JPH0712523B2

JPH0712523B2 - 金属薄帯連続鋳造装置における注湯方法及び装置

Info

Publication number: JPH0712523B2
Application number: JP1690487A
Authority: JP
Inventors: 重典田中; 憲一宮沢
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPS63183753A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、たとえばツインドラム法のように、冷却ドラ
ムの表面に形成される湯溜り部に溶融金属を供給する方
法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

最近、溶鋼等の溶融金属から最終形状に近い数mm程度の
厚みをもつ薄帯を直接的に製造する方法が注目されてい
る。この連続鋳造方法によるときには、熱延工程を必要
とすることがなく、また最終形状にする圧延も軽度なも
ので良いため、工程及び設備の簡略化が図られる。

このような連続鋳造法の一つとして、ツインドラム法が
ある。この方式においては、互いに逆方向に回転する一
対の冷却ドラムを水平に配置し、その一対の冷却ドラム
及び場合によってはサイド堰により区画された凹部に湯
溜り部を形成する。この湯溜り部に収容された溶融金属
は、冷却ドラムと接する部分が冷却・凝固して凝固シェ
ルとなる。この凝固シェルは、冷却ドラムの回転につれ
て一対の冷却ドラムが互いに最も接近した位置で向かい
合う、いわゆるロールギャップ部に移動する。このロー
ルギャップ部では、それぞれの冷却ドラム表面で形成さ
れた凝固シェルが互いに圧接・一体化されて、目的とす
る金属薄帯となる。

また、このツインドラム法の外に、一つの冷却ドラムを
使用し、その冷却ドラムの周面に湯溜り部を形成して、
同様に急冷凝固によって金属薄帯を製造する単ロール法
も知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、冷却ドラムの表面では溶融金属を急冷・凝
固して凝固シェルを作る際、たとえばタンディッシュ等
の容器から供給される溶融金属が、冷却ドラムの長手方
向に沿って変動し易い。この供給された溶融金属の流れ
が不均一であるとき、その溶融金属が冷却ドラムによっ
て冷却・凝固されて生じる金属薄帯の板厚が、幅方向に
ばらつくことになる。また、その変動が著しい場合、得
られた金属薄帯の長手方向に沿って破断が生じ、製品と
して不適当なものとなる。

また、湯溜り部における溶融金属の熱容量が冷却ドラム
長手方向に沿って一様なものではなくなるので、局部的
に応力が集中し易くなり、得られた金属薄帯における形
状不良の原因となる。

そこで、本発明者等は、第４図に示すような二重構造の
注湯ノズルを開発し、これを特願昭61−123581号として
出願した。この注湯ノズルは、中空円筒状の内ノズル１
とそれを取り囲む外ノズル２との二重構造をもってい
る。そして、内ノズル１の先端近傍の円周面には、円周
方向に関して対称な位置に２個の開口部３が設けられて
いる。他方、外ノズル２には、下方に向かって末広がり
で偏平な内部空間があり、その下部の多孔質耐火物４を
取り付けている。

このような注湯ノズルを使用して溶融金属を冷却ドラム
の表面にある湯溜り部に送り出すとき、内ノズル１から
流出した溶融金属は、多孔質耐火物４の長手方向に沿っ
て広がり、次いで多孔質耐火物４による整流効果を受け
る。その結果、多孔質耐火物４を通過した溶融金属流の
多孔質耐火物４長手方向に沿った流動変動が抑えられ
る。

本発明は、この二重構造の注湯ノズルを使用した連続鋳
造に関する研究・実験を重ねた結果完成されたものであ
って、注湯ノズルから流出する溶融金属を更に均一な流
れとし、しかも注湯ノズル内にある溶融金属の清浄化を
行うことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の注湯方法は、その目的を達成するために、内ノ
ズルから流出する溶融金属を外ノズルの内部空間に一旦
貯留し、この貯留した溶融金属を外ノズル底部に取り付
けた多孔質耐火物を通過させて連続鋳造装置の冷却ドラ
ム表面に形成した湯溜り部に供給する際に、前記外ノズ
ルの内部空間を真空引きすることを特徴とする。

また、その方法を実施するための装置は、金属薄帯連続
鋳造装置の冷却ドラムの長手方向に沿って管部の先端近
傍の周面の相対する位置に開口部が形成された内ノズル
と、前記冷却ドラムの長手方向に沿った底面形状及び末
広がりの縦断面形状をもち底部に多孔質耐火物が取り付
けられている外ノズルと、該外ノズルの内部空間に開口
し真空源に接続されている配管からなることを特徴とす
る。

〔実施例〕

以下、実施例により、本発明の特徴を具体的に説明す
る。

第１図は、本実施例で使用した注湯ノズルを示す。な
お、同図において、第４図に示した部材等に対応するも
のは、同一の符番で指示した。

この注湯ノズルは、中空円筒状の内ノズル１及びその先
端部を取り囲む末広がり状の外ノズル２からなる二重構
造をもっている。そして、この外ノズル２は、その内部
が密閉空間となるように、上部2aが閉鎖されている。

この外ノズル２内の空間に、真空源５に接続された配管
６の端部が開口している。この真空源５は、多孔質耐火
物４を通過して流下する溶融金属流の流量に基づき制御
することが好ましい。このため、本実施例では、適宜の
個所に配置した流量計７によって多孔質耐火物４を通過
した溶融金属流の流量を測定し、その測定値８を制御信
号として制御系（図示せず）に入力している。また、配
管６の途中に設けた排気流量計5aにより、外ノズル２の
内部空間から排気されるガスの流量を検出し、この検出
値も制御信号として制御系に入力する。この制御系から
は、真空源５に制御信号が出力され、目的とする流量に
応じて外ノズル２の内圧及び排気流量が制御される。

たとえば、流出する溶融金属の流量が設定値より多い場
合には、内部空間を高い真空度とし、負圧及び排気によ
りその流量を減少させる。他方、流量が小さい場合、真
空度を低下させ、流量の増大を図る。

第２図は、この外ノズル２内の真空度及び排気流量が溶
融金属の流量に与える影響を示す。ただし、同図は、温
度1530℃の普通鋼組成の溶湯を、内ノズル１内で1000cm
²／秒の割合で供給し、幅Ｌ＝700cmの多孔質耐火物４を
通過させたときの値である。この図から明らかなよう
に、真空度の調整によって多孔質耐火物４から流出する
溶融金属の流量を制御することができる。そして、この
流量制御は冷却ドラムの表面に形成される湯溜り部の直
近であるため、湯溜り部の溶湯量を正常に維持する上で
効果的である。

また、外ノズル２の内部空間を減圧にすることにより、
多孔質耐火物４を通過する溶融金属流の幅方向に沿った
粒度分布も均一化される。すなわち、内ノズル１からの
溶融金属は、開口部３から流出するときの運動エネルギ
ーのために、その流量分布が不均一なものとなってい
る。この運動エネルギーが、減圧化された外ノズル２の
内部空間で失われ、或いは多孔質耐火物４上に溜まって
いる溶融金属に均等に分散する。そのため、多孔質耐火
物４の上にある溶融金属は、局部的な力を受けることが
なく、自然落下に近い状態で多孔質耐火物４を通過す
る。このようにして、多孔質耐火物４の全長にわたり、
一様な流量分布をもって溶融金属流が流下する。

更に、この減圧は、外ノズル２の内部にある溶融金属を
清浄化する上でも効果を発揮するものである。すなわ
ち、外ノズル２内部の溶融金属は、減圧によって真空脱
ガス精錬と同様な作用を受けて、酸素，窒素，水素等の
ガス成分が浮上分離される。また、ガス成分の浮上分離
に伴って、比重の小さなアルミナ，シリカ等の非金属介
在物の浮上も促進される。その結果、多孔質耐火物４を
通過する溶融金属流が清浄なものとなる。

内ノズル１の開口部３は、その中心位置が多孔質耐火物
４の表面から所定の高さｈ（cm）にあることが好まし
い。この高さｈは、外ノズル２の吐出口の内側幅Ｌ（c
m）との関係において、次式で規定される。

L/12＜ｈ＜L/5 この式は、本発明者等が実験を重ねた結果、見出したも
のであり、多孔質耐火物４の上部に内ノズル１の開口部
３から流出する溶鋼流の分布を均一にするために好適な
高さである。

なお、第１図の内ノズル１は、円形状に形成した開口部
３を備えている。しかし、開口部３は、この形状に拘束
されるものではないことは勿論である。たとえば、内ノ
ズル１の管軸方向に沿って先端部まで延びるスリット
を、開口部３とすることもできる。

第３図は、第１図に示した注湯ノズルを金属薄帯連続鋳
造装置に組み込んだ状態を示している。

この連続鋳造装置は、一対の冷却ドラム9a,9bを備えて
いる。これら冷却ドラム9a,9bの表面と冷却ドラム9a,9b
側面に配置されたサイド堰10a,10bによって、湯溜り部1
1が区画されている。

この湯溜り部11の長手方向に沿って、第１図に示した注
湯ノズルを配置する。これにより、多孔質耐火物４を通
過した溶融金属流12は、湯溜り部11の全長に渡り均一な
流量分布をもって注湯される。

このようにして湯溜り部11に生じた溶湯プールは、冷却
ドラム9a,9bに接する部分が冷却ドラム9a,9bの表面を介
した抜熱により冷却・凝固し、凝固シェルとなる。この
凝固シェルは、冷却ドラム9a,9bの回転に伴って成長し
ながら移動する。そして、それぞれの冷却ドラム9a,9b
表面に生成した凝固シェルは、冷却ドラム9a,9bの間隙
が最も狭くなっているロールギャップ部で圧接・一体化
されて、金属薄帯13となって排出される。

この溶融金属から金属薄帯13が生成される過程で、湯溜
り部11に供給される溶融金属の量が、以上に説明したよ
うに冷却ドラム9a,9bの長手方向に沿って均一であるた
め、溶融金属が部分的に供給過剰となったり、供給不足
となったりすることがない。そのために、凝固シェルの
生成及び成長は、冷却ドラム9a,9bの長手方向に関して
均一に行われる。したがって、金属薄帯13の幅方向に関
する厚み変動も小さなものとなる。また、局部的な力が
作用することなく、凝固シェルが均等な力でロールギャ
ップ部において圧接されるので、金属薄帯13に亀裂，縦
割れ等の欠陥も生じない。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、外ノズルの
内部空間を減圧することにより、多孔質耐火物から流出
する溶融金属流の幅方向に沿った流量分布をより均一化
し、しかもその溶融金属を清浄なものとすることができ
る。そのため、冷却ドラム表面に形成された湯溜り部に
対して溶融金属が一様に供給されることから、冷却ドラ
ム表面における凝固シェルの生成及び成長が冷却ドラム
長手方向に沿って均一化され、幅方向に関して厚み変動
のない金属薄帯が製造される。また、凝固シェルが均一
に生成・成長されるために、それを圧接・一体化すると
きに、局部的な力が加わることがないため、得られた金
属薄帯に縦割れ等の欠陥が生じることもない。このよう
に、本発明によるとき、金属薄帯の連続鋳造法が生産性
に優れたものとなり、また得られた金属薄帯も品質に優
れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例で使用した二重構造の注湯ノズル
を示し、第２図は外ノズルの内部空間の真空度が多孔質
耐火物を通過する溶融金属の流量に与える影響を示し、
第３図はこの注湯ノズルを組み込んだ連続鋳造装置の概
略を示す。また、第４図は、本発明者等が先に開発した
二重構造の注湯ノズルを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内ノズルから流出する溶融金属を外ノズル
の内部空間に一旦貯留し、この貯留した溶融金属を外ノ
ズル底部に取り付けた多孔質耐火物を通過させて連続鋳
造装置の冷却ドラム表面に形成した湯溜り部に供給する
際に、前記外ノズルの内部空間を真空引きすることを特
徴とする金属薄帯連続鋳造装置における注湯方法。
【請求項２】金属薄帯連続鋳造装置の冷却ドラムの長手
方向に沿って管部の先端近傍の周面の相対する位置に開
口部が形成された内ノズルと、前記冷却ドラムの長手方
向に沿った底面形状及び末広がりの縦断面形状をもち底
部に多孔質耐火物が取り付けられている外ノズルと、該
外ノズルの内部空間に開口し真空源に接続されている配
管からなることを特徴とする金属薄帯連続鋳造装置にお
ける注湯装置。