JPH0225258A - 金属管の水平連続鋳造方法 - 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］ 本発明は金属管の水平連続鋳造方法に関する。

［従来の技術］ 金Ｉｉ！管の水平連続鋳造方法にあっては、特開昭Ｈ−
５４２５５号公報に記載される如く、溶湯保持炉の鋳込
口に鋳型装置を配設し、この鋳型装置において溶湯を冷
却して鋳造管を形成し、この鋳造管を引抜ローラー装置
により挟圧して水平に引抜鋳造する。

ここで、引抜ローラー装置は、鋳造管を相互に挟圧する
ピンチローラ−と押えローラーからなり１両ローラーが
鋳造管に与える挟圧力に起因してそれらローラーと鋳造
管表面とのＩＩＪＩに生ずる摩擦力により、該鋳造管に
引抜力を付与する。１．たがって、引抜ローラー装置は
、両ローラーがすべることなく鋳造管を確実に引抜くよ
うに、適度な挟圧力を鋳造管に及ぼす必要がある。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の金属管の水平連続１４造方法にあ
っては、挟圧引抜装置が鋳造管に加える挟圧力の最適化
についての考慮がなされていない。

このため、特に薄肉金属管の鋳造時、鋳造管がＬ記挟圧
力により圧壊あるいは楕円化してしまうおそれがある。

本発明は、金属管を連続鋳造するに際し、挟圧引抜装置
による圧壊および楕円化を防止し、断面形状に優れた金
属管を安定的に製造することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、溶湯保持炉に収容した溶湯を鋳型装置にて管
状に凝固させて鋳造管を形成し、この鋳造管を挟圧引抜
装置により挟圧して水平に引抜く金属管の水平連続鋳造
方法において、挟圧引抜装置に進入する鋳造管の断面寸
法と温度を測定し。

測定された断面寸法、および測定された温度における鋳
造管材料の材料強さに基づいて鋳造管の圧壊強さを演算
し、演算された圧壊強さに基づいて、挟圧引抜装置が該
鋳造管を圧壊ないし楕円化しない、かつ該鋳造管との間
にすべりを生じない挟圧力を設定し、挟圧引抜装置が鋳
造管に及ぼす挟圧力を上記設定値に制御するようにした
ものである。

〔作用〕

本発明によれば、挟圧引抜装置は、鋳造管を圧壊ないし
楕円化しない、かつ鋳造管との間にすべりを生じない最
適な挟圧力で該鋳造管を引抜くこととなる。したがって
、たとえ薄肉管にあっても、断面形状に優れた金属管を
安定的に製造することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す制御系統図。

第２図は鋳型装置を示す断面図、第３図は鋳型装置を示
す端面図、第４図は鋳造管の断面モデル図である。

連続鋳造装置１０は、第１図に示す如く、溶湯保持炉１
１の側面下部に形成した鋳込ロエ２に鋳型装置１１３を
付帯して配設している。連続鋳造装置１１０は、鋳型装
置１３により溶湯を冷却して鋳造管１４を形成し、これ
を水平引抜き鋳造する。

連続鋳造装Ｗ１０は、溶湯保持炉１１に加熱装置ｌｌ　
ＩＡを備え、湯温を調整回部としている。

４続鋳造装置１０は、鋳型装置１３の出側にて鋳造管１
４を支持するガイドローラー１５を備えるとともに、鋳
造管１４を引抜くための引抜ローラー装置１６（挟圧引
抜袋りを備える。引抜ローラー装置１１６は、ピンチロ
ーラ−１７と押えローラー１８とからなる。なお、引抜
ローラー装置１６は、■油圧ポンプ１６Ａにて駆動され
る油圧モーター１６Ｂを有し、この油圧モーター１６Ｂ
にてピンチローラ−１７を駆動するとともに、（α押え
シリンダ１８Ａを有し、この押えシリンダ１８Ａにて押
えａ−ラー１８を押圧して鋳造管１４に挟圧力を付与し
、結果として鋳造管１４に引抜力を付与することとして
いる。

鋳型袋！１３は、第２図、第３図に示す如く、黒鉛から
なる鋳型１９と同じく黒鉛からなる中子２０とにより構
成されている。

鋳型１９は、中空状をなし、溶湯浣入側端部に中子保持
内径部２１を備えるとともに、中子保持内径部２１を除
く略全長にわたる鋳型中心軸まわりに管外面成形内径部
２２を備える。

中子２０は、鋳型１９に装入され、溶湯流入側端部に鋳
型１９の中子保持内径部２１に嵌着されるフランジ部２
３を備えるとともに、フランジ部２３を除く略全長にわ
たる鋳型中心軸まわりに設けられて鋳型１９の管外面成
形内径部２２との間に管成形通路２５を形成する管内面
成形外径部２４を備える。また中子２０は、フランジ部
２３における鋳型中心軸まわりの複数位置（この実施例
では４位Ｍ）のそれぞれに上記管成形通路２５に連通す
る溶湯注入通路２６を備える。各溶湯注入通路２Ｇの通
路断面形状は円弧状である。なお、隣接する溶湯注入通
路２６に挟まれる継なぎ部２７の厚みｇは強度１許され
る限り小とし、各溶湯注入通路２６の通路面積をより大
とすることが好ましい。

すなりち、鋳型装置１３は、鋳型１９の中子保持内径部
２１に中子２０のフランジ部２３を嵌着固定し、前記溶
湯注入通路２６と管成形通路２５とをストレート状に連
通する。第２図の２８は鋳型１９と中子２０との固定ビ
ンである。

なお、鋳型装置１３は、具体的には、鋳型１９の溶湯流
入側端部に銅ライナー２９を介して銅製の水冷ジャケッ
ト休３０を嵌着するとともに、鋳型１９の＃湯流入側端
部にレンガからなるインサートリング３１．３２を嵌着
し、また水冷シャケ−７ト体３０とインサートリング３
１の間に鉄板３３を嵌着することとしている。これによ
り、鋳型装置１３は、水冷ジャケット体３ｏの部分を溶
湯を凝固形成させるための冷却部、インサートリング３
１の部分を非冷却部、インサートリング３２の部分を保
持炉ｉｔの炉壁１１Ｂへの装着部としている。

また、この実施例の連続鋳造装ＭＩＯは、鋳型装置１３
に流入した溶湯が過冷却することのないように、中子２
０の溶湯流入側端部に礼状のぬすみ２０Ａを設けるとと
もに、鋳型装Ｗ１３の端部を炉内へ突出させている。

しかして、連続鋳造装置１１０は、制御装置４１と、断
面寸法測定装置４２と、鋳造管温度測定装置４３を備え
ている。

制御装置４１は、鋳造管１４を、■引抜時間（ｔ　ｅ）
の間一定引抜き速度（Ｖｅ）で引抜き長さＰだけ引抜き
、■上記引抜き後の待時間（ｔｗ）の開停止することを
１サイクルとして繰返すべく、引抜ローラー装ｗ１６の
油圧ポンプ駆動制御部４４を制御する。なお、鋳造管１
４の引抜き速度は油圧モーター１６Ｂの出力軸に連結さ
れた引抜き速度検出器４５を介して制御装置４１にフィ
ードバックされる。

断面寸法測定装置４２は、外径検出器４２Ａと肉厚検出
器４２Ｂとを有して構成され、引抜ローラー装置１１６
に進入する鋳造管１４の断面寸法（外径と肉厚）を測定
する。この測定結果は制御装置４１に転送される。

鋳造管温度測定装置４３は、引抜ローラー装置１６に進
入する鋳造管１４の表面温度を測定する。この測定結果
も制御装置４１に転送される。

制御装置４１は、断面寸法測定装置４２により測定され
た断面寸法、および鋳造管温度測定装置４３により測定
された温度における鋳造管材料の材料強さ（引張強さ、
せん断強さ）に基づいて鋳造管１４の圧壊強さを演算す
る。また、制御装置４１は、演算された圧壊強さに基づ
いて、引抜ローラー装５１１６が鋳造管１４を圧壊ない
し楕円化しない、かつ該鋳造管１４との間にすべりを生
じない挟圧力を設定する。さらに、制御部Ｍ４１は、引
抜ローラー装置１６の押えシリンダ駆動制御部４６を制
御し、引抜ローラー、１１１６が鋳造管１４に及ぼす挟
圧力を上記設定値に制御する。

（Ａ）ところで、制′ａ装履４１の「断面寸法、材料強
さによる圧壊強さの演算手法」は例えば以下の如くであ
る。

第４図のような円形のリングが垂直な直径方向に荷重Ｐ
を受ける場合の円形リングの各部分での応力を考える（
金属管を引抜く場合のモデル化）、上記応力と、予めこ
の材料の引張試験から得られている各材料温度での引張
り強さとから圧壊強さを求めることができる。

■円形リングでの各部分の応力の算出 第４図に示すように、リングの中心に原点０をとり、力
の方向をｙ軸にとると、変形状態はＸ。

ＶＷａに関して対称となるから、ｌ／４象限を考えれば
十分である。すなわち、Ｂ断面で固定し、Ａ断面にＰ／
２およびモーメン）　Ｍ　ｏが作用すると老える０図に
おいて、任意の断面をＣとすると。

舌直力Ｎおよび曲げモーメン）Ｍは、以下のように表わ
せる。

白）式を用いることにより　円形リングの各部分の応力
σは、以下のように表わすことができる。

・・・（２） 促しＡ・ 円形リングの断面積 ■　： 断面二次モーメント Ｉ　　＝　　　　（ｄ　２　’−ｄ　　ｌ　’）ｄ、：
外径、　　ｄＩ　＝内径 （２）式において応力σを小で微分することにより　σ
の最大値を求めると以下の如くなる。

（３）丈より応力σは６＝８ｏ度のと！！３すなわちＢ
断面で最大となる。またこの時、リングの外側でＦ″Ｅ
縮　リングの内側で引張となり、そして絶対値は内側の
引張の方が大きい、したがって、応力σの絶対値の最大
値１σＩ　ｍａｔは以下のように表わされる。

・・・（４） 但し　ｔは肉厚 ・り圧壊強さの算出 例えば鋳鉄管のようなぜい性材料の破壊については、一
般的に最大１応力説を用いて、上記（４）式のｌσｌ　
ｗａｘが、引張試験から得られている今回材料温度での
引張強さ以上になれば破壊に至ると考えられる。

また、他の延性材料については、一般的に、最大ぜん断
心力説あるいはせん断ひずみエネルギ説を用いて、まっ
たく同様に考えられる。

（Ｅ）また、制御装置４１の「圧壊ないし楕円化しない
、かつ鋳造管との間にすべりを生じない挟圧力の設定方
法」は例えば以下の如くである。

すなわち、実験室的に、圧壊試験および楕円化試験を行
ない、かつすべり試験を行い、これらの結果から、上記
（Ａ）で求めた圧壊強さに補正を加えて適正挟圧力とす
る。

すなわち、と記連続鋳造装置１０によれば、引抜ローラ
ー装置１６は、鋳造管１４を圧壊ないし楕円化しない、
かつ鋳造管１４との間にすべりを生じない適正な挟圧力
で該鋳造管１４を引抜くこととなる。したがって、たと
え薄肉管であっても、断面形状に優れた金属管を安定的
に製造することができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、金属管を連続鋳造するに
際し、挟圧引抜装置にょる圧壊および楕円化を防止し、
断面形状に優れた金属管を安定的に製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御系統図、第２図は
鋳型装置を示す断面図、第３図は鋳型装置を示す端面図
、第４図は鋳造管の断面モデル図である。 １０・・・連続鋳造装置、 １１・・・溶湯保持炉、 １３・・・鋳型装置、 １４・・・ｔＪＩ造管４ １６・・・引抜ローラー装置（挟圧引抜装置）、４工・
・・制御装置、 ４２・・・断面寸法測定装置 ４３・・・鋳造管温度測定装ｄ。 第１図 代理人　弁理士　　塩　川　修　治 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶湯保持炉に収容した溶湯を鋳型装置にて管状に
   凝固させて鋳造管を形成し、この鋳造管を挟圧引抜装置
   により挟圧して水平に引抜く金属管の水平連続鋳造方法
   において、挟圧引抜装置に進入する鋳造管の断面寸法と
   温度を測定し、測定された断面寸法、および測定された
   温度における鋳造管材料の材料強さに基づいて鋳造管の
   圧壊強さを演算し、演算された圧壊強さに基づいて、挟
   圧引抜装置が該鋳造管を圧壊ないし楕円化しない、かつ
   該鋳造管との間にすべりを生じない挟圧力を設定し、挟
   圧引抜装置が鋳造管に及ぼす挟圧力を上記設定値に制御
   することを特徴とする金属管の水平連続鋳造方法。