JPH05220549A

JPH05220549A - ベルト式連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH05220549A
Application number: JP7104691A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Yasuda; 一美安田; Kiyomi Shio; 紀代美塩
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-04-03
Filing date: 1991-04-03
Publication date: 1993-08-31
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JP2553251B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はベルト式連続鋳造方法に関し、特に
その鋳造後、板厚調整のために圧延処理する方法におい
て、圧延の際の圧下力を低減する連続鋳造装置を提供す
ることを目的とする。【構成】湯溜り部６の上下に生成される２つの凝固シ
ェル12ａ，12ｂを圧延ロール13で圧下して所定板厚の薄
板15を製造するにあたって、この凝固シェル12ａ，12ｂ
間に未凝固溶融金属９ａが残留したまま凝固シェル12
ａ，12ｂを圧下するようにする。その際、ベルト４と圧
延ロール13の間では、鋳片側面を側板によって支持し、
溶湯の漏出を防止する。その結果、未凝固溶融金属９ａ
の介在によって、圧下力が低減され圧延ロール13の寿命
も延び、耐久性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造装置に関し、特
に１対のプーリに巻き掛けられて一方向に無端走行する
１本のベルト上で、連続的に金属薄板を鋳造するベルト
式連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、溶鋼等の溶融金属から薄板を連続
的に製造する鋳造方法が注目されている。これは従来の
ように多段階に亙る圧延等の処理を施す必要がなく、工
程及び設備の簡略化が図れることに起因しており、この
方法の１つに後述するベルト式連続鋳造方法がある。

【０００３】このベルト式連続鋳造法は、例えば連続走
行する１本の無端ベルト上に、後面堰とベルト両側のサ
イド堰とにより溶湯の湯溜り部を画成し、更にその上方
に注湯装置を設け、注湯装置より上記湯溜り部に溶融金
属を注湯して、この金属をベルト裏面側に配置された冷
却装置によってベルトを介して冷却し・凝固することに
より、ベルト表面に凝固シェルを生成して金属薄板を連
続的に製造している（特開昭63−290664号公報参照）。
また、本発明者らは、既に特開平２−200361号公報にお
いて、鋳造組織の微細化にあたり鋳片内部に固液共存相
があるうちに外部から鋳片を圧延することを述べ、組織
微細化のための圧下率条件を提示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
なベルト式連続鋳造装置は一般に、プーリより搬出され
た薄板の上下面を加圧する圧延ロールを備えており、こ
の圧延ロールで薄板を適宜加工することによって目標と
する板厚の薄板を得るようにしている。しかしながらこ
の圧延ロールは、一般に、その内部組織においても完全
に凝固した後の薄板（凝固シェル）を圧下するように位
置決めされているものが多く、当然ながら完全凝固後の
薄板の板厚調整には大きな圧下力を必要とし、ロールを
支持する機構が複雑化したり、ロールそれ自体の寿命も
短くなり、メンテナンス上問題がある。一方、本発明者
らの特開平２−200361号公報の発明では、単に圧下のみ
を考慮しており、圧下直前にある未凝固溶融金属を含ん
だ鋳片部分に負荷がかかって、特に鋳片側方から溶湯が
漏出する危険がある。

【０００５】本発明はかかる現状に鑑み、上述したベル
ト式連続鋳造方法において、従来よりも圧下力を低減す
ることができ、かつ溶湯の漏出を防止できるような連続
鋳造方法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明に
よれば、隔置された１対のプーリに巻き掛けられて一方
向に走行する無端ベルト上に溶融金属の湯溜り部を形成
すると共に、該湯溜り部の上方に注湯装置を設け、該注
湯装置より上記湯溜り部に溶融金属を注湯して、これを
冷却・凝固することにより溶融金属より湯溜り部表面と
底面に夫々、凝固シェルを生成し、該上下凝固シェルを
上記無端ベルトの走行に伴って鋳造方向下流側のプーリ
より連続して搬出すると共に１対の圧延ロール又はベル
トで接合・圧下して所定板厚の薄板を形成するベルト式
連続鋳造方法において、無端ベルトから１対の圧延ロー
ル又はベルトまでの間の鋳片側面を側板によって支持す
るとともに、この上下凝固シェル間に未凝固溶融金属が
残留したまま上記１対の圧延ロール又はベルトで上下凝
固シェルを圧下することを特徴とするベルト式連続鋳造
方法が提供される。

【０００７】

【作用】無端ベルトから１対の圧延ロール又はベルトま
での間の鋳片側面を側板によって支持しながら、上下凝
固シェル間に未凝固溶融金属が残留したまま圧下するこ
とで、板厚調整に要する圧延ロール又はベルトの圧下力
を、凝固後のシェル同志を圧下する時に比べて低減する
ことができる。

【０００８】

【実施例】図面を参照しながら本発明を説明する。図１
は本発明を実行するベルト式連続鋳造装置１の概略的構
成を示しており、水平または傾斜して配置された一対の
プーリ２，３に掛け渡された金属製の無端ベルト４が図
示しない駆動機構によって無限軌道を矢印Ｆ方向に走行
するようになっている。

【０００９】このベルト４の両側方、即ち図面に対し垂
直に交わる方向には、チェーン等によって連結された多
数の耐熱ブロック５が配置され、これらの耐熱ブロック
５はベルト４の走行に同期して移動する。これら耐熱ブ
ロック５は、ベルト４が直線状に走行する上部側で、後
述する湯溜り部６の側面を仕切るサイド堰５′を構成す
る。

【００１０】湯溜り部６は、上述したサイド堰５′の
他、鋳造方向上流側においてベルト４上に設けられた後
面堰７によって仕切られており、以上のようにしてベル
ト４上にはベルト４の進行方向が解放された湯溜り部６
が画成されることになる。この湯溜り部６には、その上
方に配置される注湯装置８から溶融金属、即ち溶湯９が
注湯口10を介して注湯される。

【００１１】注湯された溶湯９はベルト４の裏面側に設
けられた冷却装置11によって抜熱され、冷却・凝固して
ベルト４上に下方凝固シェル12ａを生成する。又、湯溜
り部６の表面においても溶湯９は抜熱され、この表面上
に上方凝固シェル12ｂを生成する。

【００１２】ベルト４上に生成された下方凝固シェル12
ａはベルト４の移動に伴って、図１で右方向へと移動さ
れることになるが、湯溜り部６表面に生成された上方凝
固シェル12ｂも、後述する１組の圧延ロール13の作用を
受け右方向へと移動する。尚、移動の過程でも依然とし
てベルト４及び大気からの抜熱作用が継続されるため、
凝固シェル12ａ，12ｂは成長し続け、徐々にその厚みを
増加する。

【００１３】以上述べた鋳造装置１の構成は従来のそれ
と何ら変わることはない。以下に本発明方法を実行する
鋳造装置１の特徴部分を説明する。

【００１４】この鋳造装置１における溶湯９の湯溜り部
６は、図示するように、プーリ３より鋳造方向下流側に
おいても存在するように、プーリ２，３間の傾斜角度や
注湯装置９からの出湯量が適切な値に制御される。尚、
サイド堰５′によって両側方から支持されない湯溜り部
６の容湯９部分、即ちプーリ３より鋳造方向下流側の溶
湯部分は、サイド堰５′領域での耐熱ブロック５との接
触によって生成された凝固シェル（図には示されない）
によって自己支持されているが、圧下に起因する振動に
より側方から溶湯９が漏出することがあるため、この側
方支持を確実にするべく、プーリ３に近接して湯溜り部
６側方を支持する２枚の側板14（図では１枚のみ示す）
が設けられている。

【００１５】図示する鋳造装置１は、この側板14よりも
鋳造方向下流側に前出の圧延ロール13が設けられてい
る。この１組の圧延ロール13は、上述した上下２枚の凝
固シェル12ａ及び12ｂを、圧延ロール13の最接近点Ａ
（通常、キッシングポイントとも呼ばれる）、或はその
近傍で接合・圧下して所定厚さの金属薄板15を形成する
ようになっている。従って、この圧延ロール13は要求さ
れた薄板板厚に応じてその圧延ロール間距離を変えられ
るように、ロール駆動機構16によって薄板進行方向に対
し垂直方向に変位可能となっており、又後述する鋳造方
向圧下位置調整のため鋳造方向（図で横方向）に変位可
能となっている。

【００１６】例えば上述したように構成される鋳造装置
１に対して、本発明方法によれば、圧延ロール13による
凝固シェル12ａ，12ｂの接合・圧下工程は、常にキッシ
ングポイントＡにおいて２つのシェル間に未凝固溶融金
属９ａが残留した状態で実行されるように各種鋳造条件
が適当な値に制御される。

【００１７】これは、圧下の際に、圧下対照となる２つ
の凝固シェル12ａ，12ｂ間に少しでも未凝固溶融金属９
ａを残留させた形で圧下した場合、圧延ロール13が受け
るロール反力が、完全に凝固したものを圧下する場合よ
りも極端に小さくなり、各種鋳造条件を適切な形で制御
するようにしたならば、少ない圧下力で所定厚みの薄板
15を形成することが可能となり、圧延ロール13に対する
負担も軽減できるという本願発明人の知見に基づくもの
である。尚、この制御対象となる鋳造パラメータは、通
常凝固シェルの成長度合を決定するものが考えられ、従
って例えば注湯装置９からの出湯量であったり、或は無
端ベルト４の走行速度、或は凝固シェル生成開始点（凝
固シェル12ａの場合、後面堰７の湯溜り部側の端部とベ
ルト４との接点）から圧延ロールまでの距離等がある。

【００１８】上述したような本発明の特徴となる圧延を
達成する鋳造パラメータの一制御例を以下に説明する。
図２はベルト式連続鋳造装置の各鋳造条件を概略的に図
示したものであって、説明の都合上、湯溜り部底面に生
成された下方凝固シェルの成長速度は生成開始点（後面
堰端部）から圧延位置までほぼベルトとの接触時間の１
／２乗に比例して進行するものと仮定し、又湯溜り部表
面に生成した上方凝固シェルは、一般的に下方凝固シェ
ルに比べ成長が緩やかなため圧延位置でほぼ一定の厚さ
αを確保するものとする。尚、本図においても、図１に
示した構成要素と同一なる要素は同じ番号を付して説明
すると共に、本発明の構成要件中、鋳片側面を支持する
側板の記載は省略する。

【００１９】図２に関し、２つのプーリ２，３は傾斜角
度θを以て配置され、湯溜り部６の最大深さをｈ、湯溜
り部最上流端Ｂと圧延ロール13間キッシングポイントＡ
との距離をＬ、ベルト速度をＶａとすると、圧下直前の
凝固シェル厚みδ（下方凝固シェル12ａ厚さ＋上方凝固
シェル12ｂ厚さα）は、

【数１】で表せる。但し、ｔ：凝固時間（下方凝固シェルの成長時間）ｋ：定数（通常、22〜27mm／√min.）

【００２０】そして、圧延ロール13前後での鋳片厚（未
凝固溶融金属９ａを含む）を夫々、ｄａ（圧下前厚
み）、ｄｂ（圧下後厚み）とした時、圧延時、凝固シェ
ル間に未凝固溶融金属９ａを残すためには

【数２】の関係を満たなければならない。この不等式において、
鋳片厚ｄｂは目標とする金属薄板仕様に応じて一義的に
決定されるものである。又、圧下前鋳片厚ｄａに関して
は、湯溜り部６の最大深さｈを求める下式

【数３】となり、仮に後面堰７に接近して湯溜り部６内に最大深
さｈを検出する場面レベルセンサ（図示せず）等を設
け、湯溜り部最大深さｈを時々刻々と検出されるように
すれば、その時の距離Ｌに対応して厚さｄａもおのずと
求められることになる。

【００２１】従ってこのようにして厚さｄａ，ｄｂが与
えられたならば、例えば図１に示す鋳造装置１にプーリ
２，３の回転速度を制御したり、またロール駆動機構16
の鋳造方向位置を制御したりするコンピュータを設ける
ことで、上記不等式を満足するように適宜凝固シェル生
成距離Ｌやベルト速度Ｖａを制御すれば良い。即ち具体
的な例としては、仮に圧下後の薄板厚さをそれまでの薄
板厚さよりも増加したい時には、コンピュータ内に新た
な条件としての不等式が立てられることとなり、変更前
と同程度の圧延状態を継続する場合、凝固シェル生成距
離Ｌを増加するか又はベルト速度Ｖａを減少するように
ロール駆動機構16やプーリ２，３の駆動を制御すれば良
い。

【００２２】上述した制御方法は本発明方法を実施する
一例であって、当然ながらこの他にも未凝固溶融金属を
残留させた状態で圧延するためのいろいろな方法があ
る。例えば、図示しないが図１のロール駆動機構16に圧
下の際のロール反力Ｐを検出する手段を設け、コンピュ
ータ等によって鋳造時、連続的にロール反力Ｐを検出す
るようにし、更に検出されたロール反力Ｐと、実験等に
よって予め求めることのできる、未凝固溶融金属を介在
しないで圧下するときのロール反力最小値Ｐａ〔尚、Ｐ
ａは圧下率（ｄｂ／δ）に応じて変化する〕とを比較
し、Ｐ≧Ｐａの時は、距離Ｌが減少するようにロール駆
動機構16をプーリ３に向かって前進させたり、或はベル
ト速度Ｖａを増加し、最終的にＰ＜Ｐａとなるまで鋳造
パラメータをフィードバック制御をするようにしても良
い。

【００２３】以上本発明の実施例を図１の鋳造装置１に
例をとり説明したが、当然ながら板厚調整手段としては
図示した圧延ロール13の他、互いに逆方向に無端走行す
る１組の対向したベルトの間で鋳片を圧延する場合もあ
る。尚、この場合においてもそのベルト上流側の鋳片側
面を側板によって支持しながらベルトによる圧延を凝固
シェル間に未凝固溶融金属を残すようにして行えば、ベ
ルトの耐久性も向上することになる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明による連続鋳
造法は、圧延をかける前の鋳片側面を側板によって支持
し、溶湯の漏出を防止しながら未凝固溶融金属を残留さ
せた形で圧延するため、これまで完全凝固後の板厚調整
には大きな圧下力が必要であったのに対し、圧下力を低
減でき板厚調整手段の耐久性を向上することができる。
加えて、完全凝固後のシェル同志を圧下する場合、内部
が変形しにくく圧下後の薄板内部に多くのポロシティ
（空孔）が含まれることがあるが、本発明方法によれ
ば、未凝固層の介在によってシェル内部の変形が容易と
なるため、ポロシティが少ない凝固組織の良好な薄板を
製造することができる。

【図画の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するベルト式連続鋳造装置の
概略的構成をしめす縦断面図である。

【図２】図１の装置の鋳造パラメータを示す装置概念図
である。

【符号の説明】

１…ベルト式連続鋳造装置２，３…プーリ４…無端ベルト６…湯溜り部９…溶湯９ａ…未凝固溶融金属 11…冷却装置 12ａ…下方凝固シェル 12ｂ…上方凝固シェル 13…圧延ロール（板厚調整手段） 14…側板 15…金属薄板

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【手続補正書】

【提出日】平成５年３月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【符号の説明】１…ベルト式連続鋳造装置２，３…プーリ４…無端ベルト６…湯溜り部９…溶湯９ａ…未凝固溶融金属 11…冷却装置 12ａ…下方凝固シェル 12ｂ…上方凝固シェル 13…圧延ロール（板厚調整手段） 14…側板 15…金属薄板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】隔置された１対のプーリに巻き掛けられ
て一方向に走行する無端ベルト上に溶融金属の湯溜り部
を形成すると共に、該湯溜り部の上方に注湯装置を設
け、該注湯装置より上記湯溜り部に溶融金属を注湯し
て、これを冷却・凝固することにより溶融金属より湯溜
り部表面と底面に夫々、凝固シェルを生成し、該上下凝
固シェルを上記無端ベルトの走行に伴って鋳造方向下流
側のプーリより連続して搬出すると共に１対の圧延ロー
ル又はベルトで接合・圧下して所定板厚の薄板を形成す
るベルト式連続鋳造方法において、無端ベルトから１対の圧延ロール又はベルトまでの間の
鋳片側面を側板によって支持するとともに、この上下凝
固シェル間に末凝固溶融金属が残留したまま上記１対の
圧延ロール又はベルトで上下凝固シェルを圧下すること
を特徴とするベルト式連続鋳造方法。