JP3414219B2 - 連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法 - Google Patents
連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造に係わ
り、特に中炭素鋼の鋳造時における表面欠陥の発生を防
止し、鋳造速度の高速化を可能とする連続鋳造用鋳型お
よび連続鋳造方法に関する。
り、特に中炭素鋼の鋳造時における表面欠陥の発生を防
止し、鋳造速度の高速化を可能とする連続鋳造用鋳型お
よび連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼の連続鋳造においては、銅または銅合
金からなる鋳型に連続的に溶鋼を注入し、この溶鋼を鋳
型により冷却凝固させ、更に下方に引き抜きつつ冷却し
て完全凝固させて、連続的に鋳片を得ている。
金からなる鋳型に連続的に溶鋼を注入し、この溶鋼を鋳
型により冷却凝固させ、更に下方に引き抜きつつ冷却し
て完全凝固させて、連続的に鋳片を得ている。
【０００３】一般に、連続鋳造に用いる鋳型は、鋳型内
部に鋳造方向と平行に冷却用通水路を設け、鋳型下部か
ら通水し、鋳型上部から排水することで、鋳型の上部か
ら下部まで一定の抜熱効果を有する構造になっている。
部に鋳造方向と平行に冷却用通水路を設け、鋳型下部か
ら通水し、鋳型上部から排水することで、鋳型の上部か
ら下部まで一定の抜熱効果を有する構造になっている。
【０００４】ところで、連続鋳造で製造される鋳片の表
面品質を向上させるためには、メニスカス直下で形成さ
れる凝固シェルの成長を鋳型幅方向に均一化させること
が重要である。
面品質を向上させるためには、メニスカス直下で形成さ
れる凝固シェルの成長を鋳型幅方向に均一化させること
が重要である。
【０００５】特に炭素含有量が、０．０７〜０．３５重
量％の中炭素鋼では鋼種特有のδ−γ変態による変態収
縮で、凝固シェルの成長が不均一になり、表面疵が発生
し易い。
量％の中炭素鋼では鋼種特有のδ−γ変態による変態収
縮で、凝固シェルの成長が不均一になり、表面疵が発生
し易い。
【０００６】この凝固シェルの成長の不均一は、上記変
態収縮の他に、メニスカス近傍の溶鋼流動により、鋳型
内壁から鋳型内部に向かう熱流束（以下、単に「熱流
束」ともいう）の鋳型幅方向不均一が原因であると考え
られている。
態収縮の他に、メニスカス近傍の溶鋼流動により、鋳型
内壁から鋳型内部に向かう熱流束（以下、単に「熱流
束」ともいう）の鋳型幅方向不均一が原因であると考え
られている。
【０００７】図１は、連続鋳造における鋳型内の溶鋼流
動を模式的に示す断面図である。浸漬ノズル２から注入
された溶鋼３は、鋳型１の短辺側銅板１２の内壁に衝突
して上昇流２０と下降流２１に分かれ、上昇流２０は短
辺近傍の湯面を盛り上げて浸漬ノズル２の方向に向かう
メニスカス流１６を形成する。通常、このメニスカス流
１６の温度及び流速は、鋳型幅方向の中央部に比べ幅端
部で大きい。また、鋳型１と鋳片との間の潤滑等のため
鋳型１内に添加されたモールドパウダ４は、鋳型１と溶
鋼３または凝固シェル５との間に流入してパウダフィル
ムを形成するが、このパウダフィルムの厚さは溶鋼盛り
上がり部１４で薄くなる。
動を模式的に示す断面図である。浸漬ノズル２から注入
された溶鋼３は、鋳型１の短辺側銅板１２の内壁に衝突
して上昇流２０と下降流２１に分かれ、上昇流２０は短
辺近傍の湯面を盛り上げて浸漬ノズル２の方向に向かう
メニスカス流１６を形成する。通常、このメニスカス流
１６の温度及び流速は、鋳型幅方向の中央部に比べ幅端
部で大きい。また、鋳型１と鋳片との間の潤滑等のため
鋳型１内に添加されたモールドパウダ４は、鋳型１と溶
鋼３または凝固シェル５との間に流入してパウダフィル
ムを形成するが、このパウダフィルムの厚さは溶鋼盛り
上がり部１４で薄くなる。
【０００８】したがって、鋳型幅方向に、溶鋼温度、溶
鋼流速およびパウダフィルム厚が変化し、熱流束が鋳型
幅方向に不均一となる。通常、溶鋼温度が高く、溶鋼流
速が速く、しかもパウダフィルム厚が薄い鋳型幅方向端
部の熱流束が中央部に比べ大きい。
鋼流速およびパウダフィルム厚が変化し、熱流束が鋳型
幅方向に不均一となる。通常、溶鋼温度が高く、溶鋼流
速が速く、しかもパウダフィルム厚が薄い鋳型幅方向端
部の熱流束が中央部に比べ大きい。
【０００９】そこで、上記の変態収縮や熱流束の不均一
の影響をできるだけ緩和すべく、鋳型上部の緩冷却化や
鋳型上部の加熱、等の提案がなされてきた。例えば、特
開平１−１４３７４２号公報には、鋳型の上下で冷却機
能を分離し、鋳型上部の通水量を減少させることにより
鋳型上部の緩冷却化を可能とした鋳型が提示されてい
る。
の影響をできるだけ緩和すべく、鋳型上部の緩冷却化や
鋳型上部の加熱、等の提案がなされてきた。例えば、特
開平１−１４３７４２号公報には、鋳型の上下で冷却機
能を分離し、鋳型上部の通水量を減少させることにより
鋳型上部の緩冷却化を可能とした鋳型が提示されてい
る。
【００１０】特開平８−２８１３８２号公報には、メニ
スカス近傍の鋳型内面に緩冷却機能を有するめっき皮膜
を形成した鋳型が提示されている。また、特開昭６２−
２２４４５４号公報には、メニスカス近傍の鋳型内面に
発熱体を取り付け、メニスカス近傍の鋳型抜熱量を均一
に制御する鋳型が提示されている。
スカス近傍の鋳型内面に緩冷却機能を有するめっき皮膜
を形成した鋳型が提示されている。また、特開昭６２−
２２４４５４号公報には、メニスカス近傍の鋳型内面に
発熱体を取り付け、メニスカス近傍の鋳型抜熱量を均一
に制御する鋳型が提示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】鋼の連続鋳造、特に中
炭素鋼の高速鋳造において、鋳造時の表面欠陥を防止
し、鋳片表面品質の向上を図るためには、メニスカス直
下で形成される凝固シェルの成長を鋳型幅方向に均一化
させ、凝固シェルへの局部的な応力集中を抑制すること
が重要である。
炭素鋼の高速鋳造において、鋳造時の表面欠陥を防止
し、鋳片表面品質の向上を図るためには、メニスカス直
下で形成される凝固シェルの成長を鋳型幅方向に均一化
させ、凝固シェルへの局部的な応力集中を抑制すること
が重要である。
【００１２】しかし、前記公報に示された従来の手段で
は、凝固シェルの成長が遅れるため、鋳造速度の大幅な
低下をもたらし、また、表面欠陥の防止も不充分であっ
た。
は、凝固シェルの成長が遅れるため、鋳造速度の大幅な
低下をもたらし、また、表面欠陥の防止も不充分であっ
た。
【００１３】すなわち、特開平１−１４３７４２号公報
および特開平８−２８１３８２号公報に記載の手段で
は、緩冷却化により凝固シェルの成長が抑制されるた
め、鋳造速度が大幅に低下する。
および特開平８−２８１３８２号公報に記載の手段で
は、緩冷却化により凝固シェルの成長が抑制されるた
め、鋳造速度が大幅に低下する。
【００１４】また、特開昭６２−２２４４５４号公報に
記載の手段では、発熱体の加熱により抜熱の均一化が可
能となるが、基本的にこの手段も鋳型の抜熱能力を大幅
に低下させるものであり、鋳造速度の高速化には問題が
ある。
記載の手段では、発熱体の加熱により抜熱の均一化が可
能となるが、基本的にこの手段も鋳型の抜熱能力を大幅
に低下させるものであり、鋳造速度の高速化には問題が
ある。
【００１５】本発明の目的は、鋳型の抜熱能力を低下さ
せることなく、メニスカス近傍の凝固シェルの成長を均
一化させることができる連続鋳造用鋳型および連続鋳造
方法を提供することにある。
せることなく、メニスカス近傍の凝固シェルの成長を均
一化させることができる連続鋳造用鋳型および連続鋳造
方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、特開平
１−１４３７４２号公報および特開平８−２８１３８２
号公報に記載された「緩冷却化」や特開昭６２−２２４
４５４号公報に記載された「加熱」によるものでなく、
「冷却」あるいは「加熱と冷却」により凝固シェルの成
長の幅方向均一化を図ることにある。すなわち、上記の
「緩冷却化」や「加熱」の手段では、鋳型温度が必然的
に上昇し、鋳型の抜熱能力が大幅に低下するが、本発明
では、冷却手段を備えており、鋳型の抜熱能力を落とす
ことなく凝固シェルの成長を均一化できる。
１−１４３７４２号公報および特開平８−２８１３８２
号公報に記載された「緩冷却化」や特開昭６２−２２４
４５４号公報に記載された「加熱」によるものでなく、
「冷却」あるいは「加熱と冷却」により凝固シェルの成
長の幅方向均一化を図ることにある。すなわち、上記の
「緩冷却化」や「加熱」の手段では、鋳型温度が必然的
に上昇し、鋳型の抜熱能力が大幅に低下するが、本発明
では、冷却手段を備えており、鋳型の抜熱能力を落とす
ことなく凝固シェルの成長を均一化できる。
【００１７】本発明は、上記の技術思想に基づいてなさ
れたものであり、その要旨は、下記の(1) 〜(6) の通り
である。 (1) 矩形断面の鋳片を連続鋳造する鋳型の長辺側銅板内
のメニスカス相当位置近傍に複数個の冷却体を設置した
ことを特徴とする連続鋳造用鋳型。
れたものであり、その要旨は、下記の(1) 〜(6) の通り
である。 (1) 矩形断面の鋳片を連続鋳造する鋳型の長辺側銅板内
のメニスカス相当位置近傍に複数個の冷却体を設置した
ことを特徴とする連続鋳造用鋳型。
【００１８】(2) 矩形断面の鋳片を連続鋳造する鋳型の
長辺側銅板内のメニスカス相当位置近傍に複数個の冷却
体と発熱体を設置したことを特徴とする連続鋳造用鋳
型。 (3) 前記冷却体が電流を印加すると吸熱する素子である
ことを特徴とする上記(1) 項に記載の連続鋳造用鋳型。
長辺側銅板内のメニスカス相当位置近傍に複数個の冷却
体と発熱体を設置したことを特徴とする連続鋳造用鋳
型。 (3) 前記冷却体が電流を印加すると吸熱する素子である
ことを特徴とする上記(1) 項に記載の連続鋳造用鋳型。
【００１９】(4) 前記冷却体が電流を印加すると吸熱す
る素子であることを特徴とする上記(2) 項に記載の連続
鋳造用鋳型。 (5) 上記(1) から(3) 項のいずれかに記載の連続鋳造用
鋳型の内部に取り付けた複数の温度センサで測定した鋳
型内部に向かう熱流束の鋳型幅方向差に基づき、冷却体
の印加電流を制御することを特徴とする連続鋳造方法。
る素子であることを特徴とする上記(2) 項に記載の連続
鋳造用鋳型。 (5) 上記(1) から(3) 項のいずれかに記載の連続鋳造用
鋳型の内部に取り付けた複数の温度センサで測定した鋳
型内部に向かう熱流束の鋳型幅方向差に基づき、冷却体
の印加電流を制御することを特徴とする連続鋳造方法。
【００２０】(6) 上記(1) 、(2) および(4) 項のいずれ
かに記載の連続鋳造用鋳型の内部に取り付けた複数の温
度センサで測定した鋳型内部に向かう熱流束の鋳型幅方
向差に基づき、冷却体および発熱体の印加電流を制御す
ることを特徴とする連続鋳造方法。
かに記載の連続鋳造用鋳型の内部に取り付けた複数の温
度センサで測定した鋳型内部に向かう熱流束の鋳型幅方
向差に基づき、冷却体および発熱体の印加電流を制御す
ることを特徴とする連続鋳造方法。
【００２１】
【発明の実施の形態】図２は、本発明の連続鋳造用鋳型
（以下、本発明の鋳型ともいう）の要部を説明する模式
図で、同図（ａ）は鋳型断面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１と同一要素
は同一符号でもって示す。
（以下、本発明の鋳型ともいう）の要部を説明する模式
図で、同図（ａ）は鋳型断面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１と同一要素
は同一符号でもって示す。
【００２２】図２に示すように、本発明の鋳型は、長辺
側銅板１３の内部に取り付けた温度センサ８で測定され
た熱流束に基づき、冷却体印加電流制御装置１０により
制御された複数個の冷却体７を、鋳型バックフレーム１
８の内側に形成した鋳型冷却用通路１１（以下、通水路
ともいう）から鋳型内壁１５の間の領域で、メニスカス
相当位置１９の近傍の長辺側銅板１３の内部に、鋳造方
向と平行に設ける。
側銅板１３の内部に取り付けた温度センサ８で測定され
た熱流束に基づき、冷却体印加電流制御装置１０により
制御された複数個の冷却体７を、鋳型バックフレーム１
８の内側に形成した鋳型冷却用通路１１（以下、通水路
ともいう）から鋳型内壁１５の間の領域で、メニスカス
相当位置１９の近傍の長辺側銅板１３の内部に、鋳造方
向と平行に設ける。
【００２３】この冷却体７は、鋳型上端１７からメニス
カス相当位置１９の下方１５０ｍｍの範囲で、鋳型内壁
１５から５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の領域に設置するのが
好ましく、また、通水路と同じか２倍のピッチで（図２
は、通水路と同じピッチの場合を例示している）、通水
路の幅方向位置と同じか、または半ピッチだけずらして
幅方向に配置するのが望ましい。
カス相当位置１９の下方１５０ｍｍの範囲で、鋳型内壁
１５から５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の領域に設置するのが
好ましく、また、通水路と同じか２倍のピッチで（図２
は、通水路と同じピッチの場合を例示している）、通水
路の幅方向位置と同じか、または半ピッチだけずらして
幅方向に配置するのが望ましい。
【００２４】メニスカス相当位置の下方１５０ｍｍを越
えた領域では、熱流束が小さく、凝固シェルの成長不均
一への影響は少なくなっており、したがって、冷却体７
の設置は鋳型の鋳造方向の全長にわたっておこなう必要
はなく、上記領域においておこなえば充分である。
えた領域では、熱流束が小さく、凝固シェルの成長不均
一への影響は少なくなっており、したがって、冷却体７
の設置は鋳型の鋳造方向の全長にわたっておこなう必要
はなく、上記領域においておこなえば充分である。
【００２５】鋳型内壁から２０ｍｍを越えた領域では、
鋳型冷却水路と干渉し、５ｍｍ未満では、鋳型銅板が変
形し易い。冷却体は、異種の導体または半導体の接点に
電流を印加すると吸熱するペルチェ効果を利用した素子
が用いられる。
鋳型冷却水路と干渉し、５ｍｍ未満では、鋳型銅板が変
形し易い。冷却体は、異種の導体または半導体の接点に
電流を印加すると吸熱するペルチェ効果を利用した素子
が用いられる。
【００２６】図３は、冷却体の基本構造例を示す模式図
である。同図に示すように、冷却体７は、Ｎ型半導体３
２とＰ型半導体３３、Ｎ型半導体３２およびＰ型半導体
３３の一端と接触する銅板３４、両方の半導体を被覆す
るＭｇＯ耐火物３１および直流電源３５から構成され、
銅板３４が図２の鋳型内壁１５の側に向くようにして設
けられる。図３に示すように、Ｎ型３２およびＰ型半導
体３３に直流電圧を印加すると、Ｎ型３２およびＰ型半
導体３３と銅板３４との接触面で銅板３４の熱の吸収が
おこなわれる。
である。同図に示すように、冷却体７は、Ｎ型半導体３
２とＰ型半導体３３、Ｎ型半導体３２およびＰ型半導体
３３の一端と接触する銅板３４、両方の半導体を被覆す
るＭｇＯ耐火物３１および直流電源３５から構成され、
銅板３４が図２の鋳型内壁１５の側に向くようにして設
けられる。図３に示すように、Ｎ型３２およびＰ型半導
体３３に直流電圧を印加すると、Ｎ型３２およびＰ型半
導体３３と銅板３４との接触面で銅板３４の熱の吸収が
おこなわれる。
【００２７】Ｎ型およびＰ型半導体の材料は、ＰｂＴ
ｅ、Ｂｉ3 Ｔｅ3 、Ｓｂ2 Ｔｅ3 、等が用いられるが、
これ以外の半導体素子でもよい。また、冷却体を構成す
る素子は導体でもよい。
ｅ、Ｂｉ3 Ｔｅ3 、Ｓｂ2 Ｔｅ3 、等が用いられるが、
これ以外の半導体素子でもよい。また、冷却体を構成す
る素子は導体でもよい。
【００２８】図４は、本発明の別の連続鋳造用鋳型（以
下、本発明の鋳型ともいう）の要部を説明する模式図
で、同図（ａ）は鋳型断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１および図２と同一
要素は同一符号でもって示す。
下、本発明の鋳型ともいう）の要部を説明する模式図
で、同図（ａ）は鋳型断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１および図２と同一
要素は同一符号でもって示す。
【００２９】図４に示すように、本発明の鋳型は、長辺
側銅板１３の内部に取り付けた温度センサ８で測定され
た熱流束に基づき、発熱体印加電流制御装置９と冷却体
印加電流制御装置１０によりそれぞれ制御された複数個
の発熱体６と冷却体７（以下、冷却体と発熱体をあわせ
て、冷却発熱体、ともいう）を、鋳型バックフレーム１
８の内側に形成した鋳型冷却用通路１１から鋳型内壁１
５の間の領域で、メニスカス相当位置１９の近傍の長辺
側銅板１３の内部に、鋳造方向と平行に交互に設ける。
側銅板１３の内部に取り付けた温度センサ８で測定され
た熱流束に基づき、発熱体印加電流制御装置９と冷却体
印加電流制御装置１０によりそれぞれ制御された複数個
の発熱体６と冷却体７（以下、冷却体と発熱体をあわせ
て、冷却発熱体、ともいう）を、鋳型バックフレーム１
８の内側に形成した鋳型冷却用通路１１から鋳型内壁１
５の間の領域で、メニスカス相当位置１９の近傍の長辺
側銅板１３の内部に、鋳造方向と平行に交互に設ける。
【００３０】この冷却発熱体は、鋳型上端１７からメニ
スカス相当位置の下方１５０ｍｍの範囲で、鋳型内壁１
５から５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の領域に設置するのが好
ましく、また、冷却体は、通水路と同じか２倍のピッチ
で（図４は通水路の２倍のピッチの場合を例示してい
る）、通水路の幅方向位置と同じか、または半ピッチだ
けずらし幅方向に配置し、発熱体は、冷却体のほぼ中間
位置に設けるのが望ましい。
スカス相当位置の下方１５０ｍｍの範囲で、鋳型内壁１
５から５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の領域に設置するのが好
ましく、また、冷却体は、通水路と同じか２倍のピッチ
で（図４は通水路の２倍のピッチの場合を例示してい
る）、通水路の幅方向位置と同じか、または半ピッチだ
けずらし幅方向に配置し、発熱体は、冷却体のほぼ中間
位置に設けるのが望ましい。
【００３１】冷却発熱体の設置位置を上記範囲とした理
由は、冷却体のみを設置するとしたときの上記理由の他
に、下記の理由がある。すなわち、メニスカス相当位置
の下方１００ｍｍを越えた領域に発熱体を設けると、発
熱体の熱抵抗により鋳型の冷却能が低下し、凝固シェル
厚の成長が遅れ、ブレークアウトが発生しやすい。
由は、冷却体のみを設置するとしたときの上記理由の他
に、下記の理由がある。すなわち、メニスカス相当位置
の下方１００ｍｍを越えた領域に発熱体を設けると、発
熱体の熱抵抗により鋳型の冷却能が低下し、凝固シェル
厚の成長が遅れ、ブレークアウトが発生しやすい。
【００３２】また、鋳型内壁から５ｍｍ未満では、発熱
体の熱抵抗が大きいため鋳型内壁の温度が上昇し、銅板
が変形する。通常、発熱体は、シース型の加熱コイルが
用いられが、これ以外の発熱体であってもよい。
体の熱抵抗が大きいため鋳型内壁の温度が上昇し、銅板
が変形する。通常、発熱体は、シース型の加熱コイルが
用いられが、これ以外の発熱体であってもよい。
【００３３】冷却体には、前述した導体または半導体の
素子が用いられる。なお、前述したように、通常、熱流
束は、幅中央部近傍にくらべ幅端部近傍で大きいので、
長辺側銅板を幅方向に幅中央部と幅端部に分けたとした
ときの幅端部に冷却体を、幅中央部に発熱体を設けても
良い。
素子が用いられる。なお、前述したように、通常、熱流
束は、幅中央部近傍にくらべ幅端部近傍で大きいので、
長辺側銅板を幅方向に幅中央部と幅端部に分けたとした
ときの幅端部に冷却体を、幅中央部に発熱体を設けても
良い。
【００３４】次に、本発明の鋳型を用いた連続鋳造方法
を説明する。本発明の連続鋳造方法は、図２に示す本発
明の鋳型を用い、冷却体７と鋳型冷却用通水路１１との
間に取り付けた複数の温度センサ８で、鋳型内壁から鋳
型内部に向かう熱流束の鋳型幅方向分布を測定し（以
下、熱流束分布ともいう）、その熱流束の幅方向差に基
づき、冷却体印加電流制御装置１０により冷却体７の印
加電流を制御し、幅方向に熱流束を均一にする。
を説明する。本発明の連続鋳造方法は、図２に示す本発
明の鋳型を用い、冷却体７と鋳型冷却用通水路１１との
間に取り付けた複数の温度センサ８で、鋳型内壁から鋳
型内部に向かう熱流束の鋳型幅方向分布を測定し（以
下、熱流束分布ともいう）、その熱流束の幅方向差に基
づき、冷却体印加電流制御装置１０により冷却体７の印
加電流を制御し、幅方向に熱流束を均一にする。
【００３５】例えば、鋳型長辺側の幅中央部近傍よりも
幅端部近傍の熱流束が大きいときには、幅端部近傍の冷
却体への印加電流を大きくして幅端部近傍の熱流束を低
下させることにより、鋳型幅方向の熱流束を均一にす
る。
幅端部近傍の熱流束が大きいときには、幅端部近傍の冷
却体への印加電流を大きくして幅端部近傍の熱流束を低
下させることにより、鋳型幅方向の熱流束を均一にす
る。
【００３６】また、上記現象とは反対に、幅中央部近傍
の熱流束が大きいときには、幅中央部近傍の冷却体への
印加電流を大きくして幅中央部近傍の熱流束を低下さ
せ、鋳型幅方向の熱流束を均一にする。
の熱流束が大きいときには、幅中央部近傍の冷却体への
印加電流を大きくして幅中央部近傍の熱流束を低下さ
せ、鋳型幅方向の熱流束を均一にする。
【００３７】本発明の別の連続鋳造方法は、図４に示す
本発明の鋳型を用い、発熱冷却体６、７と鋳型冷却用通
水路１１との間に取り付けた複数の温度センサ８で、熱
流束分布を測定し、その熱流束の幅方向差に基づき、発
熱体印加電流制御装置９および冷却体印加電流制御装置
１０により発熱体６および冷却体７へのそれぞれの印加
電流を制御し、幅方向に熱流束を均一にする。
本発明の鋳型を用い、発熱冷却体６、７と鋳型冷却用通
水路１１との間に取り付けた複数の温度センサ８で、熱
流束分布を測定し、その熱流束の幅方向差に基づき、発
熱体印加電流制御装置９および冷却体印加電流制御装置
１０により発熱体６および冷却体７へのそれぞれの印加
電流を制御し、幅方向に熱流束を均一にする。
【００３８】例えば、鋳型長辺側の幅中央部近傍よりも
幅端部近傍の熱流束が大きいときには、幅中央部近傍の
発熱体への印加電流を大きくして幅中央部近傍の熱流束
を増加させるとともに、幅端部近傍の冷却体への印加電
流を大きくして幅端部近傍の熱流束を低下させることに
より、鋳型幅方向の熱流束を均一にする。
幅端部近傍の熱流束が大きいときには、幅中央部近傍の
発熱体への印加電流を大きくして幅中央部近傍の熱流束
を増加させるとともに、幅端部近傍の冷却体への印加電
流を大きくして幅端部近傍の熱流束を低下させることに
より、鋳型幅方向の熱流束を均一にする。
【００３９】また、上記現象とは反対に、幅中央部近傍
の熱流束が大きいときには、幅中央部近傍の冷却体への
印加電流を大きくして幅中央部近傍の熱流束を低下させ
るとともに幅端部近傍の発熱体への印加電流を大きくし
て幅端部近傍の熱流束を増加させることにより、鋳型幅
方向の熱流束を均一にする。なお、図２および図４に示
す温度センサは、通常、熱電対が用いられるが、他の手
段でもよい。
の熱流束が大きいときには、幅中央部近傍の冷却体への
印加電流を大きくして幅中央部近傍の熱流束を低下させ
るとともに幅端部近傍の発熱体への印加電流を大きくし
て幅端部近傍の熱流束を増加させることにより、鋳型幅
方向の熱流束を均一にする。なお、図２および図４に示
す温度センサは、通常、熱電対が用いられるが、他の手
段でもよい。
【００４０】
（実施例１）本発明の鋳型として、図４に示す基本構成
で、表１に示す基本仕様の鋳型を製作した。
で、表１に示す基本仕様の鋳型を製作した。
【００４１】
【表１】
【００４２】図４に示す鋳型で、鋳型内壁１５から４０
ｍｍの深さに鋳造方向に向かう直径１０ｍｍの複数の鋳
型冷却用通水路１１を有する鋳型の長辺側銅板１３の内
部に、鋳型上端１７からメニスカス相当位置の下方１０
０ｍｍの間の領域で、鋳型内壁１５から鋳型厚さ方向に
１０ｍｍの位置に、鋳型幅方向にそれぞれの間隔が４０
ｍｍで、発熱体６および冷却体７を交互に設けた。
ｍｍの深さに鋳造方向に向かう直径１０ｍｍの複数の鋳
型冷却用通水路１１を有する鋳型の長辺側銅板１３の内
部に、鋳型上端１７からメニスカス相当位置の下方１０
０ｍｍの間の領域で、鋳型内壁１５から鋳型厚さ方向に
１０ｍｍの位置に、鋳型幅方向にそれぞれの間隔が４０
ｍｍで、発熱体６および冷却体７を交互に設けた。
【００４３】なお、発熱体６は、長さ１３０ｍｍで最大
加熱出力３００ワットのシース型加熱コイルを用いた。
冷却体７は、長さ１３０ｍｍ、外径５ｍｍ、最大抜熱能
力３００ワットで、素子にはＰｂＴｅの半導体を用い
た。
加熱出力３００ワットのシース型加熱コイルを用いた。
冷却体７は、長さ１３０ｍｍ、外径５ｍｍ、最大抜熱能
力３００ワットで、素子にはＰｂＴｅの半導体を用い
た。
【００４４】（実施例２）実施例１の本発明の鋳型を用
い、図４で、鋳型内壁１５から鋳型厚さ方向に３０ｍｍ
と４０ｍｍの位置に、鋳型幅方向に２０ｍｍの間隔で取
り付けた熱電対により熱流束分布を測定し、鋳型幅中央
部の熱流束を基準として、鋳型幅方向の熱流束の差が±
１０％以下になるように発熱体６と冷却体７の印加電流
を制御しながら幅１２５０ｍｍ×厚さ２５０ｍｍの中炭
素鋼の鋳片を鋳造した。
い、図４で、鋳型内壁１５から鋳型厚さ方向に３０ｍｍ
と４０ｍｍの位置に、鋳型幅方向に２０ｍｍの間隔で取
り付けた熱電対により熱流束分布を測定し、鋳型幅中央
部の熱流束を基準として、鋳型幅方向の熱流束の差が±
１０％以下になるように発熱体６と冷却体７の印加電流
を制御しながら幅１２５０ｍｍ×厚さ２５０ｍｍの中炭
素鋼の鋳片を鋳造した。
【００４５】表２に鋳造条件を示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】また、発熱体および冷却体を設けない従来
の鋳型を用い、熱電対にて熱流束分布を測定しながら鋳
造し比較した。なお、従来鋳型の基本仕様は、発熱体お
よび冷却体を設けなかったこと以外は、表１と同じであ
り、鋳造条件も表２と同じである。表３に、鋳片の表面
欠陥発生状況と鋳造中の鋳型幅方向熱流束差の測定結果
を示す。
の鋳型を用い、熱電対にて熱流束分布を測定しながら鋳
造し比較した。なお、従来鋳型の基本仕様は、発熱体お
よび冷却体を設けなかったこと以外は、表１と同じであ
り、鋳造条件も表２と同じである。表３に、鋳片の表面
欠陥発生状況と鋳造中の鋳型幅方向熱流束差の測定結果
を示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】表３に示すように、本発明例では、鋳型幅
方向の最大熱流束差が±１０％以下に制御され、鋳片表
面割れの発生が少なく、表面品質が良好な鋳片を高速で
鋳造することができた。これに対し、従来例では、熱流
束差が最大で３３％程度にも達し、鋳片表面に縦割れが
多発し、鋳片品質は不良であった。
方向の最大熱流束差が±１０％以下に制御され、鋳片表
面割れの発生が少なく、表面品質が良好な鋳片を高速で
鋳造することができた。これに対し、従来例では、熱流
束差が最大で３３％程度にも達し、鋳片表面に縦割れが
多発し、鋳片品質は不良であった。
【００５０】
【発明の効果】鋳型の抜熱能力を低下させることなく熱
流束を鋳型幅方向に均一化することが可能となり、表面
欠陥のない品質が良好な鋳片を高速で鋳造することがで
きる。
流束を鋳型幅方向に均一化することが可能となり、表面
欠陥のない品質が良好な鋳片を高速で鋳造することがで
きる。
【図１】連続鋳造における鋳型内の溶鋼流動を模式的に
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】本発明の連続鋳造用鋳型の要部を説明する模式
図で、同図（ａ）は鋳型断面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図で、同図（ａ）は鋳型断面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】冷却体の基本構造例を示す模式図である。
【図４】本発明の別の連続鋳造用鋳型の要部を説明する
模式図で、同図（ａ）は鋳型断面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
模式図で、同図（ａ）は鋳型断面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
１ 鋳型
２ 浸漬ノズル
３ 溶鋼
４ モールドパウダ
５ 凝固シェル
６ 発熱体
７ 冷却体
８ 温度センサ
９ 発熱体印加電流制御装置
１０ 冷却体印加電流制御装置
１１ 鋳型冷却用通水路
１２ 短辺側銅板
１３ 長辺側銅板
１４ 溶鋼盛り上がり部
１５ 鋳型内壁
１６ メニスカス流
１７ 鋳型上端
１８ 鋳型バックフレーム
１９ メニスカス相当位置
２０ 上昇流
２１ 下降流
３１ ＭｇＯ耐火物
３２ Ｎ型半導体
３３ Ｐ型半導体
３４ 銅板
３５ 直流電源
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 古橋 誠治
大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友
金属工業株式会社内
(56)参考文献 特開 昭62−224454（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−53852（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−84253（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−117323（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−24553（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−328203（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−285606（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−241364（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−143743（ＪＰ，Ａ)
実開 昭54−131513（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 11/055
B22D 11/16 104
B22D 11/22
Claims (4)
- 【請求項１】 矩形断面の鋳片を連続鋳造する鋳型の長
辺側銅板内のメニスカス相当位置近傍に、電流を印加す
ると吸熱する素子からなる冷却体を複数個設置したこと
を特徴とする連続鋳造用鋳型。 - 【請求項２】 矩形断面の鋳片を連続鋳造する鋳型の長
辺側銅板内のメニスカス相当位置近傍に、電流を印加す
ると吸熱する素子からなる冷却体と発熱体を複数個設置
したことを特徴とする連続鋳造用鋳型。 - 【請求項３】 請求項１、２のいずれかに記載の連続鋳
造用鋳型の内部に取り付けた複数の温度センサで測定し
た鋳型内部に向かう熱流束の鋳型幅方向差に基づき、冷
却体の印加電流を制御することを特徴とする連続鋳造方
法。 - 【請求項４】 請求項２に記載の連続鋳造用鋳型の内部
に取り付けた複数の温度センサで測定した鋳型内部に向
かう熱流束の鋳型幅方向差に基づき、冷却体および発熱
体の印加電流を制御することを特徴とする連続鋳造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26428197A JP3414219B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26428197A JP3414219B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11104787A JPH11104787A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3414219B2 true JP3414219B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=17400996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26428197A Expired - Fee Related JP3414219B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3414219B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008029742A1 (de) | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Kokille zum Gießen von Metall |
| ITMI20121409A1 (it) * | 2012-08-08 | 2014-02-09 | Carlo Mapelli | Lingottiera per la colata continua di materiale metallico fuso, impianto provvisto di tale lingottiera e metodo di colata continua di materiale metallico fuso |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP26428197A patent/JP3414219B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11104787A (ja) | 1999-04-20 |
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