JP2711677B2 - 金属管の連続鋳造方法およびその連続鋳造用鋳型装置 - 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その連続鋳造
用鋳型装置に関する。

［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、溶湯を冷却して鋳造管を凝固
形成する鋳型装置を、溶湯保持炉の鋳込口に取付け、上
記鋳型装置にて形成される鋳造管を引抜き鋳造する。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記鋳型装置は、黒鉛等の熱伝導率の良好
な材料からなる鋳型本体を用い、この鋳型本体の外周部
に水冷ジャケット体を装着する等により、溶湯を冷却す
ることとしている。

このため、鋳型装置内での溶湯の冷却速度は、砂型鋳
物のそれに比べて約30倍も速く、薄肉鋳造管については
鋳型装置内における凝固トラブルを生じ鋳造不可能とな
るおそれがある。

特に、金属管の連続鋳造においては鋳型装置内にダミ
ーバーを挿入した後溶湯を注入し、その後ダミーバーに
よる鋳造管の引抜きを開始することになるが、この引抜
き開始前に凝固進行すると、凝固収縮した鋳造管が鋳型
装置の中子部を締めつけて引抜不能となる。

したがって、連続鋳造によって製造可能な金属管は、
上記の鋳型装置内における凝固トラブルのため、肉厚が
直径の10％以上であるものに限られ、肉厚が15mm以下の
金属管を製造することは極めて困難なことであった。

本発明は、薄肉金属管についても、鋳型装置内で凝固
収縮する鋳造管による中子の締付けに起因して生じ易い
鋳造管の引抜き不能を防止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、溶湯保持炉の鋳込口に取
付けられて中子を有する鋳型装置により、溶湯を冷却し
て鋳造管を凝固形成し、この鋳造管を引抜き鋳造する金
属管の連続鋳造方法において、鋳型装置に、溶湯保持炉
の溶湯保持領域側に設定される非冷却部と、反溶湯保持
領域側に設定される冷却部とを設け、鋳造管の製造肉厚
に応じて上記非冷却部の設定長さ範囲を調整するように
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取
付けられて中子を有し、溶湯を冷却して鋳造管を凝固形
成し、この鋳造管を引抜き可能とする金属管の連続鋳造
用鋳型装置において、溶湯注入通路と管成形通路を備え
る鋳型本体と、鋳型本体における溶湯保持炉の溶湯保持
領域側の外周部に装着されて非冷却武を構成するインサ
ートリングと、鋳型本体における反溶湯領域側の外周部
に装着されて冷却部を構成する水冷ジャケット体とを有
してなり、鋳造管の製造肉厚に応じた長さのインサート
リングが着脱自在とされるようにしたものである。

［作用］ 請求項１に記載の本発明によれば下記の作用があ
る。

非冷却部の長さを調整することにより、溶湯保持炉か
ら鋳型装置内に注入した直後の溶湯に対し冷却部が及ぼ
す冷却抜熱作用を加減できる。これにより、鋳造管はそ
の製造肉厚に応じた冷却抜熱作用を受けて、過冷却され
ず、結果として過大な凝固収縮によるトラブルを生ずる
ことがない。したがって、薄肉金属管についても、鋳型
装置内で凝固収縮する鋳造管による中子の締付けに起因
して生じ易い鋳造管の引抜き不能を防止することができ
る。

請求項２に記載の本発明によれば下記の作用があ
る。

長さの異なるインサートリングを鋳型本体の外周部に
適宜着脱して用いることにより、非冷却部の長さを容易
に調整でき、結果として上述した請求項１記載の発明に
おけると同様に薄肉金属管についても、鋳型装置内で凝
固収縮する鋳造管による中子の締付に起因して生じ易い
鋳造管の引抜き不能を防止することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す模式図、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図は本発明の基本的構成を示す模式図である。

本発明は基本的には第４図に示す如くにて実施され
る。すなわち、連続鋳造装置１は、溶湯を冷却して鋳造
管を凝固形成する鋳型装置２を、溶湯保持炉３の鋳込口
3Aに取付け、上記鋳型装置２にて形成される鋳造管をダ
ミーバー４にて引抜き鋳造する。鋳型装置２は、溶湯注
入通路5Aと管成形通路5Bを備える例えば黒鉛製の鋳型本
体５と、鋳型本体５における溶湯保持炉３の溶湯保持領
域側の外周部に装着されて非冷却部を構成する耐火物等
の断熱性材料からなるインサートリング６と、鋳型本体
５における反溶湯領域側の外周部に装着されて冷却武を
構成する例えば銅製水冷ジャケット体７とを有して構成
される。さらに、鋳型装置２は、鋳造管の製造肉厚に応
じた長さのインサートリング６を上記鋳型本体５の外周
部に着脱自在としている。図において、L1は非冷却部の
長さ、L2は冷却部の長さである。

したがって、上記連続鋳造装置１によれば、長さの異
なるインサートリング６を鋳型本体５の外周部に適宜着
脱して用いることにより、非冷却部の長さL1を容易に調
整できる。これにより、溶湯保持炉３から鋳型装置２に
注入した直後の溶湯に対し冷却部が及ぼす冷却抜熱作用
を加減できる。したがって、鋳造管はその製造肉厚に応
じた冷却抜熱作用を受けて、過冷却されず、結果として
過大な凝固収縮によるトラブルを生ずることがない。す
なわち、例えばダミーバー４による鋳造管の引抜き開始
時に、鋳造管が過度に凝固収縮して鋳型本体５の中子部
5Cを締付けて引抜不能に至る等がなく、薄肉金属管につ
いても鋳型装置２の内部で凝固トラブルを生じさせるこ
となく安定的に鋳造できる。

ここで、非冷却部の長さL1は、鋳造管の肉厚により異
なり、肉厚15mmでは100mmで充分であるが、肉厚5mmは15
0mm程度必要である。すなわち、非冷却部の長さL1とし
ては、100〜150mmが適当である。

なお、冷却部の長さL2については以下の如く設定され
る。すなわち、金属管の場合、モジュラス値が小さくな
るため、冷却部を長くすると鋳型内での凝固トラブルを
招くため、冷却部の長さL2＝50mm程度であれば充分であ
る。ただし、引抜き速度を上げるためにはL2を長くする
必要があり、肉厚4.5mmの鋳造管の場合で、非冷却部の
長さL1を150mmとした時、L2＝100mmで引抜き速度460mm/
分のものがL2＝300mmでは引抜き速度820mm/分に高速引
抜き可能となる。このため、冷却部の長さL2としては50
〜300mmが適当である。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。

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15を備えるとともに、鋳造管14を
間欠的に引抜くためのダミーバー16と引抜装置17を備え
る。引抜き装置17は、ピンチローラー17Aと押えローラ
ー17Bとからなる。

ダミーバー16は、鋳型装置13の内部に挿入される第４
図に示す如くのダミーバーヘッド16Aを備え、鋳型装置1
3の内部にて凝固形成される鋳造管14の先端部を上記ダ
ミーバーヘッド16Aにて確保し、回転するピンチローラ
ー17Aの挟圧力作用下で上記ダミーバーヘッド16Aととも
に鋳造管14を引抜く。

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、中型装置13は、具体的には、鋳型19の溶湯流出
側端部に黒鉛ライナー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の間な鉄板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の部分を非冷却部であってかつ保持炉11
の炉壁11Aへの装着部としている。ここで、連続鋳造装
置10は、鋳造管14の製造肉厚に応じた長さの上記インサ
ートリング31を鋳型19の外周部に着脱自在としている。

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。

したがって、上記連続鋳造装置10によれば、長さの異
なるインサートリング31を鋳型19の外周部に適宜着脱し
て用いることにより、非冷却部の長さを容易に調整でき
る。これにより、溶湯保持炉11から鋳型装置13に注入し
た着後の溶湯に対し水冷ジャケット体30が及ぼす冷却抜
熱作用を加減できる。これにより、鋳造管14はその製造
肉厚に応じた冷却抜熱作用を受けて、過冷却れず、結果
として過大な凝固収縮によるトラブルを生ずることがな
い。したがって薄肉金属管についても、鋳型装置13の内
部で凝固トラブルを生じさせることなく安定的に鋳造で
きる。

なお、本発明の実施において、鋳型と中子は黒鉛以外
に、BN等のセラミックを用いて構成できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、薄肉金属管について
も、鋳型装置内で凝固収縮する鋳造管による中子の締付
けに起因して生じ易い鋳造管の引抜き不能を防止するこ
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模式図、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図は本発明の基本的構成を示す模式図である。 １、10……連続鋳造装置、 ２、13……鋳型装置、 ３、11……溶湯保持炉、 3A、12……鋳込口、 5A、26……溶湯注入通路、 5B、25……管成形通路、 5C、20……中子、 ５……鋳型本体、 ６、31……インサートリング（非冷却部）、 ７、30……水冷ジャッケト体（冷却部）、 L1……非冷却部の長さ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 靖夫 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 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 (72)発明者 佐藤 祐一郎 富山県富山市下新北町６―30 (72)発明者 渡辺 譲 富山県富山市下新北町６―３―３ (56)参考文献 特開 昭61−63343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−130247（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−183948（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶湯保持炉の鋳込口に取付けられて中子を
   有する鋳型装置により、溶湯を冷却して鋳造管を凝固形
   成し、この鋳造管を引抜き鋳造する金属管の連続鋳造方
   法において、鋳型装置に、溶湯保持炉の溶湯保持領域側
   に設定される非冷却部と、反溶湯保持領域側に設定され
   る冷却部とを設け、鋳造管の製造肉厚に応じて上記非冷
   却部の設定長さ範囲を調整する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取付けられて中子を
   有し、溶湯を冷却して鋳造管を凝固形成し、この鋳造管
   を引抜き可能とする金属管の連続鋳造用鋳型装置におい
   て、溶湯注入通路と管成形通路を備える鋳型本体と、鋳
   型本体における溶湯保持炉の溶湯保持領域側の外周部に
   装着されて非冷却部を構成するインサートリングと、鋳
   型本体における反溶湯領域側の外周部に装着されて冷却
   部を構成する水冷ジャケット体とを有してなり、鋳造管
   の製造肉厚に応じた長さのインサートリングが着脱自在
   とされることを特徴とする金属管の連続鋳造用鋳型装
   置。