JPH09511451A - 溶融鋼冷却方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 帯材の連続鋳造において溶融鋼を冷却するプロセスが開示されている。冶金容器から金属ノズルを介して出る溶融鋼の少なくとも一部は、冷却面に接触すると凝固する。本発明では、溶融金属が金属ノズルを出た直接後に、自由に接近可能な液状帯鋼の表面に還元雰囲気を形成するガス流が直接に当てられ、帯鋼の表面は、少なくとも帯鋼が完全に凝固されるまでこのガス状雰囲気に曝される。

Description

【発明の詳細な説明】 溶融鋼冷却方法及び装置 本発明は、冶金容器の金属ノズルから流出する溶融金属の少なくとも一部が冷 却面との接触により凝固する例えば帯材鋳込み等における溶融鋼冷却方法及びこ の方法を実施する装置に関する。 連続鋳造又は連鋳材鋳造においては溶融金属は、冷却された型の中に案内され 、冷却型との接触により凝固すなわち液状領域と凝固境域の境界は外部から開始 して連鋳材の内部まで形成される。金属素材の品質を改善するために、この金属 未加工鋳造品に不活性ガスを供給することが公知である。 例えばドイツ特許出願公開第ＤＥ−ＯＳ２１６３９２８号公報には、溶融金属 を冷却型の中に連続的に鋳込むことにより鋼素材を製造する場合に冷却型の上部 に溶融金属の表面の近辺にかつ溶融金属の上に不活性ガスを導入することが提案 されている。この場合、窒素又はアルゴンが提案され、このような不活性ガスは 前もって圧縮及び温度低下により液化され、液化状態で鋼素材の表面に当てられ る。 この文献からは、溶融金属を不活性ガス雰囲気に曝し、ガスビームを、素材の 溶融金属が垂直軸線を中心に回転運動するように配向することしか公知でない。 ドイツ特許出願公開第ＤＥ３２２７１３２Ａ１号公報からは、調量ノズルから 流出する溶融金属流を不活性ガス例えばアルゴン又は窒素から成る保護外套で包 み込み、これにより空気を溶融金属の近辺から遠ざけることが公知である。圧力 下のこの不活性ガスは、周囲空気からの酸素を遮蔽し、これにより、露出してい る溶融金属表面の再酸化を防止する。溶融金属に対する更なる措置は当業者はこ の文献から得ることはできない。更に、既に凝固した又はただ加熱されたにすぎ ない連鋳材又はワイヤを処理するために不活性ガスを使用することが公知である 。例えばドイツ特許出願公開第ＤＥ３５０６５９７Ａ１号公報には、ワイヤが冷 却装置列のハウジングの中で、軽度に還元するガスにさらされることが開示され ている。この場合に使用されるガスは、配向されずにハウジングの中に導入され 、冷却するためと、通常はスケール形成を低減するためとにのみ用いられる。 前述の鋳造方法では不活性ガスは、液状又は既に凝固した表面に接触する。例 えばドイツ特許出願第ＤＥ３８１０３０２号明細書から公知のように帯材の鋳造 では溶融金属は、冷却されているエンドレスベルトに載せられ、帯材連鋳材の自 由表面は、コンベヤベルトに載って搬送されている間に冷却し、従って前部領域 内においてノズルの近辺で自由表面はまだ液状であり、次いで冷却により凝固す る。 本発明の課題は、金属連鋳材の表面の形状及び品質を改善する方法及び装置を 提供することにある。 上記課題は本発明により請求の範囲第１項及び第１１項の特徴部分に記載の特 徴により解決される。 本発明では、ガス流が、自由に接近可能な鋼連鋳材の表面に前記冶金容器の前 記金属ノズルから出た直接後に導かれる。 連鋳材表面が、少なくとも完全に凝固するまでは、不活性雰囲気を形成する ガスに曝される。煤煙ガス等の酸素含量の小さいガスが使用できる外に、この場 合とりわけアルゴン又は窒素等の不活性ガスが使用される。 これらのガスの使用により鋼連鋳材の表面の液状領域にも凝固領域にも液状／ 固体移行領域にも大きな影響を与えることができる。１つの効果は、酸化皮膜の 形成を完全に防止できることである。更に、ガスをノズル近辺で使用することに より的確に放熱及び表面応力を調整できる。本発明人は、鋼連鋳材又は鋼帯材の 希望の品質に依存してガスを加熱することにより、予め設定した区間では連鋳材 表面の凝固を防止するか、又は別の１つの実施の形態ではガスを、ガスが液状で 搬送される程に冷却することを提案する。２つの端部領域の中ではこのガスは、 前もって温度を定めて導くことができる。勿論、ガスは室温でも使用できる。 温度の外に、本発明の別の１つの有利な実施の形態では、ガスが、連鋳材の形 状を調整できる程度の量及び速度で鋼連鋳材の表面に導かれる。一方では、表面 が的確に押し込まれ、連鋳材全体に例えば膨らみ形状横断面が与えられることが 可能である。しかしガスは、ガスの運動力学的特性が、凹み形成を防止するよう に補足的な影響を与えるように制御されることも可能である。 本発明の１つの実施の形態が添付図面に示されている。 第１図は鋳込み装置を概略的に示す縦断面図、第２図は鋳込み装置を概略的に 示す横断面図である。 第１図は冶金容器１１を示し、冶金容器１１において金属ノズル１２から溶融 金属Ｍが流出する。 溶融金属Ｍはコンベヤベルト４３の上に載せられ、コンベヤベルト４３はエン ドレスベルトとして駆動ドラム４１と方向変換ドラム４２とにより保持されてい る。コンベヤベルト４３の上部区間の下面には冷却装置４４が設けられ、冷却装 置４４は、搬送方向ｓに搬送される鋼連鋳材Ｓを冷却する。 金属連鋳材はハウジング３１により取囲まれ、金属連鋳材Ｓは出口３２で、ガ ス漏洩を最小化する密封部材３３により取囲まれている。 ハウジング３１の天井を貫通してガスノズル２５は案内されている。これらの ノズル２５は、鋼連鋳材Ｓに対して０〜４５°の角度を有する。これらのガスノ ズル２５はガス配分器２６に接続され、ガス配分器２６は供給管２３を介して圧 縮機２１に接続されている。ガスノズル２５は遮断機構２４により個々に遮断可 能である。 圧縮機２１とノズル２との間には熱交換器２２が設けられ、熱交換器２２によ り、還元雰囲気を形成するガス又は不活性ガスの温度を、前もって与えて調整で きる。圧縮機２１はガス供給ステーション２９に接続されている。第１図では接 続線２８が設けられ、接続線２８はガス供給ステーション２９に、ガス集め導管 ２７を介してハウジング３２に連鋳材出口３２の領域内で、接続されている。 第２図は、第１図と同一の参照番号を使用して帯材鋳込み装置の横断面を示す 。複数のガスノズル２５が互いに隣接して示され、これらのガスノズル２５はそ れぞれ１つの遮断機構を有し、配分器２６に接続され、配分器２６は供給管２３ を有する。 方向変換ドラム４２の上部領域内に密封部材３４が設けられ、密封部材３４は 、ハウジング３１の側方頬部とドラム４２の側方盾部との間の漏洩を最小化する 。 参照番号リスト １０ 金属供給管 １１ 冶金容器 １２ 金属ノズル ２０ ガス供給管 ２１ 圧縮機 ２２ 熱交換器 ２３ 供給管 ２４ 遮断機構 ２６ 配分器 ２７ ガス集め導管 ２８ 接続管 ２９ ガス供給ステーション ３０ ガス雰囲気 ３１ ハウジング ３２ 連鋳材出口 ３３ 密封部材（３２） ３４ 密封部材（４２） ４０ 鋳込み機械 ４１ 駆動ドラム ４２ 方向変換ドラム ４３ コンベヤベルト ４４ 冷却装置 Ｓ 金属連鋳材 ｓ 搬送方向 Ｍ 溶融金属

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年３月７日 【補正内容】 請求の範囲（補正） １． 冶金容器の金属ノズルから流出する溶融金属の少なくとも一部が冷却面 との接触により凝固する溶融鋼冷却方法であって、還元雰囲気を形成するガス流 が、自由に接近可能な鋼連鋳材の表面に前記冶金容器の前記金属ノズルから出た 直接後に導かれ、連鋳材表面が、少なくとも完全に凝固するまではこのガス雰囲 気に曝される溶融鋼冷却方法において、 ガスが０〜５０°の角度で鋼連鋳材の表面に当たり、 ガスが、鋼連鋳材の表面が凹まされて連鋳材の横断面が減少する程度の量及 び測定で鋼連鋳材の表面に当たることを特徴とする溶融鋼冷却方法。 ２． ガスの温度が前もって与えられて導かれることが可能であることを特徴 とする請求項１に記載の溶融鋼冷却方法。 ３． ガスが、連鋳材表面の凝固をある時間長だけ阻止する温度に加熱される ことを特徴とする請求項２に記載の溶融鋼冷却方法。 ４． 高温ガスが連鋳材搬送方向で連鋳材表面に、反対側に発生する凝固前線 が連鋳材を厚さ方向でまだ貫通していない領域内で当てられることを特徴とする 請求項３に記載の溶融鋼冷却方法。 ５． ガスが、液状で搬送される程度に冷却されることを特徴とする請求項２ に記載の溶融鋼冷却方法。 ６． ガスが、鋼連鋳材の表面応力を低減するために鋼連鋳材に等速でかつ１ ０°より小さい角度で当てられることを特徴とする請求項５に記載の溶融鋼冷却 方法。 ７． ガス流が、鋼連鋳材の搬送方向に対して横方向で速度横断面及び圧力横 断面が調整されるように制御されることを特徴とする請求項１に記載の溶融鋼冷 却方法。 ８． 速度横断面及び圧力横断面が膨らみ形状を有することを特徴とする請求 項７に記載の溶融鋼冷却方法。 ９． 金属ノズルを有する容器を具備する鋼連鋳材鋳込み装置であって、前記 鋼連鋳材鋳込み装置を介して溶融金属を、鋼連鋳材の少なくとも１つの側に接触 する冷却型に導くことができる請求項１に記載の溶融鋼冷却方法を実施する鋼連 鋳材鋳込み装置において、 鋼連鋳材（Ｓ）が完全に凝固するまでの領域内で前記連鋳材（Ｓ）を取囲む ハウジング（３１）が設けられ、 前記ハウジング（３１）の中で連鋳材案内方向（ｓ）で容器（１１）の金属 ノズル（１２）に平行に前記金属ノズル（１２）の少なくとも直接の近辺にガス ノズル（２５）が設けられ、前記ガスノズル（２５）はガス供給ステーション（ ２９）に接続され、前記ガスノズルは前記鋼連鋳材（Ｓ）に対して０〜４５°の 角度を有し、 前記ハウジング（３１）が連鋳材出口開口（３２）の近傍に密封部材（３３ ）有し、前記密封部材（３３）がガス漏洩を最小化し、 所望のガス容積及び／又はガス流出速度に依存して鋼連鋳材において前記ガ スノズル（２５）の数及び配置が連鋳材搬送方向（ｓ）及び連鋳材幅方向に定め られていることを特徴とする鋼連鋳材鋳込み装置。 １０． ガス供給ステーション（２９）とガスノズル（２５）との間に熱交換 器が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の鋼連鋳材鋳込み装置。 １１． 供給ステーションに圧縮機（２１）が接続されていることを特徴とす る請求項９に記載の鋼連鋳材鋳込み装置。 １２． ハウジング（３１）の連鋳材出口端部（３２）にガス集め導管（２７ ）が設けられ、前記ガス集め導管（２７）はガスのガス供給ステーション（２９ ）に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の鋼連鋳材鋳込み装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 フライアー，パウル ドイツ連邦共和国、デー 38678 クラウ スタール−ツェラーフェルト、アム・オス トバーンホフ ２ (72)発明者 シュピッツァー，カール−ハインツ ドイツ連邦共和国、デー 38678 クラウ スタール−ツェラーフェルト、シュテッテ ィナー・シュトラーセ ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 冶金容器の金属ノズルから流出する溶融金属の少なくとも一部が冷却面 との接触により凝固する溶融鋼冷却方法において、 還元雰囲気を形成するガス流が、自由に接近可能な鋼連鋳材の表面に前記冶 金容器の前記金属ノズルから出た直接後に導かれ、 連鋳材表面が、少なくとも完全に凝固するまではこのガス雰囲気に曝される ことを特徴とする溶融鋼冷却方法。 ２． ガスの温度が前もって与えられて導かれることが可能であることを特徴 とする請求項１に記載の溶融鋼冷却方法。 ３． ガスが、連鋳材表面の凝固を阻止する温度に加熱されることを特徴とす る請求項２に記載の溶融鋼冷却方法。 ４． 反対側に発生する凝固前線が連鋳材を厚さ方向でまだ貫通していない領 域内で、高温ガスが連鋳材搬送方向で連鋳材表面に当てられることを特徴とする 請求項３に記載の溶融鋼冷却方法。 ５． ガスが、液状で搬送される程度に冷却されることを特徴とする請求項２ に記載の溶融鋼冷却方法。 ６． ガスが０〜５０°の角度で鋼連鋳材の表面に当たることを特徴とする請 求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の溶融鋼冷却方法。 ７． ガスが、鋼連鋳材の表面応力を低減するために鋼連鋳材に等速でかつ１ ０°より小さい角度で当てられることを特徴とする請求項６に記載の溶融鋼冷却 方法。 ８． ガスが、鋼連鋳材の表面が凹まされて連鋳材の横断面が減少する程度の 量及び測定で鋼連鋳材の表面に当たることを特徴とする請求項６に記載の溶融鋼 冷却方法。 ９． ガス流が、鋼連鋳材の搬送方向に対して横方向で速度横断面及び圧力横 断面が調整されるように制御されることを特徴とする請求項８に記載の溶融鋼冷 却方法。 １０． 速度横断面及び圧力横断面が膨らみ形状を有することを特徴とする請 求項９に記載の溶融鋼冷却方法。 １１． 金属ノズルを有する容器を具備する鋼連鋳材鋳込み装置であって、前 記鋼連鋳材鋳込み装置を介して溶融金属を、鋼連鋳材の少なくとも１つの側に接 触する冷却型に導くことができる請求項１に記載の溶融鋼冷却方法を実施する鋼 連鋳材鋳込み装置において、 鋼連鋳材（Ｓ）が完全に凝固するまでの領域内で前記鋳材（Ｓ）を取囲むハ ウジング（３１）が設けられ、 前記ハウジング（３１）の中で連鋳材案内方向（ｓ）で容器（１１）の金属 ノズル（１２）に平行に前記金属ノズル（１２）の少なくとも直接の近辺にガス ノズル（２５）が設けられ、前記ガスノズル（２５）はガス供給ステーション（ ２９）に接続され、 前記ハウジング（３１）が連鋳材出口開口（３２）の近傍に密封部材（３３ ）有し、前記密封部材（３３）がガス漏洩を最小化することを特徴とする鋼連鋳 材鋳込み装置。 １２． 所望のガス容積及び／又はガス流出速度に依存して鋼連鋳材に対して ガスノズル（２５）の数及び配置が連鋳材搬送方向（ｓ）及び連鋳材幅方向で定 められることを特徴とする請求項１１に記載の鋼連鋳材鋳込み装置。 １３． ガス供給ステーション（２９）とガスノズル（２５）との間に熱交換 器が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の鋼連鋳材鋳込み装置。 １４． 供給ステーションに圧縮機（２１）が接続されていることを特徴とす る請求項１１に記載の鋼連鋳材鋳込み装置。 １５． ハウジング（３１）の連鋳材出口端部（３２）にガス集め導管（２７ ） が設けられ、前記ガス集め導管（２７）はガスのガス供給ステーション（２９） に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の鋼連鋳材鋳込み装置。