(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の冷却ドラム間の上部空間に形成された湯溜まり部にドラム幅方向に延びた一対のスカム堰と前記湯溜まり部を覆うと共に非酸化性ガスのガス導管を持つシールチャンバーを設けた装置において、前記一対の冷却ドラムの上方に前記シールチャンバーに連なる開口を持つシールケースを固定して設け、該シールケース内の両側面に前記冷却ドラムの半径に前記スカム堰とドラム周面間の距離を加えた半径を持つ複数のガイド溝が垂直面内で形成されたガイド部材を固定して設け、前記複数のガイド溝に堰支持アームの両側部に取り付けたガイドローラを係合させて設け、該堰支持アームの先端に前記スカム堰を固定して設け、該堰支持アームの基端に駆動シリンダーのロッドを連結ピンにより軸支して設け、該駆動シリンダーを前記シールケース内の奥部に固定された固定部材に連結ピンにより軸支して設け、前記駆動シリンダー及び堰支持アームは垂直面内で円弧移動可能であるスカム堰駆動装置を設けたことを特徴とする双ドラム式連続鋳造装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記シールケースの開口に該開口を塞ぐ蛇腹式シール壁を設けたことを特徴とする双ドラム式連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄帯鋳片を連続鋳造する双ドラム式連続鋳造装置に関わり、特に湯溜り部に配設するスカム堰の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
双ドラム式連続鋳造装置は一対の冷却ドラムの両端面に一対のサイド堰を押し付けて湯溜まり部を形成し、湯溜まり部に注湯ノズルを通して溶鋼を供給し、一対の冷却ドラムの周面で凝固シェルを生成させ、一対の冷却ドラムを互いに内側に回転させて凝固シェルをドラムキス点で圧着して薄帯鋳片を鋳造するものである。
このような鋳造装置においては、湯溜まり部の溶鋼表面に溶鋼の酸化物や介在物などがスカムとなって浮遊し、このスカムが凝固シェルに巻き込まれると鋳片に表面欠陥が発生する。
【０００３】
スカムの生成を防止する方法として、湯溜まり部をシールチャンバーで覆い、該チャンバー内をアルゴンや窒素などの非酸化性ガスで満たすことにより溶鋼の酸化を防止する方法が、例えば特開平１０−２６３７５６号公報により知られている。
【０００４】
また、スカムの凝固シェルへの巻き込みを防止する方法として、湯溜まり部の注湯ノズルを挟んでドラム幅方向に延びた一対のスカム堰を溶鋼に浸漬して設け、スカム堰によって流動するスカムを堰き止める方法が、例えば特開平４−１５８９５９号公報により知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、鋳造速度を変更する方法として、湯溜まり部の湯面レベルを上下に調整する方法が行われる。この場合、湯面レベルに合わせてスカム堰の昇降を行うが、前記特開平１０−２６３７５６号公報に記載の装置はスカム堰の昇降方向が電動ジャッキによる直線方向であるため、図４に示すように、湯面レベルがｂ位置からａ位置に上昇し、それに合わせてスカム堰を上昇させた場合は、スカム堰５とドラム周面の間隙がｄからｄ1へと拡大する。
【０００６】
該間隙が拡大すると、この間の溶鋼表面積が拡大するので、溶鋼表面に浮遊するスカム量が多くなり、凝固シェルに巻き込まれるスカム量も多くなる。一方、湯面レベルがｂ位置からｃ位置に低下し、それに合わせてスカム堰を低下させた場合は、スカム堰５とドラム周面の間隙がｄからｄ2へと縮小する。該間隙が縮小すると、この間の溶鋼表面は、溶鋼から露出した冷却ドラム１とスカム堰５により冷却されて凝固膜が発生し、凝固膜がドラムメニスカス近傍の初期凝固を乱して鋳片に表面欠陥が発生する。
【０００７】
さらには、スカム堰昇降装置の設置位置の問題として、湯溜まり部の上方空間は、湯溜まり部の溶鋼とタンディッシュ（図示略）の溶鋼に挟まれているために高温であり、そのため、この部分にスカム堰の昇降装置を設けると、装置は熱変形などにより作動不良を起こすおそれがある。また、湯溜まり部上方にはシールチャンバーが設けられるため、タンディッシュ底壁との空間が狭く、空間を大きくした場合は、長大な注湯ノズルを取り付けなければならないという問題がある。
【０００８】
本発明は、湯面レベルの変化及びスカム堰の昇降に伴って発生する鋳片の品質不良、及びスカム堰昇降装置の高温による損傷や設置スペースの問題を解決することを課題とする。また、前記課題を解決する装置を設けた場合に発生する後述の湯溜まり部のガスシール効率の低下の問題を解決することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記湯面レベルの変化及びスカム堰の昇降に伴って発生する鋳片の品質不良、及びスカム堰昇降装置の高温による損傷や設置スペースの問題を解決する手段は、１）一対の冷却ドラム間の上部空間に形成された湯溜まり部にドラム幅方向に延びた一対のスカム堰と前記湯溜まり部を覆うと共に非酸化性ガスのガス導管を持つシールチャンバーを設けた装置において、前記一対の冷却ドラムの上方に前記シールチャンバーに連なる開口を持つシールケースを固定して設け、該シールケース内の両側面に前記冷却ドラムの半径に前記スカム堰とドラム周面間の距離を加えた半径を持つ複数のガイド溝が垂直面内で形成されたガイド部材を固定して設け、前記複数のガイド溝に堰支持アームの両側部に取り付けたガイドローラを係合させて設け、該堰支持アームの先端に前記スカム堰を固定して設け、該堰支持アームの基端に駆動シリンダーのロッドを連結ピンにより軸支して設け、該駆動シリンダーを前記シールケース内の奥部に固定された固定部材に連結ピンにより軸支して設け、前記駆動シリンダー及び堰支持アームは垂直面内で円弧移動可能であるスカム堰駆動装置を設けたことを特徴とする双ドラム式連続鋳造装置である。
【００１０】
前記装置において、湯溜まり部のシール効率の低下の問題を解決する手段は、２）前記装置において、前記シールケースの開口に該開口を塞ぐ蛇腹式シール壁を設けたことを特徴とする双ドラム式連続鋳造装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は双ドラム式連続鋳造装置に本発明装置を適用した側断面図（図２のＡ−Ａ’線視図）であり、図２は図１のＢ−Ｂ’線視平面図（一部断面図）であり、ドラム間隙Ｇを境にして左右同一の構造であるため該間隙を境にして左側のみを図示して説明する。各図において、互いに内側に回転する一対の冷却ドラム１、１の両端面には一対のサイド堰２、２が押し付けられて湯溜まり部３が形成されており、湯溜まり部３には一対のスカム堰５が設けられている。
【００１２】
一対のスカム堰５は、湯溜まり部３のドラム幅方向に長大で溶鋼ｍに浸漬されており、溶鋼表面に浮遊するスカムのドラム側への流動を堰き止める。シールチャンバー６は湯溜まり部３の上方空間を気密に覆い、ガス導管７から窒素やアルゴンなどの非酸化性ガスが供給されることで溶鋼ｍの酸化を防止する。スカム堰駆動装置８のシールケース９はシールチャンバー６と連なる部位に開口１０を持ち、一端を受台１１に支持され、他端のドラム周面との間にはシールパッド１２が挿入されてシールチャンバー６をシールしている。
【００１３】
シールケース９内の両側面に設けられた一対のガイド部材１３には円弧状のガイド溝１４、１４が設けられており、ガイド溝１４、１４の円弧は、冷却ドラムの半径ｒにスカム堰下端５ａとドラム周面１ａの間の距離ｋを加えた半径により形成されている。円弧状のガイド溝１４、１４には堰支持アーム１５の左右に取り付けられたガイドローラ１６が係合されており、堰支持アーム１５の先端はスカム堰５に固定されている。堰支持アーム１５の基端は駆動シリンダー１７のロッド１７ａに連結ピン１８により軸支されており、駆動シリンダー１７はシールケース９の奥部に固定された固定部材２０に連結ピン１９により軸支されており、駆動シリンダー１７及び堰支持アーム１５は垂直面内で円弧移動可能である。
【００１４】
蛇腹式シール壁２１はシールケースの開口１０を塞ぐことによりシールチャンバー６のシール性を高めるものであり、例えばシリコンガラスクロスに２００℃の温度に耐え得る耐熱性のシリコンゴムコ―キングを施したものであり、シールケース９と堰支持アーム１５に気密に取り付けられている。
【００１５】
次に、本発明装置の作動状況について説明する。鋳造開始前に、シールチャンバー６及びシールケース９内に、非酸化性ガスを供給して内部の空気を非酸化性ガスに置換する。このとき、シールケースの開口１０を塞ぐ蛇腹式シール壁２１が設けられていない場合は、シールケース９内の空間についてもガス置換をすることになるため、ガス置換をする空間容積が大きくてガス置換効率が悪いばかりでなく、駆動シリンダー１７、ガイドローラ１６、堰支持アーム１５などのシールケース９に内臓されている機器の周辺に澱み滞留する空気の置換は容易ではない。その結果、非酸化性ガスを多量に供給してもシールケース９の隅々までを容易に充満置換できないため、湯溜まり部空間をスカム発生防止のために必要な酸素濃度以下に低減することができない。
【００１６】
本発明装置ではシールケースの開口１０を塞ぐ蛇腹式シール壁２１が設けられているため、シール空間の容積が低減する。また、機器周辺の滞留空間を排除したことにより、ガス置換効率が向上するので、少ない量の非酸化性ガスの供給により、シールチャンバー６内の酸素濃度を迅速に、所望濃度まで低減することができる。
【００１７】
次に鋳造中において、例えば湯面レベルの上昇に伴ってスカム堰５を上昇させる場合は、駆動シリンダー１７を縮動させると、堰支持アーム１５の左右に取り付けられたガイドローラ１６がガイド溝１４に案内されて上昇し、堰支持アーム１５はＡ位置からＢ位置へと上昇する。このとき、ガイド溝１４の円弧は、冷却ドラムの半径ｒにスカム堰下端５ａとドラム周面１ａの間の距離ｋを加えた半径により形成されているので、図３に示すように、スカム堰５は前記半径を持つ円弧線Ｒに沿って上昇する。
【００１８】
その結果、湯面レベルがｂ位置からａ位置に上昇し、それに合わせてスカム堰下端５ａをｃ位置からｂ位置に上昇させる場合、従来のようにスカム堰を直線上で上昇させると、湯面レベルにおけるドラム周面とスカムの間隙はｄ＋ｓからｄ1＋ｓに拡大するが、本発明ではスカム堰下端５ａが円弧線Ｒに沿って上昇するため、間隙はｄ＋ｓからｄ1に拡大するだけで、拡大量が従来との差ｓだけ小さくなる。その結果、従来と比べてスカムの発生する溶鋼面積が小さいのでスカムの発生量も少なく、凝固シェルに巻き込まれるスカム量も少なくなる。
【００１９】
一方、湯面レベルがａ位置からｂ位置に低下し、それに合わせてスカム堰下端５をｂ位置からｃ位置に低下させる場合、従来のようにスカム堰を直線上で低下させると、湯面レベルにおける間隙はｄ1＋ｓからｄ+sに縮小するが、本発明ではスカム堰下端５ａが円弧線Ｒに沿って低下するため、間隙はｄ1からｄ+sに縮小するだけで、縮小量が従来との差ｓだけ小さくなる。その結果、図４で説明したように、間隙が縮小したことにより、この間の溶鋼表面が溶鋼から露出した冷却ドラムとスカム堰により冷却されて溶鋼表面に凝固膜が発生し、凝固膜がドラムメニスカス近傍の初期凝固を乱して鋳片に表面欠陥が発生する問題を回避することができる。
【００２０】
鋳造時間が長時間に及ぶと、湯溜まり部３とタンディッシュ（図示略）の間は高温となり、この部位にスカム堰駆動装置が設置されていると、スカム堰駆動装置は作動不良を起こしたり熱損傷するが、本発明ではスカム堰駆動装置は冷却ドラムの上方に設置されているため、上記問題の発生を回避することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のスカム堰駆動装置は、スカム堰下端をドラム円周面と平行な円弧線に沿って昇降させることができるので、湯面レベルの変更に合わせてスカム堰を上昇させたとき、湯面レベルにおけるドラム周面とスカム堰の間隙の拡大を小さく抑えることができる。その結果、間隙の拡大によりスカム発生面積が拡大し、スカム発生量が多くなって凝固シェルに巻き込まれるスカム量が多くなるといった問題を回避することができる。
【００２２】
また、湯面レベルの変更に合わせてスカム堰を低下させたとき、湯面レベルにおけるドラム周面とスカム堰の間隙の縮小を小さく抑えることができる。その結果、間隙の縮小により、この間の溶鋼表面が溶鋼から露出した冷却ドラムとスカム堰により冷却されて溶鋼表面に凝固膜が発生し、凝固膜がドラムメニスカス近傍の初期凝固を乱して鋳片に表面欠陥が発生するといった問題を回避することができる。
【００２３】
本発明のスカム堰駆動装置は、高温で且つ設置スペースが小さい湯溜まり部上方を避けて冷却ドラムの上方に設けることができるので、装置の高温による損傷及び設置スペースの問題を解決することができる。さらには、本発明のスカム堰駆動装置は、内部空間をシールチャンバーの内部空間と分断して設けたので、シールの不要なスカム堰駆動装置の内部空間に非酸化性ガスを充満させなくてもよいから、ガスシールを効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】双ドラム式連続鋳造装置に本発明装置を適用した側断面図（図２のＡ−Ａ’線視図）。
【図２】図１のＢ−Ｂ’線視平面図（一部断面図）。
【図３】本発明装置におけるスカム堰の昇降軌跡を示す図。
【図４】従来装置における問題点を説明する図。
【符号の説明】
１…冷却ドラム
１ａ…ドラム周面
２…サイド堰
３…湯溜まり部
４…注湯ノズル
４ａ…注湯ノズルの溶鋼吐出孔
５…スカム堰
６…シールチャンバー
７…ガス導管
８…スカム堰駆動装置
９…シールケース
１０…開口
１１…受台
１２…シールパッド
１３…ガイド部材
１４…円弧状のガイド溝
１５…堰支持アーム
１６…ガイドローラ
１７…駆動シリンダー
１８…連結ピン
１９…連結ピン
２０…固定部材
２１…蛇腹式シール壁
ｍ…溶鋼
ｇ…凝固シェル
ｋｐ…ドラムキス点
Ｇ…ドラム間隙
ｄ，ｄ1,ｄ2…スカム堰とドラム周面の間隙
ｓ…従来との間隙差
Ｒ…円弧線（スカム堰の昇降軌跡）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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