JP2711675B2 - 金属管の連続鋳造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属管の連続鋳造方法および装置に関する。

［従来の技術］ 金属管の連続鋳造方法にあっては、特開昭60−54255
号公報に記載される如く、溶湯保持炉の鋳込口に鋳型装
置を配設し、この鋳型装置において溶湯を冷却して鋳造
管を形成し、この鋳造管を引抜ローラー装置により引抜
き鋳造する。

ところで、金属管の連続鋳造においても、中実鋳片の
連続鋳造におけると同様に、凝固鋳片を連続して引抜く
と、凝固核の弱い部分から破断を生じ、鋳型出口でブレ
ークアウトとなる。したがって、金属管の連続鋳造にお
いても、引抜きと停止を１サイクルとしてくり返す間欠
引抜きを採用することが有用である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、金属管の連続鋳造に上記の間欠引抜き
を「単に」採用する場合には、引抜き停止時の冷却過程
で鋳型内にて生ずる鋳片の凝固収縮が大きく、鋳造管の
表面にクラックを生ずる。

本発明は、鋳造管をその表面にクラックを生じさせる
ことなく安定的に引抜き鋳造することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明は、溶湯保持炉に収容した溶
湯を鋳型装置にて管状に凝固させて鋳造管を形成し、こ
の鋳造管を引抜装置にて引抜く金属管の連続鋳造方法に
おいて、上記鋳造管を引抜時間の間引抜き、この引抜き
後の待時間の間停止し、この停止後の押込時間の間、鋳
型装置から引抜装置までの鋳造管の熱収縮量に見合う長
さ以上押込み、鋳造管の凝固収縮に起因して発生したク
ラックを修復することを、１サイクルとしてくり返すよ
うにしたものである。

請求項２に記載の本発明は、溶湯保持炉の鋳込口に配
設され、溶湯を管状に凝固させて鋳造管を形成する鋳型
装置と、鋳型装置にて形成された鋳造管を引抜く引抜装
置とを有してなる金属管の連続鋳造装置において、鋳造
管の鋳型出口温度T1、および鋳型出口〜引抜装置間の平
均温度T2を測定するための温度測定装置と、上記鋳造管
を引抜時間の間引抜き、この引抜き後の待時間の間停止
し、この停止後の押込時間の間、鋳型装置から引抜装置
までの鋳造管の熱収縮量に見合う長さＡ以上押込み、鋳
造管の凝固収縮に起因して発生したクラックを修復する
ことを、１サイクルとしてくり返すように引抜き制御す
る制御装置とを有してなり、制御装置は、上記温度測定
装置の測定結果であるT1およびT2、鋳型出口〜引抜装置
間の距離Ｌ、ならびに鋳造管の線膨張率αに基づいて、
上記Ａを、Ａ＝Ｌ・α・（T1〜T2）にて演算するように
構成されるようにしたものである。

［作用］ 本発明者の考察によれば、間欠引抜きされた鋳造管の
表面に生ずるクラックは、『引抜停止時の大きく凝固収
縮する鋳造管内面が鋳型装置の中子部に対し強く接着す
る状態下で、鋳型から引出された鋳造管が管内外両面か
らの冷却作用により大きく固体収縮し、この固体収縮力
が上記の如く中子部まわりに強く接着している凝固直後
鋳片に引張力として及び、結果としてこの鋳片の表面に
ひきちぎる如くのクラックを生ずるもの』である。

しかして、請求項１に記載の本発明によれば、引抜停
止時における鋳造管の上記固体収縮量に見合う長さ以上
のものが、その引抜停止後に鋳型装置内に押込まれる。
したがって、鋳型内での凝固鋳片にたとえ上記の如くの
クラックを生じたとしても、そのクラックは上記押込作
用下で修復される如くにて解消し、結果として引抜き鋳
造完了後の鋳造管表面にクラックをともなうことがなく
なる。

また、請求項２に記載の本発明によれば、引抜停止時
における鋳造管の上記固体収縮量に見合う長さＡを適確
に演算した上で、上述の如くの押込み制御を行なうこと
になり、クラックの発生を確実に防止できる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す制御系統図、第２図
は鋳型装置を示す断面図、第３図は鋳型装置を示す断面
図、第４図は本発明の間欠引抜動作を示す模式図、第５
図は本発明の間欠引抜動作を示す速度線図である。

連続鋳造装置10は、第１図に示す如く、溶湯保持炉11
の側面下部に形成した鋳込口12に鋳型装置13を付帯して
配設している。連続鋳造装置10は、鋳型装置13により溶
湯を冷却して鋳造管14を形成し、これを引抜き鋳造す
る。

連続鋳造装置10は、鋳型装置13の出側にて鋳造管14を
支持するガイドローラー15を備えるとともに、鋳造管14
を引抜くための引抜ローラー装置16を備える。引抜ロー
ラー装置16は、ピンチローラー17と押えローラー18とか
らなる。なお、引抜ローラー装置16は、油圧ポンプ16A
にて駆動される油圧モーター16Bを有し、この油圧モー
ター16Bにてピンチローラー17を駆動し、結果として鋳
造管14に引抜力を付与することとしている。

鋳型装置13は、第２図、第３図に示す如く、黒鉛から
なる鋳型19と同じく黒鉛からなる中子20とにより構成さ
れている。

鋳型19は、中空状をなし、溶湯流入側端部に中子保持
内径部21を備えるとともに、中子保持内径部21を除く略
全長にわたる鋳型中心軸まわりに管外面成形内径部22を
備える。

中子20は、鋳型19に装入され、溶湯流入側端部に鋳型
19の中子保持内径部21に嵌着されるフランジ部23を備え
るとともに、フランジ部23を除く略全長にわたる鋳型中
心軸まわりに設けられて鋳型19の管外面成形内径部22と
の間に管成形通路25を形成する管内面成形外径部24を備
える。また中子20は、フランジ部23における鋳型中心軸
まわりの複数位置（この実施例では４位置）のそれぞれ
に上記管成形通路25に連通する溶湯注入通路26を備え
る。各溶湯注入通路26の通路断面形状は円弧状である。
なお、隣接する溶湯注入通路26に挟まれる継なぎ部27の
厚みｇは強度上許される限り小とし、各溶湯注入通路26
の通路面積をより大とすることが好ましい。

すなわち、鋳型装置13は、鋳型19の中子保持内径部21
に中子20のフランジ部23を嵌着固定し、前記溶湯注入通
路26と管成形通路25とをストレート状に連通する。第２
図の28は鋳型19と中子20との固定ピンである。

なお、鋳型装置13は、具体的には、鋳型19の溶湯流出
側端部に銅ライナー29を介して銅製の水冷ジャケット体
30を嵌着するとともに、鋳型19の溶湯流入側端部にレン
ガからなるインサートリング31、32を嵌着し、また水冷
ジャケット体30とインサートリング31の間に鉄板33を嵌
着することとしている。これにより、鋳型装置13は、水
冷ジャケット体30の部分を溶湯を凝固形成させるための
冷却部、インサートリング31の部分を非冷却部、インサ
ートリング32の部分を保持炉11の炉壁11Aへの装着部と
している。

また、この実施例の連続鋳造装置10は、鋳型装置13に
流入した溶湯が過冷却することのないように、中子20の
溶湯流入側端部に孔状のぬすみ20Aを設けるとともに、
鋳型装置13の端部を炉内へ突出させている。

しかして、連続鋳造装置10は、温度測定装置41と、制
御装置42を有している。

温度測定装置41は、鋳型装置13の出側〜引抜ローラー
装置16の間の鋳造管パスラインに沿う複数位置のそれぞ
れに設置された複数の温度センサ43i（ｉ＝１〜ｎ）を
備え、鋳造管14の鋳型出口温度T1、および鋳型出口〜引
抜ローラー装置16の間の鋳造管14の平均温度T2を測定す
る。温度測定装置41の測定結果は制御装置42に転送され
る。

制御装置42は、第４図、第５図に示す如く、鋳造管14
を、引抜時間（te）の間一定引抜き速度（Ve）で引抜
き長さＰだけ引抜き、上記引抜き後の待時間（tw）の
間停止し、上記停止後の押込時間（tr）の間、一定押
込速度（Vr）で鋳型装置13から引抜きローラー装置16ま
での鋳造管14の熱収縮量に見合う長さＡ以上を押込むべ
く、引抜ローラー装置16の油圧ポンプ駆動制御部44を制
御する。なお、鋳造管14の引抜き速度は油圧モーター16
Bの出力軸に連結される引抜き速度検出器45を介して制
御装置42にフィードバックされる。

ここで、制御装置42は、上記温度測定装置41の測定結
果であるT1およびT2、鋳型装置13の出口〜引抜きローラ
ー装置16の間の距離Ｌ、ならびに鋳造管14の線膨張率α
に基づいて、上記Ａを、 Ａ＝Ｌ・α・（T1−T2） ……（１） にて演算する。

次に、上記実施例の作用について説明する。

上記実施例によれば、引抜停止時における鋳造管14の
固体収縮量に見合う長さ以上のものが、その引抜停止後
に鋳型装置13に押込まれる。したがって、鋳型内での凝
固鋳片にたとえクラックを生じたとしても、そのクラッ
クは上記押込作用下で修復される如くにて解消し、結果
として引抜き鋳造完了後の鋳造管14の表面にクラックを
ともなうことがない。

また、制御装置42は引抜停止時における鋳造管14の上
記固体収縮量に見合う長さＡを前記（１）式にて適確に
演算した上で、上述の如くの押込み制御を行なうことに
なり、クラックの発生を確実に防止できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、鋳造管をその表面にク
ラックを生じさせることなく安定的に引抜き鋳造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御系統図、第２図は
鋳型装置を示す断面図、第３図は鋳型装置を示す端面
図、第４図は本発明の間欠引抜動作を示す模式図、第５
図は本発明の間欠引抜動作を示す速度線図である。 10……連続鋳造装置、 11……溶湯保持炉、 12……鋳込口、 13……鋳型装置、 14……鋳造管、 16……引抜ローラー装置（引抜き装置）、 41……温度測定装置、 42……制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 厚見 卓彌 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社技術研究本部内 (72)発明者 糸山 誓司 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭61−63349（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−54255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−219445（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶湯保持炉に収容した溶湯を鋳型装置にて
   管状に凝固させて鋳造管を形成し、この鋳造管を引抜装
   置にて引抜く金属管の連続鋳造方法において、 上記鋳造管を引抜時間の間引抜き、この引抜き後の待時
   間の間停止し、この停止後の押込時間の間、鋳型装置か
   ら引抜装置までの鋳造管の熱収縮量に見合う長さ以上押
   込み、鋳造管の凝固収縮に起因して発生したクラックを
   修復することを、１サイクルとしてくり返すことを特徴
   とする金属管の連続鋳造方法。
2. 【請求項２】溶湯保持炉の鋳込口に配設され、溶湯を管
   状に凝固させて鋳造管を形成する鋳型装置と、鋳型装置
   にて形成された鋳造管を引抜く引抜装置とを有してなる
   金属管の連続鋳造装置において、 鋳造管の鋳型出口温度T1、および鋳型出口〜引抜装置間
   の平均温度T2を測定するための温度測定装置と、 上記鋳造管を引抜時間の間引抜き、この引抜き後の待時
   間の間停止し、この停止後の押込時間の間、鋳型装置か
   ら引抜装置までの鋳造管の熱収縮量に見合う長さＡ以上
   押込み、鋳造管の凝固収縮に起因して発生したクラック
   を修復することを、１サイクルとしてくり返すように引
   抜き制御する制御装置とを有してなり、 制御装置は、上記温度測定装置の測定結果であるT1およ
   びT2、鋳型出口〜引抜装置間の距離Ｌ、ならびに鋳造管
   の線膨張率αに基づいて、上記Ａを、Ａ＝Ｌ・α・（T1
   −T2）にて演算するように構成されることを特徴とする
   金属管の連続鋳造装置。