JPH01113155A - 冷却パッドを備えたベルト式連鋳機 - 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〕 本発明はベルト駆動方式の連続鋳造機の冷却パッドに係
り、特にスラブ鋳片の板厚を高精度に維持しつるベルト
式連続鋳造機の冷却バンドに関する。

〔従来の技術〕

ベルト駆動方式の連続鋳造機は、相対して回転している
一対の可動ベルトを幅方向の鋳型として該ベルト間に溶
融金属を注入し、前記可動ベルトの背面に接して設けら
れた冷却パッドで、溶融金属によりベルトに加えられる
圧力を支持し、同時に該冷却パッドの給水孔より供給さ
れる冷却水で前記可動ベルトを介して前記溶融金属を冷
却凝固させつつ、前記可動ベルトの間隙を板厚として形
成される鋳片を前記可動ベルトの回転と同期させつつ溶
融金属の注入側と反対の方向である下方へ引き抜くもの
である。

このようなベルト式連鋳装置の冷却パッドとして、特開
昭６０−第１６６１４５号公報明細書および特公昭５９
−第２９３４５号公報明細書に記載されている、冷却水
流路に設けたリブ部材あるいは冷却水ガイド部材により
可動ベルトを接触支持する従来構造の冷却パッドが知ら
れているが、このような構造の冷却パッドにおいては前
記リブ部材あるいは冷却水ガイド部材と可動ベルトとの
接触による可動ベルト摩耗およびこの突出接触部での可
動ベルト冷却能力低下に伴うホットスポット発生が可動
ベルト損傷の原因になり易いことに対する考慮が充分で
はなかった。

これに対し、特開昭６０−第１２９２５９号公報に記載
の装置においては、溶鋼静圧に釣り合うように冷却パッ
ドから静水圧をかけ、可動ベルトを浮上させるようにし
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記特開昭６０−第１２９２５９号公報記載の
方式では冷却パッドの給水孔と排水孔との間に流動抵抗
調節機構がないので、上下方向（ベルト移動方向）の位
置によって異なる値をもつ溶鋼静圧に前記静水圧を釣り
合わせるために、排水孔部に絞りを設けたり、給水孔お
よび排水孔の大きさと流路距離および給水流量を冷却パ
ッドの上下方向の位置によって変化させることにより対
応していたが、可動ベルト冷却のための給水流量と可動
ベルト浮上のための静水圧とのバランスをとることが難
しい。しかもこの冷却−浮上系は、冷却パッドの同じ高
さに設けられている複数の給水孔が共通の給水へラグ−
につながっているので、可動ベルトの幅方向の位置によ
って冷却水流量のアンバランスが生じて可動ベルｌ−の
冷却パッド面からの浮上量が変動し、可動ベルトが変形
しやすく、−変度形すると静水圧の作用により更に可動
ベルトが変形する不安定な系となる場合がある。

一方、可動ベルトの変形を少なくするために、冷却水に
よって可動ベルトと冷却パッドの間に形成されろ水膜の
厚みを小さくして水膜剛性（水膜厚を一定に保持しよう
とする力）を高くしようとすると、水膜が薄くなるにつ
れて流動抵抗が増加して冷却水量が急激に減少し、かつ
この水膜を形成する可動ベルトと冷却パッドとの平行部
を流れる冷却水の流れが、乱流から遷移領域又は層流領
域の流れとなり、可動ベルトと冷却水との間の熱伝達率
が低下し・て可動ベルト冷却性能が低下するので水膜剛
性を高めるにも限界があった。

しかもこの可動ベルトは、信頼性の面から頻繁に交換す
る消耗品として取扱われるので可動ベルトを加工して熱
伝達率向上を図る方法は経済的に不利である。

また特開昭６１−第３７３５５号公報記載の発明のごと
く冷却パッドの給水孔の出口を帯状の凹部で連結したり
、特開昭５９−第２９３４５号公報記載の発明のごとく
冷却パッドに排水用の溝を可動ベルト幅方向に設けたの
みではベルトを浮上させることは難しく、しかも可動ベ
ルトと冷却パッドとの間隙を通って両サイドに冷却水が
流出するサイドリーク量が多くなるという欠点があった
。

本発明の目的は、上述の可動ベルトの摩耗ならびに変形
を防止するとともに可動ベルトの均一な浮上と均一冷却
特性とを同時に満足するベルト式連鋳機の冷却パッドを
提供するにある。更に、可動ベルトの摩耗と変形を防止
し、可動ベルトの均一な浮上と均一冷却性能を満足する
とともに可動ベルトと冷却パッドとの隙間から幅方向へ
冷却水が洩れる量を少なくしたベルト式連鋳機の冷却パ
ッドを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題は、幅方向の鋳型を形成する一対の可動ベル
トそれぞれの背面を、給水孔から排水孔へ流れる冷却水
流からなる水膜を介して支持するベルト式連鋳機の冷却
パッドにおいて、前記冷却パッドの前記可動ベルトに対
向する面に前記冷却水の流れ方向に対して横方向に延在
し、かつ厚みが前記水膜の厚みを超えない帯状の突起を
備えたベルト式連鋳機の冷却パッドにより達成される。

また上記の他の課題は、前記帯状の突起を備え、かつ前
記帯状の突起の間に、給水孔１個につき少なくとも１個
の可動ベルトの幅方向に対して横方向に延在し、かつ厚
みが前記水膜の厚みを超えない第２の帯状の突起を備え
たベルト式連鋳機の冷却パッドにより達成される。

〔作用〕

本発明は、冷却パッドに、可動ベルトを浮上させている
水膜厚みより厚みの小さい帯状の突起を冷却水の流れに
対して横方向に延在させたので、前記突起とベルトが接
触してベルトの摩耗を生ずることがなく、水膜の厚みを
小さくして水膜剛性を大きくし、可動ベルトの均一な浮
上と、冷却水流のアンバランス等によるベルト変形の低
減を行っても、前記突起により冷却水流の乱流化が促進
されて熱伝達率が向上するので、冷却能力の低下は生じ
ない。

更に本発明は、前記帯状の突起の間に、ベルトの幅方向
に対して横方向に延在し、厚みが前記水膜の厚みを超え
ない第２の帯状の突起を備えたので、冷却水流に対して
横方向に延在する前記帯状の突起による可動ベルト幅方
向に沿う冷却水の流れが防がれ、可動ベルトと冷却パッ
ドの間から冷却水が幅方向に漏れるサイドリーク量が低
減される。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図に示された双ベルト式連続鋳造機は、タンデイツ
シュ１内の溶鋼２をノズル２を経て、対向する一組の可
動ベルト４および該可動ベルト４の幅方向端部に対向し
て設けられた一組の短片５で形成される鋳型内に注入し
、前記可動ベルト４の溶鋼と接する面の背面に設けられ
た冷却パッド６から噴出される冷却水によって７ｓ鋼を
冷却凝固させ、ガイドローラ７とともに回転する前記可
動ベルト４と同期した鋳片８は鋳型の下方に取り出す構
成となっている。

この連続鋳造機においては、溶鋼静圧が可動ベルトに加
おるため、この溶鋼静圧と釣り合うように可動ベルト４
の背面に加圧冷却水を冷却水給水孔９から噴出させて静
水圧を加え、可動ベルト４と冷却パッド６との間に水膜
１０を形成せしめ該可動ベルト４と前記冷却パッド６の
間に隙間を保っている。

第２図および第３図は前記冷却パッドを詳細に示したも
ので、前記給水孔９は、可動ベルト４と冷却パッド６と
の間の水膜１０の厚みと溶鋼静圧および冷却水量などに
より決定される必要最小限の間隔をもって冷却パッド６
上に前記可動ベルトの幅方向に平行、かつベルト移動方
向に所定の間隔をおいて設けられた直線上に列をなして
配置され、一般的にはベルト幅方向における給水孔間隔
がベルト移動方向における給水孔間隔より狭くなってい
る。給水孔９は冷却パッド６内の給水ヘッダー１１と連
通しており、該給水ヘッダー１１は機外の給水ポンプ（
図示せず）に接続されている。

また、排水孔１２は給水孔９の列の間に同様にべルト幅
方向の列をなして配置され、かつ、排水流路１３と連通
している。本発明に係る乱流促進のための帯状の突起は
、冷却パッド６表面の各々の給水孔９と排水孔１２との
間に各３個ずつ、可動ベルト４の幅方向に対し平行に配
置された帯状突起部材１６からなり、偏流防止のための
第２の帯状の突起は、帯状突起部材１６相互の間および
給水孔９相互の間それぞれに少なくとも給水孔１個に対
し一つは設けられたベルト幅方向に対して横方向に延在
する断続帯状突起部材１８からなっている。また、これ
らの突起部材１６．１８は、前記水膜１０の厚みよりも
薄い部材で作られており、ベルトが直接この突起部材１
６に接触しないようになっている。更に前記帯状突起部
材１６と可動ベルト４とにより形成される冷却水の上下
方向流路断面積が前記給水孔９の流路断面積をベルト幅
方向に列をなして並ぶ給水孔の一列に対しすべて加算し
た給水孔群９′の冷却水流路総断面積よりも大きく、か
つ、前記排水孔１２の流路断面積をベルト幅方向に沿っ
て列をなして並ぶ排水孔の一列に対しすべての加算した
排水孔群１２′の冷却水流路総断面積よりも小さくなる
ように設定しである。

次に、本実施例における作用を説明する。給水ポンプ（
図示せず）により給水される加圧冷却水は、給水孔９よ
り溶鋼静圧に釣り合う圧力をもって噴出されて、可動ベ
ルト４を前記冷却パッド６の表面４０から帯状突起１６
および第２の帯状突起１８の高さよりも高く浮上させ、
可動ベルト４と冷却パッド６表面に設けられた帯状突起
１６とで形成された流路を通りつつ、可動ベルト４を冷
却した後、排水孔１２を経て、排水流路１３より機外へ
排出される。したがって、従来の連続鋳造機のように、
ベルト４と冷却パッド表面の突出物とが接触することが
ないため、ベルトが摩耗することもなく、また、冷却水
とベルトとの間の熱伝達率がこの帯状の突起１６の乱流
促進効果により高くなり、ベルト冷却性能が向上する。

しかも。

従来装置のリブ部材あるいは冷却水ガイド部材に見られ
るようにベルトとの接触による突出接触部でのベルト冷
却能力低下に伴うベルトホットスポット発生を防止し、
より信頼性の高い連鋳機とすることができる。

また、本実施例では、帯状突起１６と前記可動ベルト４
とにより形成される冷却水流路断面積が、前記給水孔群
９′の冷却水流路総断面積よりも大きく、かつ、前記排
水孔群１２′の冷却水流路総断面積よりも小さくなるよ
うに設定しであるので、ベルト移動方向（連鋳機高さ方
向）の位置により異なる溶鋼静圧に冷却水の静水圧を釣
り合わせるとき、排水孔１２に絞りを設けなくとも、前
記帯状の突起１６による流動抵抗分布と水膜厚み１０を
小さい値に選定して釣り合わせ、ベルト４の変形に対す
る復元力を大きくすることによりベルトの変形を防止で
きるとともに、水膜一定保持力（水膜剛性）の強い冷却
パッドを提供でき慝。

本実施例においては、水膜厚さを減じて水膜剛性を高め
、その結果冷却水流量を減らしても、帯状の突起１６の
可動ベルト対向面乱流促逼効果により、冷却水と可動ベ
ルトとの間の熱伝達率が著しく向上するので、高水膜剛
性と高冷却能力がともに得られる。高水膜剛性が得られ
るから可動ベルト４の変形が小さく、板厚精度のよい鋳
片を生産する連鋳機が得られる。

また鋳片幅方向の可動ベルトの変形に対しても。

本実施例においては、ベルト幅方向に対して横方向に延
在して冷却水のベルト幅方向の偏流を防止する第２の帯
状の突起が設けられているので、可動ベルト幅方向への
冷却水流抵抗が大きくなり、給水孔から噴出された冷却
水の可動ベルト幅方向へ偏流量が少なくなり、かつ、該
可動ベルトの幅方向端部へ流出するサイドリーグ量も少
なくなる。

仮に可動ベルトと冷却パッド表面４０との間の距離が、
可動ベルト幅方向で変動したとしても、給水孔９から噴
出される冷却水の静水圧が給水ヘッダ１１により一定に
保持され、しかも給水孔９が冷却水流路断面の恐縮流部
となっている関係上、可動ベルト４にかかる溶鋼静圧に
より変形した該可動ベルトを復元する力が大きくなり、
前記可動ベルトを幅方向に均一に浮上させ、冷却する能
力が大幅に向上した。

次に可動ベルト移動方向の該可動ベルト変形と復元力に
つき説明する。第４図は従来のベルト式連続鋳造機にお
ける冷却パッドの冷却水静水圧分布（実線）と溶鋼静圧
分布（破線）を示したものである。従来の連鋳機におい
ては冷却水の静水圧を溶鋼静圧に釣り合わせるために排
水孔径を縮小して排水孔部の静水圧を高めて、実線のよ
うな圧力分布となるように設計されていた。この場合、
ベルト４の該ベルト移動方向の形状が何らかの原因によ
り変形すると、排水孔合計断面積が給水孔合計断面積よ
り絞られているため、変形量の大きさにより、排水孔部
圧力が大きく変動し、変形を更に助長させる場合があり
、鋳片の板厚が精度よく保持されないばかりか、冷却水
流路が塞がれベルト温度が上昇しベルト４が焼付く場合
があった。

これに対し、第５図は本発明による静水圧分布を示した
もので１本発明の場合、ベルト４を支持するのは冷却パ
ッド６の表面に点在する給水孔部であり、排水孔部で静
圧を保持する必要がないため、静水圧は第５図の実線で
示した分布となり、ベルト４が多少変形しても静水圧分
布はベルト４を平衡位置まで回復させるように作用し、
ベルト変形量を助長させることなく、ベルト変形量を最
小限にすることができる。

また、第６図および第７図は本発明の第２の実施例を示
したものである。第２の実施例は、冷却パッド６の給水
孔９と排水孔１２との間に溝２１が設けられ、該溝２１
の中に乱流促進用の帯状の突起１６と、少なくとも給水
孔１個に対し一つの断続帯状突起部材２３からなる偏流
防止のための第２の帯状の突起とを備えたもので、前記
第１の実施例の帯状の突起１６および第２の帯状の突起
１８と全く同じ機能と効果を有する。

更に、第８図に示した第３の実施例は、第２図に示した
可動ベルト幅方向に連続している帯状突起部材１６の代
りに、断続帯状突起部材３０を設けたものであり、前記
帯状の突起１６とほぼ同じ機能と効果を有する。この場
合は、むしろ、ベルト移動方向の流動抵抗が少なくなる
ので、前記偏流防止のための第２の帯状の突起１８を省
略できる場合もあり得る。更に、第８図に示したごとく
、排水孔３１をこのようにスリット状にしてさらに排水
の流動抵抗を小さくしてもよい。

第９図は、乱流促進のための帯状の突起を、歪型突起部
材３５の集合体として形成した第４の実施例を示し、こ
の歪型突起部材３５は冷却パッド６の表面に斜めに溝を
多数・タスキ掛けに切削することにより製作できるので
、パッド製作費を安価　　・にできる効果がある。ベル
ト冷却浮上の性能はこの溝の大きさと深さを変えること
により乱流促進および偏流防止効果をもたせることがで
きるので、本実施例も前記第１の実施例とほぼ同様な機
能を有する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ベルト式連鋳機の冷却パッドの可動ベ
ルトと対向する面に、冷却水の流れ方向に対して横方向
に延在し、かつ厚みが水膜の厚みを超えない帯状の突起
を備えたので、水膜厚を小さくして、水膜剛性を高めて
可動ベルトを精度よく均一に浮上させることが可能とな
り、可動ベルト変形を低減させ、鋳片の板厚精度を向上
させる効果がある。

更に、前記帯状の突起に加えて冷却水の可動ベルト幅方
向の偏流を防ぐ第２の帯状の突起を備えたので、前述の
効果に加え、冷却水の可動ベルト幅方向端部からの漏出
量を低減させ、冷却水ポンプの動力使用量を低減させる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す縦断面図で、第２
図は第１図の冷却パッドの詳細図で、第３図は第２図の
Ａ−Ａ線に沿う断面図で、第４図は従来のベルト式連鋳
機の静水圧分布を示す説明図で、第５図は本発明を適用
した連鋳機の静水圧分布を示す説明図で、第６図は本発
明の第２の実施例を示す冷却パッド詳細図で、第７図は
第６図のＡ−Ａ線に沿う断面図で、第８図は本発明の第
３の実施例を示す図で、第９図は本発明の第４の実施例
を示す冷却パッド詳細図である。 ４・・・可動ベルト、６・・・冷却パッド、９・・・給
水孔、１２・・・排水孔、１６・・・帯状の突起、１８
・・・第２の帯状の突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、幅方向の鋳型を形成する一対の可動ベルトそれぞれ
   の背面を、給水孔から排水孔へ流れる冷却水流からなる
   水膜を介して支持するベルト式連鋳機の冷却パッドにお
   いて、前記冷却パッドの前記可動ベルトに対向する面に
   、前記冷却水の流れ方向に対して横方向に延在し、かつ
   厚みが前記水膜の厚みを超えない帯状の突起を備えてい
   ることを特徴とするベルト式連鋳機の冷却パッド。 ２、冷却パッドに備えられた帯状の突起と可動ベルト背
   面で形成される冷却水流路の鋳型幅方向の断面積が、鋳
   型幅方向に一列に配置された給水孔の断面積の和より大
   きく、鋳型幅方向に一列に配置された排水孔の和よりも
   小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のベ
   ルト式連鋳機の冷却パッド。 ３、幅方向の鋳型を形成する一対の可動ベルトそれぞれ
   の背面を、給水孔から排水孔へ流れる冷却水流からなる
   水膜を介して支持するベルト式連鋳機の冷却パッドにお
   いて、前記冷却パッドの前記可動ベルトに対向する面に
   、前記冷却水の流れ方向に対して横方向に延在し、かつ
   厚みが前記水膜の厚みを超えない帯状の突起を備え、前
   記帯状の突起の間に給水孔１個につき少なくとも１個の
   、可動ベルトの幅方向に対して横方向に延在し、かつ厚
   みが前記水膜の厚みを超えない第２の帯状の突起を備え
   ていることを特徴とするベルト式連鋳機の冷却パッド。 ４、冷却パッドに備えられて帯状の突起と可動ベルト背
   面で形成される冷却水流路の鋳型幅方向の断面積が、鋳
   型幅方向に沿つて一列に配置された給水孔の断面積の和
   よりも大きく、鋳型幅方向に沿つて一列に配置された排
   水孔の和よりも小さいことを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載のベルト式連鋳機の冷却パッド。 ５、帯状の突起が、鋳型幅方向に対して平行に断続して
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１〜
   ４項のいずれかの項に記載のベルト式連鋳機の冷却パッ
   ド。 ６、帯状の突起が、冷却パッドの可動ベルトに対向する
   面に設けられた溝構造の中に設けられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１〜５項のいずれかの項に記載
   のベルト式連鋳機の冷却パッド。