(57)【要約】【課題】不活性ガスを液化した液化ガスを溶融金属の湯面上において均一に気化させることができ、溶融金属の湯面を不活性ガスで覆うことで外気から遮断して、安定して鋳造を行うことが可能な薄肉鋳片の製造装置を提供する。【解決手段】回転する一対の冷却ドラム１１，１１と一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属３を供給し、冷却ドラム１１の周面に凝固シェルを形成・成長させて、薄肉鋳片１を製造する薄肉鋳片の製造装置１０であって、前記溶融金属プール部及び冷却ドラム１１の上方には、チャンバー２０が配設され、このチャンバー２０内に不活性ガスを液化した液化ガスを導入する液化ガス導入部４０が設けられており、チャンバー２０内の前記溶融金属プール部の上方には、液化ガス導入部４０によって導入された液化ガスを含浸して気化させる気化器３０が配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて、薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造装置であって、
前記溶融金属プール部及び前記冷却ドラムの上方には、チャンバーが配設され、
このチャンバー内に不活性ガスを液化した液化ガスを導入する液化ガス導入部が設けられており、
前記チャンバー内の前記溶融金属プール部の上方には、前記液化ガス導入部によって導入された液化ガスを含浸して気化させる気化器が配設されていることを特徴とする薄肉鋳片の製造装置。
【請求項２】
前記チャンバー内において、前記気化器の高さ位置を調整する高さ調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の薄肉鋳片の製造装置。
【請求項３】
前記高さ調整手段は、前記冷却ドラムの周面に沿って前記気化器の高さ位置を調整することを特徴とする請求項２に記載の薄肉鋳片の製造装置。
【請求項４】
前記液化ガス導入部は、液化ガスホルダと、この液化ガスホルダから前記チャンバー内に液化ガスを導入する液化ガス導入管と、を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の薄肉鋳片の製造装置。
【請求項５】
回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて、薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法であって、
前記溶融金属プール部及び前記冷却ドラムの上方には、チャンバーが配設され、前記チャンバー内の前記溶融金属プール部の上方には、不活性ガスを液化した液化ガスを含浸して気化させる気化器が配設されており、
前記気化器に前記液化ガスを導入し、前記溶融金属プール部の湯面を不活性ガスで覆うことを特徴とする薄肉鋳片の製造方法。
【請求項６】
前記溶融金属プール部の湯面高さに応じて前記気化器の高さ位置を調整し、前記気化器の前記湯面からの高さ位置を一定の範囲に維持することを特徴とする請求項５に記載の薄肉鋳片の製造方法。
【請求項７】
前記チャンバー内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０が１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の範囲内となるように、前記液化ガスを前記チャンバー内に導入することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の薄肉鋳片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給して薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属の薄肉鋳片を製造する装置として、内部に水冷構造を有し互いに逆方向に回転する一対の冷却ドラムを備え、一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させ、一対の冷却ドラムの外周面にそれぞれ形成された凝固シェル同士をドラムキス点で圧着して所定の厚さの薄肉鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造装置（薄肉鋳片の製造装置）が提供されている。このような薄肉鋳片の製造装置は、各種金属において適用されている。
【０００３】
上述の薄肉鋳片の製造装置においては、例えば特許文献１に示すように、冷却ドラムの上方に配置されたタンディッシュから浸漬ノズルを介して溶融金属プール部に溶融金属が連続的に供給され、回転する冷却ドラムの周面上で溶融金属が凝固成長して凝固シェルが形成される。そして、各冷却ドラムの周面に形成された凝固シェルがドラムキス点で圧着され、薄肉鋳片が製出される。
【０００４】
このような薄肉鋳片の製造装置においては、モールドパウダー等を用いておらず、溶融金属を冷却ドラムに直接接触させている。このため、溶融金属プール部の湯面は、雰囲気ガスに曝されることになる。
そこで、上述の薄肉鋳片の製造装置においては、溶融金属プール部を囲むようにチャンバーが配設され、このチャンバー内を不活性ガス雰囲気とすることにより、溶融金属の酸化等を抑制している。
【０００５】
上述の薄肉鋳片の製造装置においては、鋳型となる冷却ドラムが回転していることから、チャンバーと冷却ドラムの接点で摺動するため、わずかに隙間が生じている。また、チャンバー内は高温環境となるため、チャンバー自体が熱変形し、隙間の形状が経時的に変化する。よって、チャンバーの密封度を上げて、外部の大気ガスの侵入を完全に防ぐことは困難であった。
このため、上述の薄肉鋳片の製造装置を用いて薄肉鋳片を製造する場合には、チャンバー内の圧力を外気よりも高くなるように、チャンバー内への不活性ガスの導入量を増加し、外気の侵入を抑制している。
【０００６】
しかしながら、チャンバー内への不活性ガスの導入量を増加した場合には、不活性ガスの吹き込みによる溶融金属の湯面の波立ちや溶融金属の温度低下が発生し、凝固が不安定となるおそれがあった。また、チャンバー内の圧力を上昇させると、隙間の大きい箇所と小さい箇所とで、ガスの噴き出す速度や圧力に差が生じ、圧力が低い箇所から外気を吸い込み、却って密封性が低下するおそれがあった。
【０００７】
そこで、例えば特許文献２には、チャンバー内の溶融金属プール部の近傍に、不活性ガスを液化した液化ガスを滴下することが提案されている。
この特許文献２においては、不活性ガスを液化した液化ガスを溶融金属の湯面付近で気化させることによって、溶融金属と外気との接触防止を図っている。また、少ないガス量で溶融金属の湯面を外気から遮断することで、チャンバー内の圧力が必要以上に上昇しない構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２８３８６９号公報
【特許文献２】特開昭６１−１８０６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献２に示すように、液化ガスを溶融金属の湯面の近傍に滴下した場合には、滴下した箇所で即座に液化ガスが気化してしまい、溶融金属の湯面全体を不活性ガスで覆うことは非常に困難であった。また、液化ガスが気化するときの気化熱により、溶融金属が局所的に冷却され、凝固異物が発生し、凝固シェルの形成が乱れるおそれがあった。
また、サイド堰の近傍においては、冷却ドラムとサイド堰とが接触しているため、外気が侵入しやすい箇所であるともに、溶融金属が滞留しやすい箇所である。このため、サイド堰の近傍に液化ガスを滴下した場合には、特に溶融金属の温度が低下して凝固異物が発生しやすく、鋳造が不安定となるおそれがあった。
【００１０】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、不活性ガスを液化した液化ガスを溶融金属の湯面上において均一に気化させることができ、溶融金属の湯面を不活性ガスで覆うことで外気から遮断して、安定して鋳造を行うことが可能な薄肉鋳片の製造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る薄肉鋳片の製造装置は、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて、薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造装置であって、前記溶融金属プール部及び前記冷却ドラムの上方には、チャンバーが配設され、このチャンバー内に不活性ガスを液化した液化ガスを導入する液化ガス導入部が設けられており、前記チャンバー内の前記溶融金属プール部の上方には、前記液化ガス導入部によって導入された液化ガスを含浸して気化させる気化器が配設されていることを特徴としている。
【００１２】
この構成の薄肉鋳片の製造装置によれば、チャンバー内の前記溶融金属プール部の上方に、不活性ガスを液化した液化ガスを含浸して気化させる気化器が配設されているので、チャンバー内に導入された液化ガスが気化器に含浸された状態で気化されるため、前記溶融金属プール部の湯面上で液化ガスを均一に気化させることができ、前記溶融金属プール部の湯面を不活性ガスで覆うことで外気から遮断して、安定して鋳造を行うことが可能となる。
すなわち、液化ガスを導入した箇所のみではなく、気化器の全体で液化ガスが気化するので、溶融金属の湯面全体を不活性ガスで覆うことができ、前記溶融金属プール部の湯面を外気から遮断することができる。
【００１３】
ここで、本発明の薄肉鋳片の製造装置においては、前記チャンバー内において、前記気化器の高さ位置を調整する高さ調整手段が設けられていることが好ましい。
この場合、溶融金属プール部の湯面高さが変動した場合であっても、前記気化器の溶融金属の湯面からの高さ位置を一定に保つことができ、安定して液化ガスを気化させて溶融金属の湯面を不活性ガスで覆うことが可能となる。
また、鋳造開始時は、気化器を退避させておくことにより、溶融金属の注入時において発生するスプラッシュ等が、気化器に付着することを抑制できる。
【００１４】
さらに、本発明の薄肉鋳片の製造装置においては、前記高さ調整手段は、前記冷却ドラムの周面に沿って前記気化器の高さ位置を調整することが好ましい。
この場合、溶融金属プール部の湯面高さが変動した場合であっても、溶融金属プール部の冷却ドラム近傍に気化器を配置することができ、安定して液化ガスを気化させて溶融金属の湯面を不活性ガスで覆うことが可能となる。
【００１５】
また、本発明の薄肉鋳片の製造装置においては、前記液化ガス導入部は、液化ガスホルダと、この液化ガスホルダから前記チャンバー内に液化ガスを導入する液化ガス導入管と、を備えていることが好ましい。
この場合、液化ガスホルダを有しているので、チャンバー内に液化ガスを安定して導入することができる。また、液化ガス導入管の中で液化ガスが気化した場合であっても、逆流するガスを液化ガスホルダで受けることができ、液化ガスホルダの上流側の設備の損傷等を抑制できる。
【００１６】
本発明に係る薄肉鋳片の製造方法は、回転する一対の冷却ドラムと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ドラムの周面に凝固シェルを形成・成長させて、薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法であって、前記溶融金属プール部及び前記冷却ドラムの上方には、チャンバーが配設され、前記チャンバー内の前記溶融金属プール部の上方には、不活性ガスを液化した液化ガスを含浸して気化させる気化器が配設されており、前記気化器に前記液化ガスを導入し、前記溶融金属プール部の湯面を不活性ガスで覆うことを特徴としている。
【００１７】
この構成の薄肉鋳片の製造方法によれば、前記チャンバー内の前記溶融金属プール部の上方に配設された気化器に不活性ガスを液化した液化ガスを導入し、前記チャンバー内を不活性ガス雰囲気としているので、気化器に含浸させた状態で液化ガスを気化させることにより、前記溶融金属プール部の湯面上で液化ガスを均一に気化させることができる。よって、溶融金属の湯面を不活性ガスで覆うことで外気から遮断することができ、安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００１８】
ここで、本発明の薄肉鋳片の製造方法においては、前記溶融金属プール部の湯面高さに応じて前記気化器の高さ位置を調整し、前記気化器の前記湯面からの高さ位置を一定の範囲に維持する構成としてもよい。
この場合、融金属プール部の湯面高さが変動した場合であっても、前記気化器の前記湯面からの高さ位置を一定の範囲に維持するので、安定して液化ガスを気化させて溶融金属の湯面を不活性ガスで覆うことが可能となる。
【００１９】
また、本発明の薄肉鋳片の製造方法においては、前記チャンバー内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０が１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の範囲内となるように、前記液化ガスを前記チャンバー内に導入する構成としてもよい。
この場合、前記チャンバー内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０を１０Ｐａ以上とすることで、チャンバー内への外気の侵入を的確に抑制し、さらに安定して鋳造を行うことが可能となる。また、前記チャンバー内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０を５００Ｐａ以下とすることで、シール部の一部からシールガスが不均一に噴出することによるチャンバー内への外気の吸い込みを抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
上述のように、本発明によれば、不活性ガスを液化した液化ガスを溶融金属の湯面上において均一に気化させることができ、溶融金属の湯面を不活性ガスで覆うことで外気から遮断して、安定して鋳造を行うことが可能な薄肉鋳片の製造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態である薄肉鋳片の製造方法を実施する際に用いられる薄肉鋳片の製造装置の概略説明図である。
【図２】図１に示す薄肉鋳片の製造装置の溶鋼プール部近傍の断面説明図である。
【図３】図１に示す薄肉鋳片の製造装置の溶鋼プール部近傍の斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施形態である薄肉鋳片の製造装置及び薄肉鋳片の製造方法について、添付した図面を参照して説明する。以下の実施形態においては、鋳造する対象金属を鋼として説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
ここで、本実施形態において製造される薄肉鋳片１を構成する鋼種としては、例えば、０．００１〜０．０１％Ｃ極低炭鋼、０．０２〜０．０５％Ｃ低炭鋼、０．０６〜０．４％Ｃ中炭鋼、０．５〜１．２％Ｃ高炭鋼、ＳＵＳ３０４鋼に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４３０鋼に代表されるフェライト系ステンレス鋼、３．０〜３．５％Ｓｉ方向性電磁鋼、０．１〜６．５％Ｓｉ無方向性電磁鋼等（なお、％は、質量％）が挙げられる。
また、本実施形態においては、製造される薄肉鋳片１のサイズとして、例えば、幅が５００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の範囲内、厚さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内とされている。
【００２４】
本実施形態に係る薄肉鋳片の製造装置１０は、図１に示すように、一対の冷却ドラム１１、１１と、薄肉鋳片１を支持するピンチロール１２、１２、および、１３、１３と、一対の冷却ドラム１１、１１の幅方向端部に配設されたサイド堰１５と、これら一対の冷却ドラム１１、１１とサイド堰１５とによって画成された溶鋼プール部１６に導入される溶鋼３を保持するタンディッシュ１８と、このタンディッシュ１８から溶鋼プール部１６へと溶鋼３を導入する浸漬ノズル１９と、を備えている。
【００２５】
この薄肉鋳片の製造装置１０においては、溶鋼３が回転する冷却ドラム１１，１１に接触して冷却されることにより、冷却ドラム１１，１１の周面の上で凝固シェル５、５が成長し、一対の冷却ドラム１１，１１にそれぞれ形成された凝固シェル５、５同士がロールキス点で圧着されることによって、所定厚みの薄肉鋳片１が鋳造される。
【００２６】
図２に、図１における溶鋼プール部１６周辺の拡大説明図を示す。本実施形態である薄肉鋳片の製造装置１０においては、図２に示すように、溶鋼プール部１６及び冷却ドラム１１，１１の上方には、チャンバー２０が配設されている。
このチャンバー２０の端部は、回転する冷却ドラム１１，１１の周面に摺接されていることから、このチャンバー２０の端部と冷却ドラム１１，１１の周面との間には、わずかな隙間が生じている。
【００２７】
そして、本実施形態に係る薄肉鋳片の製造装置１０においては、図２に示すように、チャンバー２０内に不活性ガスを液化した液化ガスを導入する液化ガス導入部４０が設けられている。なお、不活性ガスを液化した液化ガスとしては、アルゴンガス、窒素ガス等を用いることが好ましい。
また、チャンバー２０内の溶鋼プール部１６の上方には、上述の液化ガス導入部４０によって導入された液化ガスを含浸して気化させる気化器３０が配設されている。
【００２８】
この気化器３０は、上述のように液化ガスが含浸される構造とされており、例えば、セラミックスフィルター、セラミックスファイバーシート、セラミックスウール等の耐熱性を有する多孔質体で構成されている。
本実施形態では、気化器３０は、枠体に上述の多孔質体のシート材を張り付けた構造とされている。
【００２９】
ここで、気化器３０を構成する多孔質体のシート材の厚さは２ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
気化器３０を構成する多孔質体のシート材の厚さを２ｍｍ以上とすることにより、気化器（多孔質体のシート材）に液化ガスを十分に含浸させることが可能となる。一方、気化器を構成する多孔質体のシート材の厚さを４０ｍｍ以下とすることにより、輻射熱が効率的に伝達され、含浸された液化ガスを的確に気化させることが可能となる。
なお、気化器３０を構成する多孔質体のシート材の厚さの下限は５ｍｍ以上とすることが好ましく、１０ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。また、気化器３０を構成する多孔質体のシート材の厚さの上限は３０ｍｍ以下とすることが好ましく、２５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。
【００３０】
本実施形態においては、気化器３０は、図３に示すように、冷却ドラム１１の軸線に沿って延在していることが好ましい。
なお、気化器３０は、冷却ドラム１１の軸線方向端部から５０ｍｍ以内の範囲には配置しないことが好ましい。これは、冷却ドラム１１の軸線方向端部にはサイド堰１５が配設されており、溶鋼３の温度が低下しやすい領域であることから、気化熱によるさらなる溶鋼３の温度低下を抑制するためである。
【００３１】
また、本実施形態においては、図２及び図３に示すように、チャンバー２０内において気化器３０の高さ位置を調整する高さ調整手段３５が設けられていることが好ましい。
さらに、この高さ調整手段３５は、気化器３０を冷却ドラム１１の周面に沿って移動させることによって、高さ位置を調整する機構とされていることが好ましい。
【００３２】
また、本実施形態においては、液化ガス導入部４０は、図２に示すように、液化ガスホルダ４２と、この液化ガスホルダ４２へ不活性ガスの液化ガスを供給する液化ガス供給手段４３と、この液化ガスホルダ４２からチャンバー２０内に液化ガスを導入する液化ガス導入管４１と、液化ガスホルダ４２内の内圧を調整する圧力調整手段４４と、を備えていることが好ましい。
そして、本実施形態では、図２及び図３に示すように、液化ガス導入管４１の先端が気化器３０に連結されており、この液化ガス導入管４１によって、気化器３０がチャンバー２０内において支持されている。
【００３３】
また、本実施形態においては、図２に示すように、チャンバー２０内の圧力を測定するチャンバー内圧力測定器２５が配設されている。
本実施形態においては、圧力調整手段４４によって、液化ガスホルダ４２の内圧を調整することにより、液化ガス導入管４１を介して、チャンバー２０内に液化ガスが導入されるように構成されている。
【００３４】
次に、本実施形態である薄肉鋳片の製造装置１０を用いた薄肉鋳片の製造方法について説明する。
【００３５】
まず、一対の冷却ドラム１１，１１の間にダミーシート（図なし）を挿入する。このとき、気化器３０は、高さ調整手段３５によって、溶鋼プール部１６から離間した位置に退避させておく。この状態で、タンディッシュ１８から浸漬ノズル１９を介して溶鋼プール部１６に向けて溶鋼３を注入する。
溶鋼プール部１６中の溶鋼３の湯面が所定位置になった時点で、冷却ドラム１１，１１を回転させる。さらに、高さ調整手段３５によって、気化器３０を溶鋼プール部１６の上方へと配置する。
そして、液化ガス導入部４０によってチャンバー２０内に液化ガスを導入し、気化器３０に液化ガスを含浸させて気化させる。なお、チャンバー２０の体積や鋳造条件等によって異なるが、液化ガスの導入量は、概ね１００ｃｃ／ｍｉｎ以上１０００ｃｃ／ｍｉｎ以下の範囲内とすることが好ましい。
【００３６】
本実施形態では、チャンバー２０内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０が１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の範囲内となるように、液化ガスをチャンバー２０内に導入することが好ましい。
チャンバー２０内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０を１０Ｐａ以上とすることにより、チャンバー２０内に外気が侵入することを的確に抑制することが可能となる。一方、チャンバー２０内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０を５００Ｐａ以下とすることで、シール部の一部からシールガスが不均一に噴出することによるチャンバー内への外気の吸い込みを抑制することが可能となる。
なお、チャンバー２０内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０の下限は３０Ｐａ以上とすることが好ましく、５０Ｐａ以上とすることがさらに好ましい。また、チャンバー２０内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０の上限は３００Ｐａ以下とすることが好ましく、２５０Ｐａ以下とすることがさらに好ましい。
【００３７】
ここで、鋳造中においては、溶鋼プール部１６における湯面高さは変動するため、本実施形態においては、高さ調整手段３５を用いて、溶鋼プール部１６の湯面高さに応じて、気化器３０の高さ位置を調整し、気化器３０の溶鋼プール部１６の湯面からの高さ位置を一定の範囲に維持することが好ましい。
【００３８】
具体的には、気化器３０を、溶鋼プール部１６の湯面からの高さが５ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲内となるように配置することが好ましい。
気化器３０の溶鋼プール部１６の湯面からの高さを５ｍｍ以上とすることにより、溶鋼３が気化熱によって冷却されて凝固異物が生成することを的確に抑制することが可能となる。一方、気化器３０の溶鋼プール部１６の湯面からの高さを６０ｍｍ以下とすることにより、気化した不活性ガスによって的確に溶鋼３の湯面を不活性ガスで覆うことが可能となる。
なお、気化器３０の溶鋼プール部１６の湯面からの高さの下限は１０ｍｍ以上とすることが好ましく、１５ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。また、気化器３０の溶鋼プール部１６の湯面からの高さの上限は５０ｍｍ以下とすることが好ましく、４０ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。
【００３９】
以上のような構成とされた本実施形態である薄肉鋳片の製造装置１０によれば、チャンバー２０内の溶鋼プール部１６の上方に、液化ガス導入部４０によって導入された液化ガスを含浸して気化させる気化器３０が配設されているので、チャンバー２０内に導入された液化ガスが気化器３０に含浸させた状態で気化されるため、液化ガスを均一に気化させることができる。よって、溶鋼３の湯面を不活性ガスで覆うことで外気から遮断することができ、安定して鋳造を行うことが可能となる。さらに、局所的な液化ガスの気化を抑制することで、気化熱による溶鋼３の温度低下で凝固異物が生じることを抑制でき、高品質な薄肉鋳片１を鋳造することができる。
【００４０】
さらに、本実施形態の好ましい形態では、チャンバー２０内で気化器３０の高さ位置を調整する高さ調整手段３５が設けられているので、溶鋼プール部１６の湯面高さが変動した場合であっても、気化器３０の溶鋼プール部１６の湯面からの高さ位置を一定に保つことができ、安定して液化ガスを気化させて、溶鋼３の湯面を不活性ガスで覆うことが可能となる。
また、鋳造開始時は、気化器３０を退避させておくことができ、溶鋼３を注入する際のスプラッシュ等が気化器３０に付着することを抑制できる。
【００４１】
また、本実施形態の好ましい形態では、高さ調整手段３５が、冷却ドラム１１の周面に沿って気化器３０を移動させることで、気化器３０の高さ位置を調整する構成とされているので、溶鋼プール部１６の湯面高さが変動した場合であっても、溶鋼プール部１６の冷却ドラム１１の近傍に気化器３０を配置することができ、安定して液化ガスを気化させて溶鋼３の湯面を不活性ガスで覆うことが可能となる。
【００４２】
さらに、本実施形態の好ましい形態では、液化ガス導入部４０は、液化ガスホルダ４２と、この液化ガスホルダ４２からチャンバー２０内に液化ガスを導入する液化ガス導入管４１と、を備えているので、チャンバー２０内に液化ガスを安定して導入することができる。また、液化ガス導入管４１で液化ガスが気化した場合であっても、逆流するガスを液化ガスホルダ４２で受けることができ、液化ガスホルダ４２の上流側の設備の損傷等を抑制できる。
【００４３】
また、本実施形態の好ましい形態では、気化器３０が、冷却ドラム１１の軸線に沿って延在しているので、一対の冷却ドラム１１，１１と一対のサイド堰１５，１５によって形成された溶鋼プール部１６の上で液化ガスを気化させることができ、溶鋼プール部１６の湯面全体を不活性ガスで覆うことが可能となる。これにより、溶鋼３の湯面全体を的確に外気から遮断して、さらに安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態である薄肉鋳片の製造方法によれば、チャンバー２０内の溶鋼プール部１６の上方に配設された気化器３０に不活性ガスを液化した液化ガスを導入し、チャンバー２０内を不活性ガス雰囲気としているので、気化器３０に含浸させた状態で液化ガスを気化させることにより、液化ガスを均一に気化させることができ、溶鋼３の湯面を不活性ガスで覆うことで外気から遮断して、安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態の好ましい形態では、溶鋼プール部１６の湯面高さに応じて気化器３０の高さ位置を調整し、気化器３０の溶鋼プール部１６の湯面からの高さ位置を一定の範囲に維持する構成としているので、溶鋼プール部１６の湯面高さが変動した場合であっても、安定して液化ガスを気化させて溶鋼３の湯面を不活性ガスで覆うことができる。
【００４６】
本実施形態のさらに好ましい形態では、溶鋼プール部１６の湯面からの高さが５ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲内となるように配置しているので、溶鋼３が気化熱によって冷却されて凝固異物が生成することを的確に抑制することができるとともに、気化した不活性ガスによって的確に溶鋼３の湯面を不活性ガスで覆うことが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態の好ましい形態では、チャンバー２０内の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０との差Ｐ１−Ｐ０が１０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の範囲内となるように、液化ガスをチャンバー２０内に導入する構成としているので、チャンバー２０の隙間から外気が侵入することを的確に抑制することができ、さらに安定して鋳造を行うことが可能となる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態である薄肉鋳片の製造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、図１に示すように、ピンチロールを配設した薄肉鋳片の製造装置を例に挙げて説明したが、これらのロール等の配置に限定はなく、適宜設計変更してもよい。
【００４９】
また、本実施形態では、液化ガス導入部が液化ガスホルダを備えたものとして説明したが、これに限定されることはなく、液化ガスホルダを備えていなくてもよい。
さらに、本実施形態では、気化器の高さを調整する高さ調整手段を有し、この高さ調整手段が、冷却ドラムの周面に沿って気化器の高さ位置を調整する構成として説明したが、これに限定されることはなく、高さ調整手段の構成に限定はなく、また、高さ調整手段を備えていなくてもよい。
【００５０】
さらに、本実施形態では、チャンバー内において気化器を液化ガス導入管によって支持する構成として説明したが、これに限定されることはなく、他の支持構造によって気化器を支持してもよい。
また、本実施形態では、気化器を、枠体に多孔質体のシート材を張り付けた構造として説明したが、これに限定されることはなく、液化ガスを含浸して気化させるものであればよい。
【実施例】
【００５１】
以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。実施形態で説明した薄肉鋳片の製造装置を用いて、ＳＵＳ３０４鋼からなる薄肉鋳片を、以下の条件で鋳造した。
なお、本発明例、比較例１、比較例２において、共通する鋳造条件を以下に示す。
【００５２】
（鋳造条件）
冷却ドラムの幅：１０００ｍｍ
冷却ドラムの直径：６００ｍｍ
鋳造速度：平均５０ｍ／ｍｉｎ
鋳造厚み：３．０ｍｍ
溶鋼プール部内の溶鋼温度：１５１０℃  
鋳造量：４５トン
鋳造時間：３０分
【００５３】
＜本発明例＞
本発明例においては、気化器を構成する多孔質体のシート材として、アルミナ製セラミックスウールフィルター（２０ｍｍ×９００ｍｍ×１５ｍｍ厚）を用いた。また、気化器の溶鋼プール部の湯面からの高さを２０ｍｍとした。
液化ガスとして、アルゴンガスを用いた。チャンバー内の圧力Ｐ１が大気圧Ｐ０に対して＋１００Ｐａとなるように、液化ガスをチャンバー内に導入した。導入量は３６５ｃｍ３／ｍｉｎとした。
【００５４】
本発明例においては、全鋳造時間にわたって、溶鋼プール部の湯面にディッケル（凝固メタル）が発生せず、その巻き込みによる鋳片表面割れは発生せず、安定して鋳造することができた。
また、溶鋼プール部の湯面に、Ｍｎ−Ｓｉ酸化物からなるスカムが浸漬ノズルの周囲数ｃｍ内に纏わりつくように発生したが、鋳片に巻き込まれることなく、表面性状が健全な薄肉鋳片を得た。
【００５５】
＜比較例１＞
比較例１においては、気化器を用いずに、チャンバー内の溶鋼プール部の湯面近傍に、直接、液化ガスを滴下した。
液化ガスとして、アルゴンガスを用いた。チャンバー内の圧力Ｐ１が大気圧Ｐ０に対して＋１００Ｐａとなるように、液化ガスをチャンバー内に導入した。導入量は３６５ｃｍ３／ｍｉｎとした。
【００５６】
比較例１においては、鋳造開始直後から、液化ガスの滴下部に、サイズが２〜３ｃｍのディッケル（凝固メタル）が発生し、このディッケルが溶鋼プール部と冷却ドラムの接触部から巻き込まれて、薄肉鋳片に表面割れが発生した。また、鋳造開始から１５ｍｉｎ後には、サイド堰と冷却ドラム端面と溶鋼プール部の会合点付近に、ディッケルが滞留し、成長し、それが巻き込まれて鋳造が停止した。
【００５７】
＜比較例２＞
比較例２においては、気化器を用いずに、チャンバー内に不活性ガスを気体状態で導入した。
不活性ガスとして、アルゴンガスを用いた。チャンバー内の圧力Ｐ１が大気圧Ｐ０に対して＋９８０Ｐａとなるように、気体状態の不活性ガスをチャンバー内に導入した。導入量は１０００Ｎｌ／ｍｉｎとした。
【００５８】
比較例２においては、鋳造開始後から、溶鋼プール部の湯面の所々に、Ｍｎ−Ｓｉ酸化物からなるスカムが膜状に発生し、溶鋼プール部の湯面に滞留して、２〜３ｍｉｎ毎に間歇的に薄肉鋳片に巻き込まれ、スカムが巻き込まれた鋳片表面に幅数ｍｍ筋状の光沢ムラが発生し、光沢ムラ部と正常部の境に割れが発生した。
【００５９】
以上のことから、本発明例によれば、不活性ガスを液化した液化ガスを溶融金属の湯面上において均一に気化させることができ、溶融金属の湯面を不活性ガスで覆うことで外気から遮断して、安定して鋳造を行うことが可能な薄肉鋳片の製造装置、及び、薄肉鋳片の製造方法を提供可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００６０】
１  薄肉鋳片
３  溶鋼（溶融金属）
５  凝固シェル
１１  冷却ドラム
１５  サイド堰
１６  溶鋼プール部（溶融金属プール部）
２０  チャンバー
３０  気化器
３５  高さ調整手段
４０  液化ガス導入部
４１  液化ガス導入管
４２  液化ガスホルダ
【図１】
2020001066.tif 000003
【図２】
2020001066.tif 000004
【図３】
2020001066.tif 000005