JP2017501887A - 大形断面を有する長いインゴットの製造方法およびその設備 - Google Patents
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Abstract
Description
(Treib-Richtstrecke)の終わりから切断区間の始まりまで、完全に凝固させるためには、最大で18mとなる大きな鋳造半径を必要とする。
鋳造工程とインゴット引き下げ終了後、前記二次的冷却は、限定された範囲が、最大で完全に凝固するまで続けられるが、鋳造工程中に比べて大幅に鋳造速度を遅くするか、あるいは、消耗電極を融解して、少なくとも、凝固時に起きる収縮にみあう量の流動性の鋼をさらに供給する。
融解電極の代わりに、非消耗のグラファイト電極を使用することも可能である。その設備は、図2に示す高圧電流用のパワーレール17と高圧電流用のフレキシブルケーブル25により、交流あるいは直流電源19に接続される。
による通常の鋳造工程終了後、消耗可能な電極18の融解で活性金属のスラグ浴20を集積した後、鋳造インゴット6を加熱しながら、他方で流動する材料をメタルプール5に補充する。
2 融解金属(流動性の金属)
3 中間容器
4 モールド
5 金属たまり(メタルプール)
6 インゴット
7 スラグ層(鋳造パウダー)
8 引下げプランジャー(底面プレート)(Abzugsstempel; Bodenplatte)
9 引下げ機構
10 電磁式鋳造撹拌装置
11 電磁式撹拌装置
12 二次的冷却ゾーン
13 電磁式撹拌装置
14 移動装置
15 マスト
16 電極用車
17 電極運搬アーム(高圧電流用パワーレール)
18 電極
19 直流電源
20 スラグ(鉱滓)浴
21 中間容器(インダクション・コイル)
22 トップ部
23 ヒータ
24 シャドウ・パイプ(Schattenrohre)
25 高圧電流ケーブル
26 電源
27 鉱滓浴
28 電極
本発明の実施態様を下記に示す。
[態様1]
取鍋(1)から直接に、または耐火コーティングされた中間容器(3)を経由して、短く、水冷式で、下側にオープンなモールド(4)中に融解金属または融解鋼を、公知の方法で鋳込んで、下方に動く引下げプランジャー(Abzugsstempel)(8)により、凝固したインゴット(6)をそこから引き下げることで、断面積が少なくとも0.1m 2 で、好ましくは、円形、正方形または長方形の、金属、とりわけ鋼の鋳造インゴットを生産する方法において、
鋳造断面に応じて定められる鋳造レートを有する鋳造工程を、希望の、または、前記引下げプランジャー(8)のストロークで決まる最大のインゴット長さになるまで継続し、かつ、通常の鋳造工程終了後、さらに、少なくとも溶けた金属または鋼の凝固に伴う収縮を補うように、流動する金属を注入することを特徴とする製造方法。
[態様2]
態様1の方法において、鋳造工程中に前記モールド(4)から引き下げられた前記インゴット(6)が、散水、噴霧あるいは圧縮空気で冷却する二次的冷却ゾーン(12)を通過し、かつ、鋳造工程終了後および前記インゴット引き下げ終了後の残留凝固フェーズ中にも、この冷却が、徐々にあるいは連続的に低減することを特徴とする製造方法。
[態様3]
態様1および2の方法において、前記取鍋(1)および/または前記中間容器(分配容器)(3)が、鋳造工程終了直後に取り外され、前記モールド(4)中の鋳造界面を、冶金学的に有効な流動性のスラグ層(7)で覆い、エレクトロスラグ法による消耗型の電極(18)の融解により、融解金属または融解鋼の鋳造断面全体が凝固するまで加熱することを特徴とする製造方法。
[態様4]
態様3の方法において、前記エレクトロスラグ加熱工程の開始時、前記消耗型の電極(18)の融解レート(Kg/h)が、(1)インゴット直径(mm)、あるいは、(2)正方形のインゴットの場合は、辺の長さ(mm)、あるいは(3)長方形の場合は、長辺と短辺の和の半分(mm)の0.5から2.5倍のなかから選択され、凝固工程中の融解レートが、その終了までに、段階的にあるいは連続的に、初期値の10−15%に低下することを特徴とする製造方法。
[態様5]
態様3および4の方法において、使用される前記消耗型の電極(18)の化学組成が前記インゴット(6)の化学組成に対応していることを特徴とする製造方法。
[態様6]
態様3から5のいずれか一項の方法において、凝固中における、融解量が前記インゴット(6)の総重量の2−10%に相当することを特徴とする製造方法。
[態様7]
態様1および2の方法において、通常の鋳造工程終了後およびインゴット引き下げの終了後にも少なくとも比率10に低下した鋳造レートで、加熱可能な前記取鍋(1)あるいは加熱可能な前記中間容器(3)あるいは分配容器(21)から鋳造工程が継続され、段階的あるいは連続的に、凝固終了までに追加の湯の開始時の前記レートの10%に減少することを特徴とする製造方法。
[態様8]
態様1または2の方法において、通常の鋳造工程終了後およびインゴット引き下げ終了後に、最大でも通常の鋳造速度で鋳造工程を継続し、前記モールド(4)中の金属の界面が前記モールド(4)の縁を越えて上昇し、前記モールド(4)の上にあるセラミックでコーティングされた、絶縁されたトップ部(22)において、さらに最大、インゴット長さの10%の高さまでを付け加えるようにすることを特徴とする製造方法。
[態様9]
態様8の方法において、セラミックでコーティングされた、前記絶縁されたトップ部(22)も加熱されることを特徴とする製造方法。
[態様10]
態様1から9のいずれか一項の方法において、流動するメタルプール(5)が、鋳造工程中、前記モールド(4)の領域に取り付けられた電磁式の撹拌装置(10)により動かされることを特徴とする製造方法。
[態様11]
態様1から9のいずれか一項の方法において、流動するメタルプール(5)が鋳造工程中、前記モールド(4)の下方に取り付けられた電磁式の撹拌装置(11)により動かされることを特徴とする製造方法。
[態様12]
態様10または11の方法において、前記攪拌装置(11)による攪拌工程が、鋳造終了後、加熱フェーズ中も、長くとも、金属または鋼の融解物が完全に凝固するまで継続することを特徴とする製造方法。
[態様13]
態様1から9いずれか一項の方法において、鋳造工程の終了後、融解金属の追い湯フェーズまたは加熱フェーズ中に、垂直に移動可能な電磁式攪拌装置(13)が動かされ、鋳造インゴット(6)の最下部に始まり、凝固を進行させながら、連続的に前記鋳造インゴット(6)の頂部まで移動することを特徴とする製造方法。
[態様14]
態様1から13のいずれか一項の方法を実施するための設備において、水冷式の、鋳造横断面を形成する、特には銅製であるモールド(4)と、インゴットの可能最大長さを決めるようにストロークが限定された、垂直方向に沈下可能な引下げプランジャー(8)と、で構成される垂直型の連続インゴット鋳造設備(Stranggiessanlage)が、限られた長さで大型の円形、多角形、正方形または長方形の断面を鋳造するための、さらに、自己消耗型の電極(18)を溶かすためのエレクトロスラグ加熱装置を備えていることを特徴とする設備。
[態様15]
態様14の設備において、前記エレクトロスラグ加熱装置が、鋳造工程中、横の待機位置に配置されて、前記モールド(4)上に配置された処理位置に移動可能で、前記モールド(4)中にある、スラグ(7)層で覆われた融解金属を、垂直方向に移動可能な電極(18)で生じさせることを特徴とする設備。
[態様16]
態様14または15の設備において、取鍋(1)または分配または中間容器(3、21)は加熱できるように形成されていることを特徴とする設備。
[態様17]
態様16の設備において、前記中間容器(3)は誘導加熱されることを特徴とする設備。
[態様18]
態様16の設備において、前記中間容器(3)中の融解金属(2)がスラグ浴(20)中に浸された、電流を流せる消耗型、あるいは非消耗型の電極(18)で加熱されることを特徴とする設備。
[態様19]
態様14から18のいずれか一項の設備において、流動する金属(融解金属)(2)の取り込みがしやすいように、前記モールド(4)の上に、耐火被覆して、絶縁されたトップ部(22)を装着することを特徴とする設備。
Claims (19)
- 取鍋(1)から直接に、または耐火コーティングされた中間容器(3)を経由して、短く、水冷式で、下側にオープンなモールド(4)中に融解金属または融解鋼を、公知の方法で鋳込んで、下方に動く引下げプランジャー(Abzugsstempel)(8)により、凝固したインゴット(6)をそこから引き下げることで、断面積が少なくとも0.1m2で、好ましくは、円形、正方形または長方形の、金属、とりわけ鋼の鋳造インゴットを生産する方法において、
鋳造断面に応じて定められる鋳造レートを有する鋳造工程を、希望の、または、前記引下げプランジャー(8)のストロークで決まる最大のインゴット長さになるまで継続し、かつ、通常の鋳造工程終了後、さらに、少なくとも溶けた金属または鋼の凝固に伴う収縮を補うように、流動する金属を注入することを特徴とする製造方法。 - 請求項1の方法において、鋳造工程中に前記モールド(4)から引き下げられた前記インゴット(6)が、散水、噴霧あるいは圧縮空気で冷却する二次的冷却ゾーン(12)を通過し、かつ、鋳造工程終了後および前記インゴット引き下げ終了後の残留凝固フェーズ中にも、この冷却が、徐々にあるいは連続的に低減することを特徴とする製造方法。
- 請求項1および2の方法において、前記取鍋(1)および/または前記中間容器(分配容器)(3)が、鋳造工程終了直後に取り外され、前記モールド(4)中の鋳造界面を、冶金学的に有効な流動性のスラグ層(7)で覆い、エレクトロスラグ法による消耗型の電極(18)の融解により、融解金属または融解鋼の鋳造断面全体が凝固するまで加熱することを特徴とする製造方法。
- 請求項3の方法において、前記エレクトロスラグ加熱工程の開始時、前記消耗型の電極(18)の融解レート(Kg/h)が、(1)インゴット直径(mm)、あるいは、(2)正方形のインゴットの場合は、辺の長さ(mm)、あるいは(3)長方形の場合は、長辺と短辺の和の半分(mm)の0.5から2.5倍のなかから選択され、凝固工程中の融解レートが、その終了までに、段階的にあるいは連続的に、初期値の10−15%に低下することを特徴とする製造方法。
- 請求項3および4の方法において、使用される前記消耗型の電極(18)の化学組成が前記インゴット(6)の化学組成に対応していることを特徴とする製造方法。
- 請求項3から5のいずれか一項の方法において、凝固中における、融解量が前記インゴット(6)の総重量の2−10%に相当することを特徴とする製造方法。
- 請求項1及び2の方法において、通常の鋳造工程終了後およびインゴット引き下げの終了後にも少なくとも比率10に低下した鋳造レートで、加熱可能な前記取鍋(1)あるいは加熱可能な前記中間容器(3)あるいは分配容器(21)から鋳造工程が継続され、段階的あるいは連続的に、凝固終了までに追加の湯の開始時の前記レートの10%に減少することを特徴とする製造方法。
- 請求項1または2の方法において、通常の鋳造工程終了後およびインゴット引き下げ終了後に、最大でも通常の鋳造速度で鋳造工程を継続し、前記モールド(4)中の金属の界面が前記モールド(4)の縁を越えて上昇し、前記モールド(4)の上にあるセラミックでコーティングされた、絶縁されたトップ部(22)において、さらに最大、インゴット長さの10%の高さまでを付け加えるようにすることを特徴とする製造方法。
- 請求項8の方法において、セラミックでコーティングされた、前記絶縁されたトップ部(22)も加熱されることを特徴とする製造方法。
- 請求項1から9のいずれか一項の方法において、流動するメタルプール(5)が、鋳造工程中、前記モールド(4)の領域に取り付けられた電磁式の撹拌装置(10)により動かされることを特徴とする製造方法。
- 請求項1から9のいずれか一項の方法において、流動するメタルプール(5)が鋳造工程中、前記モールド(4)の下方に取り付けられた電磁式の撹拌装置(11)により動かされることを特徴とする製造方法。
- 請求項10または11の方法において、前記攪拌装置(11)による攪拌工程が、鋳造終了後、加熱フェーズ中も、長くとも、金属または鋼の融解物が完全に凝固するまで継続することを特徴とする製造方法。
- 請求項1から9いずれか一項の方法において、鋳造工程の終了後、融解金属の追い湯フェーズまたは加熱フェーズ中に、垂直に移動可能な電磁式攪拌装置(13)が動かされ、鋳造インゴット(6)の最下部に始まり、凝固を進行させながら、連続的に前記鋳造インゴット(6)の頂部まで移動することを特徴とする製造方法。
- 請求項1から13のいずれか一項の方法を実施するための設備において、水冷式の、鋳造横断面を形成する、特には銅製であるモールド(4)と、インゴットの可能最大長さを決めるようにストロークが限定された、垂直方向に沈下可能な引下げプランジャー(8)と、で構成される垂直型の連続インゴット鋳造設備(Stranggiessanlage)が、限られた長さで大型の円形、多角形、正方形または長方形の断面を鋳造するための、さらに、自己消耗型の電極(18)を溶かすためのエレクトロスラグ加熱装置を備えていることを特徴とする設備。
- 請求項14の設備において、前記エレクトロスラグ加熱装置が、鋳造工程中、横の待機位置に配置されて、前記モールド(4)上に配置された処理位置に移動可能で、前記モールド(4)中にある、スラグ(7)層で覆われた融解金属を、垂直方向に移動可能な電極(18)で生じさせることを特徴とする設備。
- 請求項14または15の設備において、取鍋(1)または分配または中間容器(3、21)は加熱できるように形成されていることを特徴とする設備。
- 請求項16の設備において、前記中間容器(3)は誘導加熱されることを特徴とする設備。
- 請求項16の設備において、前記中間容器(3)中の融解金属(2)がスラグ浴(20)中に浸された、電流を流せる消耗型、あるいは非消耗型の電極(18)で加熱されることを特徴とする設備。
- 請求項14から18のいずれか一項の設備において、流動する金属(融解金属)(2)の取り込みがしやすいように、前記モールド(4)の上に、耐火被覆して、絶縁されたトップ部(22)を装着することを特徴とする設備。
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