JPS6055209B2 - 溶融金属特に鋼を水平ストランド鋳造するための方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融金属特に鋼を水平ストランド鋳造する
ための方法およびその方法の実施に特に好適な装置に関
し、該水平ストランド鋳造の際に、冷却した水平ストラ
ンド鋳造鋳型内の鋳造金属は貯蔵タンク中の重力の影響
下にあり、しかも電磁的に発生した付加力が鋳造方向に
おいて鋳造金属に作用している。

水平ストランド鋳造は、冷却する鋳造ストランドを水
平に曲げなくてもよく、同様に経費のかかるその高さに
組立てるフレームを省略できる。

接続の転向装置を有する垂直鋳造、楕円形湾曲鋳造また
は円形湾曲鋳造に比べて、水平鋳造の場合に曲げてエネ
ルギを必要としないものである。 フレーム高さ近くに
垂直に配置したストランド鋳造装置のいつそう大きい出
費に対して、水平鋳造は、特に鋳造金属の冷却時に鋳造
ストランドの水平位置に原因がある所定の難点に遭遇す
る。水平の鋳造方法では、鋳造金属の凝固の際に発生す
る間隙が溶融金属によつてもとどおりに充填されず、か
つ該間隙が鋳型ストランドの上方横断面領域へ移行する
ことを除去てきないものである。鋳造金属の不純物は、
分解および沈殿の際にある一定の非対称の基になつてい
る。水平ストランド鋳造用の装置にはいくつはの不完全
さが認められている。

この装置がストランドを引き出すための原則に従つて作
動し、その際に鋳造金属が貯蔵タンクから水平ストラン
ド鋳造鋳型へ流入する限り、貯蔵タンクと水平ストラン
ド鋳造鋳型との連結部はたえず該装置における危険な個
所である。鋳造温度が１５００℃以上になる溶融金属の
特性に応じて、たとえば貯蔵タンク、吐出管、水平スト
ランド鋳造鋳型のような高度使用の装置部品は、数回の
鋳込み後に容易に分解修理できなければならない。他方
では、冶金学上の必要条件によつて、たとえば鋳造金属
を上方開口の溝だけで貯蔵タンクからストランド鋳造鋳
型へ導入するほどまで、装置部品を単純化することはで
きないものである。西ドイツ特許第１２９６７４７号公
報（国際分類Ｂ２２Ｄｌｌ／１０）において、貯蔵タン
クから金属溶融物を補給するために、該貯蔵タンクと水
平ストランド鋳造鋳型との間に水平チャンネルを取付け
ることが既に提案されており、その際に電磁ポンプを該
チャンネルの回りに設置している。

電磁ポンプの目的は、溶融金属を水平ストランド鋳造鋳
型内で常に圧力下に保つことであり、それによつて水平
ストランド鋳造鋳型の空間内の高い充填度も達成しよう
としている。この公知の解決策は、結果において、提案
された設計によつてふつう凝固時に製品の上部に生じる
中空空間（間隙）をもつと回避できるかまたは少なくと
も十分に減少で．きることに基づいている。水平ストラ
ンド鋳型内を加圧する別の効果は、鋳造金属と水平スト
ランド鋳造鋳型の壁との熱交換を改善して凝固を容易に
させる点に見い出される。この公知の方法は、確かに十
分に気密下で働く．ので、溶融金属の再酸化を恐れる必
要はない。

しかしながら、耐熱材料の水平チャンネルの利用のもと
に水平ストランド鋳造鋳型を貯蔵タンクと連絡すること
は、比較的高い熱損失および溶融金属の不都合に長い搬
送行程に帰着するのみならず、・運転時に制御および操
作が全くむづかしく、しかも故障しやすい不都合な装備
にもまた帰着するものである。本発明の根底には、鋳造
金属を最短行程ですなわち温度損失なしで水平に鋳込み
、の際に狭くて長い補給チャンネルを回避し、すなわち
時間単位当りに多量の鋳造金属を鋳込み、かつ特に水平
ストランド鋳造鋳型内の充填度をより大きい鋳型横断面
のためにいつそう上昇させるというプロセス技術的な課
題があり、ならびに、貯蔵タンクと水平ストランド鋳造
鋳型との間の独立性を確立し、かつそれによつて水平ス
トランド鋳造鋳型および別の装置部品を容易に調達でき
かつ分解取りはず・しできるという装置技術的な課題が
ある。

本発明の課題のプロセス技術的な部分を解決するには、
貯蔵タンク中の溶融金属液面を、鋳造時に鋳込み開口に
開く水平ストランド鋳造鋳型の鋳型横断面の周囲におけ
る少なくとも最高点の高さに連続的に保持し、かつ結果
として生じる電磁軸力を、水平ストランド鋳型の長さ以
内で、水平ストランド鋳造鋳型の開口横断面において溶
融金属に少なくとも平衡を保たせる程度に制御し、その
間に鋳造ストランドを連続的に引き出している。この措
置の独特の利点は、溶融金属柱体が水平ストランド鋳造
鋳型内部の任意の縦区間においてそのつど制御可能な圧
力で逆作用され、かつ同時に逆作用した力が一部は貯蔵
タンク中の溶融金属柱体の圧力としてまた他の一部は電
磁的に発生した軸力として構成されるという認識に基づ
いている。水平ストランド鋳造鋳型は鋳込み開口におい
て閉鎖されていないけれども、提案した方法に基づいて
、鋳造金属を多量かつ非常に簡単な仕方で補給すること
がうまくいく。その際に、補給行程が非常に短いので、
非常に正確な温度制御を鋳込み時に守ることができる。
さらに、鋳造金属は、このような方法の場合には空気中
の酸素によつて再酸化を受けることがない。この方法で
は、溶融金属を水平ストランド鋳造鋳型へ問題なしに供
給することができる。本発明に係る方法は、結局、水平
ストランド鋳造鋳型の内部で溶融金属圧力、鋳造速度お
よび電磁力をほとんど完全に同調させるのに適している
。

さらに、冷却工程の際に水平ストランド鋳造鋳型の縦区
間内での溶融金属圧力の影響は、貯蔵タンク中の鋳造液
面を鋳造横断面の最深点を越えて水平ストランド鋳造鋳
型の鋳造横断面高さの数倍に保持することによつて抑止
することができる。

この方法の付加的改良に従つて、鋳造速度用の制御容量
としての電磁力を平衡力よりも高くなるように調節し、
それから必要な鋳造速度へ下向きに制御することを提案
している。この際に、電磁的に発生した力は、貯蔵タン
クの内部で溶融金属の圧力に逆作用するので、貯蔵タン
クから溶融金属流れを所望の限度に制動することができ
る。本発明に係る方法を実施するための装置は、タイプ
に応じて、実施的に水平ストランド鋳造鋳型に直列接続
した貯蔵タンクと、ストランド軸線の回りに延びる電気
的に励磁可能な電磁スプールとからなる。本発明の課題
の装置技術的な部分を、その装置に基づいて解決するに
は、貯蔵タンクには水平ストランド鋳造鋳型の中へ突入
する区間を有する水平に延びる吐出管を取付け、かつ電
磁スプールは水平ストランド鋳造鋳型の内部にある吐出
管の区間における少なくともほぼ縦区間まで延びている
。

この解決策で、運転時において継続的な制御可能性の基
となつている貯蔵タンクおよび水平ストランド鋳造鋳型
の独立性を保証している。さらに、この配置によつて、
水平ストランド鋳造鋳型の内部で溶融金属前線を形成し
、すなわち片側開口の水平ストランド鋳造鋳型の水平漏
出を回避させるという課題を初めて解決している。この
装置はさらに改良してもよい。

このような改良は、電磁スプールが鋳込み開口で水平ス
トランド鋳造鋳型よりも抜き出ていると明らかになる。
この措置で、溶融金属前線が水平ストランド鋳造鋳型に
おける鋳込み開口の端に到達しえないことを保証してい
る。溶融金属前線の調節と、同時に水平ストランド鋳造
鋳型の出口にあるストランド表皮厚さの制御とは、別の
特徴に基づいてさらに補強させることができる。

このために、電磁スプールをストランド軸線の方向に調
節可能に据付けることを提案している。さらに、水平ス
トランド鋳造鋳型の内面と注入管の外面との間の空間に
おける誘導磁場の得るべき集中化は、吐出管がその外面
によつて水平ストランド鋳造鋳型の内面とともに環状ス
リットを形成するような設計に基づいて達成している。

この際に、電気誘導力は、その作用によつて熱を供給で
き、ならびにバッキングの働きをする環状空間での凝固
を回避できるように、全く有利に自然に作用する。水平
ストランド鋳造鋳型の内部でストランド表皮を形成させ
るために、他の本発明の特徴によつて吐出管が少なくと
もその管口領域において先細りの外輪部部を有すること
が支持作用する。

この措置によつて、吐出管がこの構成によつて常に溶融
金属に作用しかつ凝固ゾーンの形成を妨げないことを保
証している。しかも、運転にとつて、貯蔵タンクがスト
ランド軸線の方向に調節可能であると好都合である。

ここで、この調節可能性は、水平ストランド鋳造鋳型に
関連する調整可能性と、貯蔵タンクを水平ストランド鋳
造鋳型からできるだけ迅速に除去できるかまたは逆に鋳
造開始の際に設定できることに関する調整可能性との意
味である。この設計によつて、水平ストランド鋳造鋳型
の完全な調達ならびに貯蔵タンクの分離操作を保証して
いる。さらに、溶融金属の補給にとつて好都合な条件で
ある一定の冷却比は、貯蔵タンクが垂直方向に調整可能
であることによつて達成している。結局、提案した装置
は、水平ストランド鋳造のいつそう広範の領域にも適用
できるものである。これに関する提案に従つて、貯蔵タ
ンクは多ストランド鋳造装置用の分配タンクとして設計
し、かつ２個の隣接した鋳造進路の間隔をおいて１本の
吐出管を備えている。ここでもまた、既に述べた特徴が
本発明の改良として有益になつてくる。本発明の装置技
術的な部分の一実施例を図面にｌ示し、かつ次に詳細に
説明する。さらに、本発明に係る方法を装置に基づいて
説明する。水平ストランド鋳造設備（第１図）には、取
鍋１から筒口２を経て溶融金属を供給する。

その際に、１５００℃以上の温度を有するたとえば鋼の
よう７な溶融金属は貯蔵タンク３に達し、該貯蔵タンク
３はシャッタ４によつて水平ストランド鋳造鋳型５から
分離可能である。水平ストランド鋳造鋳型５の内部で形
成された鋳造ストランド６は、冷却ゾーン７において十
分に冷却され、かつこの時間フの間に駆動フレーム８に
よつて搬送されて、その際にロール通路９を経てガス切
断ロール通路１０上へ輸送され、そしてその後にガス切
断機１１によつて部分長さに切断される。切断された部
分長さ材は、横搬送区間１２で別の加工を行なう。貯蔵
タンク３は吐出管１３を備え（第２図）、該吐出管１３
は水平ストランド鋳造鋳型５の内部へ水平に延びている
。吐出管１３の長さは、時間単位当り補給される鋳造金
属量に間接的に左右され、かつ水平ストランド鋳造鋳型
５の寸法に直接的に左右される。吐出管１３は、水平ス
トランド鋳造鋳型５内の適用した冷却強さと、ストラン
ド軸線１４と鋭角を成す見込むべきストランド表皮形成
部６ａとに対応させて、徐々に先細に設計している。先
細になつた外輪部部１５の代りに、段階的な先細り体が
用いられてもよく、該先細り体は管口領域１６において
設定する。吐出管１３は耐火性材料からなり、該耐火性
材料から通常鋼ストランド鋳造設備用の浸漬筒口を製造
している。水平ストランド鋳造鋳型５は、公知のように
銅から製造し、水で冷却され、さらに形成した鋳造スト
ランド６を継続的に内面５ａから解放するために、スト
ランド軸線１４に対して同中心状に振動駆動装置１７に
よつて往復運動させる。同様に、ストランド軸線１４な
いし水平ストランド鋳造鋳型５に対して同中心状に電磁
スプール１８を配置している。

この電磁スプール１８は、固定または振動する水平スト
ランド鋳造鋳型５を連結するか、または図示したように
分離した台枠１９上に固着し、該台枠１９は電気エネル
ギ補給，用および冷却水用の必要な接続部を有する。電
磁スプール１８は縦区間２０を越えて延び、該縦区間２
０は同時に吐出管１３のある一定の区間１３ａに重なる
。本発明と関連してある「重合度」によつて配置した同
中心の縦区間であつて電磁スプ！−ル１８、ストランド
鋳造鋳型５および吐出管１３の該縦区間は、実際上「電
気バルブ」を形成し、該電気バルブは流れ方向２１に反
した溶融金属の逆流を阻止する。運転時に鋳込み開口２
２で開いた水平ストラン５ド鋳造鋳型５は、安全上の理
由から電磁スプール１８から所定の距離だけさらに突き
出ている。

この距離は、溶融金属前線２３が生じる場所に応じて、
さらに補足的に変更してもよい。そのために、電磁スプ
ール１８は、ローラ２４によつてス４トランド軸線１４
と平行な軌道２５上で方向２６にを調整可能である。こ
の際に、電気誘導力を環状スリット２７に集中させるこ
とができ、該環状スリット２７は水平ストランド鋳造鋳
型５の内面５ａと吐出管１３の外面２８とで形成してい
る。さらに、溶融金属前線２３の他の調整可能性は、貯
蔵タンク３に固着した吐出管１３の浸液深さによつて生
じる。図示したように、貯蔵タンク３は同様にローラ２
４上に据付け、かつ方向２６に調整可能である。しかも
、案内軌道２９は押上げテーブル３０上に静置し、該押
上げテーブルは液圧の押上け駆動装置３１によつて垂直
方向３２に高さ調節可能である。この高さ調節可能性は
、）とりわけ吐出管１３をストランド軸線１４に同心調
節するのに役だつている。運転時において、ストランド
軸線１４の方向または、この軸線１４と垂直の方向にお
ける吐出管１３の調整は、水平ストランド鋳造鋳型５の
内部で溶融金属の所望の流れ経過を生じさせるために好
都合になつている。本発明に係る方法は次のように行な
う。鋳造工程の始めに、水平ストランド鋳造出口５ｂは
通常の始動ストランド頭部によつて閉鎖し、かつ内面５
ａに向かつて充填材料を用いて密閉する。図示したよう
に、シャッタ４は同様に閉じる。鋳造金属が取鍋１から
貯蔵タンク３へ流入し、そして鋳造液面３３が少なくと
も水平ストランド鋳造鋳型５の内面５ａの高さになつた
らすぐに、シャッタ４を開き、そして電磁スプール１８
を起動させる。その際に、溶融金属前線２３が生じる。
この局面において、生じている鋳造ストランド６の引き
出しは駆動フレーム８によつて行ない、その際に引張力
を始めに始動ストランドに伝達する。この初期局面の終
わり頃に、電磁スプール１８の力を鋳造液面３３の高さ
に応じて連続的に電気的に制御する。この制御において
、必要ならば電磁スプール１８の方向２６用の駆動装置
および垂直方向３２用の押上げ駆動装置３１は、いつし
よに動作させるべきである。必要ならば、方向２６への
貯蔵タンク３の移動ないし吐出管１３の移動もまた、こ
の制御において考慮すべきである。次に本発明の好適な
実施態様を別記する。

Ｉ貯蔵タンク中の鋳造液面を、鋳造横断面の最深点を越
えて水平ストランド鋳造鋳型の鋳造横断面高さの数倍に
保持することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の方法。

■ 鋳造速度用の制御容量としての電磁力を平衡力より
も高くなるように調節し、それから必要な鋳造速度へ下
向きに制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項
または前第１項に記載の方法。

■ 電磁スプール１８は、鋳込み開口２２で水平ストラ
ンド鋳造鋳型５より抜き出ていることを特徴とする特許
請求の範囲第２項に記載の方法。

■ 電磁スプール１８は、ストランド軸線１４の方向２
６に調節可能に据付けていることを特徴とする特許請求
の範囲第２項または前第■項に記載の装置。

■ 吐出管１３は、その外面２８によつて水平ストラン
ド鋳造鋳型５の内面５ａとともに環状スリット２７を形
成していることを特徴とする特許請求の範囲第２項また
は前第■項および第■項のいずれかに記載の装置。

■ 吐出管１３は、少なくともその管口領域１６におい
て先細りの外輪部部１５を有することを特徴とする特許
請求の範囲第２項または前第■項から第■項のいずれか
に記載の装置。

■ 貯蔵タンク３は、ストランド軸線１４の方向２６に
調節可能であることを特徴とする特許請求の範囲第２項
または前第■項から第■項のいずれかに記載の装置。

■ 貯蔵タンク３は垂直方向に調整可能であることを特
徴とする特許請求の範囲第２項または前第■項から第■
項のいずれかに記載の装置。

■ 貯蔵タンク３は、多ストランド鋳造装置用の分配タ
ンクとして設計し、かつ２個の隣接した鋳造進路の間隔
をおいてそれぞれ１本の吐出管１３を備えることを特徴
とする特許請求の範囲第２項または前第■項から第■項
のいずれかに記載の装置。図面の簡単な説明第１図は水
平ストランド鋳造設備の全景を示す側面図、第２図は貯
蔵タンク、水平ストランド鋳造鋳型および電磁スプール
の部分を拡大して示す垂直横断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平ストランド鋳造の際に、冷却した水平ストラン
   ド鋳造鋳型内の鋳型金属は、貯蔵タンク中の重力の影響
   下にあり、しかも電磁的に発生した付加力が、鋳造方向
   において鋳造金属に作用する溶融金属特に鋼を水平スト
   ランド鋳造するための方法において、貯蔵タンク中の溶
   融金属液面は、鋳造時に鋳込み開口に開く水平ストラン
   ド鋳造鋳型の鋳型横断面の周囲における少なくとも最高
   点の高さに連続的に保持し、かつ結果として生じる電磁
   軸力は、水平ストランド鋳型の長さ以内で、水平ストラ
   ンド鋳造鋳型の開口横断面において溶融金属に少なくと
   も平衡を保たせる程度に制御し、その間に鋳型ストラン
   ドを連続的に引き出すことを特徴とする溶融金属特に鋼
   を水平ストランド鋳造するための方法。 ２ 実質的に、水平ストランド鋳造鋳型に直列接続した
   貯蔵タンクと、ストランド軸線の回りに延びる電気的に
   励磁可能な電磁スプールとからなる溶融金属特に鋼を水
   平ストランド鋳造するための装置において、貯蔵タンク
   ３には、水平ストランド鋳造鋳型５の中へ突入する区間
   １３ａを有する水平に延びる吐出管１３を取付け、かつ
   電磁スプール１８は、水平ストランド鋳造鋳型５の内部
   にほぼ縦区間２０まで延びることを特徴とする溶融金属
   特に鋼を水平ストランド鋳造するための装置。