JPH0220644A - 移動可能なインサートを有する連続鋳込型装置 - 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】 （発明の分野） この発明は注入口端を構成している移動可能なインサー
）　（１ｎｓｅｒｔ）を有する連続鋳込型に関するもの
である。

（従来技術の記述） 熔融材料、特に金属及び銅のような合金の連続鋳造にお
いて、この目的の装置は鋳造される熔融材料をうけるう
け皿（ｔｕｎｄｉｓｈ）を含んでいる。うけ皿は耐熱性
の水平に配置されたノズルをもち、それを通して熔融金
属は鋳造のためうけ皿をでてゆく。うけ皿に連結した向
う側の端で、ノズルは流れ通る連続鋳込型に連結されて
いる。連続鋳込型は熱伝導材料、通常鋼又は銅合金で作
られ、鋳型を冷やすため液体、通常は水を循環する設備
が作られている。熔融金属が鋳型に入り、冷却された内
部鋳型表面に接触する七、固化され熔融状態を保持して
いる内部を有する熔融金属の固化表皮を生成する。固化
した表皮の厚さは、鋳型の長さに沿ってしだいに増加す
る。この部分的に固化された又は初期の鋳造が鋳型をは
なれるとき、表皮は充分に厚く、熔融金属の突出を妨げ
る。その後初期鋳造はしだいに冷却され、鋳造物の完全
な固化が最終的に達成される。

うけ皿を流れる熔融金属と接触しているノズルの耐□熱
材料は極端に高温になる。対照的に、耐熱ノズルに接触
している鋳型は充分に低温である。

従って冷却されている鋳型の熱伝導材料とノズルの耐熱
物の間に、転移材料として作用するブレークリング（ｂ
ｒｅａｋ　ｒｉｎｇ）を鋳型の内部におくことが一般に
行われている。熔融金属が始めに鋳型に入るとき、ブレ
ークリングは鋳造物の外殻を作り始める点を規定するよ
う作用している。それはノズル及び鋳型の界面における
ノズル端で金属の固化及び停止を妨げている。更にこの
点に関し、よく知られているように、鋳型及び鋳造物の
比振動又は振動が、鋳型からの一部固化した鋳造物の脱
離を容易にする・ため、縦方向に与えられている。

金属がノズル及び鋳型の間の界面又は接続点に入り、固
化するなら、一般に“フィン（ｆｉｎ）’、’と呼ばれ
ている固化した金属突起物が作られる。鋳型から鋳造物
の脱離の間に、これは鋳造物表皮における表面不規則を
生じ、生成した熔融金属の突出をともなうクランキング
を生じえる。加えてブレークリングは連続鋳込型の近く
の耐熱材料の孔内で熔融金属が凝固することを妨げてい
る。要約すると、ブレークリングは鋳型の注入口端で新
たに生成される固化鋳造物表皮への損傷を妨げている。

この目的のため、特に鋼のような熔融合金の連続鋳造に
おいて、ブレークリングは、鋼への化学抵抗、熱衝撃へ
の高度の抵抗、低熱伝導、摩耗及び浸食に高い抵抗をも
たねばならず、正確にそれが取付けられている表面に適
合せねばならない。これらの要求に合うように、ブレー
クリングは窒化はう素、窒化ケイ素及びジルコニアのよ
うな耐熱酸化物又は窒化物から一般に構成されており、
要求される正確な取付けが達成されるよう適切な外形に
加工されている。

代表的鋼鋳造操作における連続鋳込型は、スラブ又はビ
レットの鋳造を許すように一般に円形及び／又は長方形
の配置であり、スラブ又はビレットはひきつづき棒及び
はりを含め平らなロール法シート、及びストリップ又は
長い構造物に夫々変えられる。鋳型の配置は又鋳造され
る他の生成物の形に順応させるであろう。従って、連続
鋳込型の内部横断面はこの望まれる配置に順応させねば
ならない。然しなから構成における不正確さにより、夫
々の鋳型は寸法で幾分変わるであろう。それ故、ブレー
クリングは夫々の連続鋳込型の内部とともに相手に大変
近い公差で加工するか、１９８６年１０月３０日付の米
国特許筒９２４，６３８号明細書の開示による鋳型で完
全に作られるであろうことを要求している。ブレークリ
ングが取付けられている鋳型内部に関し正確な寸法をも
たないなら、ブレークリングの連結と鋳型共有領域表面
との間に熔融金属がたまるであろう。こ−に論じたよう
に、これは鋳造物の脱離を妨げるであろう。

ノズルから連続鋳込型をとおって生じている熔融金属の
温度は鋳型の注入口端で最高であるから、鋳型のこの端
は鋳型の他の部分よりさらに早い摩耗にさらされる。従
って最初に置換を必要とするに充分な鋳型の悪化を生じ
るのは鋳型注入口端での摩耗である。この例において、
鋳型の他の部分は、置換を要求する程度に一般に摩耗さ
れていない。又鋳型の注入口端における界面で生じてい
る熱衝撃は、しだいしだいの固化の間に鋳造物の新たに
生成される皮表にクランクを生じさせるであろう、これ
は引続いての圧延の間にクラックを発生する場所を生じ
るであろう。

（発明の要約） 従って、本発明の第一の目的は、鋳型入口端で移動でき
るインサートをもち、該インサートは鋳型の他の部分よ
り更に耐摩耗性材料よりなり、装置への装填が全鋳型の
置換を要求することなしに置換されえる連続鋳込型を提
供することである。

更に発明の特定の目的は、注入口端で非伝導材料の一体
のブレークリングを与えられた移動可能なインサートを
有する連続鋳型を提供することである。

発明は、金属及び合金、特に鋼のような熔融材料の水平
連続鋳造に特に適した装置に関連している。装置は鋳造
される熔融金属の量をうけるためのうけ皿を含んでいる
。耐熱性ノズルが、うけ皿から熱伝導材料の流通鋳造に
熔融材料出口として与えられ、熔融材料をうけるためノ
ズルに接する注入口端及び熔融材料の初期鋳造を流出す
るため出口端を有している。初期鋳造は鋳型を通過する
間に熔融材料の冷却から生成する。発明により、鋳型入
口端を包含する移動可能なインサートは、ノズルに接触
しているインサートの１端及び鋳型の本体部に接合され
たインサートの反対端を備えている。インサートは鋳型
の本体部分に関し高耐摩耗性及び／又は熱伝導率又は制
御された熱伝導率をもつ材料から構成されるであろう。

制御された熱伝導率により、インサートの伝導率は、そ
の長さにそって変わるであろう。そして特にノズルに接
している端から反対の端に徐々に増加するであろう。鋳
型の本体部分は、−船方法で、銅又は銅合金から構成さ
れ、鋳型の本体部分の銅又は銅合金より高い耐摩耗性及
び異った又は高い熱伝導率をもつ第２の銅合金である材
料から構成されたインサートを有しているであろう。こ
の目的のため、インサート材料は、例えば、複合材料、
セラミック、或は増加された耐摩耗性及び／又は熱伝導
率を与えている少なくとも１つの合金元素を含んでいる
銅合金のような合金であろう。そこで合金元素はジルコ
ニウム及び銀である。複合、材料は銅セラミック合金の
複合物のためのものであろう。

インサートは鋳型の本体部分より高い耐摩耗性をもつ伝
導セラミックから構成されるであろう。この実施態様に
おいて、インサートは鋳型の本体部分より伝導性が劣る
であろう。インサートはブレークリング及びブレークリ
ングとインサートの間に与えられているいかなる中間体
接合層なしにノズル近隣の注入口端でインサートに一体
に作られた非伝導性、セラミックプレークリングを特に
含むであろう。

（好ましい実施態様の記載） 図面の第１図に関し、連続水平鋼鋳造装置の部分の組立
品が１０として示されている。装置は熔融鋼１４の量を
含んでいるうけ皿１２を含んでいる。耐火ノズル１６は
出口端でうけ皿１２の内部に、反対端で水平に配置され
た連続鋳型１８の注入口端に接合されている。型１８は
一般に円形及び／又は長方形の配置をもち、注水口２４
及び流水口２６をもつ内部水循環室２２を有する鋼本体
部分２０を構成している。この構造は鋳型を冷やすため
室を通して水の循環を与えている。熔融金属１４が鋳型
１８に入り、調水−冷却鋳型本体２０に接触するので、
内部構成熔融金属１４で固化外皮２８を作成するよう固
化を始める。ブレークリング３０が鋳型の注入口端で与
えられている。

発明により、鋳型の注入口端に移動可能なインサート３
２が備えられている。第１図に示された実施態様により
インサート３２は銅を含み、連続鋳備型の本体部分２０
を構成している銅又は銅合金より高い耐摩耗性をもつ合
金を構成している。

鋳型の注入口端が鋳型に入る熔融金属の高温及びその注
入口端での接触のため鋳型の本体部分より大きな摩耗に
さらされるので、インサート３２は熔融金属から大きく
摩耗され、破壊される。インサートは移動可能であるの
で、摩耗されたとき、鋳型の注入口端より小さい摩耗に
さらされている鋳型の本体部をとりかえることなしに、
とりかえられるであろう。このことはより経済的な鋳造
法を生じる。注入口端での摩耗のため全鋳型をとりかえ
ないからである。

第２図は発明の別の実施態様を示している。第２図に伝
導セラミックのインサート３２が与えられている。非伝
導性セラミックで構成されたブレークリング３４がイン
サート３２に完成されている。一体のブレークリング３
４は、プラズマスプレーのような一般的な熱スジ−法に
よりインサート３２の耐火物上に作られるであろう。よ
く知られたように、プラズマスプレー法は一体のブレー
クリングの製造に使用される耐火化合物の粉末装入を備
えることを含んでいる。粉末装入は高温ガスプラズマに
導入され、高温ガスプラズマは粒子を熔かし、耐火化合
物でコートされる表面にそれをスプレーする。耐火化合
物を析出させるためスプレーすることは、熔融耐火化合
物をプラズマアークにより促進することにより達成され
る。この目的のため種々の技術が知られ、発明はいかな
る当価な方法も包含するけれども、発明の実際上の使用
に適した一船釣熱スプレー法は“′明日の表面コーティ
ング（Ｔｏｎ＋ｏｒｒｏｗ’ｓ　５ｕｒｆａｃｅ　Ｃｏ
ａｔｉｎｇ）　”〔江匹」［１９８５年６月２１日　３
５〜４９頁〕に開示されている。又これは粉末冶金及び
それに基づく加工法を含め種々の他の技術でも達成され
える。

ブレークリング３４は一般に長方形配置の断面を持つよ
うに示されているけれども、他の断面形も使用され、技
術的に既知である。例えば熔融金属と接触しているブレ
ークリングの表面は円であろう。或は第２図の実施態様
に示されたように直角であるよりむしろ傾斜角であろう
、又技術的によく知られたように、ブレークリングはこ
の図に示された以外の場所に置かれるであろう。例えば
、ノズル近くの鋳型の外側端表面におかれるであろう。

インサート３２及びブレークリング３４に適切な例を構
成するため、種々のセラミック化合物が発明の実際上の
使用に適当であろうけれども、この目的のための一般的
な化合物はモリブデン及び銅合金、チタン硼化物の合金
及び類似物である。

第１図の実施態様におけるインサート３２を構成するこ
とにおける使用に適当な銅合金は、ｗ４銀軸軸受金又は
ジルコニウム軸受合金であろう。特に、これに関し、第
３図はノズルに接触している端から反対の端に徐々に減
じている断面をもつ一体のブレークリング３６を有する
インサート３２を示している。この方法で、制御された
熱伝導率が達成され、非伝導性材料のブレークリングで
ブレークリングの断面がインサートの断面に比し減じる
ので、対応的に挿入物の熱伝導率が増加している。

これは又第４図の実施態様で達成されるであろう。

そこでブレークリングは、ブレークリングを構成するこ
とにおいて、異った熱伝導率の材料を使うことにより、
ブレークリングの端から端にプレークリング材料の熱伝
導率を変えることにより全長に沿って均一な断面をもっ
ている。これは、例えばブレークリングの構成の間に異
った材料をフレームスプレーすることにより達成される
であろう。

別に、ブレークリングは粉末冶金技術で構成されるであ
ろう。そこで粉末状における変った熱伝導率の異なった
材料がブレークリングを作るため圧密されている。圧密
技術は、一般にオートクレーブと呼ばれるガス加圧器の
使用によるような一般的熱間均衡圧縮を含むであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は使用された本発明の鋳型構造の１つの実施態様
の連続鋳造装置の部分の縦断図面の概観を示す図面であ
る。 第２．３、及び４図は本発明の鋳型構造の別の実施態様
を示す類似の断面を示す図面である。 ３ｏ・・・連続水平鋼鋳造装置； １２・・・うけ皿；　　　　　１４・・・熔融金属；１
６・・・耐火ノズル；　　　１８・・・連続鋳込型；２
０・・・鋳型本体；　　　　２２・・・水循環室；２８
・・・固化外皮；　　　　３０・・・ブレークリング；
３２・・・移動可能な挿入物；３４・・・ブレークリン
グ；３６・・・ブレークリング。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳造される熔融金属及び合金のような熔融材料の
   量をうけるうけ皿、該うけ皿からの熔融材料出口を与え
   ている耐火ノズル、及び熱伝導材料の流通鋳込型を含み
   、該鋳込型が該熔融材料をうけるため該ノズルに接触し
   ている入口端及び該鋳込型を通過する間に該熔融材料の
   冷却により生成する初期鋳造物を排出する出口端を有し
   ている熔融材料の水平連続鋳込型装置において、該装置
   が該型入口端及び一端で該ノズルと接触し、反対の端で
   該型本体部分に接触している移動可能なインサートを含
   有することを特徴とする連続鋳込型装置。
2. （２）該インサートが該型の本体部分より高い耐摩耗性
   材料で構成されている特許請求の範囲第１項の装置。
3. （３）該インサート材料が該型の本体部分より熱伝導率
   のよい材料である特許請求の範囲第２項の装置。
4. （４）該インサートの熱伝導率がノズルに接触している
   端から反対の端に徐々に増加している特許請求の範囲第
   １項の装置。
5. （５）該インサート材料が銅合金である特許請求の範囲
   第１項の装置。
6. （６）該銅合金がジルコニウム及び銀からなる群からえ
   らばれた少なくとも１つの合金元素を含んでいる特許請
   求の範囲第５項の装置。
7. （７）該インサート材料が該型の該本体部分より高い耐
   摩耗性をもつ伝導性セラミックである特許請求の範囲第
   １項の装置。
8. （８）非伝導性セラミックブレークリングが、該ブレー
   クリングと該インサートとの間に中間接合層なしにイン
   サートの注入口端で該インサートに一体に作られている
   特許請求の範囲、第１項から第７項のいずれか１項の装
   置。
9. （９）該ブレークリングが非伝導性セラミックである特
   許請求の範囲第８項の装置。
10. （１０）該ブレークリングが断面積においてノズル近辺
    の端から反対端に減じている特許請求の範囲第８項の装
    置。
11. （１１）該ブレークリングの材料が熱伝導率でノズル近
    辺の端から反対端に減じている特許請求の範囲第８項の
    装置。