JP5525925B2 - Continuous casting mold - Google Patents
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Description
本発明は、鋳片を製造するために使用する連続鋳造用鋳型に関する。 The present invention relates to a continuous casting mold used for producing a slab.
従来、鋳片の製造において、上下方向に貫通する空間部が形成された冷却部材を有する連続鋳造用鋳型(以下、単に鋳型ともいう)を使用し、空間部に溶鋼を供給して冷却しながら凝固させている。ここで、溶鋼の凝固過程においては凝固収縮が発生するため、鋳片の引き抜き方向へ向けて、冷却部材内面と溶鋼の冷却部材接触面側に形成される凝固シェルとの間に隙間が生じ、鋳片のコーナー部の冷却効率が他の部分よりも低下して、凝固遅れが発生していた。そこで、特許文献1のように、冷却部材内面(溶鋼接触面側)の形状を、鋳片の凝固プロフィールに対応させた形状、即ちマルチテーパとした鋳型が提案されている。
Conventionally, in the manufacture of slabs, a continuous casting mold (hereinafter simply referred to as a mold) having a cooling member formed with a space portion penetrating in the vertical direction is used, and molten steel is supplied to the space portion while cooling. It is solidified. Here, since solidification shrinkage occurs in the solidification process of the molten steel, a gap is generated between the cooling member inner surface and the solidified shell formed on the cooling member contact surface side of the molten steel in the drawing direction of the slab, The cooling efficiency of the corner portion of the slab was lowered as compared with other portions, and solidification delay occurred. Therefore, as in
しかしながら、冷却部材内面の形状を鋳片の凝固プロフィールに対応させたマルチテーパとするには、冷却部材内面を鋳造方向全体に渡って、少しずつ異なる寸法の形状加工を施す必要があった。このため、加工がしづらく、製造コストが上昇するという問題がある。また、冷却部材内面の形状を決定するには、複雑な計算を行って決定した数値に基づいて形状加工を行うため、加工が複雑となり、製造コストの上昇を招いている。更に、冷却部材の溶鋼接触面側の形状をマルチテーパとしても、冷却部材を均一に冷却することができないため、冷却部材の熱変形が均一に起こらず、鋳造を開始して時間が経過すると、冷却部材内面に形成したマルチテーパの形状が徐々に変化して、冷却部材内面の形状が鋳片の凝固プロフィールに対応しなくなる。その結果、冷却部材内面と凝固シェルとの間に隙間が生じ、鋳片のコーナー部で凝固遅れが発生するという問題が生じている。 However, in order to make the shape of the inner surface of the cooling member multi-tapered so as to correspond to the solidification profile of the slab, it is necessary to process the inner surface of the cooling member with slightly different dimensions over the entire casting direction. For this reason, there exists a problem that it is difficult to process and a manufacturing cost rises. Further, in order to determine the shape of the inner surface of the cooling member, since the shape processing is performed based on the numerical value determined by performing a complicated calculation, the processing becomes complicated and the manufacturing cost increases. Furthermore, even if the shape of the molten steel contact surface side of the cooling member is multi-tapered, the cooling member cannot be cooled uniformly, so the thermal deformation of the cooling member does not occur uniformly, and when the time has elapsed after starting casting, The shape of the multitaper formed on the inner surface of the cooling member gradually changes, and the shape of the inner surface of the cooling member does not correspond to the solidification profile of the slab. As a result, there is a problem that a gap is generated between the inner surface of the cooling member and the solidified shell, and a solidification delay occurs at the corner portion of the slab.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、加工が容易で製造コストが低く、しかも、鋳片のコーナー部での凝固遅れを抑制して良好な品質の鋳片の製造が可能な連続鋳造用鋳型を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a continuous casting that is easy to process, has a low manufacturing cost, and that can suppress the solidification delay at the corner of the slab and can produce a slab of good quality. An object is to provide a casting mold.
前記目的に沿う本発明に係る連続鋳造用鋳型は、上下方向に貫通した空間部を内側に形成し、外面側が冷却水により冷却される冷却部材と、該冷却部材の外面側にそれぞれ上下方向に並べて配置された複数の締結手段からなる締結手段群によって、該冷却部材を取付ける支持部材とを有し、前記空間部に溶鋼を供給して冷却しながら鋳片を製造する連続鋳造用鋳型において、
前記冷却部材の内面側に、溶鋼湯面位置を上位置とし、該上位置から下方へ300mm以上を下位置として前記空間部側へ張り出す膨出部を設け、該膨出部の縦断面の内側線を、前記上位置から前記下位置まで3つ以上8つ以下の連続する直線部で構成し、しかも、前記隣り合う直線部のなす角を、174度以上179.97度以下の範囲内とし、前記上位置と前記下位置を結ぶ直線を底辺とする前記膨出部の最大高さhを0.2mm以上5mm以下の範囲内とし、
前記冷却部材の外面側の上下方向に設けられ、冷却水が流れる多数の導水溝は、該冷却部材の外面側に設けられた溝と、該冷却部材の外面に当接する前記支持部材とで形成され、しかも上下方向に隣り合う前記締結手段間の前記導水溝は、その内幅Wが10mm以上80mm以下、深さDが3mm以上10mm以下であり、かつ、深さDと内幅Wの比D/Wが0.075以上1以下の関係を満足して幅広に形成されており、
前記導水溝のうち、少なくとも前記冷却部材の溶鋼湯面位置直下に位置する前記締結手段の側方部分の前記導水溝の内幅W1を、上下方向に隣り合う前記締結手段間の前記導水溝の内幅Wよりも狭くして3mm以上40mm以下とし、かつ前記側方部分の前記導水溝の深さD1を、上下方向に隣り合う前記締結手段間の前記導水溝の深さDよりも深くして3mmを超え20mm以下としている。
The continuous casting mold according to the present invention that meets the above-mentioned object is formed with a space portion penetrating in the vertical direction on the inside, a cooling member whose outer surface side is cooled by cooling water, and an outer surface side of the cooling member in the vertical direction, respectively. In a continuous casting mold for producing a slab while cooling by supplying molten steel to the space part by a fastening means group composed of a plurality of fastening means arranged side by side and having a support member for mounting the cooling member,
On the inner surface side of the cooling member, there is provided a bulging portion that projects from the upper position to the space portion side with the molten steel surface position as the upper position and 300 mm or more downward from the upper position. The inner line is composed of 3 or more and 8 or less continuous straight portions from the upper position to the lower position, and the angle formed by the adjacent straight portions is within a range of 174 degrees or more and 179.97 degrees or less. And the maximum height h of the bulging part having a straight line connecting the upper position and the lower position as a base is in a range of 0.2 mm or more and 5 mm or less,
A large number of water guide grooves provided in the vertical direction on the outer surface side of the cooling member and through which cooling water flows are formed by grooves provided on the outer surface side of the cooling member and the support member in contact with the outer surface of the cooling member. In addition, the water guide groove between the fastening means adjacent in the vertical direction has an inner width W of 10 mm to 80 mm, a depth D of 3 mm to 10 mm, and a ratio of the depth D to the inner width W. D / W is formed wide to satisfy the relationship of 0.075 or more and 1 or less,
Among the water guide grooves, at least the inner width W1 of the water guide groove at the side portion of the fastening means positioned immediately below the molten steel surface position of the cooling member is set to be the width of the water guide groove between the fastening means adjacent in the vertical direction. It is narrower than the inner width W to be 3 mm or more and 40 mm or less , and the depth D1 of the water guide groove in the side portion is made deeper than the depth D of the water guide groove between the fastening means adjacent in the vertical direction. And exceeding 3 mm and not exceeding 20 mm .
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記冷却部材の前記上位置より上側の縦断面の内側線を、前記膨出部を構成する最上の前記直線部を延長して形成することが好ましい。 In the continuous casting mold according to the present invention, it is preferable that the inner line of the vertical cross section above the upper position of the cooling member is formed by extending the uppermost straight portion constituting the bulging portion.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記隣り合う直線部の連接箇所は、前記冷却部材の上下方向に均等な間隔で設けられ、前記隣り合う直線部のなす角は、同一角度であることが好ましい。 In the continuous casting mold according to the present invention, the connecting portions of the adjacent straight portions are provided at equal intervals in the vertical direction of the cooling member, and the angles formed by the adjacent straight portions are the same angle. preferable.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記冷却部材は、間隔を有して対向配置された一対の短辺と、該短辺を幅方向両側から挟み込んだ状態で対向配置された一対の長辺とで構成され、前記一対の短辺及び前記一対の長辺のいずれか一方又は双方に、前記膨出部を設けることが好ましい。 In the continuous casting mold according to the present invention, the cooling member includes a pair of short sides arranged to face each other with a gap therebetween, and a pair of long sides arranged to face each other with the short sides sandwiched from both sides in the width direction. It is preferable that the bulging portion be provided on one or both of the pair of short sides and the pair of long sides.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記冷却部材はチューブ状であることが好ましい。 In the continuous casting mold according to the present invention, the cooling member is preferably tube-shaped.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記冷却部材の溶鋼接触面側には、コーティング層が形成されていることが好ましい。 In the continuous casting mold according to the present invention, a coating layer is preferably formed on the molten steel contact surface side of the cooling member.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、少なくとも前記冷却部材の前記溶鋼湯面位置の直下に位置する前記締結手段の側方部分の前記導水溝の底部に、冷却効率を増大させる水平突起からなるフィンを設けることが好ましい。 In the continuous casting mold according to the present invention, at least a fin formed of a horizontal protrusion that increases cooling efficiency at a bottom portion of the water guide groove at a side portion of the fastening means positioned immediately below the molten steel surface position of the cooling member. Is preferably provided.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記溶鋼湯面位置は、前記冷却部材の上端から下方へ50mm以上150mm以下の範囲内にあり、しかも前記フィンを、該溶鋼湯面位置の上方50mmの位置から、該溶鋼湯面位置の下方150mm位置までの範囲内に設けることが好ましい。 In the continuous casting mold according to the present invention, the molten steel surface position is within a range of 50 mm or more and 150 mm or less downward from the upper end of the cooling member, and the fin is positioned at a position 50 mm above the molten steel surface position. It is preferable to provide within the range to the position of 150 mm below the molten steel surface position.
本発明に係る連続鋳造用鋳型においては、冷却部材内面(溶鋼接触面)に、溶鋼の湯面位置を上位置とし、上位置から下方へ300mm以上を下位置とする範囲に膨出部を設けることで、冷却部材内面の形状を鋳片の凝固プロフィールに対応させた形状に近づけるので、冷却部材内面を簡単な形状にでき、加工が容易になって製造コストの低減が図れる。
また、導水溝を従来のものより幅広にすることで冷却部材の冷却効率を高めることができ、冷却部材を均一に冷却することができる。そして、冷却部材の溶鋼湯面位置直下に位置する締結手段の側方部分の導水溝の内幅を、上下方向に隣り合う締結手段間の導水溝の内幅よりも狭くし、かつ側方部分の導水溝の深さを、上下方向に隣り合う締結手段間の導水溝の深さよりも深くするので、従来温度が高くなり易かった部分の冷却効率を高めることができる。これらにより、冷却部材の下部から上部へかけて冷却水の流れを安定にでき、冷却部材に熱変形が均一に生じて、鋳造を開始して時間が経過しても冷却部材内面の形状を鋳片の凝固プロフィールに対応させた形状に維持することができる。その結果、鋳片のコーナー部での凝固遅れが抑制されて良好な品質の鋳片を製造できる。
In the casting mold for continuous casting according to the present invention, a bulging portion is provided on the cooling member inner surface (molten steel contact surface) in a range in which the molten steel surface level is the upper position and the lower position is 300 mm or more downward from the upper position. Thus, since the shape of the inner surface of the cooling member is brought close to the shape corresponding to the solidification profile of the slab, the inner surface of the cooling member can be made simple, and processing can be facilitated to reduce the manufacturing cost.
Moreover, the cooling efficiency of a cooling member can be improved by making a water guide groove wider than the conventional thing, and a cooling member can be cooled uniformly. And the inner width of the water guide groove of the side part of the fastening means located immediately below the molten steel surface position of the cooling member is made narrower than the inner width of the water guide groove between the fastening means adjacent in the vertical direction, and the side part Since the depth of the water guide groove is made deeper than the depth of the water guide groove between the fastening means adjacent in the vertical direction, it is possible to increase the cooling efficiency of the portion where the temperature has been easily increased . By these, over the bottom of the cooling member to the top can the flow of cooling water stable, cooling member thermally deformed uniformly occur, even time to start the casting has passed a cooling member inner surface shape Can be maintained in a shape corresponding to the solidification profile of the slab. As a result, solidification delay at the corner of the slab is suppressed, and a slab of good quality can be manufactured.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、冷却部材の上位置より上側の縦断面の内側線を、膨出部を構成する最上の直線部を延長して形成する場合、冷却部材の溶鋼接触面側の形状を簡単にでき、製造コストの更なる低減が図れる。 In the continuous casting mold according to the present invention, when the inner line of the vertical cross section above the upper position of the cooling member is formed by extending the uppermost straight portion constituting the bulging portion, the molten steel contact surface side of the cooling member Thus, the manufacturing cost can be further reduced.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、隣り合う直線部の連接箇所を、冷却部材の上下方向に均等な間隔で設け、隣り合う直線部のなす角を、同一角度とする場合、膨出部の形状を更に簡単にでき、鋳型の製造を更に容易にできる。 In the continuous casting mold according to the present invention, when connecting portions of adjacent straight portions are provided at equal intervals in the vertical direction of the cooling member, and the angles formed by the adjacent straight portions are the same angle, The shape can be further simplified, and the mold can be manufactured more easily.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、冷却部材が、間隔を有して対向配置された一対の短辺と、短辺を幅方向両側から挟み込んだ状態で対向配置された一対の長辺とで構成され、一対の短辺及び一対の長辺のいずれか一方又は双方に、膨出部を設けた場合、上下方向に貫通した空間部を簡便に形成することができる。 In the continuous casting mold according to the present invention, the cooling member includes a pair of short sides arranged to face each other with a gap therebetween, and a pair of long sides arranged to face each other with the short sides sandwiched from both sides in the width direction. In the case where the bulging portion is provided on one or both of the pair of short sides and the pair of long sides, a space portion penetrating in the vertical direction can be easily formed.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、冷却部材がチューブ状である場合、鋳型の組立が容易になる。 In the continuous casting mold according to the present invention, when the cooling member has a tube shape, the assembly of the mold becomes easy.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、冷却部材の溶鋼接触面側に、コーティング層が形成されている場合、冷却部材接触面側に形成される凝固シェルとの接触で磨耗するのはコーティング層部分なので、残存するコーティング層を除去して再度コーティング層を形成することで、冷却部材の再生を容易に行うことができる。 In the continuous casting mold according to the present invention, when a coating layer is formed on the molten steel contact surface side of the cooling member, it is the coating layer portion that is worn by contact with the solidified shell formed on the cooling member contact surface side. Therefore, the cooling member can be easily regenerated by removing the remaining coating layer and forming the coating layer again.
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、少なくとも冷却部材の溶鋼湯面位置直下に位置する締結手段の側方部分の導水溝の底部に、冷却効率を増大させる水平突起からなるフィンを設ける場合、熱負荷が大きい湯面近傍の冷却部材の温度の上昇を抑制でき、冷却部材でのクラックの発生を抑制でき、鋳型の長寿命化を図ることができる。
ここで、フィンを、溶鋼湯面位置の上方50mmの位置から、溶鋼湯面位置の下方150mm位置までの範囲内に設ける場合、冷却部材におけるクラックの発生を更に抑制できる。
In the continuous casting mold according to the present invention, when a fin made of a horizontal protrusion for increasing cooling efficiency is provided at the bottom of the water guide groove at the side portion of the fastening means positioned at least immediately below the molten steel surface position of the cooling member, An increase in the temperature of the cooling member in the vicinity of the hot water surface with a large load can be suppressed, cracks in the cooling member can be suppressed, and the life of the mold can be extended.
Here, in the case where the fin is provided within a range from a position 50 mm above the molten steel surface position to a position 150 mm below the molten steel surface position, generation of cracks in the cooling member can be further suppressed.
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。
図1〜図3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、単に鋳型ともいう)10は、上下方向に貫通した空間部11を内側に形成し、外面側(裏面側)が冷却水により冷却される冷却部材12と、冷却部材12が取付けられる支持部材の一例であるバックプレート(冷却箱又は水箱ともいう)13とを有している。ここで、冷却部材12は、間隔を有して対向配置された図示しない一対の短辺(短片ともいう)と、この短辺を幅方向両側から挟み込んだ状態で対向配置された一対の長辺(長片ともいう)14とで構成されている。そして、短辺及び長辺14は、その裏面(溶鋼と接する面とは反対側の面)側にそれぞれ上下方向(鋳造方向)に並べて配置された複数の締結手段15、16からなる締結手段群によって、バックプレート13に取付けられている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIGS. 1 to 3, a continuous casting mold (hereinafter, also simply referred to as a mold) 10 according to an embodiment of the present invention forms a space portion 11 penetrating in the vertical direction on the inner side, and the outer surface side. The (rear surface side) includes a
これにより、バックプレート13の下部に設けられた給水部(図示せず)から、短辺と長辺14の裏面側に設けられた多数の導水溝17〜19を介して、バックプレート13の上部に設けられた排水部(図示せず)へ冷却水を流し、短辺及び長辺14で構成される冷却部材12の空間部11に供給した溶鋼20を冷却し凝固させながら下方へ引き抜き鋳片を製造するものである。
Thereby, from the water supply part (not shown) provided in the lower part of the
短辺は、例えば、厚みが5mm以上100mm以下程度、幅が50mm以上300mm以下程度で、上下方向の長さが600mm以上1200mm以下程度である。また、長辺14は、例えば、厚みが5mm以上100mm以下程度、対向配置される一対の短辺の間隔(鋳片と接触する幅)を、600mm以上3000mm以下の範囲で変更可能とすることのできる幅を有し、上下方向の長さは短辺と同程度である。なお、短辺と長辺14は、銅又は銅合金で構成されている。これにより、例えば、幅が600mm以上3000mm以下程度、厚みが50mm以上300mm以下程度のスラブを製造できる。なお、短辺と長辺14は、その幅のみが異なって他の構成は略同様であり、また一対の長辺14は鏡面対称であるため、以下、図1〜図3に示す長辺14の構成を主として、以下、詳細に説明する。
For example, the short side has a thickness of about 5 mm to 100 mm, a width of about 50 mm to about 300 mm, and a vertical length of about 600 mm to about 1200 mm. Further, the
冷却部材12を構成する一対の短辺及び一対の長辺14の双方の溶鋼接触面21側(すなわち、冷却部材12の内面側)に、その幅方向に渡って、溶鋼20の溶鋼湯面位置(メニスカス位置、単に湯面位置という場合もある)を上位置P1とし、上位置P1から下方へ300mm以上を下位置P2として空間部11側へ張り出す膨出部22が設けられている。この溶鋼湯面位置は、長辺14(短辺も同様)の上端位置を基点として、下方へ50mm以上150mm以下の範囲内(ここでは、100mm程度)にある。なお、膨出部22の空間部11側への張り出し量は僅かであるが、説明の便宜上、図1、図4(A)、(B)においては、誇張して示している。
The position of the molten steel surface of the
ここで、膨出部22の上位置P1を、湯面位置としたのは、溶鋼の冷却の起点位置だからである。また、膨出部22の下位置P2を、上位置P1から下方へ300mm以上の位置としたのは、溶鋼の鋳型接触面側に形成される凝固シェルと冷却部材12内面との間に隙間が生じる範囲が、この範囲内であることによる。以上のことから、膨出部22の形成位置を、溶鋼の湯面位置を上位置P1とし、上位置P1から下方へ300mm以上の下位置P2までとしたが、下位置P2を、上位置P1から下方へ500mm以上の位置、更には短辺及び長辺14の下端位置とすることが好ましい。なお、図4(A)に示す長辺23は、膨出部24の形成位置を、溶鋼の湯面位置を上位置P1とし、上位置P1から下方へ300mm以上の下位置P2までとし、図5(B)に示す長辺25は、膨出部26の形成位置を、溶鋼の湯面位置を上位置P1とし、下位置P2を長辺25の下端位置としている。
Here, the reason why the upper position P1 of the bulging
膨出部22の縦断面の溶鋼接触面21側の輪郭線(内側線)は、上位置P1から下位置P2まで3つ以上8つ以下(本実施の形態では、3つ)の連続する直線部L1〜L3で構成されており、長辺14の溶鋼接触面21が、傾斜角度の異なる3段以上8段以下の傾斜面で構成されている。ここで、膨出部を構成する直線部が3つ未満(2つ以下)の場合、直線部の数が少な過ぎて、膨出部の縦断面形状が、部分的に突出する極端な形状となり、鋳片との接触抵抗が大きくなって、膨出部に摩耗損傷が発生し易くなる。一方、直線部の数が8つを超える(9つ以上)場合、直線部の数が多過ぎて、膨出部の加工が複雑となり、製造コストの増大を招く。以上のことから、膨出部22を、3つの直線部L1〜L3で構成したが、直線部の数の下限を4つとすることが好ましく、また上限を6つとすることが好ましい。なお、図4(A)に示す長辺23は、膨出部24を、3つの直線部M1〜M3で構成し、図5(B)に示す長辺25は、膨出部26を4つの直線部N1〜N4で構成している。
Contour lines (inner lines) on the molten
なお、長辺14(短辺も同様)の溶鋼接触面21側であって、長辺14の上位置P1より上側の縦断面の内側線は、膨出部22を構成する最上の直線部L1を延長して形成されている。この上位置P1より上側の縦断面は、図4(A)に示すように、長辺23(短辺も同様)の溶鋼接触面側であって、長辺23の上位置P1より上側の縦断面の内側線を、膨出部24を構成する最上の直線部M1を延長して形成することなく、長辺23の裏面側と平行な垂直状態(傾斜角度0度)にしてもよい。
In addition, the inner side line of the longitudinal section on the molten
直線部L1〜L3については、最上の直線部L1と、この直線部L1に隣接する上から2番目の直線部L2のなす角θ1、この直線部L2と上から3番目の直線部L3のなす角θ2を、それぞれ174度以上179.97度以下の範囲内としている。なお、各角θ1、θ2は、同一角度であるが、異なる角度にしてもよい。ここで、隣り合う直線部のなす角θが174度未満の場合、膨出部の側断面の形状が、部分的に突出する極端な形状となり、鋳片との接触抵抗が大きくなって、膨出部に摩耗損傷が発生し易くなる。一方、隣り合う直線部のなす角θが179.97度を超える場合、直線部の数が多くなって膨出部の加工が複雑となり、製造コストの増大を招く。以上のことから、隣り合う直線部L1〜L3のなす角θ1、θ2を、それぞれ174度以上179.97度以下の範囲内としたが、下限を178.0度、更には179.0度とすることが好ましく、上限を179.90度とすることが好ましい。 For the straight line portions L1 to L3, the uppermost straight line portion L1, the angle θ1 formed by the second straight line portion L2 adjacent to the straight line portion L1, and the straight line portion L2 and the third straight line portion L3 from the top are formed. The angle θ2 is in the range of 174 degrees or more and 179.97 degrees or less, respectively. Note that the angles θ1 and θ2 are the same angle, but may be different angles. Here, when the angle θ formed by the adjacent straight portions is less than 174 degrees, the shape of the side cross section of the bulging portion becomes an extreme shape that partially protrudes, the contact resistance with the slab increases, and the swelling increases. Wear damage is likely to occur at the protruding portion. On the other hand, when the angle θ formed by the adjacent straight portions exceeds 179.97 degrees, the number of straight portions increases and the processing of the bulging portion becomes complicated, resulting in an increase in manufacturing cost. From the above, the angles θ1 and θ2 formed by the adjacent straight line portions L1 to L3 are set in the range of 174 degrees or more and 179.97 degrees or less, respectively, but the lower limit is 178.0 degrees, and further 179.0 degrees. It is preferable to set the upper limit to 179.90 degrees.
上記した最上の直線部L1と次の直線部L2の連接箇所X1と、直線部L2と次の直線部L3の連接箇所X2と、下位置P2は、長辺14(短辺も同様)の上端位置から、長辺14の上下方向に異なる間隔U1〜U3で設けられている。また、図4(B)に示す長辺25も、直線部N1と直線部N2の連接箇所Y1と、直線部N2と直線部N3の連接箇所Y2と、直線部N3と直線部N4の連接箇所Y3と、下位置P2とを、長辺24の上下方向で異なる間隔R1〜R4で設けている。なお、各連接箇所X1、X2と下位置P2は、長辺14(短辺も同様)の上下方向の一部又は全部について、均等な間隔Uで設けてもよい。ここで、均等な間隔Uとは、各間隔の平均値に対して、±20%(好ましくは±5%)の範囲内で、各間隔が異なる場合も含む。
The uppermost straight line portion L1 and the next straight line portion L2 are connected at the connection point X1, the straight line portion L2 and the next straight line portion L3 are connected at the connection point X2, and the lower position P2 is the upper end of the long side 14 (the short side is the same). The distances U1 to U3 are different from each other in the vertical direction of the
図1に示すように、上位置P1と下位置P2を結ぶ直線L4を底辺とする膨出部22の最大高さh(ここでは、上から1番目の直線部L1と2番目の直線部L2との連接箇所X1の高さ)を、0.2mm以上5mm以下の範囲内としている。ここで、最大高さhが0.2mm未満の場合、膨出部の空間部側への張り出し量が小さ過ぎて、膨出部の表面形状がスラブの凝固収縮に追従できず、膨出部の表面と溶鋼の鋳型接触面側に形成される凝固シェルとの間に隙間が生じる。一方、最大高さhが5mmを超える場合、膨出部の縦断面が、部分的に突出する極端な形状となり、鋳片との接触抵抗が大きくなって、膨出部に摩耗損傷が発生し易くなる。以上のことから、膨出部22の最大高さhを0.2mm以上5mm以下の範囲内としたが、下限を0.5mm、更には0.55mmとすることが好ましく、上限を2.5mm、更には2.2mmとすることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the maximum height h of the bulging
以上に示した膨出部の形成位置、膨出部を構成する直線部の数、隣り合う直線部のなす角、及び膨出部の最大高さhは、以下に示す条件を考慮したり、また実際に測定した結果を基にして、3次元のスラブの凝固収縮及び鋳型の熱変形を考慮したFEM解析(有限要素法を用いた解析)により、前記した範囲内で決定するのがよい。
1)スラブの形状、スラブのサイズ、又は鋳込み条件(例えば、鋳込み温度、引き抜き速度、鋳型冷却条件等)。
2)鋳込み鋼種の成分に由来する物理量(例えば、液相温度、固相温度、変態温度、線膨張率、剛性値等)。
3)鋳型とスラブ間の接触熱移動量(スラブの収縮量は、この量に大きく影響される)。
この接触熱移動量については、特開2008−49385号公報に開示されているため、その詳細内容については省略する。
The formation position of the bulging portion shown above, the number of straight portions constituting the bulging portion, the angle formed by the adjacent straight portions, and the maximum height h of the bulging portion are considered in the following conditions, Further, based on the actual measurement results, it is preferable to make the determination within the above-mentioned range by FEM analysis (analysis using a finite element method) considering solidification shrinkage of the three-dimensional slab and thermal deformation of the mold.
1) Slab shape, slab size, or casting conditions (for example, casting temperature, drawing speed, mold cooling conditions, etc.).
2) Physical quantities derived from components of cast steel (for example, liquid phase temperature, solid phase temperature, transformation temperature, linear expansion coefficient, rigidity value, etc.).
3) Amount of contact heat transfer between the mold and the slab (the amount of shrinkage of the slab is greatly affected by this amount).
Since this contact heat transfer amount is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-49385, the detailed contents thereof are omitted.
短辺及び長辺14の溶鋼接触面21側には、例えば、溶射によりコーティング層が形成されている。溶射を行うコーティング層は、同一種類の成分を、短辺及び長辺14に使用する銅板(又は銅合金板、以下同様)の表面全体に亘って形成してもよく、また、複数種類の成分を、銅板の上下方向の異なる領域に、各成分の機能に応じてそれぞれ形成してもよい。以上に示した短辺及び長辺14は、銅板を、前記した形状に従来公知の機械加工を行って加工した後、その表面にコーティング層を形成し、必要に応じて更に仕上げ加工を行う。このコーティング層としては、機械加工した短辺及び長辺14の表面に溶射を行った後に、熱処理して使用するヒュージングタイプのものと、熱処理することなく使用するヒュージングレスタイプのものがある。
On the molten
ヒュージングタイプの材料には、Ni又はCoをベースとしたCr−Si−B系の合金を使用でき、必要に応じてこれにサーメットを添加したものを使用できる。また、ヒュージングレスタイプの材料には、Co、Ni、又はこれらの合金に、WC(タングステンカーバイト)等の炭化物系、TiN等の窒化物系、及びCrB等の硼化物系のいずれか1又は2以上を添加したものを使用できる。なお、短辺と長辺には、上記したいずれのタイプの材料を適用することもできるが、熱処理が終了した後の銅板の形状変化を考慮すれば、短辺にヒュージングタイプの材料を、長辺にヒュージングレスタイプの材料を、それぞれ適用することが好ましい。なお、コーティング層はめっきでもよい。このめっきの材料としては、例えば、Co−NiのようなCo合金、Ni−FeのようなNi合金、又はNiを使用できる。 As the fusing type material, a Cr—Si—B based alloy based on Ni or Co can be used, and a cermet added to it can be used as necessary. The fusingless type material includes any one of Co, Ni, or alloys thereof, carbides such as WC (tungsten carbide), nitrides such as TiN, and borides such as CrB. Or what added 2 or more can be used. Note that any of the types of materials described above can be applied to the short side and the long side, but considering the shape change of the copper plate after the heat treatment is finished, a fusing type material is used on the short side, It is preferable to apply a fusingless type material to each of the long sides. The coating layer may be plated. As a material for the plating, for example, a Co alloy such as Co—Ni, a Ni alloy such as Ni—Fe, or Ni can be used.
図2(A)、(B)、図3(A)〜(C)に示すように、長辺14の裏面側に上下方向に設けられた導水溝17〜19は、長辺14の裏面側に設けられた溝27〜29と、長辺14の裏面に当接するバックプレート13とで形成されている。この溝27〜29は、長辺14の溶鋼冷却面から溝27〜29の底位置(最も深さが深い溝の底位置)までの厚みT1を、3mm以上30mm以下とするようにして形成する。ここで、長辺の厚みT1が3mm未満の場合、長辺の繰り返し使用時における研削代が減少して鋳型使用回数の低下が生じる。一方、厚みT1が30mmを超える場合、厚みが厚くなり過ぎ、鋳型温度の上昇と締結の拘束による発生応力の増加により、塑性ひずみの発生量が増大する。以上のことから、長辺の厚みT1を、3mm以上30mm以下としたが、上限を20mm、更には12mmとすることが好ましく、下限を5mm、更には7mmとすることが好ましい。
2A, 2B, and 3A to 3C, the
このように、各導水溝17〜19を構成する溝27〜29を形成することにより、隣り合う溝27、28間と、隣り合う溝28、29間と、締結手段群の上下に隣り合う締結手段15、16を連結する領域に、それぞれ仕切り部(障壁ともいう)30〜32が、長辺14の上下方向に渡って形成される。なお、幅方向に隣り合う締結手段群の間隔Sは、例えば、50mm以上200mm以下程度である。また、締結手段群を構成する締結手段15、16は、形状のみが異なるものである。これにより、長辺14の裏面側にバックプレート13を取付けることで、仕切り部30〜32の表面が、バックプレート13に当接して、隣り合う締結手段群間に、それぞれ複数(ここでは、3本)の各導水溝17〜19が形成される。
In this way, by forming the
形成された導水溝17〜19のうち、上下方向に隣り合う締結手段15間の導水溝17〜19の内幅Wが10mm以上80mm以下(好ましくは、下限を15mm、上限を50mm)、深さDが3mm以上10mm以下(好ましくは、下限を5mm、上限を7mm)であり、かつ、深さDと内幅Wの比D/Wが0.075以上1以下の関係を満足して幅広に形成されている。なお、仕切り部30、31の幅W´は、例えば、導水溝17〜19の内幅Wの1/4倍以上1/2倍以下程度である。この導水溝17〜19のうち、締結手段群に隣接する導水溝17、19は、長辺14の上下方向に渡ってその断面形状が、締結手段15の側方に位置する部分と、他の部分(仕切り部32の側方に位置する部分)とで異なっている。なお、導水溝17、19の間に位置する導水溝18は、長辺14の上下方向に渡ってその断面形状が同一である。
Of the formed
図2(A)に示す締結手段15の側方部分の導水溝17(導水溝19も同様)の内幅W1は、図2(B)に示す上下方向に隣り合う締結手段15間の導水溝17の内幅Wよりも狭く、かつ図2(A)に示す側方部分の導水溝17の深さD1は、図2(B)に示す上下方向に隣り合う締結手段15間の導水溝17の深さDよりも深くなっている。具体的には、W1が3mm以上40mm以下、D1が3mmを超え20mm以下であり、しかもこのとき、D1/W1が、0.075を超え5以下の関係を満足している。これにより、締結手段15近傍の冷却効率を高めることができる。また、導水溝17の締結手段15の側方部分の領域Aと、上下方向に隣り合う締結手段15間の領域Bとの接続部は、領域Bから領域Aへ向け、その内幅を連続的(曲面的)に徐々に幅狭にしている。また、接続部は、領域Bから領域Aへ向け、その深さを徐々に深くしている。
The inner width W1 of the water guide groove 17 (also the water guide groove 19) in the side portion of the fastening means 15 shown in FIG. 2 (A) is the water guide groove between the fastening means 15 adjacent in the vertical direction shown in FIG. 2 (B). The depth D1 of the lateral
ここで、締結手段15の側方部分の導水溝17(領域A)の平断面積は、上下方向に隣り合う締結手段15間の導水溝17(領域B)の平断面積と同じ、又は−20%以上+20%以下(好ましくは、上限を+5%、下限を−5%)の範囲内である。なお、本実施の形態においては、締結手段15の側方部分に位置する仕切り部30、31を、他の部分よりも幅狭にして、導水溝17の平断面積の変化量を小さくしているが、各仕切り部30、31の断面形状を同一にしてもよい。このとき、締結手段15の側方部分の導水溝17の内幅W1、及び側方部分の導水溝17の深さD1は、前記した条件を満足している。これにより、導水溝17を流れる冷却水の流速を、長辺14の下部から上部まで略均一にできるが、締結手段の側方部分の導水溝の平断面積を、上下方向に隣り合う締結手段間の導水溝の平断面積より小さくして、導水溝における冷却効率を高めることもできる。
Here, the plane cross-sectional area of the water guide groove 17 (region A) in the side portion of the fastening means 15 is the same as the plane cross-sectional area of the water guide groove 17 (region B) between the fastening means 15 adjacent in the vertical direction, or − It is within the range of 20% or more and + 20% or less (preferably, the upper limit is + 5% and the lower limit is −5%). In the present embodiment, the
更に、図5(A)、(B)に示すように、長辺33の溝27〜29と、バックプレート13によって形成された導水溝34〜36のうち、締結手段群に隣接する導水溝34、36のメニスカス直下に位置する締結手段15の側方部分の底部に、冷却効率を増大させる水平突起からなるフィン37、38を設けてもよい。なお、長辺33は、フィン37、38が設けられたこと以外は、前記した長辺14と同一構成である。このフィン37、38は、導水溝34、36を構成する溝27、29の底面に対して、長辺33の幅方向に、例えば、ボールエンドミル(図示しない)を動かすことで形成できる。このフィン37、38は、側断面視して波状に形成されており、長辺33の上下方向のピッチPが1mm以上5mm以下程度、深さD2が、フィン37、38を形成する前の底面に対して、0.5mm以上2mm以下程度である。なお、フィンは、導水溝34、36の全体に渡って又は部分的に設けてもよく、また、メニスカスの上方50mmの位置から、メニスカスの下方150mm位置までの範囲内に渡って全体的に、又は部分的に設けてもよい。また、フィンを、溝に沿って上下方向に設けた突起によって構成することもできる。なお、メニスカスは、長辺33の上端から下方へ50mm以上150mm以下の範囲内にある。
Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
以上に示した長辺14の裏面側(冷却面とは反対側)には、複数の締結手段15、16を使用して、例えば、ステンレス製のバックプレート13(例えば、厚みが50mm以上500mm以下程度)が取付けられる。この取付けに際しては、バックプレート13の周辺部に、バックプレート13の給水部、排水部、及び長辺14の導水溝17〜19を囲むように溝(図示しない)が形成され、ここにOリングを配置することで、長辺14とバックプレート13の密着性を向上させ、導水溝17〜19からの冷却水の漏れを防止している。
この締結手段15、16は、長辺14に形成されている雌ねじ部39と、雌ねじ部39に螺合してバックプレート13を締着する雄ねじ(図示しない)を有している。また、雄ねじを取付けるため、バックプレート13に形成された孔40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冷却水の漏れを防止している。この雌ねじ部39は、バックプレート13側へ突出しており、この先端面がバックプレート13の孔40を形成する凹んだ部分に当接している。
On the back side of the
The fastening means 15, 16 has a
続いて、発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型10の作用について説明する。
連続鋳造用鋳型10においては、バックプレート13に取付けられている冷却部材12の内面(溶鋼接触面側)に、溶鋼湯面位置を上位置とし、上位置から下方へ300mm以上を下位置とする範囲に膨出部22を設けている。これにより、冷却部材12の内面の形状を、容易かつ安価に鋳片の凝固プロフィールに対応させた形状に近づけることができる。
Next, the operation of the
In the
そして、上下方向に隣り合う締結手段15、16間の導水溝17、18、19を、従来のものより幅広にしている。これにより、冷却部材の冷却効率を高めることができ、冷却部材12を均一に冷却することができる。
また、少なくとも冷却部材12の溶鋼湯面位置直下に位置する締結手段15、16の側方部分の導水溝17、19の内幅を、上下方向に隣り合う締結手段15、16間の導水溝17、18、19の内幅よりも狭くし、かつ側方部分の導水溝17、19の深さを、上下方向に隣り合う締結手段15、16間の導水溝17、18、19の深さよりも深くしている。これにより、従来温度が高くなり易かった部分の冷却効率を高めることができる。
更に、溶鋼湯面位置直下に位置する締結手段15、16の側方部分の導水溝17、19の平断面積を、上下方向に隣り合う締結手段15、16間の導水溝17、18、19の平断面積の−20%以上+20%以下の範囲内にしている。これにより、導水溝17、18、19内を通過する冷却水の圧力損失の上昇を抑制できる。
And the
Further, at least the inner width of the
Furthermore, the horizontal cross-sectional area of the
したがって、冷却部材12の下部から上部へかけての冷却水の流れが安定化し、冷却部材12の熱変形が均一になって鋳造を開始して時間が経過しても冷却部材12内面の形状を鋳片の凝固プロフィールに対応させた形状に維持することができる。その結果、鋳片のコーナー部での凝固遅れが抑制されて良好な品質の鋳片を製造でき、冷却部材12の熱変形も小さいため、冷却部材12の寿命を延ばすことができる。
Therefore, the flow of the cooling water from the lower part to the upper part of the cooling
以上、本発明を、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した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、膨出部を、一対の短辺及び一対の長辺のいずれか一方に設けてもよい。
また、冷却部材を、チューブ状とすることもできる。
そして、前記実施の形態においては、鋳片の一例であるスラブを製造する鋳型の構成について説明したが、形状と寸法の異なる他の鋳片、例えば、ブルームを製造する鋳型に、本願発明を適用することも勿論可能である。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included.
For example, you may provide a bulging part in any one of a pair of short side and a pair of long side.
Further, the cooling member can be formed in a tube shape.
In the above embodiment, the structure of a mold for producing a slab, which is an example of a slab, has been described. However, the present invention is applied to another slab having a different shape and size, for example, a mold for producing a bloom. Of course, it is also possible.
10:連続鋳造用鋳型、11:空間部、12:冷却部材、13:バックプレート、14:長辺、15、16:締結手段、17、18、19:導水溝、20:溶鋼、21:溶鋼接触面、22:膨出部、23:長辺、24:膨出部、25:長辺、26:膨出部、27、28、29:溝、30、31、32:仕切り部、33:長辺、34、35、36:導水溝、37、38:フィン、39:雌ねじ部、40:孔 10: mold for continuous casting, 11: space portion, 12: cooling member, 13: back plate, 14: long side, 15, 16: fastening means, 17, 18, 19: water guide groove, 20: molten steel, 21: molten steel Contact surface, 22: bulging part, 23: long side, 24: bulging part, 25: long side, 26: bulging part, 27, 28, 29: groove, 30, 31, 32: partition part, 33: Long side, 34, 35, 36: water guide groove, 37, 38: fin, 39: female screw part, 40: hole
Claims (8)
前記冷却部材の内面側に、溶鋼湯面位置を上位置とし、該上位置から下方へ300mm以上を下位置として前記空間部側へ張り出す膨出部を設け、該膨出部の縦断面の内側線を、前記上位置から前記下位置まで3つ以上8つ以下の連続する直線部で構成し、しかも、前記隣り合う直線部のなす角を、174度以上179.97度以下の範囲内とし、前記上位置と前記下位置を結ぶ直線を底辺とする前記膨出部の最大高さhを0.2mm以上5mm以下の範囲内とし、
前記冷却部材の外面側の上下方向に設けられ、冷却水が流れる多数の導水溝は、該冷却部材の外面側に設けられた溝と、該冷却部材の外面に当接する前記支持部材とで形成され、しかも上下方向に隣り合う前記締結手段間の前記導水溝は、その内幅Wが10mm以上80mm以下、深さDが3mm以上10mm以下であり、かつ、深さDと内幅Wの比D/Wが0.075以上1以下の関係を満足して幅広に形成されており、
前記導水溝のうち、少なくとも前記冷却部材の溶鋼湯面位置直下に位置する前記締結手段の側方部分の前記導水溝の内幅W1を、上下方向に隣り合う前記締結手段間の前記導水溝の内幅Wよりも狭くして3mm以上40mm以下とし、かつ前記側方部分の前記導水溝の深さD1を、上下方向に隣り合う前記締結手段間の前記導水溝の深さDよりも深くして3mmを超え20mm以下としたことを特徴とする連続鋳造用鋳型。 By means of a fastening means group comprising a cooling member formed on the inner side with a space portion penetrating in the vertical direction, the outer surface side being cooled by cooling water, and a plurality of fastening means arranged in the vertical direction on the outer surface side of the cooling member. A continuous casting mold having a supporting member for mounting the cooling member, and producing a slab while supplying molten steel to the space and cooling it,
On the inner surface side of the cooling member, there is provided a bulging portion that projects from the upper position to the space portion side with the molten steel surface position as the upper position and 300 mm or more downward from the upper position. The inner line is composed of 3 or more and 8 or less continuous straight portions from the upper position to the lower position, and the angle formed by the adjacent straight portions is within a range of 174 degrees or more and 179.97 degrees or less. And the maximum height h of the bulging part having a straight line connecting the upper position and the lower position as a base is in a range of 0.2 mm or more and 5 mm or less,
A large number of water guide grooves provided in the vertical direction on the outer surface side of the cooling member and through which cooling water flows are formed by grooves provided on the outer surface side of the cooling member and the support member in contact with the outer surface of the cooling member. In addition, the water guide groove between the fastening means adjacent in the vertical direction has an inner width W of 10 mm to 80 mm, a depth D of 3 mm to 10 mm, and a ratio of the depth D to the inner width W. D / W is formed wide to satisfy the relationship of 0.075 or more and 1 or less,
Among the water guide grooves, at least the inner width W1 of the water guide groove at the side portion of the fastening means positioned immediately below the molten steel surface position of the cooling member is set to be the width of the water guide groove between the fastening means adjacent in the vertical direction. It is narrower than the inner width W to be 3 mm or more and 40 mm or less , and the depth D1 of the water guide groove in the side portion is made deeper than the depth D of the water guide groove between the fastening means adjacent in the vertical direction. A continuous casting mold characterized by having a thickness of more than 3 mm and not more than 20 mm .
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