JPH05185189A - 溶融金属層流形成板の予熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融金属層流形成板の傾斜面を均一な温度に
加熱するのに適し、かつ、簡単な構造でコンパクトな予
熱装置を提供する。 【構成】 水平方向に対して傾斜した面を有し、該傾斜
面の上部に供給された金属溶湯を流下させることによ
り、溶融金属の幅広薄層流を形成して凝固成形部湯溜に
導く溶融金属層流形成板の予熱装置であって；該傾斜面
の下方部端辺から同面上部の方向へ火炎を吹き当てる火
炎噴出口が、該下方部端辺の近傍に設けられた火炎分配
管上に、該下方部端辺方向に沿って、複数配置されてお
り、該分配管には火炎吹き込み口を介して火炎供給手段
が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属層流形成板の
予熱装置に関する。特には、金属薄板連続鋳造機の注湯
装置中に配置され、溶融金属の幅広薄層流を湯溜に導く
ための溶融金属層流形成板を、均一な温度に加熱するの
に適した予熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属から直接金属薄板（例えば厚さ
５mm以下）を製造する方法および装置が従来提案されて
いる。それらの中には、例えば、特開昭６２−２７０２
５４号に開示されているように、「金属薄板連続鋳造機
の注湯装置中に配置され、水平方向に対して傾斜した面
を有し、該傾斜面の上部に供給された金属溶湯を、該傾
斜面上に末広り扇状に流下させることにより、溶融金属
の幅広薄層流を形成して凝固成形部湯溜に導く溶融金属
層流形成板」が用いられている。

【０００３】同形成板を用いる目的は、凝固成形部湯溜
に定常層流状態の溶融金属流を安定・連続的に供給する
ことにより、凝固成形部の湯流れの乱れを防止し、亀裂
や剥離の無い良好な凝固金属層を得る、ことである。

【０００４】ところで、連続鋳造機の運転開始に際して
は、一般に、同形成板の傾斜面を加熱した後に、同板へ
の溶融金属供給を開始する。この傾斜面の予熱温度分布
が不均一になった場合、低温部分で、溶湯の凝固物が生
成し、これが時として傾斜面から離脱して湯溜中に落下
し、異物となって凝固層にトラップされ、鋳造薄板品質
を悪化させるという問題が生じる。また、予熱中の局部
的な熱歪により、傾斜板に割れが発生する恐れもある。

【０００５】従来の予熱装置としては、火炎バーナー
（単数又は複数）が多用されていた他、多数のバーナー
を列状に配置したものや電気抵抗加熱式（特願平３−１
２４０４等）のものが提案されている。しかし、火炎バ
ーナー式のものは予熱の均一性に問題があり、またバー
ナーを多数設けるものや電気抵抗加熱式のものは、設備
寸法や費用の点で不都合があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶融金属層
流形成板の傾斜面を均一な温度に加熱するのに適し、か
つ、簡単な構造でコンパクトな予熱装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の溶融金属層流形成板の予熱装置は、金属薄
板連続鋳造機の注湯装置中に配置され、水平方向に対し
て傾斜した面を有し、該傾斜面の上部に供給された金属
溶湯を、該傾斜面上に末広り扇状に流下させることによ
り、溶融金属の幅広薄層流を形成して凝固成形部湯溜に
導く溶融金属層流形成板；の予熱装置であって；該傾斜
面の下方部端辺から同面上部の方向へ火炎を吹き当てる
火炎噴出口が、該下方部端辺の近傍に設けられた火炎分
配管上に、該下方部端辺方向に沿って、複数配置されて
おり、該分配管には火炎吹き込み口を介して火炎供給手
段が接続されていることを特徴とする。

【０００８】本発明を図面を参照して説明する。図１
は、本発明に係る注湯装置（１）の概要を示す側面図で
ある。金属溶湯供給手段（１１）は、溶融金属容器（タ
ンディッシュ等）の下部に設けられたノズル等であり、
同形成板（１４）の上部に溶湯を流下供給するものであ
る。

【０００９】同形成板（１４）は、水平方向に対して傾
斜した傾斜面（１３）を有する。その傾斜勾配は、好ま
しくは５〜３０°である。傾斜面（１３）の流下方向長
さは、溶融金属層流を形成するために必要な長さであ
る。同傾斜面は、ほぼ平面状であっても、ゆるやかな曲
面状であってもよい。同面上部に供給された溶湯は、溶
融金属幅広薄層流（１５）となって、湯溜（１９）に導
かれる。溶融金属幅広薄層流（１５）の幅や厚さは、特
に数値的に限定されるものではない。しかし、本発明の
予熱装置は、流下中に冷えやすい薄い流れ（例えば厚さ
５mm以下）を形成する装置に対して特に効果を発揮す
る。同形成板（１４）の傾斜面（１３）は、窒化ケイ
素、炭化ケイ素、ジルコン等の耐火物によって形成する
ことができる。

【００１０】図２は、本発明の溶融金属層流形成板（１
４）の予熱装置の一実施例を示す斜視図である。火炎分
配管（２１）は、源火炎吹き込み口（２３）を介して火
炎供給手段（２５）から供給された源火炎を、複数の火
炎噴出口（２７）から分割された火炎（２０）として噴
出させるものである。火炎噴出口（２７）は、火炎分配
管（２１）上に、傾斜面（１３）の下方部端辺（１６）
に沿って配置されている。

【００１１】火炎噴出口（２７）から噴出される火炎
（２０）は、傾斜面の下方部端辺（１６）から同面上部
方向へ吹き当てられる。ここで、火炎（２０）の下部
は、下方部端辺（１６）に接触し、火炎（２０）の中央
部又は上部は、傾斜面（１３）の溶融金属流下部を覆う
ように伸びることが、傾斜面（１３）全体の均一加熱の
ために好ましい。

【００１２】傾斜面（１３）を長手方向（図２中の矢
印）に見た場合、火炎（２０）が傾斜面（１３）の溶融
金属流下部をくまなく覆うように装置が構成されること
が好ましい。しかし、溶融金属の特性（融点等）や傾斜
面構成材料の特性（熱伝導性、溶融金属とのヌレ性等）
によっては、必ずしもそうでなくともよい。要は、本注
湯装置の具体的な運転条件に基づき、傾斜面の必要な予
熱条件が確保されるよう、適宜設計すればよい。

【００１３】火炎・噴出口（２７）の形状・寸法・配置
ピッチについても特に限定されず、適宜選択できる。た
だし、傾斜面（１３）は一般的に長手方向端部のほうが
放熱性が良いので、予熱装置（１７）は、端部の加熱能
力が中央部に比較して強力であることが好ましい。その
ため、火炎分配管単位長さあたりに設けられた火炎噴出
口（２７）の開口面積合計値である火炎噴出口密度は、
同管中央部よりも同管両端部のほうが高いことが好まし
い。そのためには、端部の火炎噴出口（２７）の寸法を
大きくするか、設置ピッチを短くすることができる。

【００１４】また、図３に示すように、火炎噴出口（２
７）より噴出する火炎の噴出方向中心線（２９）と、傾
斜面（１３）との角度αを、５〜３０°とすることが好
ましい。なぜならば、αが５°未満のときは、火炎の大
半は傾斜面（１３）に当たらず空中に逃れて加熱効果が
不十分になり、αが３０°を越えるときは、傾斜面下方
部端辺近辺を局部的に加熱することになりやすい、から
である。

【００１５】火炎噴出口（２７）は、火炎分配管（２
１）に適当な径のドリル穴をあけたものであってよい。
開口形状も円形、スリット形、その併用等であってよ
い。火炎噴出方向や火炎の太さ等を特にコントロールす
る必要があるときは、ノズルや細管を用いてもよい。ま
た、不要な噴出口をふさぐ閉止板や、開口寸法調整用の
目開き調整板を組込める構造としてもよい、火炎噴出口
（２７）の配列にも特に制限はなく、並行一列、並行複
数列、ジグザグ状及びこれらの組合せも可能である。

【００１６】火炎分配管（２１）は、断面形状、材質、
寸法に特に制限はなく、耐熱鋼やステンレス鋼製のパイ
プを両端封止加工したものであってよい。源火炎吹き込
み口（２３）は、火炎噴出口（２７）や他の設備との干
渉が生じない場所に設けることができる。各火炎噴出口
（２７）からの噴出火炎の強さや温度等にかたよりが生
じないような位置に、必要な数・寸法だけ設けることが
好ましい。例えば中央に一か所、又は、両端部に二カ所
など、が考えられる。火炎分配管（２１）の設備位置は
傾斜面下方部端辺（１６）の近傍である。近傍とは、上
述のように、火炎（２０）が均一にかつ温度低下が生じ
ないで、傾斜面（１３）に供給できるような位置の意味
である。

【００１７】源火炎供給手段（２５）は、アセチレンバ
ーナーやプロパンバーナー等の一般的なバーナーであっ
てよい。性能、容量、本数等の諸元は、給湯装置や溶融
金属層流形成板の仕様に応じて適宜選択することができ
る。また、源火炎の火勢は、火炎噴出口（２７）からの
火炎を観察しながら、調節することができる。

【００１８】

【実施例】本発明の一実施例である、図２及び図３に示
す予熱装置であって、以下の設計諸元に基づく予熱装置
を製作した。

【００１９】 溶融金属層流形成板傾斜面 巾（長手）：４８０mm、流下長さ：２００mm 傾斜角θ：３０°、厚さ：１５mm（窒化ケイ素板）

【００２０】 火炎噴出口 形状：円形キリ穴、寸法：直径８mm（全口同一） 設置ピッチ：２５mm（等間隔）、設置個数：２０個 角度α：１５°

【００２１】 火炎分配管 断面形状：円形、寸法：直径７０mm 長さ：４８０mm 材質：ＪＩＳ ＳＵＨ３１０

【００２２】 源火炎供給手段 形式：酸素−プロパンバーナー、個数：１台 火炎温度：２０００℃、 酸素流量：０．１５m³/min、プロパンガス流量：０．０
４３m³/min

【００２３】上記の予熱装置で１時間加熱を行った結
果、傾斜面の長手巾方向全面にわたって約１１００℃±
５０℃のほぼ均一な温度分布が得られた。なお、測温
は、傾斜面の下方部端辺から３０mmの位置を、長手方向
に放射温度計で走査することにより、行った。

【００２４】上記の予熱操作後、板厚２．５mm、板巾６
００mmのステンレス鋼（ＪＩＳ ＳＵＳ３０４）薄板を
鋳造した。５トンの溶鋼を最後まで鋳造することがで
き、得られた薄板の表面品質も良好であった。

【００２５】

【比較例】３台の酸素−プロパンバーナーを用いて、従
来方式で、上記溶融金属層流形成板傾斜面を１時間加熱
した。実施例と同じ方法で傾斜面の温度を測定したとこ
ろ、最高１２００℃、最低７００℃と、５００℃の温度
差が観察された。その後、実施例と同一の条件で鋳造作
業を行ったところ、傾斜面上の低温部で凝固物が生成
し、それが鋳造薄板表面にトラップされた。同トラップ
部を起点として割れが生じ、１トンの溶鋼鋳造後に鋳造
薄板が破断し、作業を中止した。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の溶融金属層流形成板の予熱装置は以下の効果を発揮す
る。 簡潔・コンパクト・経済的な構成でありながら、同
板傾斜面を均一な温度に予熱できる。 傾斜面上での凝固物生成が防止できるため、凝固物
の鋳造薄板へのトラップが無くなり、同薄板の表面品質
が向上する。 上記凝固物トラップに起因する、連続鋳造作業のト
ラブルを減少させることができる。 傾斜面の温度分布不均一に起因する熱歪が減少する
ことにより、予熱中に同形成板が割れる事故を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る注湯装置の概要を示す側面図であ
る。

【図２】本発明の溶融金属層流形成板の予熱装置の一実
施例を示す斜視図である。

【図３】図２の予熱装置と溶融金属層流形成板の位置関
係を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 注湯装置 １１ 金属溶湯供給手段 １３ 傾斜面 １４ 溶融金属層流形成板 １５ 溶融金属幅広薄層流 １６ 傾斜面下方部端辺 １７ 予熱装置 １９ 湯溜 ２０ 火炎 ２１ 火炎分配管 ２３ 源火炎吹き込み口 ２５ 源火炎供給手段 ２７ 火炎噴出口 ２９ 火炎噴出方向中心線

フロントページの続き (72)発明者 小林 利夫 神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号 日 本冶金工業株式会社研究開発本部技術研究 所内 (72)発明者 鈴木 充博 神奈川県川崎市川崎区小島町４番２号 日 本冶金工業株式会社研究開発本部技術研究 所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板連続鋳造機の注湯装置中に配置
   され、水平方向に対して傾斜した面を有し、該傾斜面の
   上部に供給された金属溶湯を、該傾斜面上に末広り扇状
   に流下させることにより、溶融金属の幅広薄層流を形成
   して凝固成形部湯溜に導く溶融金属層流形成板；の予熱
   装置であって；該傾斜面の下方部端辺から同面上部の方
   向へ火炎を吹き当てる火炎噴出口が、該下方部端辺の近
   傍に設けられた火炎分配管上に、該下方部端辺方向に沿
   って、複数配置されており、該分配管には火炎吹き込み
   口を介して火炎供給手段が接続されていることを特徴と
   する溶融金属層流形成板の予熱装置。
2. 【請求項２】 火炎分配管単位長さあたりに設けられた
   火炎噴出口の開口面積合計値である火炎噴出口密度は、
   同管中央部よりも同管両端部のほうが高いことを特徴と
   する請求項１記載の溶融金属層流形成板の予熱装置。
3. 【請求項３】 上記火炎噴出口より噴出する火炎の噴出
   方向中心線が、上記傾斜面と５〜３０°の角度を成すこ
   とを特徴とする請求項１記載の溶融金属層流形成板の予
   熱装置。