JP2007105790A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

Abstract

【課題】 連続鋳造用鋳型において、銅板固定用プレートと冷却箱との接合面を流れる誘導電流を防止し、接合面の局所発熱を抑えてシール部材の損傷を抑え、電磁撹拌装置の障害を防止することを目的とする。
【解決手段】 冷却箱１内に電磁攪拌装置を収納し、冷却箱１の溶鋼側に銅板固定プレート１０および銅板１１により構成した冷却壁を張設し、冷却箱１の下部に冷却壁に冷却水を給水する給水ヘッダ５と給水後の冷却水を排水する排水ヘッダ４とを設けた連続鋳造用鋳型において、銅板固定プレート１０と冷却箱１の接触面に絶縁体１８を装着する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鋳型内溶鋼を電磁撹拌する電磁撹拌装置を備えた連続鋳造用鋳型に関するものである。

転炉や真空処理炉で精錬された溶鋼中には多量の溶存酸素が含まれており、過剰酸素は強脱酸元素であるアルミニウムにより脱酸処理されている。しかし、アルミニウムは脱酸によりアルミナ系介在物を生成し、凝集合体して粗大なアルミナクラスターとなる。このアルミナクラスターは鋼板製造時に表面疵発生の原因となり、薄鋼板の表面品質を大きく劣化させる。特に、炭素濃度が低く、精錬後の溶存酸素が高い薄鋼板用素材である低炭素鋼ではアルミナクラスターの量が多く、表面疵の発生率が高く、アルミナ系介在物の低減対策が大きな課題となっている。これに対し、モールド内でアルミナ系介在物を凝集合体浮上させ、溶鋼内の介在物を低減し、表面品質の優れた鋳片を得るため、鋳型内溶鋼を電磁撹拌する方法が知られている。そして、特許文献１には、冷却箱の溶鋼側外面に冷却壁を張設し、該冷却壁に設けた冷却水溝に冷却水を供給する給水室と、該冷却溝からの冷却水を排水する排水室と、電磁撹拌装置を収納する収納室とを該冷却箱に設けた連続鋳造装置において、該収納室を該冷却箱の上部に、該排水室を該収納室の下方に夫々設けると共に、該冷却箱の冷却壁と接する枠体に、一端が該冷却溝と、他端が該排水室とに夫々連通する排水溝を設けた連続鋳造鋳型が提案されている。

そして、特許文献２には、電磁撹拌装置を装備した鋳型内部の銅板固定用プレートと銅板のみを容易にカセット式に取り外す技術が開示されている。このカセット式鋳型の採用により銅板の取替え時間を大幅に短縮でき、冷却箱の予備品が不要となり、設備費を大幅に下げることができる。
実公昭５９−４９１７２号公報 特開２００５−０５２８４０号公報

しかし、前述の特許文献２に開示されている、カセット式鋳型に電磁撹拌装置を装備した場合、移動磁界の影響により銅板固定用プレートと冷却箱との接合面に誘導電流が流れる。そして、銅板固定用プレートと冷却箱との締結ボルトの締結力のバラツキ・接合面の凹凸の影響を受け、誘導電流が不特定の局部に集中し、局部発熱を生じる課題があった。また、その冷却が困難な部位で生じると、この局部発熱は２００℃を超え、銅板固定用プレートと冷却箱との接合面に装着するシール部材を溶損させ、電磁撹拌装置の障害を発生させるなどの事故につながる。

本発明は、上述のような問題に鑑み、冷却箱内に電磁撹拌装置を収納し、該冷却箱の溶鋼側に銅板固定プレートおよび銅板により構成した冷却壁を張設し、該冷却箱の下部に冷却壁に冷却水を給水する給水ヘッダと給水後の冷却水を排水する排水ヘッダとを設けた連続鋳造用鋳型において、銅板固定用プレートと冷却箱との接合面を流れる誘導電流を防止し、接合面の局所発熱を抑えてシール部材の損傷を抑え、電磁撹拌装置の障害を防止することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る連続鋳造用鋳型は、冷却箱内に電磁撹拌装置を収納し、該冷却箱の溶鋼側に銅板固定プレートおよび銅板により構成した冷却壁を張設し、該冷却箱の下部に冷却壁に冷却水を給水する給水ヘッダと給水後の冷却水を排水する排水ヘッダとを設けた連続鋳造用鋳型において、前記銅板固定プレートと前記冷却箱の接合面に絶縁体を装着することを特徴とする。

また、前記銅板固定プレート上面から溶鋼上面までの距離ｈ１と前記銅板上面から溶鋼上面までの距離ｈ２とがｈ１＞ｈ２となるように、前記銅板が前記銅板固定プレートに張設され、前記絶縁体は少なくとも、前記銅板の上面から前記銅板固定プレート上面間の前記接合面に装着されていることが望ましい。

また、前記絶縁体を装着する前記銅板固定プレートと前記冷却箱の接合面を締結するボルトに絶縁ワッシャーを装着し、螺合部を除き、ボルトの首下に絶縁体を装着することが望ましい。

また、前記絶縁紙は、絶縁破壊電圧（試験方法：ＡＳＴＭ Ｄ−１４９）で５．０ｋＶ／ｍｍ以上の性能を有することが望ましい。

また、前記絶縁体を装着する前に、前記絶縁体を装着する前記接合面に絶縁シール接着剤を塗布してもよい。

また、前記銅板固定プレートと前記冷却箱の接合面に装着する絶縁体は、厚みが０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の絶縁紙であることが望ましい。

従来のカセット式鋳型へ電磁撹拌装置を装着した鋳型では、銅板固定用プレートと冷却箱との締結ボルトの締結力のバラツキあるいは接合面の凹凸の影響を受け、誘導電流が不特定の局部に集中し、局部発熱を生じる課題があった。またその冷却が困難な部位で生じると、この局部発熱は２００℃を超え、銅板固定用プレートと冷却箱との接合面に装着するシール部材を溶損させ、電磁撹拌装置の障害を発生させるなどの事故につながる。本発明によれば、銅板固定用プレートと冷却箱との接合面の誘導電流を防止し、電磁撹拌装置の障害発生を防止することが可能となった。

以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。

図１は、本発明に係る連続鋳造用鋳型の一実施例の鋳型全体図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図１のＢ部詳細図、図４は銅板固定プレートの絶縁体装着部を示す図である。

本発明による鋳型は、冷却箱１の前部板８の溶鋼２２側に銅板固定用プレート１０をボルト６，７，９で張設し、この銅板固定用プレート１０に銅板１１を張設している。前部板８は長辺側冷却箱１に溶接固定され、冷却箱１の一部材として構成されており、この冷却箱１の中にコイル２とコア３を備えた電磁撹拌装置を収納している。

電磁撹拌装置を構成するコア３の先端が溶鋼２２に接近するように前部板８に開口部１６を設け、この開口部１６にコア３の先端を貫通させて配置している。

銅板固定用プレート１０のコア３の先端近接部は銅板固定用プレート１０に凹部１５を形成しており、この凹部１５を設けることで、コア３の先端を溶鋼２２に近接させることができる。

本発明は、電磁撹拌装置を鋳型の上部に設けるために、従来鋳型の上部に設けることが常識であった鋳型冷却水の排水ヘッダ４を冷却箱下部に設けるとともに、銅板固定用プレート１０に一端が銅板冷却スリット１３と、他端が排水ヘッダ４とに連通する排水孔１２を設けることで、銅板冷却スリット１３から鋳型冷却水が排水される。鋳型冷却水は給水ヘッダ５から吸水孔１７を経て供給される。

本発明の鋳型は、前部板８の上面と銅板固定用プレート１０の上面は一致させて設置し、この銅板固定用プレート１０の上面は溶鋼上面１４よりｈ１の高さとしている。また、銅板固定用プレート１０に張設する銅板１１は溶鋼上面１４よりｈ２の高さとしている。一般的に連続鋳造用鋳型では、鋳型内に注入された溶鋼を冷却し、凝固させる目的で冷却水を通水し、冷却効果を高める銅板１１が張設されている。この銅板１１は前部板全面に張設されることが一般である。また、銅板１１を締結した銅板固定用プレート１０は電磁撹拌装置を収納する冷却箱１の前部板８にボルトにて締結されている。

銅板固定用プレート１０を取り付ける方法として、このボルトを取り付けるためのフランジ部を設けるか、冷却箱の背面からボルトを取り付けてフランジ部を無くすかのいずれかの方法が採られている。電磁撹拌装置を装着した鋳型において、ボルトを冷却箱内に設置する場合、メンテのため冷却箱内の電磁撹拌装置を撤去して、スペースを開けて、ボルトを外す必要があり、メンテ時間がかかる。フランジ部を設けてボルトを設置する場合、冷却箱上面にフランジの厚みだけのスペースが必要となる。本発明では、メンテを考慮して銅板固定用プレート１０の上面から溶鋼上面１４までの距離をｈ１とし、取り付けボルト９を取り付けるスペースを確保した形状としている。この前面に張設する銅板１１は溶鋼上面１４からｈ２の高さになるように銅板固定用プレート１０に張設している。

また、本発明では、溶鋼上面１４から銅板固定用プレート１０の上面までの距離ｈ１を極力低くするため銅板固定用プレート１０と前部板８を固定する取り付け用ボルト９を溶鋼面側より取り付けたものである。

図３に示す取り付け部（図１のＢ部詳細）において、カセット式鋳型に電磁撹拌装置を装備した場合、移動磁界の影響により銅板固定用プレート１０と冷却箱１の前部板８との接合面に誘導電流が流れる。そして、銅板固定用プレート１０と冷却箱１の前部板８との締結ボルト９の締結力のバラツキや接合面の凹凸の影響を受け、誘導電流が不特定の局部に集中し、局部発熱を生じる課題があった。この発熱は、その冷却が困難な部位で生じた場合、局部発熱は２００℃を超え、銅板固定用プレート１０と冷却箱１の前部板８との接合面に装着するシール部材２１を溶損させ、電磁撹拌装置の障害を発生させるなどの事故につながる。

局部発熱は、銅板固定用プレート１０と冷却箱１の前部板８の接合面に誘導電流が局部集中して流れることで生じるため、誘導電流の生じやすい電磁撹拌装置廻りの当該接合面に電気的絶縁が可能な絶縁体を装着して誘導電流を遮断する。図３に示す実施例では、銅板固定用プレート１０と冷却箱１の前部板８の接合面に、厚さ０．０５ｍｍ・絶縁破壊電圧２０ｋＶ／ｍｍの絶縁体１９ｂを装着している。また、銅板固定プレート１０の取り付けボルト９にも誘導電流が流れるため、取り付けボルト９周囲の誘導電流を遮断する必要がある。そこで、この取り付けボルト９の座面に、絶縁ワッシャー１９ａを装着している。この絶縁ワッシャー１９ａはマット状のガラス繊維に樹脂混和物を含浸させ、加熱・加圧成形して製作したガラス基材積層絶縁板で、その貫層破壊電圧は２０から３０ｋＶ／ｍｍである。また、銅板固定プレート取り付けボルト９は、螺合部を除き、ボルトの首下に絶縁体１８を装着している。図３に示す実施例では、厚さ０．２５ｍｍ・絶縁破壊電圧２０ｋＶ／ｍｍの絶縁紙を３重に装着している。

前記絶縁体の貼付作業改善のため、銅板固定用プレート１０と冷却箱１の前部板８の接合面では、絶縁体１９ｂの接着を目的に液状絶縁シール剤を塗布後、絶縁体１９ｂを貼り付けることが望ましい。図３に示す実施例では、液状絶縁シール剤として、絶縁破壊電圧２３ｋＶ／ｍｍのシリコーン接着シール剤を使用している。また、銅板固定プレート取り付けボルト９は、螺合部を除き、ボルトの首下に絶縁体１８を装着するが、この絶縁体の貼付作業改善のため、図３に示す実施例では、厚さ０．０１２ｍｍ・破壊電圧５ｋＶ／ｍｍのシリコーン系粘着剤を塗布したカプトンフィルム絶縁テープを２重に巻きつけている。

局部発熱は、銅板固定用プレート１０と冷却箱１の前部板８の接合面に誘導電流が局部集中して流れることで生じるため、誘導電流の生じやすい電磁撹拌装置廻りの当該接合面に電気的絶縁が可能な絶縁体を装着して誘導電流を遮断する。絶縁体の絶縁性能としては、絶縁破壊電圧（試験方法：ＡＳＴＭ Ｄ−１４９）が５ｋＶ／ｍｍ以上の絶縁性能があれば、局所発熱を防止できることを実験にて確認した。

図３において、銅板固定用プレート１０と冷却箱１の前部板８の接合面に電気的絶縁が可能な絶縁体１９ｂを装着する際、接合面全面に絶縁体を装着する場合は、絶縁体の厚みの影響は少ない。しかし、図４に示すように、銅板固定用プレート１０と冷却箱１との前部板８の接合面の内、少なくとも冷却水による冷却の効果の及びにくい銅板１１の上面から銅板固定プレート１０上面間の接合面に絶縁体１９ｂを装着する場合は、絶縁体１９ｂの厚みを接合面の取り付け精度に影響を及ぼさないように、絶縁体１９ｂの厚みを０．２ｍｍ以下とすることが望ましい。絶縁体の厚み下限は、前記絶縁性能を満足するものであれば問題ないが、機械的強度を考慮すると、０．０１ｍｍ以上とすることが望ましい。

従来のカセット式鋳型へ電磁撹拌装置を装着した鋳型では、銅板固定用プレートと冷却箱との締結ボルトの締結力のバラツキあるいは接合面の凹凸の影響を受け、誘導電流が不特定の局部に集中し、局部発熱を生じる課題があった。またその冷却が困難な部位で生じると、この局部発熱は２００℃を超え、銅板固定用プレートと冷却箱との接合面に装着するシール部材を溶損させ、電磁撹拌装置の障害を発生させるなどの事故につながる。本発明によれば、銅板固定用プレートと冷却箱との接合面の誘導電流を防止し、電磁撹拌装置の障害発生を防止することが可能となった。

本発明に係る連続鋳造用鋳型の一実施例の全体図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１のＢ部詳細図である。 銅板固定プレートの絶縁体装着部を示す図である。

符号の説明

１：冷却箱
２：コイル
３：コア
４：鋳型冷却用排水ヘッダ
５：鋳型冷却用給水ヘッダ
６，７：銅板固定プレート取り付け用ボルト
８：前部板
９：銅板固定プレート取り付け用ボルト
１０：銅板固定プレート
１１：銅板
１２：排水孔
１３：銅板冷却スリット
１４：溶鋼上面
１５：銅板固定プレート凹部
１６：前部板開口部
１７：給水孔
１８：絶縁体
１９ａ：絶縁ワッシャー
１９ｂ：絶縁体
２０：平座金＋ばね座金
２１：シール部材
２２：溶綱
ｈ１：銅板固定プレート上面から溶鋼面までの距離
ｈ２：銅板上面から溶鋼面までの距離

Claims (6)

1. 冷却箱内に電磁撹拌装置を収納し、該冷却箱の溶鋼側に銅板固定プレートおよび銅板により構成した冷却壁を張設し、該冷却箱の下部に冷却壁に冷却水を給水する給水ヘッダと給水後の冷却水を排水する排水ヘッダとを設けた連続鋳造用鋳型において、
   前記銅板固定プレートと前記冷却箱の接合面に絶縁体を装着することを特徴とする連続鋳造用鋳型。
2. 前記銅板固定プレート上面から溶鋼上面までの距離ｈ１と前記銅板上面から溶鋼上面までの距離ｈ２とがｈ１＞ｈ２となるように、前記銅板が前記銅板固定プレートに張設され、前記絶縁体が少なくとも、前記銅板の上面から前記銅板固定プレート上面間の前記接合面に装着されていることを特徴とする請求項１記載の連続鋳造用鋳型。
3. 前記絶縁体を装着する前記銅板固定プレートと前記冷却箱の接合面を締結するボルトに絶縁ワッシャーを装着し、螺合部を除き、ボルトの首下に絶縁体を装着することを特徴とする請求項１又は２に記載の連続鋳造用鋳型。
4. 前記絶縁体は、絶縁破壊電圧（試験方法：ＡＳＴＭ Ｄ−１４９）で５．０ｋＶ／ｍｍ以上の性能を有することを特徴する請求項１から３の何れかに記載の連続鋳造用鋳型。
5. 前記絶縁体を装着する前に、前記絶縁体を装着する前記接合面に絶縁シール接着剤を塗布することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の連続鋳造用鋳型。
6. 前記銅板固定プレートと前記冷却箱の接合面に装着する絶縁体が、厚みが０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の絶縁紙であることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の連続鋳造用鋳型。

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