(57)【要約】【課題】例えば金属インゴットの連続鋳造用キャスタ等の水平鋳造機を始動させたり停止させたりするための装置を提供する。【解決手段】キャスタは、溶融金属を運ぶための供給経路，少なくとも１つの鋳型、及び、各鋳型を供給経路に別個に接続するための接続経路を有する。閉鎖ゲートは、各接続経路と関連させられ、開位置と閉位置との間で可動である。各接続経路は、閉鎖ゲートと鋳型の間に配置された落下部を有する。この落下部は、下方へ向きを変えるのに適しており、これにより、接続経路及び鋳型の入口から迅速に溶融金属を排出させることが可能である。また、装置は、鋳型内に差し込まれるのに適し、溶融金属を受け取るために内部に形成されたスレッド付き凹部を備えた、細長いスタータブロックを有する。鋳型に対してスタータブロックをシールするために、スタータブロックにはＯリングが嵌め込まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）溶融金属を運ぶための経路と、
（ｂ）溶融金属を受け、金属を金属インゴット内に流し込むための鋳型と、
（ｃ）上記インゴットを冷却するために、該インゴットの表面に作用するように位置決めされた冷却剤ソースと、
（ｄ）上記鋳型から鋳造インゴットを運搬するための、インゴットの鋳造方向に位置合わせされる運搬デバイスと、
（ｅ）上記鋳型内に挿入されるのに適し、また、上記運搬デバイスにより支持され、更に、溶融金属を受けるために内部に形成されたスレッド付き凹部を有する伸長されたスタータブロックと、
（ｆ）上記鋳型に対してスタータブロックをシールするためにスタータブロックに嵌め込まれるＯリングと、を有している金属インゴットの連続鋳造用装置。
【請求項２】
上記スタータブロックが、その外側面上に、上記鋳型に隣接しつつ上記Ｏリングから離れるように冷却剤を逸らせるのに適した環状の窪み部を有している請求項１記載の装置。
【請求項３】
上記スタータブロックが、更に、溶融金属を受ける間における上記凹部からのエア抜きを可能とするために、上記スレッド付き凹部内に形成され該スタータブロックの隣接面につながるエア抜きを有している請求項１の装置。
【請求項４】
上記凹部からのエア抜きを可能とする一方、溶融金属を凹部内に保持するために、上記エア抜きに隣接して、スレッド付きの凹部内に配置された多孔性のプラグを更に有している請求項３の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平鋳造機の動作を停止させるための装置及び方法、並びに、水平鋳造機をそれらの停止後に始動させる若しくは再始動させるための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水平連続鋳造は、通常、溶融金属からの金属インゴット生成に用いられる。連続キャスタは、キャスタに用いられる鋳型を変更することにより、種々の断面形状及び周囲（girth）のインゴットを生成することができる。インゴットは、キャスタの下流で所望の長さにカットされ得る。従来の水平連続キャスタの一例は、例えば米国特許第３４５５３６９号に示される。
【０００３】
マルチストランド水平キャスタは、特殊タイプのキャスタであり、同時に鋳造されたインゴットのマルチストランドを可能とする。かかるキャスタは、一般に、単一のヘッダボックスを介して又は各鋳型専用の別個の接続経路を介して複数の鋳型に接続された溶融金属供給経路（feed）を有している。
【０００４】
マルチスタンドキャスタにおいては、１つ又はそれ以上のストランドを一時的に隔離し閉鎖することがしばしば必要とされる。閉鎖の理由としては、上流側又は下流側での動作の不良，溶融金属の所望でない状態、若しくは、キャスタの通常のメンテナンス及び修理が考えられる。閉鎖の間における特定の接続経路の不適切な隔離は、費用のかかる溶融金属の損失をもたらす可能性がある。また、溶融金属が適切に回収されず、インゴットを冷却する際にしばしば用いられる水と接触することになれば、発火や爆発が発生するおそれもある。
【０００５】
閉鎖の間に特定のストランドを隔離し、排出させ、また、溶融金属を回収する試みがなされている。かかる閉鎖デバイスの一例が、米国特許第４９８２７７９号に示される。しかしながら、かかるデバイスは、溶融金属が接続経路及び鋳型を通過し、鋳型出口を通じて排出することをしばしば必要とする。このことは、溶融金属が鋳型内で凝固することをもたらし、修理の場合に、この部分のアクセスを制限することとなる。その上、多くの閉鎖システムが、溶融金属が鋳型出口で検出された後に経路を隔離するのみあり、そのため、多量の溶融金属が、経路が隔離される前に失われる。
【０００６】
キャスタが閉鎖された後、また、ちょうどキャスタが始動させられる若しくは再始動させられるとき、それは、安全で、かつ、溶融又は鋳造金属のいかなるスタートアップ損失を最小に抑制するように動作する必要がある。スタートアップに関して一般的に注目されるべき点は、鋳造インゴットが切断装置へ向かう間におけるその適切な位置合わせである。加えて、鋳型を離れる金属は、一般に、生成されたインゴットに作用する冷却剤スプレーにより直に冷却される。スタートアップに際して、爆発や発火をもたらし得る冷却剤と溶融金属との間の接触を防止することが重要である。
【０００７】
幾つかのスタートアップブロックが、水平連続キャスタとの利用に考案されている。これらの幾つかの例が、米国特許第４４５４９０７号，第４２５２１７９号，第３８５０２２５号及び４３８１０３０号に示される。しかしながら、これらのデバイスのほとんどは、溶融金属と冷却剤との間の接触を防止するために、鋳型に対して積極的にシールしていない。更に、多数のスタータブロックは、インゴットの端部及びブロックはインゴットから切断される必要があるように、インゴットの生成された端部に永続的に係合する。このことは、金属及びスタータブロックの所望でない無駄をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、特定のストランドの迅速な隔離、及び、溶融金属のストランドの全部分からの溶融金属の短時間の排出及び回収を実現する閉鎖方法及びデバイスを見出すことが望ましい。また、生成されたインゴットの適切な位置合わせを保証し、発火又は爆発の可能性を軽減し得る適切なスタータブロックを開発することが望ましい。
【０００９】
本発明は、１つ又はそれ以上の接続経路を通じた流れを終わらせるために、遠隔動作式の閉鎖デバイスを用いることを可能とする。流れの終了後、本発明は、また、接続経路及び鋳型への簡単なアクセスを可能とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は、１つの実施形態において、金属インゴットの連続鋳造用の装置を提供するもので、該装置は、溶融金属を運ぶための供給経路と、金属インゴットを鋳造するための少なくとも１つの鋳型と、溶融金属を送るために、各鋳型を供給経路へ別個に接続する接続経路と、を有している。閉鎖ゲートは、各接続経路と関連させられ、上記供給経路に隣接して配置される。このゲートは、開いた位置と閉じた位置との間で可動である。各接続経路は、また、閉鎖ゲートと鋳型との間に配置された落下部（drop-down portion）を有している。この落下部は、下方へ向きを変えるのに適しており、それにより、接続経路及び鋳型の入口から溶融金属を短時間で排出させる。
【００１１】
本発明は、別の実施形態において、金属インゴットの連続鋳造用の装置を提供するもので、該装置は、溶融金属を運ぶための供給経路と、溶融金属を受け、金属インゴット内に金属を流し込むための鋳型と、を有している。冷却剤ソースは、インゴットを冷却するために、鋳型から現れるインゴットの表面に影響を与えるように位置決めされ、鋳型から鋳造インゴットを運搬するための運搬用デバイスは、インゴットの鋳造方向において位置合わせされる。上記装置は、また、鋳型内に挿入され運搬用デバイスにより支持されるのに適するとともに、溶融金属を受けるための内部に形成されたスレッド付きの凹部と、鋳型に対してスタータブロックをシールするためのスタータブロックに嵌め込まれるＯリングと、を備えた細長いスタータブロックを有している。
【００１２】
また別の実施形態において、本発明は、鋳造インゴット用のマルチストランドの連続溶融金属キャスタにおける少なくとも１つのストランドの鋳造を停止させる方法を提供する。キャスタは、溶融金属を運ぶための供給経路と、金属インゴットを流し込むための少なくとも１つの鋳型と、溶融金属を送るための供給経路に対して各鋳型を別個に接続する接続経路と、各接続経路に関連させられ、上記供給経路に隣接して配置された閉鎖ゲートと、を有している。ゲートは、開いた位置と閉じた位置との間で可動であり、各接続経路は、閉鎖ゲートと鋳型との間に配置される落下部（drop-down portion）を有している。その落下部は、下方に向きを変えるのに適している。上記方法は、少なくとも１つの接続経路を隔離させるべく閉鎖ゲートを閉じること、及び、接続経路及び鋳型の入口から短時間で溶融金属を排出させるために、落下部の向きを下方に変えることを有している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が用いられた２つのストランドの連続水平キャスタ及び下流側のインゴット切断装置の斜視図である。
【図２】直立の動作位置にある本発明の閉鎖ゲート及び落下部を示す、２つのストランドの水平キャスタの斜視図である。
【図３】下向きの排出位置にある本発明の閉鎖ゲート及び落下部を示す、２つのストランドの水平キャスタの斜視図である。
【図４ａ】直立の動作位置にある落下部を示す、水平連続キャスタの断面図である。
【図４ｂ】下向きの排出位置にある落下部を示す、水平連続キャスタの断面図である。
【図５】鋳造の間の生成されたインゴットを示す鋳型の断面図である。
【図６】水平連続キャスタを閉鎖する手順のフローチャートである。
【図７】本発明のスタータブロックを保持する、鋳型の断面図である。
【図８】本発明のスタータブロックの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、マルチストランドの水平鋳造機１０及び２つのストランドのキャスタを、共働する下流側の装置とともに示す。図２には、３つのストランドの鋳造機が、より詳細に示される。溶融金属１２が、通常の供給経路１４から、所望の断面形状及びサイズの鋳造インゴット１８を形成し、生成する鋳型１６へ移動する。鋳型１６は、全体として、耐熱性の入口管を備えた金属（例えばアルミニウム）体で作られ、グラファイトライナ（graphite liner）を有してもよい。各鋳型１６は、通常、第１の冷却剤ソースに接続される鋳型体内における冷却ジャケットを有している。冷却ジャケットは、インゴットのスキンを形成するために、それを通過する溶融金属を冷却するためのものである。
【００１５】
キャストインゴットは、下流側の処理のために、運搬用デバイス５２により運搬されていく。
【００１６】
専用の接続経路２０は、マルチストランドの鋳造機１０の各ストランドを形成するために、各鋳型１６を供給経路１４へ接続する。閉鎖ゲート２２は、供給経路１４に隣接して、各接続経路２０内に位置決めされている。閉鎖ゲート２２は、通常動作で開いており、また、閉鎖の場合に、溶融金属１２から個々のストランドを隔離するために閉鎖される。各接続経路は、鋳型１６に隣接した落下部２４を備えている。この落下部２４は、キャスタ１０の通常動作の間、直立の位置をとる。
【００１７】
図３に示されるように、落下部２４は、隔離された接続経路２０及び鋳型１６から溶融金属を短時間で排出させるために、閉鎖の間に下向きの位置に下げられ得る。図３は、また、供給経路１４から特定のストランドを隔離すべく、閉じた位置にある１つの閉鎖ゲート２２を示している。図４ａ及び４ｂは、落下部２４の動作位置及び閉鎖位置をそれぞれ示す断面図である。各落下部２４は、好ましくは、その内部に溶融金属を運ぶ通路２５を備えた耐熱材料のブロックで構成される。この通路２５は、ブロックの上面における入口と、その端面における出口と、を有している。これらは、接続経路２０内に開く出口開口部と鋳型１６に対して開く入口開口部とそれぞれ位置合わせされている。ブロック２４，経路１４及び鋳型１６の間の適切なシールを保証するために、ファイバフラックス（FiberfraxTM）紙が接触面に適用される。
【００１８】
供給経路１４及び接続経路２０は、好ましくは加熱された経路である。これにより、金属が鋳型へ移動する間、金属を溶融状態に保つことができる。
【００１９】
図２及び３には、供給経路１４が、専用の接続経路２０を介して鋳型１６に接続されているように示されているが、供給経路１４もまた溶融金属を各鋳型１６に供給するための単一のヘッダボックス（不図示）を介して接続され得ることが理解されるべきである。この場合、閉鎖ゲート２２は、閉鎖の間に供給経路からヘッダボックスを隔離させるために、ヘッダボックスに隣接して配置している。
【００２０】
図４に示されるように、各鋳型１６は、好ましくは、アルミニウムから機械加工されたツーピース鋳型本体１７を有し、該鋳型本体１７は、その範囲内に環状溝２６を備えている。耐熱性の入口チャンネル１９もまた鋳型１６に付属することが可能で、入口チャンネル１９は、そのインレット端部にて、落下経路部２４の下流側端部と結合する。更に、鋳型の内周部には、グラファイト部材２１が配置されている。環状溝２６は、第２の冷却剤供給ライン２８に接続され、環状溝２６から生成インゴット１８に隣接した鋳型１６の表面まで延びる少なくとも１つの環状スロット又は複数の孔部３２を有している。第２の冷却剤供給ライン２８からの冷却剤は、生成インゴット１８上に形成されるスキンに作用するように、スロット又は孔部３２を通じて流れ出て、これにより、インゴットは冷却され、凝固する。また、ガス供給ライン３０が、冷却剤のスロット又は孔部３２を浄化したり、溶融金属１２が入るのを防止したりするためのガスを供給するために、環状溝２６に接続されている。利用に適した鋳型の他の実施形態が、本発明と同じ譲受人に譲渡され、“金属の水平連続鋳造”と題された、２００６年７月１８日に発行された米国特許第７０７７１８６号に記載されている。その開示事項は、引用によりここに組み込まれる。
【００２１】
図６のフローチャートは、マルチストランド鋳造機１０の特定のストランドを閉鎖するための幾つかの可能性のある判断、及び、該ストランドを隔離させ、閉鎖するためにとられるその後のステップを示している。ブレークアウト検出器は、鋳型から漏れる液体金属を識別し得るセンサであればいかなるものであってもよいが、好ましくは、引用によりここに組み込まれる米国特許第６４４６７０４号（コリンズ（Collins））に記載されるようなものである。フローチャートにおける一連の事象を引き起こす他の欠陥は、生成されたインゴットを連続的に切断するのに用いられる切断鋸の欠陥、又は、インゴット回収機とインゴット動作との間における同期損失を含んでいる。これらのタイプの閉鎖の事象を発生させ得る装置は、本発明と同じ譲受人に譲渡され、“金属鋼片の水平鋳造及び切断”と題された、２００３年１２月１１日に出願された同時係属出願シリアル番号１０／７３５０７７号に記載されている。その開示事項は、引用によりここに組み込まれる。
【００２２】
第１のステップでは、特定のストランドが、機器構成（configuration）によって、閉鎖ゲート２２を閉じることにより、供給経路１４から若しくはリザーバから隔離される。閉鎖ゲート２２は、好ましくは付勢式に閉じ、通常動作に際しては、ゲートを開いた位置に保持するためのアクチュエータを有している。適用可能な閉鎖ゲートとしては、例えば、通常閉じたゲートバルブを有するものがある。次のステップは、接続経路２０及び鋳型１６からいかなる溶融金属１２を迅速に排出させるべく、落下部２４を下方位置へ下げることである。溶融金属１２は、図１に示されたもののような、集積箱３４内にチャンネル３３を介して集積され得る。
【００２３】
閉鎖ゲート２２の閉鎖と落下部２４の下方変位の間には、鋳型１６の出口を浄化し、ストランドを隔離させるべく、デバイス５２を運搬することで、インゴット１８の引出し（withdrawal）速度を加速させることが好ましい。落下部が下方変位させられた後、更なる好適なステップは、冷却剤供給ライン２８からインゴット１８への冷却剤の流れを停止させることである。最終の好適なステップは、冷却剤及び溶融金属の孔部３２を浄化するために、ガス供給ライン３０から環状溝２６まで、また、出口孔部３２を通じて、ガスを吹き込むことである。
【００２４】
図７及び８は、特定のストランドを始動させる又は再始動させるための、スタータブロック３６を示している。ブロック３６は、一般に、鋳型１６の口に挿入されるべく、一端側で伸長され寸法設定され、また、運搬デバイス５２上で支持されている。スレッド付きの円錐状凹部３８が、溶融金属を受けるために、溶融金属の流れ方向に平行して、ブロック３６内に形成されている。そのスタータブロックは、更に、Ｏリング４０を受けるための周方向溝４８を有している。Ｏリング４０は、鋳型１６に対してブロック３６を確実にシールするために、鋳型１６の口に係合するのに適している。
【００２５】
好ましくは、スタータブロック３６は、鋳型１６に隣接し、Ｏリング４０から離れるように冷却剤を逸らせるのに適した環状の窪み部４２を有しており、これにより、冷却剤と溶融金属との間の接触が防止され得る。更に、スタータブロック３６は、それが溶融金属１２を受ける間におけるスレッド付き凹部３８からのエア抜きを可能とするために、好ましくは凹部３８とスタータブロック３６の表面との間に形成されたエア抜き４４を有している。より好ましくは、多孔性のプラグ４６が、凹部３８内に、溶融金属がエア抜き４４を通過することが防止される間における凹部３８からのエア抜きを可能とするエア抜き４４への入口側で設けられている。
【００２６】
溶融金属１２が、鋳型１６を通過し、インゴット１８上のスキンを形成すべく冷却するにつれ、スタータボックス３６は、鋳型１６の口から係合解除し、冷却剤の衝突流に対してインゴット１８を露出させ、それにより、インゴット１８が冷却され、凝固させられる。スタータブロックは、再利用のため、インゴット１８から取り外されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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