JPH0539807Y2

JPH0539807Y2 -

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Publication number: JPH0539807Y2
Application number: JP1988006034U
Authority: JP
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1993-10-08
Anticipated expiration: 2003-01-21
Also published as: JPH01114141U

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本考案は、一対の無端状金属ベルトを用いて薄
鋳片を連続的に製造する鋳造装置における前記ベ
ルトの改良に関するものである。（従来の技術）従来、薄鋼板は銅製鋳型に溶鋼を連続的に注湯
し、冷却・凝固して厚さ200〜300mmのスラブを製
造し、このスラブを熱間圧延機及び冷間圧延機に
よつて圧延して製造していた。ところが近年、熱間圧延工程を極力省略するた
め、厚さ50mm以下の薄鋳片を鋳造する方法が検討
されている。そして、その一つに無端ベルト式の
連続鋳造機がある。この無端ベルト式の連続鋳造機は、駆動ローラ
ーにより循環される無端状金属ベルトを所定の間
隔をなすごとく対向配置し、これら金属ベルトの
両端部近傍で両ベルトに挟持されベルトと共に循
環するダムブロツクとによつて形成された鋳造空
間に溶鋼を注湯し、該注湯した溶鋼を前記両金属
ベルト及び両ダムブロツク内で冷却して順次凝固
せしめて鋳片とし、この鋳片を下方に引き抜くも
のであり、前記金属ベルトとして、従来は炭素含
有量が0.01〜1.0重量％の低合金鋼が用いられて
いるのが現状である。（考案が解決しようとする課題）ところで、上記した連続鋳造装置を用いて鋳片
を製造する場合、溶鋼中の炭素量が0.09〜0.30重
量％の範囲内にあるいわゆる中炭素鋼では、鋳造
時に鋳片に縦割れが発生しやすいものであつた。
このような鋳片表面の割れが発生すると、圧延工
程に送るに先立つて表面疵取り作業を必要とする
ため、本来熱経済的に優れている直送圧延適用の
阻害要因となつている。このような鋳片の表面割れ、つまり縦割れの発
生機構については、従来より種々研究がなされて
おり、特にＣが0.09〜0.30重量％の範囲は、包晶
反応域であり、凝固反応が不均一に進行する結
果、凝固シエル厚さの不均一度が大きく、これが
原因で縦割れ等が発生しやすいことが知られてい
る（第６図参照）。しかして、その発生機構は未
だ完全には明らかにされていないが、このような
縦割れ発生機構は次のように考えられている。すなわち、連続鋳造に際しては、溶鋼がベルト
間に供給され、凝固シエルが生成するのである
が、その場合、ベルトによる抜熱量が大きいた
め、少しでも抜熱量にムラがあると凝固シエル厚
さは不均一となり、凝固シエル厚さの薄い部分に
収縮による熱応力やベルトの変動による衝撃力が
作用する結果、縦割れが発生するというものであ
る。従つて、このような極薄の連続鋳造鋳片におけ
る縦割れ発生を防止するためには、メニスカス近
傍で生成するいわゆる初期凝固シエルの厚さを均
一にすればよいわけである。また、この種の連続鋳造機においては、金属ベ
ルトの一方の面が溶鋼に接し、他方の面が冷却水
に接するという条件下において運転されるもので
あるため、金属ベルトの厚さ方向に急勾配の温度
差が生じ、ここに熱膨張による歪が発生し、第７
図イに示すように幅方向、および同図ロに示すよ
うに鋳込み方向に変形し波打ちが生ずる。そし
て、その変形量は第８図に示すように金属ベルト
１の熱膨張率に大きく影響される。その結果、金
属ベルト１に接している溶鋼Ａ側の鋳片表層部の
冷却速度が不均一になり、これに起因して鋳片の
凝固シエルＣの形成も均一性を欠き、下側の金属
ベルト１では、第９図に示すように、注湯直後
（イ図）から凝固が進行するにつれて凝固シエル
Ｃと金属ベルト１が局部的に離反するため均等な
冷却が行われず、凹みを成した不均一厚さの凝固
シエルＣが形成される（ロ図）。一方、上側の金
属ベルト１も第１０図に示すように下側と同様に
注湯直後（イ図）から凝固が進むにつれて凹みを
有する不均一厚さの凝固シエルＣが形成される
（ロ図）。すなわち、中炭素鋼以外の不均一凝固の
生じにくい組成の鋼でも鋳片の凝固シエルＣの形
成が不均一となり、金属ベルト１側に凹みが生じ
るのである。この凹み部Ｅの凝固シエルＣは薄い
ために、熱応力による引張力が生じ凝固シエルＣ
内部の固液界面あるいは凝固シエル表面から割れ
が発生し、表面性状の良好な極薄鋳片が得られな
いという問題があつた。従つて、このような連続鋳造鋳片で生じる割れ
を防止するためには、金属ベルトが溶鋼から奪う
抜熱量を低減させ、金属ベルトの温度上昇による
熱変形を抑制すればよいわけである。本考案は、このように連続鋳造される薄鋳片に
おける縦割れを防止すべく、メニスカス近傍で生
成するいわゆる初期凝固シエルの厚さを均一化す
るとともに、ベルトが溶鋼から奪う抜熱量を低減
させ、ベルトの温度上昇による熱変形を抑制する
ことができる薄鋳片連続鋳造装置用ベルトを提供
するものである。（課題を解決するための手段）本考案の薄鋳片連続鋳造装置用ベルトは、駆動
ローラーにより循環される無端状金属ベルトを所
定の間隔となすごとく対向配置し、これら金属ベ
ルトの両端部近傍で両ベルトに挟持されベルトと
共に循環するダムブロツクを備え、これら金属ベ
ルトとダムブロツクで囲繞された鋳造空間に溶鋼
を供給して連続的に薄鋳片を製造する連続鋳造装
置の前記ベルトにおいて、該ベルトに、幅が250
〜750μｍで高さ又は深さが60〜300μｍの鋳込み
方向と平行な山部と谷部を連続させた溝を形成し
たものである。本考案において、鋳込み方向と平行な溝を形成
する山部と谷部の幅ｂを250〜750μｍとしたの
は、次の理由からである。すなわち、微細な溝を設ける理由が、金属ベル
トに対する溶鋼の接触部を少なくして抜熱量を低
下させることにあるから、溶鋼Ａが微細溝の谷部
に容易に流入してはならない。そこで、まず、メ
ニスカス位置付近における溶鋼の圧力と、溶鋼流
入限界の前記谷部の幅ｂとの関係を第２図に示す
が、通常、溶鋼層には、10g／cm²程度の圧力が金
属ベルトと凝固シエル間に働く。第２図に示す結
果から10g／cm²の溶鋼圧力がある場合、溶鋼流入
のない谷部の幅ｂは、750μｍ以下となる。また、
谷部の幅ｂを250μｍ以上とした理由は、これ未
満の幅では加工が困難となるからである。また、本考案において、鋳込み方向と平行な溝
を形成する山部と谷部の高さ（深さ）ａを60〜
300μｍとしたのは、次の理由からである。まず、本考案において、谷部の深さａの下限を
60μｍとしたのは、深さａが60μｍ未満では、本
考案で意図している空気による断熱効果が十分で
ないためである。ここに、第３図にメニスカス位置から20mm下方
の位置における熱流束を測定した結果を示すが、
通常、緩冷却化により、凝固シエル厚さの均一化
を図るため、熱流束を20％以上低下させる必要が
ある。この第３図に示す結果から谷部の深さ
a60μｍ以上が必要となることが分かる。一方、
谷部の深さａを300μｍ以下としたのは、それを
超えても効果が殆ど変わらないためである。（作用）本考案は上述したように、金属ベルトに、幅が
250〜750μｍで高さ又は深さが60〜300μｍの鋳込
み方向と平行な山部と谷部を連続させた溝を形成
したので、金属ベルトの溶鋼に接する面が少なく
なつて金属ベルトによる抜熱量が低減するため、メニスカス近傍が緩冷却されて凝固シエル厚
さが均一に成長し、更に、金属ベルトの温度上昇による熱変形を
軽減して不均一凝固を抑制でき、もつて前記、より鋳片表層部の凝固シエル
を均一に成長させることができる。（実施例）以下本考案の実施例の薄鋳片連続鋳造装置用ベ
ルトについて、図面を参照しながら説明する。第
１図イはその鋳造装置の構成図を示し、同図ロは
ベルトの概略斜視図、ハはベルトの横断面図を示
すものである。図において、１は無端状の一対の金属ベルトで
あり、駆動ローラー２に案内されて、所定の間隔
を維持しながら、鋳造面は溶鋼Ａ及び鋳片Ｂを保
持し、背面は常時冷却水Ｄで冷却されながら矢印
方向に循環移動するものである。３はダムブロツ
クであり、ガイドローラー４によつて案内され、
上下一対の前記金属ベルト１間の両端部に配置さ
れ、これら金属ベルト１と同調循環すべく配設さ
れている。また、５は給湯用樋であり、上下一対
の金属ベルト１と両ダムブロツク３とによつて形
成される鋳造空間に溶鋼Ａを供給するものであ
る。以上のように薄鋳片連続鋳造装置が構成され
るが、本考案では、前記無端状金属ベルト１が第
１図ロ及びハに示すように形成される。すなわち、金属ベルト１の表面に、鋳込み方向
と平行な山部７と谷部６を連続させた微細な溝に
加工したものである。この溝は好ましくは規則的
に設けられ、その断面形状は溶鋼Ａの流入を阻止
する一方空気の流入を許す程度とし、山部７が溶
鋼Ａ（及び鋳片Ｂ）との接触部を構成してこの部
分を経て抜熱される。ところで、この微細な溝を
形成する山部７あるいは谷部６の幅ｂと高さ又は
深さａについては、ｂ＝250〜750μｍ、ａ＝60〜
300μｍとなるように形成する。以上のように、本考案にあつては山部７あるい
は谷部６の幅ｂを250〜750μｍ、高さ又は深さａ
を60〜300μｍとし、この加工範囲を金属ベルト
１に使用することにより、本考案が目的とする緩
冷却の効果が得られる。また、前述のように、中炭素鋼の初期凝固シエ
ル厚を均一に生成させるには、抜熱量の低減が有
効であるが、第４図に示すように、微細溝加工を
施していない通常ベルトの抜熱量の70％以下に減
少させることにより、その効果が現れる。従つ
て、30％以上の抜熱量低減が必要であるが、第１
図ロに示すように、金属ベルト１に鋳込み方向と
平行に微細溝加工を施すことにより、金属ベルト
１の内表面が溶鋼Ａと接触する部分の面積率を低
下させ、全体として緩冷却を行うことができる。また、通常の湾曲型あるいは垂直型の水冷銅盤
使用の連続鋳造機では、中炭素鋼以外の鋼を鋳造
しても不均一凝固せず、割れは発生しないが、無
端ベルト式の連続鋳造機で鋳造すると、金属ベル
ト１の熱変形により金属ベルト１の波打ちの振幅
が大きくなり、これが原因となつて凝固シエル厚
さの不均一を招き、割れが発生する（第５図参
照）。しかし、微細な溝加工を施した金属ベルト１を
使用することにより、鋳片Ｂと金属ベルト１との
接触面積率が減少し、鋳片Ｂから金属ベルト１へ
の抜熱量が低減する結果、金属ベルト１内表面の
温度上昇が軽減され、しかも微細溝加工による変
形抵抗の上昇により、金属ベルト１の熱変形が抑
制されるため、割れが大幅に減少する。具体例として、第１図イに示す装置を用い、金
属ベルト１として従来の軟鋼ベルト及び下記第１
表に示す微細溝加工を施した金属ベルトを使用し
て、下記第２表に示す化学組成の溶鋼から極薄鋳
片を鋳造した。

【表】

【表】このときの鋳込み条件は、鋳片寸法：1000mm幅
×50mm厚、鋳込速度：3.0〜6.0m／minであつた。次に、これら具体例によつて得られた鋳片につ
いて、それぞれその表面性状を比較した結果、中
炭素鋼については、第４図中に示すように、微細
溝加工を施した本考案ベルト１による場合（▲
印）は、従来のベルトによる場合（△印）に比
べ、凝固シエル厚の不均一度がほとんどなく、表
面性状の極めて良好な薄鋳片が得られた。また、
低炭素鋼については、第５図に示すように、本考
案ベルト１を用いたもの（●及び▲印）では、従
来のベルトを用いたもの（○及び△印）に比べて
ベルトの波打ち振幅が小さく、その結果、表面疵
の極めて少ない良好な薄鋳片が得られた。（考案の効果）以上説明したように本考案は、無端ベルト式連
続鋳造装置に使用する金属ベルトに、幅が250〜
750μｍで高さ又は深さが60〜300μｍの鋳込み方
向と平行な山部と谷部を連続させた溝となるよう
に形成することにより、中炭素鋼では包晶反応に
起因する、また低炭素鋼では金属ベルトの熱変形
に起因する各不均一凝固が抑制できるため、これ
らが原因となつて発生していた鋳片の表面疵が著
しく減少し、表面性状の極めて良好な金属薄鋳片
を安定して製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すもので、イ図
はその鋳造装置の構成図、ロ図はベルトの概略斜
視図、ハ図はベルトの横断面図、第２図はベルト
の谷部の幅と溶鋼圧力との関係を示す特性図、第
３図は同深さと熱流束減少率との関係を示す特性
図、第４図は緩冷却比率と凝固シエル厚不均一度
の関係を示す実験結果を示す図、第５図はベルト
の波打ち振幅の標準偏差と割れ総長さの関係を示
す実験結果を示す図、第６図は炭素量と縦割れ発
生頻度の関係を示す図、第７図イ，ロは従来のベ
ルトの幅方向及び鋳込み方向の変形状態を示す説
明図、第８図は同ベルトの熱膨張率と波打ちの振
幅との関係を示す図、第９図イ，ロは鋳片下面側
凝固シエル成長に及ぼす金属ベルト幅方向の変形
の影響を示す説明図、第１０図イ，ロは鋳片上面
側における同説明図である。１は金属ベルト、２は駆動ローラー、３はダム
ブロツク、６は谷部、７は山部、Ａは溶鋼、Ｂは
鋳片。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

駆動ローラーにより循環される無端状金属ベル
トを所定の間隔と成すごとく対向配置し、これら
金属ベルトの両端部近傍で両ベルトに挟持されベ
ルトと共に循環するダムブロツクを備え、これら
金属ベルトとダムブロツクで囲繞された鋳造空間
に溶湯を供給して連続的に薄鋳片を製造する連続
鋳造装置の前記ベルトにおいて、該ベルトに、幅
が250〜750μｍで高さ又は深さが60〜300μｍの鋳
込み方向と平行な山部と谷部を連続させた溝を形
成したことを特徴とする薄鋳片連続鋳造装置用ベ
ルト。