JPH05177309A - 金属管の連続鋳造用鋳型装置 - Google Patents

金属管の連続鋳造用鋳型装置

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JPH05177309A
JPH05177309A JP3356533A JP35653391A JPH05177309A JP H05177309 A JPH05177309 A JP H05177309A JP 3356533 A JP3356533 A JP 3356533A JP 35653391 A JP35653391 A JP 35653391A JP H05177309 A JPH05177309 A JP H05177309A
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JP
Japan
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mold
casting
pipe
heat insulating
core
Prior art date
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Withdrawn
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JP3356533A
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English (en)
Inventor
Hiromasa Aranaka
博昌 新中
Akira Sogabe
暁 曽我部
Hiroshi Saito
博 斉藤
Kenji Ichino
健司 市野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 生産性を低くすることなく、鋳造管の破断を
防止すること。 【構成】 鋳型19と中子20とを有して鋳型19と中
子20との間に管成形通路25を形成し、管成形通路2
5の鋳込側から導入した溶湯を冷却して鋳造管14を形
成し、この鋳造管14を管成形通路25の引抜側から引
抜可能とする金属管の連続鋳造用鋳型装置13におい
て、鋳込側の鋳型19Aと引抜側の鋳型19Bとの間
に、断熱材料からなる断熱層19Cを介在させるように
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属管の連続鋳造用鋳
型装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、特開平1-177048号公報に記載され
る如くの金属管の連続鋳造用鋳型装置がある。この鋳型
装置は、鋳型と中子とを有して鋳型と中子との間に管成
形通路を形成し、管成形通路の鋳込側から導入した溶湯
を冷却して鋳造管を形成し、この鋳造管を管成形通路の
引抜側から引抜可能とするものであり、鋳型の全体を黒
鉛にて構成している(図4(B)参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
では、鋳型の全体を高熱伝導率材料である黒鉛にて構成
しているため、鋳型の引抜側外周部に設けられる水冷ジ
ャケット体等の冷却手段の抜熱作用が、鋳型の鋳込側に
容易に及び、鋳型の温度勾配(鋳型の単位の管成形通路
長さ当たりの温度降下率)が小となり、結果として管成
形通路内における固液共存域が長くなる。この固液共存
域が長くなることは、凝固初期段階に溶湯の流出を防止
する表面凝固殻が長く、未凝固溶湯が差し込まなければ
ならない凝固前線が深く狭小となることを意味し、未凝
固溶湯のスムースな差し込みが困難となって鋳造管の破
断が生じ易くなることを意味する。
【0004】特に、薄肉管では、表面凝固殻が不安定
で、かつ溶湯を凝固前線へ供給しにくいので、鋳造管の
破断を生じ易い。
【0005】このため、従来技術では、鋳型の管成形通
路内における固液共存域が長い場合にも凝固前線への未
凝固溶湯の差し込みを確実として鋳造管の破断を生じな
いように、鋳造管の引抜速度を遅くしており、生産性が
低くならざるを得ない。
【0006】本発明は、生産性を低くすることなく、鋳
造管の破断を防止することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、鋳型と中子とを有して鋳型と中子との間に管成形通
路を形成し、管成形通路の鋳込側から導入した溶湯を冷
却して鋳造管を形成し、この鋳造管を管成形通路の引抜
側から引抜可能とする金属管の連続鋳造用鋳型装置にお
いて、鋳込側の鋳型と引抜側の鋳型との間に、断熱材料
からなる断熱層を介在させるようにしたものである。
【0008】請求項2に記載の本発明は、請求項1に記
載の本発明において更に、前記鋳込側の鋳型がSi34
−BNもしくはBN等の低熱伝導率材料にて構成され、
前記引抜側の鋳型が黒鉛もしくは金属等の高熱伝導率材
料にて構成され、前記断熱層がセラミックウールもしく
はセラミックファイバー等の断熱材料にて構成されるよ
うにしたものである。
【0009】請求項3に記載の本発明は、請求項1又は
2に記載の本発明において更に、前記鋳型の引抜側外周
部に冷却手段を設けるようにしたものである。
【0010】
【作用】図5は鋳型の温度勾配と固液共存域の長さとの
関係を示す模式図であり、(A)は温度勾配小における
普通鋳鉄のSKIN凝固状態、(B)は温度勾配小にお
けるFCD(ダクタイル鋳鉄)のMussy凝固状態、
(C)は温度勾配大におけるFCDのMussy凝固状
態である。
【0011】鋳型の温度勾配が小であると、SKIN凝
固型である普通鋳鉄、Mussy凝固型であるFCDの
いずれにおいても、図5(A)、(B)に示す如く、固
液共存域が長くなり、未凝固溶湯が差し込まなければな
らない凝固前線が深く狭小となり、破断を生じ易いこと
が認められる。
【0012】FCDにあっては、図5(B)に示す如く
のMussy凝固であるため、固液共存域の表面強度が
小さく、鋳造応力により、より破断を生じ易いものであ
ることが認められる。
【0013】然るに、本発明にあっては、鋳込側の鋳型
と引抜側の鋳型との間に、セラミックウール、セラミッ
クファイバー等の断熱材料からなる断熱層を介在させた
から、鋳型内での温度勾配を大とし、固液共存域を短く
することができる。このため、SKIN凝固型である
普通鋳鉄、Mussy凝固型であるFCDのいずれにお
いても、固液共存域を短くし、結果として未凝固溶湯が
差し込まなければならない凝固前線を浅くして破断の発
生を抑制できる。また、FCDにおいては、特に、M
ussy凝固の固液共存域を短くし、Mussy凝固に
起因して表面強度が小となる範囲を低減し、破断の発生
を抑制できる。従って、表面凝固殻が不安定で、かつ溶
湯を凝固前線へ供給しにくい薄肉管であっても、鋳造管
の破断を抑制でき、鋳造管の破断を生じないように鋳造
管の引抜速度を遅くする必要がなくなり、引抜速度の増
速化により、生産性を低くすることなく、鋳造管の破断
を防止することができる。
【0014】また、本発明にあっては、上記断熱層を挟
む一方の鋳込側の鋳型をSi34 −BN、BN等の低熱
伝導率材料にて構成し、他方の引抜側の鋳型を黒鉛、銅
等の高熱伝導率材料にて構成することにより、鋳型内で
の温度勾配を更に大とし、固液共存域を短くすることが
できる。
【0015】また、本発明にあっては、鋳型の引抜側外
周部に水冷ジャケット体、空冷ゾーンの如くの冷却手段
を設けることにより、引抜側の鋳型温度を極力低くし、
この冷却手段の冷却効果が及びにくい、鋳込側の鋳型と
の間の温度勾配を確実に大とし、上述の固液共存域を確
実に短くできる。
【0016】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る鋳型装置を示
す模式図、図2は鋳型装置の鋳込側端面を示す模式図、
図3は連続鋳造装置を示す模式図、図4は本発明の変形
例と従来例とを示す模式図、図5は鋳型の温度勾配と固
液共存域の長さとの関係を示す模式図である。
【0017】連続鋳造装置10は、図3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、これを引抜鋳造する。
【0018】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を間欠的に引抜くための引抜装置
16を備える。引抜装置16は、ピンチローラー17と
押えローラー18とからなる。
【0019】鋳型装置13は、図1、図2に示す如く、
鋳型19と中子20とにより構成されている。
【0020】鋳型19は、中空状をなし、鋳込側端部に
中子保持内径部21を備えるとともに、中子保持内径部
21を除く略全長に渡る鋳型中心軸回りに管外面成形内
径部22を備える。
【0021】中子20は、鋳型19に装入され、鋳込側
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
全長に渡る鋳型中心軸回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24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回りの複数位置(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。尚、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。
【0022】即ち、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。
【0023】また、鋳型装置13は、鋳型19の引抜側
外周部に銅製の水冷ジャケット体30を嵌着するととも
に、鋳型19の鋳込側外周部に煉瓦からなるインサート
リング31を嵌着することとしている。これにより、鋳
型装置13は、水冷ジャケット体30の部分を溶湯を凝
固させるための冷却部、インサートリング31の部分を
非冷却部及び保持炉11の炉壁11Aへの装着部として
いる。
【0024】また、この実施例の連続鋳造装置10は、
鋳型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の鋳込側端部に孔状のぬすみ20Aを設け
ている。
【0025】然るに、鋳型装置13にあっては、鋳型1
9を鋳込側の鋳型19Aと引抜側の鋳型19Bとに2分
し、鋳込側の鋳型19Aと引抜側の鋳型19Bとの間に
セラミックウールもしくはセラミックファイバー等の断
熱材料からなる断熱層19Cを介在させている。ここ
で、断熱層19Cは、水冷ジャケット体30のインサー
トリング31側端部相当位置に一致せしめられており、
引抜側鋳型19Bの外周部に水冷ジャケット体30を装
着することとしている。
【0026】また、鋳型装置13にあっては、鋳込側の
鋳型19AをSi34 −BNもしくはBN等の低熱伝導
率材料にて構成し、引抜側の鋳型19Bを黒鉛もしくは
銅等の高熱伝導率材料にて構成している。尚、各材料の
熱伝導率(cal/cm℃se)についてみると、Si34 −B
Nは0.034 、BNは0.083 、黒鉛は0.28である。
【0027】また、本発明の実施においては、断熱層1
9Cを、水冷ジャケット体30のインサートリング31
寄り中間部相当位置に設定するものであっても良い。
【0028】また、鋳型装置13にあっては、中子20
をSi34 −BNにて構成している。尚、中子20はS
i34 −BNに限らず、BN、黒鉛、銅等の金属にて構
成されるものであっても良い。
【0029】また、本発明の実施においては、図4
(A)に示す如く、鋳込側の鋳型19と引抜側の鋳型1
9Bとを共に同一材料、例えば黒鉛にて構成するもので
あっても良い。
【0030】また、本発明の実施において、鋳型の引抜
側外周部に設けられる冷却手段は、引抜側の鋳型19B
に冷却媒体流路を内蔵するもの、或いは鋳型回りに空冷
ゾーンを設けるもの等であっても良い。
【0031】次に、本実施例の作用について説明する。 鋳込側の鋳型19Aと引抜側の鋳型19Bとの間に、
断熱材料からなる断熱層19Cを介在させたから、鋳型
19内での温度勾配を大とし、固液共存域を短くするこ
とができる。このため、SKIN凝固型である普通鋳
鉄、Mussy凝固型であるFCDのいずれにおいて
も、固液共存域を短くし、結果として未凝固溶湯が差し
込まなければならない凝固前線を浅くして破断の発生を
抑制できる。また、FCDにおいては、特に、Mus
sy凝固の固液共存域を短くし、Mussy凝固に起因
して表面強度が小となる範囲を低減し、破断の発生を抑
制できる。従って、表面凝固殻が不安定で、かつ溶湯を
凝固前線へ供給しにくい薄肉管であっても、鋳造管の破
断を抑制でき、鋳造管の破断を生じないように鋳造管の
引抜速度を遅くする必要がなくなり、引抜速度の増速化
により、生産性を低くすることなく、鋳造管の破断を防
止することができる。
【0032】断熱層19Cを挟む一方の鋳込側の鋳型
19Aを低熱伝導率材料にて構成し、他方の引抜側の鋳
型19Bを高熱伝導率材料にて構成することにより、鋳
型19内での温度勾配を更に大とし、固液共存域を更に
短くすることができる。
【0033】鋳型19の引抜側外周部に水冷ジャケッ
ト体30、空冷ゾーンの如くの冷却手段を設けることに
より、引抜側の鋳型19B温度を極力低くし、この冷却
手段の冷却効果が及びにくい鋳込側の鋳型19Aとの間
の温度勾配を確実に大とし、上述の固液共存域を確実に
短くできる。
【0034】尚、鋳型装置13にあっては、鋳込側の鋳
型19Aと引抜側の鋳型19Bとの間に断熱層19Cを
充填することにより、低熱伝導率材料からなる鋳型19
Aと高熱伝導率材料からなる鋳型19Bとの境界面を滑
らかに連続化し、管成形通路25内の溶湯、表面凝固殻
が鋳型19Aと鋳型19Bとの境界部のギャップに侵入
して鋳造管の引抜不能を招く可能性を確実に排除し得
る。
【0035】表1は、図1(C)に示した本発明鋳型I
と、図1(D)に示した比較鋳型の具体的実施結果であ
る。表1によれば、本発明により固液共存域の温度勾配
が格段に大となることが認められる。また、表2は、図
4(A)に示した本発明鋳型IIと、図4(B)に示した
従来鋳型の具体的実施結果である。表1、表2によれ
ば、本発明により固液共存域の温度勾配が格段に大とな
ることが認められる。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、生産性を
低くすることなく、鋳造管の破断を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例に係る鋳型装置を示す
模式図である。
【図2】図2は鋳型装置の鋳込側端面を示す模式図であ
る。
【図3】図3は連続鋳造装置を示す模式図である。
【図4】図4は本発明の変形例と従来例とを示す模式図
である。
【図5】図5は鋳型の温度勾配と固液共存域の長さとの
関係を示す模式図である。
【符号の説明】
10 連続鋳造装置 13 鋳型装置 14 鋳造管 19 鋳型 19A 鋳込側の鋳型 19B 引抜側の鋳型 19C 断熱層 20 中子 25 管成形通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 35/71 7305−4G (72)発明者 斉藤 博 愛知県半田市川崎町1丁目1番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 市野 健司 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型と中子とを有して鋳型と中子との間
    に管成形通路を形成し、管成形通路の鋳込側から導入し
    た溶湯を冷却して鋳造管を形成し、この鋳造管を管成形
    通路の引抜側から引抜可能とする金属管の連続鋳造用鋳
    型装置において、鋳込側の鋳型と引抜側の鋳型との間
    に、断熱材料からなる断熱層を介在させたことを特徴と
    する金属管の連続鋳造用鋳型装置。
  2. 【請求項2】 前記鋳込側の鋳型がSi34 −BNもし
    くはBN等の低熱伝導率材料にて構成され、前記引抜側
    の鋳型が黒鉛もしくは金属等の高熱伝導率材料にて構成
    され、前記断熱層がセラミックウールもしくはセラミッ
    クファイバー等の断熱材料にて構成される請求項1記載
    の金属管の連続鋳造用鋳型装置。
  3. 【請求項3】 前記鋳型の引抜側外周部に冷却手段を設
    けた請求項1又は2記載の金属管の連続鋳造用鋳型装
    置。
JP3356533A 1991-12-25 1991-12-25 金属管の連続鋳造用鋳型装置 Withdrawn JPH05177309A (ja)

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Effective date: 19990311