JPH0237951A

JPH0237951A - 金属管の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH0237951A
Application number: JP18702888A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Saito; 博斉藤; Hiromasa Aranaka; 新中　博昌; Yasuo Watanabe; 靖夫渡辺; Takuya Atsumi; 厚見　卓彌; Yuichiro Sato; 祐一郎佐藤; Yuzuru Watanabe; 譲渡辺; Hiroshi Morita; 啓森田
Original assignee: Pacific Engineering Corp; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Pacific Engineering Corp
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1990-02-07

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］本発明は金属管の連続鋳造方法に関する。

［貨来の技衛］金属管の連続鋳造方法にあっては、特開昭６０−５４２
５５号公報に記載される如く、管外面成形内径部を備え
る鋳型と、鋳型内に配設されて管内面成形外径部を備え
る中子とを有する鋳型装置が用いられる。すなわち、ヒ
記鋳型装置を溶湯保持炉の鋳込口に配設し、この鋳型装
置において溶湯を冷却して鋳Ｗ管を形成し、この鋳造管
を引抜装置により水平に引抜く。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記連続鋳造時には、鋳型内の溶湯が中子ま
わりにて凝固収縮しながら鋳造管となり引抜かれる。

そこで、溶湯が鋳型内において過度に凝固収縮してしま
う場合には、凝固収縮した鋳造管が中子を強く抱き込ん
で、引抜不能となる。

他方、溶湯が鋳型内において適度に凝固しない段階で引
抜かれると、擬固殻の生成が不十分であってブレークア
ウトを生じ、引抜不渣となる。

本発明は、＃ｔＩ造管をｉ１！続鋳造するに際し、中子
抱き込みやブレークアウトによる引抜不能を生ずること
なく、安定的に引抜き鋳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、管外面成形内径部を備える鋳型と、鋳型内に
配設されて管内面成形外径部を備える中子とを有し、溶
湯保持炉の鋳込口に配設される水冷鋳ｙ！Ｊ装置を用い
て、溶湯保持炉に収容した溶湯を管状に凝固させて鋳造
管を形成し、この鋳造管を引抜装置により引抜く金属管
の連続鋳造方法において、　（Ａ）　＃型装置の冷却水
による抜熱量を測定する工程と、（Ｂ）鋳型装置の出側
における鋳造管の外面温度を測定する工程と、（Ｃ）上
記（Ｂ）の温度における鋳造管の熱伝導率を求めるとと
もに、鋳型装置ｎの出側における鋳造管の肉厚を測定し
、それらの熱伝導率と肉厚により鋳造管の熱伝達率を算
出する工程と、　（Ｄ）上記（Ａ）　、　（Ｂ）の測定
結果と（Ｃ）の算出結果により鋳造管の内面温度を算出
する［程と、（Ｅ）上記（Ｄ）で算出される鋳造管の内
面温度が予め定めた適正温度となるように、引抜装置に
よる鋳造管の引抜速度を￥Ｉ減副制御る工程とを有して
なるようにしたものである。

［作用］本発明基は、■鋳造管が、中子を抱き込む現象は、鋳ｉ
２Ｉ管の内面温度に関係すること、■鋳造管のブレーク
アウト現象は、外部からの抜熱が容易に行なわれて凝固
しやすい鋳造管の外面より、抜熱が困難で凝固しにくい
内面の温度に関係することに着目し、あえて、外界から
測定困難である鋳造管の内面温度を推定することにより
把握し、この内面温度を中子抱き込みやブレークアウト
を生ずることのない、予め定めた適宜温度に制御するよ
うにしたものである。したがって、鋳造管の引抜速度を
きわめて合目的的に制御することになり、鋳造管を連続
鋳造するに際し、引抜き不能やブレークアウトを生ずる
ことなく、安定的に引抜き鋳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図は鋳造管の内面温度と引抜速度との関係を示す
線図である。

ａ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口１２に鋳型装置１３を付
帯して配設している。連続鋳造袋Ｗ１１０は、鋳型装置
１３により溶湯を冷却して鋳ｌｌｉ管１４を形成し、こ
れを水平に引抜き鋳造する。

連続鋳造装置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Ｆｔ　ｌ　６を
備える。引抜ローラー装置１６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５！Ｉ　Ｌ　３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、溶湯流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ｉｔ）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２６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′強度上杵
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。

すなわち、鋳型装置１１３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
連通ずる。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
ト体３０を嵌着するとともに、鋳型１９の溶湯流入側端
部にレンガからなるインサートリング３１．３２を嵌着
し、また水冷ジャケット体３０とインサートリング３１
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３０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３１
の部分を非冷却部、インサートリング３２の部分を保持
炉１１の炉壁１１Ａへの装着部としている。

また、この実施例の連続鋳造装置１０は、鋳型装置ｉ！
！１３に流入した溶湯が過冷却することのないように、
中子２０の溶湯流入側端部に乳状のぬすみ２０Ａを設け
るとともに、鋳型装置１３の端部を炉内へ突出させてい
る。

なお、連続鋳造装置１０は、制御装置ｔ４１を有してい
る。制御部Ｍ４１は、鋳造管１４を、■引抜き時間（ｔ
ｅ）の間一定引抜き速度（ｖｅ）で引抜き長さＰだけ引
抜き、■上記引抜き後の待ち時間（ｔｗ）の開停止する
ことを１サイクルとして繰返すべく、引抜きローラー装
置１６の油圧ポンプ駆動制御部４２を制御する。なお、
鋳造管１４の引抜き速度は油圧モーター１６Ｂの出力軸
に連結される引抜き速度検出器４３を介して制御装置４
１にフィードバックされる。

さらに、連続鋳造装置１０は、冷却水流量検出器４４、
冷却水入口温度検出器４５Ａ、冷却水出口温度検出器４
５Ｂ、外面温度検出器４６、肉厚検出器（超音波肉厚計
）４７を備えている。制御部２１４１は、−上記各検出
器４４〜４７の→出結果を転送され、以下の如く、鋳造
管１４の内面温度を推定し、これに基づいて鋳造管１４
の引抜速度を制御する。

（Ａ）■冷却水流量検出器４４により水冷ジャケット体
３０への冷却水流量ｖｌ　　（ｋｇ／ｈ）を検出し、冷
却水入口温度検出器４５Ａ、冷却水出口温度検出器４５
Ｂにより水冷ジャケット体３０の入口温度ｔｌ（’Ｃり
、出口温度ｔ２（’Ｏ）を検出する。

ｔ’２）制御装置４１は水冷ジャケット体３０の冷却部
表面積３１（ｒｎ’）、冷却水比熱Ｃ１（ｋｃａｌ／に
、・℃）を記憶している。

■制御装置４１は（１）式により鋳型装置１３の冷却水
による抜熱１ｉＬＱｌ　　（ｋｃａｌ／ｒｎ’　・ｈ）
を算出する。

Ｑ１＝Ｖ１−ＣＩ　　　　（ｔ２−ｔｌ）／３１　　・
　（１）（Ｂ）外面温度検出器４６により鋳型装置１３
の出側における鋳造管１４の外面温度ｔ　４　（Ｃ）を
測定する。

（Ｃ）■制御装置４１は上記（Ｂ）の温度ｔ４（”Ｃ）
における鋳造管１４の熱伝導率入ｔ　（ｋｃａｌ／ｍ＊
ｈ＊”ｃ）を求める。

（匂肉厚検出器４７により鋳型装Ｗ１３の出側における
鋳造管１４の肉厚Ｔ　（ｍ）を測定する。

■制御装置４１は（２）式により鋳造￥？１４の熱伝達
−ＩＩＸＫ　ｔ　（ｋｃａｌ／　ｒｎ’　−ｈ　・’Ｃ
）を算出する。

Ｋｔ＝入ｔ／Ｔ　　　　　　　　　　　・・・（２）（
Ｄ）制御装置４１は上記（Ａ）　、　（Ｂ）の測定結果
と（Ｃ）の算出結果を用いて、（３）式により鋳造管１
４の内面温度ｔ３　（”Ｃ）を算出する。この時、鋳造
管１４の表面の放散熱量Ｑ２　　（ｋｃａｌ／ゴ・ｈ）
を、前述の抜熱量Ｑ１と等しいものとする。

Ｑ２＝Ｋｔ　　・　（ｔ３−ｔ４）　　　　　　　　・
・・（３）（Ｅ）制御装置４１は、上記（１１）で算出
される鋳造管１４の内面温度ｔ３が予め定めた適正温度
ｔ３０となるように、引抜ローラー装置１６の油圧ポン
プ駆動制御部４２を制御する。

なお、今回製造の鋳造管１４について予め定めるべき適
正内面温度ｔ３０は、鋳造管１４の材質、寸法、引抜速
度スケジュール（引抜時間ｔｅと待ち時間ｔｗの設定）
等により、予め実験により定められる。

例えば、内径７０■■の鋳鉄管において、引抜時間ｔｅ
を１秒、待ち時間ｔｗを１．５秒とする時、第４図（実
線は内面温度、破線は外面温度）に示す如く、鋳造管１
４の内面温度ｔ３は７４０℃（対応する引抜速度は１０
０ｗ＋ｍ　／　ｓｉｎ　）　ｗ　ＩＩＥＩＯ℃（対応す
る引抜速度は５００■■／５ｉｎ）の範囲に制御する必
要がある。７４０℃以下では鋳片が中子を噛み込むこと
により、１１８０℃以上ではブレークアウトにより、そ
れぞれ引抜不焼となる。したがって、制御装置４１は、
■推定内面温度が７４０℃以下であれば引抜速度を１０
０層■／■ｉｎ以上に増速制御し、■推定内面？！！度
が１１６０℃以とであれば引抜速度を５００１謹／ｗｉ
ｎ以下に孕速制御する。

なお、安定操業を考慮する場合、上記鋳造管１４（７）
適１「内面温度ｔ３０は、８５０　’０〜１０００”０
　（７）範囲に制御することが望ましい。

上記実施例によれば、あえて、外界から測定困難である
鋳造管１４の内面温度ｔ３を推定することにより把握し
、この内面温度が中子抱き込みやブレークアウトを生ず
ることのない、予め定めた適正温度ｔ　３０に制御する
こととなる。したがって、鋳造％　ｌ　４の引抜速度を
きわめて合目的的に制御することになり、鋳造管１４を
連続鋳造するに際し、中子抱き込みやブレークアウトに
伴なう引抜正旋を生ずることなく、安定的に引抜き鋳造
することができる。

［発明の効果］本発明によれば、鋳造管を連続鋳造するに際し、中子抱
き込みやブレークアウトを生ずることなく、安定的に引
抜！Ｉ＃４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図は鋳造管の内面温度と引抜速度との関係を示す
線図である。１０・・・連続鋳造装置、１１・・・溶湯保持炉。１２・・・鋳込口、１３・・・鋳型装置、１４・・・鋳造管、１９・・・鋳型、２０・・・中子、２２・・・管外面成形内径部、２４・・・管内面成形外径部、４１・・・制御装置、４２・・・油圧ポンプ駆動制御部、４４・・・冷却水流量検出器、４５Ａ・・・冷却水入口温度検出器、４５Ｂ・・・冷却水出口温度検出器、４６・・・外面温度検出器、４７・・・肉厚検出器。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）管外面成形内径部を備える鋳型と、鋳型内に配設
されて管内面成形外径部を備える中子とを有し、溶湯保
持炉の鋳込口に配設される水冷鋳型装置を用いて、溶湯
保持炉に収容した溶湯を管状に凝固させて鋳造管を形成
し、この鋳造管を引抜装置により引抜く金属管の連続鋳
造方法において、（Ａ）鋳型装置の冷却水による抜熱量
を測定する工程と、（Ｂ）鋳型装置の出側における鋳造
管の外面温度を測定する工程と、（Ｃ）上記（Ｂ）の温
度における鋳造管の熱伝導率を求めるとともに、鋳型装
置の出側における鋳造管の肉厚を測定し、それらの熱伝
導率と肉厚により鋳造管の熱伝達率を算出する工程と、
（Ｄ）上記（Ａ）、（Ｂ）の測定結果と（Ｃ）の算出結
果により鋳造管の内面温度を算出する工程と、（Ｅ）上
記（Ｄ）で算出される鋳造管の内面温度が予め定めた適
正温度となるように、引抜装置による鋳造管の引抜速度
を増減制御する工程とを有することを特徴とする金属管
の連続鋳造方法。