連続鋳造機とその機能とは何ですか？

連続鋳造機（CCM）は、現代の冶金産業における革命的な設備であり、従来の鋳造プロセスの非効率な生産方式を根本的に変革しました。溶解プロセスと圧延プロセスをつなぐ重要な役割を担う連続鋳造機は、生産効率を大幅に向上させるだけでなく、製品品質の向上とエネルギー消費量の削減においても重要な役割を果たしています。本稿では、連続鋳造機の動作原理、種類、コア機能、そして将来の開発動向を包括的に紹介します。

1.連続鋳造機の動作原理

（1）基本的なプロセスフロー

連続鋳造機のワークフローには、主に次のステップが含まれます。

溶融金属注入: 高温の液体金属が炉から流れ出て、タンディッシュを通って鋳型に入ります。

初期凝固: 結晶化装置内で金属表面が急速に冷却され、固体の殻が形成されます。

二次冷却：鋳造ビレットは晶析装置から引き出された後、二次冷却ゾーンに入り、水またはミストを噴霧して冷却され、内部の金属が完全に凝固します。

切断と収集: 完全に凝固した鋳物は切断装置によって必要な長さに切断され、次の圧延エリアまたは保管エリアに輸送されます。

（２）主要構成要素と機能

金型: 金属の初期凝固を担い、鋳物の表面品質に影響を与えます。

引抜ユニット：鋳造ビレットの引抜速度を制御し、連続生産を確保します。

二次冷却システム：鋳物の内部凝固を促進し、割れなどの欠陥を防止します。

切断装置：連続鋳造品を必要な長さに切断します。

2. 連続鋳造機の種類

（１）鋳片の形状による分類

スラブ鋳造機：主に板材の圧延に使用される、アスペクト比の大きいスラブを生産します。

ビレット鋳造機: 棒鋼や線材の生産に適した正方形または長方形のビレットを製造します。

ブルーム鋳造会社：シームレス鋼管、大型鍛造品等の丸鋳物を生産します。

（２）構造による分類

垂直鋳造機：装置は垂直に配置されており、高品質のビレット生産に適しています。

湾曲モールドキャスター：湾曲した晶析装置を採用し、省スペース化を実現した現在主流の機種です。

水平鋳造機：主に銅やアルミニウムなどの非鉄金属の連続鋳造に使用されます。

3. 連続鋳造機の中核機能

（１）生産効率向上のための主要設備

液体金属から固体鋳物までの連続成形を実現し、従来の鋳型鋳造の断続的な待ち時間を排除します。

生産リズムは上流の溶解と下流の圧延と完全に一致し、効率的な連続生産ラインを形成します。

単一ストリームの生産能力は1時間あたり200トン以上に達し、全体的な生産量が大幅に向上します。

（２）製品の品質を確保するための中核的なリンク

精密に制御された冷却プロセスにより、鋳造ビレットの均一な微細構造が保証され、偏析や収縮多孔度などの欠陥が大幅に減少します。

高度な自動化により、人的要因が品質に与える影響を軽減

優れた表面品質により、その後の加工コストとスクラップ率を削減します。

（３）省エネと消費削減の重要な保証

金属収率は96～98％に達し、鋳型鋳造法よりも10～15％高くなります。

熱エネルギー利用効率が高く、繰り返し加熱時のエネルギー消費を削減します。

冷却水循環システムにより水資源の消費量が大幅に削減されます

（4）生産自動化を実現するための基盤

プロセス全体を通じてインテリジェントな生産のための重要なインターフェースを提供する

リアルタイムデータ収集はプロセス最適化の基盤を提供します

上流・下流設備を統合しデジタルファクトリーを構築

4. 連続鋳造機の利点

（１）生産効率の革命的な向上

連続運転モードにより生産能力が3～5倍に向上

設備稼働率85%以上

（２）製品品質の大幅な向上

内部組織がより密集し、より均一化されている

より高い寸法精度とより精密な公差管理

（３）生産コストの大幅な削減

人材需要を50%以上削減

エネルギー消費量を20～30%削減

収量率の上昇によってもたらされる直接的な経済的利益

5.連続鋳造技術の開発動向

（１）インテリジェンスと自動化

AI アルゴリズムを使用してプロセスパラメータを最適化し、鋳造品の品質を向上させます。

リモート監視と障害予測によりダウンタイムを削減します。

（２）新材料と新プロセス

結晶装置の耐用年数を延ばすために、結晶装置用の高性能銅合金を開発します。

電磁攪拌技術（EMS）は鋳物の内部構造を改善します。

（３）グリーン鋳造技術

廃熱を回収・利用してエネルギー消費を削減します。

冷却水の消費量を削減し、環境性能を向上させます。

結論

連続鋳造機は現代の冶金産業の中核設備として、生産効率の向上、製品品質の確保、生産コストの削減において、かけがえのない重要な役割を果たしています。その技術進歩は、冶金産業全体の発展を直接的に牽引しています。今後、インテリジェント技術とグリーン技術の応用が深まるにつれ、連続鋳造機は冶金製造プロセスの革新と変革を牽引し続けるでしょう。