JP2003311377A

JP2003311377A - チューブ方式連続鋳造用鋳型

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Publication number: JP2003311377A
Application number: JP2002114883A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawaguchi; 浩志川口; Fumiki Asano; 文樹浅野
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2003-11-05
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: JP3930761B2

Abstract

(57)【要約】【課題】連続鋳造におけるモールドチューブの負のテ
ーパ（熱変形）を簡易な手段で効果的に防止し、高速鋳
造を可能とする連続鋳造用鋳型を提供する。【解決手段】主断面が矩形のモールドチューブ１と、
このモールドチューブ１の外壁面を取り囲むウォータジ
ャケット２とを備えた連続鋳造用鋳型において、モール
ドチューブ１のコーナ部を除く四辺部の外壁面であっ
て、モールドチューブ１の上端から下方へ向かう１０〜
４００ｍｍ、好ましくは３５〜２５０ｍｍの範囲内（部
位Ｕ）に縦溝４を設ける。さらに、ウォータジャケット
２の内壁面のうち部位Ｕにのみライナプレート５を取り
付け、部位Ｕにおける冷却水通路３の水平断面積を、縦
溝４を設けていない部位Ｌにおける冷却水通路３の水平
断面積と比較して同等または小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造設備に用
いるチューブ方式鋳型に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶鋼などの溶湯を鋳型に連続的に供給し
つつ、鋳片を鋳型から連続的に引抜くことにより鋳造を
行う連続鋳造機において、鋳型は通常、銅または銅合金
製の断面が矩形のモールドチューブ（以下、単に「チュ
ーブ」ともいう。）と、このチューブの外壁面を取り囲
むウォータジャケットとを備え、チューブとウォータジ
ャケットとの間に形成された間隙（冷却水通路）に冷却
水を流通させて用いる。鋳型内に注入された溶湯は、チ
ューブ内壁面と接して冷却され、先ず薄い凝固シェルが
形成される。この凝固シェルは当初はチューブ内壁面と
密着しているが、やがて凝固シェルの温度降下とともに
収縮してチューブ内壁面から離れ、チューブ内壁面と鋳
片表面との間に隙間ができる。この隙間が生じると、チ
ューブ内壁面側の伝熱抵抗が急激に増大し、冷却不良に
よる凝固組織の粗大化などにより健全な凝固シェルが形
成できなくなる。特に、小形断面のビレット連続鋳造機
では鋳片のコーナ部に隙間が生じやすく、コーナ部の凝
固遅れが顕著に現れる。コーナ部の凝固遅れは、鋳片の
菱形変形を引き起こし、この変形がひどくなると内部割
れ、表面割れ等の鋳片品質の劣化やブレークアウトを伴
うことにもなる。

【０００３】そこで従来の、鋳型と鋳片との間に隙間を
生じやすいストレート鋳型や単一テーパ鋳型に代わり、
前記隙間が生じにくい多段テーパ鋳型やパラボリックテ
ーパ（曲線テーパ）鋳型が実用化され、近年の連続鋳造
の高速化や安定操業に寄与している。すなわち、鋳型内
の凝固シェルは温度低下とともに収縮するが、理論的あ
るいは実験的に求めた凝固シェルの収縮量に合致したチ
ューブ内壁面形状とすることにより前記隙間を小さくで
きるものである。しかし、多段テーパ鋳型やパラボリッ
クテーパ鋳型を用いても、鋳造中に初期のチューブ内壁
面形状を維持することは以下の理由により困難である。

【０００４】鋳造中のチューブは、鋳片と接しない領
域（溶湯表面であるメニスカスより上方の領域）と、
鋳片と接する領域（メニスカスより下方の領域）とに分
けられる。領域のチューブ温度は、鋳片と接触してい
ないため低く冷却水温度に近い。一方、領域のチュー
ブ温度は、鋳片と直接接触するため高温になり、メニス
カス直下近傍では３００℃を超える場合がある。したが
って、領域のチューブ部分はほぼ常温における寸法そ
のままであるが、領域のチューブ部分は熱膨張により
外側に膨らんだ形状となる。領域との境目では急激
な熱勾配が生じるため、常温における適正な下すぼまり
のテーパ形状が維持できず、常温時の適正なテーパ形状
とは逆の下広がりのテーパ形状（いわゆる「負のテー
パ」）となる。鋳造速度を高めると鋳片からチューブへ
の入熱が増大するため、領域のチューブ温度がさらに
上昇し、領域との境目の熱勾配はより大きくなり、
負のテーパ量はますます増大する。負のテーパ量の増大
によるチューブと鋳片との隙間が拡大することと、領域
のチューブ温度の上昇によりチューブ材質である銅ま
たは銅合金が軟化するおそれがあることが、さらなる高
速鋳造を実現できない一つの要因となっている。

【０００５】なお、予め常温状態で負のテーパ量に相当
する分を上乗せしたチューブ内壁面形状としておき、鋳
造時に丁度負のテーパ量がキャンセルされて適正なテー
パ形状が得られるようにすることが可能とも考えられる
が、鋳造条件（鋼種、鋳造速度、溶湯温度、メニスカス
レベル等）が変化するとチューブの温度分布も都度変化
するため現実的な方策ではない。また、仮に現実的な方
策であるとしてもチューブ内壁面形状が複雑になり、製
作が困難である。

【０００６】負のテーパ（すなわち鋳造中のチューブの
熱変形）を軽減する現実的な方策としては、(1)冷却水
の流速を高めることや、冷却水と接触するチューブ外壁
面側の面積を大きくすること等により冷却水側の熱
伝達率を高めチューブ温度の上昇を緩和すること、(2)
チューブ厚みを増大し、チューブの変形量を減少させる
こと、等が効果的であることが知られている（例えば、
J.K.Brimacombe, et al：I&SM, November 1993, p
35-47参照）。

【０００７】（従来技術１）公知の技術として、例え
ば、大断面のスラブ連続鋳造機やブルーム連続鋳造機で
は、鋳型として図６に示す構造のものが採用されること
が多い。図６（ａ）に示す銅板１１の厚みは４５ｍｍ程
度と厚く（ビレット連続鋳造機のチューブ厚みは６〜１
０ｍｍ程度）、反鋳片側に冷却水通路となるスリット１
３が設けられている。図示されていないが、銅板１１は
バックアッププレート１２と多数のボルトで締結されて
いる。図６（ｂ）は、スリット１３内にスペーサ１５を
設けてメニスカス近傍の冷却水の流速を上げ、冷却能を
向上させた例を示すものである。銅板１１に十分な肉厚
を持たせて剛性を高くし、かつ強靭なバックアッププレ
ート１２と機械的に締結する構造を採用するため、鋳造
中における銅板１１の変形は小さい。しかし、この構造
を小断面であるビレット連続鋳造機に適用すると、鋳型
は複雑で大きなものになり、設備コスト、ランニングコ
スト、保守コストが著しく高くなる。また、もともとス
トランド間隔が小さい現存のビレット連続鋳造機には、
寸法的にこの構造を適用することは困難である。また、
ビレット連続鋳造機の鋳型にはバックアッププレート１
２がなく、図６（ｂ）に示したようなスペーサ１５を設
置することが構造上困難である。

【０００８】（従来技術２）また、冷却水の流速を高め
るために、高圧水を用いる例が提案されている。すなわ
ち、冷却水の流速を高めると冷却水の圧力損失が増大す
るため、通常の供給圧力では冷却水の流速を高められな
いからであり、冷却水を高圧化することにより、沸騰の
危険性を低下させる効果もある。しかし、高圧水を用い
るためには、既存設備（鋳型、給水設備、配管等）を流
用することができないため、改造コストが著しく高くな
る。また、矩形チューブのシールの構造上、高耐圧仕様
とすることが困難であることから鋳造中における漏水の
危険性が高まり、水が溶湯に混入すると爆発事故を誘発
することにもなる。さらに、冷却水圧力によりチューブ
が鋳片側に変形し、チューブ内壁面形状が崩れてしまう
可能性も高い。この変形を回避するためチューブ肉厚を
厚くすると、本来の目的である冷却能力の向上効果が減
少してしまう。

【０００９】（従来技術３）また、冷却水側の熱伝達率
を高めるため冷却水と接触するチューブ外壁面側にチュ
ーブ長手方向に直交する溝（横溝）を多数本加工して冷
却水との接触面積を増大させる例が提案されている。確
かに、冷却水との接触面積は増大するものの、溝の方向
が冷却水の流れ方向と直交するため、冷却水との接触面
近傍の流速が低下してしまう。特に溝底部では冷却水の
澱みを生じ冷却効果が損なわれる。また、冷却水通路の
抵抗が大きく圧力損失が大きくなるため、冷却水の供給
圧力を高める必要があり、ランニングコスト（ポンプ用
電力）が増大する。さらに、鋳型や冷却水の供給配管の
耐圧力も高める必要があり、設備コストが上昇する。ま
た、冷却水の圧力を高めると鋳型からの漏水の危険性が
高まる。

【００１０】（従来技術４）また、特開平９―２２５５
９３号公報および特開平９―２３９４９６号公報には、
冷却水側の熱伝達率を高めるため冷却水と接触するチュ
ーブ外壁面側にチューブ長手方向と平行に溝（縦溝）を
多数本加工して冷却水との接触面積を増大させる例が提
案されている。すなわち、特開平９―２２５５９３号公
報では、チューブ外壁面コーナ部を除く四辺部外壁面
に、チューブの上端または上端から一定距離下方の位置
から下端まで縦溝を設けた連続鋳造用鋳型が開示されて
いる。また、特開平９―２３９４９６号公報では、チュ
ーブの上端側においては、チューブコーナ部内壁面に縦
溝を設けるとともに、チューブの下端側においては、チ
ューブ四辺部外壁面に縦溝を設けた連続鋳造用鋳型が開
示されている。これらの提案は、コーナ部と辺部との鋳
型温度を均一化して初期凝固シェルの厚み差を小さく
し、鋳片コーナ部の表面割れを防止するとともに、チュ
ーブ全体としての抜熱量を増加させることによって鋳片
冷却を促進し、高速鋳造を可能とするというものであ
る。これらの提案によれば、縦溝を用いることから、上
記従来技術３のように冷却水の圧力損失増大による問題
は生じないが、溝を形成したことにより冷却水流路の水
平断面積が増加し、冷却水流速が低下するため、冷却水
との接触面積の増大の効果が減殺されてしまう。さら
に、前者の提案では上端部または上端部から一定距離下
方の位置からチューブ下端まで縦溝を加工する必要があ
ることから加工コストが高い問題がある。また、後者の
提案ではチューブの上端側においてチューブ内壁面に溝
を設けていないことから、チューブ上端に近いメニスカ
ス近傍で生じる負のテーパを防止する効果がない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、鋳造時におけるモールドチューブの負のテーパ（熱
変形）を簡易な手段で効果的に防止し、高速鋳造を可能
とする連続鋳造用鋳型を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできる本発明の要旨は以下の通りである。第１の発明
は、主断面が矩形のモールドチューブと、このモールド
チューブの外壁面を取り囲むウォータジャケットとを備
えた連続鋳造用鋳型において、前記モールドチューブの
コーナ部を除く四辺部の外壁面であって、前記モールド
チューブの上端から下方へ向かう１０〜４００ｍｍの範
囲内に縦溝を設け、かつ、前記縦溝が設けられた部位に
おける前記モールドチューブの外壁面と前記ウォータジ
ャケットの内壁面との面間距離が、前記縦溝が設けられ
ていない部位における前記モールドチューブの外壁面と
前記ウォータジャケットの内壁面との面間距離より短い
ことを特徴とするチューブ方式連続鋳造用鋳型である。
なお、上記において、「前記縦溝が設けられた部位にお
ける前記モールドチューブの外壁面」とは、前記縦溝が
設けられた部位における、前記縦溝が設けられる前の前
記モールドチューブの元々の外壁面のことをいう。

【００１３】第２の発明は、主断面が矩形のモールドチ
ューブと、このモールドチューブの外壁面を取り囲むウ
ォータジャケットとを備えた連続鋳造用鋳型において、
前記モールドチューブのコーナ部を除く四辺部の外壁面
であって、前記モールドチューブの上端から下方へ向か
う１０〜４００ｍｍの範囲内に縦溝を設け、かつ、前記
縦溝が設けられた部位における前記モールドチューブと
前記ウォータジャケットとの間に形成された冷却水通路
の水平断面積が、前記縦溝が設けられていない部位にお
ける前記冷却水通路の水平断面積と比較して同等ないし
小さいことを特徴とするチューブ方式連続鋳造用鋳型で
ある。

【００１４】第３の発明は、主断面が矩形のモールドチ
ューブと、このモールドチューブの外壁面を取り囲むウ
ォータジャケットとを備えた連続鋳造用鋳型において、
前記モールドチューブのコーナ部を除く四辺部の外壁面
であって、前記モールドチューブの上端から下方へ向か
う１０〜４００ｍｍの範囲内に、前記モールドチューブ
の長手方向に複数に分割した縦溝を設けたことを特徴と
するチューブ方式連続鋳造用鋳型である。

【００１５】第４の発明は、前記縦溝が設けられた部位
における前記モールドチューブと前記ウォータジャケッ
トとの間に形成された冷却水通路の水平断面積が、前記
縦溝が設けられていない部位における前記冷却水通路の
水平断面積と比較して同等ないし小さい請求項３に記載
のチューブ方式連続鋳造用鋳型である。

【００１６】第５の発明は、前記縦溝の深さが、長手方
向で変化する請求項１〜４のいずれか１項に記載のチュ
ーブ方式連続鋳造用鋳型である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】図１に、本発明の実施に係る、鋼材を鋳造
するのに用いられる、曲げ形ビレット連続鋳造機用のチ
ューブ方式鋳型の全体を示す。鋳型は、主断面（水平断
面）が矩形のモールドチューブ１と、このチューブ１の
外壁面を取り囲むウォータジャケット２とを備えてお
り、チューブ１の外壁面とウォータジャケット２の内壁
面との間に形成された空間部である冷却水通路３内を冷
却水が下から上方向に流れている。

【００１９】〔第１実施形態〕図２は、チューブ１とウ
ォータジャケット２の組み合わせ部分のみ、図３は、モ
ールドチューブ１のみ、図４は、ウォータジャケット２
のみをそれぞれ示すものである。

【００２０】図２および図３に示すように、チューブ１
の外壁面には、コーナ部（四分円部）１ｃを除く四辺部
１ａそれぞれに複数本の縦溝４を設けている。コーナ部
１ｃを除いたのは、コーナ部１ｃは元々冷却されやすい
部位であるため縦溝４を設けると冷却過剰となるからで
ある。縦溝４は、チューブ１上端から下方へ向かう１０
〜４００ｍｍ、好ましくは３５〜２５０ｍｍの範囲内
（図２および図３の部位Ｕ）に設ける。これにより、メ
ニスカスレベルが操業条件により変化・変動しても、メ
ニスカス近傍のチューブ１の外壁面には、常に縦溝４が
存在するので、チューブ１外壁面と冷却水との接触面積
を常に大きく維持できる。縦溝４を設ける範囲をチュー
ブ１上端から下方へ向かう１０〜４００ｍｍ、好ましく
は３５〜２５０ｍｍの範囲に限定したのは、通常の鋳造
時においてメニスカスレベルが変化しうる範囲を包含し
つつ、不必要な部分にまで溝加工を施すことをできるだ
け回避するためである。また、縦溝４が設けられた部位
（部位Ｕ）におけるチューブ１の外壁面１ｓ（縦溝４の
存在しない平坦な部分；図２（ｃ）、図３（ｂ）参照）
とウォータジャケット２の内壁面との面間距離Ｇ_Uが、
縦溝４が設けられていない部位（図２および図３の部位
Ｌ）におけるチューブ１の外壁面とウォータジャケット
２の内壁面との面間距離Ｇ_Lより短くなるようにするこ
とが好ましい。これにより、縦溝４を設けた部位（部位
Ｕ）の冷却水の流速が、縦溝４を設けない部位（部位
Ｌ）の冷却水流速に比べ、従来技術４ほど大きく低下し
ない。面間距離Ｇ_Uをさらに短くして、縦溝４が設けら
れた部位（部位Ｕ）における冷却水通路３の水平断面積
が、縦溝４が設けられていない部位（図２および図３の
部位Ｌ）における冷却水通路３の水平断面積と比較して
同等または小さくなるようにすることが特に好ましい。
これにより、縦溝４を設けた部位（部位Ｕ）の冷却水の
流速を、縦溝４を設けない部位（部位Ｌ）の冷却水流速
と比較し同等ないし高くできる。このため、例えば図２
および図４に示すように、ウォータジャケット２の内壁
面のうち部位Ｕにのみ所定の厚みのライナプレート５を
取り付ければよい。さらに、溝４は冷却水の流れ方向に
添う縦溝としているので、溝底部での冷却水の澱みが生
じることがなく、冷却水の圧力損失も小さい。したがっ
て、メニスカス近傍のチューブ１外壁面での伝熱効率が
改善されてチューブ１は十分冷却され、チューブ温度は
従来ほど高くならない。したがって、負のテーパが効果
的に防止される。また、冷却水の供給圧力をあまり高め
る必要がないため、ランニングコスト（ポンプ用電力）
の上昇は問題とならず、鋳型や冷却水配管の高耐圧化は
不要で設備コストの上昇も問題とならない。

【００２１】縦溝４の幅は、狭すぎると接触面積増大の
効果がなく、広すぎるとチューブ１の強度が低下するの
で、チューブ１厚みの０．４〜１．０倍程度の範囲とす
ることが好ましい。縦溝４の深さは、浅すぎると接触面
積増大の効果がなく、深すぎるとチューブ１の強度が低
下するので、チューブ１厚みの０．３〜０．６倍程度の
範囲とすることが好ましい。縦溝４のピッチは、大きす
ぎると（すなわち縦溝の本数が少なすぎると）接触面積
増大の効果がなく、小さすぎると（すなわち縦溝の本数
が多すぎると）チューブ１の強度が低下するので、溝４
の幅の１．５〜２．５倍程度の範囲とすることが好まし
い。なお、本例では縦溝４の深さは高さ方向（長手方
向）で一定としているが、高さ位置に応じて伝熱量と強
度とを考慮して連続的または段階的に変化させてもよ
い。

【００２２】縦溝４は、例えばボールエンドミルでチュ
ーブ１外壁面に溝加工して形成することができる。溝底
形状（水平断面形状）は応力集中を防止するため、図２
および図４に示すように、円弧状にすることが推奨され
るが、矩形状、台形状、三角形状などであってもよい。
本例は、曲げ形チューブへの適用例であり、図２および
図３に示すように、溝加工をチューブ１の曲率に沿って
行っているが、直線または折れ線状に近似して行っても
よい。

【００２３】図２および図４に示すように、ウォータジ
ャケット２の四辺部２ａの内壁面のうち、チューブ１外
壁面に設けた縦溝４を覆う範囲に所定の厚みのライナプ
レート５をボルト６留めするように構成することが推奨
される。これにより、部位Ｕと部位Ｌの冷却水通路３の
水平断面積の比率を厚みの異なるライナプレート５に取
り替えることによって容易に調整することができる。本
例ではコーナ部２ｃにはライナプレート５を取り付け
ず、この部分での冷却水流速を遅くして鋳片のコーナ部
の冷え過ぎを防止しているが、コーナ部２ｃにも四辺部
２ａと同様、ライナプレート５を取り付けて鋳片のコー
ナ部の冷却速度を調整するようにしてもよい。また、図
４に示すように、ライナプレート５の下端部５ｂは面取
りして水流を乱さないようにすることが好ましい。な
お、ライナプレート５をボルト６で取り付ける代わり
に、ウォータジャケット２とライナプレート５とを一体
構造としてもよい。

【００２４】以上のように、縦溝４の溝幅、溝深さ、溝
ピッチ（溝本数）、およびライナプレート５の厚みを適
宜選択して組み合わせることにより、操業条件に対応し
た最適な鋳型を提供できる。

【００２５】〔第２実施形態〕図５は、上記第１実施形
態と同様、縦溝４をチューブ１上端から下方へ向かう１
０〜４００ｍｍ、好ましくは３５〜２５０ｍｍの範囲内
（図５の部位Ｕ）に設けるものであるが、縦溝４をチュ
ーブ１長手方向に複数に分割して設けたものである。チ
ューブ１の主断面（水平断面）の四辺部１ａ（図３参
照）は、チューブ１背面（外壁面側）からの冷却水圧力
の作用により鋳片側（内壁面側）に張り出すように変形
しやすい。また、チューブ１は、鋳片側の温度が高く、
冷却水側の温度が高いため、四辺部１ａはバイメタル効
果によっても鋳片側に変形しやすい。しかし、縦溝４を
チューブ１長手方向に複数に分割して設置したことによ
り（すなわち、部位Ｕ中に溝４を形成しない溝なし部分
４ａを残すことにより）、四辺部１ａの剛性の低下を緩
和して鋳片側への変形を防止することができる。一方、
部位Ｕ中に溝なし部分４ａを残すと、この溝なし部分４
ａの冷却能力の低下が懸念されるが、溝なし部分４ａの
範囲を極端に大きくしなければ、図５（ａ）に示すよう
に、却ってフィン効果により冷却能力が上昇する。ま
た、上述したバイメタル効果は、チューブ厚み方向の直
線状熱勾配により生じるものである。しかし、溝なし部
分４ａの厚み方向温度分布は、フィン効果により大部分
が温度が低く、鋳片側の一部分のみが温度が高くなり、
直線状勾配にならない。したがって、バイメタル効果に
よる鋳片側への熱変形も小さい。以上のように、縦溝４
をチューブ長手方向に複数に分割して設けることにより
四辺部１ａの鋳片側への熱変形を効果的に防止できる。
また、上記実施例１と同様の理由により、縦溝４が設け
られた部位（部位Ｕ）における冷却水通路３の水平断面
積が、縦溝４が設けられていない部位（図２および図３
の部位Ｌ）における冷却水通路３の水平断面積と比較し
て同等または小さくなるようにすることが好ましい。な
お本例において、上記実施例１で説明したように、ウォ
ータジャケット２に平面状のライナプレート５を取り付
けると、溝なし部分４ａにおける冷却水流路が極端に狭
くなり、冷却水の圧力損失が増大する。これを回避する
ため、例えば図５（ａ）に示すように、ウォータジャケ
ット２の、溝なし部分４ａに対峙する部位に窪み７を設
けて冷却水通路３の水平断面積を確保するようにするこ
とが好ましい。また、縦溝４の分割数は、図５では３分
割としているが、これに限定されるものではない。ただ
し、分割数が多すぎると、上記熱変形防止の効果が飽和
するとともに、溝加工の手間が増大するので、２〜１０
分割程度の範囲内で適宜調整するのが好ましい。また、
分割した縦溝４のチューブ１外壁面上への配列は、図５
に示すように、水平方向に整列させて、全体を正方配列
としてもよいが、水平方向で互いに隣り合う縦溝４を高
さ方向にずらして、全体を千鳥配列としてもよい。な
お、溝深さは、第１実施形態で述べたように、高さ位置
によらず一定としてもよいが、高さ位置に応じて伝熱量
と強度とを考慮して連続的または段階的に変更してもよ
い。

【００２６】なお、上記の実施形態１および２では、鋳
型の材質として銅または銅合金のみ、鋳造される材料と
して鋼のみについて説明したが、本発明はこれらに限ら
れるものではなく、目的に応じて各種金属を適宜選択で
きるものである。

【００２７】

【実施例】本発明の効果を確認するため、図１の構成を
有する鋳型において、モールドチューブ１に形成する縦
溝４の幅、深さ、本数と、ウォータジャケット２に取り
付けるライナプレート５の厚みを種々変更した場合にお
ける冷却水通路３水平断面積および冷却水通路３水平断
面平均の冷却水流速（以下、単に「冷却水流速」とい
う。）を計算した。ここに、チューブ１の外壁面にライ
ナプレート５を取り付けない部位の冷却水通路３の幅
（チューブ１とウォータジャケット２の隙間；面間距離
Ｇ_L）は３．９ｍｍ（一定）とし、冷却水流量を１．７
ｍ³／ｍｉｎ（一定）とした。また、縦溝４加工範囲Ａ
をチューブ１上端から３５〜２５０ｍｍの範囲（一定）
とした（図２、３参照）。計算結果を表１に示す。Ｎ
ｏ．１は溝４を形成せず、ライナプレート５を取り付け
ない従来例であり、部位ＵおよびＢにおける冷却水流速
はともに１１．８ｍ／ｓである。一方、Ｎｏ．９は縦溝
４のみを形成し、ライナプレート５を取り付けない比較
例であり、縦溝４を形成した部位Ｕにおける冷却水流速
は、縦溝４を形成しない部位Ｌにおける冷却水流速より
大きく低下しており、メニスカスレベル近傍を含む部位
Ｕにおいて十分な冷却能力が得られない。これに対し、
Ｎｏ．２〜８は、縦溝４を形成するとともにライナプレ
ート５を取り付けた本発明例である。Ｎｏ．２、３で
は、ライナプレート５を取り付けることにより、部位Ｕ
における面間距離Ｇ_Uは部位Ｌにおける面間距離Ｇ_Lより
短くなっている。その結果、部位Ｕにおける冷却水流速
は、部位Ｌにおける冷却水流速より依然として少し低い
ものの、Ｎｏ．９（比較例）ほど大きく低下しないた
め、縦溝４形成による冷却水との接触面積の増大効果に
よりメニスカスレベル近傍を含む部位Ｕにおいて十分な
冷却効果が得られる。また、Ｎｏ．４〜８の計算結果か
ら明らかなように、溝幅、溝深さ、溝本数の組み合わせ
を適宜調整することにより、縦溝４を形成しかつライナ
プレート５を取り付けた部位Ｕの冷却水通路３の水平断
面積を、溝４を形成せずライナプレート５を取り付けな
い部位Ｌの冷却水通路３の水平断面積に比較して、容易
に同等または小さくできる。その結果、部位Ｕの冷却水
流速を部位Ｌの冷却水流速と比較して同等または大きく
でき、縦溝４形成による冷却水との接触面積の増大とあ
いまって、メニスカスレベル近傍を含む部位Ｕにおいて
さらに高い冷却能力が得られる。なお、Ｎｏ．５、８に
おいて、部位Ｕの冷却水流速は部位Ｌの冷却水流速の約
１．４倍と高く、冷却水の圧力損失は流速の二乗に比例
して増大するため、この部位Ｕにおける冷却水の圧力損
失は従来例（Ｎｏ．１）に対して約１．９倍となるが、
部位Ｕの範囲をチューブ１全長の一部に限定しているた
め、全体の圧力損失はさほど上昇せず問題とならない。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明により、
連続鋳造におけるモールドチューブの負のテーパ（熱変
形）を簡易な手段で効果的に防止することができる。こ
れにより、鋳型と鋳片との密着性が向上し、高速鋳造時
においても鋳型内で健全な凝固が促進され、菱形変形や
ブレークアウトを発生させることなく、安定操業が達成
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に係る、曲げ形ビレット連続鋳造
機用のチューブ方式鋳型の全体を示す垂直断面図であ
る。

【図２】第１実施形態における、モールドチューブとウ
ォータジャケットの組み合わせ部分のみを示す図であ
り、（ａ）は垂直断面図、（ｂ）はＢ―Ｂ線部分断面
図、（ｃ）はＡ−Ａ線断面図である。

【図３】第１実施形態における、モールドチューブのみ
を示す図であり、（ａ）は垂直断面図、（ｂ）はＡ−Ａ
線断面図である。

【図４】第１実施形態における、ウォータジャケットの
みを示す図であり、（ａ）は垂直断面図、（ｂ）はＡ−
Ａ線断面図である。

【図５】第２実施形態における、チューブとウォータジ
ャケットの組み合わせ部分の一部を示す図であり、
（ａ）は垂直部分断面図、（ｂ）はＡ−Ａ線矢視図であ
る。

【図６】従来技術１のスラブ連続鋳造機（ブルーム連続
鋳造機）用鋳型の垂直部分断面図であり、（ａ）はスリ
ット内にスペーサを設けない例、（ｂ）はスリット内に
スペーサを設けた例である。

【符号の説明】

１…モールドチューブ１ａ…四辺部１ｃ…コーナ部１ｓ…外壁面２…ウォータジャケット２ａ…四辺部２ｃ…コーナ部３…冷却水通路４…縦溝４ａ…溝なし部分５…ライナプレート５ｂ…下端部６…ボルト６…窪みＵ…縦溝４を設けた部位Ｌ…縦溝４を設けない部位

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主断面が矩形のモールドチューブと、こ
のモールドチューブの外壁面を取り囲むウォータジャケ
ットとを備えた連続鋳造用鋳型において、前記モールド
チューブのコーナ部を除く四辺部の外壁面であって、前
記モールドチューブの上端から下方へ向かう１０〜４０
０ｍｍの範囲内に縦溝を設け、かつ、前記縦溝が設けら
れた部位における前記モールドチューブの外壁面と前記
ウォータジャケットの内壁面との面間距離が、前記縦溝
が設けられていない部位における前記モールドチューブ
の外壁面と前記ウォータジャケットの内壁面との面間距
離より短いことを特徴とするチューブ方式連続鋳造用鋳
型。
【請求項２】主断面が矩形のモールドチューブと、こ
のモールドチューブの外壁面を取り囲むウォータジャケ
ットとを備えた連続鋳造用鋳型において、前記モールド
チューブのコーナ部を除く四辺部の外壁面であって、前
記モールドチューブの上端から下方へ向かう１０〜４０
０ｍｍの範囲内に縦溝を設け、かつ、前記縦溝が設けら
れた部位における前記モールドチューブと前記ウォータ
ジャケットとの間に形成された冷却水通路の水平断面積
が、前記縦溝が設けられていない部位における前記冷却
水通路の水平断面積と比較して同等ないし小さいことを
特徴とするチューブ方式連続鋳造用鋳型。
【請求項３】主断面が矩形のモールドチューブと、こ
のモールドチューブの外壁面を取り囲むウォータジャケ
ットとを備えた連続鋳造用鋳型において、前記モールド
チューブのコーナ部を除く四辺部の外壁面であって、前
記モールドチューブの上端から下方へ向かう１０〜４０
０ｍｍの範囲内に、前記モールドチューブの長手方向に
複数に分割した縦溝を設けたことを特徴とするチューブ
方式連続鋳造用鋳型。
【請求項４】前記縦溝が設けられた部位における前記
モールドチューブと前記ウォータジャケットとの間に形
成された冷却水通路の水平断面積が、前記縦溝が設けら
れていない部位における前記冷却水通路の水平断面積と
比較して同等ないし小さい請求項３に記載のチューブ方
式連続鋳造用鋳型。
【請求項５】前記縦溝の深さが、長手方向で変化する
請求項１〜４のいずれか１項に記載のチューブ方式連続
鋳造用鋳型。