JP4777125B2 - Continuous casting mold and continuous casting method - Google Patents
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Description
本発明は、鋳型を周回する電磁コイルを有する連続鋳造用鋳型及びその連続鋳造用鋳型を用いた連続鋳造方法に関するものである。 The present invention relates to a continuous casting mold having an electromagnetic coil that goes around a mold and a continuous casting method using the continuous casting mold.
溶融金属の連続鋳造技術において、溶融金属の湯面の安定化、連続鋳造した鋳片表面の平滑化、及び鋳造速度の高速化を達成するために、鋳造時に電磁力を利用する技術が開発されている。 In the continuous casting technology of molten metal, a technology that uses electromagnetic force during casting has been developed to stabilize the molten metal surface, smooth the surface of continuously cast slabs, and increase the casting speed. ing.
特許文献1には、溶融金属が流通する空間を周回するように鋳型周囲に電磁コイルを配置し、この電磁コイルに交流電流を連続通電し、交流磁場によって発生する電磁力を利用して、溶融金属にピンチ力を作用させ、鋳型内メニスカスが鋳型と接する領域を凸状に盛り上げることにより、鋳片の表面性状を改善する方法が開示されている。これによってパウダーの流入が促進される。
In
また、初期凝固における鋳型と鋳片との接触圧を軽減することにより、製造される鋳型の表面性状の向上が図られる。しかしながら、この方法では、電磁コイルによって発生する交流磁場により、鋳型を構成する冷却銅板に誘導電流が誘起され、鋳型内の溶融金属に付与される磁場が減衰する問題があった。 Further, by reducing the contact pressure between the mold and the slab in the initial solidification, the surface properties of the manufactured mold can be improved. However, this method has a problem that an induced current is induced in the cooling copper plate constituting the mold by the alternating magnetic field generated by the electromagnetic coil, and the magnetic field applied to the molten metal in the mold is attenuated.
溶融金属に付与される磁場の減衰を抑制し、電磁効果を向上させるために、特許文献2においては、スリットが形成された鋳型を用いている。スリットによって、溶融金属に効率よくピンチ力を作用させることができる。
In order to suppress the attenuation of the magnetic field applied to the molten metal and improve the electromagnetic effect,
さらに特許文献3においては、鋳型の冷却銅板とそれを背面から固定する非磁性ステンレス鋼からなるバックプレートおよび絶縁物から構成され、冷却銅板とバックプレートとは絶縁物を介して電気的に絶縁されている。部材間を絶縁することによって、電磁力のロスを低減可能である。また、鋳型の各辺の全長を単位として分割することによって、加工精度、組み立て精度を確保できる利点がある。
Further, in
さらに特許文献4においては、冷却銅板中に絶縁物が配置された連続鋳造用鋳型が開示されている。さらに溶融金属の熱によって鋳型に隙間が発生することを防止する手段が配置されている。これらの部材によって、鋳造される鋳片の幅の変更に伴う絶縁性の低下が防止され、鋳型の絶縁性が長期間に亘って保持される。このため、長期に亘って良質の鋳片を製造することが可能となる。 Further, Patent Document 4 discloses a continuous casting mold in which an insulator is disposed in a cooled copper plate. Furthermore, a means for preventing a gap from being generated in the mold due to the heat of the molten metal is arranged. By these members, the deterioration of the insulation due to the change in the width of the cast slab is prevented, and the insulation of the mold is maintained for a long time. For this reason, it becomes possible to manufacture a high quality slab over a long period of time.
特許文献5には、鋳型の上部から鋳型内溶鋼メニスカス部を周回するように鋳型周囲に独立してソレノイド状電磁コイルを配置し、該電磁コイルを鋳型取り外し時に、鋳型とは干渉しない位置と鋳型への装着位置との間で移動可能にした連続鋳造装置が記載されている。
In
スラブの連続鋳造においては、多種の鋳片幅を有する鋳片を連続して鋳造する必要がある。鋳造幅を鋳造中に変更可能とするため、1対の第2冷却銅板(以下「長辺銅板」ともいう)で1対の第1冷却銅板(以下「短辺銅板」ともいう。)の側面から挟むように配置し、鋳造中に短辺銅板を移動させることによって幅変更を行っている。 In continuous slab casting, it is necessary to continuously cast slabs having various slab widths. In order to change the casting width during casting, a pair of second cooling copper plates (hereinafter also referred to as “long-side copper plates”) and a pair of first cooling copper plates (hereinafter also referred to as “short-side copper plates”) side surfaces. The width is changed by moving the short side copper plate during casting.
溶融金属を鋳造している際には上記長辺銅板を短辺銅板の側面に密着させて鋳造を行う。一方、ダミーバー装入時には長辺銅板同士の間隔を鋳造時よりも広くすることによってダミーバーの装入を容易にする必要がある。また、長辺銅板と短辺銅板との接触面を清掃する際には両者の間に間隙を設ける必要がある。そこで、長辺銅板相互間の間隔を変更させる機構を設け、溶融金属を連続鋳造する際には長辺銅板と短辺銅板の側面との間を密着させ、ダミーバー装入時、第1冷却銅板と第2冷却銅板との間の清掃時、鋳造準備中においては第2冷却銅板と第1冷却銅板側面との間に隙間を空けることが行われている。 When casting the molten metal, the long side copper plate is brought into close contact with the side surface of the short side copper plate to perform casting. On the other hand, when inserting the dummy bar, it is necessary to facilitate the insertion of the dummy bar by making the distance between the long side copper plates wider than at the time of casting. Moreover, when cleaning the contact surface of a long side copper plate and a short side copper plate, it is necessary to provide a gap | interval between both. Therefore, a mechanism for changing the distance between the long side copper plates is provided, and when the molten metal is continuously cast, the long side copper plate and the side surface of the short side copper plate are brought into close contact with each other. At the time of cleaning between the second cooling copper plate and the second cooling copper plate, a gap is made between the second cooling copper plate and the first cooling copper plate side surface during casting preparation.
鋳型内の溶融金属が流通する空間を周回するように配置された電磁コイルを用い、この電磁コイルに交流電流を印加すると、鋳型内の溶融金属にピンチ力が発生する一方、電磁コイル自身を外側に広げようとする電磁力も作用する。そのため、電磁コイルが外側に広がらないよう、十分に固定しておく必要がある。 Using an electromagnetic coil arranged to circulate in the space where the molten metal in the mold circulates and applying an alternating current to this electromagnetic coil, a pinch force is generated in the molten metal in the mold, while the electromagnetic coil itself is placed outside. Electromagnetic force that tries to spread it also acts. Therefore, it is necessary to sufficiently fix the electromagnetic coil so that it does not spread outward.
第2冷却銅板(長辺銅板)はその背面を第2バックプレートで固定されている。1対の第2冷却銅板に対して1対の第2バックプレートを有する。電磁コイルをこの1対の第2バックプレートに固定することとすれば、電磁コイルが十分に固定され、電磁コイルに交流電流を印加した際にも電磁コイルが外側に広がらないように拘束することができる。 The back surface of the second cooling copper plate (long side copper plate) is fixed by the second back plate. A pair of second back plates is provided for a pair of second cooling copper plates. If the electromagnetic coil is fixed to the pair of second back plates, the electromagnetic coil is sufficiently fixed and restrained so that the electromagnetic coil does not spread outward even when an alternating current is applied to the electromagnetic coil. Can do.
しかし、前述の通り、ダミーバー装入時、第1冷却銅板と第2冷却銅板との間の清掃時、鋳造準備中においては第2冷却銅板相互間の間隔を広げることが必要であり、電磁コイルを1対の第2バックプレートの両方と固定してしまったのでは、第2冷却銅板相互間の間隔を広げることができなくなり、不都合である。 However, as described above, it is necessary to widen the interval between the second cooling copper plates when the dummy bar is inserted, during cleaning between the first cooling copper plate and the second cooling copper plate, and during preparation for casting. Is fixed to both of the pair of second back plates, it becomes inconvenient because the distance between the second cooling copper plates cannot be increased.
ダミーバー装入時、鋳型清掃時、鋳造準備中において、その都度電磁コイルと第2バックプレートとを固定するボルトを取り外すこととすると、それに要する作業は繁雑であり、かつ生産休止時間を取る必要が生じ、連続鋳造装置の生産性を阻害する要因となるので好ましくない。 If the bolts that fix the electromagnetic coil and the second back plate are removed each time the dummy bar is inserted, the mold is cleaned, or the casting is being prepared, the work required is complicated and it is necessary to take production downtime. This is not preferable because it is a factor that hinders the productivity of the continuous casting apparatus.
特許文献5に記載のように、電磁コイルを鋳型とは独立して設置し、電磁コイルを鋳型取り外し時に、鋳型とは干渉しない位置と鋳型への装着位置との間で移動可能にした連続鋳造装置では、装置が大がかりとなり、かつ鋳型周辺にこのような大がかりな装置を設置する場所が確保できないので、適用は困難である。
As described in
本発明は、鋳型を周回する電磁コイルを有する連続鋳造用鋳型において、第2冷却銅板相互間の間隔を容易に変更可能であり、かつ電磁コイルをコンパクトに取り付けることのできる連続鋳造用鋳型を提供することを目的とする。 The present invention provides a continuous casting mold having an electromagnetic coil that circulates around the mold, wherein the interval between the second cooling copper plates can be easily changed, and the electromagnetic coil can be compactly attached. The purpose is to do.
即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
(1)対向する1対の第1冷却銅板20と、1対の第1冷却銅板20と共に溶融金属が流通する空間15を仕切るように、1対の第1冷却銅板20を側面から挟むように配置された、対向する1対の第2冷却銅板30と、第1冷却銅板20の外部に、第1冷却銅板20と電気的に絶縁するように固定された1対の第1バックプレート25と、第2冷却銅板30の外部に固定された1対の第2バックプレート35と、溶融金属が流通する空間15を周回するように配置された電磁コイル1とを有し、2枚の第2冷却銅板相互の間隔は変動可能であり、電磁コイル1は一方の第2バックプレートに固定されると共に、他方の第2バックプレートは電磁コイル1を長辺垂直方向に摺動する摺動面2を有し、電磁コイル1は油圧又はバネの力によって摺動面2に押し付けられており、電磁コイルと他方の第2バックプレートとの間は、第2冷却銅板30の鋳造側表面に垂直方向(以下「長辺垂直方向60」という。)に摺動可能に設置され、鋳造方向には拘束され、他方の第2バックプレートは電磁コイル1を拘束するストッパー7を有し、2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間が密着しているときにストッパー7は電磁コイル1の外周側に接触しており、2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間が密着しているときに電磁コイル1が外方へ動かないように拘束されていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
(2)電磁コイル1を摺動面2に押し付ける押し付け具3は、電磁コイル1との接触部が湾曲面又はコロとなっていることを特徴とする上記(1)に記載の連続鋳造用鋳型。
(3)電磁コイル1と摺動面2との接触部にコロを配置していることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の連続鋳造用鋳型。
(4)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の連続鋳造用鋳型を用い、溶融金属を連続鋳造する際には2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間を密着させ、ダミーバー装入時、第1冷却銅板と第2冷却銅板との間の清掃時、鋳造準備中においては2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間に隙間を空けることを特徴とする連続鋳造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A pair of first
(2 ) The continuous casting mold according to (1) above, wherein the
( 3 ) The continuous casting mold according to (1) or (2) above, wherein a roller is disposed at a contact portion between the
(4 ) When continuously casting a molten metal using the continuous casting mold according to any one of (1) to ( 3 ) above, the side surfaces of the two second
本発明の電磁攪拌用鋳型は、連続鋳造中においては電磁コイルを第2バックプレートによって適切に保持し、電磁コイルに印加する電磁力によって電磁コイルが変形せず、鋳型オッシレーションに対しても電磁コイルが第2バックプレートに保持され、なおかつ必要なときにはそのまま第2冷却銅板相互間の間隔を容易に変更することができる。 In the electromagnetic stirring mold of the present invention, the electromagnetic coil is appropriately held by the second back plate during continuous casting, and the electromagnetic coil is not deformed by the electromagnetic force applied to the electromagnetic coil. The coil is held on the second back plate, and when necessary, the interval between the second cooling copper plates can be easily changed.
図1〜5を用いて本発明の連続鋳造用鋳型について説明する。図1(a)は平面図、(b)はA−A矢視断面図、(c)は(b)の部分拡大図、図5は部分斜視図である。 The continuous casting mold of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA, FIG. 1C is a partially enlarged view of FIG. 1B, and FIG. 5 is a partial perspective view.
本発明の連続鋳造用鋳型は、図1(a)、図5に示すように、1対の対向する第1冷却銅板20と、第1冷却銅板20を挟む、1対の対向する第2冷却銅板30を有し、1対の第1冷却銅板20と1対の第2冷却銅板30とによって、鋳型壁面が形成されている。鋳型壁面の内側が、溶融金属が流通する空間15となる。
As shown in FIGS. 1A and 5, the continuous casting mold of the present invention has a pair of opposing first
第1冷却銅板20は鋳型の短辺側を構成し、連続鋳造中に移動可能である。また、第2冷却銅板30は鋳型の長辺を構成し、2枚の第2冷却銅板相互間の間隔を変更する機構(第2冷却銅板移動機構36)を有する。連続鋳造中は、第2冷却銅板を第1冷却銅板に密着させる。ダミーバー装入時、第1冷却銅板と第2冷却銅板との間の清掃時、鋳造準備中においては2枚の第2冷却銅板と第2冷却銅板の側面との間に隙間を空けるように第2冷却銅板30の位置を移動させることができる。
The first
第1冷却銅板20および第2冷却銅板30の外側、即ち第1冷却銅板20および第2冷却銅板30に関して溶融金属と接する側と反対側には、第1冷却銅板20を支持する1対の第1バックプレート25と、第2冷却銅板30を支持する1対の第2バックプレート35が設けられる。図2(b)に示すように、短辺側の第1冷却銅板20と第1バックプレート25とは、絶縁物40を介して絶縁されている。第1冷却銅板20と第1バックプレート25との締結部も、絶縁スリーブと絶縁ワッシャーにより絶縁されている。また、第1バックプレート25は、第2冷却銅板30および第2バックプレート35とは、非接触または絶縁物を介して電気的に絶縁されている。
On the outside of the first cooling
第1バックプレート25の外側には、鋳片の幅を変更するためのシリンダー50が取り付けられている。シリンダー50は、鋳造中にオンラインで幅を自由に変更できる方式が望ましく、油圧式の制御機構を有する構造が好ましい。更に、第1冷却銅板20および第1バックプレート25からなる短辺の傾きを自在に変更可能とするためには、図2(a)に示すように、鋳造方向に2本のシリンダーを取り付けるのが好ましい。
A
1対の第2バックプレート35のうち、一方の側(固定側)の第2バックプレート35aは連続鋳造装置に固定する。他方の側(移動側)の第2バックプレート35bの外側には、第2冷却銅板移動機構36が取り付けられ、第2冷却銅板相互間の間隔を変更することができる。
The
本発明の電磁コイル1は、溶融金属が流通する空間15を周回するように配置される。電磁コイル1に電流を印加すると、電流は溶融金属が流通する空間を周回するように流れる。この電流により、鋳型内の凝固シェル及び溶融金属には鋳型壁から引き離す方向に電磁力が作用し、それにより鋳型内メニスカスの鋳型壁に近傍する部分が凸状に盛り上がる。
The
電磁コイル1は、一方の第2バックプレートに固定される。通常は、固定側の第2バックプレート35aに固定すると好ましい。図1に示す例では、固定具11によって電磁コイル1が固定側の第2バックプレート35aに固定されている。
The
他方の第2バックプレートと電磁コイルとの関係について説明する。ここでは、固定側の第2バックプレート35aと電磁コイルとを固定した場合を例にとる。従って、他方のバックプレートは移動側の第2バックプレート35bとなる。
The relationship between the other second back plate and the electromagnetic coil will be described. Here, a case where the fixed second back
電磁コイル1と移動側の第2バックプレート35bとの間は、第2冷却銅板30の鋳造側表面に垂直な方向(長辺垂直方向60)に摺動可能に設置され、鋳造方向61には拘束されている。鋳造方向61に拘束されているので、鋳型オッシレーションを行った際にも電磁コイル1は第2バックプレート35のオッシレーション運動に追従して運動することができる。また長辺垂直方向60に摺動可能に設置されるので、移動側の第2バックプレート35bを移動させて第2冷却銅板相互間の間隔を変化させるときでも、電磁コイル1を変形させるような外力がかかることがない。
Between the
電磁コイル1と移動側の第2バックプレート35bとの間は、2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間が密着しているときに電磁コイル1が外方へ動かないように拘束されている。連続鋳造中は2枚の第2冷却銅板30を第1冷却銅板側面に密着させているので、連続鋳造中に電磁コイル1に通電することによって電磁コイル1を外側に広げようとする力がかかった際にも、電磁コイル1が外側に動かないように拘束され、電磁コイル1の変形を防止することができる。
When the
好ましい実施の態様において、図1(b)(c)に示すように、移動側の第2バックプレート35bは電磁コイル1を長辺垂直方向60に摺動する摺動面2を有し、電磁コイル1は摺動面2に押し付けられている。その結果、電磁コイル1と移動側の第2バックプレート35bとの間は、長辺垂直方向60に摺動可能となり、同時に鋳造方向61には拘束されることとなる。
In a preferred embodiment, as shown in FIGS. 1B and 1C, the
上記実施の態様において、電磁コイル1は油圧又はバネの力によって摺動面2に押し付けられていることとすることができる。図1(b)(c)はバネを用いた例を示している。電磁コイル1を摺動面2に押し付けるための力は、鋳型オッシレーション時に電磁コイル1が摺動面2から離れない程度の力で押し付ければよい。鋳型オッシレーション時に電磁コイルにかかる加速度αは、オッシレーション角周波数をω、オッシレーション振幅をA、重力加速度をg、時間をt、移動側の第2バックプレートにかかる電磁コイルの質量をmとして、
α=Aω2sin(ωt)−g
と表すことができる。従って、電磁コイルを摺動面に押し付ける押し付け力Fの合計を、
F≧m(Aω2−g)
とすることにより、鋳型オッシレーション時において電磁コイルが摺動面から離れる事態を防止することが可能である。電磁コイルを摺動面に押し付ける押し付け具3の数がn個であれば、各押し付け具における押し付け力fが
f=F/n
となるように、押し付け具3における油圧又はバネの力を設定すればよい。
In the above embodiment, the
α = Aω 2 sin (ωt) −g
It can be expressed as. Therefore, the total of the pressing force F pressing the electromagnetic coil against the sliding surface is
F ≧ m (Aω 2 −g)
By doing so, it is possible to prevent the electromagnetic coil from separating from the sliding surface during mold oscillation. If the number of
What is necessary is just to set the hydraulic pressure in the
本発明において、電磁コイル1を摺動面2に押し付ける押し付け具3は、電磁コイル1との接触部が湾曲面又はコロとなっていると好ましい。押し付け具3が電磁コイル1と接触する部分において、摩擦力が発生する。摩擦力が大きすぎると、電磁コイル1と第2のバックプレートとが相互に摺動する際の抵抗となり、電磁コイルを変形させる力が働くことになるので好ましくない。
In the present invention, the
押し付け具3と電磁コイル1との接触部(図1(c)図3(a)の場合は上摺動面9との接触部)において、図3(a)では接触部形状を平面としている。それに対し、図1(c)のように、押し付け具3の形状を湾曲面とすれば、摩擦力を低減することができる。電磁コイル1との接触部において図3(b)に示すように押し付け具3にコロ5を配置すれば、摩擦力をより一層低減することができるので好ましい。
In the contact portion between the
本発明はまた、電磁コイル1と摺動面2との接触部にコロ6を配置すると好ましい。電磁コイル1と摺動面2との接触部にも摩擦力が発生するが、この部位にコロ6を配置することによって摩擦力を低減することができるからである。コロ6は、図3(c)に示すように電磁コイル1側に設置して摺動面上を転がるようにしても、図3(d)に示すように摺動面2側に設置して電磁コイルがその上を移動することとしても良い。
In the present invention, it is also preferable that a
なお、本発明の摺動面2は、平面を形成している必要はない。長辺垂直方向60に向く2本のレールを配置し、このレール上を電磁コイル1が摺動し、あるいは電磁コイルに設置したコロがこのレール上を転がるようにしても良い。
In addition, the sliding
本発明において、図4に示すように、第2バックプレート35は電磁コイル1を拘束するストッパー7を有する。図4(a)に示すように2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間が密着しているときにストッパー7が電磁コイル1の外周側に接触していると好ましい。
In the present invention, as shown in FIG. 4, the second back plate 35 has a
連続鋳造中は、図4(a)に示すように、2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間が密着しているので、このときはストッパー7が電磁コイル1の外周側に接触しており、電磁コイル1はストッパー7に拘束されて外方への変形を阻止される。従って、連続鋳造中に電磁コイル1に電流を印加して電磁コイル1が外方に広がろうとする力が発生した際にも、電磁コイル1の変形を防止することができる。
During continuous casting, as shown in FIG. 4A, the two second
一方、ダミーバー装入時、第1冷却銅板と第2冷却銅板との間の清掃時、鋳造準備中においては、図4(b)に示すように、2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間に隙間16aを空けるように移動側の第2バックプレート35bを移動させる。この際には、ストッパー7は電磁コイル1から離れる方向に移動して隙間16bが空く方向で移動するので、電磁コイル1に何ら影響を与えることがない。
On the other hand, when the dummy bar is inserted, during cleaning between the first cooling copper plate and the second cooling copper plate, and during preparation for casting, as shown in FIG. The
第1冷却銅板20および第2冷却銅板30の主成分は銅であるが、Cr、Zr、Alなどの元素を含む銅合金であることが好ましい。Cr、Zr、Alなどの元素を含む銅合金は、電磁力の浸透性に優れ、電気伝導度が小さいため、第1冷却銅板20および第2冷却銅板30として好適である。第1冷却銅板20および第2冷却銅板30は、同一の材料からなっていてもよいし、場合によっては異なる材料から構成されてもよい。
Although the main component of the 1st cooling
第1冷却銅板20および第2冷却銅板30の厚みは、特に限定されないが、電磁力浸透性を向上させる観点からは薄い方が好ましい。ただし、第1バックプレート25または第2バックプレート35とボルトで締結するには、10mm以上の厚みがあることが好ましい。冷却銅板の厚さの上限は、研削代を考慮すると、60mm以下であることが好ましい。
Although the thickness of the 1st cooling
第1バックプレート25は、第1冷却銅板20の外部に、第1冷却銅板20と電気的に絶縁するように配置される。また、第2バックプレート35は、第2冷却銅板30の外部に配置される。
The
バックプレートの材質によって、印加される電磁場は変化する。バックプレートを非磁性のステンレス鋼とした場合は鋳型内の電磁場の減衰が小さい。即ち、鋳型での磁場減衰を抑えたい場合は、バックプレートを非磁性のステンレス鋼とすることが好ましく、例えば、SUS304系、SUS316系、SUS310系などが好適である。一方、バックプレートを導電率の高い銅あるいは銅合金とすると鋳型内の電磁場が減衰する。これは、電気が流れやすい金属がコイルの内部に設置された場合は、そこに磁場を打ち消す方向に誘導電流が多く流れるためである。従って、冷却銅板近傍の磁場を減衰させたい場合は、バックプレートを導電率の高い銅又は銅合金とすることが好ましい。 The applied electromagnetic field varies depending on the material of the back plate. When the back plate is made of non-magnetic stainless steel, the attenuation of the electromagnetic field in the mold is small. That is, when it is desired to suppress the magnetic field attenuation in the mold, the back plate is preferably made of nonmagnetic stainless steel, and for example, SUS304, SUS316, SUS310, etc. are suitable. On the other hand, when the back plate is made of copper or copper alloy having high conductivity, the electromagnetic field in the mold is attenuated. This is because when a metal that easily flows electricity is installed inside the coil, a large amount of induced current flows in the direction to cancel the magnetic field. Therefore, when it is desired to attenuate the magnetic field in the vicinity of the cooling copper plate, the back plate is preferably made of copper or copper alloy having high conductivity.
第1バックプレート25および第2バックプレート35の厚みは、鋳造中の冷却銅板の変形を抑えるため、剛性を考慮して決定されることが好ましい。例えば、長辺側の幅が1m以上であるスラブを鋳造する鋳型においては、厚みを40mm以上とすることが好ましい。また、電磁コイル1で囲まれた部分については、厚みが70mm超では、バックプレートでの誘導電流による磁場の損失が大きくなるため、70mm以下とすることが好ましい。電磁コイル1で囲まれていない部分については、バックプレートの厚さに制限はない。
The thicknesses of the
第1バックプレート25は、第1冷却銅板20と電気的に絶縁されるが、絶縁するには、例えば、第1バックプレート25と第1冷却銅板20との間に、絶縁物40を介在させればよい。絶縁物40は、特に限定されないが、電気絶縁性のセラミックスプレート、溶射により形成されたセラミックス、アルミナ系セラミックス、ジルコニア系セラミックス、マイカ板、セラミックスファイバー成形体、ポリテトラフルオロエチレンなどが好適である。
The
第1バックプレート25は、第2冷却銅板30および第2バックプレート35と非接触または電気的に絶縁される。電気的に絶縁する場合には、前述の絶縁物が用いられうる。ただし、鋳造される鋳片の大きさを変更するために第1バックプレートを移動させる際に、摩擦によって絶縁物が剥離する可能性もあるため、好ましくは非接触とされる。
The
第1冷却銅板20および第1バックプレート25は可動式であり、溶融金属が流通する空間の大きさを変更し、鋳造される鋳片の大きさを変更可能である。第1冷却銅板20および第1バックプレート25を可動する手段については特に限定されない。例えば、図1に示すようなシリンダー50が取り付けられる。
The first
最後に、本発明の連続鋳造用鋳型を用いた連続鋳造方法について説明する。 Finally, a continuous casting method using the continuous casting mold of the present invention will be described.
溶融金属を連続鋳造する際には、2枚の第2冷却銅板と第2冷却銅板の側面との間を密着させる。このとき、電磁コイルと第2のバックプレートとの間の関係については、電磁コイルが外方に動かないように拘束されることになるので、連続鋳造中に電磁コイルに通電することによって電磁コイルを外方に広げようとする力が働いても、電磁コイルが変形することがない。 When the molten metal is continuously cast, the two second cooling copper plates and the side surfaces of the second cooling copper plate are brought into close contact with each other. At this time, the relationship between the electromagnetic coil and the second back plate is constrained so that the electromagnetic coil does not move outward, so that the electromagnetic coil is energized by energizing the electromagnetic coil during continuous casting. The electromagnetic coil will not be deformed even if a force is applied to spread the wire outward.
ダミーバー装入時、第1冷却銅板と第2冷却銅板との間の清掃時、鋳造準備中においては2枚の第2冷却銅板と第2冷却銅板の側面との間に隙間16aを空けることとなる。この際においても、電磁コイルは一方の第2バックプレートとは結合されているものの、他方の第2バックプレートとの間は摺動可能となっているので、電磁コイルを変形させることなく、第2バックプレートを移動させることができる。
When inserting the dummy bar, when cleaning between the first cooling copper plate and the second cooling copper plate, and during the preparation for casting, a
スラブ連続鋳造装置に、図1に示すような連続鋳造用鋳型を適用した。鋳造する鋳片は、厚みが250mm、幅は800〜1650mmの間で変動する。鋳造幅を鋳造中に変更可能とするため、1対の第2冷却銅板30(長辺銅板)で1対の第1冷却銅板20(短辺銅板)の側面から挟むように配置する。鋳造中に短辺銅板を移動させることによって幅変更を行うことができる。第1冷却銅板20、第2冷却銅板30の材質は、銅を主成分とする合金である。
A continuous casting mold as shown in FIG. 1 was applied to a slab continuous casting apparatus. The slab to be cast varies in thickness between 250 mm and width between 800 and 1650 mm. In order to change the casting width during casting, the pair of second cooling copper plates 30 (long-side copper plates) are arranged so as to be sandwiched from the side surfaces of the pair of first cooling copper plates 20 (short-side copper plates). The width can be changed by moving the short side copper plate during casting. The material of the 1st cooling
第1冷却銅板20および第2冷却銅板30の溶融金属と接する側と反対側には、1対の第1バックプレート25と1対の第2バックプレート35が設けられる。バックプレートの材質はSUS304とした。短辺側の第1冷却銅板20と第1バックプレート25とは、絶縁物40を介して絶縁されている。第1冷却銅板20と第1バックプレート25との締結部も、絶縁スリーブと絶縁ワッシャーにより絶縁されている。また、第1バックプレート25は、第2冷却銅板30および第2バックプレート35とは、非接触または絶縁物を介して電気的に絶縁されている。絶縁物40としてはマイカ板を用いた。
A pair of
第1バックプレート25の外側には、鋳片の幅を変更するためのシリンダー50が取り付けられている。シリンダー50は油圧式の制御機構を有し、鋳造中にオンラインで幅を自由に変更できる。更に、鋳造方向に2本のシリンダーを有し、第1冷却銅板および第1バックプレート25からなる短辺の傾きを自在に変更可能としている。
A
1対の第2バックプレート35のうち、固定側の第2バックプレート35aは連続鋳造装置に固定する。移動側の第2バックプレート35bの外側には、第2冷却銅板移動機構36として2台の油圧シリンダーが取り付けられ、第2冷却銅板相互間の間隔を変更することができる。連続鋳造中は、第2冷却銅板30を第1冷却銅板20の側面に密着させる。ダミーバー装入時、第1冷却銅板と第2冷却銅板との間の清掃時、鋳造準備中においては2枚の第2冷却銅板と第2冷却銅板の側面との間に隙間16aを空けるように第2冷却銅板30の位置を最大10mm移動させることができる。
Of the pair of second back plates 35, the fixed second back
溶融金属が流通する空間15を周回するように電磁コイル1が配置される。電磁コイル1は、内部に冷却水を流すことのできる銅パイプで形成されている。電磁コイル1に60Hzの電流を印加することにより、鋳型内の凝固シェル及び溶融金属には鋳型壁から引き離す方向に電磁力が作用し、それにより鋳型内メニスカスの鋳型壁に近傍する部分が凸状に盛り上がる。
The
電磁コイル1はたばねて結束され、固定側の第2バックプレート35aに固定具11で固定される。移動側の第2バックプレート35bは、鋳造方向61に垂直の面である摺動面2を有する。移動コイル1はこの摺動面2の上を長辺垂直方向60に摺動可能に配置される。
The
摺動面2の上に支柱8を配置し、この支柱に押し付け具3を設置する。電磁コイル1は上摺動面9を有する。押し付け具3の先端は曲率半径30mmの円柱状となっており、この先端で電磁コイル1の上摺動面9を押し付ける。押し付け具3は、バネの力によって電磁コイル1を摺動面2に押し付けることができる。支柱8及び押し付け具3は、摺動面2上に5箇所配置した。押し付け具3による押し付け力を1箇所当たり100kgfとした。合計で500kgfの押し付け力で電磁コイル1を摺動面2に押し付ける。
A
支柱8と電磁コイル1との間に、ストッパー7を配置する。ストッパー7の厚さは、第2冷却銅板30が第1冷却銅板20の側面に密着したときに、ストッパー7と電磁コイル1とが接触するように定める。
A
鋼を連続鋳造する際に上記本発明の連続鋳造用鋳型を用いた。鋳型オッシレーションは、周波数を2.2Hz、振幅を8mmとした。鋳造速度を1.0〜2.0m/minの範囲として鋳造を行った。電磁コイル1には、周波数60Hzとして交流電流を印加した。
When continuously casting steel, the above-described continuous casting mold of the present invention was used. The mold oscillation was a frequency of 2.2 Hz and an amplitude of 8 mm. Casting was performed at a casting speed in the range of 1.0 to 2.0 m / min. An alternating current was applied to the
鋳造時には、図4(a)に示すように2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間を密着させる。このとき、電磁コイル1と第2バックプレート35との間の関係については、電磁コイル1が外方に動かないように拘束されることになるので、連続鋳造中に電磁コイル1に通電した際において電磁コイル1を外方に広げようとする力が働いても、電磁コイル1が変形することがなかった。
At the time of casting, as shown in FIG. 4A, the two second
ダミーバー装入時、第1冷却銅板と第2冷却銅板との間の清掃時、鋳造準備中においては、第2冷却銅板移動機構36を作動させ、図4(b)に示すように移動側の第2バックプレート35bを後退させ、2枚の第2冷却銅板30と第1冷却銅板20の側面との間に10mmの隙間16aを設けた。この際においても、電磁コイル1は固定側の第2バックプレート35aとは結合されているものの、移動側の第2バックプレート35bとの間は摺動可能となっているので、電磁コイル1を変形させることなく、第2バックプレートを移動させることができた。
During the dummy bar insertion, during the cleaning between the first cooling copper plate and the second cooling copper plate, and during the preparation for casting, the second cooling copper
1 電磁コイル
2 摺動面
3 押し付け具
4 湾曲面
5 コロ
6 コロ
7 ストッパー
8 支柱
9 上摺動面
11 固定具
15 溶融金属が流通する空間
16 隙間
20 第1冷却銅板
25 第1バックプレート
30 第2冷却銅板
35 第2バックプレート
35a 固定側の第2バックプレート
35b 移動側の第2バックプレート
36 第2冷却銅板移動機構
40 絶縁物
50 シリンダー
60 長辺垂直方向
61 鋳造方向
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1冷却銅板の外部に、前記第1冷却銅板と電気的に絶縁するように固定された1対の第1バックプレートと、前記第2冷却銅板の外部に固定された1対の第2バックプレートと、
前記溶融金属が流通する空間を周回するように配置された電磁コイルとを有し、
2枚の第2冷却銅板相互の間隔は変動可能であり、
前記電磁コイルは一方の第2バックプレートに固定されると共に、
他方の第2バックプレートは電磁コイルを長辺垂直方向に摺動する摺動面を有し、電磁コイルは油圧又はバネの力によって摺動面に押し付けられており、電磁コイルと他方の第2バックプレートとの間は、第2冷却銅板の鋳造側表面に垂直方向(以下「長辺垂直方向」という。)に摺動可能に設置され、鋳造方向には拘束され、他方の第2バックプレートは電磁コイルを拘束するストッパーを有し、2枚の第2冷却銅板と第1冷却銅板の側面との間が密着しているときにストッパーは電磁コイルの外周側に接触しており、2枚の第2冷却銅板と第1冷却銅板の側面との間が密着しているときに電磁コイルが外方へ動かないように拘束されている
ことを特徴とする連続鋳造用鋳型。 An opposing pair of first cooling copper plates and a pair of first cooling copper plates arranged so as to sandwich the pair of first cooling copper plates from the side so as to partition a space in which molten metal flows together with the pair of first cooling copper plates. A pair of second cooling copper plates,
A pair of first back plates fixed to be electrically insulated from the first cooling copper plate outside the first cooling copper plate, and a pair of second plates fixed outside the second cooling copper plate. Back plate,
An electromagnetic coil arranged to circulate in the space through which the molten metal flows,
The distance between the two second cooling copper plates can vary,
The electromagnetic coil is fixed to one second back plate,
The other second back plate has a sliding surface that slides the electromagnetic coil in the vertical direction of the long side, and the electromagnetic coil is pressed against the sliding surface by hydraulic pressure or spring force . Between the back plate, the second cooling copper plate is slidably installed in the vertical direction (hereinafter referred to as “long-side vertical direction”) on the casting side surface, restricted in the casting direction, and the other second back plate. Has a stopper that restrains the electromagnetic coil, and when the two second cooling copper plates are in close contact with the side surfaces of the first cooling copper plate, the stopper is in contact with the outer peripheral side of the electromagnetic coil. A continuous casting mold, wherein the electromagnetic coil is restrained from moving outward when the second cooling copper plate and the side surface of the first cooling copper plate are in close contact with each other.
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