JPS6049838A - ツインベルトキヤスタ−への溶湯供給方法 - 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、ツインベルトキャスターによって連続的に
金属薄鉄片を鋳造する際の溶湯供給方法に関するもので
ある。

近年、金属溶湯から広幅薄板材を高能率で製造できると
いうことから、例えば銅、鉛、亜鉛、アルミニウム等の
非鉄金属薄板材の鋳造にツインベルトキャスターの採用
が目立つようになってきた。

第１図は、従来の一般的なツインベルトキャスターの鋳
込状態の概略模式図であり、上下各ブーＩＪ−１，１’
の回転によ勺移動する無端上下ベルト２．２′とサイド
ダムブロック３とによって連続的に形成される鋳型内へ
、該ｆＷＪ型上型上手配置した溶湯供給装置４よシ金属
溶湯５を注入すると、注入溶湯は前記ベルト及びサイド
ダムブロックの移動につれてこれらとの間に相対的なス
リップを生ずることなく下手側に移動して冷却凝固され
るので、凝固した鋳片６を連続的に無理なく高速で取シ
出せるのである。

更に、最近に至って、熱１ｉｊＪ圧延を施すことなく冷
間圧延のみによって鋼鋳片から直接薄板材を製造しよう
との気運が高まってきたことから、広幅で極薄の鋳片を
高速度で鋳造することが可能である前記ツインベルトギ
ヤスターを鉄鋼の鋳造に適用しようとの試みもなされる
ようになってきた。

ところで、このよう表ツインベルトキャスターにあって
は、幅が広く、かつ間隙の極めて狭い上下ベルトの間隙
の内部に溶湯な均一に注入することが必要であることか
ら、従来、給湯に際して第２図（ａ）乃至（ｄ）中の符
号７で示したような樋又は狭幅ノズルが欠かせないもの
として使用されている。

第２図（ａ）及び（ｂ）は第１図で示されるような状態
で鋳型内湯面にオーバーフロー給湯を行うための溶湯供
給樋を、第２図（ｃ）は溶湯供給ノズルを、そして第２
図（ｄ）は浸漬ボックスノズルの例をそれぞれ示す概略
斜視図である。そして、第２図（ｄ）に示す浸漬ボック
スノズルは、第３図に示されるように鋳型的溶湯に浸漬
して配置され、タンディツシュ９からの溶湯を一旦受容
した後そのノズル孔から＠型内へ連続的に供給するもの
モあるが、本質的には、第２図（ａ）におりで符号８で
示される如ｈタンディツシュ等から連続的に供給される
溶湯をオーバーフローさせて供給するところの、Ｍ２図
（ａ）及び（ｂ）に示す溶湯供給樋と変わるところのな
いものである。

しかしながら、このような樋やノズルを使用する従来の
給湯方法には以下に示すような問題点があフ、特に比較
的融点の高い金属の薄板材鋳造の場合にこれらの問題が
満足な製品を得る上での大きな障害となっていたのであ
る。

即ち、第２図（ａ）　、　（ｂ）及び（ｄ）に示したよ
うな樋や浸漬ボックスノズルを使用したオーバー７ａ　
ｍ湯では、 ○　鋳型内済湯の湯面（自由表面）がオーバーフローに
よって注入される溶湯流によって波立ちを起こしやすく
、これが２重肌等の原因となって、得られる鋳片表面肌
が従来材に比べて劣化しゃすい。その上、これらの不都
合を軽減するための給湯量制御や湯面のコントロールに
は、極めて難かしい制御手段が必要である、 ○　ツインベルトキャスターの鋳型内に湯面が存在する
こととなるので、溶湯のシールが難かしく、酸化による
介在物の生成を生じやすい、○　クンディツシュ等の給
湯装置から巻き込んだ非金属介在物の浮上する時間がな
く、全て鋳片に捕捉されてしまう、 等のよう力厄介な問題を避けることができす、また、第
２図（ｃ）に示したような給湯ノズルを使用する給湯に
は、溶銅等の高融点金属溶湯に適用するとノズル詰まり
を発生しやすいという不都合があった。

そして、このようなことから、例えば厚さ一２０ｎ以下
程度の比較的高融点の金属の極薄鋳片を、健全な状態で
安定して連続鋳造することはほとんど不可能であるとさ
れていたのである。

本発明者等は、上述のような観点から、鋼等のような融
点の高い金属の鋳造に際しても鋳片表面肌を劣化させる
原因を作らず、また湯面の酸化やタンディツシュからの
巻き込みによる非金属介在物の混入を最小限に抑制でき
、かつノズル詰まシ等の溶湯供給不良を起こす懸念なく
円滑な作業が確保できるツインベルトキャスターへの溶
湯供給方法を見出し、高品質で、かつ肉厚：２０闘以下
という極薄の広幅薄肉鋳片をも安定して量産すべく研究
を行った結果、 Ａ）第４図に示すように、鋳型的溶湯５の湯面１０が給
湯用ノズル１１の根元部に続くタンディツシュ１２内に
位置するように設定すると、鋳型内に湯面が存在する場
合に比べて湯面レベルコントロールが容易となって（通
常の連続鋳造機に使用されている手段がそのまま適用で
きる）鋳片鋳肌が格段に向上する上、湯面のシールも容
易であるので溶湯の酸化が少なくなり、更に他から巻き
込まれた介在物も浮上するチャンスが増して鋳片内への
介在物混入度合が檄減し、良質の広幅薄鋳片を得られる
こと、 Ｂ）第４図のように鋳型的溶湯５の湯面をタンディツシ
ュ１２内に位置せしめるためには、狭い隙間で構成され
る鋳型内に溶湯な注入する溶湯供給具として鋳型幅全幅
寸法の給湯用ノズルを使用し、鋳型内に供給された溶湯
がノズル外周面にまわ勺込んで該＠屋内で自由表面を形
成することの々いようにする必要があること、 Ｃ）鋳型幅全幅寸法の給湯用ノズルを配置する際、上下
ベルトと左右ダムブロックとで構成されるツインベルト
キャスターの鋳型内面と前記ノズル外周面間に最大２　
ｍｍの隙間を置くようにすると、ベルトやダムブロック
の回転移動によってもこれらとノズルとが接触し、摩擦
を生ずることがなく従って両者間の潤滑対策が不要とな
る上、ベルトやダムブロックの回転移動によって粘性の
ある溶湯が前記隙間へ侵入するのと反対の方向へ引き害
せられる状態となるので該隙間からの溶湯漏れが防止さ
れ、溶湯がノズル外周面にまわり込んで鱒型内に自由表
面を形成するようなことがなくなること。

もちろん、この隙間の許容さ八る範囲は、鋳片厚、鋳造
速度、或いは溶湯の種類等によって異なるものではある
が、一般的に、前記隙間を２Ｂ以下とすれば溶湯の種類
を問わず漏れを起すことがない。

Ｄ）鋳型幅全幅寸法のノズルを使用すれば、ノズル厚さ
が小さくてもノズル孔をスリット状に細長くできるので
ノズル詰まりの可能性が少なくなる。

Ｅ）前記Ｃ）項で述べたように、′Ｆ５型内面と給湯用
ノズル外周面に最大２關の隙間を置いて給湯用ノズルを
配置した上で、鋳型内溶湯の自由表面を第４図に示し、
たよりに鋳型外のタンディツシュ内に位置せしめるため
には、給湯用ノズルの先端をどうしても鋳型直線部（第
４図の８で示した部分）まで挿入する必要があるが（な
ぜなら、サイドを保持するダムブロックは直線状となっ
ているため。

給湯用ノズル側壁部を鋳型直線部にまで挿入しないと、
ダムブロックと上下ベルト間の隙間から溶湯漏れを起す
ことになる）、給湯用ノズルを構成する耐火物の厚みを
ｌＱｖ＋＋ａ未満とすることは強度上極めて困難である
ので、厚さ：２０順以下の薄鋳片を製造するような場合
には給湯用ノズルの配設が物理的に不能となる。しかし
ながら、給湯用ノズル先端部形状を、例えば第５図に示
したように側壁部のみが延長されたものとし、これを第
４図に示されるように、ノズル上下壁面を鋳型湾曲部ま
で挿入し、ノズル側壁部のみを鋳型直線部まで挿入して
給湯を実施すれば、ダムブロック部からの溶湯漏れを生
ずることなく鋳型内に溶湯を保持できるようになシ、従
って鋳型内溶湯の自由表面をタンディツシュ内に位置せ
しめることが十分に可能となること、 Ｆ）　ところが、このように給湯用ノズルの１１！Ｉ　
壁部のみを延長すると、給湯作業によって生成した凝固
シェルが引抜かれる際にこの部分の耐火物を損傷すると
いう懸念がでてくる上、側壁延長部では側壁のみが溶湯
と接するため、側壁部と上下ベルト間の間隙に鋳込み方
向に対して垂直方向の溶湯流を生じて溶湯の差し込みが
生じ、やけｂｅ固フシエルよる耐火物破損を起すように
なるが、前記側壁の内側面を幅方向に傾斜して拡開して
やれば、これらの不都合を十分に解消できること、以上
Ｎ〜Ｆ）に示される如き知見を得るに至ったのである。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであシ、
ツインベルトキャスターへ溶湯な供給する際に、 上下ベルトと左右ダムブロックとで構成されるツインベ
ルトキャスターの鋳型上手側に、上下ベルト外表面で画
定される鋳型縦断面形状に対応した輪郭をもって鋳型直
線部相当部にまで上下壁を越えて延長され、かつ内側面
が幅方向に傾斜して拡開した側壁を有する鋳型幅全幅寸
法の給湯用ノズルを、前記側壁部先端を鋳扱直線部に達
せしめるとともに該鋳型内面とノズル外周面間に最大２
ｉｎの隙間を置いて内挿配置し、鋳型内溶湯の自由表面
を前記給湯用ノズル根元部に続くタンディツシュ内に維
持しつつ給湯を続けることによシ、表面肌が良好で高品
質の極薄鋳片をも安定して製造できるようにした点に特
徴を有するものである。

なお、鋳型内面とノズル外周面間との隙間を最大２關と
限定したのは、該隙間が２鴎を越える大きさになると、
鋳片厚、鋳造速度、或いは溶湯の種類等の条件によって
は溶湯漏れを起す場合が生じるからである。

また、ノズル側壁内面に傾斜を設ける理由を次に詳述す
る。

ノズル側壁内面に幅方向の傾斜を設けたのは、前述のよ
うに、この側壁内面、廉びに側壁ε上下ベルト間の隙間
に形成される凝固シェルによって面］人物に欠損を生じ
るのを防止するためであるが、特に、側壁と上下ベルト
間の隙間に凝固シェルが形成される現象は側壁部のみを
延長したノズル独得のものである。ｆｆ１Ｊち、例えば
第６図（ａ）　Ｋ　ＸＦ面図で、第６図（ｂ）に正面図
で示したような、側壁部のみを延長したノズルでは、こ
の部分では側壁のみが溶湯と接するので側壁部と上下ベ
ルト間の隙間に鋳込み方向に対して垂直方向の速度（溶
湯の差し込み方向速度）■が存在することとなる。この
ｖｈは溶湯ヘッド（第４図中の符号りで示されるもの）
により大きくなるが、第８図に示されるように、鋳込み
速度Ｖｃとともに溶湯の速度Ｖを決めるものである。っ
ま、ｂ　、ｖｈとＶｃとの合成速度が溶湯の速度Ｖにな
るのである。そして、第７図（ａ）に平面図で、第７図
（ｂ）に斜視図で示したような、側壁部内面に傾斜の無
いノズルの場合は、鋳込み方向と垂直な方向の速度ｖｈ
による溶湯の差し込みが顕著に発生して、形成される凝
固シェルによシ耐大物を欠損することとなる。しかしな
がら、ノズル側壁部内側に、第６図（ａ）のα１で示す
ような角度で傾斜を設けると、αｌが小さくなるＫつれ
て溶湯の差し込みが少なくなって耐火物の欠損も減少し
、第８図と第６図（ａ）とを合わせて注目すれば一目瞭
然のことであるが、第８図に示す合成速度Ｖの角度αよ
シもα１を小さくすると側壁部と上下ベルト間の溶湯差
し込みは皆無となるのである。

この合成速度■と水平方向との角度αは、鋳込み速度Ｖ
ｃと前記ｖｈによって決まるが、溶鋼の場合についての
研究結果では、鋳込み速ｇＶｃが６　ｍ／ｍ　ｔ　ｎ以
上で溶鋼ヘッドｈが６０闘以下の場合はα＝７５゜とい
う値が得られており、従ってこの条件下ではノズル側壁
部内面の傾斜角α１を７５°以下にすれば溶鋼差し込み
が皆無となって耐火物欠損を完全に防止できるのである
。また、前記以外の条件、即ち鋳込み速度Ｖｃヵ”　６
”／ｍｉｎ未満か、又は溶鋼ヘッドｌｌが６０順を越え
る場合はノズル側壁部内面の傾斜角α１を６０’以下に
することで溶鋼差し込みを防止できることが確認された
。そして、更なる実験研究の結果、溶湯の種類を問わず
、ノズルｆｌｆｌ壁部内面の傾斜角α１を６　Ｑ’以下
にすれば、耐火物欠損を生ずることなく良好な給湯作業
を実施できることも確認されたが、実際上は、溶湯の種
類や溶湯ヘッド、或いは鋳込み速度等に応じて前記傾斜
角α１を設定するのが良い。また、傾斜は直線状である
必要がなく、曲線状であっても差し支え々いことはもち
ろんである。

第４図１この発明の方法によってツインベルトキャスタ
ーへ溶湯を供給している状態を示す要部概略模式図であ
る。

第４図において、上下ベル）　２　、２’と図示しなｌ
ｎ左右タムブロックとで構成されるツインベルト＃　’
ｒ　スター　ノ鋳型上手側には、タンディツシュ１２に
取シ付けられ、先端側壁部のみが延長されている鋳型幅
全幅寸法の給湯用ノズル１１が、該側壁部先端を前型直
線部まで挿入し、かつその外周面と、上下ベルト及び左
右ダムブロック表面とが２ｎ以下の隙間ｄを置いた状態
で配置されている。

そして、鋳型的溶湯５は、上下ベルトとダムブロックが
移動するのでこれにひきづられて前記隙間から漏れ出す
ことがなく、従ってタンディツシュ１２内の溶湯量を調
整すれば、鋳型的溶湯５の自由表面は鋳型内に露出され
る仁となくノズル孔で鋳型内と連通しているタンディツ
シュ内に維持されることとなる。そして、このように微
小隙間を介して給湯用ノズル１１をツインベルトキャス
ターに配置し、かつ鋳型的溶湯の自由表面をタンディツ
シュ１２内に維持しつつ給湯を行うと、例えば上下ベル
トの間隙が２Ｑｉａ以下という狭１ＪＸｆＡ型に対して
も十分な溶湯供給が可能な上、給湯用ノズルとベルト及
びダムブロックとの間に潤滑剤を使用する必要がなく、
しかも鋳型内湯面の変動による鋳肌不良が防止されると
ともに、シールが容易なタンディツシュ内で非金属介在
物の浮上や湯可酸化防止策が図れるので、高品質の極薄
肉鋳片をも安定して鋳造することが可能となるのである
。

給湯用ノズルの材質としては、耐スポーリング性、或い
は強度面からみて、また大型のものの一体成形が可能で
ある点をも考慮すれば、溶融シリカを採用することが推
奨される。

次いで、この発明を実施例によって比較例と対比しなが
ら説明する。

実施例 第６図に示すような一体成形の溶融シリカ製給湯ノズル
を第４図に示したようにツインベルトキャスターに配置
した本発明方法によって、第１表に示す化学成分組成の
低炭アルミキルド鋼をツインベルトキャスターに供給し
、鋳片厚：２０ａｙｍ。

鋳片幅：６００闘の薄鋳片を製造した。

第１表 なお、このとき用いたツインベルトキャスターの傾斜角
は６°であり、鋳造速度は６　ｍ／ｍｉｎ　ｐそして鋳
型内面とノズル外表面との隙間ｄは２朋、ノズルの側壁
内面傾斜角αは６０°であった。

これとは別に、比較のため、内径：２０φの第２図（ｃ
）に示した従来のノズル、及び幅：　５００　龍の第２
図（ｂ）に示した樋を用いて、前記本発明実施例と同じ
条件で鋳込みを実施した。

その結果、従来のノズルを用いた場合には、鋳込み後約
１０分でノズル詰まりを起こしてしまって鋳造不可能と
なった。

また、従来の樋を用いた場合には、鋳片鋳造上は格別な
問題が起きなかったが、湯面レベルコントロールが非常
に難しく、湯面レベルが下った部位の表面肌は非常に悪
くなった。更に、タンディツシュ部からの介在物の巻き
込みによると思われル大キなノロカミが点在していた。

このように、樋を用いた給湯では、表面性状の悪い部位
が全鋳造鋳片の１０％を占めていた。

これに対して、本発明による給湯方法によると、鋳型と
ノズルとの隙間を２闘開けたにもかかわらず漏鋼による
鋳込み不能等の事故はなく、安定して鋳込みを実施する
ことができた。また、ノズル側壁部に凝固シェルの生成
が認められたものの、シェルによる耐火物の欠損はなく
、安定な鋳込みを継続することができた。このようにし
て得られた鋳片の表面性状は極めて良好で、特に２重肌
は皆無であった。そして、ノロカミも樋による従来法に
比べて半減し、鋳片内の介在物レベルも、ｆＪｓ型内の
湯面における酸化がなくなったことがら酸欠に、得られ
た本発明法を適用した鋳片を冷間圧延したところ、溶湯
供給樋や従来のノズルを使用した比較材に比べて特に表
面疵の低減が著しいことがわかった。

上述のように、この発明によれば、表面肌が良好で非金
属介在物混入も少なく、しかも鋳片厚さ１２０頭以下と
いう高品質の薄鋳片をも安定・確実に製造することがで
き、金属薄板材の製造コストを一段と低下することが可
能となるなど、工業上有用々効果がもたらされるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的なツインベルトキャスターの鋳込
状態の概略模式図、第２図は従来の給湯装置の例を示し
た概略斜視であシ、第２図（ａ）、第２図（ｂ）、第２
図（Ｃ）、第２図（ｄ）はそれぞれ別の例を示したもの
、第３図は第２図（ｄ）に示した浸漬ボックスノズルを
用いた溶湯供給状況を示す概略模式図、第４図は本発明
方法のツインベルトキャスターへの溶湯供給状況を示す
概略模式図、第５図は本発明方法において使用される給
湯用ノズルの１例を示す要部概略斜視図、第６図は本発
明方法において使用される給湯用ノズルの別の例を示す
要部概略図であ）、第６図（ａ）はその平面図で、第６
図（ｂ）はその正面図、第７図は側壁内面に傾斜を設け
ていないノズルの説明図であシ、第７図（ａ）はその平
面図、第７図（ｂ）はその斜視図、第８図はノズル側壁
内面の傾斜角を決定する際に考慮すべき鋳込み速度と鋳
込み方向に直角方向への溶湯差し込み速度とによって定
まる合成速度方向の説明図である。 図面において、 １・・・上プーリ−、１′・・・下プーリ−，２・・・
上ヘル）　、　２／・・・下ヘルド。 ３・・・ダムブロック、４・・・溶湯供給装置、５・・
・鋳型白金属溶湯、 ６・・・鋳片、　７・・・給湯装置、 ８、・９．　、、４．２　ｊ・・タンディツシュ、１０
・・・湯面（自由表面）、 １１・・・給湯用ノズル。 出願人　住友金属工業株式会社 出願人　富　１）　和　夫　ほか１名 す１図 ψ３図 第４図 ≠５図 学６暦 第７図 第８図 ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上下ベルトと左右ダムブロックとで構成されるツインベ
   ルトキャスターの鋳型上手側に、上下ベルト外表５で画
   定される鋳型縦断面形状に対応Ｉまた輪郭をもって＃ｊ
   型型線線部相当部まで上下壁を越えて延長され、かつ内
   側面が幅方向に傾斜して拡開した側壁を有する＠型幅全
   幅寸法の給湯用ノズルを、前記側壁部先端を鋳型直線部
   に達せしめるとともに該鋳型内面とノズル外周面間に最
   大２龍の隙間を置いて内挿配置し、鋳型内溶湯の自由表
   面を前記給湯用ノズル根元部に続くタンディツシュ内に
   維持しつつ給湯を続けることを特徴とする。ツインベル
   トキャスターへの溶湯供給方法。