JPH01210153A - 連続鋳造用鋳型装置 - Google Patents

連続鋳造用鋳型装置

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JPH01210153A
JPH01210153A JP63327493A JP32749388A JPH01210153A JP H01210153 A JPH01210153 A JP H01210153A JP 63327493 A JP63327493 A JP 63327493A JP 32749388 A JP32749388 A JP 32749388A JP H01210153 A JPH01210153 A JP H01210153A
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JP
Japan
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coolant
rib
width
inner plate
slit
Prior art date
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Pending
Application number
JP63327493A
Other languages
English (en)
Inventor
Reinhard Hargassner
ラインハルト・ハルガスナー
Rudolf Scheidl
ルドルフ・シャイドゥル
Helmut Holl
ヘルムート・ホル
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/055Cooling the moulds

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、連続鋳造用鋳型構造に関し、特に鋼のビレ
ット、及びブルーム、あるいはスラブを連続鋳造するだ
めのプレート鋳型に関するものであり、該鋳型において
鋳型側壁が各々支持壁及びこれに固着され、溶融金属に
接触するようになる内側プレートによって形成され、又
、内側プレートの支持壁に対面する側にはクーラントチ
ャネルが平行に配列して設けられ、これは支持壁に向か
って開口するスリットとして形成され、その幅はスリッ
ト間に位置するリブの幅よりも小さく、又その深さはリ
ブの幅よりも大きい連続鋳造用鋳型構造に関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
この種の連続鋳造用鋳型(米国特許第3866664号
及び同第3763920号)はスラブ、ビレット、ある
いはブルーム断面を有する鋼のストランドを鋳造する際
に用いられる。内側プレートは一般に銅あるいは銅合金
によって作られているが、この内側プレートの温度を高
い鋳造速度下でさえ低く維持するために、内側プレート
の集中的でかつ一定した冷却が必要であると強く言われ
ていた。
公知の連続鋳造用鋳型では、クーラントチャネル間に設
けられるリブは単位時間当たりに必要なり−ランドの量
を少なくし、又クーラントの高流速を得るのに役立つ。
その上このリブにより内側プレートの製造に際し機械加
工量を低下させることが可能である。
日本鋼管技術リポート48号(1987)により、クー
ラントチャネルとして幅5 mmiさ15mmのスリッ
トを20mmの間隔で設けることが知られている。しか
しながら、この従来例では、殆ど効果的な冷却か得られ
ず、そのため内側プレートの温度受容能力を確保するた
めに、クーラントの速度を相対的に高く設定する必要が
あり、このことは言い換えると効率の減少を招来すると
いう問題点がある。
〔発明の目的〕
この発明はかかる欠点に鑑み、最初に定義された種類の
連続鋳造用鋳型であって、はんのわずかなり−ラント化
量とそれほど早くないクーラント速度とによって、特に
優れた冷却を実現し得る連続鋳造用鋳型を提供すること
を特徴とする特に、内側プレートの製造に際し機械加工
の少量化が図られなければならない。
〔目的達成の手段及び作用〕
この発明に従えば、この目的は冷却リブの幅を13mm
又はそれ以下とし、又クーラントの流速を内側プレート
とクーラント間の熱伝達係数αが20〜70 kw/ 
m”k、好ましくは25〜50 kw/m2kとなり、
内側プレートの熱流量がリブをもたない平滑な内側プレ
ートの熱流最上り大きくなるように設定することにより
達成される。
この発明は、冷却リブの幅に対するスリットの深さの比
が1以上であり、さらにこれに加え、熱伝達係数αが上
述の範囲内にあれば、クーラントチャネル間に設けられ
るリブは冷却リブとして機能することができるという知
見に基づいている。
このことからクーラント速度は、従来技術のそれに比較
して低下し、クーラントがオーバーヒートせずに効率的
な熱放出が実現できろ熱伝達係数α=c−v0・65 
 に関連したものとなる。冷却リブの幅に対するスリッ
トの深さの比が1より小さい時、リブは冷却効果に不利
な影響を与え、即ちリブによって冷却か損なわれ、その
場合内側プレートの背面側を構成しリブを省略した平坦
な壁の方がより効率的となる。
熱流量とは予め定められた流速のクーラントの流れによ
って単位時間及び単位面積当たりに運ばれる熱の債を意
味するが、平滑なプレートにおける熱流量は従来技術の
リブが形成され同じ厚さのプレートに比較して大きくな
るということが研究によって明らかとなった。リブが冷
却リブとして機能する、即ち冷却効果を増大させる場合
にのみ、これは幾何学的寸法の比が特定の値熱伝達係敗
αか特定の大きさになる場合であるが、平滑なプレート
の熱流量に対するリブを備えたプレートの熱流量の比は
1より大きくなるだろう。まず最初に決定されることは
リブの最大幅である。
好ましくは、スリットの幅は3〜7mmであり、リブの
幅に対するスリットの幅の比は多くともl〜2である。
スリットの形状は冷却機能に密接に関連し、さらにスリ
ットはあまり狭い寸法であってはならない。これは汚れ
が堆積し、又特に薄いミリングカッターが必要となって
スリットの製作からはや不可能になるからである。他方
、スリットあまり広い寸法であってはならない。これは
スリットを製造する際に機械の加工の少量化ができない
からである。
〔実施例及び発明の効果〕
この発明は添付図面に基づく2つの実施例によって詳細
に説明される。ここで第1図は鋳型の概略平面図、第2
図は内側プレートの拡大断面図、第3図は第2図におけ
る内側プレートを矢印■方向から見た図、第4図は第3
図のIV−TV線断面図、第5図は第6図及び第7図に
示される異なった内側プレートにおける熱伝達係数と冷
却効率との関係を示す図、第6図は従来技術に従った例
を示す図、第7図はこの発明に従った例を示す図、第8
図はリブの幅及び熱伝達係数と効率との関係を示す図で
ある。
スラブ断面を有する鋼ストランドを鋳造するために用い
られるプレート鋳型のフレーム形状のウォーターボック
スlには、幅広の側壁2と端部側壁3とが配列されてい
る。この幅広の側壁2と端部側壁3とはそれぞれ支持壁
4.5によって形成され、この支持壁4.5には内側プ
レート6.7が固着され、この内側プレート6.7は溶
融金属と接触するようになっている。連続鋳造する場合
、連続鋳造用内側プレート6.7は一般に銅又は銅合金
で形成されている。
幅広の側壁2はウォーターボックスlにマウントされた
調整駆動装置8によって相互に近づいたり離れたりでき
るように設けられ、又この幅広側壁2は固定手段9によ
って相互に関連した異なる位置で固定されるようになっ
ており、これは幅広側壁2間で端部側壁3をクランプし
、あるいは幅広側壁2と端部側壁3間に一定寸法の間隙
を与えることにより実現可能である。
幅広側壁2及び端部側壁3の両者は冷却水供給手段lO
によってウォーターボックスlに連結されている。調整
駆動装置11は例えばねじ込みスピンドルによって構成
され、各端部側壁3の上側あるいは下側のリム部分に連
結され、各端部側壁3の移動及び傾斜の調整を行なうよ
うになっている。
端部側壁3及び幅広側壁2の内側プレート6.7にはそ
の背面側12k、即ち各支持壁4.5に隣接する側にク
ーラントチャネルが平行に配置して設けられ、これは支
持壁4.5に向けて開口するスリット13によって構成
されている。スリットを決定する側壁は互いに平行であ
るのが好ましく、又内側プレートの平面に垂直な方向を
向くのが好ましい。それらは内側プレート6.7がラッ
プされるのを防止するために、複数のクランプボルト1
4によって支持壁4.5にリジッドに固定されている。
クランプボルト14との螺合に供するボア15、より適
切には内側プレート6.7に挿入された中間スリーブ1
6によって形成されたボア15は特に第3図から明らか
なように平行な配列17に配置されている。クーラント
を導くスリット13はこれらの配列17間に設けられ、
鋳型の高さ方向に延びている。
このスリット13は2つの隣接するスリット13の距離
、即ちその中間に配列されたリブ21の幅19に対する
スリット13の深さ18の比が孔の列17間の領域にお
いて1以上となるように配列されている。このスリット
13は5mmの幅20(3〜7mmの幅であればよいカ
リを有し、その中間に配列されたリブ21は11mmの
幅で、2つの孔の列17間で内側プレート6の一端部に
隣接した端部領域においては12mmの幅である、その
深さ18は第2図及び第4図に示されるように18mm
である。内側プレート6.7の全厚は40mrrIであ
る。内側プレート6.7は端部において略11mmに地
直しされ溶融金属と接触するようになっている。
実施例の図においてスリット13の底部は平坦面である
が、これは半円形状であってもよい。
スリット13内にはクーラントが通過し、リブ21はス
リット13間に位置して冷却リブとして機能する。この
ことは第5図によってより詳細に説明される。第5図に
はダイヤグラムを示し、縦軸に効率ηが横軸に熱伝達係
数αがプロットされている。効率ηはスリット13によ
って形成されるリブが省略されたところの平滑な壁にお
ける熱流量に対するスリットが形成されたクーラントチ
ャネルを備えた壁における熱流量の比を示す。
全てのηが1より小さい場合、リブ21は冷却リブとし
て機能しないばかりか、対象とする平滑な壁よりも冷却
効果が劣り、即ち熱伝達を阻害する。ηカ月より大きい
場合、冷却はリブ21によって平滑な壁に比して改善さ
れ、これはリブ21が冷却効果の強化によって冷却リブ
として機能することを意味する。
第5図において、熱伝達係数20〜50kw/m”kの
範囲には特に2つの異なったスリット及び冷却リブの例
に関連して示されている。−点鎖線aは第6図に示され
たリブ22k関連して20〜50kw/m2kの範囲に
おけろ熱伝達係数αに対する効率ηの関係を示し、第6
図ではリブ22の幅に対するスリット13の深さの比が
両者15mmで1となっている。ηはα値が24以下の
場合にのみ1以上となっている。それゆえ、第6図に示
されろリブ22は熱伝達係数αが非常に小さくクーラン
)・の流速が低い時にのみ冷却リブとして効果を有する
。しかしそのようなり−ランドの流速は内側プレートの
不十分な冷却のみを招来し、それゆえ実現は困難である
熱伝達係数αとリブの幅との基礎的な関係、即ちα−C
(定数)・Vo・a5  の関係から求まるクーH,0 ランドの流速V   、及び効率ηの基礎的な関係は第
8図に示されている。
第8図から明らかなように、与えられたリブの幅におい
ては、より早いクーラントの速度、これは熱放散量の増
大をもたらすが、及び効率ηの低下と1゛う意味にお5
゛てクーラントの流速VH2゜はリブが冷却リブとして
機能するか否かを決める重要な要素を構成する。
表によれば、この事実は第6図及び第7図に示される実
例によって説明される。ラインrには第6図に示される
構成の従来のプレートによるデータが示され、ライン■
には第7図に従ったプレート構成によるデータが示され
ている。表にはクーラントの低速及び高速V   にお
ける双方の効H、0 率η、α値、αeff値(=α×η)が示されている。
二の発明に従う構成ではクーラントの低流速によって従
来構成と同様のαeff値500’00か得られること
は明らかである。
この表から、第6図及び第7図に示される内側プレート
を同等に低い温度に調整するためには、この発明(第7
図)に従う実施例においてより低いクーラントの流速V
より少ないクーラントの比1、より小さい圧力損失△P
及びより低いポンプ性能が必要であることが分る。
実線で表された曲線すは第7図の冷却リブ21における
異なった熱伝達係数αに対する効率ηを示す。全ての熱
伝達係数値において、この曲線は直線η−1より上にあ
り、第7図に示されろ冷却リブ21はどのような状況で
も、即ちクーラントの流速が全体として違う場合でも冷
却リブとして機能する。第7図に示される冷却リブにお
いて、リブ21の幅19に対するスリットI3の深さ1
8の比は1.5である。
スリット13を備えfこ内側プレート6.7においてリ
ブ21の幅19に対するリブの高さ及びスリットの深さ
18の比が1以上であれば、冷却効果は、通常のクーラ
ント量及びクーラント速度における平滑な壁の内側プレ
ートに比較して増大していることが分る。現在の製造技
術水準、即ちスリット13を形成するためのミリングカ
ッターの能力によればスリット13の幅20は通常5m
mであり、このスリット13はあまり薄く形成されず、
又可能な限り機械加工の少量化を実現するためにあまり
広幅に形成されない。
【図面の簡単な説明】
第1図は鋳型の概略平面図、第2図は内側プレートの拡
大断面図、第3図は第2図における内側プレートを矢印
■方向から見た図、第4図は第3図のIV−IV線断面
図、第5図は第6図及び第7図に示される異なった内側
プレートにおける熱伝達係数と冷却性能との関係を示す
図、第6図は従来技術に従った例を示す図、第7図はこ
の発明に従った例を示す図、第8図はリブの幅の性能と
熱伝達係数の性能との関係を示す図である。 2.3・・・側壁、4.5・・・支持壁、6.7・・・
内側プレート、I3・・・スリット、18・・・スリッ
トの深さ、19・・・リブの幅、20・・スリット幅、
21・・・リブ。 特許出願人ホエストーアルピン・インダストリーアンラ
ーゲンバウ・ゲゼルシャフト ・ミツト・ベシュレンクテル・ ハフラング 代理人  弁理士前 山 葆 ほか2名FIG、 8

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)各々が支持壁及び該支持壁に固定され溶融金属と
    接触するようになるのに適合した内側プレートから構成
    された、鋳型側壁手段を含み、上記内側プレートの上記
    支持壁に対面する側にクーラントチャネルが平行に設け
    られ、上記クーラントチャネルが上記支持壁に向かって
    開口し、その中をクーラントが通過するのに適合したス
    リットによって構成され、上記スリット間にリブが位置
    し、上記リブの各々はリブ幅を有し、上記スリットの各
    々は上記リブ幅よりも小さなスリット幅を有するととも
    に上記リブ幅よりも大きなスリット深さを有する型式の
    連続鋳造用鋳型装置、例えば鋼のビレット及びブルーム
    あるいはスラブを連続鋳造するためのプレート鋳型にお
    いて、 上記リブ幅は最大で13mmに設定され、上記クーラン
    トは熱伝達係数αが上記内側プレートと上記クーラント
    間で20〜70kw/m^2kとなるように調整された
    流速でもって上記スリットを通過し、上記内側プレート
    がリブを持たない平滑な内側プレートの熱流量よりも大
    きな熱流量をもつことを特徴とする連続鋳造用鋳型装置
  2. (2)上記熱伝達係数が25〜50kw/m^2kの範
    囲内の値であることを特徴とする請求項1記載のの連続
    鋳造用鋳型装置。
  3. (3)上記スリット幅が3〜7mmの範囲内の値に設定
    され、上記リブ幅に対する上記スリット幅の比が最大で
    1〜2に設定されていることを特徴とする請求項1記載
    の連続鋳造用鋳型装置。
JP63327493A 1987-12-23 1988-12-23 連続鋳造用鋳型装置 Pending JPH01210153A (ja)

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AT3414/87 1987-12-23
AT0341487A AT389251B (de) 1987-12-23 1987-12-23 Kuehlung einer stranggiesskokille

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JPH01210153A true JPH01210153A (ja) 1989-08-23

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ID=3550175

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AT (1) AT389251B (ja)
CA (1) CA1318767C (ja)
DE (1) DE3840448C2 (ja)
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