JPS5945059A - 急冷金属薄帯製造に際しての金属溶湯の注湯方法および注湯機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、急冷金属薄帯の製造に適用して有用な金属
溶湯方法および注湯機に関し、とくに注湯量が多量の場
合であっても的確な流量制御の下に金属溶湯の供給を行
い得る注湯方法を、その実施に用いて好適な注湯機と共
に提案しようとするものである。

近年、金属溶湯を、冷却面が高速で更新移動する冷却体
上に連続して供給し、急冷凝固させることによって、金
属溶湯から直接金属薄帯を得る製造法が開発された。

かような金属薄帯の製造法においては、金属溶湯の保持
ならびに冷却体への供給を司る注湯機が必要であり、し
かもこの種注湯機には、製品薄帯の厚みおよび板幅の精
度が金属溶湯の流量に依存することから、微妙な流量制
御さらには適切な湿度の維持ができることが要求される
。

ところで最近、上記の如き急冷金属薄帯の工業化が目論
まれているが、注湯機としては従来せいぜい数１０ｋｇ
程度の小容量のものしかなく、工業的規棹で実施するに
は少くとも数トン程度の大容量の注湯機が不可欠である
。そして従来の如き小規模の注湯機においては、上記し
たような流量制御ならびに温度制御は比較的簡単に行う
ことができたけれども、大容量になるとそれらの実施は
極めて難しかったのである。

すなわちこれまでの注湯方式では、注湯開始前は溶湯を
ノズル開口部での表面張力で保持しておき、注湯開始時
にはノズル内部のガス圧をコントロールすることにより
、またストッパによる注湯口の開閉操作によって流量制
御を行っていたが、かような注湯ノズルの先端に溶湯圧
がかかる方法では処理可能な溶湯量は数１０ｋｇまでで
あり、処理量がそれ以上になると溶湯圧が大きくなるの
で、ガス圧の調節などでは溶湯流量の的確なコントロー
ルは不可能だったのである。

上記の問題の解決として、特開昭５６−１６５５４２号
公報において加圧押上げ方式による下注ぎ法が提案され
た。しかしながらかような下注ぎ法は、作業性，メンテ
ナンス性に問題があるほか、床面からの距離が短いせい
もあって振動が比較的大きい点でも不利であり、またと
くに双ロール法に対しては、注湯ノズルのロールキス部
への接近が難しいことに加え溶湯をかぶるおそれも大き
いところから利用できないという問題があった。

この点、上注ぎ方式のティーポット型注湯機には、上記
のような問題はない。しかしながらとくに双ロール法に
適用する場合には、以下のような問題が残っていた。

（１）　注湯ノズルの先端を冷却ロールの中央部に配置
するためには、湯道を良くする必要があるが、湯道が長
いと、その分溶湯温度の降下が著しい。

（２）　溶湯の注湯開始時および停止時には、非定常流
の発生を極力低滅する必要があるけれども、湯道が長く
なるとしかもとりわけ大容量の注湯器においては非定常
流を低減すべき溶湯の流量制御が難しくなる。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、大容
量であっても適切な温度管理の下に的確な流量制御を行
うことができる金属溶湯の注湯方法ならびにその実施に
用いて好適な注湯機を併せて提案するものである。

すなわちこの発明は、金属溶湯を、その注湯ノズルから
冷却面が高速で更新移動する冷却体上に連続して注湯し
、急冷凝固させて金属薄帯とする急冷金属薄帯の製造法
において、注湯ノズルから注湯する金属溶湯につき、そ
の注湯開始に先立つて予め、該注湯ノズルの開口縁に沿
って内側に突出させた注湯量調節堰の堰高さよりも低位
の湯面レベルで待機させておき、注湯開始に至り、該湯
面レベルを上昇させて該調節堰をのり越えさせることを
特徴とする急冷金属薄帯製造に際しての金属溶湯の注湯
方法である。

またこの発明は、金属溶湯を収容する湯溜り部と、この
湯溜り部の側壁底部から突出し、先端に設けた注湯口が
該湯溜り部の湯面レベルより上位に位置する傾斜湯道と
をそなえ、該金犀溶湯を冷却面が高速で更新移動する冷
却体上に連続的に注湯するティーポット型の金属溶湯の
注湯機において、該傾斜湯道に連通させて長尺の水平湯
道を延在させ、この水平湯道には、その先端部にに上部
が注湯量調節堰として該湯道内に突出する注湯ノズルお
よび該湯道全体にわたる加熱手段を設け、また該湯溜り
部には金属溶湯の受湯口および収容した該溶湯の循環加
熱装置を取付け、そしてさらに湯溜り部に収容した金属
溶湯を水平湯道に押上げる送給手段を設けたことを特徴
とする急冷金属薄帯製造用の金属溶湯の注湯機である。

この発明の注湯機において、湯溜り部に収容した金属溶
湯を水平湯道に押上げる送給手段としては、傾斜湯道に
設けた電磁ポンプが好適である。

以下この発明の注湯方法について具体的に説明する。

さてこの発明では、金属溶湯をその注湯ノズルから自由
落下させて冷却体上に注湯するのであるけわども、第１
図に示した従来例のように単に下向きに開口した注湯ノ
ズル１を介して落下させるのではなく、第２図に示した
ように注湯ノズル１の開口縁に沿って内側に突設した注
湯量調節堰２をのり越えさせて落下させるのである。

すなわち、金属溶湯の注湯開始前は、第２図中ａで示し
たような注湯量調節堰の堰高さよりも幾分低位の湯面レ
ベルで待機させておき、注湯開始時には該湯面レベルを
図中ｂで示した注湯レベルまで上昇させて、該調節堰を
のり越えさせることにより注湯を行うのである。

このように常に金属溶湯を注湯ノズル直近で待機させて
おくことにより、湯道の長さに関係なく溶湯の流量制御
が容易になり、しかも定常流への移行が迅速に行われる
ので、溶湯の注湯開始および停止時において懸念された
非定常流の発生を大幅に低減できるのである。この点第
１図に示した従来例においては、注湯開始前は傾斜湯道
で溶鋼を待機させていたため、水平湯道が短い場合はさ
ほどではないにしても、水平湯道が長くなった場合には
溶湯流の定常化に時間がかかっていたのである。

次にこの発明の注湯機につき、好適実施例について説明
する。

第３図に、双ロール式急冷薄帯製造装置に適用したこの
発明の好適例を縦断面で、また第４図にはそのＡ−Ａ矢
視面をそれぞれを示す。図中番号３は注湯機の湯溜り部
、４はその側壁底部から斜上方に突出した傾斜湯道、５
はその傾斜湯道４と連通して水平に延在する水平湯道で
ある。

さて湯溜り部３は、その側部に受湯口６をそなえ、この
受湯口６から受湯する際は、第５図に示したようにシー
ルダクト７によって外気としや断した上で取鍋８から出
湯ノズル９を介して受湯することにより、溶湯の酸化を
防止できる。また湯溜り部３は、その内部に受けた溶湯
を適宜に循環加熱する、チャンネルヒータからなるを可
とする加熱装置１０を有し、溶湯を所望の一定温度に維
持できる。

この例では、湯溜り部３に収容した溶湯を水平湯道５に
押上げる送給手段として、傾斜湯道４に電磁ポンプ１１
を設置し、的確な流量制御の下に溶湯を水平湯道５に送
給できるようにしてある。

また水平湯道５には、該湯道５全体にわたる加熱手段と
して、第６図に該湯道５の横断面を示したように、その
全長にわたって耐火壁１２内にクラファイト１３を埋設
すると共にその周りを誘電加熱コイル１４で取囲み、必
要に応じ該コイル１４でグラファイト１３を加熱するこ
とにより長尺の水平湯道５内を溶湯が通過する際の温度
降下を補償する。

さらに水平湯道５の先端には、その詳細を第７図に示し
たように、下向きに開口する注湯ノズル１の開口縁に沿
って内側に一定高さの溶湯量調節堰２を設け、溶湯レベ
ルがある値を越さないと流出しないようにする。そして
注湯開始前は同図ならびに前掲第２図にも示したように
、堰高さよりも低位のレベルａで待機させておき、注湯
開始に際しては、電磁ポンプ１１を作動させて堰高さを
越える注湯レベルｂまで溶湯レベルを上げるのである。

このようにこの発明に従う注湯機では、溶湯を注湯ノズ
ル１直近で待機させることができるので、注湯開始およ
び停止時における非定常流の発生時間を大幅に短縮でき
るのである。

またさらにこの注湯機は、前掲第３図に示したように湯
溜り部３が、前後一対の昇降機１５を介し、横方向移動
台車１６、ついで縦方向移動台車１７で支持されていて
、注湯ノズル１がロール中央域のロールキス部に容易に
接近または離隔移動できるようになっている。

なお参考のため、この発明に従う注湯機を、単ロール法
による急冷金属薄帯の製造に適用した場合を第８図に示
す。

以下この発明の実施例について説明する。

実験には、収容量が約５トンの湯溜り部をもち、また湯
溜り部内溶湯の循環加熱装置としてチャンネルヒータ、
該溶湯の送給手段として電磁ポンプをそなえる注湯機を
使用し、次の要領で行った。

まず注湯機を台車によって所定位置に移動させたのち、
湯溜り部および湯道の内部にＡｒガスを充てんして無酸
化雰囲気に保つと共に、水平湯道を誘導加熱コイルで予
め加熱しておいた。そしてシールダクトで外気からしゃ
断した受湯口を介し、取鍋から１５８０℃の溶鋼３．５
トンを湯溜り部に装入した。引続き電磁ポンプを作動さ
せて、湯溜りの溶鋼を水平湯道に押上げ、湯面レベル３
０ｍｍで待機させた。なお注湯量調節堰の高さは３５ｍ
ｍであり、注湯機内の溶銅はチャンネルヒータおよび誘
電加熱コイルにより１５５０℃の一定に保持した。つい
で再び電磁ポンプを作動させて、溶綱湯面を注湯量調節
堰高さ３５ｍｍ以上にせり上げることにより、高速で回
転する双ロールのロールキス部に向けて溶鋼を連続的に
注湯した。

かくして厚み：０．２ｍｍ、幅：１００ｍｍとも一定で
かつ表面性状も良好な急冷薄帯が得られた。

得られた急冷薄帯の形状から注湯開始時および停止時に
おける非定常流の発生状態について調べたところ、両者
合わせて約５ｍであり、従来法による場合がおおよそ１
５ｍ程度であったのに比較して、非定常流の発生期間が
大幅に短縮された。

以上実施例では、湯溜り部から水平湯道へ溶鋼を送給す
る流量制御手段として、電磁ポンプを使用した場合につ
いて説明したが、その他、湯溜り部の雰囲気ガス圧の調
節によって流量制御を行うこともできる。

以上述ベたようにこの発明の注湯方法によれば、溶湯を
常に注湯ノズルの直近で待機させておくことができるの
で、たとえ水平湯道が長い場合であっても、注湯開始な
らびに停止時における非定常流の発生期間を大幅に減縮
でき、またこの発明の注湯機によれば、溶湯の収容量を
大容量にしても適切な温度管理の下に的確な流量制御が
達成でき、かくして厚み、板幅とも精度のよい急冷金属
溝帯を、非定常流に起因した不良部分の大幅な低減の下
に製造でき、有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の注湯ノズルの断面図、 第２図はこの発明に従う注湯ノズルの断面図、第３図は
この発明に従う注湯機の要部断面図、第４図は第３図の
Ａ−Ａ矢視図、 第５図および第６図はそれぞれ第４図のＢ−ＢおよびＣ
−Ｃ矢視図、 第７図は注湯ノズルの断面図、 第８図はこの発明に従う注湯機を単ロール法に適用した
場合の正面図である。 １・・・注湯ノズル、２・・・注湯量調節堰、３・・・
湯溜り部、４・・・傾斜湯道、５・・・水平湯道、６・
・・受湯口、７・・・シールダクト、８・・・取鍋、９
・・・出湯ノズル、１０・・・循環加熱装置、１１・・
・電磁ポンプ、１２・・・耐火壁、１３・・・グラファ
イト、１４・・・誘電加熱コイル、１５・・・昇降機、
１６，１７・・・台車。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　金属溶湯を、その注湯ノズルから冷却面が高速で
   更新移動する冷却体上に連続して注湯し、急冷凝固させ
   て金属薄帯とする急冷金属薄帯の製造法において、注湯
   ノズルから注湯する金属溶湯につき、その注湯開始に先
   立って予め、該注湯ノズルの開口縁に沿って内側に突出
   させた注湯量調節堰の堰高さよりも低位の湯面レベルで
   待機させておき、注湯開始に至り、該湯面レベルを上昇
   させて該調節堰をのり越えさせることを特徴とする急冷
   金属薄帯製造に際しての金属溶湯の注湯方法。
2. ２．　金属溶湯を収容する湯溜り部と、この湯溜り部の
   側壁底部から突出し、先端に設けた注湯口が該湯溜り部
   の湯面レベルより上位に位置する傾斜湯道とをそなえ、
   該金属溶湯を冷却面が高速で更新移動する冷却体上に連
   続的に注湯するティーポット型の金属溶湯の注湯きにお
   いて、該傾斜湯道に連通させて長尺の水平湯道を延在さ
   せ、この水平湯道には、その先端部に上部が注湯量調節
   堰として該湯道内に突出する注湯ノズルおよび該湯道全
   体にわたる加熱手段を設け、また該湯溜り部には金属溶
   湯の受湯口および収容した該溶湯の循環加熱装置を取付
   け、そしてさらに湯溜り部に収容した金属溶湯を水平湯
   道に押上げる送給手段を設けたことを特徴とする急冷金
   属薄帯製造に際しての金属溶湯の注湯機。
3. ３．　送給手段が、傾斜湯道に設置した電磁ポンプであ
   る特許請求の範囲第２項記載の注湯機。