JPH04123846A - 連続鋳造における湯面下凝固鋳造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はスラブ、ブルーム、ビレット等の連続鋳造方法
に関する。

［従来の技術］ 般に、連続鋳造においては、モールドによって冷却され
た凝固殻を速やかにモールド内壁を下降せしめつつ、該
凝固殻を順次生長させて健全な凝固を行わせることが重
要である。

この健全な凝固を行わせるためにモールド上部に湯面保
護材を添加し、溶融金属の空気酸化の防止と前記凝固殻
とモールド内壁面を溶融バラタ“−によって潤滑し、凝
固殻の焼付けや破断を防止している。

また、モールドの冷却と寿命向上を図るとともに、溶融
金属または凝固殻を緩冷却するために、凝固開始点を含
んて鋳型の下端または途中まで低熱伝導性材料を貼り付
けたものが、特開昭４１８−１７３０６１号公報、特開
昭６＋−１９５７４２号公報等で提案されている。また
、鋳型の寿命を延長するため、鋳型の下端近傍を含んだ
内壁面にセラミックス、ステンレス系金属等の耐摩耗性
材料を貼ることが、特開昭５８−１３４４５号公報て提
案され、一部では実用化か図られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、先に述べた湯面保護材を用いた溶融パラ
ターによる潤滑（所謂、融体による潤滑）ては、モール
ドと凝固殻の間に流入する溶融パウダーの均一性が得ら
れないために、該凝固殻の形成が不均一どなる。この結
果凝固殻のモールドへの焼付、破断あるいはパウダーの
巻込みによる表面疵の発生原因となる。

また、前述した特開昭５８−１７３０６１号公報、特開
昭６１−１９５７４２号公報等で提案されている鋳型に
おいては、湯面から凝固が開始するため、溶融パウダー
が必要とされ、オシレーションマーク、パラター巻込み
等の問題が依然として未解決のままである。また、特開
昭５８−１３４４５号公報て示されている耐摩耗性祠料
は、高熱雰囲気で使用される鋳型の下端を保護するため
に使用されており、注湯された溶融金属の凝固に対して
は、格別の影響を与えない。従って、この場合にも、従
来の鋳型を使用した場合と同様にオシレーションマーク
、パウダー巻込み等の問題が依然として未解決のままで
ある。

そこで、本発明者等は先に小片セラミックスをモールド
全面に内張すし、該セラミ・ンクス片の厚みを鋳片の引
抜き方向に段階的あるいは連続的に変化させて固体潤滑
による鋳造方法を提案し、かなりの効果を上げている。

しかし、このセラミックス小片を内張すした固体潤滑鋳
造も湯面下て凝固せしめるには、初期に形成された凝固
殻にモールド内面剥離と生長に負荷を生しるとともに鋼
種（スーパーヒート量）によっては、メタルベアが発生
し凝固殻の形成と生長の阻害となる場合かあり、しかも
固体？ｌ■滑による商速訪造化か指向し難い。

以にのことから、本発明は、；〔−ルトの内壁部にセラ
ミックスを内弓長すし、このセラミ・ンクスを小月分割
し、かつ鋳片の引抜き方向にセラミ・ンクス厚みを変え
ることによって、セラミ・ンクス自体による固体潤滑を
行い、湯面下で凝固させてパウダーを使用することなく
、高速で優れた品質の鋳片を製造すること可能な連続鋳
造法を提供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、内壁全面に小片セラミ・ンクスの厚みを変化
させて内張りした、銅製又は銅表面にメッキを施してな
るモールドを用いて行う連続鋳造方法において、モール
ド上部にて鋳造する溶融金属の断熱と引き続いて該溶融
金属を冷却凝固させる内曲率面を介して湯面下で溶融金
属を凝固させることを特徴とする。

［作用コ 連続鋳造時の生成凝固殻は溶融金属の静圧により内張り
セラミックス片に押圧されており、鋳片を鋳型から引き
抜くとき、鋳片とセラミックス内り長りとの間に摩擦力
か発生ずる。一方、凝固開始点直下の初期凝固殻ては、
凝固殻の厚みは薄く且つ弱い。鋳片か引抜力によって破
断しないためには、凝固殻がセラミックス内張り面にソ
フトタッヂするように凝固を進行させ、摩擦力を低減す
る必要がある。このために、セラミックス内張りの凝固
開始点を含む凝固開始点近傍において、鋳型の内面に、
円弧の下端と上端の円弧角か９０度以下である内曲率部
（以下アール部と称する）を、鋳型内周面全周にわたっ
て設けることが有効である。このアール部に接する凝固
殻には、鋳片引抜力によってアール部の曲率半径方向の
力、つまり溶融金属の静圧に抗して凝固殻を内張り面か
ら弓き離そうとする力が作用することとなり、凝固開始
初期の凝固殻に作用する摩擦力は低減する。これにより
、初期凝固殻の破断限界内で高速の固体潤滑鋳造が可能
となる。

アール部の曲率半径ｒは、２０〜４００ｍｍが適切であ
る。曲率半径が２０ｍｍ未満であると、引抜きとともに
抜熱能力が減退し、再溶解や二重凝固面が発生ずる。ま
た、摩擦力開放域の長さか短くなり、摩擦力軽減効果が
小さくなる。逆に、曲率半径が４００＋ｒ＋ｍを超える
と、溶融金属の静圧によって凝固殻が内張り面に押圧さ
れ通しとなり、摩擦力開放の効果か得られない。この結
果、凝固殻破断が起こり、ブレークアウトに至る。なお
、前記の円弧角は９０度から３度とすることが好ましい
。

このように初期凝固によって形成される極めて薄く且つ
脆弱な凝固殻は、鋳片引抜き方向とアール部の曲率半径
方向との分力によって鋳型内面と凝固殻との間の摩擦を
軽減するから、破断することかない。この結果、初期形
成凝固殻の連続形成と引き続く正常な冷却によって健全
な凝固が発現できる。しかも、鋳造時の湯面変動による
メタルヘアの生成かこの曲率部によって抑制される。

この曲率面の作用によって航述した如く初期に形成され
た凝固殻は剥離分力によって容易に冷却部のセラミック
ス片から離れるとともに、上端は存在する溶湯自熱によ
って再溶解と凝固殻の生成を繰り返しつつ下方に向かう
にしたがって凝固殻のｆ２みを増す。この結果凝固殻は
平滑な無欠陥のものが得られる。

また、湯面下で凝固せしめるには、凝固開始点は、湯面
から少くとも３０ｍｍ下方にあることが好ましい。３０
ｍｍ未満であると、湯面に散布した保温材が溶融金属内
に巻込まれ、また湯面変動による湯面下凝固か困難とな
り、さらには保温材の混濁層および浮上介在物の濃縮層
を含んだ欠陥凝固殻となる。凝固開始点を、湯面から少
くとも３０ｍｍ下方に位置させることによって、生成し
た凝固殻は、湯面変動に影響されることなく、安定した
表面性状をもつものとなる。

［実施例］ 次に、本発明の湯面下凝固鋳造方法を、第１図に示すモ
ールド構造と第１表に示す条件て鋳造した場合について
述べる。

まず、図において１は銅製鋳型て、２は冷却水流路であ
り、該銅製鋳型１の内壁にはセラミックス片３が有機系
接着剤と金属粉を混合した層で接着されている。このセ
ラミックス片３は銅製鋳型１の鋳造方向に段階的に厚み
を変えており（即ち、引抜き方向に厚みを減している）
、該銅製鋳型１の上端若しくは上部に溶融金属の断熱部
５ａと冷却凝固させる部分５ｂが引き続いて形成された
内曲率面４を有するセラミックス５が全周に配設されて
いる。又、断熱部の構造においては、スーパーヒート量
を低目に許容するため断熱空間１１を設けると、断熱部
５ａに部分的に付着する地金付を防止することができる
。

このように構成された鋳型に浸漬ノズル６から溶融金属
７が注入され、凝固開始点８から凝固が行われる。９は
湯面てあり、今回は凝固開始点８よりも５０ｍｍと１０
０ｍｍ上部で行った。ＩＯは湯面の保温材である。

以上説明した本発明の鋳造方法を用いることにより、第
１表に示すように、従来の鋳造法であるＦ、Ｇ（比較例
）よりも明らかに高速鋳造を可能とし、しかも鋳片表面
疵の減少、ブレークアウトの抑制を図るとともに、鋳型
内パウダー（湯面保護材の融体による潤滑）を必要とし
ない等極めて優れていることがわかる。

［発明の効果］ 以十述べた如く本発明の湯面下凝固鋳造方法を用いるこ
とにより、固体潤滑て高速鋳造を実現するとともに、鋳
片表面疵の減少およびブレークアウト等の鋳造事故を抑
制できる。

また、鋳型内パラターを必要としないことから経済的な
鋳造を実現するとともに、湯面変動量か大幅に許容でき
ることがら連鋳操業が容易となる等、優れた効果か期待
てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋳造方法の一例を示す部分断面図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内壁全面に小片セラミックスの厚みを変化させて内
   張りした、銅製又は銅表面にメッキを施してなるモール
   ドを用いて行う連続鋳造方法において、モールド上部に
   て鋳造する溶融金属の断熱と引き続いて該溶融金属を冷
   却凝固させる内曲率面を介して湯面下で溶融金属を凝固
   させることを特徴とする連続鋳造における湯面下凝固鋳
   造方法。