JP4261272B2

JP4261272B2 - 連続鋳造用鋳型

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Publication number: JP4261272B2
Application number: JP2003196595A
Authority: JP
Inventors: 修筒江; 勇一小川
Original assignee: Mishima Kosan Co Ltd
Current assignee: Mishima Kosan Co Ltd
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-07-14
Also published as: JP2005028406A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳型本体の裏面側に取付け手段によって支持部材が固定された連続鋳造用鋳型に関するものであり、特に鋳型本体のメニスカス（湯面）部の冷却効率を高めた高速鋳造に適応可能な連続鋳造用鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造設備で使用される連続鋳造用鋳型（以下、単に鋳型とも言う）７０は、図１０に示すように、一対の幅狭冷却部材である短辺部材７１、７２と、この短辺部材７１、７２を挟み込むように配置される一対の幅広冷却部材である長辺部材７３、７４とを備え、この向い合う長辺部材７３、７４の両端部にそれぞれボルト７５を取付け、バネを介してナット７６で固定した構成となっている。
この長辺部材７３、７４は鏡面対称で同じ構成となっており、図１０、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、それぞれ裏面側の上下方向に多数の導水溝７７が設けられた長辺銅板７８と、長辺銅板７８の裏面側にボルト７９によって固定されたバックプレート８０（冷却箱、水箱とも言う）とを有している。そして、バックプレート８０の上端部及び下端部にそれぞれ設けられた排水部８１及び給水部８２を介して導水溝７７に冷却水の一例である工業用水を流すことで、長辺銅板７８の冷却を行っている。一方、短辺部材７１、７２も略同じ構成となっているが、短辺部材７１、７２の短辺銅板８３の幅は、長辺部材７３、７４の長辺銅板７８の幅より短く、この短辺銅板８３の裏面側にそれぞれ固定されたバックプレート８４の幅が、短辺銅板８３の幅と略同一になっている。
なお、この短辺部材７１、７２の短辺銅板８３と、長辺部材７３、７４の長辺銅板７８とで鋳型本体８５が構成されている。
【０００３】
連続鋳造作業時においては、上記した連続鋳造鋳型７０の上方（短辺銅板８３、長辺銅板７８の上側）から溶鋼を注ぎ、この鋳型７０により製品となる鋳片の初期凝固を行い、凝固した鋳片を鋳型７０下方より連続して引抜いて製造している。なお、鋳型７０に注がれる溶鋼温度及び鋳型７０出口の鋳片の表面温度は操業条件により異なるが、通常、溶鋼温度は約１５００℃程度であり、鋳型７０出口の鋳片の表面温度は８００〜１２００℃である。ここでの鋳片の内部は未凝固状態、即ち液体状態となっている。
溶鋼は上述したように高温であり、短辺銅板８３及び長辺銅板７８を十分冷却しないとその温度が上昇するため、短辺銅板８３及び長辺銅板７８の温度を、銅の強度が低下しない程度の温度以下に保つ必要がある。
【０００４】
そこで、短辺銅板８３及び長辺銅板７８の温度を十分に低く、且つ均一な温度分布になるようにするため、短辺銅板８３及び長辺銅板７８の裏面側に設けられている冷却水を通す多数の導水溝７７の位置調整を行う色々な技術が提案されてきた。
例えば、特許文献１に記載のように、短辺銅板及び長辺銅板の特にメニスカス部近傍から１００ｍｍ以内の範囲内におけるボルト間の導水溝を、その間隔が小さくなるようボルト側に所要寸法迂回させて通水し、冷却効率が低下するボルト近傍の冷却を行う方法が開示されている。
また、特許文献２に記載のように、短辺銅板及び長辺銅板の端部に位置する導水溝の断面形状を、短辺銅板及び長辺銅板の厚み方向に対して斜めに傾斜させた形状とし、冷却効率が低下する短辺銅板の幅方向端部の冷却効率を高める連続鋳造用鋳型も開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−５９１４４号公報（第１図）
【特許文献２】
実開昭６１−３６３４１号公報（第６図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した連続鋳造用鋳型は、銅板の表面温度を均一に保つための提案であったため、近年、連続鋳造作業の能率を向上させるために必要となる鋳造速度の上昇には対応できなくなってきている。
このように鋳造速度が速くなると、銅板に抽出される熱量、及び銅板を冷却するため銅板から奪う熱量も比例的に増大するため、高速で鋳造を行う銅板の寿命は短くなる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、高速度化した鋳造速度においても、鋳型本体の冷却を適切に行うことが可能な連続鋳造用鋳型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】
前記目的に沿う第１の発明に係る連続鋳造用鋳型は、熱伝導性が良好な金属からなり、裏面側に通水部が設けられた鋳型本体と、該鋳型本体の裏面側に取付け手段によって固定された支持部材とを有し、該支持部材に設けられた給水部及び排水部を介して前記通水部に冷却水を流すことで前記鋳型本体の冷却を行う連続鋳造用鋳型において、
前記通水部は、前記鋳型本体のメニスカス部を中央として上下に配置されるメニスカス導水部と、該メニスカス導水部に連通し前記鋳型本体の他の部分に配置される鋳型導水部とを有して垂直に並列配置される多数の導水溝を備え、前記メニスカス導水部の溝底を前記鋳型導水部の溝底よりも前記鋳型本体の表面側に形成し、しかも前記メニスカス導水部の深さ方向の一部に、前記メニスカス導水部の断面積を小さくする閉塞部材を配置して、該メニスカス導水部を流れる前記冷却水の流速を前記鋳型導水部を流れる前記冷却水の流速より速く又は同等にし、
更に、隣り合う多数の前記導水溝の間隔を１０〜３０ｍｍに設定し、しかも前記鋳型本体の幅方向に隣り合う前記取付け手段の中央部に設けられた隣り合う前記導水溝の間隔より、前記鋳型本体の前記取付け手段の近傍に設けられた隣り合う前記導水溝の間隔を狭くし、
かつ、前記鋳型本体の表面から前記メニスカス導水部の溝底までの距離ｄと、前記鋳型本体の表面から前記鋳型導水部の溝底までの距離Ｄとの比ｄ／Ｄを、２／５〜４／５とし、しかも前記鋳型本体の表面から、該鋳型本体の幅方向に隣り合う前記取付け手段の中央部に設けられた前記メニスカス導水部の溝底までの距離より、前記鋳型本体の表面から、該鋳型本体の前記取付け手段の近傍に設けられた前記メニスカス導水部の溝底までの距離を短くする。
ここで、メニスカス部を中央として上下とは、鋳型本体の上端から、例えば５０〜１５０ｍｍの範囲に位置する鋳型本体の溶鋼の湯面、即ちメニスカス部を含んでその上下の範囲を示し、例えば、鋳型本体の上端から３０ｍｍ下方位置から、上端から４００ｍｍ下方位置までの範囲を示している。
【０００８】
このように、メニスカス導水部が、鋳型導水部よりも鋳型本体の表面側に配置されるので、鋳型本体で最も高温となるメニスカス部の周辺部の冷却効率を高めることができる。また、鋳型導水部が配置される部分の鋳型本体は、冷却された溶鋼の周辺部に凝固シェル（凝固殻）が形成される部分に対応するため、メニスカス部から離れるほど冷却効率を高める必要性がないので、鋳型導水部の深さを、メニスカス導水部の深さよりも浅くしている。
そして、メニスカス導水部の裏側に閉塞部材を配置し、メニスカス導水部の冷却水の流速を鋳型導水部の冷却水の流速より速くするか又は同等にするので、例えば、冷却水の供給量を従来よりも増加させることなく、メニスカス導水部の鋳型本体の冷却効率を高めることができる。
【０００９】
前記目的に沿う第１の発明に係る連続鋳造用鋳型は、前記鋳型本体の表面から前記メニスカス導水部の溝底までの距離ｄと、前記鋳型本体の表面から前記鋳型導水部の溝底までの距離Ｄとの比ｄ／Ｄが、２／５〜４／５である。
このように、メニスカス導水部の溝底と鋳型導水部の溝底との関係を設定することで、鋳型本体のメニスカス部の冷却効率を高めることが容易にできる。
ここで、鋳型本体の表面からメニスカス導水部の溝底までの距離ｄと、鋳型本体の表面から鋳型導水部の溝底までの距離Ｄとの比ｄ／Ｄが２／５未満の場合、鋳型下部での表面温度が高くなり、鋳片の品質を悪化させる恐れがある。一方、比ｄ／Ｄが４／５を超える場合、距離ｄと距離Ｄとの差が小さくなるため、例えば、メニスカス導水部の溝底の位置に対して、鋳型導水部の深さが同程度の深さとなり、鋳型本体の加工に要する手間がかかり作業性が悪くなる。
従って、鋳型本体のメニスカス部の冷却効率を高めることができる連続鋳造用鋳型を製作するためには、鋳型本体の表面からメニスカス導水部の溝底までの距離ｄと、鋳型本体の表面から鋳型導水部の溝底までの距離Ｄとの比ｄ／Ｄを、１／２〜４／５とすることが好ましく、更には３／５〜４／５にすることが好ましい。
【００１０】
前記目的に沿う第２の発明に係る連続鋳造用鋳型は、第１の発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記多数の前記メニスカス導水部が形成された前記鋳型本体の裏面側一面には、隣り合う前記各メニスカス導水部を連通する凹部が形成され、該凹部に、耐食性を備えた金属板からなる前記閉塞部材が配置されている。
【００１１】
前記目的に沿う第１の発明に係る連続鋳造用鋳型は、隣り合う多数の前記導水溝の間隔を１０〜３０ｍｍに設定する。
ここで、例えば、鋳型本体の厚みを４５ｍｍ程度、冷却水流量を鋳型幅１００ｍｍ当たり２００Ｌ／ｍｉｎ程度に設定した場合、隣り合う多数の導水溝の間隔が１０ｍｍ未満では、鋳型本体の冷却効率の更なる顕著な向上は望めず、しかも鋳型本体の形状が複雑になり、加工時における作業性が悪くなる。一方、導水溝の間隔が３０ｍｍを超えるとき、導水溝の間隔が開き過ぎ、鋳型本体の幅方向の冷却を均一に行うことができず、冷却にむらが生じ製造した鋳片品質の低下を招く恐れがある。
従って、例えば、鋳型本体の厚みを４５ｍｍ程度、冷却水流量を鋳型幅１００ｍｍ当たり２００Ｌ／ｍｉｎ程度に設定した場合、鋳型本体の加工作業を容易に行うと共に、鋳片品質を向上させるためには、隣り合う多数の導水溝の間隔を、１０〜２５ｍｍに設定することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型の鋳型本体の長辺銅板の背面図、図２は同長辺銅板の部分拡大図、図３（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図２のａ−ａ矢視断面図、ｂ−ｂ矢視断面図、図１のｃ−ｃ矢視断面図、図４は図２のｄ−ｄ矢視断面図、図５（Ａ）は数値解析に使用した長辺銅板の水路モデルの背面図、（Ｂ）は（Ａ）のｅ−ｅ矢視断面図、図６（Ａ）は図５（Ａ）のｆ−ｆ矢視断面図、（Ｂ）は従来例に係る長辺銅板の水路モデルの説明図、図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ数値解析結果に基づく長辺銅板の表面側の温度分布の説明図、裏面側の温度分布の説明図、図８は従来例に係る長辺銅板の表面側の温度分布の説明図、図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ数値解析結果に基づく長辺銅板のメニスカス部の温度分布の説明図、従来例に係る長辺銅板のメニスカス部の数値解析結果に基づく温度分布の説明図である。
【００１３】
図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型（以下、単に鋳型とも言う）は、一対の幅広冷却部材である長辺部材１０、１１と、一対の幅狭冷却部材である短辺部材（図示しない）とを組合せることで製造されるものである（図１０参照）。
【００１４】
この連続鋳造用鋳型の長辺部材１０、１１は、それぞれ熱伝導性が良好な金属の一例である銅からなり、裏面側に通水部１２が設けられた長辺銅板（以下、単に銅板とも言う）１３と、長辺銅板１３の裏面側に取付け手段１４によって固定された支持部材の一例であるバックプレート（冷却箱、水箱とも言う）１５とを有し、バックプレート１５の幅方向に渡って設けられた給水部１６及び排水部１７を介して通水部１２に冷却水の一例である工業用水を流すことで長辺銅板１３の冷却を行うものである。この長辺銅板１３の表面（冷却面）には、例えばＮｉ、Ｎｉ−Ｃｏ合金等の被覆材が、めっき又は溶射されている。なお、連続鋳造用鋳型の短辺部材も、上記した長辺部材１０、１１と略同様の構成であり、長辺部材１０、１１の長辺銅板１３と短辺部材の短辺銅板とで鋳型本体が構成され、しかも鋳型本体の内側には、鋳型空間が形成されている。
このように、短辺銅板は長辺銅板１３と幅が異なるのみであるため説明を省略し、以下、長辺銅板１３についてのみ詳しく説明する。
【００１５】
図１〜図４に示すように、銅板１３（厚みが例えば、１０〜１００ｍｍ程度）は、銅板１３に形成されている雌ねじ部１８（ここでは、銅板１３の幅方向に等間隔に１０箇所、銅板１３の上下方向に８箇所、合計８０箇所）と、雌ねじ部１８に螺合してバックプレート１５を締着する雄ねじ（図示しない）とからなる取付け手段１４により、例えばステンレスからなるバックプレート１５（例えば、厚み５０〜５００ｍｍ程度）に固定されている。なお、バックプレート１５の給水部１６、排水部１７、及び銅板１３の通水部１２を囲むバックプレート１５の周辺部には溝が形成され、ここにＯリング１９を配置することで、銅板１３とバックプレート１５との密着性を向上させ、通水部１２からの工業用水の漏れを防止している。また、雄ねじを取付けるため、バックプレート１５に形成された孔（ここでは８０箇所）には、予め防水可能なシール座金が配置されており、雄ねじを取付けた部分からの工業用水の漏れを防止している。
【００１６】
これにより、バックプレート１５の下側の給水部１６に設けられた給水口（図示しない）から工業用水を供給し、給水部１６によって通水部１２を幅方向に均一に、しかも銅板１３の下側から上側にかけて通水部１２を流れた工業用水を、バックプレート１５の上側の排水部１７に設けられた排水口（図示しない）から排出し、銅板１３の冷却を行っている。
【００１７】
図１〜図３に示すように、通水部１２は銅板１３の裏面側に垂直に並列配置される多数の導水溝２０〜２２を備えている。これらの導水溝２０〜２２は、それぞれ通水部１２の流水方向に向けて（即ち、垂直に）実質的に直線状となっており、その溝幅が例えば３〜１５ｍｍである。この導水溝２０は、銅板１３の幅方向に隣り合う雌ねじ部１８の中央部に複数本（本実施の形態では、隣り合う雌ねじ部１８間に３本、合計２７本）設けられている。また、導水溝２１は、銅板１３の幅方向両端部の導水溝２２を除いた雌ねじ部１８近傍に複数本（本実施の形態では、雌ねじ部１８の一方側に２本、合計３６本）設けられている。そして、導水溝２２は、銅板１３の幅方向両端部にそれぞれ設けられている。
ここで、隣り合う導水溝２０の間隔Ｗ１が１０〜３０ｍｍに設定され、更には隣り合う導水溝２１の間隔Ｗ２が１０〜３０ｍｍに設定されている。なお、銅板１３の厚み及び工業用水の流量に応じて、隣り合う導水溝２０の間隔Ｗ１、及び隣り合う導水溝２１の間隔Ｗ２を、５〜３０ｍｍに設定することも可能である。
なお、この実施の形態では、隣り合う導水溝２１の間隔Ｗ２は、隣り合う導水溝２０の間隔Ｗ１よりも狭くなっており、導水溝を形成できない雌ねじ部１８近傍の冷却効率の低下を抑制している。
【００１８】
また、図１、図２、図３（Ａ）、図４に示すように、導水溝２０は、銅板１３のメニスカス部（銅板１３の上端から、例えば５０〜１５０ｍｍ）を含み、それを中央として上下に所定の範囲（銅板１４の上端から、例えば３０〜４００ｍｍの範囲）に配置されるメニスカス導水部２３と、このメニスカス導水部２３に連通し、銅板１３の他の部分、即ちメニスカス部の下方に配置される鋳型導水部２４を有している。
また、図１、図２、図３（Ｂ）、図４に示すように、導水溝２１も、銅板１３のメニスカス部（銅板１３の上端から、例えば５０〜１５０ｍｍ）を含み、それを中央として上下に所定の範囲（銅板１３の上端から、例えば３０〜４００ｍｍの範囲）に配置されるメニスカス導水部２５と、このメニスカス導水部２５に連通し、メニスカス部の下方に配置される鋳型導水部２６を有している。
【００１９】
この各導水溝２０、２１のメニスカス導水部２３、２５の溝底は、例えば銅板１３の表面から銅板１３の厚みの１／３〜１／２程度の位置に形成され、しかも鋳型導水部２４、２６の溝底よりも銅板１３の表面側に形成されている。ここで、銅板１３の表面から各メニスカス導水部２３、２５の溝底までの距離ｄ１、ｄ２と、銅板１３の表面から鋳型導水部２４、２６の溝底までの距離Ｄ１、Ｄ２との比ｄ１／Ｄ１、ｄ２／Ｄ２は、２／５〜４／５にそれぞれ設定されている。なお、距離ｄ２は距離ｄ１より短く、また距離Ｄ２は距離Ｄ１より短くなっており、導水溝を形成できない雌ねじ部１８近傍の冷却効率の低下を抑制している。
そして、図１、図２、図３（Ｃ）に示すように、導水溝２２は、その下端部から上端部まで実質的に同一の断面形状となっている。
【００２０】
このように、銅板１３に上記した形状の各導水溝２０、２１が形成されているので、銅板１３のメニスカス部近傍の冷却効率を高めることができる。
また、導水溝２０のメニスカス導水部２３と鋳型導水部２４との連続部分、導水溝２１のメニスカス導水部２５と鋳型導水部２６との連続部分は、それぞれなだらかな曲面で構成され、また、各導水溝２０〜２２の上端部及び下端部もそれぞれなだらかな曲面で構成されているので、長辺部材１０、１１を下方から上方へかけて流れる工業用水の流れに対する抵抗を小さくできる。
【００２１】
図１、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）、図４に示すように、多数のメニスカス導水部２３、２５が形成された銅板１３の裏面側一面には、隣り合う各メニスカス導水部２３、２５を連通する凹部２７が形成されている。この凹部２７は、背面視して矩形状となっており、銅板１３とバックプレート１５との接合面から凹部２７の底までの距離が、各メニスカス導水部２３、２５の配置位置や、そこを流れる工業用水の流速に応じて、銅板１３の厚みの例えば１／１０〜１／３に設定されている。
【００２２】
この凹部２７には、この凹部２７の形状に対応した耐食性を備えた金属板である例えば、銅板、ステンレス板等からなる閉塞部材２８が配置されている。これにより、各メニスカス導水部２３、２５の深さ方向の一部（例えば、メニスカス導水部２３、２５の深さの１／５〜１／２）に、閉塞部材２８を配置できる。この閉塞部材２８の下端部及び上端部は、それぞれ各導水溝２０、２１を流れる工業用水の流れに対する抵抗を小さくするため、なだらかに傾斜した状態に加工されている。また、この閉塞部材２８は、銅板１３に対して、固定手段の一例であるボルト２９により取付けられ、銅板１３に固定されている。
【００２３】
このように、各メニスカス導水部２３、２５が各鋳型導水部２４、２６よりも銅板１３の表面側に配置され、しかも各メニスカス導水部２３、２５の断面積を、各鋳型導水部２４、２６の断面積以下に小さくする閉塞部材２８を凹部２７に配置して、各メニスカス導水部２３、２５を流れる工業用水の流速を、鋳型導水部２４、２６を流れる工業用水の流速より速く又は同等にするので、メニスカス部近傍の銅板１３の冷却効率を高めることが可能になる。
従って、従来と同様の流量の工業用水を利用して、より良い冷却効率が得られ経済的である。
【００２４】
【実施例】
（数値解析）
続いて、前記した連続鋳造用鋳型の長辺銅板１３を使用し、熱伝導解析（ＦＥＭ解析）を行った結果について説明する。
熱伝導解析に使用した長辺銅板１３の各寸法は、図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ａ）に示すように、長辺銅板１３の厚みが４６ｍｍ、銅板１３の幅方向に隣り合う雌ねじ部１８の中心間距離が１５２ｍｍ、導水溝２１、２２の幅がそれぞれ５ｍｍ、隣り合う導水溝２０の間隔Ｗ１が１７ｍｍ、隣り合う導水溝２１の間隔Ｗ２が９ｍｍ、導水溝２０の距離ｄ１が２３ｍｍ、導水溝２１の距離ｄ２が２１ｍｍである。
また、従来例として、図６（Ｂ）に示すように、長辺銅板１３とは導水溝の形状及び配置位置のみが異なる長辺銅板３０を熱伝導解析に使用した。なお、導水溝３１は、隣り合う雌ねじ部３２の間に５本形成され、銅板３０の表面から導水溝３１の溝底までの距離ｄ３が、長辺銅板１３の導水溝２１の距離ｄ２と同一で、その深さが２５ｍｍのものである。
【００２５】
上記した構成となった銅板１３を使用して解析を行った結果、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、銅板１３の表面側のメニスカス部近傍が最も高温となっていることが分かる。また、従来例の長辺銅板３０を使用して解析した結果についても、図８に示すように、長辺銅板３０の表面側のメニスカス部近傍が最も高温となっていることが分かる。
【００２６】
ここで、最も高温となる部分（各長辺銅板１３、３０の上端から１６０ｍｍ程度の部分）の各長辺銅板１３、３０の断面の温度分布を、図９（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ示す。なお、各長辺銅板１３、３０の断面において、長辺銅板１３、３０の表面であって、隣り合う雌ねじ部１８、３２間の中心位置をａ点、雌ねじ部１８、３２の位置をｂ点、また導水溝（スリット）２０、２１、３１の溝底であって、隣り合う雌ねじ部１８、３２間の中心位置をｃ点、雌ねじ部１８、３２の側部の位置をｄ点に、それぞれ設定した。ここで、鋳造速度を１．０、１．５、及び２．０（ｍ／ｍｉｎ）の３段階に変化させた場合の各点ａ〜ｄの温度を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１から明らかなように、鋳造速度を１．０（ｍ／ｍｉｎ）に設定した場合、長辺銅板１３を使用することにより、溝底（ｃ点、ｄ点）の温度で８℃、表面（ａ点、ｂ点）の温度で１９〜２１℃、従来例の長辺銅板３０よりも低下できることを確認できた。なお、この温度低下は、鋳造速度を高めた場合においても同様であり、鋳造速度を高速の２．０（ｍ／ｍｉｎ）に設定した場合、長辺銅板１３を使用することにより、溝底（ｃ点、ｄ点）の温度で１０〜１１℃、表面（ａ点、ｂ点）の温度で２２〜２６℃、従来例の長辺銅板３０よりも低下できた。
【００２９】
また、鋳造速度を２．０（ｍ／ｍｉｎ）に設定した場合、長辺銅板１３の溝底の温度が１２６〜１３２℃となり、例えば冷却水背圧を０．２（ＭＰａ）としたときの水の沸点温度１３３℃を下回るので、スケール付着の促進を抑えることが可能となる。
一方、鋳造速度を２．０（ｍ／ｍｉｎ）に設定した場合、従来の長辺銅板３０の溝底の温度は１３６〜１４３℃となり、冷却水背圧を０．２（ＭＰａ）としたときの水の沸点温度１３３℃を上回るので、スケールの付着が促進される。
以上のことから、長辺銅板１３を備えた連続鋳造用鋳型を使用することで、高速鋳造にも対応可能で、しかも良好な品質を備えた鋳片を製造できる。
【００３０】
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の連続鋳造用鋳型を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、熱伝導性が良好な金属として銅を使用した場合について説明したが、熱伝導性が良好であれば、例えば他の金属や銅合金等を使用することも可能である。
そして、前記実施の形態においては、多数のメニスカス導水部が形成された鋳型本体の裏面側一面に、隣り合う各メニスカス導水部を連通する凹部を形成し、この凹部に閉塞部材を配置した場合について説明したが、各メニスカス導水部の深さ方向の一部に、メニスカス導水部の断面形状に対応した閉塞部材を、それぞれ配置することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１、２記載の連続鋳造用鋳型においては、鋳型本体で最も高温となるメニスカス部の周辺部の冷却効率を高めることができるので、鋳型本体に対する熱負荷が増大する高速度化した鋳造速度においても、鋳型本体の冷却を適切に行うことができ、安定した品質の鋳片を製造できる。
また、鋳型導水部の深さを、メニスカス導水部の深さよりも浅くすることで、鋳型の製作コストを低減できる。
そして、例えば、冷却水の供給量を従来よりも増加させることなく、メニスカス導水部の鋳型本体の冷却効率を高めることができるので、従来使用されている連続鋳造設備の各装置を変更することなく使用可能な連続鋳造用鋳型を提供できる。
【００３２】
特に、請求項１記載の連続鋳造用鋳型においては、鋳型本体のメニスカス部の冷却効率を高めることができるので、高品質の鋳片を製造でき、安定して鋳造作業を実施できる。
請求項２記載の連続鋳造用鋳型においては、閉塞部材の形状を単純化できるので、例えば閉塞部材の形状加工のコストを低減できて経済的であると共に、製造時における作業性が良好になる。
請求項１記載の連続鋳造用鋳型においては、隣り合う多数の導水溝の間隔を設定するので、導水溝を従来よりも冷却効率が高まるように配置することができ、鋳型本体の冷却効率を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型の鋳型本体の長辺銅板の背面図である。
【図２】同長辺銅板の部分拡大図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図２のａ−ａ矢視断面図、ｂ−ｂ矢視断面図、図１のｃ−ｃ矢視断面図である。
【図４】図２のｄ−ｄ矢視断面図である。
【図５】（Ａ）は数値解析に使用した長辺銅板の水路モデルの背面図、（Ｂ）は（Ａ）のｅ−ｅ矢視断面図である。
【図６】（Ａ）は図５（Ａ）のｆ−ｆ矢視断面図、（Ｂ）は従来例に係る長辺銅板の水路モデルの説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ数値解析結果に基づく長辺銅板の表面側の温度分布の説明図、裏面側の温度分布の説明図である。
【図８】従来例に係る長辺銅板の表面側の温度分布の説明図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ数値解析結果に基づく長辺銅板のメニスカス部の温度分布の説明図、従来例に係る長辺銅板のメニスカス部の数値解析結果に基づく温度分布の説明図である。
【図１０】連続鋳造用鋳型の平面図である。
【図１１】（Ａ）は連続鋳造用鋳型の長辺銅板の説明図、（Ｂ）は（Ａ）のｇ−ｇ矢視断面図である。
【符号の説明】
１０、１１：長辺部材、１２：通水部、１３：長辺銅板、１４：取付け手段、１５：バックプレート（支持部材)、１６：給水部、１７：排水部、１８：雌ねじ部、１９：Ｏリング、２０〜２２：導水溝、２３：メニスカス導水部、２４：鋳型導水部、２５：メニスカス導水部、２６：鋳型導水部、２７：凹部、２８：閉塞部材、２９：ボルト、３０：長辺銅板、３１：導水溝、３２：雌ねじ部

Claims

熱伝導性が良好な金属からなり、裏面側に通水部が設けられた鋳型本体と、該鋳型本体の裏面側に取付け手段によって固定された支持部材とを有し、該支持部材に設けられた給水部及び排水部を介して前記通水部に冷却水を流すことで前記鋳型本体の冷却を行う連続鋳造用鋳型において、
前記通水部は、前記鋳型本体のメニスカス部を中央として上下に配置されるメニスカス導水部と、該メニスカス導水部に連通し前記鋳型本体の他の部分に配置される鋳型導水部とを有して垂直に並列配置される多数の導水溝を備え、前記メニスカス導水部の溝底を前記鋳型導水部の溝底よりも前記鋳型本体の表面側に形成し、しかも前記メニスカス導水部の深さ方向の一部に、前記メニスカス導水部の断面積を小さくする閉塞部材を配置して、該メニスカス導水部を流れる前記冷却水の流速を前記鋳型導水部を流れる前記冷却水の流速より速く又は同等にし、
更に、隣り合う多数の前記導水溝の間隔を１０〜３０ｍｍに設定し、しかも前記鋳型本体の幅方向に隣り合う前記取付け手段の中央部に設けられた隣り合う前記導水溝の間隔より、前記鋳型本体の前記取付け手段の近傍に設けられた隣り合う前記導水溝の間隔を狭くし、
かつ、前記鋳型本体の表面から前記メニスカス導水部の溝底までの距離ｄと、前記鋳型本体の表面から前記鋳型導水部の溝底までの距離Ｄとの比ｄ／Ｄを、２／５〜４／５とし、しかも前記鋳型本体の表面から、該鋳型本体の幅方向に隣り合う前記取付け手段の中央部に設けられた前記メニスカス導水部の溝底までの距離より、前記鋳型本体の表面から、該鋳型本体の前記取付け手段の近傍に設けられた前記メニスカス導水部の溝底までの距離を短くすることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
請求項１記載の連続鋳造用鋳型において、前記多数の前記メニスカス導水部が形成された前記鋳型本体の裏面側一面には、隣り合う前記各メニスカス導水部を連通する凹部が形成され、該凹部に、耐食性を備えた金属板からなる前記閉塞部材が配置されていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。