JPH02295656A - 連続鋳造金属製品の冷却方法及び装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、連続鋳造金属製品の冷却方法並びに該法を実
施する装置に関する。

（従来の技術） 連続鋳造は、溶融金属とくに泪を、側面が冷却されて両
端が開放された鋳型内で鋳造し、部分固化された連続鋳
塊形態にある金属製品を鋳型から抜き出す方法である。

鋳塊の固化は、表面冷却すなわち二次冷却の作用下で継
続され、この二次冷却は一般に圧力水の噴射により行わ
れる，このため多用されている冷却装置の一タイプは、
不完全に固化された鋳塊を支持し、孔あきを避けるため
のロール等の手段も包含する。

冷却対象鋳塊の表面に加圧冷却液の連続層を形成する冷
却方法は、既に提案されており、特にベルギー特許ＢＥ
−Ａ−９０４，４３６号に記載されている．実際には、
この冷却液は一般に常温すなわち１０乃至２０℃の水で
ある。この方法は、鋳境を均一に支持しながら極めて均
質に強冷する。その結果、以後孔あきの恐れが全くない
一様な厚みの固化金属表面層が急速に形成される． しかしながら、前記諸利点の外に、この方法は、鋳造品
の内部、更に正確に云うと固化面すなわち固化層と製品
内部の未だ液状にある金属との間の分離面に微小亀裂を
形成する可能性を有した。この欠点は、連続鋳造品とく
に高炭素含量の鋳鉄に時として認められた。斯かる微小
亀裂は、鋳造品並びにそれから製る圧延品の品質に有害
な内部欠陥をもたらすことがある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の一目的は、前記タイプに属して、しかも内部微
小亀裂を形成しない連続鋳造品の冷却手段を用いて、今
述べた不都合を改善できる方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明の連続的金属鋳造品の冷却方法は、連続鋳造型を
出た後の金属製品を該製品の表面に加圧冷却液の連続層
を形成して強冷工程に付する方法であって、引き続き強
冷工程の熱交換率の５０％以下の熱交換率の冷却液を用
いる一以上の中冷工程を前記金属製品に適用することを
特徴とする．本発明の一実施態様では、中冷工程の熱交
換率は，強冷工程の熱交換率の２０乃至４０％である．
熱い表面と冷却液との間の熱流が、熱交換率と表面温度
一冷却温度の差との積に等しく、熱交換率が冷却液とく
に水の噴射方式及び冷却液の流速と温度に関係すること
は知れている． 本発明方法の一持徴は、中冷工程の冷却液として２５乃
至６０℃の温度、好ましくは４０”Ｃ付近の水を使用す
ることである。

本発明の興味ある一実施方式では、前記金属製品の強冷
工程の流出冷却液の少なくとも一部を回収し、斯く回収
された冷却液を前記金属製品と接触させ、該金属製品に
沿ってこの冷却液を流し、前記冷却液の速度並びに金属
製品との接触時間を中冷工程後の製品表面温度の関数と
して調節するのである。

中冷工程後の金属製品の表面温度を測定し、それを予定
温度と比較し、測定値が前記予定値よりも高いか低いか
に従って，金属製品に沿って流れる前記冷却液の流速を
加減すると有利である。

今説明した方法は、強冷工程で流れる冷却液を回収し、
それが所望温度に加熱される十分な時間にわたり金属製
品との接触を維持し、金属製品の出口温度変化の関数と
して調節可能な速度又は流量で流すことが可能である． 本発明は、前述の方法を実施可能とする装置をも対象と
する． この装置は、連続鋳造品の通路を取り巻く囲いを包含し
、前記の囲いには入口端と出口端とがあって，各々前記
金属製品を通す開口部を有し、かつ、前記出口端に設け
られた開口部は調節可能な口径の断面を有することを特
徴ととする．本装置の一好適実施態様は、強冷装置の下
流に配置され、該強冷装置から流出する冷却液の少なく
とも一部を回収する手段を包含するものである．このた
め、何らの補給水の供給手段も必要とはしない。

本発明の装置は、中冷装置出口での金属製品の表面温度
を測定するため、前記口径の出口開口部付近に温度測定
手段を包含することもできる．本発明のその他の特徴及
び利点は、一例としての好適装置を用いる本発明方法の
特定実施態様に関する以下の説明にから明らかになるで
あろう。

この説明は、以下の添付図面を引用して行う。

第１図は、強冷装置の下流に配置される本発明の概要を
示すものである。

第２図は、連続鋳造品の表面温度の変化に関する本発明
方法の効果を示すものである．第１図の概要表現では、
本発明を明瞭かつ容易に理解するため必要な要素のみを
示す。

第１図に示す装置は、連続鋳造の鋳塊鋳型１並びにその
下に配置される強冷装置２を包含する。

本図の装置２は、前記ベルギー特許ＢＥ−Ａ−９０４　
，４３６号に記載されたタイプのものであるが、相当強
度の冷却を行うものならば別のものでも差し支えない。

　装置２の下方に本発明の中冷装置を示し、番号３で綜
括的に示している。

装置３は、鋳造金属製品の通路を取り巻く囲い４を包含
する．この囲い４は本質的に一定の断面を有する本体５
から構成されその上端及び下端には鋳造品を通す開口部
がある。本図に示した例では，本体５の上端は全く開放
されており、一方の下端には角錐台６形状の底部がその
小さな基部上に設けられている。この小基部は開放され
ており、その下部の稜は山型締金具で形成される剛性枠
７により強化されている．この山型締金具は、その翼を
水平面に対して４５゜に、その頂部を鋳造金属製品のほ
うに向けて配置されている。この山型締金具は、鋳造操
作の開始前にマネキン（ｍａｎｎｅｑｕｉｎ）を上に運
ぶ際、マネキンの頭を正しく案内する。

枠の下部寸法Ｌは、鋳造金属製品の面と枠７を構成する
山型締金具の頂部との間隙の大きさｅを保つよう定めら
れる。寸法Ｌ及びｅは、鋳造金属製品の形状及び寸法並
びに確保の要ある冷却液流量の関数として定めることが
できる。この装置は、囲い４の内部と外部に夫々圧力ロ
ール８と９並びに囲い４の内部に案内ロール１０をも包
含する。内部の圧力ロール８は、鋳造品に沿って流れる
水の流速を減らし、従って囲い４内での水の攪拌を低下
させるのである。水は、その時、この囲い４内で加熱さ
れ金属製品を中度に冷却することができる。高温計１１
は、鋳造金属製品の表面温度を測定する。

第１図に示した装置を引用して本発明の冷却方法を説明
する． 溶融金属例えば溶鋼を連続鋳造の鋳塊鋳型１に流し、そ
こで古典的な一次冷却を施す．金属製品１２には薄い固
化皮膜が形成され、引き続き該金属製品は強冷装置を横
断し、そこで固化皮膜の厚みは大幅に増大する。

次に、この金属製品１２は、本体５の上端開口部を経由
して中冷装置３に入り、剛性枠７の下稜に対して正しい
位置をとるよう、案内ロール１０により案内される。

囲い４は、その開放入口端を経由して、強冷装置２から
流出する水の少なくとも一部を回収する。

囲い４の出口断面は、寸法Ｌとｅで定められるが、その
正味は入り口断面よりも小であり、このため囲い４は予
定の水準まで水で溝たされる。囲い４には、その他に、
該法の必要に応じて水の水準を変えるため、図には示し
ていない既知の諸手段を設置することができる．金属製
品１２は、比較的静かな氷塊を横断し、水が金属製品と
の接触で加熱され、この金属製品は中冷されるのである
。この中冷は、未だ液状にある心部が供給する熱の作用
下で、固化皮膜が過度に急速再加熱されるのを防止する
。このため、固化面に内部微小亀裂が出現することなく
、製品の中心まで金属の固化が進行可能である。

高温計１１は、装置３の出口で金属製品１２の表面温度
を測定し、その測定温度の関数として、例えば囲い４内
の水の水準を中冷に指令することができる。

第２図は、本発明の方法並びに装置の一適用例を示すも
のである．本例は、２２０　ｍ＋ｎ平方の断面の０．８
％Ｃ罰ビレット表面層を対象とする。図（ａ）及び（ｂ
）は、左側の垂直軸で面の中央でのビレットの表面温度
（Ｔｓ　）の変化を、右側の垂直軸で固化した表面層の
厚み（ｄ）の変化を、何れも鋳造型１のメニスカス（＋
４）　　（第１図を参照されたい）から測定した距Ｍ（
Ｄ＞の関数として示している．両者共、１００　朋の同
一固化厚みを実現した．（発明の効果） 図（ａ）に対応する第一のケースでは、鋳造鋳型１と強
冷装置２を有する既知タイプの設備でビレットを鋳遣し
た。この両装置は、第２図では種々のハッチを付けた長
方形で表示している。鋳造鋳型１を出たあと、ビレット
の表面温度は装置２で極めて急速に低下し、そこを出る
と同時に再上昇して急速に最高温度に達し、それからゆ
っくりと低下することが分かる。図（ｂ）に対応する第
二のケースでは，強冷装置２に続いて本発明の中冷装置
３を加えた。図（ｂ）は、ビレットの表面温度の再上昇
が、第一ケースの装置２を出たときと比べて、冷却装置
３では極めて榎慢であることを示している，従って、温
度も平衡温度である最大値に達するまで同じく禮侵に再
上昇し、そのあとゆっくりと低下する．このようにビレ
ット温度がゆっくりと再上昇すると、金属の固化はより
進行し、かつ、固化面での微小亀裂の形成は回避される
。

固化厚みの変化も、この場合は更に有利となる。

４．　　［図面の簡単な説明］ 第１図は、強冷装置の下流に配置される本発明の概要を
示すものである． 第２図は、連続鋳造品の表面温度の変化に関する本発明
方法の効果を示すものである。

Ｔｓ（’Ｃ） ＦＩＧ．＋． ＦＩ０．２．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続鋳造型から出たあとの金属製品を、その表面に
   加圧冷却水の連続層を形成する強冷工程に付する金属製
   品の冷却方法であって、引き続き前記金属製品に、熱交
   換率が強冷工程の熱交換率の５０％以下であるような冷
   却液を用いる一以上の中冷工程を適用することを特徴と
   する連続鋳造金属製品の冷却方法。 ２、中冷工程の熱交換率が、強冷工程の熱交換率の２０
   乃至４０％であることを特徴とする請求項１記載の冷却
   方法。 ３、前記の中冷工程の冷却液として、２５乃至６０℃の
   温度の水を使用することを特徴とする請求項１又は２記
   載の方法。 ４、前記金属製品の強冷工程から流出する冷却液の少な
   くとも一部を回収すること、斯く回収された前記冷却液
   と前記金属製品との接触を維持すること、この冷却液を
   該金属製品に沿って流すこと、及び前記冷却液の流速並
   びに金属製品との接触時間を中冷工程後の金属製品の表
   面温度の関数として制御することを特徴とする請求項１
   乃至３記載の冷却方法。 ５、中冷工程後に前記金属製品の表面温度を測定するこ
   と、この測定温度をこの温度の予定値と比較すること及
   びこの測定値がこの温度の前記予定値より高いか低いか
   に従って、金属製品に沿って流れる前記冷却液の流速を
   加減することを特徴とする請求項４記載の冷却方法。 ６、連続鋳造される金属製品（１２）の通路を取り巻く
   囲い（４）を包含すること、前記の囲い（４）が入口端
   と出口端を有し、各々、前記の金属製品を通す開口部を
   含むこと、及び前記出口端に設けられた開口部が所定口
   径の断面を有することを特徴とする金属製品の冷却装置
   。 ７、前記の所定口径断面が調節可能である請求項６記載
   の冷却装置。 ８、前記の装置（３）を強冷装置（２）の下流に配置す
   ること及び前記の装置（３）が、前記強冷装置から流出
   する冷却液の少なくとも一部を回収する手段を包含する
   ことを特徴とする請求項６又は７記載の冷却装置。 ９、所定口径の前記出口開口部の下流に配置され、前記
   金属製品の表面温度を測定する手段（１１）を包含する
   ことを特徴とする請求項６乃至８記載の冷却装置。