JPH06304703A - 複合金属材料の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複合金属材料を連続鋳造するに際し、鋳片の
表層厚みのばらつきを抑えること。 【構成】 内層用タンディッシュ１ａ及び表層用タンデ
ィッシュ１ｂにそれぞれ設けられた加熱装置４ａ，４ｂ
により内層用タンディッシュ１ａ内の内層用溶鋼３ａと
表層用タンディッシュ１ｂ内の表層用溶鋼３ｂをそれぞ
れ所定の温度に維持しながら鋳型６内の上下に異なる位
置にそれぞれ注入して表層８ａと内層８ｂからなる複合
金属材を鋳造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表層部と内層部の組成
が異なる複合金属材料を液状金属から連続的に製造する
方法に関し、特に、鋳片の表層厚みのばらつきを抑えた
連続鋳造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造においては、タンディッシュ内
の溶鋼を鋳型内に注入し、溶鋼を鋳型に接触させて冷却
することにより表層側から凝固させがら鋳型から引き抜
くことにより鋳片を製造している。この連続鋳造の際に
は、タンディッシュ内の溶鋼の温度が鋳造される鋳片の
品質、鋳造歩留或いは操業の安定性に大きな影響を与え
る。このため、従来からタンディッシュ内の溶鋼の温度
を所定の温度に維持するための手段が種々講じられてい
る。

【０００３】たとえば、特開昭５９−２１４５４号公報
や特開昭５７−７００６６号公報には、タンディッシュ
内の溶鋼を一定の適正温度内に維持するための溶湯加熱
装置を設けることが開示されている。上記特開昭５９−
２１４５４号公報に記載の装置においては、タンディッ
シュ本体に対して一体的に電磁誘導加熱装置からなる溶
鋼加熱部を設け、タンディッシュ内の溶鋼を一定の適正
温度内に保持するようにしている。また、上記特開昭５
７−７００６６号公報に記載の装置においては、タンデ
ィッシュを囲むように鉄心を設け、この鉄心を加熱コイ
ルで励磁することによりタンディッシュ内の溶湯を誘導
加熱して、溶湯温度を適正温度（１５２５〜１５５０
℃）内に維持している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複合金
属材料を連続鋳造する場合には、上記公報に記載の加熱
装置を単に連続鋳造に適用しただけでは、品質の高い複
合金属材料を鋳造することはできない。以下、その理由
について説明する。

【０００５】複合金属材料を「２タンディッシュ−１鋳
型法」で連続鋳造する場合には、異種溶融金属すなわち
２種類の溶湯を二つのタンディッシュにそれぞれ貯留し
ておき、各タンディッシュからの溶湯を鋳造方向に異な
る位置において鋳型内に注入している。上方に注入され
た溶湯は鋳型に接触して冷却・凝固し表層を形成し、下
方に注入された溶湯は表層に接触して冷却・凝固し内層
を形成する。表層用の溶湯の熱は鋳型により奪われると
共に、溶湯自体は下方に移動しているので、表層の厚み
は溶湯が下方に進むにしたがって厚くなるが、内層の形
成が開始されると表層の成長は停止し、表層の厚みは略
一定となる。この表層の内側に内層が形成されて複合金
属材料が鋳造される。

【０００６】このようにして鋳造された複合金属材料
は、内層と表層の２層から構成されているが、表層の厚
みは溶湯の温度の影響を受ける。すなわち、一般的に
は、溶湯の温度が低い程、早い時点で凝固が開始するた
め表層の厚みは厚くなる。更に、表層用の溶湯の温度と
内層用の溶湯の温度の高低関係によっても表層の厚みは
影響を受ける。たとえば、表層用の溶湯の温度が一定に
維持されていたとしても内層用の溶湯の温度が高い場合
には、表層凝固シェルが内層用の溶湯により再溶解され
て、表層の厚みは薄くなる。このように、複合金属材料
を連続鋳造する場合には、溶湯の温度は単に鋳片の表面
性状に影響を与えるだけではなく、表層用の厚みにも大
きな影響を与える。

【０００７】先に述べた特開昭５７−７００６６号公報
には、タンディッシュ内の溶湯の温度を１５２５〜１５
５０℃の範囲内に一定範囲に維持することが開示されて
いるが、目標温度±１２．５℃程度の精度の温度制御で
は、単一金属材料の連続鋳造の場合には問題なくても、
複合金属材料を連続鋳造する場合には表層用の厚みを一
定に維持することはできない。

【０００８】そこで本発明は、複合金属材料を連続鋳造
するに際し、鋳片の表層厚みのばらつきを抑えることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の複合金属材料の
連続鋳造方法は、前記目的を達成するため、内層用タン
ディッシュ及び表層用タンディッシュにそれぞれ設けら
れた加熱装置により内層用タンディッシュ内の内層用金
属と表層用タンディッシュ内の表層用金属をそれぞれ所
定の温度に維持しながら鋳型内の上下に異なる位置にそ
れぞれ注入して表層と内層からなる複合金属材料を鋳造
することを特徴とする。

【００１０】また本発明の複合金属材料の連続鋳造方法
は、前記目的を達成するため、内層用取鍋内に貯留され
た内層用金属を内層用タンディッシュに注入すると共に
加熱装置により加熱され略一定温度に維持された外層用
取鍋内に貯留された外層用金属を外層用タンディッシュ
に注入し、前記内層用タンディッシュ内の内層用金属と
前記表層用タンディッシュ内の表層用金属を鋳型内の上
下に異なる位置にそれぞれ注入して表層と内層からなる
複合金属材料を鋳造することを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明においては、内層用金属と
表層用金属とがそれぞれ所定の温度に制御された状態で
鋳型内の注入され連続鋳造が行われるので、表層用金属
が凝固する位置が一定に維持され、複合金属材料の連続
鋳造する際の表層の厚みのばらつきが小さくなる。

【００１２】また、請求項２記載の発明においては、長
時間鋳造となる表層溶湯が加熱されるので、表層溶湯の
温度低下が防止され一定温度に維持される。これによ
り、複合金属材料の連続鋳造する際の表層の厚みのばら
つきが小さくなる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明を実施するための装置の一例
を示す図である。図１は、「２タンディッシュ−１鋳
型」法を採用した連続鋳造装置を示しており、図におい
て、１ａは内層用タンディッシュ、１ｂは表層用タンデ
ィッシュであり、内層用タンディッシュ１ａ内には内層
溶湯３ａが貯留され、表層用タンディッシュ１ｂ内には
表層溶湯３ｂが貯留される。また、内層用タンディッシ
ュ１ａには内層用タンディッシュ溶鋼加熱装置４ａが、
また、表層用タンディッシュ１ｂには表層用タンディッ
シュ溶鋼加熱装置４ｂが設けられている。なお、何れの
加熱装置４ａ，４ｂも、溶湯を直接或いは電磁誘導等に
より加熱する加熱要素と、溶湯の温度を検出する温度セ
ンサーと、この温度センサーにより検出された溶湯の温
度が目標温度と一致するように加熱要素の動作・不動作
を制御する自動温度制御装置と協働して内層溶湯３ａと
表層溶湯３ｂの温度が目標温度に近づくように内層溶湯
３ａと表層溶湯３ｂを加熱する。内層用タンディッシュ
１ａの底面には内層用浸漬ノズル５ａが、また、表層用
タンディッシュ２ａの底面には表層用浸漬ノズル５ｂが
連結されており、更に、内層用タンディッシュ１ａと表
層用タンディッシュ２ａの内部には、内層用浸漬ノズル
５ａと表層用浸漬ノズル５ｂへの内層溶湯３ａと表層溶
湯３ｂの供給を制御する内層用ストッパー２ａと表層用
ストッパー２ｂとが設けられている。内層用浸漬ノズル
５ａと表層用浸漬ノズル５ｂとは長さが異なっており、
それぞれ鋳型６の内部に向かって垂直方向に伸延してい
る。鋳型６の外周の湯面レベルから所定の距離だけ下方
の位置に、鋳造方向に垂直な方向に磁力線が延在する如
く静磁場帯を形成させる静磁界発生装置７が設けられて
いる。

【００１４】次に、上述した装置の動作について説明す
る。

【００１５】内層用ストッパー２ａと表層用ストッパー
２ｂとが引き上げられると、内層用タンディッシュ１ａ
内の内層溶湯３ａは、長い内層用浸漬ノズル５ａを介し
て静磁界発生装置７により形成される静磁場帯より下側
に供給され、また、表層用タンディッシュ１ｂ内の表層
溶湯３ｂは、短い表層用浸漬ノズル５ｂを介して静磁場
帯より上側に供給される。

【００１６】表層用浸漬ノズル５ｂを介して供給された
表層溶湯３ｂは、鋳型６に接触して冷却・凝固して表層
８ｂが形成される。表層溶湯３ｂの熱は鋳型６により奪
われると共に、表層溶湯３ｂ自体は鋳片の引き抜きに伴
って下方に移動しているので、表層８ｂの厚みは溶湯が
下方に進むにしたがって厚くなる。また、内層用浸漬ノ
ズル５ａを介して供給された内層溶湯３ｂは、表層８ｂ
の内面に接触して冷却・凝固して鋳型６の中心よりやや
下よりの位置から内層８ａが形成され始める。この内層
８ａの形成が開始されると表層８ｂの成長は停止し、表
層８ｂの厚みは略一定となる。このように表層の内側に
内層が形成されて複合金属材料が鋳造される。

【００１７】上述した連続鋳造装置における連続鋳造の
際には、時間の経過にしたがって内層用タンディッシュ
１ａ内の内層溶湯３ａの温度、及び、表層用タンディッ
シュ１ｂ内の表層溶湯３ｂの温度は徐々に低下する。ま
た、温度低下のパターンは、内層溶湯３ａ，表層溶湯３
ｂの初期温度、貯留量、比熱等の差により異なってく
る。このため、連続鋳造された複合金属材料の表層８ｂ
の厚みがばらついてしまうおそれがある。そこで本発明
においては、内層用タンディッシュ溶鋼加熱装置４ａに
より内層用タンディッシュ１ａ内の内層溶湯３ａを加熱
すると共に、表層用タンディッシュ溶鋼加熱装置４ｂに
より表層用タンディッシュ１ｂ内の表層溶湯３ｂを加熱
を加熱して、内層溶湯３ａと表層溶湯３ｂのそれぞれの
温度を目標温度±２．５℃の精度で制御している。な
お、目標温度は鋳造する金属の種類によって予め決定さ
れる。

【００１８】図２は、温度制御の精度と表層の厚みのば
らつきとの関係を示すグラフであり、このグラフから判
るように、温度制御の精度が±２．５℃の近傍で急激に
低下している。したがって、目標温度±２．５℃の精度
で制御することにより、表層の厚みを高精度で制御でき
る。なお、表層の厚みのばらつきとは、鋳片長手方向の
表層厚みのばらつきを意味しており、たとえば、表層厚
み２０ｍｍ（鋳片厚み２５０ｍｍ）をベースにすると１
０％のばらつきとは２ｍｍのばらつきがあることを意味
する。

【００１９】また、内層溶湯３ａと表層溶湯３ｂとの目
標温度は独立に設定されるが、それぞれの目標温度のば
らつきを±２．５℃以内にしないと安定した厚みが得ら
れれない。

【００２０】図３は、本発明を実施するための装置の他
の例を示す図である。なお、図１に示す装置と対応する
部材等には同一符号を付している。図３は、「２取鍋−
２タンディッシュ−１鋳型」法を採用した１連続鋳造装
置を示しており、図３に示す例においては、内層用タン
ディッシュ１ａに内層溶湯３ａを供給する内層用取鍋９
ａと、表層用タンディッシュ１ｂに表層溶湯３ｂと供給
する表層取鍋９ａとが設けられており、表層取鍋９ａに
は、表層用取鍋溶鋼加熱装置１０が設けられている。こ
の表層用取鍋溶鋼加熱装置１０は、たとえば、電磁誘導
によるジュール熱で表層溶湯３ｂを加熱するものであ
り、図示しない表層溶湯３ｂの温度を検出する温度セン
サー、検出温度と目標温度とを比較して表層用取鍋溶鋼
加熱装置１０の動作・不動作を制御する自動温度制御装
置と協働して、表層溶湯３ｂの温度が目標温度に近づく
ように表層溶湯３ｂを加熱する。

【００２１】複合金属材料を連続鋳造する際には、鋳型
６に注入される全溶湯の量に対する表層溶湯３ｂの割合
は１０〜３０％である。したがって、内層用取鍋９ａと
表層用取鍋９ｂの容量が等しいとすれば表層用取鍋９ｂ
内の表層溶湯３ｂは、内層用取鍋９ａ内の内層溶湯３ａ
に比べ長時間、たとえば、２００〜１０００分取鍋内に
残留することになる。このため表層溶湯３ｂの温度降下
量が大となり、連続鋳造時間が長くなるにつれて表層の
厚みが厚くなって表層の厚みにばらつきが生じる。そこ
で図３に示す例においては、消費量の少ない表層溶湯３
ｂを貯留する表層取鍋９ｂに表層用取鍋溶鋼加熱装置１
０を設けて、表層溶湯３ｂを加熱している。これによ
り、鋳造に長時間を要する場合にも最後まで表層溶湯３
ｂの温度を一定に維持することができ、一定の厚みを有
する表層８ｂを形成することができる。

【００２２】なお、図１に示すようなタンディッシュに
おける加熱に加えて、図３に示すような取鍋での加熱を
併用することもでき、この場合には、双方で温度制御を
行うことになるので、タンディッシュのみの溶湯加熱に
比べて長時間における溶鋼温度の制御を安定且つ容易に
行うことができ、鋳片の表層厚みのばらつきを一層小さ
くすることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
少なくとも表層溶湯を加熱するようにしたので、表層溶
湯の温度低下が防止される。これにより、表層の厚みの
ばらつきを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施するための装置の一例を示す図
である。

【図２】 温度制御精度と表層厚みのばらつきとの関係
を示すグラフである。

【図３】 本発明を実施するための装置の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１ａ 内層用タンディッシュ １ｂ 表層用タンディッシュ ２ａ 内層用タンディッシュストッパー ２ｂ 表層用タンディッシュストッパー ３ａ 内層溶湯 ３ｂ 表層溶湯 ４ａ 内層用タンディッシュ溶鋼加熱装置 ４ｂ 表層用タンディッシュ溶鋼加熱装置 ５ａ 内層用浸漬ノズル ５ｂ 表層用浸漬ノズル ６ 鋳型 ７ 静磁場発生装置 ８ａ 内層 ８ｂ 表層 ９ａ 内層用取鍋 ９ｂ 表層用取鍋 １０ 表層用取鍋溶鋼加熱装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内層用タンディッシュ及び表層用タンデ
   ィッシュにそれぞれ設けられた加熱装置により内層用タ
   ンディッシュ内の内層用金属と表層用タンディッシュ内
   の表層用金属をそれぞれ所定の温度に維持しながら鋳型
   内の上下に異なる位置にそれぞれ注入して表層と内層か
   らなる複合金属材料を鋳造することを特徴とする複合金
   属材料の連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 内層用取鍋内に貯留された内層用金属を
   内層用タンディッシュに注入すると共に加熱装置により
   加熱され略一定温度に維持された外層用取鍋内に貯留さ
   れた外層用金属を外層用タンディッシュに注入し、前記
   内層用タンディッシュ内の内層用金属と前記表層用タン
   ディッシュ内の表層用金属を鋳型内の上下に異なる位置
   にそれぞれ注入して表層と内層からなる複合金属材料を
   鋳造することを特徴とする複合金属材料の連続鋳造方
   法。