JPH04118156A - Mold structure for horizontal continuous casting apparatus - Google Patents
Mold structure for horizontal continuous casting apparatusInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は炭素鋼、ステンレス鋼、その他金属の水平連続
鋳造用装置におけるモールド構造に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a mold structure in an apparatus for horizontal continuous casting of carbon steel, stainless steel, and other metals.
［従来の技術］
水平連続鋳造装置は設備費、設置面積が従来の垂直型連
続鋳造装置に比べて少なくでき、またバルジングによる
応力発生が小さく、かつ鋳造方向に対して均−等の特徴
がある。そのため近年、ヒレットなどの小容量鋳造装置
として実用化されている。[Conventional technology] Horizontal continuous casting equipment requires less equipment cost and installation space than conventional vertical continuous casting equipment, and has the characteristics of low stress generation due to bulging and uniformity in the casting direction. . Therefore, in recent years, it has been put into practical use as a small-capacity casting device such as a fillet.
第１図は一般的な水平連続鋳造装置におけるモールド構
造の縦断面を示すものである。図示するようにモールド
チューブ１はモールドフレーム２に装着されモールドチ
ューブフランジ部１Ａが締付プレート３を介してボルト
５によりモールドフレーム２に固定される。鋳造時に、
溶鋼の凝固開始位置を制御するためのブレークリング４
がモールドチューブ入側に装着される。６は冷却水路で
あり、冷却水が供給されモールドチューブ１が冷却され
る。FIG. 1 shows a longitudinal section of a mold structure in a general horizontal continuous casting apparatus. As shown in the figure, a mold tube 1 is attached to a mold frame 2, and a mold tube flange portion 1A is fixed to the mold frame 2 with bolts 5 via a tightening plate 3. During casting,
Break ring 4 for controlling the solidification start position of molten steel
is attached to the entrance side of the mold tube. Reference numeral 6 denotes a cooling water channel, through which cooling water is supplied and the mold tube 1 is cooled.
モールドチューブ１は一般に銅製であって冷却水によっ
て冷却されており、モールドフレーム２および締付はボ
ルト３は炭素鋼又はステンレス鋼素材を機械加工して製
作される。The mold tube 1 is generally made of copper and is cooled by cooling water, and the mold frame 2 and fastening bolts 3 are manufactured by machining carbon steel or stainless steel material.
モールド入側に装着されるブレークリング４は窒化はう
素、窒化けい素などの耐熱性セラミックスで作られてお
り、強度が低く脆いという欠点かある。従来、モールド
チューブフランジ部】Ａとモールドフレーム２との隙間
Ａは着脱時の作業性および鋳造中の上下左右の位置ずれ
を考慮して０．２〜３．５ｍｍとされるのが一般的であ
る。この寸法は一般的に連続鋳造時のモールドチューブ
１の昇温による熱膨張代よりも小さい。従って、このよ
うなモールド構造を用いた水平連続鋳造においては、隙
間Ａで吸収されない膨張仕分がブレークリング４に締付
は応力として付加されることになり、材質的に強度が低
く脆いという欠点をもつブレークリング４に毛割れ、破
損が生じる。The break ring 4 attached to the mold entry side is made of heat-resistant ceramics such as boron nitride and silicon nitride, and has the disadvantage of low strength and brittleness. Conventionally, the gap A between the mold tube flange part] A and the mold frame 2 was generally set to 0.2 to 3.5 mm, taking into account workability during attachment and detachment and vertical and horizontal positional deviation during casting. be. This dimension is generally smaller than the thermal expansion allowance due to temperature rise of the mold tube 1 during continuous casting. Therefore, in horizontal continuous casting using such a mold structure, the expansion that is not absorbed by the gap A is added to the break ring 4 as stress when tightened, and the material has the disadvantage of low strength and brittleness. Hair cracking and breakage occur in the break ring 4.
［発明が解決しようとする課題］
鋳造開始にともない約１５００℃にも達する高温の溶鋼
がモールド内に導入されると、モールドチューブ１およ
びブレークリング４は短時間の間に、例えば第２図に示
すような温度分布に達する。これにより、例えば第３図
に示すような熱膨張が生じる。モールド構造に拘束のな
い場合には、モールドチューブ１とブレークリング４と
の間に熱膨張代の差Δｄｍ−ΔＤｂに相当する隙間を生
じ、その間隙に溶鋼が浸入し、地金さしと呼ばれる鋳造
欠陥を生じる危険がある。またモールド構造に隙間Ａの
ない場合には、ブレークソング４の膨張代が拘束される
ことによるブレークリング締付力の増大及びモールドチ
ューブ１の膨張代が拘束されることによるモールドチュ
ーブ内面の変形等によりブレークリングに毛割れ、破損
等を生じる危険がある。[Problems to be Solved by the Invention] When molten steel at a high temperature of about 1500°C is introduced into the mold at the start of casting, the mold tube 1 and the break ring 4 are heated as shown in FIG. 2 in a short time. The temperature distribution shown is reached. This causes thermal expansion as shown in FIG. 3, for example. When there is no restraint in the mold structure, a gap corresponding to the difference in thermal expansion allowance Δdm - ΔDb is created between the mold tube 1 and the break ring 4, and molten steel infiltrates into this gap, which is called a metal gap. There is a risk of casting defects. In addition, if there is no gap A in the mold structure, the break ring tightening force increases due to the expansion of the break song 4 being restricted, and the inner surface of the mold tube is deformed due to the restriction of the expansion of the mold tube 1. There is a risk that the brake ring may crack or break due to this.
本発明は上述の２つの危険、すなわち、拘束不足による
モールドチュープルブレークリング間の隙間発生および
拘束過多によるブレークリングの損傷を防止することか
てきるモールドを提供することを目的とするものである
。It is an object of the present invention to provide a mold that can prevent the two dangers mentioned above, namely, the generation of gaps between mold tuple break rings due to insufficient restraint, and damage to the break rings due to excessive restraint. .
［課題を解決するための手段・作用コ
本発明の請求項１は、モールドフレーム、モールドチュ
ーブおよびブレークリングよりなる水平連続鋳造用モー
ルド構造において、モールドチューブをモールドフレー
ムに着脱可能なように装着して設け、モールドチューブ
フランジ部とモールドフレームとの間に、■式を満たす
クリアランスＡを設けたことを特徴とするモールド構造
とすることにより、前記課題を解決するものである。[Means and effects for solving the problem] Claim 1 of the present invention provides a mold structure for horizontal continuous casting consisting of a mold frame, a mold tube, and a break ring, in which the mold tube is detachably attached to the mold frame. The above-mentioned problem is solved by providing a mold structure characterized by providing a clearance A that satisfies the formula (2) between the mold tube flange portion and the mold frame.
Ａ：常温におけるモールドチューブフランジ部とモール
ドフレームとの間のクリアランスΔＤｂ＝連続鋳造時に
おけるブレークリング外寸法の膨張代
Δｄｍ：連続鋳造時におけるモールドチューブ内寸法の
膨張代
Ｉｌｂ ニブレークリングの許容弾性変形量前述のよう
に、連続鋳造時にモールド構造に拘束のない場合には、
モールドチューブ１とプレーシリンダ４との間に隙間を
生じ、その間隙に溶鋼が浸入する危険がある。したがっ
て、常温におけるモールドチューブフランジ部とモール
ドフレームとの間のクリアランスＡは、連続鋳造時には
モールドチューブ１の熱膨張によって充満され、その自
由膨張を拘束することによってモールドチューブ１とブ
レークリング４の装着面に拘束力を作用させるものでな
ければならない。その時、モールドチューブ１の自由膨
張代はΔｄｍであるが、モールドチューブ１とモールド
フレーム２とのクリアランスはＡ （Ａ＜Δｄｍ） Ｌ
／かないので、Ａたけ膨張し、Δｄｍ−Ａだけ圧縮され
ることになる。したかつてモールドチューブ内寸法は（
ｄｍ＋Ａ） −（Δｄｍ −Ａ ）となる。一方ブレー
クリング外寸法は（Ｄｂ＋ΔＤｂ）である。ここでｄＩ
ｌｌは常温におけるモールドチューブ内寸法、したがっ
てモールドチューブによるブレークリングの拘束量をＧ
とすると
Ｇ＝（Ｄｂ＋ΔＤｂ）−（（ｄｍ＋Ａ ）−（Δｄｍ−
Ａ））＝ （Ｄｂ−ｄｍ） ＋、 （ΔＤｂ＋Δｄ
ｍ） −２Ａとなる。A: Clearance between the mold tube flange and the mold frame at room temperature ΔDb = Expansion allowance for the outer dimension of the break ring during continuous casting Δdm: Expansion allowance for the inner dimension of the mold tube during continuous casting Ilb Allowable elastic deformation of the nib break ring As mentioned above, if the mold structure is not constrained during continuous casting,
A gap is created between the mold tube 1 and the play cylinder 4, and there is a risk that molten steel will enter the gap. Therefore, the clearance A between the mold tube flange and the mold frame at room temperature is filled by the thermal expansion of the mold tube 1 during continuous casting, and by restricting the free expansion, the mounting surface of the mold tube 1 and the break ring 4 is It must have a binding force. At that time, the free expansion allowance of the mold tube 1 is Δdm, but the clearance between the mold tube 1 and the mold frame 2 is A (A<Δdm) L
/, so it is expanded by A and compressed by Δdm-A. The inside dimensions of the mold tube were (
dm+A) −(Δdm −A). On the other hand, the outer dimension of the break ring is (Db+ΔDb). Here dI
ll is the internal dimension of the mold tube at room temperature, and therefore the amount of restraint of the break ring by the mold tube is G
Then, G=(Db+ΔDb)-((dm+A)-(Δdm-
A)) = (Db-dm) +, (ΔDb+Δd
m) becomes -2A.
水平連続鋳造時にモールドチューブとブレークリングと
の間に隙間を生しないためにはＧ≧０、かつ拘束力によ
るブレークリングの破損を生じないためにはＧ≦ｕｂ（
ブレークリングの許容弾性変形量）でなければならない
。したかって０（隙間限界）≦Ｇ≦ｘｂ（圧縮限界）０
≦（Ｄｂ−ｄｍ） ＋ （ΔＤｂ＋Δｄｍ） −２Ａ≦
ｘｂ（圧縮限界）
（隙間限界）
である。このようなモールド構造をとることによってモ
ールドチューブとブレークリングとの間には隙間を生じ
ることなく、ブレークリング許容変形量内の拘束下て連
続鋳造することか可能となる。In order to prevent a gap from forming between the mold tube and the break ring during horizontal continuous casting, G≧0, and G≦ub(
(allowable elastic deformation of the break ring). Therefore, 0 (gap limit)≦G≦xb (compression limit) 0
≦(Db-dm) + (ΔDb+Δdm) -2A≦
xb (compression limit) (gap limit). By adopting such a mold structure, there is no gap between the mold tube and the break ring, and continuous casting can be performed while being constrained within the allowable deformation amount of the break ring.
ここでモールドチューブとブレークリングとの装着につ
いては、許容弾性変形量範囲内（ｘ ｂ）て圧入し拘束
を与えておく事が望ましく、一般的に実施されている。Here, regarding attachment of the molded tube and the break ring, it is desirable to press fit within the allowable elastic deformation range (xb) and provide restraint, and this is generally practiced.
すなわち（Ｄｂ −ｄｍ） 岬１ ｂ条件で拘束を与え
ておく。That is, (Db - dm) Misaki 1 A constraint is given under the b condition.
従って上式は実用上 で条件を満足する事となる。Therefore, the above formula is practically This will satisfy the condition.
■式を満足するクリアランスＡを設計することによって
安定した水平連続鋳造が可能となる。■ Stable horizontal continuous casting becomes possible by designing a clearance A that satisfies the formula.
さらに、本発明の請求項２はモールドチューブとブレー
クリングの装着面において常に面圧力が作用するような
、例えば油圧シリンダーを用いて所要圧力でブレークリ
ングがモールドチューブに圧装される構造とすることに
よって、生じようとする隙間がブレークリングの前進移
動により満たされるため前記装着面での隙間の発生はな
い。このような構造の場合には前記クリアランスＡはブ
レークリングの圧縮限界によってのみ規定される。Furthermore, claim 2 of the present invention is to adopt a structure in which the break ring is pressurized to the mold tube with a required pressure using a hydraulic cylinder, for example, so that surface pressure always acts on the mounting surfaces of the mold tube and the break ring. As a result, the gap that is about to occur is filled by the forward movement of the break ring, so no gap is generated on the mounting surface. In such a construction, the clearance A is defined only by the compression limit of the break ring.
すなわちモールドチューブフランジ部とモールドフレー
ムとの間に、下記の０式を満たすクリアランスＡを設け
たことを特徴とするモールド構造とすることにより前記
課題を解決するものである。That is, the above problem is solved by providing a mold structure characterized by providing a clearance A that satisfies the following formula 0 between the mold tube flange portion and the mold frame.
Ａ゛常温おけるモールドチューブフランジ部とモールド
フレームとの間のクリアランスΔＤｂ＝連続鋳造時にお
けるブレークリング外寸法の膨張代
Δｄｍ：連続鋳造時におけるモールドチューブ内寸７去
の膨弓長イ曵
［実施例］
］５０ｎ＋ｍ角ビレットの水平連続鋳造における実施例
を第１表に示す。実施例においては銅製のモールドチュ
ーブ、窒化はう素糸のブレークリングを使用した。また
ブレークリングはモールドチューブに常に２４００ｋｇ
の装着方向の面圧力を作用させた。A゛Clearance ΔDb between mold tube flange and mold frame at room temperature = Expansion allowance Δdm of break ring outer dimension during continuous casting: Expansion bow length of mold tube inner dimension 7 during continuous casting [Example] ] Table 1 shows examples of horizontal continuous casting of 50n+m square billets. In the examples, a copper molded tube and a break ring made of nitrided borosilicate yarn were used. Also, the brake ring is always 2400 kg in the mold tube.
A surface pressure was applied in the mounting direction.
請求項１における■式、請求項２における０式は
ΔＤｂ＝ブレークリング外寸（ｍｍ） Ｘ窒化はう素膨
張車（／”Ｃ）Ｘ昇温量（”Ｃ）
＝ １５０ｘ １ ｘ １Ｏ−６ｘ １０００＝ ０
．１５（ｍｍ）Δｄｍ＝モールド内寸ＸＣｕ熱膨張率（
／”Ｃ）Ｘ昇温量（”Ｃ）
＝ １５０Ｘ１７．６Ｘ１０−６Ｘ３００ ＝０．７
９（ｍｍ）ｆｌｂ＝ブレークリング外寸（ｍｍ） Ｘ窒
化はう素弾性率（％）
＝ １５０ｘ Ｏ，００３＝ ０．４５ （ｍｍ）よ
りそれぞれ次のようになる。Equation ■ in claim 1 and Equation 0 in claim 2 are ΔDb = outside dimension of break ring (mm) X nitride boron expansion wheel (/"C) 1000=0
．． 15 (mm) Δdm = mold inner dimension X Cu thermal expansion coefficient (
/”C)X temperature increase amount (”C) = 150X17.6X10-6X300 =0.7
9 (mm) flb = outside dimension of break ring (mm)
０．４７≦Ａ≦０．７０（ｍｍ） −■０．４７≦Ａ
（＋ｎｍ） ・−・ ■第１表に示すよう
に本発明の範囲を満足するクリアランスＡの設計によフ
てブレークリング゛の破損および地金さしの発生を防止
することが可能であった。0.47≦A≦0.70 (mm) -■0.47≦A
(+nm) ・-・ As shown in Table 1, by designing the clearance A that satisfies the scope of the present invention, it was possible to prevent damage to the brake ring and the occurrence of metal chips. .
第
表
［発明の効果］
本発明によって、高温溶鋼の流入によるモールドチュー
ブおよびフレークリンクの熱膨張を、ブレークリングに
過剰な応力を付与することなく、モールドチューブとブ
レークリングとの間に隙間を生しることなく吸収可能と
なり、水平連続鋳造装置における極めて重要な構成要素
であるブレークリングを健全な状態に保って操業を遂行
することか可能となる。Table [Effects of the Invention] According to the present invention, the thermal expansion of the mold tube and flake link due to the inflow of high-temperature molten steel can be suppressed by creating a gap between the mold tube and the break ring without applying excessive stress to the break ring. This makes it possible to maintain the break ring, which is an extremely important component in horizontal continuous casting equipment, in a healthy state during operation.
第１図は水平連続鋳造装置用モールド構造の断面図、第
２図はモールドチューブ及びブレークリング゛の温度分
布を示す図、第３図はモールドチューブ及びブレークリ
ングの温度と熱膨張の関係を示す図である。
１・・・モールドチューブ、２・・・モールドフレーム
、］Ａ・・・モールドチューブフランジ部、３・・・締
付はプレート、４・・・ブレークリング、５・・・ボル
ト、６・・・冷却水路Figure 1 is a cross-sectional view of the mold structure for horizontal continuous casting equipment, Figure 2 is a diagram showing the temperature distribution of the mold tube and break ring, and Figure 3 is a diagram showing the relationship between temperature and thermal expansion of the mold tube and break ring. It is a diagram. 1...Mold tube, 2...Mold frame, ]A...Mold tube flange part, 3...Tightening plate, 4...Break ring, 5...Bolt, 6... cooling waterway
Claims (1)
およびブレークリング（４）よりなる水平連続鋳造装置
用モールド構造において、モールドチューブ（１）をモ
ールドフレーム（２）に着脱可能なように装着して設け
、モールドチューブフランジ部（１Ａ）とモールドフレ
ーム（２）との間に［１］式を満たすクリアランスＡを
設けたことを特徴とする水平連続鋳造装置用モールド構
造。 （ΔＤｂ＋Δｄｍ）／（２）≦Ａ≦（ΔＤｂ＋Δｄｍ＋
ｌｂ）／（２）・・・［１］ Ａ：常温におけるモールドチューブフランジ部とモール
ドフレームとの間のクリアランス（ｍｍ） ΔＤｂ：連続鋳造時におけるブレークリング外寸法の膨
張代（ｍｍ） Δｄｍ：連続鋳造時におけるモールドチューブ内寸法の
膨張代（ｍｍ） ｌｂ：ブレークリングの許容弾性変形量（ｍｍ）２、モ
ールドフレーム（２）、モールドチューブ（１）および
ブレークリング（４）よりなる水平連続鋳造装置用モー
ルド構造において、モールドチューブ（１）をモールド
フレーム（２）に着脱可能なように装着し、且つ、ブレ
ークリング（４）をモールドチューブ（１）に所要圧力
で圧装して設け、モールドチューブフランジ部（１Ａ）
とモールドフレームとの間に［２］式を満たすクリアラ
ンスＡを設けたことを特徴とする水平連続鋳造装置用モ
ールド構造。 （ΔＤｂ＋Δｄｍ）／（２）≦Ａ・・・［２］ Ａ：常温におけるモールドチューブフランジ部とモール
ドフレームとの間のクリアランス（ｍｍ） ΔＤｂ：連続鋳造時におけるブレークリング外寸法の膨
張代（ｍｍ） Δｄｍ：連続鋳造時におけるモールドチューブ内寸法の
膨張代（ｍｍ）[Claims] 1. Mold frame (2), mold tube (1)
In the mold structure for a horizontal continuous casting apparatus, the mold tube (1) is removably attached to the mold frame (2), and the mold tube flange (1A) and the mold frame ( 2) A mold structure for a horizontal continuous casting apparatus, characterized in that a clearance A satisfying the formula [1] is provided between the mold structure and the clearance A that satisfies the formula [1]. (ΔDb+Δdm)/(2)≦A≦(ΔDb+Δdm+
lb)/(2)...[1] A: Clearance between the mold tube flange and the mold frame at room temperature (mm) ΔDb: Expansion allowance for the outer dimensions of the break ring during continuous casting (mm) Δdm: Continuous Expansion allowance of mold tube internal dimension during casting (mm) lb: allowable elastic deformation amount of break ring (mm) 2, horizontal continuous casting device consisting of mold frame (2), mold tube (1) and break ring (4) In the mold structure, the mold tube (1) is removably attached to the mold frame (2), and the break ring (4) is press-fitted to the mold tube (1) with a required pressure. Flange part (1A)
A mold structure for a horizontal continuous casting apparatus, characterized in that a clearance A satisfying equation [2] is provided between the mold frame and the mold frame. (ΔDb+Δdm)/(2)≦A...[2] A: Clearance between the mold tube flange and the mold frame at room temperature (mm) ΔDb: Expansion allowance for the outer dimensions of the break ring during continuous casting (mm) Δdm: Expansion allowance (mm) of mold tube internal dimension during continuous casting
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|---|---|---|---|
| JP23439990A JPH0688107B2 (en) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | Mold structure for horizontal continuous casting equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118156A true JPH04118156A (en) | 1992-04-20 |
| JPH0688107B2 JPH0688107B2 (en) | 1994-11-09 |
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Family Applications (1)
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1990
- 1990-09-06 JP JP23439990A patent/JPH0688107B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0688107B2 (en) | 1994-11-09 |
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