JPH024753Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この明細書で述べる技術は、溶融金属例えば溶
鋼から厚さが50mm以下にもなる薄肉鋳片を直接製
造する薄肉鋳片連続鋳造機（以下「ベルトキヤス
ター」という）に関し、とくに流水膜によるベル
ト冷却装置（冷却パツド）に取付けて用いるベル
ト幅方向の流水膜コントロールに便利なベルト誘
導・シール部材についての提案である。

（従来の技術） 溶鋼から直接シートバーの如き鋼板を連続的に
製造する薄肉鋳片連続鋳造機：ベルトキヤスター
としては、例えば特開昭57−100851号等として既
に開示されている。これら既知のベルトキヤスタ
ーとしては種々の形式のものがあるが、代表的な
ものとしては、所定の距離にわたつて溶鋼を保持
するための間隙を維持しつつ、それぞれ複数個の
ガイドロールを介して輪回移動する対向配置した
一対の金属ベルト（背面が冷却水膜で冷却され鋳
片の長辺面を支持する）と、それら両金属ベルト
相互の間に挾まれて各側縁近傍で緊密に接した一
対の短辺面用側板とで４方を限局し鋳造空間を構
してなる構造を有するのが普通である。なお、上
記金属ベルトの背面は、上記金属ベルト内側にあ
る溶鋼の静圧を支持し冷却するための所定厚の冷
却水流水膜を形成する冷却パツドが設けてある。

さて、上記冷却パツドの機能としては、湯面か
ら鋳片引抜き方向に向うに随つて溶鋼もしくは半
凝固鋳片による静圧が変化するので、鋳造生成物
の各段階（鋳片引抜き方向の各位置）での上記溶
鋼静圧（ベルトにかかるテンシヨン）と冷却水流
水膜の圧力とがつり合うように、冷却パツドの金
属ベルトに面した給水孔の大きさや配置、そこに
供給する流量を調節している。

（考案が解決しようとする問題点） 上述した従来冷却パツドによる流水膜冷却には
次のような問題点１および２があつた。

(1) 流水膜の厚みが均一ではなく、そのため不均
一冷却となりやすくベルトの変形や鋳片の変形
を招く。これは鋳込み方向に対してテンシヨン
をかけることにによつて、ある程度流水膜の厚
みを制御が可能であるが、鋳片巾方向の場合拘
束力が全くないため流水膜厚みが変化しやすい
ということによる。

この点については、通常ベルトテンシヨンよ
りもベルトの剛性の方が流水膜の厚み変化に大
きく影響を与えるため、金属ベルトの厚みを厚
くすることによつて流水膜の厚み変化に対拠し
ている。しかしながら、金属ベルト厚みをむや
みに厚くすると冷却効果を減じたり、金属ベル
トの温度をさらに上げることになり有利でな
い。またベルト巾方向では端部において水が流
出してしまうため水膜圧力を形成しにくく、無
駄水となる。そればかりかベルト巾方向で異な
る圧力分布を形成し、流水膜厚みの不均一を呼
びおこす。すなわちベルト巾方向においては、
ベルト端部は開放となつているため、どうして
も水膜内に供給した冷却水がベルト端部より流
出するのは避けられず、ベルト巾方向に均等に
給水するとベルト端部での水の流出量が多くな
る。

したがつて水膜による、ベルト浮上形状はベ
ルト巾方向の中央部が端部に比し相対的に突出
し凸状となつて、得られる鋳片の形状は凹状の
不良品となる。

又、ベルト端部を通る冷却水の速度は水膜内
圧力と、外気圧力との差により決定されるた
め、溶鋼あるいは鋳片の熱負荷に対し、変化さ
せることができない。

冷却能力はほぼ流速によつて決定されるた
め、例えばベルト端部の流速が必要流速より小
さければ、ベルト端部の温度は高くなり、最悪
の場合ベルトに変形を生じる。

以上の要因により、ベルト巾方向で冷却の不
均一を生じ、ベルト変形ひいては鋳片の変形を
惹起する。

(2) 短辺面支持用側板と金属ベルト間のシールの
ための側板近傍の流水膜が不均一となり、これ
がベルト変形を惹起する。すなわち、一般に側
板と金属ベルト間の溶鋼差し込みを防止するた
めに、この間の水膜形成用クリアランスを小さ
めに設定している。そのために第５図に示すよ
うに、金属ベルトは内向きに凸型となり、流水
膜厚み分布がベルト幅方向で大きく変化するた
め、ベルト巾方向で冷却水の流量分布（差）が
でる。（中央部に多く、両側部で少なくなる）。

すなわちベルト端部が開放しているため、こ
こからの冷却水流出により、側板接触部相当位
置の冷却水圧力が低下する。所定圧力を得るた
めには側板接触位置相当部へ、巾中央部に比し
多い冷却水量を供給しなければならない。この
水量の増加は当然ながら巾中央部への流入量の
増加を引き起こし、よつて巾中央部の突出量は
さらに増加しベルト変形量も大きくなる。

なおベルト巾方向中央での冷却水量を増加さ
せない場合は、側板から外部（ベルト側縁部）
側へ流水膜圧が低下するため、却つて側板部へ
の金属ベルトの押しつけ力を弱め、溶鋼の差し
込みを助長することになる。また側板と金属ベ
ルト部のクリアランスを小さくしたとしてて
も、流水膜の圧力が上がらずまり効果がない。

本考案の目的は、金属ベルトの冷却不均一と
くにその両側縁部における主として吐出水流の
流出による弊害を除去し、ベルトの変形や鋳片
の変形を防止せんとするところにある。

（問題点を解決するための手段） ベルト幅方向に全体における流水膜の厚みはコ
ントロールが困難であるという上記の問題点(1)お
よびベルト両側縁近傍（側板近傍）における流水
膜の厚みコントロールが困難であるという上記の
問題点(2)に対し、本考案は、 冷却パツドの介添えにより溶融金属および鋳片
を保持するめの間隙を維持しつつ輪回移動する長
辺面側の一対の金属ベルトと、それら金属ベルト
相互間にあつてそれらと緊密に接している一対の
短辺面用側板とで構成される薄肉鋳片連続鋳造機
において、上記金属ベルトの背面で冷却水流の導
入、排出を司る冷却パツドの両側端部に、冷却水
流水膜の圧力を対抗る向きから該ベルトを制圧す
るベルト端部シール部材、ベルト両側縁部を塞ぐ
ように突設したことを特徴とする薄肉鋳片連続鋳
造機をその解決手段とする。

とくに、上記ベルト端部シール部材を剛性部材
もしくは一部に弾性部材を介在させた剛性部材に
より形成るのが好ましい。

本考案のように、冷却パツドの両側縁部にベル
ト端部シール部材を設けると、ベルト両側縁部で
の冷却水のベルト巾方向への流出が防止でき、無
駄な流膜形成用冷却水をなくと同時に金属ベルト
両側縁部に流水膜の圧力を張り易くし、ベルト巾
方向の流水膜の厚みコントロールが容易になる。
すなわちベルト端部からの冷却水流出を回避きる
ため、ベルト巾方向にわたる流水膜を閉じた系と
する給・排水の制御が可能となり、流水膜厚みを
ベルト巾方向にわり一定にコントロールでき、上
記問題点(1)は解消される。また側板と接する部分
においても、この側板でベルトを抑えつける必要
がなくなり、かかるシール部材で制圧；好ましく
は弾力的に制圧するので、該側板近傍での圧力が
張り易く、かつ流量の確保もできベルト巾方向の
流量分布も均一にすることができる。すなわちベ
ルト端部シール部材によつて流水膜をベルト巾方
向にわたり閉じた系にできるため、この系内で
給・排水制御を行うことによつて膜厚を一定に保
持できる。したがつてベルト変形は回避されると
ともに、側板近傍の流水膜圧を高めることがで
き、上記の問題点(2)は解消される。

次に本考案の作用について詳しく述べる。

され金属ベルトを冷却水にて冷却する場合、冷
却水が沸騰しない限りは、流速により冷却能力が
決定され、流速が遅いと冷却能力は小さく、逆に
速いと大きい。冷却能力は鋳片を冷却し、凝固さ
せるための最低冷却能を確保することが肝要であ
る。

最低冷却能力に満たないと、ベルトの温度は上
昇するため、ベルト付近の冷却水が沸騰し、ある
温度にてベルト温度上昇は停止するが、ベルト温
度の不均一をまねく。これはベルトの熱応力分布
の下均一を生じ、さらにベルト内圧縮、引張り応
力の分布が生じる。そして圧縮応力の増加によ
り、ベルトは塑性変形し、結局は永久変形として
残存することになる。

これに対してベルト端部シール部材によつてベ
ルト端部を塞いで流水膜をベルト巾方向の閉じた
系とした場合、その必要冷却能力を満たす流速を
一定の膜厚の下に確保できる。すなわち給・排水
の手段を適切に選定することにより一定膜厚は達
成できる。

しかしながら従来はベルト端部から冷却水が流
出していたため、ベルト端部における水膜の厚み
はベルト巾中央部より減少し、かつ端部の冷却能
力は端部の流出水の流速で決定されるため、必要
最低冷却能力を必ずしも確保できないよつてベル
ト端部が温度上昇し、ベルト変形が生ずる 一方ベルト端部を守るため、やみくもに流量を
増大すれば、ベルト巾中央部の給・排水のバラン
スが崩れ、中央部での流水膜厚みが増大する。流
量の増分に対し、増大する膜厚みが必ずしも比例
しないため、流量を増大しているにもかわらず、
流速は低下する場合が生じる。すると、ベルト中
央部の温度が上昇することになる。したがつてベ
ルトの不均一冷却は、ベルト端部から流出する冷
却水の流速を制御し得ないために生じることがわ
かる。

上記のように、ベルト端部シール部材を設けれ
ば、冷却水の流速はベルト巾全域にわたり制御可
能となるため、ベルト中央部の凸状化を防ぐこと
ができ、給・排水制御によつて均一な厚みの流水
膜が得られる。

（実施例） 第４図は、本考案を適用する一般的な薄肉鋳片
連続鋳造機の斜視図を示すものであるが、図示の
１は溶鋼、２，８はガイドレール、４，５は金属
ベルト、７，８が冷却パツドである。

本考案の好適実施態様は、上記冷却パツド７，
８に対して、第１〜８図に示すような構造のベル
ト端部シール部材１０，１０ａを設けることにあ
る。

すなわち、第１図ａの例は、鋼製の鈎形（略コ
字形）のベルト端部シール部材１０，１０ａを、
冷却パツド７，８の両端部に突設した例である。
このベルト端部シール部材１０，１０ａは、冷却
パツドの給水口１２から吐出させた流水膜形成用
冷却水の流出を塞ぐような構造になつており、流
水膜の圧力で金属ベルトが膨らむ方向に対向する
向きから該金属ベルト４，５両側縁部を制圧する
ような形とする。

なお、ベルト両端部は冷却の必要性が少ないた
め、排出孔がないもしくは小さくても十分条件を
満たすめ、水膜圧力はより張り易い状況となる。
ただし、曲面構造になつている部分においては、
テンシヨンをかけた場合、流水膜を潰す方向の力
が発生するため、第２，３各図に示す隙間はある
程度小さい値をとる必要がある。またその他の部
分においても溶鋼の静圧がかかるため、流水膜圧
力は小なる方向になるため、隙間δの値について
は適切な数字にする必要があるが、一般的には
0.2〜１mm程度が適切である。

一方、このδの数値にフレキシビリテイーをも
たすため、金属ベルトを抑える力を一定とする構
造も有効である。

この例を示したのが、第２，３各図である。こ
の構造のものは弾性部材１１例えばシール性を害
さない伸縮型ベローズなどを取りつけることによ
り、一定の力で金属ベルト４，５を抑えようとす
る形態である。ただしこの弾性部材１１で抑える
厚みには下限を（例えば0.3mm）設け、金属ベル
ト４，５とパツド７，８が接触して、金属ベルト
４，５摺動への抵抗力が働かないように考慮して
おく。このようにすれば流水膜圧力が大きくなる
と、流水膜厚みが増加し、流水膜圧力が落ちると
いう現象をくり返し、ある一定の膜圧となつて安
定する。

なお、第２図中のｄの値については、金属ベル
ト４，５の蛇行を考慮し、10mm以上とするのがよ
い。

本考案装置による操業例 第４図示のベルトキヤスターに本考案ベルト端
部シール部材を採用した。

従来は、側板と金属ベルトとの間の距離を0.3
mm、側板のない所では横方向のシールは全くなか
つた。そのため金属ベルトの背面に均一な厚みの
流水膜を確保できず、とくに鋳片端部（側板近
傍）でのベルト熱変形が大きく、また鋳片自身も
凹型（1.5〜２mm）となつていた。

そこで本考案を採用し、絞り込み部でδ＝0.3
mm、側板のない部分ではδ＝0.5mmを採用した。
また側板と金属ベルト間の設定を1.0mmへと変更
した。これらの設計変更をもとに、操業を行つた
結果、従来6t／minを要していた金属ベルト冷却
水を、4t／minまで減少させても一定厚みの流水
膜が確保され、よつて金属ベルト中央部での変形
がでず、かつまた鋳片端部に相当する位置でのベ
ルト熱変形もみられなくなつた。これは巾方向へ
の無駄水がなくなつたこと、および側板近傍でも
十分に水量が確保され、金属ベルトの不均一冷却
が解消されたためと考えられる。また鋳片につい
ても多少凹型となるもののその差は0.2mm以下と
なり従来に比較し大きく改善された。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、従来流水
膜圧力と側板とのバランスで支持していた金属ベ
ルト両側縁部を、ベルト端部シール部材で支持で
きるのでベルト幅方向への冷却水の流量分布が均
一になるとともに側板部近傍においても十分な流
水膜圧力を形成でき、従つてベルトの熱変形や鋳
片の変形等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本考案のベルト端部シール部材
について冷却パツドとともに示す断面図、第２図
および第３図は、いずれも本考案の別の実施例を
示す断面図、第４図は、薄肉鋳片連続鋳造機の斜
視図、第５図は、従来の流水膜によるベルト支持
のもようを示す断面図である。 １……溶鋼、２，３……ガイドロール、４，５
……金属ベルト、６……側板、７，８……冷却パ
ツド、１０，１０ａ……ベルト端部シール部材、
１１……弾性部材、１２……給水口。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 冷却パツドの介添えにより溶融金属および鋳
   片を保持するための間〓を維持しつつ輪回移動
   する長辺面側の一対の金属ベルトと、それら金
   属ベルト相互間にあつてそれらと緊密に接して
   いる一対の短辺面用側板とで構成される薄肉鋳
   片連続鋳造機において、 上記金属ベルトの背面で冷却水流の導入、排
   出を司る冷却パツドの両側端部に、冷却水流水
   膜の圧力に対抗する向きから該ベルトを制圧す
   るベルト端部シール部材を、ベルト両側縁部を
   塞ぐように突設したことを特徴とする薄肉鋳片
   連続鋳造機。 ２ 上記ベルト端部シール部材を剛性部材もしく
   は一部に弾性部材を介在させた剛性部材により
   形成することを特徴とする請求の範囲１記載の
   薄肉鋳片連続鋳造機。