JPH0692020B2

JPH0692020B2 - 薄い金属鋳片の連続鋳造法と装置

Info

Publication number: JPH0692020B2
Application number: JP61503488A
Authority: JP
Inventors: ゲ，ピエール; ヴァタン，ロベール
Original assignee: クレサン
Priority date: 1985-06-25
Filing date: 1986-06-24
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: US4926930A; DE3674186D1; EP0230433B1; FR2583662B1; ES8707437A1; WO1987000099A1; ES556528A0; JPS63500786A; EP0230433A1; FR2583662A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、帯状の薄い金属鋳片、特に鋼鉄の板材の連続
鋳造法と装置に関するものである。

かなり以前から、金属鋳片を連続鋳造するいろいろな方
法が提案されている。しかし、比鉄合金の鋳造と比較す
ると鋼の連続鋳造は非常に難しい。通常用いられている
方法によると、底なしで壁部を冷却した筒状の鋳造鋳型
内に溶鋼を流し込んでその筒状の鋳造鋳型内に鋳片を形
成する。鋳片は、中心部が液体で、その中心部を表面が
固化した凝固殻が取り囲むという構造である。この鋳片
を、鋳造鋳型の出口に設けた孔から連続的に取り出す。
鋳造鋳型の軸線は、通常は鉛直方向である。続いて鋳片
を二次冷却装置内を通過させて完全に冷却する。従って
二次冷却装置は、表面が固化した鋳片の支持手段と冷却
手段を備えている。上記の装置全体は、一種の筒状矯正
帯の形状のシャーシ内に設置されている。従って、鋳片
は、完全に冷却するまで筒状矯正帯に囲まれることにな
る。

ところで、鋳造を連続的に行うためには、取鍋で溶融状
態にしたメタルを中間容器に注ぎ込む。中間容器を用い
ることにより、取鍋を交換している間も鋳造を連続的に
実行することができる。しかも、中間容器自体に鋳造用
の孔が設けてあるためこの孔から鋳造鋳型内部にメタル
を注ぎ込むことができる。メタルの流量は、従来通り取
鍋のノズルを用いて調節する。ノズルとしては、一般に
は浸漬ノズルを使用する。この浸漬ノズルは、鋳造鋳型
内に侵入して湯面下に潜り込む鋳込用パイプを備えてい
る。このため、注入流が酸化するのを防ぐことができる
だけでなく、この注入流を鋳造鋳型内に流し込むことが
できる。

現在では、この方法を用いていろいろな大きさの鋳片を
連続鋳造により製造できるところまできている。特に、
この方法でビレットと呼ばれる棒材やスラブと呼ばれる
板材が製造されている。後者の場合には鋳造鋳型内の筒
状スペースは２つの幅広壁と２つの幅狭壁で画成される
長方形である。幅広壁のおのおのが板材の長辺に対応
し、幅狭壁のおのおのが板材の短辺に対応する。しか
し、鋳造を良好な状態で行うためには、特に、筒状のノ
ズルを鋳造鋳型内に導入するためには、スラブの厚さを
決定する鋳造鋳型の幅に最小値が存在する必要がある。
現在のところ、工業的に鋳造したスラブの厚さの最小値
は約150mmである。

薄い、すなわち圧延装置に直接入れることのできるほど
に厚さが小さい鋳片を連続鋳造で製造する際の問題点
は、長年の間、それどころか連続鋳造法の研究が始まっ
たときから研究されている。しかし、現在までに提案さ
れているいろいろな方法はたいてい新しい技術に基づい
ている。例えば、ローラーを用いるシステムとか冷却し
たバンドを用いるシステムである。このような方法はま
だ工業的に使用されるに至っていない。

従来のタイプの連続鋳造装置を薄板の鋳造に適合させて
用いることも提案されている。

例えばアメリカ合衆国特許第2,564,723号には、下部の
断面が鋳片の断面に対応するよう平らで長方形となって
おり、上部がじょうご型に口が広がった鋳造鋳型を用い
ることが提案されている。この鋳型は中央部を広くでき
るので鋳込用管を導入することが可能である。

このような構成にすると、鋳込用管の導入の問題は解決
するが、工業的規模で鋼を連続鋳造することはできな
い。実際、上記の特許出願がなされてから、鋳造の間は
鋳造鋳型を鉛直方向に往復運動させて固化した凝固殻が
鋳造鋳型の壁面に固着しないようにする必要があること
がわかった。上記のアメリカ合衆国特許第2,564,723号
に記載の装置の構成だと往復運動をさせることができな
い。

鋳型壁の往復運動の問題を解決するために、フランス国
特許第1,505,630号には、やはりじょうごの形をした鋳
造鋳型が記載してある。しかしこの鋳造鋳型の場合は、
複数の円筒ジャケットで構成される幅広壁を有する鋳型
であり、下方にいくに従って収束している。このためこ
の鋳型を往復運動させることが可能である。このような
構成は実現が難しいだけでなく、先ほどの例と同様、鋳
造鋳型の出口で鋳片が完全に形成されていることが仮定
されている。この結果、この鋳造装置の特に敏感な領域
内に引張応力が及ぼされてくさび効果が発生し、ブロッ
クする危険性がある。

本発明は、従来の装置の利点を確保したまま薄い鋳片を
製造することのできる新しい方法とそのための装置を提
供することを目的とする。つまり、一般に、鋳造の軸線
に平行な母線をもつ円筒壁からなる鋳造鋳型内で鋳片の
表面に固化した凝固殻を形成し、この鋳造鋳型の出口で
はこの鋳片の内部の金属が溶けたままの状態を維持して
おいて、二次冷却装置内でこの鋳片を完全に固化させ
る。二次冷却装置は、冷却手段と少なくとも幅広面を完
全固化まで支持する手段とを備えている。

鋳込用管を鋳造鋳型内に導入できるようにするために、
先に述べたと同様鋳造鋳型は、中央部が広がって下部に
向かって収束し、最終的には鋳造する薄い鋳片の厚さと
等しくなる構造をもつ。この断面形状が鋳造鋳型の出口
まで続く。鋳造鋳型は、鋳造と往復運動の軸線に平行な
母線をもつ幅の広い円筒壁からなる。

本発明によれば、それぞれが鋳片の２つの幅広面のおの
おのをガイドし矯正する機能をもつ、輪郭が鋳造速度と
冷却条件に応じて決まる２つの面を備える、鋳造鋳型の
直下に設置された減厚ケージ内で、鋳片の全表面に一様
に圧力を分散させて、該鋳片の幅広面の凝固殻が完全に
固化するまで連続的に矯正を行うために矯正する２つの
領域を縁部から軸に向けて対称に移動させる運動を各幅
広面上で軸方向と径方向の速度成分が一定で鋳造速度と
同期した速度で行わせて鋳片の中央部を徐々に平らにし
て端部と同じ厚さにする。

上記鋳造鋳型の内側の輪郭は、鋳片の幅広面の縁部が鋳
造の軸線に平行で鋳片の幅狭面と垂直に交わる平面内に
ある平坦端部を介して幅狭面に接続する輪郭となってお
り、上記減厚ケージ内で平坦端部を幅狭面に対して垂直
にしたまま該平坦端部を徐々に広げて中央部を真直ぐに
矯正することが好ましい。

別の好ましい特徴によれば、鋳片の幅広面の支持面の輪
郭は、矯正する各領域が、鋳片の既に固化した端部の幅
が径方向に広がる速度とほぼ等しい径速度で軸方向に移
動するように鋳造速度と冷却条件をパラメータとして決
定し、鋳片の２つの幅広面の完全固化と矯正を上記減厚
ケージの出口でほぼ同時に実現させる。

本発明によれば、さらに、中央部では幅が厚く、両端部
に向かうにつれて幅が狭くなり、両端部では鋳造する鋳
片の厚さとほぼ等しくなる横断面を有する筒状内部スペ
ースを画成する２つの幅広壁と２つの幅狭壁とを備える
底なしの鋳造鋳型と、上記鋳片の幅広面を完全に固化す
るまで冷却支持する手段を備える二次冷却装置とを鋳造
の軸線に沿って具備する、薄い金属鋳片の連続鋳造装置
であって、上記二次冷却装置は上記鋳造鋳型の出口孔の
直下に設置した減厚ケージを備え、上記減厚ケージは鋳
片の幅広面をほぼ連続的にガイドする２つの面を構成す
る支持手段を備え、上記支持手段は鋳片通過内部スペー
スを画成し、上記鋳片通過内部スペースは、その両端部
において上記鋳造鋳型の端部の厚さと等しい一定の厚さ
（ｌ）を有し、その中央部（47）において、上記鋳造鋳
型の出口孔の断面と等しい横断面をもつ入口孔から鋳造
する薄い鋳片の断面に対応する矩形の断面をもつ出口孔
までの間で、鋳造方向に向かって徐々に減少する厚さＬ
を有することを特徴とする連続鋳造装置が提供される。

上記減厚ケージ内で、鋳片は、中央部が平らにされるの
に応じて、上記鋳造の軸線に対する横断面内で該鋳片の
周囲の長さが変化しないようにして端部に向けて自由に
広がることが好ましい。

特に好ましい実施態様によれば、上記鋳造鋳型の２つの
幅広壁と上記減厚ケージ内で鋳片の幅広面支持手段によ
り構成された２つのガイド面とは、内部に凹に湾曲した
中央部を備え、該中央部の側方には２つの凸形接続部
が、一端が上記中央部に、他端が鋳造の軸線に平行で上
記鋳造鋳型の幅狭壁と鋳片の幅狭面に垂直に交わる平坦
な端部に輪郭線を接するように延長しており、上記凹形
中央部と凸形接続部は上記減厚ケージ内で徐々に真直に
矯正されて該減厚ケージの出口では上記平坦な端部と一
直線になる。

本発明の別の好ましい特徴によれば、上記減厚ケージ内
で鋳片を支持する手段は、支持流体膜を該鋳片内の溶鋼
の静圧に少なくとも等しい圧力で該鋳片の表面上に形成
して該鋳片の表面を縦方向に摩擦なしに一様に連続的に
支持する。

特に好ましい実施態様によれば、上記減厚ケージは、加
圧流体が注入されるケーソンを複数個連結して構成した
幅広壁２つにより画成され、該ケーソンは縁部が垂直な
２つの方向に沿って一直線に並んで、各幅広壁上で鋳片
の支持グリッドを構成する。この支持グリッドは、鋳造
の軸線に対して平行な平面内に配置された縦棒と鋳造の
軸線に対して垂直な平面内に配置された横棒で構成さ
れ、上記縦棒41は向かい合った２本が中央部で上方に開
いたＶ字形を形成し、このＶ字は端部に近づくにつれ徐
々に閉じ、最端部の縦棒は互いに平行で鋳造する鋳片の
厚さにほぼ等しい距離離れており、同一のグリッド内の
横棒は上記減厚ケージの入口での鈍角から鋳造の方向に
進むにつれて開いて該減厚ケージの出口では平角となる
ことが好ましい。

別の実施態様によれば、上記減厚ケージ内で鋳片を支持
する手段は、鋳片の各幅広面ごとに複数のローラを備
え、該ローラ間の間隔と各ローラの直径は、各ローラの
位置での固化した凝固殻の厚さと鋳片を変形させる力と
をパラメータとして決定する。ローラは、鋳造の軸線に
垂直で該ローラの軸線を通る平面内での上記減厚スタン
ドの内部スペースの横断面を取り囲む線をもとにして形
成される回転外表面により画成される。

しかし、本発明は、添付の図面に示した特に好ましいい
くつかの実施例の説明により、よりよく理解できるであ
ろう。ここに記載した実施例は単なる例であって本発明
を限定するものではない。

− 第１図は、本発明の連続鋳造装置の上部を中央平面
で切断した縦断面図である。

− 第２図は、第１図に示されている鋳造鋳型の好まし
い実施例を切断線Ｉ−Ｉで切断した横断面図である。

− 第３図は、第１図に示されている減厚ケージを切断
線II−IIで切断した横断面図である。

− 第４図は、鋳片の端部と減厚ケージの断面の1/4を
詳しく示した図である。

− 第５図は、減厚ケージ内の鋳片の横断面と縦断面図
の一部の斜視図である。

− 第６図は、減厚ケージの第２の実施例の、軸線を含
む縦断面図である。

− 第７図は、第６図の切断線III−IIIで切断して中心
軸の両側に２つの実施例を示した横断面図である。

− 第８図は、ローラーを用いた減厚ケージの縦断面図
である。

− 第９図は、切断線IV−IVで切断して横断面を高さの
異なる２個所について示した図である。

− 第10図は、減厚ケージの別の実施例の、軸線を含む
縦断面図である。

− 第11図は、第10図の減厚ケージを切断線Ｖ−Ｖで切
断した横断面図の一部を示す図である。

第１図は、連続鋳造装置の上部を、幅広壁に垂直で鋳造
の軸線10を通る中央平面P2で切断した縦断面図である。
この連続鋳造装置は、底なしで二次冷却装置に通じる鋳
造鋳型１を備えている。二次冷却装置は、従来と同様、
鋳造鋳型１の出口に接するように設置したケージ２と固
化を最後まで行わせる冷却兼ガイド用矯正帯３とを備え
る。

鋳造鋳型１は、従来と同様、２つの幅広壁11と２つの幅
狭壁12とからなる。２つの幅広壁と２つの幅狭壁は、シ
ャーシ14の内側に設置されて、第１図が描かれている平
面に垂直な縦方向中央平面P1と第１図と同一平面上の横
方向中央平面P2に対して対称な筒状内部スペース13の長
辺と短辺をそれぞれ構成する。シャーシ14はテーブル15
に固定され、このテーブルはガイド兼往復運動手段（不
図示）に接続されている。ガイド兼往復運動手段は当業
者には周知のもので、この手段を用いて鋳造鋳型を鋳造
の軸線10に沿って往復運動させる。

例えば第２図と第４図に示した横断面図からわかるよう
に、２つの幅広壁11は、母線が軸線10に平行な円筒状の
輪郭をもつ。この円筒の横断面は湾曲線からなり、筒状
内部スペース13を画成している。この筒状内部スペース
は、軸線10を通る２つの平面である縦方向平面P1と横方
向平面P2に対して対称な紡錘形である。この軸線10に対
する横断面は中央部17が膨らんでおり、２つある短辺18
の方に向けて徐々に収束している。短辺18は、２つの幅
広壁11の間に従来通りの方法で２つの幅狭壁12をはさみ
込むことにより形成する。短辺18の幅はｌであり、製造
する板材の厚さにほぼ等しい。以下に詳しく説明するよ
うに、鋳造鋳型の縦方向に延在する幅広壁11の内部に向
けて中央部17が膨らんでおり、この中央部には２つの中
間部19を介して対称面である縦方向平面P1に平行な２つ
の平坦端部18が接続していることが好ましい。

鋳造鋳型の下部にある出口孔16から出てくる鋳片は従っ
て、端部57よりも中央部55が厚くなっている。

鋳片５は鋳造鋳難から出るとただちに二次冷却装置の第
１の部分である減厚ケージ２に送られる。この第１の部
分は、従来と同様、鋳片の幅広面を支持する手段を備え
るケージからなるが、その構成はこの位置での固化した
凝固殻の厚さが薄いことを考慮してその厚さに合うよう
にしてある。

第１図に示した実施例では、鋳片の２つの幅広面を支持
する手段は、横方向中央平面に平行な複数の平面内に配
置した縦棒41と軸線10に垂直な横棒42とを含むグリッド
状の２つの壁４で構成される。

同一の垂直平面内に向かい合わせに配置した縦棒41は、
２本がペアとなって中央部に上方が開いたＶ字を形成す
る。２本の縦棒間の角度はＡである。しかし、短辺のほ
うに近づくにつれてこの角度は小さくなり、端部の縦棒
410は互いに平行である。ペアの縦棒410間の距離は、鋳
造鋳難から出てくる鋳片の厚さに対応する長さｌであ
る。同様に、横棒42も鋳片の形態に合わせてある。すな
わち、減厚ケージ２の入口43では横棒は鈍角Ｂだけ開い
た曲線であるが、鋳造の方向に向けて下がるにつれ曲線
半径が徐々に大きくなる。この減厚ケージの下端に位置
する横棒420はほぼ直線である。

このように、２つの幅広壁４が鋳片の通過する内部スペ
ース40を画成する。この内部スペースの両端部48は鋳造
鋳型の端部と同じ一定の厚さｌである。内部スペースの
中央部47は、鋳造鋳型の下部出口孔16と断面積が等しい
減厚ケージ２の入口43と減厚ケージ２の下部に位置する
出口44との間で鋳造の方向に進むにつれ厚さが徐々に減
っていき、最後は、鋳造する鋳片の断面に対応する長方
形の断面となる。

従って、鋳片５は、鋳造鋳型の内部で形成されて、先に
述べたように、この鋳造鋳型と同じ形になる。すなわ
ち、膨らんでいる中央部から端部に向かって水平に見る
と徐々に幅がせばまっていく。この鋳片が減厚ケージ２
の上部から入れられる。鋳片が鋳造方向に進むにつれ
て、減厚ケージの幅広面により中央部の厚みが小さくな
る。厚みを減らすことができるのは、鋳片が鋳造鋳型か
ら出たときに液体状中心部51とこの部分を取り囲む固化
した凝固殻52とからなるため変形可能だからである。

しかし、鋳片の壁面に長手方向に沿って欠陥、特に凝固
殻の亀裂の原因となる可能性のある割れ目ができるのを
防ぎながら鋳片を徐々に平らにするためには、鋳片の幅
広面を支持してこの鋳片を前進させながら真直ぐに矯正
する間に、固化しつつある凝固殻に大きな応力が加わら
ないようにするのではなく、均一に分散した応力のみを
凝固殻に与えてしかもその応力の各点での値がその点で
の凝固殻の厚さに適合しているようにする必要がある。
凝固殻は、必要な強度があり、しかも品質の変化なく変
形可能であるようなしなやかさをもつような厚さでなく
てはならない。

本発明の重要な特徴によれば、減厚ケージ内で鋳片の面
を長手方向に支持するグリッドはほぼ連続的な支持面を
形成し、しかもできるだけ摩擦がないことが肝要であ
る。このためには、減厚ケージ内で鋳片の２つある幅広
面を支持するための面を、複数のケーソンを連結して構
成するとよい。各ケーソンは、縦棒41と横棒42を用いて
区切ってもよいし、第６図と第７図に示す構成としても
よい。各ケーソンは、外側が底61で閉じられ、側部が縁
62で閉じられて、鋳片の側面に大きな口径の孔63を画成
している。この孔63には、加圧された流体を供給する装
置（不図示）に接続する導管64が通じている。流体の圧
力は、ケーソンの位置、すなわちその位置での溶綱の高
さと固化した凝固殻の形状および厚さに応じて変化させ
る。つまりこの場合、流体の圧力がこの位置での溶鋼の
静圧と平衡するように、縁62に沿って流体を流す。する
と、鉄とグリッドの間に幅ｅのスペースができて両者が
接触しなくなる（第４図参照）。

ケーソンは段65に積み上げる（第６図）。段の高さは、
段数が大きくなりすぎないように、しかも、各ケーソン
にかかる溶鋼の静圧がほぼ一定となるように決める。

第７図の左側に示したように、各段65は、鋳片の幅全体
に亘る単一のケーソンで構成することが可能である。各
段には、単一の流体供給導管64に接続した複数の注入ノ
ズル66から流体を供給することが好ましい。しかし、第
７図の右側に示したように、同一の段内に鋳片の幅全体
に亘って所定数のケーソン60を配置して、各ケーソンを
別々に単一の加圧流体供給路65に接続することも可能で
ある。

ケーソンの縁62は、縦方向と横方向に一列に配置して鋳
片の支持グリッドを構成することが好ましい。このよう
にすると、第３図に実施例として示したように縦棒41と
横棒42を用いてケーソンを区切ることができる。

本発明の別の特徴によれば、鋳片の幅広面の支持面の端
部は、鋳造の速度と冷却条件を考慮して決める。その
際、幅広面が厚く、従って固くなるにつれてこの幅広面
が真直ぐになるようにする。

第４図は、鋳片５と減厚ケージの幅広壁４の端部を示す
図である。鋳造鋳型１の内部断面の形状は紡錘形とする
ことが望ましい。形状をさらに詳しく説明すると、鋳造
鋳型の出口では鋳片の各側面は、外側に向かって凸の中
央部55と、この中央部に輪郭線が接して接続する２つの
凹部56とを備える。凹部56の他端は、縦方向中央平面P1
に平行な平坦端部57に輪郭線が接するように接続してい
る。この平坦端部は、鋳片の幅狭面54と垂直、好ましく
は鋭角に交わる。鋳片５支持用の各幅広壁４は従って、
減厚ケージ２の上部に軸線10の方向に凹の中央部47を備
える。この中央部47は、凸型の中間部49を介して縦方向
中央平面P1に平衡な端部48に接続している。

従って、鋳造の最初の段階から鋳造鋳型内に角が矩形の
鋳片を形成することができるため、この鋳片の幅広面を
真直ぐにする力が幅狭面54から所定の距離に伝えられ
る。角が矩形の鋳片を直接製造することはそれ自体興味
がある問題である。というのは、この場合には金属のロ
スが少なくなるからである。しかし本発明の範囲で考え
ると、最初から角が四角であることにより偏平化の過程
で側面の端部の角度変形が防止されるという利点もあ
る。角度変形の防止は非常に難しいことで、この領域に
角度変形があると有害である。

ところで、鋳片の端部の形を直接所望の厚さの長方形に
することができるので、鋳片を真直ぐに矯正するための
減厚ケージ内を鋳片が前進するにつれて変形が徐々に中
心に向けて進んでいくための起点となる支点が得られる
ことになる。このため、この減厚ケージの出口あるいは
その直後に、完全に固化しており、所望の薄い長方形の
断面をもつ鋳片を得ることができる。

第４図と第５図は、鋳片を真直ぐに矯正するプロセスを
示す図である。第５図は、液体状中心部51とこの部分を
取り囲む固化した凝固殻52とからなる鋳片５を減厚する
ためのケージ（不図示）の内部の変化の様子を示す斜視
図である。凝固殻は、厚さが鋳片の進行方向、すなわち
３次元座標Oxyzで表わしたこの図のOz方向に向かって増
加している。

鋳片の幅広面53の変化を考える。へりの点Ａから点B1ま
でに亘る平坦端部57は、幅広面53を真直ぐに矯正する力
が固化した鋳片の点Ａにいかなる効果も及ぼさないよう
な幅ｄをもつ必要がある。本発明の重要な特徴によれ
ば、鋳片が前進して固化した凝固殻52の厚さが厚くなる
のに合わせて平坦端部57の幅ｄが大きくなるように、湾
曲した部分である中央部55と凹部56の２つの部分に圧力
を連続的に分布させて加える。従って、鋳片の点Ａと同
じ高さ位置にある高さ位置Z₁から高さ位置Z₂までの断片
部分を考えると、平坦端部57は高さ位置Z₁では点C₁だっ
たのが、高さ位置Z₂ではほぼ点C₂までのびる。点C₁にお
いては、幅広面53に対する接平面Ｐは、軸Oxと角Ｕをな
し、軸Ozと角Ｖをなす。鋳片が前進し幅広面53が真直ぐ
に矯正される間に点C₁は点C₂に近づくが、これら２つの
角はそれにつれ徐々に小さくなる。鋳片を真直ぐに矯正
する減厚ケージの幅広壁４の輪郭は、点C₁の横方向への
移動速度dy/dtと平面Ｐの水平方向の回転速度dU/dtと接
平面Ｐの鉛直方向の回転速度dV/dtが、鋳片の鋳造速度d
z/dtに適合した値であり、しかも、凝固殻の厚さと金属
の性質とを考慮して、点C₁と点C₂の間隔が伸びても固化
した凝固殻に欠陥が生じないような十分小さな値である
ように決める。鋳造機械の開発に何年もたずさわって連
続鋳造に関して専門的な知識をもっている技術者であれ
ば、固化した凝固殻52の変形強度をかなりの確実さをも
って言い当てることができる。鋳片の厚さが小さいこと
を考えると、凝固殻は、完全に固化するまでゆるやかに
矯正することができるだけのしなやかさを保つ。液体状
中心部51の側縁部が先に固化するため、凝固殻の矯正
は、一様に圧力を加えて矯正力の支点となる平坦端部57
と接続している接続領域58のまわりを固化した凝固殻を
回転させることにより行う。

固化中に凝固殻52を変形させるのに必要な力は以下の２
つである。

− 移動させるべき体積要素の真横にかかる溶鋼の静圧
に打ちかつのに必要な力。この力はその位置の溶鋼の高
さに依存する。

− この体積要素をその周辺部と結びつける金属表面を
変形させるのに必要な力。

鋳片と減圧ケージの幅広壁４の間に膜状に流体を流すこ
とのできる先に述べた手段を用いるとほとんど摩擦がな
くなるため、上記の力を最大限減らすことができるとと
もに、鋳片の表面や減厚ケージ２の空洞部の構造が変化
するのを防ぐことができる。

使用する流体は冷却剤ではないことが望ましい。少なく
とも冷却剤を使うのは最後の手段である。このため流体
としては、水よりも空気とか不活性ガスが好んで用いら
れることを指摘しておく。

さらに、固化した凝固殻52内に余分な応力が発生しない
ように、支持機能のある減厚ケージ２内で鋳片が下降し
て平らにされるときにこの鋳片の横断面の周囲を保護し
ておくことが好ましい。従って、第３図に示したよう
に、減厚ケージには幅広壁４のみを備えて鋳片が側方に
わずかに広がるようにする。鋳片の側面の幅は小さく、
固化した凝固殻は鋳造鋳型の出口で十分な厚みをもつた
め、幅狭面54の支持壁がなくても不都合なことはない。

支持機能をもつ幅広壁４の輪郭は、液体状中心部51がほ
ぼ矯正用減厚ケージの出口44まで存在するように決める
ので、この位置で鋳片がくさび効果によりブロックする
危険性はない。

減厚ケージの出口で鋳片は完全に固化するので、矯正用
減厚ケージ２の下方に位置する二次冷却装置３は従来と
まったく同様に一連のローラー31で構成することができ
る。

そもそもこの部分には従来のどのような装置を使用して
もよい。製造される鋳片53の厚さが薄いため、比較的厚
いスラブの鋳造設備におけるよりも早くこの鋳片を水平
方向に向けることができる。

従って、二次冷却装置３の下部は短くすることができよ
う。場合によっては省略することさえ可能である。例え
減厚ケージ２を長くする必要がある場合でも鋳造設備全
体の高さは結局は低くすることができるはずである。

一般に、第２図と第４図に示したように、内部スペース
13の中央部の幅Ｌは、鋳造鋳型内に中間容器の出力ノズ
ルの延長である鋳込用管55が入るように決める。この結
果、特に溶鋼の流量と鋳造鋳型内でのこの溶鋼の高さ位
置を制御して従来と全く同じように鋳造を行うことがで
きる。

第１図に示した装置の改良例によると、減厚ケージ２の
各幅広壁４は支持シャーシ21に取り付けられている。こ
の支持シャーシの上部には、固定されたフレーム22に、
または直接に鋳造の床面20に固定された水平軸のまわり
に回転可能な懸架用突起46を備えている。さらに、減厚
ケージの両側に配置されて同時にパワーを供給され、お
よび／または制御される２つの同等なジャッキ23は、そ
れぞれ端部が幅広壁４の支持シャーシ21に関節接合され
ている。従って、両方ジャッキ23に同時にパワーを供給
していずれかの方向に作動させることにより支持機能を
もつ幅広壁４の開閉を制御することができる。このた
め、鋳片を取り出す場合や何らかの理由でブロック起こ
った場合に減厚ケージ２を素早く開くことが可能であ
る。

支持機能をもつ幅広壁４の２つの支持シャーシ21は、互
いに関節接合していてもよいし、あるいは第１図に示し
たように、下部にローラ25を取り付けて支持機能のある
減厚ケージ２の出口でストリップ状鋳片53をそのローラ
で直接はさむようにしてもよい。

幅広壁４を構成する支持兼変形要素は、鋳片の幅広面の
全周に亘って連続的に支持機能がなくてはならない。さ
らに、先に述べたように、幅広壁４はグリッドになって
いることが望ましい。しかし、場合によっては、特に、
固化した凝固殻の抵抗力が十分であるような金属の場
合、第８図と第９図に示したように、幅広面の支持およ
び矯正を軸が水平なまたは少なくとも軸が鋳造の軸線10
に垂直なローラ７を用いて行ってもよい。この場合、ロ
ーラの軸間距離とローラの直径は、固化した凝固殻の厚
さと、対応する高さ位置での溶鋼の高さとを考慮して決
めて、凝固殻に亀裂がはいらないように凝固殻を支持す
る。

第９図からわかるように、各ローラの輪郭は各高さ位置
で鋳片の形状に対応するように決めなければならない。
従って、鋳片は紡錘形であることが好ましいことから、
ローラの外表面は、鋳造の軸線10に垂直なローラの軸線
を通る平面内で鋳片に与えるべき横断面を取り囲む線を
もとにしてつくり出した回転面で構成されている。その
結果、全ローラが合わさって所望の形状の支持兼矯正用
壁面を画成する。このため第９図に示したように、ロー
ラの輪郭は矯正用減厚ケージ２の内部での高さ位置によ
って変化する。従って、鋳片の幅を考慮すると、鋳片の
中央平面内に支持部を設けて各ローラを鋳片の幅の半分
にだけ延在させる必要がある。

第10図と第11図に示したさらに改良された実施例では、
鋳片の幅広面の支持手段は、各面とも減厚ケージ２の高
さ全体に亘って延在し、互いにわずかに離れている一連
の棒８からなる。各棒は、鋳片に向いた側の輪郭線が鋳
造の軸線10を通る中央平面に対する距離に応じた所定の
形状をもつ。この形状は、先ほどの場合と同様、鋳造鋳
型の出口孔16の断面と等しい入口孔43から、製造する鋳
片の断面に対応する四角形の出口孔44へと変化する。

棒はそれぞれが互い違いに縦方向と横方向の２方向に運
動する。このため、棒が鋳片に接触したときには鋳造の
方向に棒が鋳片と一体となって移動し、次いで棒は鋳片
から離れて高位置に戻り、最後に棒は鋳片に近づいて接
触する。この目的で、各棒８には一対のカムがそれぞれ
２本の回転軸82に高さ位置を変えて減厚ケージ２の上部
と下部の２個所に取り付けてある。カムの一方、例えば
上部カム80は、棒８の上部に設けた凹部83に収まる。こ
の凹部は鉛直面84と上部および下部水平面85とで画成さ
れている。

棒８と減厚ケージ２の支持シャーシ21とに固定されたバ
ネ24は、棒８をカム80、81に押しつけたまま互いに引離
そうとする。さらに、水平面85の一方には板部材25が取
り付けられている。この板部材は、バネにより対応する
カム80に押し当てられる。カムは、同時に、しかも常に
３つの面で支持されるよう円形の輪郭をもつことが好ま
しい。このカムは回転軸82に対して偏心しているため、
棒は、鋳片に接触するまで内側に向けて移動する水平運
動と、鋳片と接触したままで鋳片と同じ速度で下降する
運動と、水平方向に離れる運動と、鋳片から離れた高い
位置に戻る上昇運動とを含む周期運動を行う。

第11図は、第10図の切断線Ｖ−Ｖによる断面を拡大して
棒８を何本かだけ示した図である。この図から、ある瞬
間には、鋳片に接触する棒８と鋳片から離れている棒86
が交互していることがわかる。従って、棒８の幅と棒間
の間隔が正確に決まっている場合には、鋳片の幅広面を
十分な数の棒８を用いて常に支持できるように棒を配置
して鋳片の幅広面を支持することができる。

本発明はもちろん上記の実施例の細かい点にとらわれる
ことはなく、請求の範囲に記載の権利保護範囲内での変
更や改良が可能である。特に、減厚ケージ内に、鋳片を
幅広面の幅全体にわたって連続的に支持しながら徐々に
平らにすることのできる他の幅広面支持手段を使用する
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央部では幅が厚く、両端部に向うにつれ
て幅が狭くなり、両端部では鋳造する鋳片（５）の厚さ
とほぼ等しくなる横断面を有する筒状内部スペース（1
3）を画成する２つの幅広壁（11）と２つの幅狭壁（1
2）とを備える底なしの鋳造鋳型（１）と、鋳片（５）
の幅広面（51）を完全に固化するまで冷却支持する手段
（４）を備えた二次冷却装置（2,3）とを鋳造軸線に沿
って有する薄い金属鋳片の連続鋳造装置において、上記二次冷却装置は鋳造鋳型（１）の出口孔（16）の直
下に設置した減厚ケージ（２）を備え、この減厚ケージ
（２）は鋳片（５）の幅広面をほぼ連続的にガイドする
２つの面を構成する支持手段（４）を備え、この支持手
段（４）は鋳片が通る内部スペース（40）を画成し、こ
の内部スペース（40）はその両端部（48）において鋳造
鋳型の端部（12）の厚さと等しい一定の厚さ（ｌ）を有
し、その中央部（47）においては鋳造鋳型（１）の出口
孔（16）の断面と等しい横断面を有する入口孔（43）か
ら鋳造すべき薄い鋳片（53）の断面に対応した矩形断面
を有する出口孔（44）まで鋳造方向に向かって徐々に減
少する厚さ（Ｌ）を有することを特徴とする連続鋳造装
置。
【請求項２】減厚ケージ（２）内で、鋳片（５）の中央
部が平らにされると同時に、鋳造の軸線を横切る横断面
内での鋳片（５）の周囲長さが変化しないようにして、
鋳片（５）が両端部へ向けて自由に広がることができる
ようになっている特許請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項３】鋳造鋳型（１）の２つの幅広壁および鋳片
（５）の幅広面の支持手段（４）によって構成された減
厚ケージ（２）の２つのガイド面が内側へ凹状湾曲した
中央部（17,47）を有し、この中央部（17,47）の両側は
横方向へ凸状の接続部（19,49）となって延びて各接続
部（19,49）の一端は中央部（17,47）と連続し、その他
端は平坦な端部（18,48）と連続しており、この平坦な
端部（18,48）は縦方向対称面（P1）と平行で且つ鋳造
鋳型（１）の幅狭壁（12）および鋳片（５）の幅狭面
（54）に対して直角に延びており、凹状の中央部（47）
と凸状の接続部（49）は減厚ケージ（２）内で徐々に矯
正されて減厚ケージ（２）の出口では平坦な端部（48）
と整合するようになっている特許請求の範囲第１項また
は第２項に記載の装置。
【請求項４】鋳片（５）の幅広面の矯正時の応力が幅広
面上の各点で固化した凝固殻（52）を破かず且つ欠陥を
生じさせない値に収まるように、鋳造鋳型（１）の幅広
壁および減厚ケージ（２）の入口のガイド面の平坦端部
（18,48）の横方向の幅（ｄ）が、鋳造鋳型（１）の中
央部での鋳片の厚さ（Ｌ）と端部での厚さ（ｌ）との
比、冷却条件、鋳造速度および中央部の減厚速度のパラ
メータで決められている特許請求の範囲第３項に記載の
装置。
【請求項５】減厚ケージ（２）内での鋳片（５）の支持
手段（４）が、鋳片（５）内の溶鋼の静圧に少なくとも
等しい圧力で鋳片（５）の表面に沿った支持流体膜を形
成することによって、鋳片（５）の表面に縦方向の摩擦
を加えずに鋳片（５）を均一且つ連続的に支持する特許
請求の範囲第３項または第４項に記載の装置。
【請求項６】上記の支持流体膜が低い熱伝導性を有する
特許請求の範囲第５項に記載の装置。
【請求項７】減厚ケージ（２）は２枚の縦方向壁によっ
て区画されており、各縦方向壁は内部スペース（40）へ
向かって開放された複数のケーソン（６）で構成され、
鋳片（５）がケーソン（６）の端縁部（62）と接着しな
い状態を維持するのに必要な流量の支持流体がケーソン
（６）内に注入される特許請求の範囲第５項に記載の装
置。
【請求項８】支持流体が注入される各ケーソン（６）
は、端縁部（62）が互いに直角な２つの方向に沿って並
び且つ各縦方向壁上に鋳片の支持グリッドが構成される
ように、配置されている特許請求の範囲第７項に記載の
装置。
【請求項９】減厚ケージ（２）が、鋳造軸線（10）に対
して平行な面内に配置された縦棒（41）と鋳造軸線（1
0）に対して直角な面内に配置された横棒（42）とで構
成される支持グリッドの形をした２つの幅広壁（４）に
よって区画され、互いに向かい合った２本の縦棒（41）
は中央部（47）で上方が開いたＶ字を形成し、このＶ字
は端部（48）に近づくにつれ徐々に閉じ、最端部にある
縦棒（410）は互いに平行で且つ鋳造する鋳片の厚さに
ほぼ等しい距離（ｌ）だけ離れており、同一の支持グリ
ッドの各横棒（42）は減厚ケージ（２）の入口（43）で
鈍角（Ｂ）を成し、この鈍角（Ｂ）は鋳造方向に沿って
次第に大きくなり、減厚ケージ（２）の出口では平らな
角度になる特許請求の範囲第１〜８項のいずれか一項に
記載の装置。
【請求項１０】減厚ケージ（２）内で鋳片を支持する支
持手段の各幅広面（４）が軸線が互いに平行な径の小さ
な一連のローラ（73）で構成され、各ローラ（73）は鋳
造軸線に直角に互いに離れた複数の面内に配置されてお
り、ローラ（73）の回転外表面はローラの軸線を通り且
つ鋳造軸線に直角な平面内での減厚ケージの内部スペー
ス（40）の横断面を取り囲む線によって区画されている
特許請求の範囲第１〜４項のいずれか一項に記載の装
置。
【請求項１１】減厚ケージ（２）内で鋳片を支持する支
持手段の各幅広面（52）が減厚ケージ（２）の高さと同
じ長さを有し且つ互いにわずかに離れて配置された複数
の縦棒（８）で構成され、鋳片（５）の方を向いた側の
各縦棒（８）の輪郭線が縦方向対称面（P1）に対する距
離の関数で決められており、縦棒（８）全体によって取
り囲まれた内部スペース（40）は、減厚ケージ（２）の
入口（43）では紡錘形の横断面を有し、この紡錘形の横
断面は出口（44）へ向かうにつれ徐々に平らになって最
後には長方形となる特許請求の範囲第１項に記載の装
置。
【請求項１２】支持用の各縦棒（８）が、縦棒（８）を
鋳片の速度に対応した速度で鋳造方向に沿って縦方向へ
順送り運動させる交互移動機構にそれぞれ独立して接続
されており、固化した凝固殻（52）の強度を考慮して鋳
片（５）が十分な数の縦棒（８）で常に支持されるよう
に、鋳片（５）から縦棒（８）を横方向へ引離す運動、
縦棒（８）を縦方向の逆方向へ移動させる運動および縦
棒（８）を横方向へ移動させて鋳片（５）と接触させる
運動の各々が互いに時間差を付けて行われる特許請求の
範囲第11項に記載の装置。
【請求項１３】冷却された２つの幅広壁（11）と２つの
幅狭壁（12）とを備えた底無しの鋳造鋳型（１）内で溶
融金属を鋳造することによって、中部（51）が液体状態
でそれを凝固した金属殻（52）が取り囲んでいる構造の
平坦な鋳片（５）を作り、この鋳片（５）を鋳造鋳型
（１）の出口孔（16）から取り出した後に鋳片（５）の
少なくとも幅広面が完全凝固するまで冷却・支持する支
持手段（４）を備えた二次冷却装置（2,3）へ送る工程
を含む薄い金属鋳片の連続鋳造方法において、鋳造鋳型（１）の幅広壁（11）を湾曲させて中央部（5
5）が膨らみ、そこから先細となって両端部で鋳造すべ
き薄い鋳片の厚さに等しい厚さとなる紡錘状の鋳片
（５）を鋳造し、次いで、鋳造鋳型（１）の直下に設置
された減厚ケージ（２）で鋳片（５）の中央部（55）を
徐々に平らにして両端部と同じ厚さにし、減厚ケージ
（２）は鋳片（５）の２つの幅広面の各々を案内し且つ
矯正する２つの案内・矯正面を有し、この案内・矯正面
の輪郭形状は、鋳片（５）の全表面に一様に分散した圧
力を加えて２つの矯正領域を両縁部から軸線へ向けて対
称に運動させるように鋳造速度の関数で決定し、この運
動の軸線方向および径方向の速度成分をほぼ一定且つ鋳
造速度と同期させ、鋳片（５）の幅広面の凝固殻が完全
に固化するまで矯正を連続的に行うことを特徴とする薄
い金属鋳片の鋳造方法。
【請求項１４】鋳片（５）の幅広面の両端縁部の鋳造鋳
型の内側の輪郭形状を、縦方向対称面（P1）に平行で且
つ鋳片（５）の幅広面（54）と直角に交わる平坦な両端
部（57）で終わる形状とし、減厚ケージ（２）では幅広
面（54）に対して直角な状態を維持したまま平坦な両端
部（57）を徐々に広げることによって中央部（55）を真
直ぐに矯正する特許請求の範囲第13項に記載の方法。
【請求項１５】減厚ケージ（２）の出口で鋳片（５）の
２つの幅広面の完全固化と矯正とがほぼ同時に終わるよ
うに、鋳片（５）の幅広面を支持する面の輪郭を鋳造速
度と冷却条件とをパラメータとして決定して、矯正する
各領域を鋳造速度および凝固殻の厚さの増加速度に関連
したほぼ一定の径方向速度で軸線方向へ運動させる特許
請求の範囲第13項または第14項に記載の方法。