JPH0457424B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属管の水平連続鋳造用鋳型装置に関
する。

［従来の技術］ 金属管の水平連続鋳造方法にあつては、特開昭
60−54255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、上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
を冷却して鋳造管を形成し、この鋳造管を水平に
引抜く。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記水平連続鋳造時には、鋳型内の
溶湯が中子まわりにて大きく凝固収縮しながら鋳
造管となり引抜かれる。そこで、大きく凝固収縮
した鋳造管が中子を強く抱き込んで引抜き不良に
至ることを防止するため、第８図に模式的に示す
如く、中子の管内面成形外径部を鋳型出側に向け
て先細りテーパー状とすることが考えられる。第
８図において、１は鋳型、２は中子、３は溶湯注
入通路、４は管成形通路、θは管内面成形外径部
の表面の勾配である。

しかしながら、第８図の鋳型装置を用いて鋳造
した鋳鉄管６５Ａについて、第６図に示す如く円
周を12等分し、各部の内外径および肉厚を測定し
た結果、各引抜き長さ位置における肉厚に関して
第７図を得た。この第７図によれば、管軸を含む
水平面に対し、管上面側（No.１，２，３，11，
12）の肉厚は厚く、管下面側（No.５，６，７，
８，９）の内面は薄くなるという偏肉の存在が認
められる。また、管中心は管軸を含む水平面に対
し下側に偏心することも認められた。

本発明は、金属管を水平連続鋳造するに際し、
安定引抜き可能とするとともに、寸法精度の良い
鋳造管を製造可能と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、溶
湯を冷却して鋳造管を形成し、この鋳造管を水平
に引抜き可能とする金属管の水平連続鋳造用鋳型
装置において、中子の管内面成形外径部が鋳型出
側に向けて先細りテーパー状となるように設定
し、かつ管内面成形外径部の上面の勾配がその下
面の勾配より小となるように設定するようにした
ものである。

［作用］ 本発明者の考察によれば、前述の第８図の鋳型
装置を用いた時、得られる鋳造管に前述の如くの
偏心偏肉性が認められた原因は中子に作用する鋳
造管の自重が中子を下向きに押し曲げ、鋳型の管
外面成形内径部と中子の管内面成形外径部のギヤ
ツプが管周方向において不均一（管上面側のギヤ
ツプは大、管下面側のギャツプは小）になつたこ
とに基づく。

しかして、本発明にあつては、中子の管内面成
形外径部の上面の勾配をその下面の勾配より予め
小さく設定しておくことにより、鋳型の管外面成
形内径部と中子の管内面成形外径部とのギヤツプ
を、鋳造管の自重が作用する水平連続鋳造時に同
等とすることができる。

すなわち、本発明によれば、中子の管内面成形
外径部が先細りテーパ状であることから、鋳造管
が中子を強く抱き込むことなく安定引抜きでき
る。また、鋳造時における中子と鋳型のギヤツプ
を管周方向にて均等化でき、偏心偏肉のない寸法
精度の良い鋳造管を製造できる。

［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図は鋳型装置の特徴的構成
を模式的に示す断面図、第５図は第４図の側面図
である。

連続鋳造装置１０は、第１図に示す如く、溶湯
保持炉１１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。連続鋳造装
置１０は、鋳型装置１３により溶湯を冷却して鋳
造管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１４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
ラー装置１６を備える。引抜ローラー装置１６
は、ピンチローラー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
ー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。

鋳型装置１３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２３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２
４を備える。また中子２０は、フランジ部２３に
おける鋳型中心軸のまわりの複数位置（この実施
例では４位置）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は強度上許される限り小とし、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１３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する。第２図の２８は鋳
型１９と中子２０との固定ピンである。

なお、鋳型装置１３は、具体的には鋳型１９の
溶湯流出側端部に銅ライナー２９を介して銅製の
水冷ジヤケツト体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、また水冷ジヤケツ
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、水冷ジヤケツト体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孔状のぬす
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４１を有
している。制御装置４１は、鋳造管１４を、引
抜き時間（te）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）の間停止することを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
４１にフイードバツクされる。

しかして鋳型装置１３にあつては、第４図、第
５図に示す如く、中子２０の管内面成形外径部２
４が、鋳型１９の出側に向けて先細りテーパ状を
なすように設定されている。

また、鋳型装置１３にあつては、上記管内面成
形外径部２４の先端中心をその基端中心に対して
上側にｅだけ偏心させ、管内面成形外径部２４の
上面の（水平面に対する）勾配αがその下面の勾
配βより小となるように設定している。管内面成
形外径部２４の側面の勾配γはαとβの中間値と
なる。

次に、上記実施例の作用について説明する。

上記実施例にあつては、中子２０の管内面成形
外径部３５の上面の勾配αをその下面の勾配βよ
り予め小さく設定しておくことによれ、鋳型１９
の管外面成形内径部２２と中子２０の管内面成形
外径部２４とのギヤツプを、鋳造管１４の自重が
作用する水平連続鋳造時に同等とすることができ
る。

すなわち、上記実施例によれば、中子２０の管
内面成形外径部２４が先細りテーパ状であること
から、鋳造管１４が中子２０を強く抱き込むこと
なく安定引抜きでる。また、鋳造時における中子
２０と鋳型１９のギヤツプを管周方向にて均等化
でき、偏心偏肉のない寸法精度の良い鋳造管１４
を製造できる。

なお、本発明者の検討によれば、中子２０の管
内面成形外径部２４における上述の勾配α、βは
１／５０〜1/300の範囲で変化させるのが良い。

上記勾配α、βの数値限定理由は以下の如くで
ある。

すなわち、本勾配は鋳造金属の種類および鋳造
速度と非常に強い関係を有し、鋳造管連続鋳造操
業の可否を決定する。

本発明の勾配範囲を設定した基になる操業結果
を説明する。

３０Ａの鋳鉄管を勾配1/300の中子２０を使用
して、約500mm／分の鋳造速度で引抜いたところ、
非常に安定して操業できた。一方、勾配1/400の
中子２０を使用して操業を実施した結果、中子２
０がしまりばめの状態となり引抜き不能になつ
た。

また、８０Ａの鋳鉄管を勾配1/100の中子２０
を使用して、約500mm／分の鋳造速度で引抜いた
ところ、安定して操業が実施できた。

以上の操業結果は鋳鉄の場合であるが、熱伝導
率が大きく、かつ熱収縮の大きい金属の場合に
は、さらに勾配を大きくすることは容易に考えら
れる。

なお、本発明者の実験結果によれば、鋳鉄管６
５Ａ（肉厚4.2〜4.5mm）の鋳造時に、従来の偏肉
率11.5％を本発明の適用により4.8％に改善でき
た。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、金属管を水平連
続鋳造するに際し、安定引抜き可能とするととも
に、寸法精度の良い鋳造管を製造できる。

【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図は鋳型装置の特徴的構成
を模式的に示す断面図、第５図は第４図の側面
図、第６図は鋳造管を示す断面図、第７図は鋳造
管の肉厚分布を示す線図、第８図は従来の鋳型装
置を模式的に示す断面図である。 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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、溶湯を冷却
   して鋳造管を形成し、この鋳造管を水平に引抜き
   可能とする金属管の水平連続鋳造用鋳型装置にお
   いて、中子の管内面成形外径部が鋳型出側に向け
   て先細りテーパー状となるように設定し、かつ管
   内面成形外径部の上面の勾配がその下面の勾配よ
   り小となるように設定することを特徴とする金属
   管の水平連続鋳造用鋳型装置。