JP4289702B2 - 金属を連続鋳造するための鋳型 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、冷却される広幅側壁部と狭幅壁部を備えており、鋳造されたストランドのサイズを決定すべく漏斗状に鋳込み方向で先細りに形成されている鋳込み領域を有する様式の、金属を連続鋳造するための鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳込み領域の寸法は本質的に鋳込まれるストランドの断面、鋳込み管の寸法およびその溶鋼内への鋳込み管の浸漬深さによって決定される。
広幅側壁部を漏斗状に賦形することにより、鋳込み方向でストランドの断面が先細りの形状で形成されるばかりでなく、形状変更も行なわれる。特に、ストランド凝固殻は押湯形鋳型を通過する際、平坦な壁部を備えている従来の連続鋳造鋳型と異なり、付加的な変形を強いられる。鋳造製品の表面欠陥の生成を回避するために、ストランド凝固殻に過度の負荷をかけることがないように、またストランド断面全体にわたって一様な熱の放出が常に保証されているように、このような付加的な変形は一定の限界値を越えてはならない。
【０００３】
ヨーロッパ特許第０ ２６８ ９１０号明細書にあっては、広幅側壁部を鋳込み領域内において第一の部分内で本質的に互いに平行な形状経過を行い、この部分に続く部分において鋳造サイズの厚みに戻し、この際第一の部分が鋳造作業にあって調節される鋳込み水準面の下方にまで、即ち第一のストランド凝固殻の形成領域に達するようにして、鋳込み水準面の下方において未だ薄いストランド凝固殻を変形することなく案内することが提案されている。鋳型からストランドに及ぼされるすべての形状変更−これはストランドを鋳造サイスの厚みに低減するのに必要である−は傾斜しているか或いは湾曲している面或いはこれらの面の組合せにより形成されている次に続く部分にまで延在している。
【０００４】
ヨーロッパ公開特許第０ ５５２ ５０１号明細書には、鋼ストリップを連続鋳造するための鋳型が開示されている。この鋳型にあっては、広幅側壁部は漏斗状の鋳込み領域を形成しており、この鋳込み領域は狭幅壁部方向にかつ鋳込み方向で鋳造される鋼ストリップのサイスに低減されている。漏斗状の鋳込み領域の湾曲は側方の環アーチ部と接線点においてこの環アーチ部と結ばれている中央の環アーチ部によって定まる。ストランド凝固殻の摩擦低減と摩耗低減および引張応力と曲げ応力とを低減するために、側方の環アーチ部の半径は鋳型上縁部から下方へと達する少なくとも１００ｍｍ内において一定であるように形成されている。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許公開第３９ ０７ ３５１号明細書にあっては、鋳型の鋳込み押湯を、鋳造ストランドの変形が最大限可能な区間長さに分布され、かつ鋳造ストランドのストランド凝固殻内のくびれと割れ形成とが回避されるように形成することが提案されている。これは、鋳込み押湯の内壁の輪郭がストランドの走過方向で接線方向で接触する三つの環アーチ部によって形成され、この環アーチ部の半径がストランドの走過方向で徐々に大きくなり、鋳型の内壁の輪郭内に移行していることによって達せられる。このように形成された鋳込み領域内のストランド凝固殻の形状変化の可能な限り一様な配分は、この鋳込み領域の半径がストランドの走過方向で等しい或いは等しくない係数で増大していくことによって達せられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公知技術を踏まえて本発明の根底をなす課題は、ストランド凝固殻と鋳型壁間の摩擦と摩耗とがより良好に低減され、特に比較的高い収縮傾向を有している鋼のストランド凝固殻の形成の際に、スラブ表面の形状変化の可能な限り一様な調節による欠陥発生のより明白な低減を可能にする鋳型の異なった押湯の幾何学的な形状を提供することである。
【０００７】
本発明の根底をなす認識は、鋳込み領域内にあって水平面からその下方に存在している水平面への移行によって条件付けられる鋳型輪郭の長さ変化が各々の水平面において最大値を有していると言うこと、およびストランドと鋳型壁間の平均以上の局所的な変形もしくは局所的な割れ形成の著しい傾向が上記の最大値に相応して生じると言うことである。このことから明らかなことは、鋳込み領域が水平な鋳型輪郭の長さ変化の最大値を有していること、および鋳込み領域全体にわたる形状変化の可能な限り一様な分布が、上記の最大値が可能な限り僅かであることによって達せられると言うことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は本発明により、押湯領域内において広幅側壁部の内輪郭が、少なくと鋳型上縁部から鋳型下縁部まで引かれた直線の部分長さに沿って、鋳込み方向で上方から下方へと任意の順序の少なくとも一つの凹状の部分と凸状の部分とをもって形成されていることをことによって解決される。
【０００９】
本発明にあっては、押湯領域内において広幅側壁部の内輪郭が、鋳型上縁部と下方の垂直な部分の始端部とを結ぶ直線に沿って、鋳込み方向で上方から下方へと任意の順序の少なくとも一つ凹状の部分、これに引続いて少なくとも一つ凸状の部分、そして最後に末端の環アーチ形を備えている凸状の部分をもって形成されている。
【００１０】
この場合、広幅側壁部の凹状の部分と凸状の部分が直接互いの内に移行しているのが有利である。
また、鋳込み方向で上方から下方へと先ず凹状の部分が、次いで凸状の部分が鋳型出口にまで設けられているのが有利である。
【００１１】
本発明による構成により、広幅側壁部の内輪郭が凹状の部分と、および凸状の部分とを経て環アーチ形の形状経過を有している。
鋳型の下方部分が壁平行な領域を有している場合、押湯領域とこれに連なる壁平行な領域間の特別摩擦のない移行は、下方の凸状の或いは凹状の領域が下方の末端の環アーチ形でもって、連続形状経過を有する直線領域に移行していることによって達せられる。
【００１２】
押湯領域の幾何学的な形状の本発明による構成は、広幅側壁部の個々の部分の湾曲が、水平面からその下方に存在している水平面への移行の際の最大の局所的な長さ変化Ｄｅｌｔａmax （％／ｍ）が、押湯領域に全体にわたって壁平行な部分を考慮することなく測定された局所的な長さ変化の４倍の値を越えないような半径で形成されていることによって達せられる。
【００１３】
本発明による、上記の鋳型は、極端に高い収縮傾向を有する包晶性の炭素鋼とオーステナイト不錆鋼の連続鋳造に使用される。
【００１４】
本発明のより以上の詳細、特徴および利点は、鋳込み領域の異なる水平面での鋳型の内輪郭の長さの変化の、三次元的なダイヤグラムによる下記の説明から明瞭である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に図示した鋳型の広幅側壁部の三つの異なる押湯輪郭は漏斗状に鋳込み方向で、鋳造されるストランドのサイズの決定のため先細りに形成された鋳込み領域Ａ、或いは漏斗状に鋳込み方向で鋳造されるストランドのサイズの形成のため先細りに形成された鋳込み領域Ｂ、或いはこれに連なっている本質的に壁平行な領域Ｃとを備えている。この鋳型の領域、即ち鋳型出口は平行な出口面もしくは出口縁部を有している必要はない。下方の鋳型領域、即ち下方の鋳型出口は中央の領域内において完全に広幅側壁部当たり１から１５ｍｍの小さな湾曲を有している。
【００１６】
鋳込み領域Ａにおいて、広幅側壁部４の押湯輪郭は鋳型上縁部１と鋳型下縁部３とを結んでいる直線に沿って、上方から下方へと先ず凹部分a とこの部分に連なっている凸状の部分ｂでもって形成されている。この場合、広幅側壁部の内輪郭４が部分ａとｂとを経て正弦な形状経過を有しているのが認められる。
鋳込み領域Ｂにおいて、広幅側壁部４′と４″の押湯輪郭は鋳型上縁部１と壁平行な領域２の始端部とを結んでいる直線に沿って、上方から下方へと先ず凹状の部分ａ′とａ″でもって、これに続いて凸状の部分ｂ′とｂ″でもって、そして末端の環アーチ形ｃ″でもって形成されている。
【００１７】
この発明の実施の形態においても、広幅側壁部の内輪郭４′と４″は部分ａ′とｂ′とａ″とｂ″とを経て正弦な形状経過を有している。
更に、図１は凸状の部分ｂ″が下方末端の環アーチ部ｃ″をもって連続した形状経過でもって壁平行な領域ｄ″に移行していることを示している。
押湯の幾何学的形状にとって本発明上重要なことは、凹状の部分ａ，ａ′とａ″および凸状の部分ｂ，ｂ′とｂ″の各々がその形状経過が一定している湾曲およびその形状経過が可変な湾曲を有していることである。
【００１８】
求められた押湯の幾何学的形状にあっては、部分ａ，ｂ，ａ′，ｂ′とａ″，ｂ″，ｃ″の湾曲が、水平面からその下方に存在している水平面への移行りの際の局所的な最大の長さ変化Ｄｅｌｔａmax が２，０％／ｍの値を有しており、同時に押湯領域の全体にわたって平行壁の部分ｄ′とｄ″を考慮することなく測定された局所的な長さ変化の４倍の値を越えないような半径で形成されている。
【００１９】
図２と図３には、三次元的なダイヤグラムにより以下のパラメータ、即ち
鋳型板の上縁部における押湯幅 ９５０ｍｍ、押湯深さ ４５ｍｍ、押湯長さ ９００ｍｍ、そして正弦形状の水平輪郭
を有する鋳型の広幅側壁部の押湯領域内の形状変化の分布を示している。
図１に示す１，５２ｍｍの振幅を有する鋳込み領域の正弦形状に形成された垂直な輪郭４′にあっては、最大の局所的な変化は１，９０％／ｍであり、領域ａ′とｂ′および押湯領域幅に関して測定した長さ変化は０，５０％／ｍである。
【００２０】
同様なダイヤグラムで図４と図５に、従来の、広幅側の垂直方向の鋳型輪郭が直線によって形成されている構造様式を示した。この場合、最大の局所的な長さ変化は２，４４％／ｍと著しく大きい。更に、形状変化の分布が実質的に不均一であり、ストランド凝固殻形成が最も敏感な鋳型上縁部の領域内において特別大きい。本発明はまさにこの欠点を排除することを目的としている。
【００２1 】
【発明の効果】
本発明による鋳型を使用することにより、ストランド凝固殻と鋳型壁間の摩擦と摩耗とがより良好に低減され、特に比較的大きい収縮傾向を有している鋼のストランド凝固殻の形成の際のスラブ表面の形状変化の可能な限り一様な調節による欠陥発生のより明白な低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による鋳型の広幅側壁部の漏斗状の三つの異なる内輪郭４，４′と４″を中心軸線に沿って示した断面図である。
【図２】 鋳型上縁部からの、および鋳型中央からの異なる間隔での鋳込み領域内の内輪郭の長さ変化を示して図である。
【図３】 同様に鋳型上縁部並びに鋳型中央からの間隔に依存した長さ変化を示している異なる図である。
【図４】 同様に鋳型上縁部からの、および鋳型中央からの異なる間隔での従来の鋳型の鋳込み領域内の内輪郭の長さ変化を示した図である。
【図５】 鋳型上縁部並びに鋳型中央からの間隔に依存した、従来の鋳型の鋳込み領域内の内輪郭の長さ変化を示している異なる図である。
【符号の説明】
１ 鋳型上縁部
３ 鋳型下縁部
４，４′，４″ 広幅側壁部の内輪郭
ａ，ａ′，ａ″凹状の部分
ｂ，ｂ′，ｂ″ 凸状の部分
ｃ″末端の環アーチ形

Claims (9)

  1. 冷却される広幅側壁部と狭幅側壁部を備えており、鋳造されたストランドのサイズを決定すべく漏斗状に鋳込み方向で先細りに形成されている鋳込み領域を有する様式の、金属を連続鋳造するための鋳型において、
    押湯領域内において広幅側壁部の内輪郭（４）が、少なくと鋳型上縁部（１）から鋳型下縁部（３）まで引かれた直線の部分長さに沿って、鋳込み方向で上方から下方へと任意の順序の少なくとも一つの凹状の部分（ａ）と凸状の部分（ｂ）とをもって形成されていることを特徴とする鋳型。
  2. 押湯領域内において広幅側壁部の内輪郭（４′と４″）が、鋳型上縁部（１）と下方の垂直な部分（ｄ′；ｄ″）の始端部（２）とを結ぶ直線に沿って、鋳込み方向で上方から下方へと任意の順序の少なくとも一つの凹状の部分（ａ′；ａ″）、少なくとも一つの凸状の部分（ｂ′）、凸状の部分（ｂ″）の末端の環アーチ形（ｃ″）および上記の垂直な部分（ｄ′；ｄ″）とをもって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鋳型。
  3. 凹状の部分（ａ，ａ′，ａ″）と凸状の部分（ｂ，ｂ′，ｂ″）が直接に移行していることを特徴とする請求項１或いは２に記載の鋳型。
  4. 押湯領域内において広幅側壁部の内輪郭が、上方から下方へと先ず凹状の部分（ａ，ａ′，ａ″）をもって、これに引続いて凸状の部分（ｂ，ｂ′）をもって、そして最後に末端の環アーチ形（ｃ″）を備えている凸状の部分（ｂ″）をもって形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の鋳型。
  5. 広幅側壁部の内輪郭（４′と４″）が互いに平行に指向していないことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の鋳型。
  6. 広幅側壁部の内輪郭（４，４′，４″）が、少なくとも一つの或いは多数の部分領域（ａ，ｂ，ａ′，ｂ′，ａ″，ｂ″，ｃ″）を経て、環アーチ形の形状経過を有していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の鋳型。
  7. 広幅側壁部の下方の凸状の／凹状の部分（ｂ″）が末端の環アーチ形（ｃ″）を経て、連続した形状経過で下方壁平行な部分（ｄ″）に移行していることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の鋳型。
  8. 形状変化が鋳込み領域の全体にわたって均一に配分して行われるようにするために、最大の形状変形が上鋳型半部分の全ての水平面において等しいか或いは大体等しいことを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の鋳型。
  9. 水平面からその下方に存在している水平面への移行の際の最大の局所的な長さ変化（Ｄｅｌｔａ max ）が、壁平行な部分（ｄ′とｄ″）を考慮することなく、押湯領域に全体にわたって測定された局所的な長さ変化の４倍の値を越えないような半径で、部分（ａ，ｂ，ａ′，ｂ′，ａ″，ｂ″，ｃ″）の湾曲が形成されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の鋳型。
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