JP2003507190A

JP2003507190A - Molds for continuous casting of steel billets and blooms

Info

Publication number: JP2003507190A
Application number: JP2001518210A
Authority: JP
Inventors: レーリーク，アデルベルト; シュティーリ，アドリアン; カバ，フランツ; ブラウン，ホルゲル
Original assignee: コンカストスタンダードアクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2003-02-25
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: CN1371313A; ES2194770T3; EP1212159A1; MY122657A; JP4603746B2; ATE241440T1; PE20010411A1; PT1212159E; CZ295184B6; EP1212159B1; EG22198A; WO2001014084A1; CA2383075A1; CZ2002670A3; AR025350A1; TW464564B; KR20020026549A; DE50002384D1; CN1187147C; TR200200502T2

Abstract

(57)【要約】ビレットおよびブルームを連続鋳造するための鋳型は、従来技術によれば通常は内側部材を形成する水冷銅管によって構成されている。このような銅管の高価な製造を避けるために、本発明による鋳型の鋳型管として、被覆下地材（６）を包含する内側部材が設けられている。被覆下地材（６）はアルミニウムまたはアルミニウム合金から作られ、被覆層（７）を備えている。被覆層（７）は、鋳型キャビティー（４）内に付着させた後で、鋳型キャビティー寸法に加工することができる。 (57) [Summary] According to the prior art, a mold for continuously casting billets and blooms is usually constituted by a water-cooled copper tube forming an inner member. In order to avoid such an expensive manufacture of the copper tube, an inner member including the covering base material (6) is provided as a mold tube of the mold according to the present invention. The covering base material (6) is made of aluminum or an aluminum alloy and has a covering layer (7). The coating layer (7) can be processed into mold cavity dimensions after being deposited in the mold cavity (4).

Description

Detailed Description of the Invention

【０００１】本発明は、請求項１の前提部に記載の、鋼のビレットおよびブルームを連続鋳
造するための鋳型に関する。The present invention relates to a mold for continuous casting of steel billets and blooms according to the preamble of claim 1.

【０００２】ビレットおよび小型ブルームの連続鋳造において、今日はもっぱら鋳型キャビ
ティーが鋳型管によって限定された管状鋳型が用いられる。このような鋳型管は
肉厚８〜２５ｍｍの銅または銅合金製の管からなり、これらは通常、コストのか
かる多数の操作によって製造される。鋳型管に硬さを与えて必要な強度を実現す
るために、通常は銅または銅合金からなる鋳型管は冷間引抜きされる。材料コス
トのほかに、特に材料を硬化・成形するための方策が製造コストを高くする。鋳
型管は鋳型キャビティー内に円錐形注湯口を有し、外側に１つ以上の平滑な壁を
有している。鋳型キャビティーは多くの場合にクロムとニッケルからなる被覆層
が電解メッキによって形成されている。In continuous casting of billets and small blooms, tubular molds whose mold cavities are limited by mold tubes are used today. Such mold tubes consist of copper or copper alloy tubes with a wall thickness of 8 to 25 mm, which are usually manufactured by a number of costly operations. Molded tubes, usually made of copper or copper alloys, are cold drawn to impart hardness to the molded tubes to achieve the required strength. In addition to the material costs, especially the measures for hardening and shaping the materials increase the manufacturing costs. The mold tube has a conical spout in the mold cavity and one or more smooth walls on the outside. In many cases, the mold cavity has a coating layer of chromium and nickel formed by electrolytic plating.

【０００３】このような管状鋳型を冷却するために、銅管の外側の水冷ギャップに水を、た
とえば６〜１４ｍ／ｓの速度で通す。銅管を一様に冷却するために、水冷ギャッ
プの幅は一定であることが必要である。水冷ギャップは一方では銅管の外寸によ
って規定され、他方ではこの外寸に合わせた水冷ジャケットによって規定されて
いる。To cool such tubular molds, water is passed through the water cooling gap outside the copper tube, for example at a rate of 6 to 14 m / s. In order to cool the copper tube uniformly, the width of the water cooling gap needs to be constant. The water cooling gap is defined on the one hand by the outer dimensions of the copper tube and on the other hand by a water cooling jacket adapted to this outer dimension.

【０００４】ビレットおよびブルームの連続鋳造において、これらの銅管は摩耗部品であり
、１２０〜２００回鋳造した後に掻き傷やゆがみなどのために交換しなければな
らない。経済性を高めるために、このような高価な銅管を二次使用、場合によっ
ては三次使用するための種々の方法が知られている。In the continuous casting of billets and blooms, these copper tubes are wear parts and must be replaced after 120 to 200 castings due to scratches, distortions, etc. Various methods are known for secondary use, and in some cases tertiary use, of such an expensive copper tube in order to increase the economical efficiency.

【０００５】このような鋳型の摩耗現象は通常、浴面領域では高い熱負荷によって引き起こ
されるゆがみや亀裂形成を特徴とし、鋳型の下半部では剥離摩耗と掻き傷を特徴
とする。鋳型キャビティーにおけるこのような欠陥を切削加工によって取り除く
と、鋳型キャビティーの寸法が増加して連続鋳造ストランド（鋳片）の断面寸法
は大きくなる。Such mold wear phenomena are typically characterized by distortion and crack formation caused by high heat loads in the bath surface region, and peel wear and scratches in the lower half of the mold. When such defects in the mold cavity are removed by cutting, the size of the mold cavity is increased and the cross-sectional size of the continuous casting strand (slab) is increased.

【０００６】このように鋳片断面が大きくなるのを避けるために、鋳型キャビティー寸法に
合わせたマンドレルを用いて鋳型管を爆発整形することが知られている。寸法が
大きくなった管を整形するためのその他の方法も知られている。これらすべての
整形法、たとえば爆発矯正またはプレス矯正は、鋳型管の外側断面が縮小すると
いう共通の短所を有している。この断面縮小により、鋳型管と水冷ジャケットと
の間の水冷隙間は制御されずに拡大し、それによって鋳型の冷却に不利な影響を
及ぼす。In order to avoid such an increase in the cross section of the cast slab, it is known to explodely shape the casting mold tube by using a mandrel matched to the size of the casting mold cavity. Other methods for shaping oversized tubes are also known. All of these shaping methods, such as explosive straightening or press straightening, have the common disadvantage of reducing the outer cross section of the mold tube. Due to this reduction in cross section, the water cooling gap between the mold tube and the water cooling jacket uncontrolledly expands, thereby adversely affecting the cooling of the mold.

【０００７】本発明の課題は、従来技術の短所を取り除き、特に管状鋳型に対する鋳型構造
を新たに形成して、銅または銅合金からなる冷間圧延管を用いたビレット鋳型お
よびブルーム鋳型の高価な製造を回避できるようにすることである。もう１つの
目的は、はるかに長い寿命を有し、矯正により鋳型キャビティーの領域内の目標
寸法にできる鋳型構造である。The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art, particularly to newly form a mold structure for a tubular mold, and to increase the cost of billet molds and bloom molds using a cold rolling tube made of copper or a copper alloy. It is to be able to avoid manufacturing. Another object is a mold structure that has a much longer life and can be straightened to a target size in the region of the mold cavity.

【０００８】本発明によれば、上記の課題は請求項１の特徴部に記載した構成によって解決
される。According to the invention, the above problem is solved by the features of the characterizing part of claim 1.

【０００９】本発明による鋳型によって、従来技術の管状鋳型の短所を克服し、冷間引抜き
された銅管からなるビレット鋳型およびブルーム鋳型の高価な製造を回避するこ
とが可能である。被覆層を更新できる場合は、鋳片形態や水冷ギャップなどのパ
ラメータを変えることなく、被覆下地材を所望の頻度で被覆しなおすことができ
る。被覆下地材の形状選択および素材選択の自由度により、鋳型の熱効率を個々
の必要条件に容易に適合させることができる。厚肉層として施され、好ましくは
切削加工により鋳型キャビティーの所望寸法にされる被覆層も、冷却効率に関し
て、また所望する場合には摩耗に関しても、鋳造温度もしくは鋼組成などの連続
鋳造パラメータに応じて、連続鋳造時の個々の必要条件に適合させることができ
る。この場合、被覆層は当該鋳造温度において適当な高温強度を有することが前
提となる。The mold according to the invention makes it possible to overcome the disadvantages of the prior art tubular molds and avoid the expensive manufacture of billet and bloom molds consisting of cold drawn copper tubes. If the coating layer can be renewed, the coating substrate can be recoated as often as desired without changing parameters such as slab morphology and water cooling gap. The degree of freedom in the choice of shape and material of the coated substrate allows the thermal efficiency of the mold to be easily adapted to the individual requirements. The coating layer, which is applied as a thick layer and is preferably machined to the desired dimensions of the mold cavity, also depends on continuous casting parameters such as casting temperature or steel composition, both with regard to cooling efficiency and, if desired, with respect to wear. Accordingly, individual requirements for continuous casting can be adapted. In this case, it is premised that the coating layer has an appropriate high temperature strength at the casting temperature.

【００１０】管状鋳型において、鋳型管は一方では高い熱効率を、他方では必要な耐久性を
保証しなければならない。耐久性の尺度として鋳造操業での使用寿命を用いる。
鋳型管の耐久性には少なくとも２つの要因が寄与する。鋳型管の耐久性は、1つ
は、鋳造操業中に内側が溶湯と接触すると同時に、外側が集中的に冷却されるこ
とによって生じる高い熱負荷に抵抗する能力によって規定される。さらに、鋳型
管の耐久性は、鋳造操業中の機械的負荷に抵抗する能力によって規定される。鋳
型管の十分な形状安定性を確保するために、その圧縮強度が、冷却水の圧力に耐
えるように設計されていなければならない。特に、冷却水の圧力は実際に鋳型管
の外側ジャケット全体に作用し、注湯面上方の鋳型キャビティー側には対応する
背圧は存在せず、単に注湯面から離れるに連れて大きくなる背圧が溶湯によって
引き起こされるだけなので、なおのことである。鋳造操業時の熱的および機械的
負荷にもかかわらず容認可能な耐久性を示すべき銅管の肉厚は、通常は鋳片形態
に応じて８〜２５ｍｍである。高熱伝導性素材でも肉厚が増えれば熱効率は低下
する。本発明による鋳型において、被覆下地材と被覆層にそれぞれ適当な材料を
選択することにより、鋳型キャビティーを形成する内側部材の排熱および耐久性
に関する必要条件を互いに独立に最適化する自由度がある。たとえば、被覆下地
材が内側部材に高い機械的強度をもたらし、ひいては内側部材の所望の耐久性を
保証する一方で、被覆層を熱特性および厚さに関して適当に選択することによっ
て内側部材の排熱を最適化できるように、被覆下地材を設計できる。機械的強度
を高めた材料から作られた被覆下地材の肉厚は少なくすることができ、それゆえ
鋳型の熱効率を高めることができる。被覆層が更新可能であることを前提とする
と、繰り返し修繕することによって鋳型のはるかに長い耐久時間を達成できる。In tubular molds, the mold tubes must ensure a high thermal efficiency on the one hand and the required durability on the other hand. The service life in a casting operation is used as a measure of durability.
At least two factors contribute to the durability of the mold tube. Durability of a mold tube is defined, in part, by its ability to withstand the high heat loads created by intensive cooling of the outside while simultaneously contacting the melt inside the casting operation. In addition, the durability of the mold tube is defined by its ability to withstand mechanical loads during the casting operation. In order to ensure sufficient shape stability of the mold tube, its compressive strength must be designed to withstand the pressure of the cooling water. In particular, the pressure of the cooling water actually acts on the entire outer jacket of the casting tube, there is no corresponding back pressure on the side of the casting cavity above the pouring surface, which increases with distance from the pouring surface. This is all the more because the back pressure is only caused by the molten metal. The wall thickness of copper pipes, which should show acceptable durability despite thermal and mechanical loads during the casting operation, is usually 8 to 25 mm, depending on the slab morphology. Even if the material has high thermal conductivity, the thermal efficiency will decrease if the wall thickness increases. In the mold according to the present invention, by selecting appropriate materials for the coating base material and the coating layer, the degree of freedom for independently optimizing the requirements concerning heat exhaustion and durability of the inner member forming the mold cavity becomes independent. is there. For example, the coating substrate provides high mechanical strength to the inner member, thus ensuring the desired durability of the inner member, while the heat dissipation of the inner member by the proper selection of the coating layer in terms of thermal properties and thickness. The coating substrate can be designed so that The wall thickness of the coated substrate made of a material with increased mechanical strength can be reduced and therefore the thermal efficiency of the mold can be increased. Given the renewal of the coating, repeated repairs can achieve a much longer mold life.

【００１１】本発明は、被覆下地材をアルミニウムまたはアルミニウム合金、たとえばAnti
corodal ＷＮ６０８２として知られている合金ＡｌＭｇＳｉ１から作ることを提
案する。アルミニウムまたはアルミニウム合金は、１３０〜２２０Ｗ／ｍＫの熱
伝導性を有する。鋳造操業において被覆下地材は、鋳型キャビティー内に入れら
れた溶湯から、常に被覆層の厚さによって与えられる間隔を置いた位置にあり、
しかも内側部材は冷却されているので、鋳造操業においてアルミニウムまたはア
ルミニウム合金から作られた被覆下地材を、アルミニウムもしくはアルミニウム
合金が特に高い強度を発揮する温度に保つことができる。さらにアルミニウムも
しくはアルミニウム合金からなる硬化した成形品は、たとえば押出しによって比
較的廉価に製造できる。The present invention provides a coated substrate with aluminum or aluminum alloys such as Anti.
It is proposed to be made from the alloy AlMgSi1 known as corodal WN6082. Aluminum or aluminum alloy has a thermal conductivity of 130 to 220 W / mK. In the casting operation, the coating base material is always located at a distance given by the thickness of the coating layer from the molten metal placed in the mold cavity.
Moreover, since the inner member is cooled, the coating substrate made of aluminum or aluminum alloy in the casting operation can be maintained at a temperature at which the aluminum or aluminum alloy exhibits particularly high strength. Furthermore, hardened moldings made of aluminum or aluminum alloys can be produced relatively inexpensively, for example by extrusion.

【００１２】被覆層は鋳型の長手方向に連続鋳造する際の必要条件に応じて変化させ、また
鋳造すべき種々異なる鋼種にも適合させることができる。好ましくは被覆層とし
て、少なくとも浴面近傍の上部領域で高熱伝導性素材、たとえば熱伝導性が２０
０〜４００Ｗ／ｍｋの銅もしくは銅合金が選択される。鋳型キャビティーの下部
領域では、たとえばニッケルからなる、より硬い被覆層も考えられる。The coating layer can be varied according to the requirements for continuous casting in the longitudinal direction of the mold and can also be adapted to different steel grades to be cast. Preferably, as a coating layer, at least in the upper region near the bath surface, a high thermal conductivity material, for example, a thermal conductivity of 20 or more is used.
A copper or copper alloy of 0 to 400 W / mk is selected. In the lower region of the mold cavity, a harder coating layer, for example made of nickel, is also conceivable.

【００１３】鋳造操業において被覆下地材が過熱されることがなく、また極端な条件下でも
高い強度と形状安定性を示すようにするために、被覆層は厚さ０．５〜５ｍｍ、
好ましくは１〜４ｍｍの厚肉層として形成されている。このような被覆層は、電
解メッキ、クラッドまたは溶射、たとえばフレーム溶射またはプラズマ溶射によ
って形成でき、さらに加工により鋳型キャビティーの所望の形状に必要な精度で
対応する表面を備えることができる。In order to prevent the coating base material from being overheated in the casting operation and to exhibit high strength and shape stability even under extreme conditions, the coating layer has a thickness of 0.5 to 5 mm,
It is preferably formed as a thick layer having a thickness of 1 to 4 mm. Such a coating layer can be formed by electroplating, cladding or thermal spraying, eg flame spraying or plasma spraying, and can be further processed to provide a surface that corresponds to the desired shape of the mold cavity with the required accuracy.

【００１４】被覆層のための素材を選択する際には、熱効率と耐摩耗性のほかに、生成する
鋳片の潤滑の問題も考慮しなければならない。それゆえ一実施形態によれば、被
覆層内に鋳片シェルを潤滑するための潤滑材を混入させることが提案される。潤
滑材として、モリブデン系および／またはタングステン系の潤滑材、好ましくは
ＭｏＳ₂および／またはＷＳ₂が提案される。In selecting the material for the coating layer, in addition to thermal efficiency and wear resistance, the problem of lubrication of the resulting slab must also be considered. Therefore, according to one embodiment, it is proposed to incorporate a lubricant for lubricating the slab shell in the coating layer. Molybdenum-based and / or tungsten-based lubricants, preferably MoS ₂ and / or WS _2, are proposed as lubricants.

【００１５】被覆下地材および被覆層の素材の選択に応じて、被覆下地材の熱伝導性が被覆
層の熱伝導性より低い場合でも、従来技術で述べた古典的な鋳型と等しいか、さ
らにはそれよりも高い熱効率が達成できる。熱透過にとって決定的な意味を持つ
肉厚、特に被覆下地材の肉厚は比較的薄く形成できる。Depending on the choice of material for the coating substrate and the coating layer, even if the thermal conductivity of the coating substrate is lower than that of the coating layer, it is equal to the classical mold described in the prior art, or Can achieve higher thermal efficiency. The wall thickness that is crucial for heat transmission, especially the wall thickness of the coating base material, can be made relatively thin.

【００１６】冷却媒体の流れと接する表面積を拡大するために、一実施形態によれば、被覆
下地材の、鋳型キャビティーとは反対側に冷却フィンを設けることができる。冷
却パラメータを調整するために、冷却フィン同士の間隔を、たとえば５〜８ｍｍ
に選択できる。このような構成において、冷却フィンの間の被覆下地材の肉厚は
２〜１０ｍｍ、好ましくは５〜８ｍｍであってよい。このように肉厚の小さい被
覆下地材は、たとえば３ｍｍの銅被覆層との組合せで高い熱効率を保証する。To increase the surface area in contact with the flow of cooling medium, according to one embodiment, cooling fins may be provided on the side of the coating substrate opposite the mold cavity. To adjust the cooling parameters, the spacing between the cooling fins is, for example, 5-8 mm.
You can choose to. In such a configuration, the wall thickness of the coating substrate between the cooling fins may be 2-10 mm, preferably 5-8 mm. Such a thin coating base material guarantees a high thermal efficiency in combination with a copper coating layer of, for example, 3 mm.

【００１７】冷間プレス可能なアルミニウム合金からなる被覆下地材とこれに付属する冷却
フィンを単一のプレス加工で製造することが考えられる。被覆下地材を複数の部
分から構成し、次いで内側を被覆することも可能である。多角形の鋳型キャビテ
ィー断面を有する鋳型用の被覆下地材は、たとえば平面的な、または湾曲した複
数のプレートから構成することもでき、これらのプレートがそれぞれ鋳型の鋳型
キャビティーを限定する個々の側壁を形成する。It is conceivable to manufacture the coating base material made of an aluminum alloy that can be cold pressed and the cooling fins attached to the coating base material by a single pressing process. It is also possible to construct the coating substrate in several parts and then coat the inside. The coating substrate for the mold, which has a polygonal mold cavity cross section, can also consist, for example, of flat or curved plates, which plates each define an individual mold cavity of the mold. Form sidewalls.

【００１８】被覆下地材の肉厚と被覆層の厚さを最適に選択すると、古典的な管状鋳型とは
異なる素材が本発明による鋳型に、鋳造操業および鋳造設備の構成に関して有利
に活用できる一連の性質を付与する。本発明による鋳型は、被覆下地材の外側で
電磁撹拌装置を使用する際に有利である。被覆下地材の素材を最適に選択すると
、同じ撹拌装置で公知の鋳型よりも高い撹拌出力を達成でき、あるいは等しい撹
拌効果を達成するために出力の弱い撹拌装置を使用することができる。なぜなら
ば、銅または銅合金と比較してアルミニウムまたはアルミニウム合金の場合は、
電磁撹拌装置によって形成される電磁界の減衰がはるかに少ないからである。被
覆下地材にアルミニウムもしくはアルミニウム合金を使用するので、本発明によ
る鋳型は銅もしくは銅合金からなる対応する鋳型に比べて比較的軽量である。重
量が比較的小さいので、本発明による鋳型においては、銅または銅合金からなる
相応の鋳型と比較して、鋳造操業に必要な振動を単純な手段で行なうことができ
る。本発明による鋳型は、特に鋳型の交換もしくは取り付けおよび取り外し、な
らびに運搬の際に、取り扱いが比較的簡単である。鋳型の運搬と関連したすべて
の方策が単純な手段で実施できる。With the optimal selection of the wall thickness of the coating base material and the thickness of the coating layer, a series of materials different from the classical tubular mold can be advantageously used in the mold according to the invention with regard to the construction of the casting operation and the casting equipment. Give the property of. The mold according to the invention is advantageous when using an electromagnetic stirrer outside the coated substrate. With the optimum selection of the coating base material, higher stirring powers can be achieved with the same stirring device than known molds, or weaker stirring devices can be used to achieve the same stirring effect. Because in the case of aluminum or aluminum alloy compared to copper or copper alloy,
This is because the electromagnetic field formed by the electromagnetic stirrer is much less attenuated. Since aluminum or an aluminum alloy is used as the coating substrate, the mold according to the invention is relatively lighter than the corresponding mold made of copper or copper alloy. Due to its comparatively low weight, the vibrations necessary for the casting operation can be carried out by simple means in the molds according to the invention compared to corresponding molds made of copper or copper alloys. The mold according to the invention is relatively easy to handle, especially during replacement or installation and removal of the mold and transportation. All the measures associated with transporting the mold can be carried out by simple means.

【００１９】さらにアルミニウムは銅よりも、放射線を吸収する度合いが低い。それゆえ本
発明による鋳型の放射線に対する透過性は、銅もしくは銅合金からなる比較可能
な鋳型よりも高い。本発明による鋳型のこの性質は、鋳型の鋳型キャビティーに
注入された溶湯の浴面レベルを測定する装置を設計する際に有利に利用できる。
通常溶湯の浴面レベルは、鋳型の壁を鋳造方向に対して横断方向に透過する放射
線を測定する方法で求められる。本発明による鋳型によって、より高い感度で透
過測定を実施し、選択的により弱い放射線源および／またはより単純な測定技術
で作業することが可能となる。Furthermore, aluminum absorbs less radiation than copper. The radiation transparency of the molds according to the invention is therefore higher than comparable molds made of copper or copper alloys. This property of the mold according to the invention can be used to advantage in designing a device for measuring the bath level of the melt injected into the mold cavity of the mold.
Usually, the bath surface level of the molten metal is determined by a method of measuring the radiation that passes through the wall of the mold in the direction transverse to the casting direction. The template according to the invention makes it possible to carry out transmission measurements with higher sensitivity and selectively work with weaker radiation sources and / or simpler measurement techniques.

【００２０】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。[0020] Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【００２１】図１および図２には、鋼を連続鋳造するための鋳型キャビティー４を有するビ
レット鋳型またはブルーム鋳型３が概略的に示されている。このような鋳型は冷
却媒体、特に冷却水により強冷却される。矢印５は冷却水の流れの方向を示して
いる。鋳型の構造は次の通りである。被覆下地材６は鋳型キャビティー側にあっ
て、熱伝導度２００〜４００Ｗ／ｍｋの銅または銅合金からなる更新可能な高熱
伝導性被覆層７で被覆されている。この被覆層７は、電解メッキにより被覆下地
材６上に形成できる。しかしまた被覆層７は、溶射、たとえばフレーム溶射また
はプラズマ溶射、またはクラッドによって形成することもできる。厚さ０．５〜
５ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍの被覆層７を形成した後、鋳型キャビティー４を
加工して所望の鋳型キャビティー寸法および所望の鋳型キャビティー表面にする
。鋳型キャビティー表面の加工には、従来技術で公知のすべての方法を採用でき
る。特にフライス削りや研削などの切削加工、およびスパークエロージョンやレ
ーザビームを用いた加工が適している。１０、１０′は、鋳型の上側と下側の蓋
を示している。1 and 2 schematically show a billet or bloom mold 3 having a mold cavity 4 for continuous casting of steel. Such a mold is strongly cooled by a cooling medium, especially cooling water. Arrow 5 indicates the direction of the flow of cooling water. The structure of the template is as follows. The coating base material 6 is on the mold cavity side and is coated with a renewable high thermal conductivity coating layer 7 made of copper or a copper alloy having a thermal conductivity of 200 to 400 W / mk. The coating layer 7 can be formed on the coating base material 6 by electrolytic plating. However, the coating layer 7 can also be formed by thermal spraying, for example flame spraying or plasma spraying, or cladding. Thickness 0.5 ~
After forming the coating layer 7 of 5 mm, preferably 2-4 mm, the mold cavity 4 is processed to the desired mold cavity size and the desired mold cavity surface. All methods known in the prior art can be used to process the mold cavity surface. In particular, cutting processing such as milling or grinding, and processing using spark erosion or a laser beam are suitable. Reference numerals 10 and 10 'indicate upper and lower lids of the mold.

【００２２】被覆下地材６の材料選択は、第一優先として支持機能を満たすための耐久性と
、高温での良好な形状安定性を眼目になされる。被覆下地材６の強度は、鋳造操
業中に到達する温度において被覆層の強度よりも大きくすべきである。被覆下地
材の素材として、アルミニウムまたはアルミニウム合金が適している。被覆下地
材６の作製においては、たとえばプレス加工におけるアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金の卓越した性質も決定的な要因である。複数の部分から構成された被
覆下地材６も、個々の部分の間の継目を鋳型キャビティー内の被覆層がシームレ
ス状態に覆うので、問題なく使用できる。被覆下地材は、たとえば溶接、ねじま
たはリベットなどの適当な締結手段、またはその他の方法で一緒に保持された複
数の部分から構成できる。The selection of the material of the coating base material 6 is, first of all, the durability for satisfying the supporting function and the good shape stability at high temperature. The strength of the coating substrate 6 should be greater than the strength of the coating layer at the temperatures reached during the casting operation. Aluminum or an aluminum alloy is suitable as a material for the coating base material. In the production of the covering base material 6, the outstanding properties of aluminum and aluminum alloys, for example in pressing, are also decisive factors. The coating base material 6 composed of a plurality of parts can also be used without any problem because the coating layer in the mold cavity seamlessly covers the seam between the individual parts. The coated substrate can consist of multiple parts held together, for example, by suitable fastening means such as welding, screws or rivets, or otherwise.

【００２３】この例において、被覆下地材６は鋳型キャビティー４とは反対側に冷却フィン
１１を有している。十分に大きい冷却面積を得るために、冷却フィン１１の間の
間隔は５〜８ｍｍである。冷却フィン１１同士の間の被覆下地材６の肉厚１２も
２〜１１ｍｍ、好ましくは５〜８ｍｍと薄くできる。In this example, the coating base material 6 has cooling fins 11 on the side opposite to the mold cavity 4. To obtain a sufficiently large cooling area, the spacing between the cooling fins 11 is 5-8 mm. The wall thickness 12 of the coating base material 6 between the cooling fins 11 can be made as thin as 2 to 11 mm, preferably 5 to 8 mm.

【００２４】図３では、たとえば正方形断面を有する鋳型２０が、撹拌装置２１を有してい
る。撹拌装置２１は鋳型の種々の構造により、古典的な管状鋳型よりも鋳型キャ
ビティー２２に近づけることができる。被覆下地材２３およびジャケット２４の
素材を、電磁撹拌装置２１の運転に対する要求を考慮して最適化することも可能
である。たとえば、被覆下地材２３の電気伝導度を適当に設定することにより、
撹拌装置２１によって鋳型キャビティー２２内に形成される電磁界の強さを最大
にすることができる。これに関連してアルミニウムまたはアルミニウム合金を使
用すると、これらの材料の電気伝導度が比較的少ないので有利である。In FIG. 3, a mold 20 having, for example, a square cross section has a stirring device 21. The stirrer 21 can be closer to the mold cavity 22 than the classical tubular mold due to the different structures of the mold. It is also possible to optimize the materials of the coating base material 23 and the jacket 24 in consideration of the requirements for the operation of the electromagnetic stirring device 21. For example, by setting the electric conductivity of the covering base material 23 appropriately,
The stirring device 21 allows the strength of the electromagnetic field formed in the mold cavity 22 to be maximized. The use of aluminum or aluminum alloys in this connection is advantageous because of the relatively low electrical conductivity of these materials.

【００２５】浴面領域２５もしくは鋳型の上半部では高熱伝導性材料からなる被覆層２６が
形成され、下側部分もしくは鋳型キャビティーの下半部では銅よりも硬い材料、
たとえばニッケルからなる被覆層２８が形成される。A coating layer 26 made of a high thermal conductive material is formed in the bath surface region 25 or the upper half of the mold, and a material harder than copper is formed in the lower part or the lower half of the mold cavity.
A coating layer 28 made of nickel, for example, is formed.

【００２６】被覆層２６および２８には、鋳片シェルを潤滑するための潤滑材（点々で表示
）を混入させてある。被覆層形成時に、モリブデン系および／またはタングステ
ン系の潤滑材、好ましくはＭｏＳ₂および／またはＷＳ₂を、たとえばフレーム溶
射により、極めて多種の被覆材料に混入させることができる。被覆層に混入可能
な従来公知の他の潤滑材も本発明に用いることができる。The coating layers 26 and 28 are mixed with a lubricant (indicated by dots) for lubricating the cast shell. Molybdenum-based and / or tungsten-based lubricants, preferably MoS ₂ and / or WS ₂ , can be incorporated into a great variety of coating materials during the coating layer formation, for example by flame spraying. Other conventionally known lubricants that can be mixed in the coating layer can also be used in the present invention.

【００２７】図１から図３の例には、直線的な鋳型のみが示されている。しかし本発明はそ
のような直線的な鋳型キャビティーを有する鋳型に制限されるものではない。管
状の被覆下地材を有している、ビレットおよびブルームを連続鋳造するためのす
べての鋳型が、本発明の適用対象である。鋳型キャビティーの幾何学的形状は任
意に選択できる。In the examples of FIGS. 1 to 3, only linear molds are shown. However, the invention is not limited to molds having such linear mold cavities. All molds for continuous casting of billets and blooms with tubular coated substrates are the subject of the invention. The geometry of the mold cavity can be chosen arbitrarily.

【００２８】特定の鋼、特に包晶鋼にとって、浴面レベルの領域２５において高熱伝導性被
覆層２６と被覆下地材２３との間に、銅よりも熱伝導性が小さい材料、たとえば
ニッケルからなる中間層２９が設けられていると有利であり得る。For certain steels, in particular peritectic steels, a material having a lower thermal conductivity than copper, for example nickel, is provided between the high thermal conductivity coating layer 26 and the coating base material 23 in the bath surface level region 25. It may be advantageous if an intermediate layer 29 is provided.

【００２９】被覆層を形成する際に、選定した箇所で測定プローブ、たとえば温度センサを
被覆層中に埋設することが可能である。埋設すべき測定プローブは被覆層を形成
する前に被覆下地材の被覆すべき表面またはその近傍に高い精度で配置して、被
覆層を形成する際に当該被覆層を形成する材料で包囲させることができる。この
ようにすることにより、被覆層を形成した後で、被覆層内に測定プローブを受容
するのに適した袋穴を設ける必要なしに、測定プローブを被覆層内部に配置する
ことができる。公知のように穴内の測定プローブの位置決めは、比較的不正確に
しか制御できない。このような不正確さは、測定プローブを用いて測定する際の
不正確さの原因となるものであり、被覆層形成時に測定プローブを被覆層内に埋
設することによって回避される。When forming the coating layer, it is possible to embed a measuring probe, for example a temperature sensor, in the coating layer at selected points. The measuring probe to be embedded should be placed with high precision on or near the surface to be coated of the coating base material before forming the coating layer and be surrounded by the material forming the coating layer when forming the coating layer. You can In this way, the measuring probe can be arranged inside the covering layer after forming the covering layer, without the need to provide a blind hole suitable for receiving the measuring probe in the covering layer. As is known, the positioning of the measuring probe in the hole can only be controlled relatively inaccurately. Such an inaccuracy causes an inaccuracy in measurement using the measurement probe, and is avoided by embedding the measurement probe in the coating layer when forming the coating layer.

【００３０】アルミニウムは比較的卑な金属である。それゆえアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金からなる部材は、他の材料と電解質を介して結合すると腐食を起こす傾
向がある。本発明による鋳型の被覆下地材の耐腐食性は公知の手段、たとえば露
出した箇所に適当な保護皮膜を設けることによって達成できる。Aluminum is a relatively base metal. Components made of aluminum or aluminum alloys therefore tend to corrode when bonded to other materials via the electrolyte. The corrosion resistance of the coating base material of the mold according to the invention can be achieved by known means, for example by providing a suitable protective coating on the exposed areas.

[Brief description of drawings]

【図１】図１は、鋳型の鉛直断面図を示す。[Figure 1] FIG. 1 shows a vertical sectional view of a mold.

【図２】図２は、図１の線Ｉ−Ｉで断面した鋳型の水平断面図を示す。[Fig. 2] FIG. 2 shows a horizontal sectional view of the mold taken along the line I-I in FIG.

【図３】図３は、鋳型の別の例の鉛直断面図を示す。[Figure 3] FIG. 3 shows a vertical sectional view of another example of the mold.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２２Ｄ 11/04 ３１１Ｂ２２Ｄ 11/04 ３１１Ｂ３１１Ｊ 11/055 11/055 Ａ 11/057 11/057 11/11 11/11 Ｄ 11/16 １０４ 11/16 １０４Ｂ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＫ，ＭＸ，ＮＯ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＡ，ＵＳ，ＺＡ (72)発明者カバ，フランツスイス国，ツェーハー−8134 アドリスビル，ベルンホフシュトラーセ 40 (72)発明者ブラウン，ホルゲルドイツ連邦共和国，エイゼンヒュッテンシュタット 15890，オーデルシュトラーセ 32 Ｆターム(参考） 4E004 AA02 AA04 AA07 AA09 AB01 AB02 AB04 AB05 AB08 AB10 AC02 MA10 NB02 NC01 PA07─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) B22D 11/04 311 B22D 11/04 311B 311J 11/055 11/055 A 11/057 11/057 11/11 11/11 D 11/16 104 11/16 104B (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS) , MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AU, BR, CA, CN, Z, EE, IN, JP, KR, LT, LV, MK, MX, NO, PL, RO, RU, SI, SK, TR, UA, US, ZA (72) Inventor Kava, Franz Switzerland, Tseher −8134 Adliswil, Bernhofstraße 40 (72) Inventor Braun, Holgel Germany, Eisenhuttenstadt 15890, Oderstraße 32 F term (reference) 4E004 AA02 AA04 AA07 AA09 AB01 AB02 AB04 AB05 AB08 AB10 AC02 MA10 NB02 NC01 PA07

Claims

[Claims]

1. A continuous casting mold for the continuous casting of steel billets and blooms, wherein the inner member forms a mold cavity (4) and is cooled by a cooling medium, the inner member being aluminum. Or, it has a coating base material (6, 23) made of an aluminum alloy, and has a coating layer (7, 26) on the mold cavity side, and this coating layer is inside the mold cavity (4). A mold for continuous casting of billets and blooms, which can be formed into a mold cavity size after being formed.

2. The mold according to claim 1, wherein the coating layer has a high thermal conductivity in at least an upper region near the bath surface.

3. The mold according to claim 1, wherein a lubricant for lubricating the continuously cast slab shell is mixed in the coating layer.

4. The mold according to claim 3, wherein the mixed lubricant is a molybdenum-based and / or tungsten-based lubricant, preferably MoS ₂ and / or WS ₂ .

5. The mold according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the coating base material is lower than the thermal conductivity of the coating layer in the region near the bath surface.

6. The mold according to claim 1, wherein the coating base material (6, 23) has a higher durability than the coating layer (7, 26).

7. The coating layer (7, 26) has a thickness of 0.5 to 5 mm, preferably 2
The mold according to any one of claims 1 to 6, which has a size of -4 mm.

8. The method according to claim 1, wherein after the coating layer (7, 26) has been applied, the coating layer is processed into a predetermined mold cavity size by erosion or cutting with a laser beam. 7. The mold according to any one of 7.

9. Mold according to any one of the preceding claims, characterized in that the coating layer (28) is wear resistant in the lower part of the mold cavity (22).

10. An intermediate layer (2) made of a material having a lower thermal conductivity than that of the coating layer between the coating layer (7, 26) and the coating base material (6, 23) in the bath surface region (25).
9) The mold according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is provided.

11. A coating layer (7) at least in part of the mold cavity (22).
, 26) is made of copper or a copper alloy having a thermal conductivity of 200 to 370 W / mK, and the mold according to any one of claims 1 to 10.

12. A coating layer (28) at the bottom of the mold cavity (22).
The mold according to claim 9, characterized in that is composed of nickel.

13. The coating layer (7, 26) is formed in the upper and / or lower region by electrolytic plating, cladding or thermal spraying, for example flame spraying or plasma spraying. One of twelve
The template according to item.

14. Mold according to claim 1, characterized in that the coating layer (7, 26) is processed to mold cavity dimensions and then covered with a chromium coating, preferably a hard chromium coating. .

15. A stirrer (21) is provided.
15. The mold according to any one of 1 to 14.

16. The coating substrate (6, 23) is a mold cavity (4, 22).
2. A cooling fin (11) is provided on the side opposite to the cooling fin (1).
The template according to any one of 5 above.

17. The wall thickness of the coating base material (6) between the cooling fins (11) is 2 to.
Mold according to claim 16, characterized in that it is 10 mm, preferably 5-8 mm.

18. Mold according to claim 16 or 17, characterized in that the spacing between the cooling fins (11) is between 5 and 8 mm.

19. Mold according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the covering substrate (6, 23) is composed of a plurality of parts.

20. Mold according to any one of claims 1 to 19, characterized in that one or more measuring probes are embedded in the coating layer.

21. The mold according to claim 1, wherein the coating base material has a protective film for preventing corrosion.

22. The covering layer according to claim 1, wherein the covering layer is renewable.
The template according to any one of 1.