JPS63144847A - ベルト式連続鋳造機のベルト冷却装置 - 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】 （産業上の利用分野） 金属ベルトと鋳型短辺とで囲まれる鋳造空間を備えるベ
ルト式連続鋳造機のベルト冷却装置に関してこの明細書
では、主に金属ベルトと鋳型短辺との間に溶融金属が差
し込んで生じる鋳張りを解消することについての開発研
究の成果を述べる。

（従来の技術） 特開昭５８−３８６４２号公報には、固定側板と循環体
、すなわち鋳型短辺と金属ベルトとで囲まれた鋳造空間
を備えたベルト式連続鋳造機についての開示がある。

該ベルト式連続鋳造機は金属ベルトの背面に設置した冷
却パッドから供給される冷却水によって、金属ベルトと
冷却パッドとの間に水膜を形成し、金属ベルトの冷却お
よび支持を行うのが一般的である。

（発明が解決しようとする問題点） ところで金属ベルトにかかる外力は、金属ベルトに加わ
る張力や鋳片シェルの矯正反力の変動などによって、金
属ベルトの両側端域とその他の領域とで異なるため、各
領域での水膜厚みも均一にならず、とくに金属ベルト両
側端域の水膜厚みが薄くなると、金属ベルトと鋳型短辺
との間隙が大きく開いてそこに溶鋼が侵入し、鋳張りの
発生原因となる。

しかしながら上記公報に開示の技術には、鋳張りの防止
についての記載はない。

したがって鋳張りの発生を防止するため、鋳片幅変更に
対応して金属ベルｌ−Ｊ面に形成する水膜を所定の厚み
に保持するよう水膜圧力を調整し、鋳型短辺と金属ベル
トとの間隙をなくすことが必要である。

また、特開昭６１−１１５６５２号公報に、従来のベル
ト式連続鋳造装置にあっては、長辺面用金属ベルトの両
側端部に、溶融金属および鋳片のいずれにも接触しない
部分Ａが存在し、この部分Ａの温度が、金属ベルトの幅
方向中央部近くに位置し溶融金属もしくは鋳片と接触す
る部分Ｂの温度に比して著しく低くなるため、部分Ａ、
Ｂのベルト長さ方向への熱膨張量が大きく異なり、この
結果として、部分Ｂの伸長が部分Ａによって拘束される
ことになり、部分Ｂには鋳込み方向の波打ちが生じるの
で、ベルトの長さ方向に作用する大きなストレスによっ
てその金属ベルトの耐久性が著しく低下し、また、鋳片
表面にベルトの波打ち形状が転写されて鋳片の平坦回度
が悪くなるという問題について記載されている。

したがって金属ベルトの耐久性低下および鋳片の表面平
坦回度の悪化を改善するため、ベルトの両側端部を加熱
することに関する要請も強い。

さらに鋳片幅変更を実施し狭幅鋳片を鋳造する際には、
金属ベルト両側端部の冷却は必要なく、冷却水流量はご
くわずかで良いため、幅変更に伴ってベルト両側端部（
特に鋳型短辺のない部分）の冷却水流量を節約すること
への要請もある。

そこで上記した要請をそれぞれ満足し得るベルト冷却装
置を提供することが、この発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、溶融金属及び凝固鋳片を所定の距離にわた
って保持するための間隙を維持しつつ循環移動する、対
向配置した１対の金属ベルトと、該金属ベルトの両側部
に対向配置した１対の鋳型短辺とで鋳造空間を構成する
ベルト式連続鋳造機の金属ベルトの背面に対向する複数
の給水口を有する給水ヘッダー及び同じく金属ベルトの
背面に対向する複数の排水口を有する排水ヘッダーをそ
なえるベルト冷却装置において、上記給水ヘッダー及び
排水ヘッダーを鋳造方向に列状に設置し、各ヘッダー内
を回転可能な隔壁により区画し、該各区画空間と連通ず
る給水口又は排水口を、鋳片幅変更における鋳型短辺の
移動に対応した隔壁の回転移動によって、金属ベルトの
幅方向に変更可能とする構成になるベルト式連続鋳造機
のベルト冷却装置である。

さてこの発明に従うベルト冷却装置（以下単に冷却装置
という）を、図面について説明する。

第１図はベルト式連続鋳造機における冷却装置の組込み
構造の１例を示し、図中１．　２は、所定の距離にわた
って溶鋼や凝固シェルを保持するための間隙を維持しつ
つ、複数のガイドロール３ａ。

３ｂ＋　３ｃ＋　４ａ、　４ｂ＋　４ｃを介して軸回移
動する対向して配置された長辺面となる金属ベルトで、
さらにこれらの金属ベルトの側縁近傍で金属ベルト１゜
２と緊密に接している鋳型短辺５，６とで鋳造空間を構
成している。特に、鋳型短辺５，６は、注入ノズル７の
径が約１００　龍以上であり、製造する薄鋳片８の厚み
が５０ｍｍ以下であるために、上部が広幅で下部に向う
に従って順次先細りとなり、下部で一定の幅となる略逆
三角形で、耐火物の内張り層５ａ、　６ａを備えている
。

そして金属ベルト１，２の背面には冷却装置として、複
数の給水口ＩＯと排水口１１を備える冷却パッド９が配
設されている。この冷却パッドの給水口１０は、第２図
（ａ）に示すように金属ベルトの幅方向に対応して列設
され、次の列に排水口１１を設け、以下冷却パッド９の
縦方向、即ち鋳造方向に給水口の列と排水口の列を交互
に設けである。そして給水口１０から流出する冷却水を
排水口１１に流入させることにより、第２図（ｂｌに示
すように金属ベルト１と冷却パッド９との間に水膜１２
を形成し金属ベルトを冷却・支持している。

即ち、この水膜１２は、鋳造空間内の溶鋼より受ける熱
により金属ベルトが昇温しないように冷却する役割を果
すとともに、金属ベルトに加わる溶鋼静圧に代表される
負荷を支持しかつ金属ベルトと冷却装置間を非接触状態
にし金属ベルトが摩滅することを防止する役割を果して
いる。

さらに冷却パッド９の内部には、第２図（ｂ）に示すよ
うに、給水口１０および排水口１１の列に対応させて円
筒状の給水ヘッダー１６および排水ヘッダー１７を鋳造
方向に列設している。

給水ヘッダー１６及び排水ヘッダー１７の内部には、第
３図に示すように、スパイラル状の隔壁１８を備えた制
御棒１９を回転可能に挿入してあり、よって給水及び排
水ヘッダー１６．１７内に隔壁１８によって区画される
１個以上の溝状の通路を形成する。

これらの制御棒１９を、給水ヘッダー１６又は排水ヘッ
ダー１７の内部にて回転させると、隔壁１８は円筒状の
ヘッダー内壁に接しながら回転する。隔壁１８が回転す
ると、給水口ＩＯあるいは排水口１１の列と接する隔壁
１８の位置がその列に沿って移動することとなり隔壁１
８によって区画された各通路と連通ずる給水口１０、あ
るいは排水口１１を変化させることができる。

したがって鋳片幅変更に伴なう鋳型短辺５．６の移動に
追随させて鋳型短辺と鋳造空間との境界と対応するよう
隔壁１８を移動すれば、種々の形態での給水又は排水位
置の鋳片幅変更に伴う変更を行うことができる。

例えば第４図に示すように、鋳型短辺５の移動に伴ない
制御棒１９を回転させ、給水形Ｂ（この図の場合鋳造空
間に対応する部分は通常圧力の給水、鋳型短辺に対応す
る部分は高圧給水が流れる。）および排水位置（鋳型短
辺下部では排水しない）を変更することができる。

（作　用） 次に目的に応じた制御棒の適用について詳しく説明する
。

まず鋳張りの発生を防止するためには、金属ベルトと鋳
型短辺と接する部分、特に鋳造空間に近い側の部分での
水膜圧力を高めて、金属ベルトと鋳型短辺を緊密に接触
させ、また鋳造空間に対応する部分では溶鋼静圧につり
あう適当な水圧となる給水を行うことにより、ベルトの
膨らみによる鋳片形状の悪化を防ぐ。そこで金属ベルト
の側端部と中央部との給水圧力の異なる領域を、鋳片幅
の変更に伴う鋳型短辺の移動に対応して変化させる場合
に用いて好適な制御棒について述べる。

第３図（ａ）に示すように、鋳型短辺５．６に対応する
金属ベルト１の背面部分へ供給する高圧給水を、高圧給
水管２０から給水ヘッダー１６の端部に導入し、給水ヘ
ングー１６内の制御棒１９の隔壁１８にて仕切られた溝
２１を介して高圧給水を冷却パ・ノド９の鋳型短辺５，
６に対面する給水口より流出させる。

一方、鋳造空間に対応する金属ベルト１の背面の中央部
には通常圧力の給水を行う。すなわち給水管２２から給
水ヘッダー１６の中央部に通常圧力で給水する。鋳片幅
が最も狭い時は、給水ヘッダー１６から直接冷却パッド
９の中央部の給水口１０を介して給水する。そして鋳片
幅が広くなるにしたがって、通常圧力給水の一部分を制
御棒１９の端面に形成した開口２３から制御棒１９内に
導き、鋳型短辺５．６に近い部分の鋳造空間に対応する
部分へ流出させる。高圧給水と通常圧力給水との通路は
制御棒１９の隔壁１８によって仕切られ、給水ヘッダー
１６の内部で混合することはない。また制御棒１９を回
転することにより高圧および通常圧力給水の供給位置を
変更できる。

次に第５図（ａ）に示すところに従い詳しく述べる。

まず高圧給水を制御棒１９の一端部から隔壁１８で仕切
られたスパイラル状の溝２１に導入する。一方通常圧力
の給水を制御棒１９の他端部（冷却パッド中央側）の開
口２３から制御棒１９の溝２４へと導く。

これら２つの系統の給水は制御棒１９にスパイラル状に
形成した隔壁１８により仕切られている。

最小鋳片幅のときは鋳型短辺５は一＠、、の位置にあり
、給水口列に制御棒１９の■のラインが一致するように
回転させる。このとき高圧給水はＷ、からＩＡ２の範囲
の給水口から供給され、通常圧力の給水は−１より内側
（冷却パッドの中央側）の給水口から供給されるため、
鋳型短辺５に対応する部分には高圧給水が、中央部には
通常圧力の給水が供給されることになる。

次に鋳片幅を最小鋳片幅から大きくするに従って、鋳型
短辺の位置はら、７からも、８の方へ移動するため、制
御棒１９ものから■のラインの方へと回転させる。これ
により高圧給水は賀、から−２より外側の部分へ、通常
圧力も１より外側の部分へ給水される。さらに鋳片幅を
広げて最大鋳片幅とした場合は、鋳型短辺５の位置は−
□８であり、制御棒１９における■ラインが給水口列に
一致するまで制御棒１９を回転させる。この時高圧給水
はＷ４から−５の範囲の給水口から供給され、通常圧力
の給水はＷ、より内側の給水口から供給される。以上の
ように鋳片幅変更に伴って鋳型短辺５がＬｉｎから礼、
つまで移動するのに同期して制御棒１９を回転させるこ
とにより、高圧給水は給水口１〜賀。

からＬ〜讐、まで、通常圧力給水は〜１から〜−３まで
の範囲にその供給位置を変更することが可能となる。

また鋳張りを防止するために排水口の位置も鋳型短辺５
の移動に伴って変更し、鋳型短辺に対応する部分の排水
口はすべて閉じ、鋳造空間に対応する部分からのみ排水
を行う。よって鋳型短辺に対応する金属ベルト背面の水
膜圧力を高くすることができ、鋳張りの防止に効果的で
ある。

制御棒には、第３図（ｂ）に示すような制御棒１９Ａを
用いる。最小鋳片幅の場合は鋳造空間に対応する部分の
冷却水は排水口から直接排水ヘッダー１７に排水され排
水管２２Ａから排出される。鋳型短辺に対応する部分へ
供給された冷却水は、排水口１１が制御棒１９Ａの隔壁
１８により閉塞されているため、排出されない。

鋳片幅を最小鋳片幅よりも広くした場合は、制御棒１９
Ａを回転させることにより、鋳造空間の鋳型短辺５の近
傍に対応する部分の冷却水は排水口１１から制御棒１９
Ａの溝２５を通り端面の開口２３から排出ヘッダー１７
に流れ込み排水管２２Ａから排出される。

さらに制御棒１９八について、第５図（ｂ）にて説明す
る。

制御棒１９Ａにはスパイラル状の隔壁１８で仕切られた
溝２５があり、排水は排水口１１からこの制御棒周囲の
溝２５に導入され開口２３から排出される。最小鋳片幅
の場合は、鋳型短辺５はＷｍＬｎの位置にあり、制御棒
１９Ａを排水口列の位置に■ラインが一致するように回
転させる。この時１より外側の排水口は隔壁１８によっ
て閉塞されるため、−１から内側の部分でのみ排水が行
われる。次いで鋳片幅を最小鋳片幅から広くするのに従
って、鋳型短辺の位置をＷｍＬｎから■、□の方へ移動
し、これに伴ない制御棒１９Ａも◎から■ラインの方へ
回転させる。これにより水膜からの排水は−、から外側
の方まで排水されるようになる。さらに鋳片幅を広げて
最大鋳片幅としたときは、鋳型短辺５の位置はＷａａｘ
であり、制御棒１９Ａをその■ラインが排水口列に一致
するまで回転させる。この時水膜からの排水は匈２から
内側の部分で排水される。

以上のように、鋳片幅の変更に伴なって鋳型短辺５はＬ
ｉｎからり□８まで移動するのに同期して制御棒１９を
回転させることにより、排水位置を〜Ｗ、から〜匈２ま
での範囲に変更することができる。

次にベルト両端部に加熱を施すことについて述べる。す
なわち冷却パッド９の両端部から温水（約９５℃）を供
給しベルト両端部の加熱を行い、鋳造空間に対応する部
分には通常の温度の冷却水を流す。これを鋳片幅変更に
同期させて温水供給の位置を変化させるために制御棒１
９Ｂを用いる。

第３図（Ｃ）に示すように、金属ベルト端部を加熱する
高温給水は、高温給水管２６から給水ヘッダー１６の端
部に供給される。この高温給水を給水ヘングー１６内に
設置した制御棒１９Ｂの隔壁１８で仕切られた溝２７を
通して冷却パッド９の端部付近の給水口１０から供給す
る。一方鋳造空間ｃｉ対応する部分ヘ供給する通常温度
の給水は給水管２２から給水ヘッダー１６の中央部に導
かれ、鋳片幅が最も狭い時は給水ヘッダーから直接中央
部の鋳造空間に対応する給水口１０からすべて供給され
る。また鋳片幅を広くするに従って、通常温度給水の一
部分を制御棒１９Ｂの端面の開口２３から制御棒１９Ｂ
内へ導いて、鋳型短辺５近傍の鋳造空間に対応する部分
へ供給する。高温給水と通常温度の給水とは制御棒１９
Ｂの隔壁１８によって仕切られて流れるため、給水ヘッ
ダー１６の内部で混合することはない。また制御棒１９
Ｂを回転することにより高温および通常温度の給水の流
出位置を変更できる。

さらに制御棒１９Ｂについて第５図（Ｃ）に従い説明す
る。

まず高温給水を制御棒１９Ｂの端部から隔壁１８で仕切
られたスパイラル状の溝２７に導く。一方通常温度の給
水は制御棒１９Ｂの内側（冷却パッド中央側）の端面に
開いている開口２３から制御棒１９Ｂの溝２８へ導入す
る。これらの２つの系統の給水流路は制御棒１９Ｂにス
パイラル状に形成した隔壁１８により仕切られている。

最小鋳片幅の時は鋳型短辺５は龍、７の位置にあり、給
水口列に制御棒１９Ｂの■ラインを一致させるように回
転させる。すると高温給水を１からＷ４の範囲の給水口
から供給でき、もより外側の部分の金属ベルトが加熱さ
れる。また通常温度の給水は１の内側（冷却パッドの中
央側）の給水口から行われる。また鋳片幅を最小鋳片幅
から広くするに際し、鋳型短辺の位置を！Ａｌ１１Ｍ、
、からう、、の方へ移動するが、これに伴なって制御棒
１９Ｂを■から■ラインの方へ回転させる。すると高温
給水の給水幅は狭くなり、通常温度給水の幅は広くなる
。そして鋳片幅が最大鋳片幅に達したとき、すなわち鋳
型短辺５が’／Ｊｍａｘの位置にあるときは制御棒１９
Ｂをその［Ｆ］ラインが給水口列に一致するまで回転さ
せる。このとき高温給水はイ、からＷ４の範囲の給水口
１０から供給され、−３より外側の部分に対応する金属
ベルトが加熱される。また通常温度の給水は−２より内
側（冷却パッド中央側）の給水口から供給される。

以上のように鋳片幅変更に伴なって鋳型短辺５が一＋ｅ
ｉｎからＷ□８まで移動するのに同期して制御棒１９Ｂ
を回転することにより、高温給水は匈、より外側の範囲
から匈、より外側の範囲に、通常温度給水は−、より内
側の範囲からＷ、より内側の範囲に、それぞれ供給位置
を変更することが可能となる。

従って、鋳片の外側の部分に対応する金属ベルトの加熱
を、幅変更に応じて行うことができる。

さらに金属ベルト両端部の冷却水流量を節約するために
、幅変更に応じて両端部の給水口を閉じることができる
制御棒１９Ｃを用いる場合について述べる。これは特に
鋳型短辺の無い部分（冷却バンドの鋳片出側部分）に対
して有効であり、鋳型短辺のある部分においては鋳張り
防止のために高圧給水を行うために制御棒１９Ｃは適用
しない。

さて第３図（ｄ）に示すように、給水は給水管２２から
給水ヘッダー１６に導入され、中央部の給水口ｌＯから
供給されるとともに、端部への給水は、給水ヘッダー内
にある制御棒１９Ｃの溝２９を通り給水される。

鋳型短辺に対応する部分の給水口は制御棒の隔壁１日に
より閉じられており、給水流量を節約することができる
。制御棒１９Ｇは第５図（ｄ）に展開図を示したように
、排水時に使用する制御棒１９Ａと同タイプのものであ
る。制御棒１９Ｃにはスパイラル状の隔壁１８で仕切ら
れた溝２９があり、制御棒１９Ｃの中央側端面に開いて
いる開口２３からこの溝２９に給水が入り込んで給水口
１０から供給され、このとき隔壁１８で閉じられた給水
口からは給水されない。

鋳片最小幅の時は鋳型短辺５が讐１，７の位置にあり、
制御棒１９Ｃは給水口列の位置にその◎ラインが一致す
るように回転させる。このとき１より外側の給水口１０
は隔壁１８によって閉塞されているため給水されず、Ｗ
ｌより内側でのみ給水が行われる。

そして鋳片幅を最小鋳片幅から広くするのに従って、鋳
型短辺５の位置をＷ、、ｌｉｎから１゜の方へ移動する
が、これに伴い制御棒１９Ｃも◎から■ラインの方向へ
回転させる。これにより給水口の閉じられる位置力作、
から誓２の方へ移動し、給水幅が広くなる。最大鋳片幅
のときは鋳型短辺５の位置はＷ＋＋＋ｓｘであり、制御
棒１９Ｃをその■ラインが給水口列に一致するまで回転
させれば、Ｗ２より外側の給水口１０では給水されず、
Ｗ２より内側でのみ給水される。したがって鋳片幅の変
更に伴なって制御棒１９Ｃを回転させることにより給水
位置を〜讐、から〜６まで変更でき、鋳片より外側の部
分に対応する位置での給水を止めることができ、冷却水
の節約につながる。

なお以上説明した制御棒１９．１９Ａ、　１９ｔＳ及び
１９Ｃは、金属ベルトの鋳造方向の各部分に対応して適
宜組み合わせて使用することが望ましい。

（発明の効果） この発明によれば、鋳片幅の変更を実施した場合におい
ても、次の（１）〜（３）の効果を期待し得る。

（１）鋳張りの発生を防ぐことができ、鋳張りに起因す
る操業上のトラブルを回避することができる。

（２）ベルト両側端部を加熱することができ、ベルトの
波打ちの防止、金属ベルトの鋳込方向に発生する応力の
緩和により、ベルトの耐久性の低下および鋳片の表面平
坦百度悪化を改善することができる。

（３）ベルト両側端部の給水をカットでき給水流量の節
約ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルト式連続鋳造機の説明図、第２Ｍは冷却装
置の説明図で、同図（ａｌは正面図、同図（ｂｌは側断
面図、 第３図は冷却装置の制御棒の説明図で、同図（ａ）は鋳
張り防止用高圧給水供給用制御棒の説明図、同図（ｂｌ
は排水用制御棒の説明図、同図（Ｃ）はベルト端部加熱
用制御棒の説明図、同図（ｄ）は冷却給水節約用制御棒
の説明図、 第４図は鋳張り防止用高圧給水供給用制御棒および排水
用制御棒の冷却パッドへの取付状態の説明図、 第５図は冷却装置制御棒の展開図および断面図で、同図
（ａｌは鋳張り防止用高圧給水供給用制御棒の展開図、
同図ｆｂ）は排水用制御棒の展開図、同図（Ｃ）はベル
ト端部加熱制御棒の展開図、同図（ｄ）は冷却給水節約
用制御棒の展開図である。 １．２−ｍ−金属ベルト ３ａ〜３ｃ、　４ａ〜４ｃｍガイドロール５．６−・・
鋳型短辺　　　７−・注入ノズル８−鋳片　　　　　　
　９−冷却パッド１〇−給水口　　　　　　１１・−・
排水口１２−水膜　　　　　　　１６−給水ヘッダー１
７−排水ヘッダー　　　１８−・−隔壁１９、１９八、
　１９Ｂ、　１９Ｃ・−制御棒２〇−高圧給水管　　　
　２２−給水管２２Ａ・・−排水管 ２１、２４．２５．２７．２８．２９−・・溝２３・−
開口　　　　　　　２６−高温給水管第１図 図 （ｂ） 第３図 第４図 ｑン＋去Ｐへ０ツＦ”

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融金属及び凝固鋳片を所定の距離にわたって保持
   するための間隙を維持しつつ循環移動する、対向配置し
   た１対の金属ベルトと、該金属ベルトの両側部に対向配
   置した１対の鋳型短辺とで鋳造空間を構成するベルト式
   連続鋳造機の金属ベルトの背面に対向する複数の給水口
   を有する給水ヘッダー及び同じく金属ベルトの背面に対
   向する複数の排水口を有する排水ヘッダーをそなえるベ
   ルト冷却装置において、 上記給水ヘッダー及び排水ヘッダーを鋳造 方向に列状に設置し、各ヘッダー内を回転可能な隔壁に
   より区画し、該各区画空間と連通する給水口又は排水口
   を、鋳片幅変更における鋳型短辺の移動に対応した隔壁
   の回転移動によって、金属ベルトの幅方向に変更可能と
   する構成になるベルト式連続鋳造機のベルト冷却装置。