JP3103836B2 - 連続鋳造用モールドのモールド壁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造用モールドのモ
ールド壁に関する。現在の連続鋳造設備では、鋳片表面
温度が約300 〜400 ℃の範囲で操業しているが、オシレ
ーションマークの深さの低減など鋳片の表面品質を改善
するためには、鋳片温度を約500 ℃に高くして操業する
と有効なことが知られている。本発明は、このような鋳
片温度を高くした場合に好適な連続鋳造用モールドのモ
ールド壁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の連続鋳造用モールドのモールド壁
は、バックプレートに冷却板としての銅板を接合して構
成されている。銅板を用いていたのは、銅が熱伝導率が
大きいからで、冷却水により温度を下げて耐用期間を増
やすことができたからである。しかしながら、銅板は高
温強度が低いため、鋳片表面の温度を上げると損傷する
ので前記のごとき高温での鋳造は不可能である。

【０００３】そこで、超耐熱合金の冷却板を用いること
により高温鋳造することが提案された（特開平３−2641
43号公報参照）。この従来例公報には、図11〜12に示す
ように、超耐熱合金の一種であるインコネル７１８（商
品名）を冷却板111 ，112 として用い、冷却板111 ，11
2 に冷却水通路115 としての孔を多数穿孔したもの（従
来例Ｉ）が開示されている。なお、同図において113 ，
114 はバックプレートである。

【０００４】また、図13に示すように冷却板118 として
薄板状の超耐熱合金板を用い、バックプレート119 に冷
却水通路121 を形成したもの（従来例II）も開示されて
いる。同図において120 は取付ボルト、120aはナット、
122 は冷却水ヘッダ、123 は冷却水供給路、124 は排水
路、125 はＯリングである。このＯリング125 は複数本
の冷却水通路121 から冷却水が外部に漏出しないよう
に、冷却板118 とバックプレート119 の外縁部に沿って
形成された溝内に配置されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来例
Ｉでは、一般的に超耐熱合金が加工が容易でないにも拘
らず冷却水通路115 用の多数の孔を加工しなければなら
ないので、製造コストが高くなるという問題がある。こ
れは、従来の銅板にとって変えようとする場合、コスト
的面で大きな支障となる。また、前記従来例IIでは、Ｏ
リング125 が冷却板118 に接しているので、高温鋳造す
るとＯリング125 が直接冷却板118 から熱を受け、その
熱で溶けてしまうので、シール性能の面から高温鋳造が
できないという問題がある。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑み、製造コストが
低く、シールが高温によって損傷しない構造の連続鋳造
用モールドのモールド壁を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の連続鋳造用モー
ルドモールド壁は、溶鋼に接する側の高温高強度材から
なる薄板状の冷却板と、該冷却板の背面に接合されるバ
ックプレートからなり、前記冷却板は、該冷却板の背面
における外縁部全周に取付けられた冷却水ジャケット
と、該冷却水ジャケットの背面および該冷却水ジャケッ
トで囲まれた内面部における冷却板の背面に固定された
適数個のボルトを備えており、前記バックプレートは、
前記冷却水ジャケットと接合する外縁部と、該外縁部で
囲まれた内面部における前記冷却板と接する面に形成さ
れた複数の冷却水溝と、該冷却水溝および前記冷却水ジ
ャケットに冷却水を給排する給水口および排水口と、前
記外縁部における前記冷却水ジャケットとの接合面に形
成されたシール材装着溝と、前記外縁部および前記冷却
水溝の背面部であって前記ボルトを挿通する位置に形成
された複数のボルト挿通孔を備えていることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】本発明では冷却板は薄板状のまま用い、ボルト
と冷却水ジャケットを取り付けること以外は何ら加工せ
ず、冷却水溝用の溝加工やボルト挿通用の孔加工はバッ
クプレートに施す構成としている。このため、加工が困
難な高温高強度材の加工工数は極めて少なくなってお
り、製造コストを引き下げることが可能である。また、
本発明では、シール材は冷却水ジャケットと接合するバ
ックプレート側に形成したシール材装着溝に収容し、冷
却水ジャケット内を流れる冷却水で冷却するようにし、
冷却板のもつ高熱から隔離したのでシール材が損傷する
ことがない。以上により、本発明では鋳片表面温度を高
温にして鋳造することが可能となり、鋳片表面品質を改
善することができる。

【０００９】

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明の一実施例に係わるモールド壁の一部
横断面図、図２は冷却板10を表面側からみた図１のII線
矢視図、図３はバックプレート１を示す図１のIII線矢
視図であり、図４〜６はそれぞれ図２におけるIV線、Ｖ
線、VI線断面図である。図１に示すように、モールド壁
Ａ，Ｂはバックプレート１と冷却板10を接合して構成さ
れており、これは短辺側Ａも長辺側Ｂも同様であるの
で、以下、短辺側Ａで代表させて説明する。

【００１０】図１〜２に示すように、冷却板10は基本的
に平坦な薄板で構成され、その材料は高温高強度材が用
いられている。本発明でいう高温高強度材とは鋳片表面
温度が500 ゜Ｃ前後でも歪が出ない高温強度と、背面側
に通す冷却水によっても腐食が生じない耐食性を有して
いるものをいう。一般的には超耐熱合金が前記高温高強
度材の条件を満しており、この超耐熱合金にはニッケ
ル、コバルト、鉄を母体とした種々の合金があるが、こ
れらのなかで、鉄，ニッケル，クローム，ニオブ，モリ
ブデン等を含有するインコネル７１８（International
Nickel Companyの登録商標）などが高温強度が特に高
く、耐食性を有するという理由で最も好ましい。なお、
ＲＥＮＥ４１（Allvac Metals Company,a Teledyne Com
panyの登録商標）などの合金も同様に高温強度が高い材
料なので好適である。

【００１１】冷却板10の厚さは、材料の熱伝導率と冷却
水によって決定せられ、熱伝導率が悪ければ厚さが薄く
なるし、熱伝導率が良ければ厚さが厚くなる。本実施例
で用いたインコネル７１８の場合は、厚さ３〜４mmが適
当である。冷却板10の表面にはメッキ層10a が形成され
ている。このメッキ層10a はニッケル合金系のメッキで
あり、溶鋼をはじき、付着を防止するために設けられて
いる。

【００１２】前記冷却板10の背面、すなわちバックプレ
ート１との接合面における外縁部には冷却水ジャケット
11，11Ａが取付けられている。冷却板10の両側面の冷却
水ジャケット11は図１，２，５に示すように、断面コ形
の樋状部材を冷却板10の裏面に溶接して取付けられたも
のである。冷却板10の上面と下面には、図２，４，６に
示すように水箱構造の冷水ジャケット11Ａを溶接して取
付けている。これにより冷却板10の背面における外縁部
全周には冷却水ジャケット11,11Aが取付けられているこ
とになる。図２中の符号21は冷却水ジャケット11と冷却
水ジャケット11Ａの溶接個所を示す。なお、冷却水ジャ
ケット11と冷却水ジャケット11Ａは一体に形成したもの
を用いてもよい。

【００１３】冷却板10の背面における冷却水ジャケット
11，11Ａで囲まれた部分、すなわち内面部の適所には複
数本の長さの長いボルト13が溶接により固定され、また
冷却水ジャケット11，11Ａのバックプレート１との接合
面には長さの短いボルト12が溶接により固定されてい
る。なお、前記ボルト13の固定位置は、後述するバック
プレート１の冷却水溝２を通る位置でなければならな
い。

【００１４】前記バックプレート１は図１および図３に
示すように、前記冷却板10との接合面側における内面部
に冷却水溝２が複数本並列に形成され、外縁部全周は冷
却水ジャケット11，11Ａと接合する部分となっている。
その外縁部のうちの上縁と下縁は平坦に形成され、左右
の両側縁には前記冷却水ジャケット11を収容する嵌合溝
３が形成されている。また、内面部には、排水口25と給
水口26が形成され、これらの排水口25，給水口26および
各冷却水溝２を取囲むように外縁部における前記冷却板
10との接合面側にシール材装着溝７が形成されている。

【００１５】そして、冷却水ジャケット11に固定された
ボルト12を通す挿通孔４が外縁部に形成され、冷却板10
の内面部に固定されたボルト13を通す挿通孔５が内面部
に形成されている。図１に明示するように、前記挿通孔
５は冷却水溝２の背面部に形成されており、ボルト13を
通す部分の孔径はボルト13の外径よりも太くボルト13の
外周が冷却水に触れるようになっている。また、挿通孔
５のバックプレート１の途中から外側の部分が拡径され
てシール材15を置く座面5aに形成され、そこにシール材
15を置いて、ナット16でボルト12を螺合し、冷却板10を
バックプレート１に強固に固定するようにしている。

【００１６】図７は冷却水ジャケット11まわりの拡大図
である。同図に示すようにボルト挿通孔４はバックプレ
ート１の途中から外側の部分が拡径されて、シール材15
を置く座面4aが形成され、そこにシール材15を置いて、
ナット16をボルト12に螺合し冷却板10とバックプレート
１を締結するようにしている。また、シール材装着溝７
内にはシール材であるＯリング６が装着されるようにな
っている。なお、図８に示すようにシール材装着溝７は
ボルト挿通孔４の内側に形成してもよい。

【００１７】図９は本実施例におけるボルト12，13の好
ましい溶接による固定例を示している。図９(A) はボル
ト12(13)の底端で開先をＶ形にとり、溶接の肉盛31がボ
ルト12(13)の直径D1と同寸法にした例であり、図９(B)
は溶接の肉盛31にアールＲを付けた例である。冷却板10
および冷却水ジャケット11の反ボルト側は冷却水に接す
る面である。図10は比較例としてあげた溶接例でナット
33を冷却板10に溶接して固定し、そのナット33にボルト
12を螺合するようにしたものである。この比較例では、
冷却水に接触しない非冷却領域がナット33の幅D2まで広
がり、ボルト12(13)の幅D1より広くなっているので鋳片
接触側の冷却板10の表面温度T2は高くなっている。これ
に対し本実施例では非冷却領域の幅D1が最小の幅となる
ので鋳片接触側の冷却板10の表面温度T1も低くなってい
る。換言すれば、図９(A),(B) の溶接例は冷却板10の温
度分布が図10の例よりも、より均一化されるので、冷却
板10の変形防止に好ましいものである。このことは、ボ
ルト12と冷却水ジャケット11の間にも言えるので、本実
施例ではボルト12，13のいずれも図９に示す溶接例を採
用している。

【００１８】なお、上記の溶接による取付け例は冷却板
10の厚さが約３mmと薄いため採用したものであり、冷却
板10の厚さが厚くなれば雌ネジを切って植込ボルトをね
じ込んでもよい。この場合も非冷却領域は最小になるの
で、冷却板10の変化防止に効果的なものである。

【００１９】図２に示すように、本実施例のモールド壁
では、冷却水は給水口26から各冷却水溝２および冷却水
ジャケット11，11Ａへ分岐して点線矢印のように流れ、
排水口25から排出され、冷却板10を冷却する。なお、上
記の構造および冷却作用の説明は短辺側だけでなく、長
辺側においても同様である。

【００２０】つぎに、本実施例の利点を説明する。 本実施例では、外縁部のボルト12及びＯリング６は
冷却水ジャケット11，11Ａ内を流れる冷却水で冷却さ
れ、冷却板10の熱を直接受けないので、高温鋳造するに
もかかわらず、シール材15及びＯリング６が溶けるよう
な損傷は生じない。また、内周部のボルト13も冷却水溝
２を流れる冷却水で冷却され、さらに、挿通孔５がボル
ト13の外径より広く冷却水溝２内の冷却水を導いてボル
ト13のほぼ全長を冷却するので、非常に冷却効果が高
く、シ―ル材15の熱による損傷を効果的に防止してい
る。したがって、シ―ル性能の面から高温鋳造が阻害さ
れることはなく、鋳片表面温度を高くして、鋳片表面品
質を改善することかできる。 本実施例では、冷却板10に超耐熱合金を用いている
ので鋳片表面温度を高くしても冷却板10を損傷すること
はない。したがって、鋳片表面温度を高くした操業をす
ることによって、鋳片表面品質を改善することができ
る。 冷却板10にはボルト12，13を溶接固定することと、
冷却水ジャケット11，11Ａを溶接固定するだけで、冷却
水溝２等はバックプレート１側に形成することにより、
冷却板10には何らの切削加工を施していない。このた
め、一般に加工が困難な超耐熱合金の加工工数は極めて
少なくなっているので、製造コストを引き下げることが
できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、高温高強度材の冷却板
を用いながら低コストであり、高温鋳造によってもシー
ル材が損傷しないモールド壁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わるモールド壁の一部横
断面図である。

【図２】冷却板10を表面側からみた図１のII線矢視図で
ある。

【図３】バックプレート１を示す図１のIII 線矢視図で
ある。

【図４】図２におけるIV線断面図である。

【図５】図２におけるＶ線断面図である。

【図６】図２におけるVI線断面図である。

【図７】冷却水ジャケット11まわりの拡大図である。

【図８】シール材装着溝７等の他の配置例を示す説明図
である。

【図９】ボルト12(13)の溶接固定例(A),(B) と、その温
度分布を示す説明図である。

【図１０】ボルト12の他の溶接固定例の説明図である。

【図１１】従来例Ｉのモールド壁の一部平面図である。

【図１２】図11のＸ部分の拡大図である。

【図１３】従来例IIのモールド壁の縦断面図である。

【符号の説明】

１ バックプレート ２ 冷却水溝 ４
ボルト挿通孔 ５ ボルト挿通孔 ６ Ｏリング ７
シール材装着溝 10 冷却板 11 冷却水ジャケット 11
A 冷却水ジャケット 12 ボルト 13 ボルト 15
シール材 25 排水口 26 給水口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/055 B22D 11/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶鋼に接する側の高温高強度材からなる薄
   板状の冷却板と、該冷却板の背面に接合されるバックプ
   レートからなり、前記冷却板は、該冷却板の背面におけ
   る外縁部全周に取付けられた冷却水ジャケットと、該冷
   却水ジャケットの背面および該冷却水ジャケットで囲ま
   れた内面部における冷却板の背面に固定された適数個の
   ボルトを備えており、前記バックプレートは、前記冷却
   水ジャケットと接合する外縁部と、該外縁部で囲まれた
   内面部における前記冷却板と接する面に形成された複数
   の冷却水溝と、該冷却水溝および前記冷却水ジャケット
   に冷却水を給排する給水口および排水口と、前記外縁部
   における前記冷却水ジャケットとの接合面に形成された
   シール材装着溝と、前記外縁部および前記冷却水溝の背
   面部であって前記ボルトを挿通する位置に形成された複
   数のボルト挿通孔を備えていることを特徴とする連続鋳
   造用モールドのモールド壁。