JPH0360849A

JPH0360849A - 薄板連続鋳造装置

Info

Publication number: JPH0360849A
Application number: JP19874989A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nishino; 西野　忠; Tomoaki Kimura; 智明木村; Yoshio Takakura; 高倉　芳生; Satoshi Hirano; 聡平野; Shigeru Matsunaga; 松永　滋; Takeshi Hanawa; 塙　武志
Original assignee: Hitachi Ltd; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-15

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］本発明は薄板連続鋳造装置に関し、特に双ドラム又は双
ベルト等によって構成された絞り込み式の回転鋳型の間
に溶鋼を溜め、鋳型を回転しながら連続的に薄板を製造
する薄板連続鋳造装置の鋳型における長辺堰機構に関す
る。

［従来の技術］双ドラム式の薄板連続鋳造装置は数ミリ程度の厚みの薄
板を製造するのに適した鋳造装置であるために、現在実
用化が望まれている。従来の双ドラム式薄板連続鋳造装
置では、２本のドラムとサイドダムによって溶湯プール
が形成され、注湯ノズルから吐出された溶湯はこの溶湯
プールに溜まる。この双ドラム方式による鋳造装置によ
って鋳造を行う場合には、注湯ノズルからの湯流れに起
因する溶湯プールの湯面の波立ちと、溶湯流量制御に基
づく場面一定制御の限界が±３〜±５ｍｍの誤差を含む
ことに起因する湯面の上下変動とを避けることができな
い。更に、湯面に浮上して生じた不良シェルによって噛
込み現象も発生する。このため、従来の双ドラム式薄板
連続鋳造装置では、鋳造された薄板の表面には湯じわが
発生し、製品としては使用できず、改善される必要があ
った。

そこで、従来上配湯じわを解消するため、例えば特開昭
６０−３０５５５号、特開昭６０−２７４４８号、特開
昭６２−４０９５５号等の各公報に記載されるように、
従来の鋳造装置では、波立ちを防止するための各種の長
辺堰を設けることを提案し、かかる湯じわの問題を解消
していた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の長辺堰を有した双ドラム式薄板連
続鋳造装置では、他方で表面欠陥が生じるという新たな
問題が提起された。ここで、図面を用いて表面欠陥の発
生原因を考察する第１図は長辺堰を備えた従来の双ドラ
ム式薄板連続鋳造装置の要部構成の一例を示し、第２図
は不良シェルの発生状況を示す。第１図において、１は
タンデイツシュであり、タンデイツシュ１内に蓄えられ
た溶湯２は、ストッパ３の下側に形成される隙間を通り
溶湯ノズル４を介して、図中左右の２つのドラム？Ａ、
７Ｂ（長辺鋳型）とドラム両端部にて短辺方向に配置さ
れる２つのサイドダム６Ａ、６Ｂ（短辺鋳型。なお６Ｂ
は第１図中に図示されない。第８図参照）で形成される
溶湯プール１３に注入される。ドラム７Ａ、７Ｂはそれ
ぞれＡ、　Ｂの方向に回転している。溶湯プール１３内
にはドラムの長手軸方向に長辺堰５Ａ、５Ｂが配設され
、これらの長辺堰５Ａ、５Ｂは固定壁部に固定されてい
る。溶湯プール１３内の湯はドラム７Ａ、７Ｂの回転作
用によってドラム７Ａ。

７Ｂの間の隙間から下方に押し出され、薄板９が形成さ
れる。かかる構成において、溶湯プール１３内の溶湯は
その波立ちを長辺堰５Ａ、５Ｂに押さえられるので、ド
ラム７Ａ、７Ｂの所定の表面に安定した凝固シェル８Ａ
、８Ｂが形成され、図示される如く薄板９が製造される
。

しかし、従来の薄板連続鋳造装置では第１図に示される
ように薄板９の表面に三角形状の表面欠陥１２がランダ
ムに発生する。これは、第２図に示すように湯面に関し
て湯変動（変動高低差ΔＨ）と湯面の波立ち（変動高低
差Δｈ）が発生するため、長辺堰５Ａと場面との接触部
付近に不良のシェル１０が生じるからである。不良シェ
ルの発生は、この付近が空気等の常温気体と温度の上昇
が不十分な長辺堰５Ａの上部と接触しているため、凝固
しやすい条件にあるからであると考えられる。

また不良シェル１１は湯流れの不十分な箇所に生じるも
のである。これらの不良シェル１０．１１は成長して落
下し又は落下を繰り返すことにより、永久に消滅するこ
とはなく、このため薄板９の表面に三角形状の欠陥１２
が生じる。

以上のように、従来の連続鋳造装置では、いずれも表面
欠陥の発生を防止することが困難であり、この点が薄板
連続鋳造装置の実用化の障害となっていた。

本発明の目的は、薄板表面の欠陥である湯じわと不′良
シェルの噛込みによる三角形状の欠陥とを解消して良好
な表面品質を有する薄板の連続鋳造を行うことができる
薄板連続鋳造装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明に係る薄板連続鋳造装置は、回転軸が平行になる
ように配設され互いに対向する側へ回転する２つの長辺
鋳型と、この長辺鋳型の両端部の位置にて短辺方向に配
設されたサイドダムとを有し、２つの長辺鋳型と２つの
サイドダムによって溶湯プールを形威し、前記２つの長
辺鋳型の回転作用に基づき、この溶湯プール内の溶湯を
冷却しつつ長辺鋳型のそれぞれの表面に凝固殻を形成し
、長辺鋳型の間の隙間から圧着状態で押し出して薄板を
製造する薄板連続鋳造装置において、長辺鋳型のそれぞ
れに近接させて配置される長辺堰と、この長辺堰に所要
条件を満たす振動を与える加振装置とを備えるように構
成される。

［作用］本発明によれば、三角形状の欠陥となる不良シェルが発
生したとしてもこれが成長する前の小さい状態において
振動作用によって振い落とし、実用上支障のない良好な
薄板を製造する。

［実施例コ以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

本発明による薄板連続鋳造装置では、前述した不良シェ
ル１０．１１の発生を阻止するもので、基本的に、不良
シェルが発生したとしてもこれが成長する前の小さい状
態にて不良シェルを振い落とし、これにより実用上支障
のない良好な薄板（鋳片）を製造できるようにしたもの
である。すなわち、溶湯の場面が所定のレベルにある定
常状態において、長辺堰に所要周波数でかつ所要振幅の
微振動を与え、加えた振動の加速度によって不良シェル
を振い落とすことを基本的構成とする。

従って、本発明による薄板連続鋳造装置の構成は、基本
的に第１図に示された構成と同じであり、この基本構成
に長辺堰５Ａ、５Ｂに対し所要の微振動を加えるための
加振装置の構成が付加される点が異なる。そこで、下記
の説明において第１図で示された同一要素については同
一の符号を引用する。また、本発明の特徴的な機械要素
である前記加振装置の構成については、第７図乃至第９
図を参照して後述される。

次に、先ず本発明による長辺堰に与える微振動について
原理的な説明を行う。

注湯スタート時には、第３図に示すように、注湯ノズル
４から溶湯プール１３へ落下する溶湯２によって溶湯ス
プラッシュ２７が生じるので、長辺堰５Ａ、５Ｂは上方
の所要位置まで退避させる。

そして、第４図に示すように、溶湯プール１３内の溶湯
２の湯面２ａが所定レベルの定常位置に達した時点で、
加振されることにより微振動状態にある長辺堰５Ａ、５
Ｂを規定位置まで下降させる。

この実施例による長辺堰５Ａ、５Ｂは垂直な上下方向Ｃ
に微振動を与えているので、仮に場面の変動や場面の波
立ちによって第２図に示したような不良シェル１０．１
１が発生したとしても、不良シェル１０．１１が成長す
る前に振り落とされ、大きな不良シェルが長辺堰５Ａ、
５Ｂに形成されることはない。第４図に示される実施例
は垂直方向加振である。

また、長辺堰の形状としては、第５図に示すように、長
辺堰１４の厚みを増しかつ下側の内面側に傾斜をつけて
厚みを徐々に薄くし、溶湯プール１３の下側が広がるよ
うに形成することもできる。

この長辺堰１４の形状によればその断面形状により明ら
かなように不良シェル１０．１１の離脱を容易にするこ
とができる。また、上記微振動の与え方としては、第６
図に示されるようにドラム７Ａ、７Ｂの軸方向に平行な
方向りに与えることも可能である。この場合には、軸方
向水平加振である。

なお、上記長辺堰は、高温の溶湯２に接触してこれを支
持する機能と、不良シェルの発生をできる限り抑制する
機能とが必要になるので、断熱性及び蓄熱性のある耐火
物、例えばセラミックファイバー、溶融シリカ等の材質
で形成されることが望まれる。

次に、長辺堰に加えられる微振動の条件について説明す
る。

長辺堰に付着した不良シェル１０．１１をふるい落とす
ためには付着力以上の力を生じる微振動を作用させる必
要がある。例えば、加振による加速度は、α：加速度（
ｍ／ｓ２）　、ａ　：片振幅（ｍ）　、ｆ　：振動数（
Ｈｚ）とすると、α＝ａ（２πｆ）２であるから、作用する力は、Ｆ：作用する力（Ｋｇ）　、Ｗニジエル重量（Ｋ　ｇ）
９：重力加速度（９，８ｍ／ｓ２）とすれば、Ｆ＝Ｗ・
α／９と表される。従って、この力Ｆが不良シェルの付着力よ
りも大きい値になるようにすれば、不良シェルを長辺堰
から早期にかつ確実に剥離させることができる。

そこで、不良シェルの形態をを直方体として仮定して、
その３辺の長さをｘ、　　ｙ、　　ｚ　（ｃｍ）とし、
一方、付着力をＰ。（ｇ／ｃｄ）、シェル比重をγ（ｇ
／ａＩＦ）とした場合、不良シェルを剥離させるのに必
要な力は、Ｆｏ＝Ｐｏ−Ｘ−ｙ　（ｇ）である。このＦ
。に相当する必要加振加速度Ｇ。は、Ｆ＝Ｗ・α７ｇＧｏ　＝α／ｇの関係により、と表される。

不良シェルの付着力は長辺堰を形成する耐火物の種類に
よって相違するが１、溶融シリカの場合には大体２ｇ／
ｃａｒ程度であるから、不良シェルの厚みを０．１ｃｍ
、７を７．８ｇ／ｃｍ３　（鋼の場合）とする場合、上
記必要加振加速度Ｇ。は、となる。

一般的に加振加速度Ｇと片振幅ａ及び振動数ｆとの関係
は、￥という式で表される。この関係式において、Ｇ＝２．５
６となるためのａとｆとの間において満足されるべき必
要な加振条件を求めてみると、第１１図に示された表の
ようになる。この結果、片振幅ａを１ｍｍ以内を目標と
した場合には、周波数は２５Ｈｚ以上にする必要がある
。

従って、長辺堰に加えられる微振動は、長辺堰の材質に
応じて決まる前述の加振条件を満足すればよい。またそ
の加振方向については、水平方向、垂直方向、或いは垂
直方向及び水平方向の合成によって作られる方向のいず
れであってもよい。

なお、長辺堰はドラム７Ａ、７Ｂの局面に対して散開の
隙間を設けて近接させるが、この隙間によって振動の容
易化と接触摩耗の回避を行っている。

次に、長辺堰を振動を加える加振装置の構成について説
明する。第７図及び第８図は加振装置の第１実施例を示
す。図中左右の長辺堰１５Ａ、１５Ｂのそれぞれは、ホ
ルダ１７Ａ、１７Ｂに固定され、このホルダ１７Ａ、１
７Ｂを介してボルト等により振動枠１６に取り付けられ
る。振動枠１６は左右に固定状態で配設された加振シリ
ンダ１９Ａ、１９Ｂによって支持され、この加振シリン
ダ１９Ａ、１９Ｂはそれぞれ垂直方向に振動作用を生じ
る。この加振シリンダ１９Ａ、１９Ｂの振動は、電気油
圧サーボ装置１８Ａ、１８Ｂによって指令された周波数
及び振幅となるように制御される。このため長辺堰１５
Ａ、１５Ｂも前述した条件を満足する振動を行う。なお
、注湯スタート時には、加振シリンダ１８Ａ、１８Ｂの
ストロークを大きくして、長辺堰１５Ａ、１５Ｂを上昇
状態に維持し、スプラッシュを回避する。

第９図は加振装置の第２実施例を示し、これはモータに
よって駆動される加振装置である。振動枠２０は長辺堰
１５Ａ、１５Ｂのそれぞれを固定して支持し、振動枠２
０の長辺堰１５Ａを固定する側の端辺部は偏心軸２１を
介してモータ２２の駆動軸と連結されており、長辺堰１
５Ｂを固定する側の端辺部はリンク２４によって揺動自
在に支持されている。この構成によって、モータ２２を
図中Ｅ方向に回転させると、振動枠２ｏは揺動運動を行
って振動を発生し、長辺堰１５Ａ、１５Ｂに振動を与え
る。この場合の振動は、垂直方向と水平方向の振動が合
成されたものとなる。また、偏心軸２１とリンク２４は
それぞれ昇降シリンダ２３Ａ、２３Ｂによって支持され
る。これらの昇降シリンダ２３Ａ、２３Ｂは、注湯スタ
ート時に長辺堰１５Ａ、１５Ｂを所要の位置まで上昇さ
せ、定常状態になったときに下降させるように作動する
。　第１０図は加振装置の第３実施例を示す。

この加振装置は、長辺堰２５Ａ、２５Ｂをドラム７Ａ、
７Ｂの円周面に沿う方向Ｆに振動させるものである。長
辺堰２５Ａ、２５Ｂに振動を与える手段２６Ａ、２６Ｂ
としては、前述の電気油圧サーボ装置、或いはモータ駆
動装置のいずれでも適用できる。

前記実施例では双ドラム方式の連続鋳造装置に適用した
例ついて説明したが、本発明による加振装置を双ベルト
方式の連続鋳造装置適用できるのは勿論である。

［発明の効果］以上の説明で明らかなように本発明によれば、双ドラム
式等の連続薄板鋳造装置において、所要の振動状態を有
する長辺堰を各ドラムに近接して配置するようにしたた
め長辺堰の溶湯プール側の４゜面における不良シェルの付着成長を阻止することができ
、表面品質が健全な実用上支障のない薄板を連続鋳造す
ることができる。また、注湯スタート時には長辺堰を上
方位置に配置するのでスプラッシュの付着を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固定式長辺堰を備えた双ドラム式連続鋳
造装置、第２図は従来の固定式長辺堰における不良シェ
ルの付着状態を示す図、第３図は本発明による薄板連続
鋳造装置の注湯スタート時における長辺堰が上昇された
状態を示す図、第４図は定常状態における垂直加振状態
の長辺堰を示す図、第５図は長辺堰の他の実施例を示す
図、第６図は水平加振状態の長辺堰を示す図、第７図は
本発明による薄板連続鋳造装置に適用される加振装置を
示す正面図、第８図は同加振装置の側面図、第９図は加
振装置の他の実施例を示す正面図、第１０図は加振装置
の更なる変更実施例を示す正面図、第１１図は長辺堰に
加えられる振動について振動数ｆと片振幅ａとの関係を
表で示した図である。［符号の説明］２・・・溶湯４・・・溶湯ノズル５Ａ、５Ｂ、１４．１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ。２５Ｂ・・・長辺堰６Ａ、６Ｂ・・・サイドダム７Ａ、’７Ｂ・・・ドラム８Ａ、８Ｂ・・・凝固シェル１０．１１・・・不良シェル１３・・・溶湯プール１６．２０・・◆振動枠１８Ａ、１８Ｂ・・・電気油圧サーボ装置１９Ａ、１９
Ｂ・・・加振シリンダ２２・・・モータ２３Ａ、２３Ｂ◆・・シリンダ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転軸が平行になるように配設され互いに対向す
る側へ回転する２つの長辺鋳型と、この長辺鋳型の両端
部にて短辺方向に配設されたサイドダムとを有し、前記
長辺鋳型と前記サイドダムによって溶湯プールを形成し
、前記２つの長辺鋳型の回転作用に基づき、この溶湯プ
ール内の溶湯を冷却しつつ前記長辺鋳型のそれぞれの表
面に凝固殻を形成し、前記長辺鋳型の間の隙間から圧着
状態で押し出して薄板を製造する薄板連続鋳造装置にお
いて、前記長辺鋳型のそれぞれに近接させて配置される
長辺堰と、前記長辺堰に振動を与える加振装置とを備え
たことを特徴とする薄板連続鋳造装置。
（２）請求項１において、前記加振装置は振動源と振動
枠を含み、前記長辺堰は前記振動枠に固定され、前記振
動源の発生する前記振動は前記振動枠を介して前記長辺
堰に加えられることを特徴とする薄板連続鋳造装置。
（３）請求項１において、前記長辺堰の振動数を１０〜
２００Ｈｚ、振幅を０．０１〜５．０ｍｍとしたことを
特徴とする薄板連続鋳造装置。
（４）請求項１において、注湯スタート時には前記長辺
堰を上方位置に移動させ、前記溶湯プール内の湯面が定
常状態のレベルになった時に前記長辺堰を下方位置に移
動させる位置変更装置を備えたことを特徴とする薄板連
続鋳造装置。
（５）請求項１において、前記長辺堰の先部と前記長辺
鋳型の表面との距離を０．５〜５．０ｍｍとし、前記長
辺堰の先部を先細形状としたことを特徴とする薄板連続
鋳造装置。