JPH02121752A - 連続鋳造用鋳型の製法 - 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、緩冷却率を向上して鋳片の縦割れの防止効
果を高めた連続鋳造用鋳型に関する。

［従来の技術］ 一般に、鋼の連続鋳造用金型は、銅又は銅合金を主体と
して製作されている。この型に銅を主体とする理由の一
つは、その熱伝導率が大きいために溶鋼の初期凝固を含
む鋳型内での鋳片形成には不可欠な急速冷却に適する点
である。最近の高速鋳造操業では型材自身の熱伝導率に
依存する他に鋳型内の抜熱性能をさらに向上させる方策
をも採り入れている。

また、一方、連続鋳造鋳片に発生する表面欠陥の一つで
ある縦割れについては、特にδ→Ｔ変態を伴う中炭鋼域
における発生が皆無になっていない。この縦割れ発生の
メカニズムは、溶鋼が冷却され凝固シェルが形成される
過程で、潤滑剤であるパウダー層厚の不均一によって部
分的に冷却速度が遅くなり、シェル厚が不均一になる。

同時に凝固における収縮が発生し、さらに鋼種によって
は変態による収縮も付加されて薄いシェル部分に引張り
応力が作用して縦割れが生じる。

そこで、このような縦割れ発生を防止するために、凝固
初期における急速冷却の均一さを得る緩冷却鋳型の製法
で、鋳型の内壁を構成する鋼板の溶鋼と接触する型内面
に溝を設ける方法が特開昭６１−１２９２５７号公報に
提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような製法にあっては、所要の溝
を形成するために複雑なめっき工程を経る必要から、工
法が複雑で、溝形成に化学腐蝕を施すため価格も加工時
間も大幅に嵩み、工程付使用には適さない。さらに鋼板
の型内面に溝が形成されているため、鋳造中にパウダー
が付着することにより本来の冷却機能の維持が難しい、
というように種々の問題がある。

この発明は、このような従来の問題にかんがみてなされ
たものであって、型内面に設けた細溝を平坦なめっき面
で覆う等により、上記問題点を解決することを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、鋼の連続鋳造用鋳型の内壁を構成する鋼板
の溶鋼と接触する型内面に多数の細溝を形成し、形成し
た該細溝にワックスを充填してその表面に導電化処理を
行った後、金属めっきを施し、しかる後に前記ワックス
のみを除去する連続鋳造用鋳型の製法である。ワックス
表面の導電化処理には銀粉末を用いることが好ましく、
また導電化処理後に、この導電化処理面を有する前記鋼
板の型内面に活性化処理を行なって、めっきの確実性を
保ち、さらに前記金属めっきの第１層に銅めっきを施し
た後、該銅めっき上に重ねて金属めっき又は溶射を施す
ものである。

［作用］ 本発明は、上記のような構成としたことにより、細溝内
にはワックスが充填されているために鋳型表面は平面と
なって、これに金属めっきを施すことになる。

このため金属めっきは、鋳型内面に平坦に施されて、鋳
型内壁を平坦に仕上げる。

一方、前記ワックスは加熱により容易に除去することが
できるから、前記細溝に基づく空間により通気溝を節単
に構成できる。

［実施例］ 以下、この発明を図面を参照して説明する。

第１図は鋳型の縦断面図、第２図は第１図における■−
■断面を拡大した図である。図において１は鋳型の内壁
を構成する鋼板で、内部に鋳型を冷却するための水冷溝
２が設けられている。、３は後述のコーティング部であ
り、４はコーティング部と鋼板１との間に形成された通
気孔であって、鋼板１に機械加工により形成された多数
の細溝がコーティング部３により溝を覆われて形成され
たものである。８は図外のタンデイツシュから浸漬ノズ
ル９を介して鋳型内へ注湯された溶鋼であって、６は溶
鋼のメニスカスを示す。７はメニスカス上に供給された
潤滑剤としてのパウダーであって、コーティング部３と
溶鋼８及び表面の凝固し始めたシェル５間の潤滑を図る
もので、シェル５の矢印ｆ方向への引抜きを円滑にする
ものである。

次に第３図によって通気孔４の製作方法を説明する。

先ず、細溝４鋼の大きさａＸｂとピッチＰとを予め計算
しておき、その寸法を決定して鋼板１の表面に機械加工
により多数の細溝４ａを形成する（同図（ａ））。次に
加工面の脱脂を行ってから細溝４ａ内へワックス１１を
充填する（同図（ｂ））。このワックス１１については
後工程で通気孔形成時に除去性をよくするために融点が
５０〜２００°Ｃまでで、且つめっき工程での加熱冷却
による膨張や収縮によるワックスの変形をできるだけ抑
えるために膨張係数の小さいものを選択する。またワッ
クスＩｆの充填方法は、例えばワックスを溶融状態とし
、この中に細溝を形成した鋼板１を浸漬し、引上げて冷
却凝固させる。又は上方へ開口面を向けた細溝へ溶融ワ
ックスを流込んでもよい。

しかる後に、余剰のワックスを物理的に除去し、細溝内
のワックス面と鋼板１表面とを平坦な同一平面とする。

次に、ワックスはもともと導電性がないために、めっき
を行うための導電ベースを設ける必要があり、その目的
ではカーボンや金属の粉末を利用することもできるが、
電気抵抗値の低いことと比較的表面状態が変化し難く安
定であるなどの理由で銀粉末が望ましい。そこで、ワッ
クスを導電化するには、たとえば銀粉末をワックス表面
に擦り込めばよいが（同図（Ｃ））、ワックス面にだけ
擦り込むことは難しく鋼板１の表面にも銀粉が付着して
しまうので、めっき前処理として活性化処理が重要とな
る。つまり、銅に対してはある程度溶解して活性面とし
、銀に対しては溶解力が殆どない薬剤で処理する。これ
によって鋼板上の銀は付着している層が極めて薄く多孔
質であるために容易に除去できるが、ワックス１１上の
銀は除去されないことになる。従って表面は活性化され
た鋼板とワックス上の銀とが予定したごとく交互に規則
正しく存在することになり、この上にめっきを施せばワ
ックスｌｌ上にも金属めっき膜が付着することになる。

なお、ワックスの中に予め導電性粉末を混入しておけば
前述のように銀粉末を擦り込む作業は不要となるがその
粉末量が多くなり相当に不経済となる。

以上のごとく活性化終了後、実際のめつきに際し、希望
する金属を直ちにめっきしてもよいが、柔軟性があって
補修の容易な銅を先ずめっきすることにより、目的とす
る金属をめっきする前の整備を容易とすることができる
。この場合の渭めつき１２の膜厚は１０μｍ以上とする
（同図（ｄ））。

なお、この膜厚を１０μｍ以下とするとピンホールが発
生し易く、次工程のめっきに悪影響を及ぼすことがある
。

また銅めっき層１２の上に施す第２層１３のめっきとし
ては、用途に応じてどの金属でもめつきできるし、溶射
法によりセラミックス２サーメツトなども施すことが可
能である。そしてそれらの膜厚も任意に選定できる（同
図（ｅ））。

以上のように皮膜を形成したのち、溝部に充填されたワ
ックス１１を除去することになるが、ワックス１１の融
点に応じて、熱湯、スチームなどを利用して加熱すれば
ワックス１１は軟化、流出し通気孔４が形成される（同
図げ））。

また、本発明により製作した鋼板（ａ＝ｏ、５ｂ＝０．
５．Ｐ＝１ｍｍ）に対してめっき密着性テスト、ヒート
ショックテストを施し良否をみたがテストピースについ
ての異常は認められなかった。

次に本発明の製法において製作した鋳型を用いて鋳造し
、縦割れ評点をもって従来法との効果比較したものを第
４図に示した。緩冷却の範囲は鋳型のメニスカス６を含
む上部３００Ｍの範囲とし、鋼板１の幅方向全面に施し
た。図中で白丸印は従来鋳型の場合、黒丸印は本発明に
よる鋳型の場合を示したものであって、図から明らかな
ごと（縦割れ発生率を５０％低減させることができた。

以下に本発明による鋳型製法の実際例を示す。

１）溝加工：機械加工にて鋼板にａ＝０．５．ｂ＝０．
５．Ｐ＝１ｆｆＩｆｆ＋の多数の細溝加工を行う。

２）　脱脂：有機溶剤を鋼板にスプレーして脱脂。

３）　ワックス充填：ワックスを８０°Ｃで溶融し、溝
開口部を上方に向けた鋼板上に流込み、自然放冷で固化
させる。

４）　導電化処理：銀粉を溝部のワックス上に指で擦り
込む。

５）活性化処理：銅に対して活性で、銀に対して不活性
な溶液中へ数分間〜数十分間浸漬する。

６）　銅めっき８１０μｍ ７）Ｎｉめっき：１００μｍ ８）　ワックス除去：熱湯（８０〜１００°Ｃ）または
スチームを鋼板側面の溝部に注ぎ、ワックスを溶融、流
出させる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、縦割れ発生を防
止する緩冷却鋳型を提供するのみならず、本発明の構造
を用いれば表面溝加工によって同様な効果を期待した従
来の方法でのパウダーの付着や、あるいは使用中の磨耗
により溝形状が維持できなくなる結果の不均一冷却を発
生することもない。

さらにコーテイング面の下部磨耗等による鋳型再補修に
際しても再加工が安価で行える等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鋳型の縦断面図、第２図は第１図
における■−■断面の拡大図、第３図（ａ）〜（ｆ）は
通気孔の製作順序を示す図、第４図は鋳型抜熱量と樅割
れ評点との関係を示すグラフである。 １・・・・・・鋼板、３・・・・・・型内面（コーティ
ング）、４・・・・・・ｍ溝、１１・・・・・・ワック
ス、１２．１３・・・・・・金属めっき。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼の連続鋳造用鋳型の内壁を構成する円板の溶鋼
   と接触する型内面に多数の細溝を形成し、形成した該細
   溝にワックスを充填してその表面に導電化処理を行った
   後、金属めっきを施し、しかる後に前記ワックスのみを
   除去することを特徴とする連続鋳造用鋳型の製法。
2. （２）ワックス表面の導電化処理に銀粉末を用いる請求
   項（１）記載の連続鋳造用鋳型の製法。
3. （３）ワックス表面の導電化処理後に、この導電化処理
   面を有する前記鋼板の型内面に表面活性化処理を行う請
   求項（１）または（２）記載の連続鋳造用鋳型の製法。
4. （４）前記金属めっきの第１層として銅めっきを施した
   後、該銅めっき上にさらに金属めっき又は溶射を施す請
   求項（１）乃至（３）の何れかに記載の連続鋳造用鋳型
   の製法。