JPH0211249A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

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に関し、とくにクランクの発
生を防止しようとするものである。

（従来の技術） 鋼の連続鋳造においては生産性増大のために鋳造速度を
高めることが試みられているが、それに伴い鋳型銅板へ
の熱負荷が増大して銅板に歪やメニスカスと接触する部
分（以下メニスカス部という）でのクラックが発生し、
鋳型寿命が短くなるため、種々の対策が講じられている
。

すなわち、銅板厚みを薄く均一にすること（実開昭５８
−２３２５４号公報参照）、冷却水量（流速）を増加す
ること又は冷却水の通路となるスリットの深さ、幅およ
び本数等を変化させること、によって、銅板温度を低く
し、銅板の耐力が低下しない、あるいは、熱膨張量が小
さい温度域で使用する等である。

（発明が解決しようとする課題） 上記の手法は、銅板において問題となる部分がメニスカ
ス部であるにもかかわらず、銅板全域にわたって施され
ているため、銅板全体の温度が低くなり、したがってメ
ニスカス部近傍の温度勾配はほとんど変化しない。一般
に銅板の歪世が温度差に依存することを考えると、温度
差、つまり温度勾配を小さくしない限り銅板の歪を抑え
ることは困難で、問題は依然として残ることになる。

一方、メニスカス部近傍の温度勾配を小さくする方法と
しては、例えば特開昭６１−９２７５６号公報に、鋳型
内表面の上部に複数の縦溝を設けることが記載されてい
るが、溝の摩耗が生じるため効果の持続を期待できない
。

そこでこの発明は、鋳型の鋳込方向における温度変化を
小さくし温度勾配を小さく抑え得る有利な構造の連続鋳
造用鋳型を提供することが目的である。

（課題を解決するだめの手段） この発明は、鋳型内壁面の冷却を司る冷却水の通路をそ
なえ、冷却水通路は鋳込方向を横切る断面における面積
を鋳込方向へ漸増してなることを特徴とする連続鋳造用
鋳型（第１発明）および、鋳型内壁面の冷却を司る冷却
水の通路をそなえ、冷却水通路と鋳型内壁面との間の肉
厚を鋳込方向へ漸増してなることを特徴とする連続鋳造
用鋳型（第２発明）である。

まず第１発明に従う連続鋳造用鋳型を、第１図に示す。

図示例は４枚の銅板を組立てたもので、各銅板の構造は
同様なので、以下銅板１について説明する。なお２はバ
ックアッププレートである。

さて銅板１の内部に形成した冷却水通路（以下通路と示
す）３は、Ａ−Ａ断面図に示すように、その幅が鋳込方
向へ徐々に広がりかつ、Ｂ−Ｂ断面図に示すように、そ
の深さが鋳込方向へ徐々に深くなる形状で、すなわち通
路３は鋳込方向を横切る断面における面積（以下断面積
という）が鋳込方向へ徐々に増加することを特徴とする
。

また通路３の断面積を鋳込方向へ増加させるには、上記
のほかにも、種々の構造を適用できる。

例えば第１図に示したＡ−Ａ断面図を（Ａ−１）および
Ｂ−Ｂ断面図を（Ｂ−１）とし、さらに第２図に示すＡ
−Ａ断面図を（Ａ−２）、第３図（ａ）〜（Ｃ）に示す
Ｂ−Ｂ断面図をそれぞれ（Ｂ−２）〜（Ｂ−４）とする
と、下記の組み合せになる構造が第１発明に有利に適合
する。

記 ■通路の幅を変化　　　　　（＾−１）＋（Ｂ−３）■
通路の深さ変化　　　　　（Ａ−２）　＋（Ｂ−２）■
通路幅および深さ変化　　（Ａ−１）　＋　（１３−２
）■　■〜■の適宜組合せ さらに通路３と銅板１の内壁面、すなわち溶鋼接触面と
の間の肉厚（以下厚みという）を鋳込方向へ徐々に増加
した第２発明は、例えば、（Ａ−２）＋（Ｂ−４）の組
み合せになる構造が有利に適合する。

（作　用） 鋳型の通路を上記した構造にすることによって、冷却水
の流速を鋳込方向へ徐々に小さく又は、銅板の厚みを鋳
込方向へ徐々に大きくでき、冷却水の熱伝達係数は鋳込
方向にわたって変化する。したがって銅板において高温
部は低温へ右よび／又は低温部は高温へ移行することに
なる。銅板の鋳壁面における温度分布は模式的には、第
４図の■〜■のパターンを示し、同図■又は■の従来鋳
型のパターンに比し、その温度勾配は緩く、銅板での歪
の発生を抑制する方向に作用する。

一般に溶鋼から鋳型冷却水への伝熱量Ｈ（ｋｃａｌ／ｍ
２ｈ）は次の（１）式で表わされる。

Ｔ、：銅板鋳型内面の温度（１） Ｔｗ　：冷却水の温度（１＞ ｈｗ：冷却水の熱伝達係数（ｋｃａｌ／ｍ２ｈ　ｔ）ｄ
ｃｕ　：銅板の厚み（ｍ） λｅｕ：銅板の熱伝導率（ｋｃａｌ／ｍｈ　ｔ）またｈ
ｗは、連続鋳造用鋳型に適用する場合、円管内の強制対
流熱伝達率である次の（２）式で表わすことができる。

ここで ０ｅ：通路の水力相当直径（ｍ） ｖｗ：冷却水の流速（ｍ／ｈ） シ：冷却水の動粘性係数（ｍ２／ｈ） Ｐｒ：冷却水のプラントル数 λＷ　：冷却水の熱伝導率（ｋｃａｌ／ｍｈ　ｔ）ａ　
：通路の幅（ｍ） ｂ　：通路の深さ（ｍ） ｎ　：通路の本数 上記（４）式を（２）式に代入すると、さて上記した伝
熱量Ｈを小さくするには、銅板温度Ｔ、の変化が大きい
ことから、（１）式の分母である（１／ｈ、＋ｄＣ８／
λｃｕ）、つまり総括熱伝達係数を大きくすることが有
効である。すなわちｈｗを大きくおよびｄｃｕを小さく
することである。ここでｈｗを大きくするには（５）式
よりＤｅを小さくすればよいことがわかる。したがって
伝熱量を小さくするには、すなわち銅板のメニスカス部
の温度を低下するには、Ｄｅ及びｄｃｕを小さくすれば
よいことがわかる。

以上説明したように、銅板の通路の断面積を鋳込方向へ
漸増すること（Ｄｅを銅板メニスカス部へと小さくする
ことに相当）、また銅板の厚みを鋳込方向へ漸増するこ
と（ｄｃｕを銅板メニスカス部へと小さくすること）は
、銅板の鋳込方向への温度変化を抑える上で極めて有効
である。

（実施例） 下記の仕様になる、第１図に示した銅板の組立鋳型を用
いて、０．０８〜０．１５ｗｔ％Ｃを含む中炭素鋼を２
３０　Ｘ　１０００〜１８５０　ｍｍの銅帯に、引抜き
速度１．３〜２．０　ｍ／ｍｉｎで連続鋳造した際の銅
板鋳壁面温度の鋳込方向分布および銅板鋳壁面に施した
Ｃｒめっき層（５０μｍ厚）の寿命について調べた。

記 ００　ｍｍ ２７５ｋｃａｌ／ｍ−ｈ　　・℃ ４５００　ｊ２／ｍ１ｎ ５４本 上端５ｍｍ下端１０ｍｍ　（直線的に漸増）５ｍｍ 上端４Ｑｍｍ、　　下端５Ｑｍｍ　（直線的にｉ斬増） 鋳込方向長さ 熱伝導率 冷却水量 通路本数 通路幅 通路深さ 銅板の厚み また比較のため、幅［３ｍｍ、深さ２５ｍｍで銅板の厚
みが５０ｍｍとなる通路をそなえる従来の銅板を用いて
の同様の連続鋳造も行った。

第５図に銅板の鋳込方向の温度分布を示すように、この
発明に従う鋳型を用いた適合例は従来例に比し緩やかに
変化している。

また表１に銅板削正までの鋳造回数を従来例を１．０と
したときの指数で示すが、適合例は従来例の２．６３倍
もの長寿命化がはかられた。

表　　１ 第１図はこの発明に従う鋳型を示す説明図、第２および
３図は通路の変形例を示す断面図、第４および５図は銅
板の鋳込方向における温度分布を示すグラフ、 である。

１・・・銅板 ３・・・通路 ２・・・バックアンププレート （発明の効果） この発明によれば、鋳型における歪の発生、ひいてはク
ラックの発生を回避することができ、鋳型の長寿命化を
はかり得る。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳型内壁面の冷却を司る冷却水の通路をそなえ、冷
   却水通路は鋳込方向を横切る断面における面積を鋳込方
   向へ漸増してなることを特徴とする連続鋳造用鋳型。 ２、鋳型内壁面の冷却を司る冷却水の通路をそなえ、冷
   却水通路と鋳型内壁面との間の肉厚を鋳込方向へ漸増し
   てなることを特徴とする連続鋳造用鋳型。