JP2922252B2

JP2922252B2 - 連続鋳造設備用モールド

Info

Publication number: JP2922252B2
Application number: JP2102547A
Authority: JP
Inventors: 宏一戸澤; 和男阿部; 伸二蓮井
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1999-07-19
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JPH03297541A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、連続鋳造設備用モールドに関するもので
ある。

〈従来技術〉連続鋳造は、モールド内に鋳込まれた溶鋼をモールド
銅板により一次冷却して凝固シェルを形成し、続くロー
ラエプロンにおける二次冷却により中心部まで凝固させ
て鋳片を製造する方法であり、モールド銅板には、表面
に耐摩耗処理を施した熱伝導性の良い銅板を用い、これ
をフレームでバックアップし、冷却水で冷却するのが一
般的であり、注入された溶鋼をメニスカス付近で冷却凝
固させ、下方にいくに従って凝固シェル厚を増加させて
いる。

第６図ないし第９図に示すのは、スラブ連鋳機におい
てスラブ幅を可変とした組立鋳型の例であり、一対の長
辺銅板１間に一対の短辺銅板２を配設し、これらをフレ
ーム3,4によりそれぞれバックアップ支持し、一対の長
辺フレーム３をタイボルト５によりクランプし、短辺フ
レーム４にスクリュー式の移動装置６およびガタ殺し用
の油圧シリンダ７を接続してスラブ幅替えを行なうよう
にされている。

このようなモールド構造において、従来は、モールド
銅板の裏面に鋳込方向に沿うスリット８を多数設け、フ
レーム3,4の下部に給水管９、給水ホース10、上部に排
水管11、排水ホース12を接続し、下方から上方へ冷却水
を流すことにより銅板1,2の冷却を行なっている。な
お、スリットの代りに円筒形の冷却孔を穿設することも
あるし、フレーム3,4の銅板側の面にスリットを形成す
ることもある。

また、第10図に示すのは、従来の冷却水の配管系であ
り、電動バタフライ弁13を有する主管から、それぞれの
銅板1,2の下部に分岐させ、各分岐管９′,10に電磁流量
計14と制御弁15を設けて流量制御し、排水管11,12にそ
れぞれ測温抵抗体16、フローメーター17、空動バタフラ
イ弁18を設けることにより、排水量を制御して各銅板1,
2の温度制御を行なうようにされている。

〈この発明が解決しようとする課題〉前述のような従来のモールド冷却方法では、下方から
上方へと冷却水を流すため、鋳込方向の温度制御ができ
ず、鋳片に表面欠陥が発生する問題がある。

すなわち、最近の連続鋳造においては、モールドの上
部において速やかに溶鋼の凝固を図るべく上部強冷し、
モールドの下部において表面性状の品質向上を図るべく
下部弱冷却すること、またはメニカスから一定距離だけ
離れた地点で銅板から凝固シェルが離れてエアギャップ
により冷却能が低下するのを防止すると共に、上部強冷
による表面欠陥を防止するのを目的として上部緩冷却に
よりモールド上部の抜熱効果を緩和すること等が行われ
ており、このような場合、従来の冷却方法では冷却能を
鋳込方向に変化させることができず、鋳片表面に縦割れ
や横割れが発生する。

これを解決するためには、スリットの形状を鋳込方向
に変化させる方法があるが、スリットの形状が極端に変
化すると、冷却水の急激な変化などにより、銅板に割れ
が発生する等の不具合が生じていた。

なお、特公平１−28661号や特開昭63−160751号に
は、冷却方法ではなく、銅板の熱伝導度を位置別に変え
ることにより冷却能を変える鋳型が提案されているが、
銅板の表面の材質に着目しているため、一定の冷却能分
布しか得られず、また鋳込による摩耗や脱落等により冷
却能が変化することが考えられる。

また、鋳込方向と直交する方向すなわちスラブ幅方向
においては、短辺コーナー近傍が過冷却されやすく、従
来の冷却方法では冷却能をスラブ幅方向に変化させるこ
とができず、鋳片コーナー部に割れが生じていた。

なお、特開昭61−154736号および特開平１−313169号
のそれぞれに、水冷鋳型の周囲に設けられる冷却水室を
上下に分割して冷却水をそれぞれ別個に供給せしめ得る
ようにした場合、あるいは鋳型の周方向に分割された複
数の冷却室を備え、周方向における高温部分の位置を検
出し、この検出結果に基づいて冷却流体供給装置を制御
し、上記高温部分に対応する多量の冷却流体を供給する
ように制御する連続鋳造用鋳型が開示されているが、双
方とも水平連続鋳造用鋳型であり、本発明の竪型連続鋳
造用鋳型とは冷却形態が異なる。すなわち、これら水平
連続鋳造用鋳型においては、溶湯炉から引き出される小
径棒または金属管の重力による上下の非対称凝固を緩和
すべく冷却するのに対し、本発明は竪型連続鋳造用鋳型
すなわち溶鋼湯面を囲んでモールド銅板を配置したモー
ルドの場合、温度の高い湯面部での凝固シェルの形成が
鋳片の表面品質に大きく影響していることに着目してな
されたものである。

この発明は、前述のような問題点を解消すべくなされ
たもので、その目的は、溶鋼湯面を囲んでモールド銅板
を配置したモールドにおいて、比較的簡単な冷却方式に
より鋳込方向および鋳込方向と直交する方向の温度制御
ができ、最適な冷却能分布により表面欠陥の少ない高品
質の鋳片を鋳造し得る連続鋳造設備用モールドを提供す
るにある。

〈課題を解決するための手段〉本発明においては、溶鋼湯面を囲んでモールド銅板を
配置したモールドにおいて、モールド銅板を冷却する鋳
込方向に沿う冷却孔等の冷却水通路８をモールド銅板ま
たは銅板バックフレーム銅板側に多数並設し、これら冷
却水通路群を鋳込方向に複数のゾーン、例えば上流側と
下流側の二つの独立したゾーンA,Bに分け、さらにこれ
らゾーンA,Bの冷却水通路群を鋳込方向と直交する方向
にも複数のゾーン、例えば三つのゾーンＩ、II、IIIに
分け、これら各ゾーンの冷却水通路群の上下部にそれぞ
れ給排水管９、11を連通させ、各ゾーンの冷却水路群の
流量を個別に制御できるようにする。

冷却水通路８は、冷却孔に限らず、銅板の裏面に穿設
したスリットでもよいし、銅板バックフレームの銅板側
プレートに形成してもよい。

また、ゾーン数についても、鋳込方向では二つに限ら
ず三つ以上でもよいし、鋳込方向と直交する方向でも三
つに限らず必要に応じて増減させることも可能である。

〈作用〉ゾーン毎に流量を変化させることにより、ゾーン毎に
冷却能を制御でき、鋳込方向並びに鋳込方向と直交する
方向に最適な冷却能分布を形成することができる。

例えば、モールドの上部では流量を絞って冷却能を抑
え、下部では流量を増加し冷却能を上げれば、上部では
緩冷却となり、凝固シェルは薄いが均一な凝固シェルが
形成され、割れの発生が無くなる。また、下部において
は冷却能が上がるため、シェル厚も大きくなり、ブレー
クアウトに至らない。

さらに、モールドの鋳込方向と直交する方向では、両
側の流量を絞って冷却能を抑え、短辺コーナー近傍の冷
却能を変えることにより過冷却による鋳片の割れを防止
できる。

このように、冷却水量の制御によりモールドの上部と
下部とで、さらに鋳込方向と直交する方向の中央部とコ
ーナー部とで、溶鋼の凝固時の抜熱効果を適正に制御す
ると、モールド全域にわたって抜熱能があまり変化する
ことがないなどから、横割れや縦割れが発生せず、品質
の安定した鋳片がブレークアウトを発生することなく安
定して鋳造できる。特に、高速鋳造や高級鋼の鋳造に最
適である。

〈実施例〉これは、スラブ連鋳機における組立鋳型の例である。
なお、従来と同一あるいは相当する部分については同一
符号を付する。

第１図ないし第３図に示すように、長辺銅板１に鋳込
方向に沿う冷却孔８をスラブ幅方向に間隔をおいて多数
穿設し、鋳込方向においては上下に独立させ、上段と下
段の二つのゾーンA,Bに分ける（第１図参照）。さら
に、スラブ幅方向においては、三つのゾーンＩ、II、II
Iにわける（第２図参照）。

各ゾーンＡ、Ｂにおける長辺フレーム３の銅板側に
は、冷却孔８の上下に連通孔8aを介して連通する開口20
を形成すると共に、内部には開口20に対応させて仕切部
材22により空間21を形成する。スラブ幅方向においては
開口20をゾーンＩ、II、IIIに対応させて３つ独立して
形成し、長辺フレーム３の当接面に設けたＯリング19に
より各開口20を取り囲んで封止し、また、空間21も仕切
部材23により三つに区画する。これにより、長辺銅板１
枚当たり六つのゾーン冷却帯が形成されることになる。

給水管９は、各ゾーンに冷却水を個別に供給できるよ
うに、上段ゾーンＩおよび下段ゾーンIIの下部における
スラブ幅方向に中央部と両側部の長辺フレーム背面に接
続し、各ゾーン１、IIの下部における空間21、開口20を
介して冷却孔８の下端部へ供給されるようにする。排水
管11も、各ゾーンＩ、IIの上部に同様に六つ接続し、各
ゾーンＩ、IIの上部における冷却孔８の上端部から開口
20、空間21を介して冷却水を排出し、この排水を検出温
度に基づいて各ゾーン毎に制御できるようにする。

第５図に示すのは、本発明の冷却水の配管系であり、
従来と全体の流量はほとんど変わらないため、従来左右
両方に接続していた給排水管9,11（第10図参照）の本数
を増やし、排水管にコントロールバルブ類を追設するだ
けで済み、バルブ類の個数は増加するが、サイズを小さ
く選定できるため、極端な設備費アップにはつながらな
い。

なお、短辺銅板２にも、長辺銅板と同じ様に上段と下
段のゾーンを設け、各々個別に流量制御を行うことがで
きる。

また、以上は偏平スラブ用モールドへの適用について
説明したが、その他の鋳片にも本発明を適用できる。

〈発明の効果〉前述のとおり、この発明に係るモールドは、溶鋼湯面
を囲んでモールド銅板を配置したモールドにおいて、モ
ールド銅板を冷却する鋳込方向に沿う冷却水通路を多数
並設し、これら冷却水通路群を鋳込方向に複数のゾーン
に分けると共に、鋳込方向と直交する方向にも複数のゾ
ーンに分け、各ゾーンの流量を個別に制御するようにし
たため、比較的簡単な冷却方式により鋳込方向並びに鋳
込方向と直交する方向の温度制御が可能となり、最適な
冷却能分布により縦割れや横割れなどの表面欠陥の少な
い高品質の鋳片を鋳造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図は、この発明に係るモ
ールドを示す縦断面図、横断面図、平面図、部分断面正
面図、第５図は本発明の配管系を示す概略図、第６図は
従来のモールドを示す平面図、第７図、第８図、第９図
は第６図のVII−VII線断面図、VIII−VIII線断面図、IX
−IX線断面図、第10図は従来の配管系を示す概略図であ
る。１……長辺銅板、２……短辺銅板３……長辺フレーム、４……短辺フレーム５……タイボルト、６……移動装置７……油圧シリンダ、８……冷却水通路（冷却孔）９……給水管、10……給水ホース 11……排水管、12……排水ホース 13……電動バタフライ弁 14……電磁流量計、15……制御弁 16……測温抵抗計、17……フローメーター 18……空動バタフライ弁 19……Ｏリング、20……開口 21……空間、22,23……仕切部材

フロントページの続き (72)発明者蓮井伸二愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (56)参考文献実開平63−19947（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/00 - 11/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶鋼湯面を囲んでモールド銅板を配置した
モールドにおいて、モールド銅板を冷却する鋳込方向に
沿う冷却水通路をモールド銅板または銅板バックフレー
ム銅板側に多数並設し、これら冷却水通路群を鋳込方向
に複数のゾーンに分けると共に、鋳込方向と直交する方
向にも複数のゾーンに分け、これら各ゾーンの冷却水通
路群の上下部にそれぞれ給排水管を連通させ、各ゾーン
の冷却水路群の流量を個別に制御するように構成したこ
とを特徴とする連続鋳造設備用モールド。