JP2010507485A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

Abstract

本発明は、鋳造部の断面を取り囲む金型用板（１）を備える連続鋳造用鋳型であって、金型用板内に２つの冷却通路（４）が設けられており、金型用板がねじ要素によってウォータージャケットと結合されており、ねじ要素がねじ軸部を備えた締結ボルトから構成され、このねじ軸部が金型用板（１）の締結ねじ部（２，３）に螺合可能であるものに関する。このような連続鋳造用鋳型において均一な冷却を達成するために、締結ねじ部はそれらの中心縦軸線をそれぞれ２つの隣接する冷却材通路の間で設けられるように配置されており、各ねじ穴の直径が並んで配置された２つの冷却通路（４）の間の距離よりも大きく形成され、締結ねじ部用の穴の端部が、締結ボルトのかみ合い長さを規制する冷却通路の底部から間隔を空けて形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造部の断面を取り囲む金型用板を備えた連続鋳造用鋳型であって、金型用板内に冷却通路が設けられており、金型用板がねじ要素によってウォータージャケット（水箱）と結合されており、ねじ要素がねじ軸部を備えた締結ボルトから構成され、このねじ軸部が金型用板の締結ねじ部に螺合可能となっているものに関する。

ビレットサイズ用の管金型を除き、鋼連続鋳造用の鋳型は、組み立てられた状態でキャビティを構成する複数の金型用板から構成されている。溶鋼は、このキャビティに注入され、部分的に凝固し、下方に排出されることとなる。このキャビティの形状に対応してスラブサイズ、薄スラブサイズ、ブルームサイズ、またはビームブランクサイズの別が区別されることとなる。

鋳造操業の間では、ほぼ例外なく銅合金から作製される金型用板には、極めて高い熱負荷、機械負荷が作用している。また、鋳造中に作用する諸力とは関係なく、金型の形状を維持するために金型用板の裏面にはウォータージャケットが取付けられている。その結果、金型の個々の金型用板間における接触領域については、大きな隙間の発生を特に防ぐ必要がある。金型の冷却水もまた、制御されずに流出することによって、溶鋼と接触することがないようにする必要がある。

金型の構造形状および寸法に対応して裏側のウォータージャケットを金型用板に取付けることは、様々な構成によって実現されている。

金型用板の構成例は、特許文献１および特許文献２に開示されている。

一般的に、金型用板の裏面にはねじ部付き穴が設けられ、これらの穴にボルトまたはねじが螺合されることとなる。

銅製の締結要素の引抜きに対して十分な強度を確保するために、締結ねじ部またはねじ穴は十分な深さを有する必要があり、十分な大きさの直径を有する必要がある。

ねじ穴の寸法、数および間隔は、特に金型材料の強度、金型用板の寸法および形状、並びに操業中の負荷に依存している。

金型用板の裏面については、取付けとともに、鋼の凝固および冷却時に遊離する極端に高い熱量を放出するためにも必要とされている。

このことに応じて金型用板の裏面に冷却通路または冷却穴が設けられており、それらを通して冷却水は高い圧力および大きな速度で吸排されることとなる。

製品品質上の理由、および利用される金型用板の寿命を考慮すると、金型前面の個々の領域がその直ぐ横にある別の領域よりも著しく高い温度とならないように、面の極力均一な冷却を保証する必要がある。

金型用板の冷却穴に冷却水が通される場合、冷却平面の背後に締結ねじ部が位置する場合がある。しかしながら、穿孔された金型用板の製造は、フライス加工された冷却通路を有する金型用板と比較して比較的手間がかかることとなる。さらに、フライス加工された冷却通路の深さ、すなわち冷却通路と金型前面との間の距離は、金型用板の長さおよび幅を変更することによって、発生する熱負荷に適合させることができる。

特許文献２により公知の金型配置では、相互に平行な冷却穴が銅板に設けられている。締結ボルトはそれらの中心縦軸線をそれぞれ２つの隣接する冷却穴の間の中心に設けられて配置されている。

この構成では、隣接する冷却穴のそれぞれ外側にある壁体の相互距離は、締結ボルトの外径もしくは締結ボルトの軸部を螺合されたねじ穴の外径よりも大きくなっている。この配置では、ねじ部を支持する領域が隣接する冷却穴の間の壁体となっている。

フライス加工された冷却通路を有する金型の場合、先行技術では取付穴と冷却通路が並んで配置されているが、極力均一な金型用板冷却を達成するため様々な可能性がある。ねじ穴の前における熱流の方向に冷却穴を設けることができ、または、冷却通路について、金型用板の高さ方向にわたって垂直に設けるのでなく、少なくとも取付穴列の横で近接する通路を、極力わずかな間隔を空けて取付部の周りに設けてもよい（スラロームスロット）。

欧州特許第１３９８０９９号明細書 国際公開第０２／０７９１５号明細書

本発明の課題は、ほぼ均一な冷却が達成されるように取付穴とフライス加工された冷却通路を金型用板の裏面に配置または形成することである。

本発明によれば、鋳造部の断面を取り囲む金型用板を備えた連続鋳造用鋳型であって、金型用板内に２つの冷却通路が設けられており、金型用板がねじ要素によってウォータージャケットと結合されており、ねじ要素がねじ軸部を備えた締結ボルトから構成され、このねじ軸部が金型用板の締結ねじ部に螺合可能に構成され、締結ねじ部がそれらの中心縦軸線をそれぞれ２つの隣接する冷却通路の間に設けられて配置されており、各ねじ穴の直径が、並んで配置された２つの冷却通路の間の距離よりも大きくなっており、締結ねじ部用の穴の端部が、締結ボルトのかみ合い長さを規制する冷却通路底から間隔を空けて形成されることによって、この課題は解決される。

その結果、締結ねじ部用の穴はもはや冷却通路の横に個別に設けられるものでなく、冷却通路と部分的に重なり、または冷却通路と交差することとなる。

締結ボルトは、締結ねじ部に螺合された場合、冷却通路内にわずかに突出することとなる。しかしながら冷却通路の領域に締結ねじ部は設けられておらず、この領域では締結ボルトが締結ねじ部と係合していない。他方で締結ねじ部は、隣接する冷却通路の相互に離れた方の壁領域にも設けられており、冷却穴において中心に配置される締結ねじ部と比較して引抜き強さが大きくなっている。

実験を実施した結果判明したこととして、この締結ねじ部の製造は問題なく可能であり、中実材料内に締結ねじ部を製造するのと相違しない結果となった。さらに、締結ねじ部が十分な引抜き強さを有するか否かを調べた。その実験によれば、負荷のとき通路ねじ部が中実材料内のねじ部に匹敵する引抜き強さを有することが示されることとなった。

しかしながら、締結ねじ部の直径は、それらが同じ支持面を有するように構成され、中実ねじ部と比較して多少大きく形成される必要がある。ねじ部深さの支持する周面ｘが支持面として画成されてる。支持する周面とは、冷却通路から切り取られた円弧を除くねじ部の周面のことである。

冷却通路は締結ねじ部用穴よりも深くなっていることが重要となっている。そのため、冷却水がねじ部の下方（金型高温側と締結ねじ部の底との間）にあり、その結果、ここでも冷却作用が生じることが達成される。

通路内で流れを均一化するために、または一層速い流れ速度を達成するために、通路断面は締結ねじ部の上方／下方および側方に充填部材を充填することによって減少させることができる。その場合、ねじ部挿入物を受け入れるための部分が取付部の領域に残ることとなる。

以下、図面を参考にして本発明を説明する。

金型用板の裏面における締結ねじ部の配置または構成の概略を示す図である。 図１のＡ‐Ａ断面およびＢ‐Ｂ断面を示す図である。

図１において符号１が金型用板である。

図の左側には締結ねじ部の公知配置が示されており、この締結ねじ部は先に用語「スラロームスロット」として既に説明したものである。

その際、締結ねじ部２が冷却通路４によって包囲されており、つまりスラローム状に取り囲まれている。それとは異なり、図の中央では締結ねじ部３が冷却通路４と交差または冷却通路と部分的に重なるように配置されている。図２のＡ‐Ａ断面から明らかとなるように、冷却通路４が穴３と交差する範囲には締結ねじ部が設けられていないこととなる。

比較のため図の右側には、さらに締結ねじ部５が示されており、この締結ねじ部は冷却通路の外側に設けられており、すなわち中実材料内に設けられている。同じ引抜き強さまたは同じ支持面を実現するために、支持面は冷却通路と交差する締結ねじ部よりも小さな直径を必要とするだけである。なぜならば、後者では冷却通路の領域に支持する締結ねじ部が設けられていないからである。

図２のＢ‐Ｂ断面図は、穴３が冷却通路４と交差しない金型中実材料の断面を示している。そこに残る締結ねじ部２が中実材料内に確認できる。

図２のＡ‐Ａ断面図に示すように、締結ボルトの螺合時にも冷却通路内で冷却材の貫流を可能とするために締結ねじ部２またはこのねじ部用の穴は、冷却通路４の深さと比較して浅く形成されている。

Claims (3)

1. 鋳造部の断面を取り囲むように配設される金型用板（１）を備える連続鋳造用鋳型であって、
   前記金型用板内に２つの冷却通路（４）が設けられており、前記金型用板がねじ要素によってウォータージャケットと結合されており、前記ねじ要素がねじ軸部を備えた締結ボルトから構成され、前記ねじ軸部が前記金型用板（１）の締結ねじ部（２，３）に螺合可能に構成され、前記締結ねじ部が、前記締結ねじ部の中心縦軸線をそれぞれ２つの隣接する前記冷却通路の間に設けるように配置されており、各ねじ穴の直径が、並んで配置された２つの前記冷却通路（４）の間の距離よりも大きく形成され、前記締結ねじ部用の穴の端部が、前記締結ボルトのかみ合い長さを規制する前記冷却通路の底部に対して間隔を空けて形成されている、連続鋳造用鋳型。
2. 前記締結ねじ部（３）の直径が中実材料内に設けられた締結ねじ部（５）と比較して大きく形成されており、前記締結ねじ部が同じ支持面を有するように構成されている、請求項１に記載の連続鋳造用鋳型。
3. 前記冷却通路内で流れを均一化するために、または一層速い流れ速度を達成するように、前記冷却通路の通路断面が、前記締結ねじ部（３）の上方および／または下方および側方に充填部材を充填することによって減少している、請求項１または２に記載の連続鋳造用鋳型。

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