JPH04172152A - Method and apparatus for continuous casting - Google Patents

Method and apparatus for continuous casting

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JPH04172152A
JPH04172152A JP30024190A JP30024190A JPH04172152A JP H04172152 A JPH04172152 A JP H04172152A JP 30024190 A JP30024190 A JP 30024190A JP 30024190 A JP30024190 A JP 30024190A JP H04172152 A JPH04172152 A JP H04172152A
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JP
Japan
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mold
continuous casting
metal
molten
molten metal
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JP30024190A
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Ryuzo Kikuchi
菊地 龍藏
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JFE Techno Research Corp
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Kawatetsu Techno Research Corp
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Abstract

PURPOSE:To easily and continuously cast a sound slab reduced in thickness by holding molten flux to lower than boundary face of a refractory mold and a metallic mold and pouring molten metal while oscillating the lower part metallic mold. CONSTITUTION:The molten flux 13 is present on the position of lower part from the connecting face 19 between the refractory mold 15 and the lower part metallic mold 16. The molten metal 2 is poured from a nozzle 18 and lowered in the molten flux 13 and arrived at a molten metal staying surface 14 and the solidification is started. Since the head pressure of the flux 13 is high, flowing of the flux 13 between the mold 16 surface and the solidified layer, is smooth. By oscillating the metallic mold 16, restrained breakout can be prevented. The sound slab 1 reduced in thickness can be easily and continuously cast.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、溶鋼等の溶融金属の連続鋳造方法及びその装
置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method and apparatus for continuous casting of molten metal such as molten steel.

〈従来の技術〉 鋼等の熔融金属の連続鋳造においては、周知のように水
冷した金属性鋳型、とくに銅鋳型が一般的に用いられて
いる。この場合の問題は、鋳型の断面積をある値以下に
は小さく出来ないことである。その値は注入ノズルの径
により決ってしまう。
<Prior Art> In continuous casting of molten metal such as steel, water-cooled metal molds, particularly copper molds, are generally used as is well known. The problem in this case is that the cross-sectional area of the mold cannot be reduced below a certain value. Its value is determined by the diameter of the injection nozzle.

何故なら、注入ノズルの径を小さくすると、特に溶鋼注
入の場合ロングノズルの使用が一般的であるが、^l、
03等がノズル内部へ析出し、あるいは溶鋼の凝固等に
よりノズルが閉塞してしまい連続注入が不可能となるか
らである。
This is because when the diameter of the injection nozzle is made smaller, it is common to use a long nozzle, especially when injecting molten steel.
This is because the nozzle may become clogged due to precipitation of 03 or the like inside the nozzle or solidification of molten steel, making continuous injection impossible.

一方、近年省工程、省エネルギーを1指して、薄板のダ
イレクト・キャスター(ストリップ・キャスター)や棒
鋼・線材用、すなわち製品により近い極細のビレット・
キャスターの開発が大々的に進められている。
On the other hand, in recent years, with the focus on process and energy saving, we have developed products such as thin plate direct casters (strip casters), ultra-fine billet casters for steel bars and wire rods, which are closer to products.
Development of Caster is progressing on a large scale.

しかしながら、前述したように現在多用されている連続
鋳造方法においては鋳造の断面サイズに限界があるため
適用できない。
However, as mentioned above, the currently widely used continuous casting method cannot be applied because there is a limit to the cross-sectional size of the casting.

そこで実に多数のストリップ・キャスター及びビレット
・キャスターにフいての提案がなされている。
Therefore, a large number of proposals have been made regarding strip casters and billet casters.

例えば、ここに代表的2例を示す。For example, two representative examples are shown here.

1つはツイン・ベルト式と称される方式で、装置の概略
は第3図に示す通りである。同方向に回転する上下のベ
ルト4.5とやはり同方向に回転する左右のメタル・ブ
ロック・ダム6で構成された鋳型空間にタンデイツシュ
3より溶融金属2を流し込むようになっている。なおI
は引抜かれた鋳片であり、また7は高速冷却水用ノズル
、8は除水機である。
One is the so-called twin belt type, and the outline of the device is as shown in FIG. Molten metal 2 is poured from a tundish 3 into a mold space composed of upper and lower belts 4.5 rotating in the same direction and left and right metal block dams 6 also rotating in the same direction. Furthermore, I
is a drawn slab, 7 is a high-speed cooling water nozzle, and 8 is a water remover.

しかしながら、この方式は設備的に非常に大損りであり
、またベルトの平坦度が保ち難く表面性状の劣るものし
か生産されておらず、未だ試験の段階を出ていない。
However, this method is very costly in terms of equipment, and it is difficult to maintain the flatness of the belt, and only belts with poor surface properties have been produced, and have not yet reached the testing stage.

他の1つの例は輪・ベルト式と称される方式で、装置の
概略は第4図に示す通りである。この方式は、表面に溝
を有する大径のロール状鋳込a9と鋼製ベルトlOとで
形成される鋳型空間に注入口12より溶鋼を注入し、ピ
ンチロール11により鋳片1を引抜くものである。なお
20.21はロール状鋳込機9に鋼製ベル目Oを密着さ
せる押付はロールである。
Another example is a so-called ring/belt type, and the outline of the device is as shown in FIG. In this method, molten steel is injected from an injection port 12 into a mold space formed by a large-diameter roll-shaped casting a9 with grooves on the surface and a steel belt lO, and a slab 1 is pulled out by pinch rolls 11. It is. Note that 20.21 is a roll that presses the steel bell hole O into close contact with the roll casting machine 9.

しかしながら、この方式においても鋼製ベルト10の平
坦度を鋳込み中維持することは困難であり、また注入口
12が狭いので、安定した溶鋼補給が雛かしく、実機と
して稼動するまでには至っていない。
However, even with this method, it is difficult to maintain the flatness of the steel belt 10 during casting, and since the injection port 12 is narrow, stable supply of molten steel is difficult, and it has not yet been put into operation as an actual machine.

〈発明が解決しようとするt!Jn> このように従来様々な提案がなされているが、未だスト
リップ・キャスターやビレット・キャスターに関して、
工業的に安定した操業をなすに至っていない。
<The invention tries to solve the problem! Jn> Although various proposals have been made in the past, there are still no solutions regarding strip casters or billet casters.
Industrially stable operations have not yet been achieved.

本発明は、このような現状に鑑みて、ストリップ・キャ
スター及びビレット・キャスターいずれも容易に実現す
ることのできる連続鋳造方法及びその装置を提案するこ
とを目的とするものである。
In view of the current situation, it is an object of the present invention to propose a continuous casting method and apparatus that can easily realize both strip casters and billet casters.

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、上部が耐火物で下部が金属製から
なり、中央部が貫通した鋳型で、かつ上部耐火物鋳型の
溶融金属受湯部の断面積が下部金属鋳型の溶融金属受湯
部の断面積より大きい鋳型を用いて連続鋳造する際に、
少くとも溶融したフラックスを耐火物鋳型と金属鋳型と
の境界面より低く保持した状態で溶融金属を注入しなが
ら引抜くことを特徴とする連続鋳造方法であり、望まし
くは下部金属鋳型に振動を与えながら連続鋳造する方法
であり、その振動方向は縦、横いずれでもよく、あるい
はその合成振動もとり得る。
Means for Solving the Problems> That is, the present invention provides a mold having an upper part made of refractory material and a lower part made of metal, with a central part penetrated, and in which the cross-sectional area of the molten metal receiving part of the upper refractory mold is When performing continuous casting using a mold that is larger than the cross-sectional area of the molten metal receiving part of the lower metal mold,
It is a continuous casting method characterized by drawing out the molten metal while injecting it while keeping at least the molten flux below the interface between the refractory mold and the metal mold, and preferably by applying vibration to the lower metal mold. The vibration direction may be either vertical or horizontal, or a composite vibration may be used.

また本発明が対象とする溶融金属は溶鋼に対して好適に
用いることができるが、銅やその他の非鉄金属にも適用
できる。
Further, the molten metal targeted by the present invention can be suitably used for molten steel, but it can also be applied to copper and other non-ferrous metals.

また、本発明は、下部金属鋳型を内部水冷しながら連続
鋳造することを特徴とする連続鋳造方法である。
Further, the present invention is a continuous casting method characterized in that continuous casting is carried out while the lower metal mold is internally water-cooled.

上部の耐火物鋳型から下部に連らなる金属鋳型の断面形
状により、薄板、H形、T形、棒状等の種々の形状の鋳
片を連続鋳造することができる。
Depending on the cross-sectional shape of the metal mold extending from the upper refractory mold to the lower part, it is possible to continuously cast slabs of various shapes such as thin plate, H-shape, T-shape, and bar shape.

なお、下部金属鋳型の冷却は下部金属鋳型のサイズ、材
質及び鋳込み金属のIl類によって種々の形式がとり得
る。極端な場合、自然放冷でもよい場合もあるが、通常
は銅鋳型の内部に冷却水路を設けた内部水冷方式が望ま
しい。
The lower metal mold may be cooled in various ways depending on the size and material of the lower metal mold and the type I1 of the cast metal. In extreme cases, natural cooling may be sufficient, but normally an internal water cooling method in which a cooling channel is provided inside the copper mold is preferable.

また本発明においては溶融フラックスと金属鋳型内に滞
溜している溶融金属との境界面をは、+−定の位置に保
持することが望ましい、保持する方法としては鋳片引抜
き速度に見合った注入速度にコントロールする方法を採
用することができる。
In addition, in the present invention, it is desirable to hold the interface between the molten flux and the molten metal accumulated in the metal mold at a constant +- constant position. A method of controlling the injection rate can be adopted.

注入速度は鍋あるいはタンプッシュの重量変化から、引
抜き速度は接触回転計等により容易に測定可能である。
The injection speed can be easily measured from the change in weight of the pot or tumbler, and the withdrawal speed can be easily measured using a contact tachometer or the like.

鋼を鋳込む場合、フラックスとしては現在通常のスラブ
の連続鋳造で用いられている所謂モールドパウダーを使
うことができる。しかしながら本発明の場合、モールド
パウダーが比較的狭い断面において金属鋳型と接触して
いるので、その融点は低く、かつ粘性は小さい方が望ま
しい。
When casting steel, so-called molding powder, which is currently used in conventional continuous slab casting, can be used as the flux. However, in the case of the present invention, since the mold powder is in contact with the metal mold in a relatively narrow cross section, it is desirable that the mold powder has a low melting point and a low viscosity.

上部鋳型の耐火物については特に制限はないが、フラッ
クスによる浸蝕に抵抗性の高いもので、しかも断熱特性
が大きいもの程望ましい。
There are no particular restrictions on the refractory material for the upper mold, but it is desirable that it be highly resistant to corrosion by flux and have high heat insulation properties.

なお本発明で言うところの上部耐火物鋳型の溶融金属受
湯部の断面積とはノズル開口部端面を含む平面での面積
である。
In the present invention, the cross-sectional area of the molten metal receiving portion of the upper refractory mold is the area in a plane including the end face of the nozzle opening.

〈作用〉 第1図及び第2図に基づいて本発明を説明する。<Effect> The present invention will be explained based on FIGS. 1 and 2.

両図とも本発明の実施状態を示す説明図である。Both figures are explanatory diagrams showing the implementation state of the present invention.

第1図は上部耐火物鋳型15の溶融金属受湯部の断面積
が下部金属鋳型16の接続面19まで直線的に減少して
いる場合を示している。下部金属鋳型の断面積は、はイ
ー様でよいが、溶融金属が凝固・冷却する際の収縮分に
対応したテーパーを付けることは望ましい。
FIG. 1 shows the case where the cross-sectional area of the molten metal receiving portion of the upper refractory mold 15 decreases linearly to the connecting surface 19 of the lower metal mold 16. The cross-sectional area of the lower metal mold may be E-like, but it is desirable to have a taper corresponding to the shrinkage when the molten metal solidifies and cools.

一方、第2図は上部耐火物鋳型15の受湯部断面積がま
ず急激に減少し、ついで下部金属鋳型16の接続面19
まで−様な状態の場合を示している。
On the other hand, FIG. 2 shows that the cross-sectional area of the receiving part of the upper refractory mold 15 decreases rapidly, and then the connecting surface 19 of the lower metal mold 16 decreases rapidly.
This shows a case where the situation is similar to -.

それぞれの場合において、熔融金属受湯部の断面積がロ
ングノズル18の径に対して十分大きくとれるので、ノ
ズル径を敢えて小さくする必要がなくなりノズル閉塞の
恐れは全くない。
In each case, the cross-sectional area of the molten metal receiving portion can be made sufficiently larger than the diameter of the long nozzle 18, so there is no need to deliberately reduce the nozzle diameter, and there is no fear of nozzle clogging.

またフラックスは通常のスラグ連続鋳造と同様に衣剤と
して作用するので金属鋳型と熔融金属との焼き付きが防
止でき、表面性状の優れた鋳片を得ることができる。
Further, since the flux acts as a coating agent in the same way as in normal continuous slag casting, it is possible to prevent the metal mold from seizing the molten metal, and it is possible to obtain slabs with excellent surface properties.

また本発明においては、少くとも溶融フラックスの占め
る領域を耐火物鋳型と金属鋳型との境界面より低く保持
し、かつ上部鋳型は断熱特性に優れる耐火物製なので、
溶融金属は金属鋳型内に至って始めて集積、滞溜し、凝
固することができる。
Furthermore, in the present invention, at least the area occupied by the molten flux is kept lower than the interface between the refractory mold and the metal mold, and the upper mold is made of a refractory material with excellent heat insulation properties.
Only within the metal mold can the molten metal accumulate, pool, and solidify.

ノズルより流出した溶鋼流は熔融フラックス中を下降し
下に行くにつれて、次第に分散し、次いで集積しほず均
一に溶湯滞溜面14に到達し凝固し始める。滞溜溶湯内
部にフラックスが巻き込まれ内部欠陥となることが懸念
されるが、その場合にはフラックスの占める領域を上部
に揚げるか、耐火物鋳型での下降範囲を大きくとり、フ
ラックスの浮上に余裕を与えることが望ましい、またフ
ラックスの浮上に余裕を与える手段として引抜き速度を
遅(する方法もとり得る。
The molten steel flow flowing out from the nozzle descends through the molten flux, gradually becoming dispersed, and then reaching the molten metal retention surface 14 uniformly without accumulating, where it begins to solidify. There is a concern that flux may get caught up inside the accumulated molten metal and cause internal defects, but in that case, raise the area occupied by the flux to the top, or increase the descending range of the refractory mold to allow enough time for the flux to rise. It is desirable to give the same amount of force, and it is also possible to slow down the drawing speed as a means of giving room for the flux to float.

本発明においては、一般の連続鋳造に比べて溶鋼凝固開
始面におけるフラックスのヘッド圧が高いので、鋳型面
と凝固層間へのフラックスの流入が円滑に行われ易く、
金属鋳型の振動はかならずしも必要でない、しかし拘束
性ブレークアウトの恐れがあるときは、少くとも下部の
金属鋳型を振動させることは望ましい、振動の方式とし
ては桁振動、横振動あるいは両者の合成振動が採用でき
る。
In the present invention, since the flux head pressure at the molten steel solidification start surface is higher than in general continuous casting, the flux easily flows between the mold surface and the solidified layer,
Vibration of the metal mold is not always necessary, but if there is a risk of restraint breakout, it is desirable to vibrate at least the lower metal mold. Can be adopted.

金属鋳型の冷却に関しては、放冷から内部水冷まで含め
て、種々の段階の冷却水準がとり得るが、好ましい冷却
水準は鋳片の形状や厚み、フラックスの融点、引抜き速
度等によって決定されねばならない。
Regarding cooling of metal molds, various levels of cooling can be used, including from natural cooling to internal water cooling, but the preferred cooling level must be determined by the shape and thickness of the slab, the melting point of the flux, the drawing speed, etc. .

なお、例えば線状の細いビレットを鋳造する場合には、
1本のロングノズル、1つの耐火物鋳型に対応して金属
製鋳型を2ヶ以上接続して引抜き速度を遅延させること
もできる。
For example, when casting a thin linear billet,
The drawing speed can also be delayed by connecting two or more metal molds corresponding to one long nozzle and one refractory mold.

次に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail based on examples.

〈実施例〉 実施例1 第1図に示すストリップ・キャスターを用いて純銅の薄
スラブを、次の条件で連続鋳造したところ、厚み50m
+、幅1000mの健全な薄スラブが得られた。なお金
属製鋳型には鉄製の鋳型を用いた。
<Example> Example 1 A thin slab of pure copper was continuously cast using the strip caster shown in Figure 1 under the following conditions, and a thickness of 50 m was obtained.
+, a sound thin slab with a width of 1000 m was obtained. Note that an iron mold was used as the metal mold.

耐火物鋳型受湯部断面積 200X1100m”金属鋳
型受湯部断面積   54X1010a”引抜き速度 
       5m/分 フラックス組成     Btu370%Na *0 
 20% CaCj! *  10% 実施例2 第2図に示すストリップ・キャスターを用いて0.03
%Cを含む低炭素鋼を、次に示す条件で連続鋳造したと
ころ、厚み50閤、輻1000mの健全な蒲スラブが得
られた。なお金属製鋳型には内部水冷タイプの銅製鋳型
を用いた。
Cross-sectional area of refractory mold receiving part: 200 x 1100 m "Metal mold receiving part cross-sectional area: 54 x 1010 a" Drawing speed
5m/min Flux composition Btu370%Na *0
20% CaCj! *10% Example 2 0.03 using strip casters shown in Figure 2
When low carbon steel containing %C was continuously cast under the following conditions, a sound slab with a thickness of 50 mm and a diameter of 1000 m was obtained. Note that an internal water-cooled copper mold was used as the metal mold.

耐火物鋳型受湯部断面積 200X1100m’金属鋳
型受湯部断面積   54X1010m”縦振動条件 
    振幅  5− 振動数 5回/秒 引抜き条件         4m/分フラックス組成
     CaO20%Sing  35% ^XtOコ5% CaF、   20% Nago   20% 実施例3 金属鋳型の振動条件のみを実施例2と変更して連続鋳造
したところ同様に健全なスラブが得られた。
Refractory mold receiving part cross-sectional area 200 x 1100 m' Metal mold receiving part cross-sectional area 54 x 1010 m" Longitudinal vibration conditions
Amplitude 5 - Frequency 5 times/second Drawing conditions 4 m/min Flux composition CaO 20% Sing 35% ^XtO 5% CaF, 20% Nago 20% Example 3 Only the vibration conditions of the metal mold were changed from Example 2. When continuous casting was performed, a similarly sound slab was obtained.

横振動条件      振幅  2m 振動数 20回/秒 実施例4 金属鋳型の振動条件のみを実施例2と変更して連続鋳造
したところ同様に健全なスラブが得られた。
Transverse vibration conditions: Amplitude: 2 m Frequency: 20 times/sec Example 4 Continuous casting was performed by changing only the vibration conditions of the metal mold from Example 2, and similarly sound slabs were obtained.

振動条件 横振動条件     振幅  l− 振動数 10回/秒 縦振動条件     振幅  5閣 振動数 5回/秒 実施例5 第1図に示すストリップ・キャスターを用いて、その他
は実施例4と同じ条件で連続鋳造したところ健全な薄ス
ラブが得られた。
Vibration conditions Lateral vibration conditions Amplitude 1 - Frequency 10 times/sec Vertical vibration conditions Amplitude 5 frequencies 5 times/sec Example 5 Using the strip caster shown in Figure 1, the other conditions were the same as in Example 4. After continuous casting, a sound thin slab was obtained.

〈発明の効果〉 本発明により、厚みを減少した健全なスラブが容易に連
続鋳造できるようになり、コスト低減に及ぼす効果は非
常に大である。
<Effects of the Invention> According to the present invention, a sound slab with a reduced thickness can be easily continuously cast, and the effect on cost reduction is very large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は夫々本発明の実施状況を示す説明図
、第3図は従来のツイン・ベルト式、第4図は従来の輪
・ベルト式を示す説明図である。 1・・・鋳片、     2・・・溶融金属、3・・・
タンデイツシュ、4.5・・・ベルト、6・・・メタル
・ブロック・ダム、 7・・・高速冷却水用ノズル、 8・・・除水機、    9・・・ロール状鋳込機、1
0・・・ベルト、11・・・ピンチロール、12・・・
注入口、    13・・・溶融フラックス、14・・
・溶湯滞溜面、  15・・・上部耐火物鋳型、1G・
・・下部金属鋳型、 17・・・鉄皮、1日・・・ロン
グノズル、 19・・・上部・下部鋳型の接続面、 20.21・・・押えロール。 特許出願人  川鉄テクノリサーチ株式会社第1図 第2図
1 and 2 are explanatory diagrams showing the implementation status of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a conventional twin belt type, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing a conventional ring and belt type. 1... Slab, 2... Molten metal, 3...
Tandaitsu, 4.5... Belt, 6... Metal block dam, 7... High speed cooling water nozzle, 8... Water remover, 9... Roll casting machine, 1
0...Belt, 11...Pinch roll, 12...
Inlet, 13... Molten flux, 14...
・Molten metal retention surface, 15... Upper refractory mold, 1G・
...Lower metal mold, 17.. Iron shell, 1.. Long nozzle, 19.. Connection surface of upper and lower molds, 20.21.. Presser roll. Patent applicant: Kawatetsu Techno Research Co., Ltd. Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、上部が耐火物で下部が金属製からなり、中央部が貫
通した鋳型で、かつ上部耐火物鋳型の溶融金属受湯部の
断面積が下部金属鋳型の溶融金属受湯部の断面積より大
きい鋳型を用いて連続鋳造する際に、少くとも溶融した
フラックスを耐火物鋳型と金属鋳型との境界面より低く
保持した状態で溶融金属を注入しながら引抜くことを特
徴とする連続鋳造方法。 2、少くとも下部金属鋳型に振動を与えながら連続鋳造
することを特徴とする請求項1記載の連続鋳造方法。 3、少くとも下部金属鋳型に縦振動を与えながら連続鋳
造することを特徴とする請求項2記載の連続鋳造方法。 4、少くとも下部金属鋳型に横振動を与えながら連続鋳
造することを特徴とする請求項2又は3記載の連続鋳造
方法。 5、溶融金属が溶鋼であることを特徴とする請求項1、
2、3又は4記載の連続鋳造方法。 6、下部金属鋳型を内部水冷しながら連続鋳造すること
を特徴とする請求項1、2又は5記載の連続鋳造方法。 7、上部が耐火物で下部が金属製からなり、中央部が貫
通した連続鋳造用鋳型において、上部耐火物鋳型の溶融
金属受湯部の断面積が下部金属鋳型の溶融金属受湯部の
断面積より大であることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
[Scope of Claims] 1. The upper part of the mold is made of refractory material, the lower part is made of metal, and the center part is penetrated, and the cross-sectional area of the molten metal receiving part of the upper refractory mold is equal to that of the molten metal receiving part of the lower metal mold. When performing continuous casting using a mold that is larger than the cross-sectional area of the molten metal part, it is characterized by drawing out the molten metal while injecting it while keeping at least the molten flux below the interface between the refractory mold and the metal mold. Continuous casting method. 2. The continuous casting method according to claim 1, characterized in that continuous casting is carried out while applying vibration to at least the lower metal mold. 3. The continuous casting method according to claim 2, characterized in that continuous casting is carried out while applying longitudinal vibration to at least the lower metal mold. 4. The continuous casting method according to claim 2 or 3, characterized in that continuous casting is carried out while applying transverse vibration to at least the lower metal mold. 5. Claim 1, wherein the molten metal is molten steel.
Continuous casting method according to 2, 3 or 4. 6. The continuous casting method according to claim 1, 2 or 5, characterized in that the continuous casting is carried out while the lower metal mold is internally water cooled. 7. In a continuous casting mold where the upper part is made of refractory and the lower part is made of metal, and the center part is penetrated, the cross-sectional area of the molten metal receiving part of the upper refractory mold is equal to the cross-sectional area of the molten metal receiving part of the lower metal mold. A continuous casting mold characterized by being larger than its area.
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