JP5232223B2 - ブルーム、スラブ、又はビレットの連続鋳造用のモールド - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のブルーム、スラブ、又はビレットの連続鋳造用のモールドに関する。

連続鋳造モールドは、溶融金属がモールドキャビティ内で凝固する結果、操作中にかなりの熱負荷を受けるということが知られている。この結果、前記熱負荷がモールド壁の熱膨張を引き起こし、ひいては精密に製造されたモールドキャビティの変形につながる。鋳造の方向に対して横断方向の変形は、凝固処理に重要なモールドの円錐性を変化させるので特に望ましくない。従って、モールド壁を適所に安定させるために特定の措置を講じる必要がある。

モールドキャビティを形成する銅モールド管の周囲に支持シェルを配置し、縦方向に延びるとともに周囲全体に分布する支持プロファイルにより、支持シェル上にモールド管を支持することが一般的欧州特許Ｂ１第１４６８７６０号により公知である。モールド管は、縦方向に延びる接続プロファイルを介して支持シェルに確実に接続され、モールド管と支持シェルとの間には冷却水を導くための冷却ダクトが配置され、この冷却ダクトは支持プロファイル及び／又は接続プロファイルにより定められる。接続プロファイルは、例えば、支持シェルの対応する溝に係合する蟻継ぎプロファイル又はＴプロファイルとして構成される。これらはモールドの溝の中に縦方向に挿入される。この組み立ては、結果的にモールド壁と支持シェルとの間に設けられた密封要素に摩擦を生じるので、必ずしも容易ではない。モールド管壁は、鋳造軸に対して垂直な方向にそれぞれ固定されるだけでなく、壁面及び／又は支持面における鋳造軸に対する横断方向の熱膨張も阻まれる。後者は、モールド管の圧迫及び永久変形及び疲労亀裂を招く可能性がある。

欧州特許第１４６８７６０Ｂ１号公報

本発明の目的は、鋳造操作中に高い寸法安定性を有するが、熱膨張によるモールド壁の変形を実質的に回避できるような上述した種類のモールドを提供することにある。

この目的は、本発明による請求項１の特徴を有するモールドにより達成される。

本発明によるモールドのさらなる好ましい実施形態により従属請求項の主題が形成される。

本発明によれば、接続プロファイルが、モールド管の外周から外向きに突出するものと、支持シェルの内周から内向きに突出するものとの２つのプロファイルストリップとしてそれぞれ構成され、これらは互いにモールドの周囲方向に空隙が存在するように係合する。このプロファイルストリップにより、モールド管壁は、該モールド管壁を鋳造軸に対して垂直な方向に支持する保護カバーの壁に押し付けられるが、熱膨張により生じるモールド壁に沿った変位は、主にモールドの縦（長手）方向に、さらにはモールドの横（横断）方向に設けられた空隙内においてモールドの周囲方向にも可能となる。この結果、熱膨張により生じるモールド管内の圧迫、永続変形及び疲労亀裂が実質的に回避される。特に、モールドの組み立ても単純化される。

以下、図面を参照しながら本発明についてより詳細に説明する。

モールド管及び４つの支持板からなる支持シェルを備えた本発明によるモールドの実施形態を斜視図で示す図である。 図１によるモールドを水平断面図で示す図である。 図２による水平方向の部分断面図を拡大して示す図である。 図１によるモールドを図２の線ＩＶ−ＩＶに沿って切り取った垂直断面図で示す図である。 支持板の１つを斜視図で示す図である。 本発明によるモールドの第２の実施形態を水平断面図で示す図である。 別の実施形態による支持板を互いに分離した状態で示す図である。 別の実施形態による２つのさらなる支持板を備えたモールド管の一部を互いに分離した状態で示す図である。 別の実施形態による、支持板及び２つのさらなる支持板を備えたモールド管の一部を組み立てた状態で示す図である。 モールド管を支持シェルに接続するための接続プロファイルの第１の実施形態を水平断面図で示す図である。 モールド管を支持シェルに接続するための接続プロファイルの第１の実施形態を水平断面図で示す図である。 モールド管を支持シェルに接続するための接続プロファイルの第２の実施形態を水平断面図で示す図である。 モールド管を支持シェルに接続するための接続プロファイルの第２の実施形態を水平断面図で示す図である。 対応する支持板を有するプレートモールド用のモールドプレートを示す図である。 対応する支持板を有するプレートモールド用のモールド壁のさらなる実施形態を示す図である。 本発明によるモールドの実施形態をモールド管及び４つの支持板とともに斜視図で示す図である。 断面が矩形のモールド管のさらなる実施形態を支持シェルとともに水平断面図で示す図である。

図１から図４には、ブルーム、スラブ、又はビレットの連続鋳造用の矩形断面のモールド１を示しており、このモールドは、銅製のモールド管２を含み、モールドキャビティ３、並びにモールド２を取り囲む支持シェル４を形成する。支持シェル４は、４つの支持板５、５’からなり、これらはネジ６により互いに接続される。モールド管２と支持シェル４との間には冷却水を導くための冷却ダクト１０が設けられ、これが銅管のための水循環冷却システムの一部を形成し、モールド管２の周囲全体及び実質的に全長にわたって分布する（特に、図２及び図４を参照）。支持板５、５’には、その上部領域及び下部領域に、冷却ダクト１０に接続された冷却水用の入口及び出口１１、１２が設けられる。

図示の実施形態では、冷却ダクト１０はモールド管２の外周面に、例えば機械加工により組み込まれる。モールド管２は、一方ではその縦方向Ｌに延び周囲全体に分布する支持シェル４及び／又は支持板５、５’上の支持プロファイル１５を介して支持され、また前記モールド管は、他方では縦方向に延びる接続プロファイル２０を介して前記支持板５、５’に解放可能に確実に接続される。この場合、冷却ダクト１０は支持プロファイル１５及び／又は接続プロファイル２０により横方向に定められる。

本発明によれば、接続プロファイル２０が２つのプロファイルストリップ２１、２２としてそれぞれ構成され、これらはモールド管２の外周から外向きに、及び支持シェル４の内周から内向きに突出して互いに係合する。これらはそれぞれのモールド側面にわたって分布し、その側面当たりの数はモールドの大きさによって決まる。例えば、図２による断面が矩形のモールド１では、広い方の支持板５には各々４つの接続プロファイルが設けられ、狭い方の支持板５’には各々２つの接続プロファイル２０が設けられる。

プロファイルストリップ２１、２２は、（図８ａ、８ｂ及び図９ａ、９ｂを参照しながら以下でより詳細に説明するように）断面がノーズ型構成であり、互いにモールド１の周囲方向に空隙が存在するように係合することが好ましい。モールド壁は、支持板５、５’に支持される位置においてモールド軸に対して垂直な方向に保持されるが、熱膨張により生じるモールド壁に沿った相互変位は、主にモールドの縦方向に、さらにはモールドに対して横方向に設けられた空隙内においてモールドの周囲方向にも可能となる。この変位を可能にするために、モールド管２は、その角領域に対応する空隙を伴って支持シェル４に対して保持される。支持板５、５’の各々には、その周囲領域に冷却域を密封する密封リング２３、２３’が有利に設けられ、これらは、支持板５を示した図５において確認されるチャネル２４内に挿入される。

プロファイルストリップ２１はモールド管２上に直接製造され、すなわちモールド管２、具体的には大型モールドと一体であるとともに密封リング２３、２３’を伴うが、組み立てに関しては、例えば図２から図４に示すように、プロファイルストリップ２２を支持板５、５’に対して別個に設計することが有利である。その後、これらを支持板５、５’の対応する凹部２５に挿入し、ストリップ長全体にわたって支持板５、５’に分布するネジ２６により接続する。この場合、事前に挿入されたプロファイルストリップ２２を支持板５、５’に対して締めつけさえすればよいので、組み立て中に支持板５、５’を密封リング２３、２３’上で横方向に変位させる必要はない。

しかしながら、図６及び図７ａ、図７ｂ、図７ｃに示すように、特に小型モールドの場合、支持板５、５’用のプロファイルストリップ２２を支持板５、５’上に直接製造すること、すなわち前記プロファイルストリップをそれぞれの支持板５、５’と一体に構成することも完全に可能である。

図６に示す正方形断面の小型モールド１’では、各モールド側面ごとに、互いに係合する２つのプロファイルストリップからなる接続プロファイル２０’がそれぞれ１つのみ（及び複数の支持プロファイル１５’が）存在する。モールド管２’を支持シェル４’に接続する接続プロファイル２０’は、それぞれのモールド壁の中央領域にそれぞれ配置される。

図７ａ、図７ｂ、図７ｃによれば、必要に応じて、モールド管２”と一体に構成されたプロファイルストリップ２１”及びそれぞれの支持板５”と一体に構成されたプロファイルストリップ２２”からなる複数の接続プロファイル２０”を各モールド側面ごとに備えることもできる。モールド管２”は、１つの側面につき、中央領域に配置された１つのみの支持プロファイル１５”又は複数の支持プロファイル１５”を含むことができる。

図６及び図７ａ、図７ｂ、図７ｃによる実施形態では、組み立て中、プロファイルストリップ２１”、２２”が係合されるまでそれぞれの支持板５”をモールド管壁に対して横方向に変位させる必要がある。密封リングが存在しても、この場合、欧州特許Ｂ１第１４６８７６０号により公知のモールドにおけるものよりも組み立ては実質的に単純であり、これに関しては、本発明によるモールドの横方向の変位量と、欧州特許Ｂ１第１４６８７６０号による組み立て中の縦方向の変位量とでは比較にならない。また、係合されるまでそれぞれの支持板５”を少し斜めに位置させることにより、密封リング上の摩擦を回避することができる。

プロファイルストリップ２１、２２の特に有利な断面形状が、図８ａ、図８ｂ及び図９ａ、図９ｂから明らかとなる。断面がノーズ型のプロファイルストリップ２１、２２は、モールド管２及び／又は支持板５の底面２７及び／又は２８からａの量だけ突出する。モールド管２のプロファイルストリップ２１は支持面２９を有し、これにより組み立てた状態において支持板５の底面２８に支持され、この逆もまた同様であり、支持板５は支持面３０によりモールド管２の底面２７上に支持されるようになる。プロファイルストリップ２１、２２は、モールドの周囲方向に配向された半径ｒ１の円形ノーズ３１及び／又は３２をそれぞれ有し、これらがノーズと周囲方向に向き合う同様に円形の半径ｒ２の凹部３３及び／又は３４により背後から係合される。この場合、凹部３３、３４の半径ｒ２は２つのノーズ３１、３２の半径ｒ１よりもわずかに大きい。２つのプロファイルストリップ２１、２２を接合すると、一方のプロファイルストリップのノーズが他方のプロファイルストリップの凹部に係合し、すなわち２つの半径ｒ１、ｒ２の差から生まれる例えば±０．１ｍｍの横方向の空隙により、熱膨張により生じる相互変位がこの空隙内でモールド壁に沿ってモールドの周囲方向に生じることができる。

当然ながら、熱膨張により生じるプロファイルストリップ２１、２２の縦方向、すなわちモールドの縦方向における相互変位も可能である。このようにして、熱膨張により生じるはずのモールド管内の圧迫、塑性変形及び疲労亀裂が回避される。

横方向の空隙の量にはモールドの大きさが重要である。大型モールドの場合、さらに大きな空隙を確保する必要がある。大型モールド用のノーズ型プロファイルストリップ２１、２２の実現可能な断面形状を図９ａ、９ｂに示しており、この場合、一方のプロファイルストリップ２１及び／又は２２のノーズ３１’及び／又は３２’が他方のプロファイルストリップ２２及び／又は２１の凹部３４’及び／又は３３’内に、より大きな空隙を伴ってそれぞれ周囲方向に係合することができる。

一体型モールド管２及び／又は２’及び／又は２”の代わりに、モールドキャビティを形成するモールドを、個別の銅板などから形成されたモールド管壁を有するプレートモールドとして構成することも可能であり、これは完全に通例となっている。従って、個々のモールドプレート及び／又はモールド管壁に１又はそれ以上の支持板が結合され、これらがプレートモールドの周囲に支持シェルを形成する。

図１０は、薄スラブの連続鋳造用のプレートモールドのモールドプレート４２を一例として示す図である。このようなモールドの縦方向側面は１ｍから２ｍあり、狭い側面は５０ｍｍから１０ｍｍ幅しかない。縦方向側面のモールドプレート４２には、上部領域に浸漬管用の隆起部分５０が設けられ、すなわちモールド管壁の伸長部は全域において真っすぐなわけではない。またモールドプレート４２に付随する支持板４５には、対応する凹部５１が内面に設けられる。さらにモールドプレート４２と支持板４５との間には冷却ダクト１０が設けられ、これらは支持プロファイル１０及び／又は接続プロファイル２０により定められる。

本発明によれば、接続プロファイル２０は、同様にモールドの周囲方向に配向されるとともに空隙を伴って互いに係合するノーズ３１、３２で互いに係合する２つのプロファイルストリップ２１、２２として構成される。隆起部分５０及び／又は凹部５１の斜め領域では、ノーズ３１、３２もまたモールド内面５０ａ、５０ｂに対して斜めに平行に配向される。従って、より硬い鋼鉄支持板と比較して著しい熱膨張を受けるこの幅広かつ相対的に薄い銅板が、実際にモールド壁に沿って膨張することも可能となる。この改良型では、支持板４５用のプロファイルストリップ２２を別個に設計し、該プロファイルストリップを支持板４５に挿入することが有利なのは当然である。

図１１は、ウェブ部分５２ａ、２つのフランジ部分５２ｂ、及びウェブ部分５２ａをそれぞれのフランジ部分５２ｂに接続する１つのそれぞれの斜め部分５２ｃを有する予備二重Ｔ断面の連続鋳造用のプレートモールドの銅モールド管壁５２を示す図である。ウェブ部分５２ａには支持板５５ａが付随する。フランジ部分５２ｂもまた、１つのそれぞれの支持板５５ｂを備える。ウェブ部分５２ａの支持板５５ａとフランジ部分５２ｂの支持板５５ｂとの間には、斜め部分５２ｃに沿って延びる１つの支持板５５ｃがそれぞれ配置され、隣接する支持板５５ａ、５５ｂと重なる。この場合にも、支持プロファイル１０及び／又は接続プロファイル２０が存在し、該接続プロファイルは、モールドの周囲方向に配向されるとともに空隙を伴って互いに係合するノーズ３１、３２で互いに係合する２つのプロファイルストリップ２１、２２として構成される。この場合、ノーズ３１、３２はまた、斜め部分５２ｃの領域であっても、常にモールドの周囲方向にモールド内面と平行に配向される。しかしながら、図１０の実施形態とは対照的に、プロファイルストリップ２２は常にそれぞれの壁部分に対して垂直である。従って、このモールド形状の場合、モールド管の個々のモールド壁の領域全体の熱膨張も考慮する必要がある。

図１０によるプレートモールドの場合でも、図１１によるプレートモールドの場合でも、ノーズ３１、３２は、細長い構成のモールドの縦方向の伸長に対して横方向に延びる中心面（Ａ）に関して対称に配置される。

図１２は、モールドキャビティ３を備えたモールド管６０を示しているが、これ自体、図１から図５によるものと同様に設計されるため、さらに詳細には説明しない。しかしながら、特異点として、支持板６１、６２は箱を形成する支持シェルとして構成されず、これらは、本発明によるプロファイルストリップにより、個々に存在するモールド管６０の４つの外壁６０’に互いに独立して締結される。これらの支持板６１、６２は、水平断面が台形であるとともに管６０のそれぞれの外壁６０’上に平面を形成するように設計され、これが管６０の外面に機械加工された冷却ダクト１０を覆うようになるという利点を有する。従って、これらの支持板６１、６２は、比較的薄壁のモールド管の補強を１種類のみ形成する。

さらに詳細には示さないが、モールド管６０は支持板６１、６２とともにモールドハウジング内に保持され、この目的のために、このモールドハウジングは２つの部分に分かれるとともに、支持板６１、６２を取り囲む図示しない中央フランジを含むことができる。モールドハウジング内部の冷却水は、下面において管の冷却ダクト１０を通じて上方向に導かれ、上面において再びモールドハウジングに到達する。

図１２によるこの改良型では、支持板６１、６２が互いに接続されないので単純化したモールドの実施形態を生じる。当然ながら、これらの支持板は、例えばこれらの支持板に冷却ダクトを付随させることにより異なる設計としてもよい。

図１３による細長い矩形断面のさらなるモールド１”は、モールド管７１及び該モールド管を取り囲む支持シェル７４を有し、この支持シェル７４は、点７４’においてその縦方向に分割されることにより、これらの点７４’においてともにネジ留めされる４つのカバー部分からなる。

このモールド１”の特異性として、本発明によればモールド１”の２つの細長い側面上にのみ２つの各々の接続プロファイル７０が設けられ、これらが縦方向側面の中心軸Ａに関して対称に配置される点が挙げられる。これらの接続プロファイル７０は、これ自体、図２によるものと同様に構成されるため、これ以上詳細には説明しない。支持シェル７４の壁が比較的薄いことにより、その外面上の接続プロファイル７０付近において縦方向プロファイル７６及びさらに横方向プロファイル７７が溶接される。縦方向プロファイル７６はネジにより締結される。当然ながら、側面ごとに３以上のこのような接続プロファイル７０を使用することもできる。

２ モールド管； ３ モールドキャビティ； ４ 支持シェル；
５、５’ 支持板； １０ 冷却ダクト； １５ 支持プロファイル；
２０ 接続プロファイル； ２１ プロファイルストリップ；
２２ プロファイルストリップ； ２３、２３’ 密封リング； ２５ 凹部；
２６ ネジ。

Claims (15)

1. ブルーム、スラブ、又はビレットの連続鋳造用のモールドであって、支持シェル（４、４’）及び／又は支持板（６１、６２）により取り囲まれたモールド管（２、２’、２”）及び／又はプレートモールドを備え、前記モールド管（２、２’、２”）及び／又は前記プレートモールドは、支持プロファイル（１５、１５’、１５”）を介して、縦方向（Ｌ）に延びて周囲全体に分布する前記支持シェル（４、４’）及び／又は前記支持板（６１、６２）上に支持されるとともに、縦方向に延びる接続プロファイル（２０、２０’、２０”）を介して前記支持シェル（４、４’）及び／又は前記支持板（６１、６２）に確実に接続されており、前記モールドは、前記支持プロファイル（１５、１５’、１５”）及び／又は前記接続プロファイル（２０、２０’、２０”）により定められ、前記モールド管（２、２’、２”）及び／又は前記プレートモールドと支持シェル（４、４’）及び／又は支持板（６１、６２）との間に配列された、冷却水を導くための冷却ダクト（１０）をさらに備えており、前記接続プロファイル（２０、２０’、２０”）が、前記モールド管（２、２’、２”）及び／又は前記プレートモールドの外周から外向きに、及び前記支持シェル（４、４’）及び／又は支持板（６１、６２）の内周から内向きに突出するプロファイルストリップ（２１、２２、２１”、２２”）としてそれぞれ構成され、これらが互いにモールドの周囲方向に空隙が存在するように係合する、
   ことを特徴とするモールド。
2. 前記プロファイルストリップ（２１、２２、２１”、２２”）は前記モールド管（２、２’、２”）及び／又は前記プレートモールドの周囲方向に延びるノーズとこのノーズによって形成される凹部とを有しており、該凹部は前記ノーズと、前記モールド管（２、２’、２”）、前記プレートモールド、前記支持シェル（４、４’）または前記支持板（６１、６２）との間に形成されるものであり、前記互いに係合されたプロファイルストリップ（２１、２２、２１”、２２”）の一方のプロファイルストリップのノーズ（３１、３２、３１’、３２’）が、他方のプロファイルストリップの凹部（３３、３４、３３’、３４’）に係合する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
3. 前記モールド管（２、２’、２”）が正方形又は矩形の断面を有し、前記支持シェル（４、４’）が４つの支持板（５、５’、５”、６１、６２）からなり、接続プロファイル（２０’）又は前記モールドの側面全体に分布する複数のこのような接続プロファイル（２０、２０”）が中央領域に配置されるとともに、各モールドの側面に付随する互いに係合する２つのプロファイルストリップを備える、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモールド。
4. 前記接続プロファイル（２０’、２０”）を形成する前記プロファイルストリップ（２１”、２２”）が、前記モールド管（２’、２”）及び／又は前記それぞれの支持板（５”）と一体に構成される、
   ことを特徴とする請求項３に記載のモールド。
5. 前記支持板（５、５’）に付随する前記プロファイルストリップ（２２）が、前記支持板（５、５’）の凹部（２５）にそれぞれ挿入され、前記支持板（５、５’）に好ましくはネジ留めされる、
   ことを特徴とする請求項３に記載のモールド。
6. 前記モールド管（２、２’、２”）が、前記支持シェル（４、４’）の角領域に空隙を伴って保持される、
   ことを特徴とする請求項３から請求項５の１項に記載のモールド。
7. 前記プロファイルストリップ（２１、２２、２１”、２２”）が、前記モールド管（２、２’、２”）及び／又は前記支持シェル（４、４’）の長さ全体にわたって実質的に延びる、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の１項に記載のモールド。
8. 前記モールドキャビティを形成する前記プレートモールドが、板状に形成された複数の銅板（４２）及び／又はモールド管壁（５２）で構成され、１又はそれ以上の支持板（４５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ）が、個々の銅板（４２）及び／又はモールド管壁（５２）に付随するとともに、互いに係合するプロファイルストリップ（２１、２２）として構成された前記接続プロファイル（２０）を介して前記プレートモールドに接続される、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモールド。
9. 前記ノーズ（３１、３２）が、前記モールドの縦方向伸長部に対して横方向に延びる中心面（Ａ）に関して対称に配置される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のモールド。
10. 前記プロファイルストリップにより前記モールド管（６０）のそれぞれの外壁（６０’）に互いに独立して締結された支持板（６１、６２）が設けられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
11. 前記支持板（６１、６２）が前記モールド管（６０）に支持されることにより、前記管（６０）の外面に機械加工された冷却ダクト（１０）が前記支持板により覆われるようになる、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のモールド。
12. 外向きに突出するプロファイルストリップ（２１、２１”）としてそれぞれ構成された接続プロファイル（２０、２０’、２０”）が設けられる、
    ことを特徴とする請求項１から請求項７の１項に記載のモールド用のモールド管。
13. 外向きに突出するプロファイルストリップ（２１、２１”）としてそれぞれ構成された接続プロファイル（２０）が設けられる、
    ことを特徴とする請求項１、請求項８、請求項９のうちの１項に記載のモールド用のプレートモールド。
14. 内向きに突出するプロファイルストリップ（２２、２２”）としてそれぞれ構成された接続プロファイル（２０、２０’、２０”）が設けられる、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１の１項に記載のモールド用の支持板。
15. 前記モールド（１”）の２つの対向する側面にのみ、好ましくはこれらの側面の中心軸Ａに関して対称的な配置で接続プロファイル（７０）が付随する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。

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