(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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湯溜まり部に、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湯に浸漬して設け、前記湯溜まり部に溶湯を供給しながら薄帯鋳片を鋳造し、該薄帯鋳片をコイル状に巻き取って複数のコイル状薄帯鋳片を製造する方法において、前記薄帯鋳片の１コイル当たりの鋳造を終了したとき、前記スカム堰を溶湯から引き上げることにより、溶湯表面に浮遊していたスカムが冷却ドラム側のメニスカスに移動し、回転を継続している冷却ドラムの周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部から排出されることを特徴とする薄帯鋳片連続鋳造方法。
【請求項２】
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湯溜まり部に、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湯に浸漬して設け、前記湯溜まり部に溶湯を供給しながら薄帯鋳片を鋳造し、該薄帯鋳片をコイル状に巻き取って複数のコイル状薄帯鋳片を製造する方法において、前記薄帯鋳片の１コイル当たりの鋳造を終了したとき、前記スカム堰を溶湯から引き上げるとともに、前記湯溜まり部の溶湯面に、前記一対の冷却ドラムの一方又は双方に指向してガスを吹き付けることにより、溶湯表面に浮遊していたスカムが冷却ドラム側のメニスカスに移動し、回転を継続している冷却ドラムの周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部から排出されることを特徴とする薄帯鋳片連続鋳造方法。
【請求項３】
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湯溜まり部に、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湯に浸漬して設け、前記湯溜まり部に溶湯を供給しながら薄帯鋳片を鋳造し、該薄帯鋳片をコイル状に巻き取って複数のコイル状薄帯鋳片を製造する装置において、前記スカム堰は溶湯から引上げ可能であり、前記湯溜まり部の上方中央部に、双方の冷却ドラムのメニスカス側に指向したガスノズルを設け、前記薄帯鋳片の１コイル当たりの鋳造を終了したとき、前記スカム堰を溶湯から引き上げるとともに、前記湯溜まり部の溶湯面に、前記一対の冷却ドラムの双方に指向してガスを吹き付けることにより、溶湯表面に浮遊していたスカムが冷却ドラム側のメニスカスに移動し、回転を継続している冷却ドラムの周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部から排出されることを特徴とする薄帯鋳片連続鋳造装置。
【請求項４】
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湯溜まり部に、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湯に浸漬して設け、前記湯溜まり部に溶湯を供給しながら薄帯鋳片を鋳造し、該薄帯鋳片をコイル状に巻き取って複数のコイル状薄帯鋳片を製造する装置において、前記スカム堰は溶湯から引上げ可能であり、前記冷却ドラムのメニスカスの上方部に、注湯ノズル側に指向したガスノズルを設け、前記薄帯鋳片の１コイル当たりの鋳造を終了したとき、前記スカム堰を溶湯から引き上げるとともに、前記湯溜まり部の溶湯面に、前記一対の冷却ドラムの一方に指向してガスを吹き付けることにより、溶湯表面に浮遊していたスカムが他方の冷却ドラム側のメニスカスに移動し、回転を継続している他方の冷却ドラムの周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部から排出されることを特徴とする薄帯鋳片連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造により、厚みが１〜１０ｍｍ程度の薄帯鋳片を製造する方法及び装置に関するもので、特に、湯溜まり部の湯面に浮遊するスカムの排出処理に関するものである。
【０００２】
連続鋳造により薄帯鋳片を製造する方法として、双ドラム式連続鋳造方法は、互いに反対方向に回転する一対の冷却ドラムと、この冷却ドラムの両端面に押し付けられた一対のサイド堰とで形成された湯溜まり部に溶湯を供給しながら、回転する冷却ドラムの周面で凝固シェルを形成し、凝固シェル同士を冷却ドラム間の最接近部で圧着して薄帯鋳片とし、薄薄帯鋳片を下流側でコイル状に巻き取る方法である。
【０００３】
湯溜まり部に供給された溶湯には、スラグ等の非金属介在物が混入し、また、溶湯表面には、酸化により金属酸化物が生成し、これらは、湯溜まり部の溶湯上でスカムとなって浮遊し、メニスカスからドラム周面や鋳片表面に巻き込まれる。その結果、その部分の冷却が遅れたり不均一になるため、鋳片に割れや組織むら、あるいは酸洗むらが発生し、製品に光沢むらが発生する。
【０００４】
湯溜まり部の溶湯面の酸化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、該シールチャンバー内に不活性ガスなどの非酸化性ガスを供給して溶湯面をシールする方法が、例えば、特開平３−１９８９５１号公報によって知られている。しかしながら、このような方法によって溶湯面をシールしても、スカムの生成を十分に防止することはできない。
【０００５】
一方、スカムのドラム周面や鋳片表面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、溶湯に浸漬して設け、スカム堰によりスカムの冷却ドラム側への流動を阻止する方法が、例えば、特開平３−６６４５０号公報によって知られている。しかしながら、スカム堰を設けても、スカム堰と冷却ドラムの間のメニスカス近傍で生成するスカムには対処できない。
【０００６】
スカムが鋳片幅方向で不均一に巻き込まれることが特に問題であるが、スカムの量が多いと、不均一に巻き込まれ易くなる。スカムの生成量は鋳造時間の経過に伴って多くなるため、生産能率向上のために長時間鋳造を行う場合は、スカムの生成量が多くなって、不均一に巻き込まれ易くなるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、連続鋳造により薄帯鋳片を製造する方法において、湯溜まり部に浮遊するスカムを排出することにより、スカムのドラム周面や鋳片表面への巻き込みを防止することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の薄帯鋳片連続鋳造方法は、（１）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湯溜まり部に、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湯に浸漬して設け、前記湯溜まり部に溶湯を供給しながら薄帯鋳片を鋳造し、該薄帯鋳片をコイル状に巻き取って複数のコイル状薄帯鋳片を製造する方法において、前記薄帯鋳片の１コイル当たりの鋳造を終了したとき、前記スカム堰を溶湯から引き上げることにより、溶湯表面に浮遊していたスカムが冷却ドラム側のメニスカスに移動し、回転を継続している冷却ドラムの周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部から排出されること、を特徴とする。
【０００９】
また、別の薄帯鋳片連続鋳造方法は、（２）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湯溜まり部に、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湯に浸漬して設け、前記湯溜まり部に溶湯を供給しながら薄帯鋳片を鋳造し、該薄帯鋳片をコイル状に巻き取って複数のコイル状薄鋳片を製造する方法において、前記薄帯鋳片の１コイル当たりの鋳造を終了したとき、前記スカム堰を溶湯から引き上げるとともに、前記湯溜まり部の溶湯面に、前記一対の冷却ドラムの一方又は双方に指向してガスを吹き付けることにより、溶湯表面に浮遊していたスカムが冷却ドラム側のメニスカスに移動し、回転を継続している冷却ドラムの周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部から排出されること、を特徴とする。
【００１０】
前記課題を解決する本発明の薄帯鋳片連続鋳造装置は、（３）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湯溜まり部に、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湯に浸漬して設け、前記湯溜まり部に溶湯を供給しながら薄帯鋳片を鋳造し、該薄帯鋳片をコイル状に巻き取って複数のコイル状薄帯鋳片を製造する装置において、前記スカム堰は溶湯から引上げ可能であり、前記湯溜まり部の上方中央部に、双方の冷却ドラムのメニスカス側に指向したガスノズルを設け、前記薄帯鋳片の１コイル当たりの鋳造を終了したとき、前記スカム堰を溶湯から引き上げるとともに、前記湯溜まり部の溶湯面に、前記一対の冷却ドラムの双方に指向してガスを吹き付けることにより、溶湯表面に浮遊していたスカムが冷却ドラム側のメニスカスに移動し、回転を継続している冷却ドラムの周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部から排出されること、を特徴とする。
また、別の薄帯鋳片連続鋳造装置は、（４）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湯溜まり部に、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湯に浸漬して設け、前記湯溜まり部に溶湯を供給しながら薄帯鋳片を鋳造し、該薄帯鋳片をコイル状に巻き取って複数のコイル状薄帯鋳片を製造する装置において、前記スカム堰は溶湯から引上げ可能であり、前記冷却ドラムのメニスカスの上方部に、注湯ノズル側に指向したガスノズルを設け、前記薄帯鋳片の１コイル当たりの鋳造を終了したとき、前記スカム堰を溶湯から引き上げるとともに、前記湯溜まり部の溶湯面に、前記一対の冷却ドラムの一方に指向してガスを吹き付けることにより、溶湯表面に浮遊していたスカムが他方の冷却ドラム側のメニスカスに移動し、回転を継続している他方の冷却ドラムの周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部から排出されること、を特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、双ドラム式連続鋳造装置を用いた本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、請求項１の発明に沿う実施の形態を説明する側断面図である。互いに反対方向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（一方のみを仮想線で示す）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、タンディッシュ（図示略）から注湯ノズル４を通して溶湯ｒが供給される。湯溜まり部３の上方は、溶湯表面の酸化によるスカム生成を防止するために、シールチャンバー（図示略）で覆われており、シールチャンバー内には、アルゴンや窒素等の非酸化性ガスが供給される。
【００１２】
湯溜まり部３の溶湯ｒは、回転する一対の冷却ドラム１、１の周面で冷却されて一対の凝固シェルｇ、ｇを生成し、一対の凝固シェルｇ、ｇは、ドラム最近接点ｋｐで圧着されて薄帯鋳片ｃとなって下方に送り出され、薄帯鋳片ｃは下流側に配設された巻取機（図示略）でコイル状に巻き取られる。巻き取られた薄帯鋳片の重量が所定重量になったとき、その巻き取りを止めて別の巻取機で引き続いて巻き取ることで、複数のコイル状薄鋳片を製造する。
【００１３】
湯溜まり部３の上方を覆うシールチャンバー内には、アルゴンや窒素等の非酸化性ガスが供給されて、溶湯表面の酸化等によるスカムの生成を防止しているが、スカムの生成を十分に防止することはできない。スカムの鋳片表面への巻き込みを防止するために、図１（ａ）に示すように、注湯ノズル４を挟んで、ドラム幅方向に延びた一対のスカム堰５、５を溶湯に浸漬して設け、溶湯表面に浮遊するスカムｓのドラム側への流動を阻止する。
【００１４】
鋳造中は、鋳片断面寸法と溶湯の比重及び鋳造速度から、ドラム最近接点ｋｐから送り出された薄帯鋳片の重量をリアルタイムで計算し、計算重量が１コイル相当の重量に到達し、１コイル当たりの鋳造を終了したとき、図１（ｂ）に示すように、一対のスカム堰５、５を溶湯から引き上げる。スカム堰５、５を引き上げると、溶湯表面に浮遊していたスカムｓは、注湯ノズル４から吐出する溶湯流によって冷却ドラム側に流動し、メニスカスｍに寄せられる。このとき、冷却ドラムは回転を継続しているため、メニスカスｍに寄せられたスカムｓは、ドラム周面や鋳片表面に巻き込むまれて、湯溜まり部３から排出される。
【００１５】
図２及び図３は、請求項２及び３の発明に沿う実施の形態を説明する側断面図であり、図１と同じ符号のものは、名称、構造ともに図１と同じである。また、湯溜まり部３の上方には、シールチャンバー（図示略）が設けられていて、チャンバー内には非酸化性ガスが供給される。図では、一対のスカム堰５、５は、溶湯から引き上げられた状態を示しているが、鋳造中は溶湯ｒに浸漬して、注湯ノズル４から吐出する溶湯の流れを堰止めることにより、スカムｓのメニスカスｍ1、ｍ2への流動を阻止する。スカム堰５、５の背面には、メニスカスｍ1及びｍ2側から注湯ノズル４に指向して湯溜まり部の溶湯に非酸化性ガスを吹き付けるガスノズル６ａ、６bが取り付けられている。
【００１６】
ガスノズル６ａ、６ｂの形式としては、スリットタイプ、丸孔タイプなど何れの形式でもよく、スリットタイプの場合の例としては、幅；１．５ｍｍ、長さ；１８ｍｍ、湯面との距離；６０〜７０ｍｍ（スカム堰浸漬時）であり、丸孔タイプ場合の例としては、ノズル径；０．５〜１．０ｍｍ、孔ピッチ；５ｍｍ、湯面との距離；８０ｍｍである。ガスノズルの高さやガス噴出角度は、溶湯面の高さ等に応じて調整でき、ガス流速はスリットタイプ及び丸孔タイプともに、２０〜３０ｍｐｓである。
【００１７】
図２及び図３において、図１の場合と同様に、薄帯鋳片ｃは下流側に配設された巻取機（図示略）でコイル状に巻き取られ、巻き取らた薄帯鋳片の重量が所定重量になったとき、その巻き取りを止めて別の巻取機（図示を省略する）で引き続いて巻き取ることで、複数のコイル状薄鋳片を製造する。
【００１８】
連続鋳造中は、スカム堰５、５を湯溜まり部３の溶湯ｒに浸漬して、スカムｓのメニスカスｍ1、ｍ2への流動を阻止し、スカムのドラム周面や鋳片表面への巻き込みを防止する。また、ガスノズル６ａ、６ｂからは窒素やアルゴン等の非酸化性ガスを、メニスカスｍ1、ｍ2の手前側のドラム周面からスカム堰５に指向させて噴出させ、スカム堰５とメニスカスｍ１、ｍ２の間に浮遊するスカムｓをスカム堰５に、さらに、サイド堰に寄せることで、スカムのメニスカスｍ1、ｍ2への巻き込みを防止する。
【００１９】
鋳片断面寸法と比重及び鋳造速度から、ドラム最近接点ｋｐから送り出された薄帯鋳片の重量をリアルタイムで計算し、計算重量が１コイル相当の重量に到達し、１コイル当たりの鋳造を終了したとき、図２に示すように、一対のスカム堰５、５を溶湯ｒから引き上げるとともに、ガスノズル６ａ、６ｂの一方（図では向かって右側）のガスノズル６ｂから非酸化性ガスを噴出させる。
【００２０】
溶湯面に浮遊するスカムｓは、一方のメニスカスｍ１から他方のメニスカスｍ２に吹き寄せられる。このとき、冷却ドラム１、１は回転を継続しているため、メニスカスｍ2に吹き寄せられたスカムｓは、回転するドラム周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部３から排出される。なお、本例では、ガスノズル６ａ、６ｂをスカム堰５に取り付けたが、スカム堰５と離して単独で設けてもよい。
【００２１】
図４及び図５は、請求項２及び３の発明に沿う他の実施の形態を説明する図であり、図２及び図３と異なる点は、同図では、メニスカスの一方にガスを吹き付けたが、本形態では、メニスカスの双方にガスを吹き付ける点である。注湯ノズル４の左右両側には、湯溜まり部３の中央部から双方のメニスカスｍ、ｍに指向してガスを吹き付けるガスノズル６ｃ,６ｄが設けられている。
【００２２】
図２及び図３の場合と同様にして複数のコイル状薄鋳片を製造する方法において、鋳造した鋳片の計算重量が１コイル相当の重量に到達し、１コイル当たりの鋳造を終了したとき、スカム堰５、５を溶湯ｒから引き上げるとともに、ガスノズル６ｃ、６ｄから非酸化性ガスを噴出させると、溶湯表面に浮遊するスカムｓは、双方のメニスカスｍ、ｍに吹き寄せられる。このとき、前記同様に、冷却ドラム１、１は回転を継続しているため、メニスカスｍ、ｍに吹き寄せられたスカムｓは、回転するドラム周面や鋳片表面に巻き込まれて湯溜まり部３から排出される。
【００２３】
なお、本発明の方法において、スカムの排出によりスカムが巻き込まれた鋳片の部分は、スカム疵が発生して製品にならない場合が多いが、通常、コイル状薄帯鋳片の先端部及び尾端部の長さ約２〜４ｍの部分は疵が発生して製品にならない不良部分であるから、この部分を鋳造しているときにスカムを排出すれば、本発明による新たな歩留落ちは生じない。
したがって、本発明における「薄帯鋳片の１コイル当たりの鋳造を終了したとき」は、前記不良部分を除く製品部分の鋳造を終了したときが望ましい。なお、スカムの排出は、スカムの発生量に応じて行えばよく、必ずしも１コイル当たりの鋳造を終了したとき、全てにおいて排出しなくてもよい。
【００２４】
【実施例】
（実施例）
冷却ドラムの直径；１２００ｍｍ、幅；１３００ｍｍの双ドラム式連続鋳造装置を用いて１８０ｔｏｎを、本発明例として、図２及び図３に示す形態で鋳造し、１コイル当たりの鋳造を終了したとき、スカムを、ガス吹きによりドラム周面に寄せて湯溜まり部から排出した。比較例では、従来のスカム堰は用いたが、スカムの排出は行わなかった。その結果、比較例では、製品の表面割れ及び光沢むらを総合した表面欠陥発生度合が、本発明の約５倍と高い値であった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、双ドラム式連続鋳造装置により薄帯鋳片を鋳造し、該薄帯鋳片をコイル状に巻き取って複数のコイル状薄帯鋳片を製造する方法において、該薄帯鋳片の単数コイル当たりの鋳造を終了したとき、湯溜まり部の溶湯面に浮遊するスカムをメニスカスに寄せることで、スカムを鋳片表面やドラム周面に付着させて湯溜まり部から排出できるので、特に長時間鋳造におけるスカムの蓄積を解消して、品質良好な鋳片を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明に沿う実施の形態を説明する側断面図である。
図１（ａ）は定常鋳造時の形態を示す図であり、図１（ｂ）はスカム排出時の形態を示す図である。
【図２】請求項２及び３の発明に沿う実施の形態を説明する側断面図であり、スカム排出時の形態を示す図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】請求項２及び３の発明に沿う他の実施の形態を説明する側断面図であり、スカム排出時を示す図である。
【図５】図４の平面図である。
【符号の説明】
１…冷却ドラム
２…サイド堰
３…湯溜まり部
４…注湯ノズル
５…スカム堰
６ａ〜６ｄ…ガスノズル
ｒ…溶湯
ｇ…凝固シェル
ｃ…薄帯鋳片
ｍ、ｍ１、ｍ２…メニスカス
ｋｐ…ドラムキス点
ｓ…スカム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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