JPH07284882A

JPH07284882A - 双ドラム式連続鋳造装置

Info

Publication number: JPH07284882A
Application number: JP8165894A
Authority: JP
Inventors: Isao Mizuchi; 功水地; Masafumi Kirihara; 端史桐原; Yoshio Isobe; 由男礒辺
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】双ドラム式連続鋳造において、湯溜まり部に
供給された炭素鋼の溶湯の熱放射を抑制することで、溶
湯の表面温度低下による地金の生成を防止して表面割れ
等の欠陥のない鋳片を安定して製造する。【構成】一対の鋳造ドラム１ａ，１ｂによって形成さ
れた湯溜まり部３に炭素鋼の溶湯を供給して薄帯鋳片４
を鋳造する双ドラム式連続鋳造装置において、鋳造ドラ
ム１ａ，１ｂの上方を覆う保温カバー６を設け、保温カ
バー６に加熱装置８を設け、保温カバー６の温度を検出
する温度計９及び湯溜まり部３の溶湯温度を検出する温
度計１２を設け、前記各温度計９，１２による測定温度
が設定温度と一致するように加熱装置８を制御する温度
制御装置１４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は炭素鋼の溶湯から直接に
薄帯鋳片を製造するための双ドラム式連続鋳造装置に関
し、特に湯溜まり部内溶湯の表面温度を所定範囲に制御
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】双ドラム式連続鋳造法においては、パウ
ダーを使用しないために湯溜まり部内の溶湯表面温度が
低下し易く、特に炭素鋼の溶湯は融点が高いために表面
から凝固が進行して地金が生成する。この地金が鋳造ド
ラムと凝固シェル間に巻き込まれると、この部分の冷却
の不均一により鋳片に表面割れ及び板厚の不均一が発生
し、また地金差込み部は急激な板厚増加によりホットバ
ンドとなってブレークアウトが発生し鋳片が破断する場
合がある。また、地金が巻き込まれない場合でも溶湯表
面に地金が成長すると湯面レベル制御が困難になり、鋳
造を継続できない場合がある。

【０００３】湯溜まり部内溶湯温度の低下を防止する方
法として、図２に示すように湯溜まり部３の上方に反射
板１５を設置することで溶湯の熱放射を抑制する方法
（特開平２−５２１４８号公報）が知られている。しか
し、地金発生防止に十分な効果を得るには反射板表面温
度を約１０００℃以上にする必要があり、１０００℃以
上の高温に加熱されたとき、反射率が大きいことが必要
である。しかし反射板１５は、溶湯中から発生するガス
等によって表面が汚れて反射率が小さくなるために、鋳
造中において反射板表面をクリーニングする必要があり
実用的でない。

【０００４】また、湯溜まり部内溶湯の表面温度の低下
を防止する他の方法として、湯溜まり部に保温材を供給
する方法（特開平２−４１７４１号公報）が知られてい
る。しかし、この方法では湯溜まり部内の溶湯からの熱
放射を十分に抑制することができにくく、保温材と溶湯
との反応によって溶湯が汚染され、また保温材の湯面高
さに合わせた厳密な位置制御が必要であり実用的でな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は双ドラム式連
続鋳造において、湯溜まり部に供給された炭素鋼の溶湯
の熱放射を抑制することで、溶湯の表面温度低下による
地金の生成を防止して表面割れ等の欠陥のない鋳片を安
定して製造することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の双ドラム式連続鋳造装置は、一対の鋳造ドラムによ
って形成された湯溜まり部に炭素鋼の溶湯を供給して薄
帯鋳片を鋳造する双ドラム式連続鋳造装置において、前
記鋳造ドラムの上方を覆う保温カバーを設け、該保温カ
バーに加熱装置を設け、該保温カバーの温度を検出する
温度計及び前記湯溜まり部の溶湯温度を検出する温度計
を設け、前記各温度計による検出温度が設定温度と一致
するように前記加熱装置を制御する温度制御装置を設け
たことを特徴とする。

【０００７】

【作用】一般的に熱放射による伝熱はステファンボルツ
マンの法則により、熱放射物体（溶湯）の温度の４乗に
正比例し、熱放射率に反比例する。すなわち溶湯の放射
伝熱は、溶湯と受熱面との温度差が大きい程、大きくな
る。従って、湯溜まり部内の溶湯の熱放射を抑制するた
めには、湯溜まり部内の溶湯からの受熱面側の温度を高
くすることが効果的である。本発明は、湯溜まり部内の
溶湯から受熱面側の温度を高くするために、冷却ドラム
の上方を覆う保温カバーを設けることで、保温カバーの
内面温度（受熱面側）を高くする。これによって、溶湯
と保温カバーとの温度差を小さくして溶湯からの熱放射
を抑制することで、溶湯表面温度の低下を防止するもの
である。

【０００８】鋳造ドラムの上方を覆う保温カバーを設け
ると、保温カバーを加熱しなくても鋳造の定常時では溶
鋼からの熱放射によって保温カバーの表面温度は充分に
高温になるが、湯溜まり部の溶湯量が少ない鋳造開始時
及び溶湯温度が低くなる鋳造末期等の非定常時では、保
温カバーの内面温度は低い。そこで、非定常時の温度補
償用として、保温カバーに加熱装置を設けて鋳造開始前
に保温カバーを１０００℃以上に加熱しておく。鋳造開
始後は湯溜まり部内の溶湯温度を連続的に検出し、検出
された溶湯温度と湯溜まり部内溶湯表面に地金が生成し
ないための溶湯温度（設定温度）とを比較し、湯溜まり
部内溶湯温度が設定温度と一致するように保温カバーの
加熱装置を制御する。

【０００９】双ドラム式連続鋳造装置においては、図１
に示すように互いに逆方向へ回転する一対の鋳造ドラム
１ａ，１ｂを対向して配置し、鋳造ドラム１ａ，１ｂの
両端面に一対のサイド堰２ａ，２ｂ（手前側２ｂは図示
しない）を押し付けて配置し、鋳造ドラム１ａ，１ｂと
サイド堰２ａ，２ｂとによって区画された部分に湯溜ま
り部３を形成する。湯溜まり部３に供給された炭素鋼の
溶湯は鋳造ドラム１ａ，１ｂと接する部分が冷却されて
凝固シェルとなり、凝固シェルは鋳造ドラム１ａ，１ｂ
の回転につれて移動し、各ドラムが最も接近する部分で
互いに圧着されて薄帯鋳片４となる。図中、５は溶湯の
注入ノズルを示す。

【００１０】保温カバー６は１０００℃以上の高温に耐
えられる耐火物７によって作られており、耐火物７はカ
バー内面（受熱面）への放射伝熱を低減するために、例
えば気孔率が５０％以上のものが用いられている。保温
カバー６には電気熱ヒーターまたは誘導加熱装置を用い
た加熱装置８及び保温カバー６の内面温度を検出する温
度計９さらには湯溜まり部３内の溶湯の湯面レベルを検
出する湯面レベル計１３が設置されている。タンディッ
シュ１０にはタンディッシュ内溶湯温度を検出する温度
計１１が設置されており、湯溜まり部３には湯溜まり部
内の溶湯表面温度を検出する温度計１２が保温カバー６
に支持されて設置されている。温度計１１及び１２は、
例えば熱電対あるいは放射温度計が用いられる。１４は
温度制御装置であり、湯溜まり部３内溶湯の目標湯面レ
ベル及び湯溜まり部３内の溶湯表面に地金が生成しない
ための溶湯表面温度及びタンディッシュ１０内の溶湯温
度さらには保温カバーの内面温度の各設定値が設定され
ている。

【００１１】鋳造開始前においては、温度計９によって
測定された保温カバー６の内面温度が温度制御装置１４
に設定された設定温度と比較され、温度制御装置１４は
測定温度が設定温度と一致するように加熱装置８に供給
する電力を制御し、保温カバー６は加熱装置８によって
１０００℃以上に加熱される。鋳造初期においては、湯
溜まり部３の湯面レベルは低く、また湯溜まり部３内溶
湯の表面温度は低い。そこで、温度計１２によって連続
的に検出された湯溜まり部３内の溶湯温度および湯面レ
ベル計１３によって連続的に検出された湯面レベルは、
温度制御装置１４において、各設定値と比較され、温度
制御装置１４からは湯溜まり部３内溶湯表面温度が設定
温度に上昇するに必要な電力が加熱装置８に供給され
る。鋳造の定常時においては、前記制御が継続される
が、湯溜まり部３の湯面レベルは高く、また湯溜まり部
３内溶湯の表面温度は設定値に近いために、湯面レベル
計１３及び保温カバー６の温度計９による制御は殆ど作
動しない。鋳造の末期においては、湯面レベルが低くな
るとともに、湯溜まり部３の溶湯温度よりも先にタンデ
ィッシュ１０内の溶湯温度が低下する。そこで温度計１
１及び湯面レベル計１３によって連続的に検出されたタ
ンディッシュ１０内の溶湯温度及び湯面レベルは、温度
制御装置１４において、各設定値と比較され、温度制御
装置１４からは湯溜まり部３内溶湯の表面温度が設定温
度に上昇するに必要な電力が加熱装置８に供給される。

【００１２】なお、前記のように鋳造の定常時において
は、湯溜まり部３の湯面レベルは高く、また湯溜まり部
３内溶湯の表面温度は設定値に近いために、湯溜まり部
３内溶湯温度のみによって加熱装置８を制御すればよい
が、鋳造の末期においては、湯溜まり部３内溶湯の表面
温度が低下するために、この温度低下をより早くとらえ
て制御遅れを防止する必要がある。このためには、タン
ディッシュ内溶湯温度を検出し、検出温度に応じて加熱
装置８を制御することが望ましい。また、湯溜まり部３
の湯面レベルが低下すると、溶湯の熱容量が小さくなる
ために、例え溶湯温度が低下しなくても地金が生成し易
くなる。このため、湯面レベルが低い鋳造初期や末期で
は、湯面レベルを検出し、検出した湯面レベルに応じて
加熱装置８を制御することが望ましい。

【００１３】

【実施例】双ドラム式連続鋳造装置にＳＳ４００の溶湯
を供給して、厚さ３mm、幅１３３０mmの炭素鋼鋳片を鋳
造した。この炭素鋼の液相線温度は１５３０℃
（Ｔ_LL）、固相線温度は１５１０℃（Ｔ_SL）であり、湯
溜まり部内溶湯表面の設定温度は１５４０〜１５６０℃
とした。図３に各実施例における湯溜まり部内溶湯表面
の温度推移を示しており、表１に鋳造条件及び鋳造結果
を示している。

【００１４】

【表１】

【００１５】実施例１は、保温カバーを設置しないで鋳
造した場合の比較例である。この場合は、鋳造初期に溶
湯表面からの放熱により、湯溜まり部溶湯表面に地金が
生成した。この地金は定常時においても再溶解しなかっ
た。鋳造末期では、湯面レベルが低下して湯溜まり部の
溶湯体積が減少するとともに、供給された溶湯温度も低
下しているために、地金は更に成長した。この結果、地
金の鋳片への巻込みによって鋳片に表面割れが発生し
た。

【００１６】実施例２は、保温カバーを設置したが加熱
しないで鋳造した比較例である。この場合は、鋳造開始
前の保温カバーの温度は室温であり保温カバーの温度が
上昇するまでに溶湯表面からの放熱量が大きいために、
鋳造初期に溶湯表面に地金が生成した。定常時は初期に
生成した地金は徐々に再溶解したが完全ではなく、鋳造
末期では溶湯の湯面レベルが低下するとともに、供給さ
れる溶湯の温度も低下したために再び地金が生成した。
この結果、鋳片に表面割れが発生した。

【００１７】実施例３は、図１に示した装置を用いて鋳
造開始前に保温カバーの内面温度を１０００℃に加熱
し、湯溜まり部の溶湯表面温度を制御しながら鋳造した
本発明例である。事前に保温カバーが十分に加熱されて
いるために、鋳造開始から鋳造終了まで地金は生成しな
かった。この結果、表面品質の良好な鋳片を安定して製
造できた。

【００１８】実施例４は、図１に示した装置を用いて鋳
造開始前に保温カバー内面温度を１１００℃に加熱し、
湯溜まり部の溶湯表面温度を制御しながら鋳造した本発
明例である。本例においても事前に保温カバーが十分に
加熱されているために、鋳造開始から鋳造終了まで地金
は生成しなかった。この結果、表面品質の良好な鋳片を
安定して製造できた。

【００１９】実施例５は、図１に示した装置を用いて鋳
造開始前に保温カバーの内面温度を１０００℃に加熱
し、鋳造中は温度制御をしないで鋳造した比較例であ
る。鋳造開始から定常時までは地金は生成しなかった
が、鋳造末期に湯溜まり部の溶湯体積が減少するととも
に、湯溜まり部に供給された溶湯温度も低下したため
に、湯溜まり部の溶湯表面温度が低下して地金が生成し
た。この結果、鋳片に表面割れが発生した。

【００２０】上記実施例からも明らかなように、本発明
においては鋳造開始前の保温カバーの加熱温度は、好ま
しくは１０００〜１１００℃であり、かつ、湯溜まり部
の溶湯表面温度を制御しながら鋳造するものである。こ
の制御には前述のごとく電熱ヒーターまたは誘導加熱装
置等により保温カバーを加熱して行うものであり、特に
加熱手段を限定するものではなく、要は溶湯と保温カバ
ーの各温度計による検出温度が設定温度と一致するよう
に、制御可能であって、カバーの機械的または熱的特性
に見合った加熱手段であればよい。また、保温カバーの
形状および配置は特に限定されるものではないが、好ま
しくは内面が曲率を有し、放射伝熱に有利な形状であっ
て、湯面全体を覆うものであればよく、さらにカバー内
部の加熱装置はカバー内表面を均一に加熱できる配列で
あればよい。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、湯溜まり部に供給さ
れた炭素鋼の溶湯の表面温度が常に液相線温度以上にな
るように制御されるために、溶湯表面に地金が生成しな
い。このため地金が鋳造ドラムと凝固シェル間に巻き込
まれることで生じる凝固シェル冷却の不均一による鋳片
の表面割れ及び板厚不均一を防止でき、さらにはホット
バンドによる鋳片破断を防止して表面品質の良好な鋳片
を安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための双ドラム式連続鋳造装
置を示す側断面図である。

【図２】従来の双ドラム式連続鋳造装置を示す側断面図
である。

【図３】実施例における湯溜まり部内溶湯表面温度の推
移を示す図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…鋳造ドラム２ａ，２ｂ…サイド堰３…湯溜まり部４…薄帯鋳片５…注入ノズル６…保温カバー７…保温カバーの耐火物８…加熱装置９…保温カバー温度計１０…タンディッシュ１１…タンディッシュ温度計１２…湯溜まり部温度計１３…湯面レベル計１４…温度制御装置１５…反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の鋳造ドラムによって形成された湯
溜まり部に炭素鋼の溶湯を供給して薄帯鋳片を鋳造する
双ドラム式連続鋳造装置において、前記鋳造ドラムの上
方を覆う保温カバーを設け、該保温カバーに加熱装置を
設け、該保温カバーの温度を検出する温度計及び前記湯
溜まり部の溶湯温度を検出する温度計を設け、前記各温
度計による検出温度が設定温度と一致するように前記加
熱装置を制御する温度制御装置を設けたことを特徴とす
る双ドラム式連続鋳造装置。