JPH03291148A - 鋳片引抜き用ダミーバー及び連続鋳造方法 - 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、鋳込み開始時に連続鋳造用鋳型内に配置せし
められて使用する鋳片引抜き用のダく一バー及びこのダ
ミーバーを用いた連続鋳造方法に関するものである。

（従来の技術） 連続鋳造用鋳型は通常６００〜１２００＋ｎｍの長さを
有するもので鋳型内壁は高い熱伝導率を有する材料、す
なわち銅または銅合金等により構成されている。

このような鋳型を用いて鋳造を行う場合、溶鋼は鋳型壁
内部に供給される冷却媒体（例えば水）ムごより間接的
番ご冷却作用を受け、鋳型壁に接する部分から漸次凝固
が進行し、凝固シェルの厚さが内部溶鋼の流体静力学的
圧力に耐え得る程度まで成長するに伴い凝固シェルは収
縮し、鋳型壁と凝固シェルの間に空隙を生しる事になる
。

特に矩形断面を有する鋳型においては、鋳型の広面壁中
央部と接する鋳片凝固シェルは内部の溶鋼圧力により外
側に膨出し易く鋳型壁面と比較的よく接触し、易いが、
鋳型広面側端部および狭面側の下部においては空隙が顕
著に現れ易い傾向がある。

この空隙発生は鋳片か６鋳型壁への熱伝導効率を著しく
低下させ、鋳片の凝固シェル成長を大きく明害し６．凝
固シェル厚さの不均一による表面縦割れ等品質欠陥の誘
因となり、さらには凝固シェル破損によるブレークアウ
トの大きな要因となる場合が多い。これは現状連続鋳造
設備の大きな基本的問題点となっており、特に高速鋳造
化指向への最大の障害になっている。

そこで本出願人は、 （ホ）平成１年特許願第３６６４３号明細書及び図面に
おいて、鋳型下部番コ形成される鋳片と鋳型間の空隙に
よる鋳型冷却能の低下を防止することによって凝固シェ
ルの形成を増進均一化し、潤滑の改善による鋳型壁の甚
だしい摩耗防止を目的として、「矩形断面を有する連続
鋳造組立鋳型において、相対する２対の鋳型壁のうちの
何れか一方もしくは両方の鋳型壁を鋳片鋳込方向に２段
以上に分割形成すると共に、最上流側鋳型壁を除く下流
側鋳型壁を複数の冷却水ガイド板で鋳片幅方向に分割構
成し、対を成す下流側鋳型壁を構成する前記夫々の冷却
水ガイド板を互いに接離移動可能に構成した連続鋳造用
鋳型」を提案した。

さらに本出願人は、 ■　平成１年特許願第２２９８９５号明細書及び図面に
おいて、「相対する２対の鋳型壁のうちの何れか一方も
しくは両方の鋳型壁を鋳片鋳込方向に２段以上に分割形
成した組立鋳型の、上流側鋳型と下流側鋳型の間、ある
いは上流側鋳型下部にガスの吹き出し用スリットを、水
平面より３０″以上９０″未満下向きに設けたことを特
徴とする連続鋳造用鋳型及び更に下流側鋳型の少なくと
も最上部に、大気圧より減圧された真空系に連結する排
水・排ガス用の吸引スリットを設けたことを特徴とする
連続鋳造用鋳型」を提案した。

（発明が解決しようとする課題） 本出願人が提案した■の発明を使用すれば、定常状態に
おいては、ブレークアウトや表面品質欠陥等の発生もな
く完璧にその目的を達成することができたが、鋳込み開
始時の非定常期において以下の様な不充分な点が見出さ
れた。すなわち、■及び■の発明においては、鋳込み開
始前に鋳型内に装入しておく鋳片引抜き用ダミーバー（
鋳込み開始時は底鋳型も兼ねる）については特に配慮せ
ずに既存の連続鋳造機で使用しているのと同様のものを
用いていた。しかし、操業を重ねている内に以下の様な
問題点が見出された。

（１）鋳片とダミーバーとの境界部上方の凝固シェルの
形成が時として不充分となり、薄肉化、割れ、シェル欠
損部が見られた。

また、これらの欠陥は、引抜き操作〜下流側鋳型での強
冷却により拡大する傾向にあり、場合によってはシェル
欠損部内に冷却水が侵入する状況も発生した。

（２）そして、この様な状況で操業した場合、その欠損
部が、さらに拡大して、ブレークアウトの発生が懸念さ
れる。

本発明はかかる問題点に鑑みて威されたものであり、本
出願人が先に提案した鋳型を用いて鋳造するに際し、初
期鋳込み時の凝固シェルの形成を健全にし、ブレークア
ウト発生の危険のない安定した鋳込み開始操業を行なえ
るダミーバー及びこのダミーバーを使用した連続鋳造方
法を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記目的を達成するために種々実験・研究
を行った結果、 ■　ダミーバーの鋳型挿入側端部を上部開口の金属製箱
型とし、その箱の上端が上流側鋳型内にその底面より２
０ｍｍ以上挿入される様に配置し、■　上記の箱を構成
する金属製の長辺面、短辺面の板の厚みは５ｍ以上とし
、 ■　箱の深さは少なくとも、Ｌ記■の如く配置した箱の
先端から上流側鋳型の底部までの距離に等しいか、それ
以上とすれば、先の問題点を解決する事が可能であるこ
とが判った。

すなわち、本発明に係るダ業−バーは、矩形断面を有す
る連続鋳造組立鋳型の相対する２対の鋳型壁のうちの何
れか一方もしくは両方の鋳型壁を鋳片鋳込方向に２段以
上に分割形成すると共に、最上流側鋳型壁を除く下流側
鋳型壁を複数の冷却水ガイド板で鋳片幅方向に分割構成
し、対を成す下流側鋳型壁を構成する前記夫々の冷却ガ
イド板を互いに接離移動可能に構成すると共に、上流側
鋳型と下流側鋳型の間、あるいは上流側鋳型の下部にガ
ス吹き出し用のスリットを、水平面より３０゜以上９０
°未満下向きに設けて成る連続鋳造用鋳型、あるいは、
更に下流側鋳型の少なくとも最上部に、大気圧より減圧
された真空系に連結する排水・排ガス用の吸引スリット
を設けた連続鋳造用鋳型を用いて連続鋳造する際に使用
するダミーバーであって、鋳型挿入側端部を上部開口の
箱型形成すると共に、その深さが２（）關以上で箱の壁
面を構成する板厚みが５ｆｆｌＩ１１以上としたことを
要旨とするものである。

又このダミーバーの箱型形成した上端面が上流側鋳型の
底面より２０閾以上挿入させた状態で配置した後鋳込開
始時にこの箱型内に溶湯を供給することを要旨とする連
続鋳造方法である。

本発明において限定したダミーバーの寸法等は、本発明
者が各種実験等を行った結果により得られたものであり
、その限定理由は実施例において説明する。

（作　　用） 上記した構成の本発明ダミーバーを用いれば、浸漬ノズ
ルから流出した初期の溶鋼は、箱の内部に溜りそこで凝
固する。一方、箱の壁を構成する金属製の板は疑似シェ
ルとなり、初期給湯の凝固シェルの欠損の心配がない。

（実　施　例） 以下本発明を従来例と比較しつつ説明する。第１図は本
発明の一実施例を、第３図は従来の一例を示すものであ
り、夫々本出願人が特願平１２２９８９５号明細書及び
図面で提案した鋳型に適用した場合を示している。

先ず本発明ダミーバーを適用する前記鋳型について簡単
に説明する。

第１図及び第３図において、１は上流側鋳型、２は下流
側鋳型であり、このうち上流側鋳型１は通常、テーパー
を付与された鋳型壁、または相対する２対の平行鋳型壁
を有する。一方、下流側鋳型２は例えば短冊状の複数の
冷却水ガイド板３より構成され、それぞれ例えば中央の
シリンダ４等の移動装置にリンク５を介して連結され、
対を成す鋳型壁面が接離移動できるように威されている
。

なお、第１図及び第３図中の６はスプリング、７は浸漬
ノズルを示す。

８は例えば上流側鋳型１と下流側鋳型２の間に介設され
たガス吹き出し用のスリットであり、このスリット８か
ら操業中は鋳片に向けてガスを吹き付けるのである。

なお、図示省略したが下流側鋳型２壁を構成する冷却水
ガイドＦｉ、３には最上部に吸引スリットが設けられ、
この吸引スリットの下方位置には給水口列と排水口列を
交互に設け、これら給水部と排水部とに設けられた圧力
検知器により圧力を検出し、この検出値に応してシリン
ダ４により各冷却水ガイド板３を移動できるようにして
いる。

かかる構成の鋳型を用いて連続鋳造する際の鋳込の開始
時に以下の構成の発明ダミーバーを使用するのである。

すなわち、第１図において、１１は本発明のダミーバー
であり、特に鋳型挿入側端部を示しでいる。

この第１図に示すように、本発明ダミバー１１の鋳型挿
入側端部は、上部開口の箱型形成され、その深さは２０
ｍ＋ｎ以上、箱の壁面を構成する板厚は、５間以上と威
されている。前記板厚は厚い程、疑似シェルとしての効
果はあるが、あまり厚くすると開口部が狭（なって、そ
の中に入った溶湯が急冷されて凝固し、たなつり現象を
起こして溶湯の流れが阻害されることがある。また板厚
は５　ｍｍ以上でないと、溶湯との接触により熱変形し
たり、溶湯流が同じ箇所ばかりを洗うと溶損したりする
。

従って、板厚は５閣以上であることが必要であるが、箱
の短辺の内寸は２０ＩｌｌＲ１以上とすることが望まし
い。

また、深さは少なくとも２０１１１１１１以上が必要で
あるとしたが、その理由を第３図に示す従来例と比較し
て説明する。

第３図に示す従来方式の場合、浸漬ノズル７より供給さ
れた溶湯流は先ずダく−バー１１”の上面に落下し、そ
れがはねかえって鋳型壁に当たる。

この溶湯は最初に通したものでは浸漬ノズル７の通過、
ダミーバー１１’　との接触でかなり冷却され、鋳型壁
に到達するころには温度低下が大きく、時として充分に
流れない場合がある。かかる場合、鋳型壁面までに溶湯
が充満せずに、壁面でのシェル形成が均質でなくなり、
凝固シェルの欠損を生したりする。

また凝固シェルの欠損まで生しなくても、凝固シェル厚
が不均一となり、下流側鋳型内で急冷された時に熱収縮
によって応力が発生し、薄肉の部分が破れて表面の割れ
が発生したりする。

この様に、初期給湯部の凝固シェルに欠陥があっても、
通常の鋳型では、あまり問題とならないが、本出願人が
先に提案した■の発明の下流側鋳型で急冷される場合は
、先に示した様に問題となる。

一方、本発明の様に箱型のダミーバー１１を用いれば、
箱の壁面を構成する板が、均質な疑似シェルとなり、シ
ェル形成不良の問題がなくなる。

ただし、箱の上端と上流側鋳型の底部との距乱が小さく
、かつ箱の深さが小さい場合は、箱の上端部で、従来の
ダミーバー１１“を用いた場合と同様の現象が起こり、
箱上端部の凝固シェルの欠陥を生じる。種々、実験検討
を行った結果、箱の上端と上流側鋳型の距離を２０閣以
上とし、箱の深さは、その距離に等しいが、それ以上に
すれば、先の問題を生じない事が判明した。

従って、本発明ダミーバー１１では籍の深さを２０ｍｍ
以上としているのである。

以上のように本発明ダミーバー１１を用いて連続鋳造す
るに際しては、鋳型挿入側端部に形成した箱の上端が上
流側鋳型１の底面より２０ｍｍ以上挿入していることが
必要であるが、この際溶湯のもれを防ぐためには上流側
鋳型ｌと箱の壁面の間をシールすることが必要である。

この際に使用するシール材としては金属片、耐熱材等、
通常のダミーバー１１゛で用いているもので良い。なお
、上流側鋳型壁面とダミーバー１１の外壁面の間隙は０
．５圓〜２ｍｍ程度が適当である。また、第１図及び第
３図中１３は鋳片固着用金具を示す。

次に本発明の効果を確認するために行った実験の結果に
ついて示す、ｌヒーｈ５０ｔｏｎの低炭素アルミキルド
鋼を２〜６ｍ／ｆｆ１ｉｎの鋳造速度で、第１図で示し
た鋳型を備えた連続鋳造機により、厚さ１０５　ｎｓ、
幅１０１０５Ｏ＋の鋳片を製造した。この際、上流側鋳
型では、潤滑剤として、ＣａＯ−５ｉＯ２−Ａ１４０＝
系のパウダーを使用した。そして下流側鋳型の冷却水の
流速を６〜４０ｍ／ｓｅｅの範囲で変化させて鋳造した
。

かかる操業の開始時に、箱の壁面を構成する板として炭
素鋼を用い、かつその厚さを２０ｍｍとした第１図に示
す本発明ダミーバーを用いた本発明方法と第３図に示す
従来のダミーバーを用いた場合のダミーバー近傍部の凝
固シェル欠陥の発生頻度の結果を第２図に示す。なお、
実施例と比較例は、ダミーバーを変えること以外は全く
同じ条件とした。

第２図に示すように、従来方式に比較して、本発明によ
るダミーバー近傍部の凝固シェル欠陥の発生頻度は極め
て小さく、本発明の効果が明らかである。なお、若干の
欠陥は見られたが、これは微細な表面割れで、ブレーク
アウト等の操業上の間理には至らないと考えられる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明により、鋳込み開始時の鋳片
凝固シェルが健全となり、ブレークアウト発生の危険の
ない安定した鋳込み開始操業を行う事が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は本発
明と従来の効果の比較図、第３図は従来の説明図である
。 １１はダミーバ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）矩形断面を有する連続鋳造組立鋳型の相対する２
   対の鋳型壁のうちの何れか一方もしくは両方の鋳型壁を
   鋳片鋳込方向に２段以上に分割形成すると共に、最上流
   側鋳型壁を除く下流側鋳型壁を複数の冷却水ガイド板で
   鋳片幅方向に分割構成し、対を成す下流側鋳型壁を構成
   する前記夫々の冷却ガイド板を互いに接離移動可能に構
   成すると共に、上流側鋳型と下流側鋳型の間、あるいは
   上流側鋳型の下部にガス吹き出し用のスリットを、水平
   面より３０゜以上９０゜未満下向きに設けて成る連続鋳
   造用鋳型、あるいは、更に下流側鋳型の少なくとも最上
   部に、大気圧より減圧された真空系に連結する排水・排
   ガス用の吸引スリットを設けた連続鋳造用鋳型を用いて
   連続鋳造する際に使用するダミーバーであって、鋳型挿
   入側端部を上部開口の箱型形成すると共に、その深さが
   ２０ｍｍ以上で箱の壁面を構成する板厚が５ｍｍ以上と
   したことを特徴とする鋳片引抜き用ダミーバー。
2. （２）請求項１記載のダミーバーを、その箱型形成した
   上端面が上流側鋳型の底面より２０ｍｍ以上挿入させた
   状態で配置した後鋳込開始時にこの箱型内に溶湯を供給
   することを特徴とする連続鋳造方法。