凝固した部分が再溶解され、凝
固シェル１０の両端部に大きな耳となることがない。そ
の結果、第４図（ａ）に示したように端部の肉厚化が押
さえられた薄帯が得られた。このような端部形状をもつ
薄帯は、加圧ロール１２によって目標板厚の製品とする
とき、端部に圧延欠陥を生じることなく、容易に圧延す
ることができた。

他方、比較例の場合には、凝固シェル１０の両端部が常
にサイド堰５の内壁に接触しているため、その部分は、
第３図（ｂ）に示すように連続的に降温した。その結果
、第４図ら）に示すように、薄帯の両端部に大きな耳が
発生した。この耳が発生した薄帯を圧延したところ、幅
方向端部から３５ｍｍまでの範囲において表面疵、亀裂
等の欠陥が見られたので、その範囲を切り落として製品
とした。

なお、本発明の連続鋳造装置において、サイド堰５は第
５図に示すようにベルト１を周回するように設けること
の他に、ベルト１に対して上下対称にサイド堰５の周回
軌道を配置したり、水平方向の周回軌道とすることがで
きる。また、移動式のサイド堰５に代えて、固定式のサ
イド堰とすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、サイド堰の
間隔が鋳造方向に関して漸次法がる湯溜り部を形成する
ことにより、凝固シェルの両端部が大きく冷却されるこ
とがない。そのため、両端部における耳の発生が抑制さ
れ、歩留り良く金属薄帯を製造することができる。また
、凝固シェルの生成・成長過程において、凝固シェルの
端部とサイド堰の内壁との間にエアギャップが断続的に
°形成されるので、凝固シェルに加わる熱応力やサイド
堰からの圧縮応力がこのエアギャップにより吸収され、
縦筋や波打ち等の形状不良が薄帯に発生することも抑制
される。更には、このエアギャップは、サイド堰に加わ
る鋳片からの面圧を緩和する作用をももつので、サイド
堰の耐久性も改善される。このように、本発明によると
き、品質の■ 優れた金属薄帯を高い生産性で製造することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の連続鋳造装置の要部を示し、第２図は
その装置における凝固シェルの生成・成長過程を説明す
るための図であり、第３図は凝固シェル端部における温
度変化を示し、第４図は製造された薄帯の端部形状を示
す。また、第５図は本発明者等が先に開発した連続鋳造
装置を示し、第６図は従来の装置における耳発生過程を
説明するための図である。 特許出願人　　新日本製鐵　株式會社 代　　理　　人　　　小　　堀　　　益　　（ほか２名
）・へ６彌＠δ も ｈ きべ） 士　全闘士 士　Ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行するベルトの両端部に該ベルトの長手方向に延
   在する一対のサイド堰を設け、該サイド堰によりベルト
   上に形成される湯溜り部の側部を区画し、且つ前記サイ
   ド堰の間隔が前記ベルトの走行方向に漸次大きくなるよ
   うに前記サイド堰をベルト長手方向に対して傾斜させて
   いることを特徴とする金属薄帯の連続鋳造装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のサイド堰が、ベルトの
   走行に同期して移動する堰であることを特徴とする金属
   薄帯の連続鋳造装置。