JPH0445256B2 - - Google Patents
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- JPH0445256B2 JPH0445256B2 JP59251380A JP25138084A JPH0445256B2 JP H0445256 B2 JPH0445256 B2 JP H0445256B2 JP 59251380 A JP59251380 A JP 59251380A JP 25138084 A JP25138084 A JP 25138084A JP H0445256 B2 JPH0445256 B2 JP H0445256B2
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- water supply
- cooling
- belt
- hole
- drainage
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/0677—Accessories therefor for guiding, supporting or tensioning the casting belts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ベルト式連鋳造機に係り、特に鋳片
表面形状がフラツトなスラブ材を鋳造するのに好
適なベルト式連鋳造機の冷却方法および装置に閣
する。
表面形状がフラツトなスラブ材を鋳造するのに好
適なベルト式連鋳造機の冷却方法および装置に閣
する。
ベルト鋳型の冷却は、第3図に示すように、ベ
ルト背部に設けた複数の給排水孔1,2を有する
固定板、即ち冷却パツド3と、金属ベルト4の間
に形成される間隙部(水膜部)5における冷却水
流れによつて行われる。冷却水は、冷却パツド3
に設けた複数の給水孔1より導入され、上下方向
にある排水孔2によつて排水される。なお、第3
図に示した符号6は、溶鋼7の凝固殻を示す。
ルト背部に設けた複数の給排水孔1,2を有する
固定板、即ち冷却パツド3と、金属ベルト4の間
に形成される間隙部(水膜部)5における冷却水
流れによつて行われる。冷却水は、冷却パツド3
に設けた複数の給水孔1より導入され、上下方向
にある排水孔2によつて排水される。なお、第3
図に示した符号6は、溶鋼7の凝固殻を示す。
従来の冷却パツドとしては、特開昭57−100851
号公報記載のようなものがあつた。第4図及び第
5図に従来例の構造を示す。同図において、冷却
パツド3は、ベルト側に長円形(a×b)の溝8
を設けたもので、ベルト4とパツド3との間に水
膜部を形成する。
号公報記載のようなものがあつた。第4図及び第
5図に従来例の構造を示す。同図において、冷却
パツド3は、ベルト側に長円形(a×b)の溝8
を設けたもので、ベルト4とパツド3との間に水
膜部を形成する。
この水膜部は、ベルト鋳型内の溶鋼7より受け
る熱による昇温を抑える冷却能を果すと共に、更
に、ベルト鋳型に加わる溶鋼静圧に代表される外
部負荷を支持し、ベルト4と冷却パツド3間を非
接触状態にしてベルト4の摺動による摩減を防止
する軸受を形成する役割をも果す。
る熱による昇温を抑える冷却能を果すと共に、更
に、ベルト鋳型に加わる溶鋼静圧に代表される外
部負荷を支持し、ベルト4と冷却パツド3間を非
接触状態にしてベルト4の摺動による摩減を防止
する軸受を形成する役割をも果す。
従来例の寸法は、第5図における短径a;50〜
150mm、長径b;100〜200mmで、その配置は、横
間隔l1;200〜400mm、縦間隔l2;200〜400mm程度
となつていた。従来例は、前述した軸受機能に重
きを置いて開発されたものであるため、冷却機能
に問題を残していた。
150mm、長径b;100〜200mmで、その配置は、横
間隔l1;200〜400mm、縦間隔l2;200〜400mm程度
となつていた。従来例は、前述した軸受機能に重
きを置いて開発されたものであるため、冷却機能
に問題を残していた。
一般に、ベルト冷却の強度は、冷却水流れによ
る熱伝達率αwで評価でき、流速vwと水膜厚δと
の関係は、 αw=C1vw 0.8/δ0.2 ……(1) で表わされる。(1)式を単位幅当りの流量Qで表わ
すと、 αw=C1vw/Q0.2=C1Q0.8/δ ……(2) となる。即ち、冷却強度は、供給される流量が一
定とした場合、流速vwに比例し、水膜厚みδに
反比例する。但し、δに関しては冷却材自身の昇
温も考え合せ、0.5mm程度が下限値とされる。
る熱伝達率αwで評価でき、流速vwと水膜厚δと
の関係は、 αw=C1vw 0.8/δ0.2 ……(1) で表わされる。(1)式を単位幅当りの流量Qで表わ
すと、 αw=C1vw/Q0.2=C1Q0.8/δ ……(2) となる。即ち、冷却強度は、供給される流量が一
定とした場合、流速vwに比例し、水膜厚みδに
反比例する。但し、δに関しては冷却材自身の昇
温も考え合せ、0.5mm程度が下限値とされる。
この点、従来の冷却パツドでは、鋳造中の定常
状態において、溝部8に形成される水流部とそれ
以外の面での水流部に冷却強度の差が生じる。こ
の冷却強度の差によつてベルト4が波状を呈する
に至る。ベルト鋳型が平滑でない場合、溶鋼注湯
初期段階での溶融状態では、金属ベルト4と固定
側板との溶密接触が害され、溶鋼7の洩出を起こ
し、鋳造事故や形状不良鋳片を発生する。さら
に、凝固が進んだ場合も、平滑な鋳片表面(凝固
殻6)が得られず、品質劣化を招く欠点があつ
た。
状態において、溝部8に形成される水流部とそれ
以外の面での水流部に冷却強度の差が生じる。こ
の冷却強度の差によつてベルト4が波状を呈する
に至る。ベルト鋳型が平滑でない場合、溶鋼注湯
初期段階での溶融状態では、金属ベルト4と固定
側板との溶密接触が害され、溶鋼7の洩出を起こ
し、鋳造事故や形状不良鋳片を発生する。さら
に、凝固が進んだ場合も、平滑な鋳片表面(凝固
殻6)が得られず、品質劣化を招く欠点があつ
た。
特開昭53−108829号公報は、鋳型を構成する移
動ベルトに加わる溶鋼静圧を支持する冷却パツド
の表面に、6角型あるいは円形の凹部を有する多
数のポケツト部を形成し、該凹部底面に冷却水の
給水孔を設け、隣接したポケツト部の間は、それ
ぞれのポケツト部の縁部を壁にした溝になつてお
り、この溝に排水孔が設けられたものを記載して
いる。この装置においては、鉛直方向に変化する
溶鋼静圧に合わせてベルトの支持圧力を設定する
には、ポケツト部である6角形あるいは円形の面
積を鉛直方向に順次変化させることになるが、上
述のようにポケツト部、溝部の構造が複雑である
ので、製造が困難である。
動ベルトに加わる溶鋼静圧を支持する冷却パツド
の表面に、6角型あるいは円形の凹部を有する多
数のポケツト部を形成し、該凹部底面に冷却水の
給水孔を設け、隣接したポケツト部の間は、それ
ぞれのポケツト部の縁部を壁にした溝になつてお
り、この溝に排水孔が設けられたものを記載して
いる。この装置においては、鉛直方向に変化する
溶鋼静圧に合わせてベルトの支持圧力を設定する
には、ポケツト部である6角形あるいは円形の面
積を鉛直方向に順次変化させることになるが、上
述のようにポケツト部、溝部の構造が複雑である
ので、製造が困難である。
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消
し、十分な冷却能を発揮すると共に、ベルト鋳型
の変形をなくして、ベルト鋳型がフラツトな状態
での外部負荷支持を最小限度の流量で達成し、フ
ラツトなスラブ鋳片を製造し得るベルト式連鋳造
機の冷却方法および装置を提供することにある。
し、十分な冷却能を発揮すると共に、ベルト鋳型
の変形をなくして、ベルト鋳型がフラツトな状態
での外部負荷支持を最小限度の流量で達成し、フ
ラツトなスラブ鋳片を製造し得るベルト式連鋳造
機の冷却方法および装置を提供することにある。
本発明者らは、前述の特開昭57−100851号公報
記載の従来例について、以下に述べる如く種々分
析、考察した結果、次の知見を得た。
記載の従来例について、以下に述べる如く種々分
析、考察した結果、次の知見を得た。
即ち、下方に行くに従い増加する溶鋼静圧に対
する流水での支持圧分布に適合させて、同一圧力
の共通容器から同一流量において異なつた圧力特
性を持つ流水を派生させるべく、低圧が要求され
る上方部では給水孔を小に、高圧が要求される下
方部では給水孔を大にして、孔における圧力損失
の相異によつて各部の圧力を調整し、均衡を持た
せた点と、逆に排水孔径は、上方大、下方小とし
て水膜厚みの確保を図る点である。また、均一冷
却を行い、スラブ材をフラツトなものとする条
件、水膜厚み一定、流速一定の条件のもとでのベ
ルト鋳型に対する負荷分布から、給水孔に対する
上下方向排水位置を上方長、下方短とし、上下方
向の必要圧力差の相異を流路長の差による圧力損
失の差をもつて行う点である。
する流水での支持圧分布に適合させて、同一圧力
の共通容器から同一流量において異なつた圧力特
性を持つ流水を派生させるべく、低圧が要求され
る上方部では給水孔を小に、高圧が要求される下
方部では給水孔を大にして、孔における圧力損失
の相異によつて各部の圧力を調整し、均衡を持た
せた点と、逆に排水孔径は、上方大、下方小とし
て水膜厚みの確保を図る点である。また、均一冷
却を行い、スラブ材をフラツトなものとする条
件、水膜厚み一定、流速一定の条件のもとでのベ
ルト鋳型に対する負荷分布から、給水孔に対する
上下方向排水位置を上方長、下方短とし、上下方
向の必要圧力差の相異を流路長の差による圧力損
失の差をもつて行う点である。
冷却パツド上方部の給水孔径よりも冷却パツド
下方部の給水孔径を大きくすることにより、冷却
パツドの上方部と下方部での冷却水給水量が均一
化され、冷却パツド上方部の排水孔径よりも冷却
パツド下方部の排水孔径を小さくすることによ
り、その効果が助長される。また、給水孔とその
上方の隣接する排水孔との垂直距離を、該給水孔
とその下方の隣接する排水孔との垂直距離よりも
大きくすることにより、該給水孔の上下の水量分
布が均一化される。
下方部の給水孔径を大きくすることにより、冷却
パツドの上方部と下方部での冷却水給水量が均一
化され、冷却パツド上方部の排水孔径よりも冷却
パツド下方部の排水孔径を小さくすることによ
り、その効果が助長される。また、給水孔とその
上方の隣接する排水孔との垂直距離を、該給水孔
とその下方の隣接する排水孔との垂直距離よりも
大きくすることにより、該給水孔の上下の水量分
布が均一化される。
以下にこの点に関し、更に詳しく説明する。
従来例での冷却能力における対策は、流量の大
幅アツプ、即ち冷却強度が劣る部分でも十分な冷
却を行い得る流量を与えるか、冷却パツド表面を
平滑な形とすることによつて解決し得るが、ベル
ト鋳型に加わる圧力分布による直接的なたわみ変
形が問題として残される。
幅アツプ、即ち冷却強度が劣る部分でも十分な冷
却を行い得る流量を与えるか、冷却パツド表面を
平滑な形とすることによつて解決し得るが、ベル
ト鋳型に加わる圧力分布による直接的なたわみ変
形が問題として残される。
金属ベルトのたわみ量δbは、
δb=δ(P、l、1/EI ……(3)
で与えられるものである。ここで、Pはベルトに
加わる負荷、lは距離、Eは縦弾性係数、Iは断
面2次モーメントである。剛性大、即ちEIの値
が非常に大きなものをベルト材に使用した場合、
たわみに対しては有利となるが、設備全体を考慮
した場合に不利な点が多くなる。実鋳造機に対応
して考慮すると、ベルト厚みを厚くすることで剛
性は大となるが、ガイドロールでの曲げ戻しによ
るベルトの疲労強度等を考え合せた場合、最終的
に設備全体が大型になる不利な点が生じてくる。
加わる負荷、lは距離、Eは縦弾性係数、Iは断
面2次モーメントである。剛性大、即ちEIの値
が非常に大きなものをベルト材に使用した場合、
たわみに対しては有利となるが、設備全体を考慮
した場合に不利な点が多くなる。実鋳造機に対応
して考慮すると、ベルト厚みを厚くすることで剛
性は大となるが、ガイドロールでの曲げ戻しによ
るベルトの疲労強度等を考え合せた場合、最終的
に設備全体が大型になる不利な点が生じてくる。
次に圧力P及び給排水孔間距離lについて考慮
する。ベルト鋳型に加わる外部負荷は、下方に進
むに従い増加する溶鋼静圧に代表される圧力であ
り、第6図の線aによつて定性的に表わされる。
一方、この負荷に対する支持は、ベルトと冷却パ
ツド間に形成される水膜部における給排水孔間の
流水圧によつて行われる。この支持圧を同様に表
わすと、線bの如くなり給水孔部b1では凸とな
り、逆に排水孔部b2では凹となる。圧力の釣り合
いは、給排水孔間で成り立ち、その場合の式は、 ∫(PH+ΔP)dx=∫γsHdx ……(4) である。ここに、PHは線bの凹となつた部分、
即ち排水孔部平均圧力、ΔPは給排水孔間におけ
る圧力降下、γsは溶鋼の比重、Hはヘツドを表わ
す。
する。ベルト鋳型に加わる外部負荷は、下方に進
むに従い増加する溶鋼静圧に代表される圧力であ
り、第6図の線aによつて定性的に表わされる。
一方、この負荷に対する支持は、ベルトと冷却パ
ツド間に形成される水膜部における給排水孔間の
流水圧によつて行われる。この支持圧を同様に表
わすと、線bの如くなり給水孔部b1では凸とな
り、逆に排水孔部b2では凹となる。圧力の釣り合
いは、給排水孔間で成り立ち、その場合の式は、 ∫(PH+ΔP)dx=∫γsHdx ……(4) である。ここに、PHは線bの凹となつた部分、
即ち排水孔部平均圧力、ΔPは給排水孔間におけ
る圧力降下、γsは溶鋼の比重、Hはヘツドを表わ
す。
支持圧を外部負荷圧と全く同じとすることは不
可能であるため、ベルトは第7図に示すように第
6図の合力を負荷として受け、この分布のバラツ
キによつてたわみを生じる。支持圧の分布は、冷
却水流れによる動圧、静圧の影響及び各種の圧力
損失によつて定まるものであり、正確な分布を把
握することは困難であるが、給排水孔間の流れの
状態を必ず給水孔から排水孔へ向う直線的なもの
であるとした場合、ベルト4のたわみは第8図の
ように発生し、ベルトのたわみ量δbは横軸に給排
水孔間距離lを取つた場合、(3)式をlのみの関数
として他の条件を固定すると、ほぼ定性的に第9
図のように表わされる。本図より、給排水孔間距
離を短かくすることがたわみに対して有利となる
が、流量が増大し、経済性が乏しくなる。
可能であるため、ベルトは第7図に示すように第
6図の合力を負荷として受け、この分布のバラツ
キによつてたわみを生じる。支持圧の分布は、冷
却水流れによる動圧、静圧の影響及び各種の圧力
損失によつて定まるものであり、正確な分布を把
握することは困難であるが、給排水孔間の流れの
状態を必ず給水孔から排水孔へ向う直線的なもの
であるとした場合、ベルト4のたわみは第8図の
ように発生し、ベルトのたわみ量δbは横軸に給排
水孔間距離lを取つた場合、(3)式をlのみの関数
として他の条件を固定すると、ほぼ定性的に第9
図のように表わされる。本図より、給排水孔間距
離を短かくすることがたわみに対して有利となる
が、流量が増大し、経済性が乏しくなる。
かかる考察の結果、本発明者らは前述の知見を
得るに至つたものであり、それに基づいて本発明
は次の点を特徴とするものである。
得るに至つたものであり、それに基づいて本発明
は次の点を特徴とするものである。
即ち、可動ベルトと複数の給排水孔を備えた冷
却パツドを有するベルト鋳型冷却装置とを含んで
構成されるベルト式連続鋳造機において、冷却パ
ツドの可動ベルトと対向する面を滑らかな面とし
て、該滑らかな面に直接開孔する前記給排水孔の
径を外部負荷に対応して変化させた点であり、或
いは各給水孔と上方の隣接給水孔との距離を、当
該給水孔と下方の隣接排水孔との距離よりも大き
くした点にある。
却パツドを有するベルト鋳型冷却装置とを含んで
構成されるベルト式連続鋳造機において、冷却パ
ツドの可動ベルトと対向する面を滑らかな面とし
て、該滑らかな面に直接開孔する前記給排水孔の
径を外部負荷に対応して変化させた点であり、或
いは各給水孔と上方の隣接給水孔との距離を、当
該給水孔と下方の隣接排水孔との距離よりも大き
くした点にある。
さらに、本発明は、前記給水孔と給水孔の上方
に隣接する排水孔の間の冷却水圧力損失を、該給
水孔とその下方に隣接する排水孔の間の冷却水圧
力損失よりも大きくする点に特徴がある。
に隣接する排水孔の間の冷却水圧力損失を、該給
水孔とその下方に隣接する排水孔の間の冷却水圧
力損失よりも大きくする点に特徴がある。
以下に本発明について詳述する。
水膜部での均一冷却及びベルト鋳型の浮上支持
を行う最適状態である水膜厚みδ一定、流速vw
一定の状態を考えた場合、前記(4)式における圧力
損失ΔPは、ベルト鋳型の冷却に必要な流水状態
において、 ΔP=λQ2γw/4g〓Δx ……(5) の関係が実験より明らかになり、δ一定、vw一
定の目標状態では、 ΔP=K・Δx ……(6) となる。なお、(5)式においてλは流水の管摩擦に
おける圧力損失係数であり、流量Qによつて与え
られる定数である。第10図にQを与えた場合の
ΔPとδの関係を表わすが、γwは水の比重であり、
Q及びδ一定となる状態では、(6)式に示す定数K
で表わされる。
を行う最適状態である水膜厚みδ一定、流速vw
一定の状態を考えた場合、前記(4)式における圧力
損失ΔPは、ベルト鋳型の冷却に必要な流水状態
において、 ΔP=λQ2γw/4g〓Δx ……(5) の関係が実験より明らかになり、δ一定、vw一
定の目標状態では、 ΔP=K・Δx ……(6) となる。なお、(5)式においてλは流水の管摩擦に
おける圧力損失係数であり、流量Qによつて与え
られる定数である。第10図にQを与えた場合の
ΔPとδの関係を表わすが、γwは水の比重であり、
Q及びδ一定となる状態では、(6)式に示す定数K
で表わされる。
給排水孔間におけるベルト鋳型へ加わる外部負
荷分布と支持圧分布とを合せて描くと、第11図
のように描き得る。(2)式の成立条件と、上下方向
に設けられた給排水孔部における圧力の連続性か
ら、給水孔部での平均支持圧PK及び排水孔部で
の平均支持圧PHは溶鋼静圧に対して一律に決定
でき、また支持のための必要圧力として与えられ
る。この圧力は給水孔への流入、水膜部への流出
時に起こる圧力降下から決定される。
荷分布と支持圧分布とを合せて描くと、第11図
のように描き得る。(2)式の成立条件と、上下方向
に設けられた給排水孔部における圧力の連続性か
ら、給水孔部での平均支持圧PK及び排水孔部で
の平均支持圧PHは溶鋼静圧に対して一律に決定
でき、また支持のための必要圧力として与えられ
る。この圧力は給水孔への流入、水膜部への流出
時に起こる圧力降下から決定される。
即ち、前記した第4図中の箇所10における給
水元圧をPOとし、排水溝部(第4図中9)の圧
力を0とすると、 PK=PO−ΔPK PH=ΔPN ……(7) である。この圧力損失は2Kg/cm2以下程度の範囲
で第11図に示す特性があり、第12図に示す関
係から次式にて表わし得ることが実験より得られ
た。
水元圧をPOとし、排水溝部(第4図中9)の圧
力を0とすると、 PK=PO−ΔPK PH=ΔPN ……(7) である。この圧力損失は2Kg/cm2以下程度の範囲
で第11図に示す特性があり、第12図に示す関
係から次式にて表わし得ることが実験より得られ
た。
ΔPK(ΔPH)=CK(CHQ2/2g(δB)(d/2)2πNγw
……(8) ここに、CKは給水孔の孔径以外の形状によつ
て定まる定数、同様にCHは排水孔での定数であ
り、CKを第13図の線1、CHを同じく線2の勾
配で表わし、dは孔径、Nは幅方向の孔数であ
る。流量Q、孔数Nを与え目標水膜厚みをδとす
れば、(8)式の圧力ΔPK(ΔPH)と孔径dの関係は
第14図に示す関係を持ち、本発明は、必要な圧
力に対し、かかる関係に基づき孔径を選定するも
のである。
……(8) ここに、CKは給水孔の孔径以外の形状によつ
て定まる定数、同様にCHは排水孔での定数であ
り、CKを第13図の線1、CHを同じく線2の勾
配で表わし、dは孔径、Nは幅方向の孔数であ
る。流量Q、孔数Nを与え目標水膜厚みをδとす
れば、(8)式の圧力ΔPK(ΔPH)と孔径dの関係は
第14図に示す関係を持ち、本発明は、必要な圧
力に対し、かかる関係に基づき孔径を選定するも
のである。
以下、本発明の一実施例を説明する。第2図に
示すベルト式連鋳機の代表例においては、タンデ
イツシユ11より溶鋼10がノズル12を介して
ベルト4により構成されるベルト鋳型へ注湯され
る。ベルト鋳型は冷却パツド3との間隙部におけ
る流水によつて冷却される。溶鋼7はこの鋳型に
おいて凝固殻6が生長し、ピンチロール13で引
抜かれる。一方、ベルトは、ガイドロール14a
〜14cを、鋳片の引抜きと同期して駆動され
る。ベルト背部に設けられる冷却パツドは、金属
ベルト(可動ベルト)4に対向する面は平滑な面
に形成され、該平滑な面に給水孔1、排水孔2が
直接開孔していて、前述した第3図の如き構造を
有している。給水孔および排水孔は、それぞれ水
平方向に列をなして配列され、給水孔列及び排水
孔列は、上下方向に、交互に配置されている。
示すベルト式連鋳機の代表例においては、タンデ
イツシユ11より溶鋼10がノズル12を介して
ベルト4により構成されるベルト鋳型へ注湯され
る。ベルト鋳型は冷却パツド3との間隙部におけ
る流水によつて冷却される。溶鋼7はこの鋳型に
おいて凝固殻6が生長し、ピンチロール13で引
抜かれる。一方、ベルトは、ガイドロール14a
〜14cを、鋳片の引抜きと同期して駆動され
る。ベルト背部に設けられる冷却パツドは、金属
ベルト(可動ベルト)4に対向する面は平滑な面
に形成され、該平滑な面に給水孔1、排水孔2が
直接開孔していて、前述した第3図の如き構造を
有している。給水孔および排水孔は、それぞれ水
平方向に列をなして配列され、給水孔列及び排水
孔列は、上下方向に、交互に配置されている。
給水孔列、排水孔列ごとの孔径は、上下方向の
位置で変えられており、給水孔列、排水孔列間の
上下方向の間隔も、冷却パツドでの上下方向の位
置に応じて変化させてある。
位置で変えられており、給水孔列、排水孔列間の
上下方向の間隔も、冷却パツドでの上下方向の位
置に応じて変化させてある。
また、孔径変化の態様は次のとおりである。
給水孔間距離lK=100mm、幅方向の孔間距距離lB
=20mmとすると、(8)式は、 ΔP=CK(CH)v2/wδlBγw/2g(d/2)2π ……(9) と変形できることから、これに基づいて孔径を選
定する。上下給水孔径及び圧力を各々φdu、φdd、
PKu、PKdとすると、垂直型ではΔP=PKu−PKd=
γs・lKとなる。第14図から、lB=20mmを与え、
水膜厚みδ=0.5mm、流速vw=4.5m/sを目標値
とした場合の給水孔径の選定は、溶鋼静圧の低い
上方部では給水圧力損失ΔPを大とするため、第
14図中ΔP1よりφdu、φddの差は小とし、ΔPを
小とする下方部では差は大となる。一例として、
上方給水孔位置を湯面からの距離H=200mmとし、
第14図中線1より求まるH=200mmにおける給
水孔必要孔径をφduとする。H=300mmにおける
給水孔孔径φddは、φdu+0.5mm程度となり、φdu
の位置がH=1000mmの場合、φdd=φdu+3mm程
度となる。
=20mmとすると、(8)式は、 ΔP=CK(CH)v2/wδlBγw/2g(d/2)2π ……(9) と変形できることから、これに基づいて孔径を選
定する。上下給水孔径及び圧力を各々φdu、φdd、
PKu、PKdとすると、垂直型ではΔP=PKu−PKd=
γs・lKとなる。第14図から、lB=20mmを与え、
水膜厚みδ=0.5mm、流速vw=4.5m/sを目標値
とした場合の給水孔径の選定は、溶鋼静圧の低い
上方部では給水圧力損失ΔPを大とするため、第
14図中ΔP1よりφdu、φddの差は小とし、ΔPを
小とする下方部では差は大となる。一例として、
上方給水孔位置を湯面からの距離H=200mmとし、
第14図中線1より求まるH=200mmにおける給
水孔必要孔径をφduとする。H=300mmにおける
給水孔孔径φddは、φdu+0.5mm程度となり、φdu
の位置がH=1000mmの場合、φdd=φdu+3mm程
度となる。
一方、排水孔径は上方ΔPを小、下方ΔPを大と
するため、線2に従い給水孔と逆になる。
するため、線2に従い給水孔と逆になる。
なお、ベルト鋳型への外部負荷は曲率を有する
鋳型部に作用するベルト張力による等価圧力があ
り、給排水孔径はこの等価圧力を含めた外部負荷
に対応して選定する。なお、鋳型下方において鋳
片の生成が十分であり、鋳片の表面品質が圧力に
よつて左右されない位置では、孔径を変化させる
必要はない。
鋳型部に作用するベルト張力による等価圧力があ
り、給排水孔径はこの等価圧力を含めた外部負荷
に対応して選定する。なお、鋳型下方において鋳
片の生成が十分であり、鋳片の表面品質が圧力に
よつて左右されない位置では、孔径を変化させる
必要はない。
次に給排水孔列の上下方向の間隔の変化の態様
は次のとおりである。
は次のとおりである。
第11図において、給水孔1から上下方向の排
水孔へ流れる冷却水の流量Qを一定水膜厚みに流
すためには、上下方向の圧力差ΔPu、ΔPdに差を
設ける必要があり、前述の圧力損失の式より、
ΔPu=K・lu、ΔPd=K・ldにおけるlu、ldに差を
設ける。
水孔へ流れる冷却水の流量Qを一定水膜厚みに流
すためには、上下方向の圧力差ΔPu、ΔPdに差を
設ける必要があり、前述の圧力損失の式より、
ΔPu=K・lu、ΔPd=K・ldにおけるlu、ldに差を
設ける。
この場合の比をlH=lu+ldとし、各々
β1=lu/lH、β2=ld/lH ……(10)
とした場合、外部負荷の圧力勾配をK′で表わし、
流水の圧力損失を表わすK値を用いて、 β1=K2+K′2/2K2、β2=K2−K′2/2K2 ……(11) と表わし得る。第15図にK値との関係を表わ
す。
流水の圧力損失を表わすK値を用いて、 β1=K2+K′2/2K2、β2=K2−K′2/2K2 ……(11) と表わし得る。第15図にK値との関係を表わ
す。
同図よりδ及びvwに具体的数値を与えること
で得られるK値によつてlu=β1・lH、ld=β2・lHが
求まる。
で得られるK値によつてlu=β1・lH、ld=β2・lHが
求まる。
垂直型に当てはめた場合、K′=γsとなり、δ=
0.5mm、vw=4.5m/sとすると、K=37×10-6
Kg/mm2であり、β1、β2は各々0.55、0.45程度とな
る。
0.5mm、vw=4.5m/sとすると、K=37×10-6
Kg/mm2であり、β1、β2は各々0.55、0.45程度とな
る。
なお、この流路長の差も前述孔径と同様、凝固
殻の生長が十分な場合には、ld=luとする。
殻の生長が十分な場合には、ld=luとする。
以上、本発明は、第1図に示す冷却パツドの寸
法φdK、φdH、lu、ldを前記理論より定めるもので
ある。
法φdK、φdH、lu、ldを前記理論より定めるもので
ある。
本実施例によれば、冷却パツドの給排水孔は、
平滑な面に直接開孔しているので、構造が簡素で
あり、製造が容易である。また、前記特開昭53−
108829号公報記載の発明では、溶鋼静圧の分布に
合わせてベルトの支持圧力を設定するために、ポ
ケツト部60である6角形あるいは円形の面積を
鉛直方向に順次変化させるので、面積の異なるポ
ケツト部を作ることになり、製造が容易ではな
い。本実施例では、給排水孔の孔径及び両者の配
置間隔を変化させることによつて溶鋼静圧の変化
に対応してベルトの支持圧力を設定しており、冷
却パツドの製造が容易である。
平滑な面に直接開孔しているので、構造が簡素で
あり、製造が容易である。また、前記特開昭53−
108829号公報記載の発明では、溶鋼静圧の分布に
合わせてベルトの支持圧力を設定するために、ポ
ケツト部60である6角形あるいは円形の面積を
鉛直方向に順次変化させるので、面積の異なるポ
ケツト部を作ることになり、製造が容易ではな
い。本実施例では、給排水孔の孔径及び両者の配
置間隔を変化させることによつて溶鋼静圧の変化
に対応してベルトの支持圧力を設定しており、冷
却パツドの製造が容易である。
さらに、上記公報記載の装置においては、ベル
ト鋳型の冷却は、ポケツト部に充満しつつ、該ポ
ケツト部周縁の溝部に流出する冷却水によつて行
われるが、ポケツト部を流れる冷却水の流速は、
ポケツト部底部とベルト裏面の距離が変化するに
応じて変化し、給水孔直上及びポケツト縁部は冷
却能力が大きいがその中間部は冷却能力が低く、
ベルト冷却が不均一になる。このため、ベルトの
熱疲労による寿命低下、鋳片表面の割れに至る不
具合を回避できない。これに対し、本実施例にお
いては、給水孔と、排水孔の間の冷却水流速がベ
ルト幅方向で均一となり、給水孔から上下に流れ
る流速を同一とすることができるので、鋳型温度
及び鋳片温度の上昇、下降を繰り返す温度の上下
動が、ベルトの幅、長手方向共に少く、鋳片表面
の割れ防止、熱疲労によるベルト鋳型寿命低下の
防止が共に可能となつた。
ト鋳型の冷却は、ポケツト部に充満しつつ、該ポ
ケツト部周縁の溝部に流出する冷却水によつて行
われるが、ポケツト部を流れる冷却水の流速は、
ポケツト部底部とベルト裏面の距離が変化するに
応じて変化し、給水孔直上及びポケツト縁部は冷
却能力が大きいがその中間部は冷却能力が低く、
ベルト冷却が不均一になる。このため、ベルトの
熱疲労による寿命低下、鋳片表面の割れに至る不
具合を回避できない。これに対し、本実施例にお
いては、給水孔と、排水孔の間の冷却水流速がベ
ルト幅方向で均一となり、給水孔から上下に流れ
る流速を同一とすることができるので、鋳型温度
及び鋳片温度の上昇、下降を繰り返す温度の上下
動が、ベルトの幅、長手方向共に少く、鋳片表面
の割れ防止、熱疲労によるベルト鋳型寿命低下の
防止が共に可能となつた。
また、上記公報記載の装置では、下方に行くに
つれて直線的に大きくなる溶鋼静圧の支持をポケ
ツト部に充満する冷却水圧力で支持するため、支
持圧力がポケツト部ごとに段階状に変化し、静圧
変化に充分追従し得ないが、本実施例では、第1
1図に示すように、冷却水流の圧力損失を冷却パ
ツド上下方向の位置に合わせて変化させ、支持圧
力をなめらかに変化させているので、溶鋼静圧変
化に充分追従した支持圧力としている。
つれて直線的に大きくなる溶鋼静圧の支持をポケ
ツト部に充満する冷却水圧力で支持するため、支
持圧力がポケツト部ごとに段階状に変化し、静圧
変化に充分追従し得ないが、本実施例では、第1
1図に示すように、冷却水流の圧力損失を冷却パ
ツド上下方向の位置に合わせて変化させ、支持圧
力をなめらかに変化させているので、溶鋼静圧変
化に充分追従した支持圧力としている。
かくして、本発明によれば、金属ベルトに均一
で安定した流れを持つ水膜部を形成し得、冷却の
むらによるベルト変形やたわみによる変形δbを
0.1以下のものと成し得ることから、鋳片品質を
向上させる。
で安定した流れを持つ水膜部を形成し得、冷却の
むらによるベルト変形やたわみによる変形δbを
0.1以下のものと成し得ることから、鋳片品質を
向上させる。
孔径及び流路長が適切でない場合は、支持圧の
分布は流量の変化で行われ、均一な冷却は不可能
となる。
分布は流量の変化で行われ、均一な冷却は不可能
となる。
流路長即ちlとδbとの関係について第9図に具
体的数値を与えると、第16図となり、l=100
mm程度とすると変形を0.1mm以下とし得る。
体的数値を与えると、第16図となり、l=100
mm程度とすると変形を0.1mm以下とし得る。
なお、冷却に必要な流量とベルト変形量及び流
路長の関係を第17図に示す。本図右下りの実線
は、冷却に必要な最低流量を示し、右上りの実線
は、各流路長におけるベルト変形量を示す。
路長の関係を第17図に示す。本図右下りの実線
は、冷却に必要な最低流量を示し、右上りの実線
は、各流路長におけるベルト変形量を示す。
また、給排水孔間距離を同じとし、支持圧力の
上下方向差を流量の差をもつて行う場合、(5)式よ
り下方への流量が小となり、冷却必要流量を下方
流れに合せると、流量の総計は大となる。
上下方向差を流量の差をもつて行う場合、(5)式よ
り下方への流量が小となり、冷却必要流量を下方
流れに合せると、流量の総計は大となる。
以上詳述したことから明らかなように、本発明
はベルト式連続式鋳造機の冷却パツドについて、
給排水孔の径を外部負荷に対応して変化させ、或
いは各給水孔から近接排水孔に至るまでの上下方
向距離に差を設けるものであるから、ベルト鋳型
と冷却パツド間に所望の水膜厚みを確保しつつ、
均一に冷却し、十分な冷却能を発揮でき、またベ
ルト鋳型が変形することなく、必要最小限の流量
によりベルト鋳型をフラツトな状態にて外部負荷
を支持でき、したがつてフラツトで表面良好なる
スラブ鋳片を得ることができる等々、その効果は
極めて大きい。
はベルト式連続式鋳造機の冷却パツドについて、
給排水孔の径を外部負荷に対応して変化させ、或
いは各給水孔から近接排水孔に至るまでの上下方
向距離に差を設けるものであるから、ベルト鋳型
と冷却パツド間に所望の水膜厚みを確保しつつ、
均一に冷却し、十分な冷却能を発揮でき、またベ
ルト鋳型が変形することなく、必要最小限の流量
によりベルト鋳型をフラツトな状態にて外部負荷
を支持でき、したがつてフラツトで表面良好なる
スラブ鋳片を得ることができる等々、その効果は
極めて大きい。
第1図は本発明の実施例に係る冷却パツドの詳
細を示す説明図、第2図は垂直型のベルト式連続
鋳造機の概略説明図、第3図はベルト式連続鋳造
機の冷却パツドを示す断面図、第4図及び第5図
は従来の冷却パツドを示す図であつて、第4図は
断面図、第5図は正面図、第6図及び第7図はベ
ルト鋳型に加わる負荷圧力分布を示す図、第8図
はベルト鋳型の変形状態を示す図、第9図はベル
トたわみと給水孔間距離の関係を示す図、第10
図は圧力損失−水膜厚み特性を示す図、第11図
は負荷圧力分布図、第12図は圧力損失特性を示
す図、第13図は給排水孔圧力特性を示す図、第
14図は圧力−給排水孔径特性を示す図、第15
図は流路長比特性を示す図、第16図はベルトた
わみと給水孔間距離の関係を示す図、第17図は
ベルト変形量−流量特性を示す図。 1……給水孔、2……排水孔、3……冷却パツ
ド、4……金属ベルト、5……水膜部、6……凝
固殻、7,10……溶鋼、8……溝、11……タ
ンデイツシユ、12……ノズル、13……ピンチ
ロール、14a,14b,14c……ガイドロー
ル。
細を示す説明図、第2図は垂直型のベルト式連続
鋳造機の概略説明図、第3図はベルト式連続鋳造
機の冷却パツドを示す断面図、第4図及び第5図
は従来の冷却パツドを示す図であつて、第4図は
断面図、第5図は正面図、第6図及び第7図はベ
ルト鋳型に加わる負荷圧力分布を示す図、第8図
はベルト鋳型の変形状態を示す図、第9図はベル
トたわみと給水孔間距離の関係を示す図、第10
図は圧力損失−水膜厚み特性を示す図、第11図
は負荷圧力分布図、第12図は圧力損失特性を示
す図、第13図は給排水孔圧力特性を示す図、第
14図は圧力−給排水孔径特性を示す図、第15
図は流路長比特性を示す図、第16図はベルトた
わみと給水孔間距離の関係を示す図、第17図は
ベルト変形量−流量特性を示す図。 1……給水孔、2……排水孔、3……冷却パツ
ド、4……金属ベルト、5……水膜部、6……凝
固殻、7,10……溶鋼、8……溝、11……タ
ンデイツシユ、12……ノズル、13……ピンチ
ロール、14a,14b,14c……ガイドロー
ル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 垂直方向に延びる平行部分を有する一対の可
動ベルトを備えたベルト鋳型と、前記平行部分の
ベルトそれぞれの裏面に配設された冷却パツド
と、該冷却パツドに水平方向に並ぶように配置さ
れた複数個の冷却水給水孔と、該冷却水給水孔の
上下に同じく水平方向に並ぶように配置された複
数個の冷却水排水孔と、を備えたベルト式連鋳機
の冷却装置において、前記給水孔と前記排水孔
は、給水孔列と排水孔列が交互になるように配置
されており、前記冷却パツドそれぞれの前記可動
ベルトの裏面に対向する面は滑らかに形成されて
おり、前記給水孔及び前記排水孔は前記滑らかな
面に直接開孔しており、さらに、前記給水孔及び
または排水孔の径と配置は、冷却パツドと可動ベ
ルトの間を流れる冷却水量を平均化するものであ
ることを特徴とするベルト式連鋳機の冷却装置。 2 給水孔は、その径を、冷却パツドの下部のも
のより上部のものを小さくして配置されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のベ
ルト式連鋳機の冷却装置。 3 排水孔は、その径を、冷却パツドの下部のも
のより上部のものを大きくして配置されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載のベ
ルト式連鋳機の冷却装置。 4 給排水孔は、該給水孔の下部にあつて隣接す
る排水孔との垂直方向の距離より上部にあつて隣
接する排水孔との垂直方向の距離を大きくして配
置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載のベルト式連鋳機の冷却装置。 5 垂直方向に延びる平行部分を有する一対の可
動ベルトを備えたベルト鋳型と、前記平行部分の
ベルトそれぞれの裏面に配設された冷却パツド
と、該冷却パツドに水平方向に並ぶように配置さ
れた複数個の冷却水給水孔と、該冷却水給水孔の
上下に同じく水平方向に並ぶように配置された複
数個の冷却水排水孔と、を備えたベルト式連鋳機
の冷却装置において、前記給水孔と前記排水孔
は、給水孔列と排水孔列が交互になるように配置
されており、前記冷却パツドそれぞれの前記可動
ベルトの裏面に対向する面は滑らかに形成されて
おり、前記給水孔及び前記排水孔は前記滑らかな
面に直接開孔しており、前記給水孔の径を、冷却
パツドの下部のものより上部のものを小さくし、
前記排水孔の径を、冷却パツドの下部のものより
上部のものを大きくし、給水孔とそれに隣接し上
下に位置する排水孔との垂直方向の距離を、該給
水孔の下部にある排水孔より上部にある排水孔の
方を大きくしてあることを特徴とするベルト式連
鋳機の冷却装置。 6 垂直方向に延びる平行部分を有する一対の可
動ベルトを備えたベルト鋳型と、前記平行部分の
ベルトそれぞれの裏面に配設された冷却パツド
と、該冷却パツドに水平方向に並ぶように配置さ
れた複数個の冷却水給水孔と、該冷却水給水孔の
上下に同じく水平方向に並ぶように配置された複
数個の冷却水排水孔と、を備えたベルト式連鋳機
を、前記給水孔から給水した冷却水を前記冷却パ
ツドと前記可動ベルトの平行部分の間を通過させ
たのち前記排水孔から排水して冷却する冷却方法
において、前記給水孔と前記排水孔が給水孔列と
排水孔列が交互になるように配置され、給水孔か
ら上方の隣接する排水孔に流れる冷却水の給排水
孔間の圧力損失が、該給水孔から下方の隣接する
排水孔に流れる冷却水の給排水孔間の圧力損失よ
りも大きいことを特徴とするベルト式連鋳機の冷
却方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251380A JPS61129259A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | ベルト式連鋳機の冷却方法および装置 |
| DE8585115089T DE3575880D1 (de) | 1984-11-28 | 1985-11-28 | Kuehlvorrichtung fuer eine doppelbandstranggiessmaschine. |
| KR1019850008912A KR900003060B1 (ko) | 1984-11-28 | 1985-11-28 | 벨트식 연속주조기(鑄造機)의 냉각장치 |
| EP85115089A EP0185956B1 (en) | 1984-11-28 | 1985-11-28 | A cooling apparatus for belt type continuous casting machine |
| US06/802,722 US4679611A (en) | 1984-11-28 | 1985-11-29 | Cooling apparatus for belt type continuous casting machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251380A JPS61129259A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | ベルト式連鋳機の冷却方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61129259A JPS61129259A (ja) | 1986-06-17 |
| JPH0445256B2 true JPH0445256B2 (ja) | 1992-07-24 |
Family
ID=17221969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59251380A Granted JPS61129259A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | ベルト式連鋳機の冷却方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4679611A (ja) |
| EP (1) | EP0185956B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61129259A (ja) |
| KR (1) | KR900003060B1 (ja) |
| DE (1) | DE3575880D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4759400A (en) * | 1985-10-03 | 1988-07-26 | Kawasaki Steel Corporation | Belt type cast sheet continuous caster and prevention of melt leakage in such a caster |
| JPS63123551A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-27 | Kawasaki Steel Corp | ベルト式連続鋳造機のベルト冷却方法 |
| JPS63144847A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-17 | Kawasaki Steel Corp | ベルト式連続鋳造機のベルト冷却装置 |
| BE1001428A6 (fr) * | 1988-02-03 | 1989-10-31 | Centre Rech Metallurgique | Dispositif de refroidissement d'un metal pendant la coulee. |
| US5363902A (en) * | 1992-12-31 | 1994-11-15 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Contained quench system for controlled cooling of continuous web |
| US5725046A (en) * | 1994-09-20 | 1998-03-10 | Aluminum Company Of America | Vertical bar caster |
| US5671801A (en) * | 1996-01-11 | 1997-09-30 | Larex A.G. | Cooling system for a belt caster and associated methods |
| US6755236B1 (en) * | 2000-08-07 | 2004-06-29 | Alcan International Limited | Belt-cooling and guiding means for continuous belt casting of metal strip |
| US11000893B2 (en) | 2017-04-11 | 2021-05-11 | Hazelett Strip-Casting Corporation | System and method for continuous casting |
| CN109226736B (zh) * | 2018-10-29 | 2023-04-25 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种减少人为测量误差的检查板坯水口尺寸的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4190103A (en) * | 1975-04-15 | 1980-02-26 | Alcan Research And Development Limited | Continuous casting of metal strip between moving belts |
| CH613884A5 (ja) * | 1976-04-13 | 1979-10-31 | Escher Wyss Ag | |
| CH624322A5 (en) * | 1977-03-04 | 1981-07-31 | Larex Ag | Device for cooling and guiding a revolving mould belt in a continuous casting installation |
| US4193440A (en) * | 1978-09-01 | 1980-03-18 | Alcan Research And Development Limited | Belt-cooling and guiding means for the continuous belt casting of metal strip |
| JPS6054247A (ja) * | 1983-09-05 | 1985-03-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 双ベルト式連続鋳造方法 |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP59251380A patent/JPS61129259A/ja active Granted
-
1985
- 1985-11-28 DE DE8585115089T patent/DE3575880D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-28 EP EP85115089A patent/EP0185956B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-28 KR KR1019850008912A patent/KR900003060B1/ko not_active Expired
- 1985-11-29 US US06/802,722 patent/US4679611A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900003060B1 (ko) | 1990-05-07 |
| JPS61129259A (ja) | 1986-06-17 |
| DE3575880D1 (de) | 1990-03-15 |
| EP0185956A1 (en) | 1986-07-02 |
| US4679611A (en) | 1987-07-14 |
| EP0185956B1 (en) | 1990-02-07 |
| KR860003865A (ko) | 1986-06-13 |
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