JPH05177310A - 連続鋳造用鋳型とその短辺形状制御方法 - Google Patents
連続鋳造用鋳型とその短辺形状制御方法Info
- Publication number
- JPH05177310A JPH05177310A JP34522191A JP34522191A JPH05177310A JP H05177310 A JPH05177310 A JP H05177310A JP 34522191 A JP34522191 A JP 34522191A JP 34522191 A JP34522191 A JP 34522191A JP H05177310 A JPH05177310 A JP H05177310A
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- copper plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 メニスカス近傍の凝固収縮カーブと短辺銅板
のプロフィールとを可及的に一致させる。 【構成】 メニスカスより50〜200mm 下方に支点を設
け、その上方を放物線形状とするとともに強制変形させ
る。
のプロフィールとを可及的に一致させる。 【構成】 メニスカスより50〜200mm 下方に支点を設
け、その上方を放物線形状とするとともに強制変形させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造用鋳型の短辺
形状制御方法とそれに用いる鋳型に関する。
形状制御方法とそれに用いる鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、溶鋼を連続鋳造する場合、鋳
型を構成する長辺側と短辺側のうち、短辺側については
鋳込み中の鋳片の凝固収縮に応じてテーパをもたせて、
凝固シェルと短辺銅板の接触が充分できるようにしてい
る。
型を構成する長辺側と短辺側のうち、短辺側については
鋳込み中の鋳片の凝固収縮に応じてテーパをもたせて、
凝固シェルと短辺銅板の接触が充分できるようにしてい
る。
【０００３】図４は、この鋳型短辺のテーパの様子を示
す部分断面図であり、図中、鋳型内溶鋼に接する短辺銅
板１はテーパ量ａをもって傾斜しており、バックフレー
ム２によって支持されている。しかし、この短辺銅板１
のテーパ量ａが小さい場合には、凝固シェルＳと短辺銅
板１との接触が不均一となり、冷却のアンバランスが発
生し、凝固シェル成長の不均一、溶鋼静圧による鋳片表
面の割れが発生する。
す部分断面図であり、図中、鋳型内溶鋼に接する短辺銅
板１はテーパ量ａをもって傾斜しており、バックフレー
ム２によって支持されている。しかし、この短辺銅板１
のテーパ量ａが小さい場合には、凝固シェルＳと短辺銅
板１との接触が不均一となり、冷却のアンバランスが発
生し、凝固シェル成長の不均一、溶鋼静圧による鋳片表
面の割れが発生する。
【０００４】また、短辺銅板１のテーパ量ａが大きい場
合には凝固シェルＳと短辺銅板１との接触が強くなり、
凝固シェルＳに過大な応力が加わり、凝固シェルの破
断、およびシェル破断に伴うブレークアウトが発生す
る。あるいは凝固シェルと鋳型の摩擦力増大に伴う鋳型
の寿命低下（例えば鋳型銅板表面を被覆しているメッキ
の剥離、銅板摩耗）を引き起こす危険性がある。
合には凝固シェルＳと短辺銅板１との接触が強くなり、
凝固シェルＳに過大な応力が加わり、凝固シェルの破
断、およびシェル破断に伴うブレークアウトが発生す
る。あるいは凝固シェルと鋳型の摩擦力増大に伴う鋳型
の寿命低下（例えば鋳型銅板表面を被覆しているメッキ
の剥離、銅板摩耗）を引き起こす危険性がある。
【０００５】したがって、従来は、鋳込み開始前に鋼
種、鋳造速度変更等に応じて、鋳込み中にその都度テー
パ量ａを変更して操業するようにしていた。また、この
ような方法で、テーパ量を変更して鋳込みを行い、鋳込
み後の鋳片表面状況、鋳型短辺銅板摩耗状況から経験的
にテーパ量ａの設定値を変更していた。
種、鋳造速度変更等に応じて、鋳込み中にその都度テー
パ量ａを変更して操業するようにしていた。また、この
ような方法で、テーパ量を変更して鋳込みを行い、鋳込
み後の鋳片表面状況、鋳型短辺銅板摩耗状況から経験的
にテーパ量ａの設定値を変更していた。
【０００６】しかし、このような経験的に決定されたテ
ーパ量は、鋼種、鋳込み速度、鋳型冷却条件、モールド
パウダーなどの微妙な変化による凝固シェルと鋳型の接
触を直接調べて設定されたものでないため、設定テーパ
量が適切でない場合があり、鋳片コーナ部割れ、鋳片側
面割れ、短辺バルジングなど鋳片品質上の問題が発生し
ていた。
ーパ量は、鋼種、鋳込み速度、鋳型冷却条件、モールド
パウダーなどの微妙な変化による凝固シェルと鋳型の接
触を直接調べて設定されたものでないため、設定テーパ
量が適切でない場合があり、鋳片コーナ部割れ、鋳片側
面割れ、短辺バルジングなど鋳片品質上の問題が発生し
ていた。
【０００７】例えば、特開昭57−106449号公報には、鋳
片コーナ部割れを防止するために鋳型内面の隅部のテー
パ角度を中央部のテーパ角度より大きくした連続鋳造用
鋳型が開示されているが、これは隅部の不均一抜熱を防
止しようとするものである。しかし、この方法ではコー
ナ部割れ等は防止できるが、前述のような全体的不均一
抜熱は何ら改善されない。
片コーナ部割れを防止するために鋳型内面の隅部のテー
パ角度を中央部のテーパ角度より大きくした連続鋳造用
鋳型が開示されているが、これは隅部の不均一抜熱を防
止しようとするものである。しかし、この方法ではコー
ナ部割れ等は防止できるが、前述のような全体的不均一
抜熱は何ら改善されない。
【０００８】一方、鋳型短辺銅板の凝固シェルの接触状
態、熱流束値を測定し、熱流束値と目標値との偏差に応
じて鋳型短辺テーパを制御する方法 (特開昭58−145344
号)などが考えられている。しかし、この方法にあって
も、熱流束値を測定することから抜熱は従来法に比較し
て改善されるが、鋳型短辺のテーパ制御は鋳型上下の二
点で調節しているため、均一抜熱は必ずしも十分ではな
い。鋳片凝固収縮量が大きくなると鋳片／鋳型間隙が大
きくなり、抜熱量が小さくなり、今度は溶鋼静圧がかか
り、鋳片／鋳型間隙を小さくすることで抜熱量を大きく
する。これが周期的に起こるため均一抜熱が実現されな
い。
態、熱流束値を測定し、熱流束値と目標値との偏差に応
じて鋳型短辺テーパを制御する方法 (特開昭58−145344
号)などが考えられている。しかし、この方法にあって
も、熱流束値を測定することから抜熱は従来法に比較し
て改善されるが、鋳型短辺のテーパ制御は鋳型上下の二
点で調節しているため、均一抜熱は必ずしも十分ではな
い。鋳片凝固収縮量が大きくなると鋳片／鋳型間隙が大
きくなり、抜熱量が小さくなり、今度は溶鋼静圧がかか
り、鋳片／鋳型間隙を小さくすることで抜熱量を大きく
する。これが周期的に起こるため均一抜熱が実現されな
い。
【０００９】上述のように、これまでにあっても、溶鋼
を鋳造する連続鋳造用鋳型の短辺銅板テーパ量制御方法
として種々の方法が提案されているが、いずれも不均一
抜熱に起因する鋳込欠陥の発生は免れず、その効果的防
止策も見られなかった。そこで本発明者らは、この不均
一抜熱を解消する手段として、鋳型短辺のテーパを湾曲
面とすることを提案した。特開平２−247059号公報参
照。
を鋳造する連続鋳造用鋳型の短辺銅板テーパ量制御方法
として種々の方法が提案されているが、いずれも不均一
抜熱に起因する鋳込欠陥の発生は免れず、その効果的防
止策も見られなかった。そこで本発明者らは、この不均
一抜熱を解消する手段として、鋳型短辺のテーパを湾曲
面とすることを提案した。特開平２−247059号公報参
照。
【００１０】具体的には、図２に示すように、鋳型短辺
銅板１の上下２点を支点L1、L3として中心に荷重点L2を
有する油圧装置を備えたもの、あるいは中心点L2を支点
とし上下２点L1、L3を荷重点とした油圧装置で、長手方
向に短辺強制変形を行うと、凝固シェルＳと鋳型短辺銅
板１の接触は全体的に大幅に改善された。
銅板１の上下２点を支点L1、L3として中心に荷重点L2を
有する油圧装置を備えたもの、あるいは中心点L2を支点
とし上下２点L1、L3を荷重点とした油圧装置で、長手方
向に短辺強制変形を行うと、凝固シェルＳと鋳型短辺銅
板１の接触は全体的に大幅に改善された。
【００１１】従来方式の短辺銅板構造によるテーパ量制
御方式では凝固シェルと接する短辺銅板のテーパ面が曲
面でないため凝固シェルと短辺銅板を接触させるのは不
可能であったのに対し、この方式によれば、凝固シェル
収縮プロフィールと鋳型短辺の強制変形曲線とを一致さ
せるべく短辺銅板背面から荷重を加え鋳型短辺に強制変
形を与えるのであって、その形状は、凝固シェルからの
抜熱量を最大とするとともに、その変形も最小とするよ
うに、絶えず調整されることから、従来の方式と比較し
て格段に優れた効果が期待できた。
御方式では凝固シェルと接する短辺銅板のテーパ面が曲
面でないため凝固シェルと短辺銅板を接触させるのは不
可能であったのに対し、この方式によれば、凝固シェル
収縮プロフィールと鋳型短辺の強制変形曲線とを一致さ
せるべく短辺銅板背面から荷重を加え鋳型短辺に強制変
形を与えるのであって、その形状は、凝固シェルからの
抜熱量を最大とするとともに、その変形も最小とするよ
うに、絶えず調整されることから、従来の方式と比較し
て格段に優れた効果が期待できた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、種々のテスト
を繰り返して行くにつれ、メニスカス近傍に関しては、
接触状態は充分改善できたとは言えないだけでなく、メ
ニスカス近傍の凝固収縮が鋳片の欠陥に最も大きな影響
を与えることが明らかになってきた。例えば、コーナ部
割れ等に起因するブレークアウト、寿命低下のような鋳
片欠陥は防止できない。
を繰り返して行くにつれ、メニスカス近傍に関しては、
接触状態は充分改善できたとは言えないだけでなく、メ
ニスカス近傍の凝固収縮が鋳片の欠陥に最も大きな影響
を与えることが明らかになってきた。例えば、コーナ部
割れ等に起因するブレークアウト、寿命低下のような鋳
片欠陥は防止できない。
【００１３】メニスカス近傍の凝固収縮は鋼種、操業条
件 (鋳造速度、抜熱量など) によって大きく左右される
ため、このように単なる強制変形だけでは完全に一致さ
せることが困難であることが判明した。
件 (鋳造速度、抜熱量など) によって大きく左右される
ため、このように単なる強制変形だけでは完全に一致さ
せることが困難であることが判明した。
【００１４】図３は、図４の従来の単純なテーパ制御方
式(A) の場合と、図２のテーパ湾曲制御方式(B) の場合
との短辺銅板の長手方向形状と溶鋼凝固収縮カーブとを
それぞれ示す。銅板形状と凝固収縮カーブとが(A) の場
合と比較して(B) の場合には、鋳片中央部より下方では
かなり一致しているが、それでもメニスカス近傍では接
触状態が十分ではないことが分かる。
式(A) の場合と、図２のテーパ湾曲制御方式(B) の場合
との短辺銅板の長手方向形状と溶鋼凝固収縮カーブとを
それぞれ示す。銅板形状と凝固収縮カーブとが(A) の場
合と比較して(B) の場合には、鋳片中央部より下方では
かなり一致しているが、それでもメニスカス近傍では接
触状態が十分ではないことが分かる。
【００１５】本発明の目的は、連続鋳造用鋳型のメニス
カス近傍の凝固シェルと鋳型短辺銅板との接触状態を改
善すべく、鋳型短辺の強制変形手段を提供し、コーナ部
割れ等に起因するブレークアウト、寿命低下などの鋳込
欠陥の発生を抑制することにある。
カス近傍の凝固シェルと鋳型短辺銅板との接触状態を改
善すべく、鋳型短辺の強制変形手段を提供し、コーナ部
割れ等に起因するブレークアウト、寿命低下などの鋳込
欠陥の発生を抑制することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】ここに、本発明の要旨と
するところは、連続鋳造用鋳型の短辺形状制御方法であ
って、予め上部が放物線形状に加工された鋳型短辺の上
端に、該鋳型短辺の少なくとも１地点を支点として、応
力を加えることで少なくとも前記放物線形状を設けた部
位の鋳型短辺を長手方向に強制的に変形して、該鋳型短
辺の形状を制御することを特徴とする、連続鋳造鋳型の
短辺形状制御方法である。
するところは、連続鋳造用鋳型の短辺形状制御方法であ
って、予め上部が放物線形状に加工された鋳型短辺の上
端に、該鋳型短辺の少なくとも１地点を支点として、応
力を加えることで少なくとも前記放物線形状を設けた部
位の鋳型短辺を長手方向に強制的に変形して、該鋳型短
辺の形状を制御することを特徴とする、連続鋳造鋳型の
短辺形状制御方法である。
【００１７】本発明の好適態様によれば、前記支点の１
つが鋳型短辺の中央部より上方に設けられ、前記放物線
形状は、前記鋳型短辺の該支点より上方に設けられてい
る。また、別の面からは、本発明は、上部が放物線形状
に加工された鋳型短辺と、該鋳型短辺の上端に応力を加
えることで上記放物線形状を設けた部位の鋳型短辺を強
制的に変形する機構をさらに備えた、連続鋳造用鋳型で
ある。
つが鋳型短辺の中央部より上方に設けられ、前記放物線
形状は、前記鋳型短辺の該支点より上方に設けられてい
る。また、別の面からは、本発明は、上部が放物線形状
に加工された鋳型短辺と、該鋳型短辺の上端に応力を加
えることで上記放物線形状を設けた部位の鋳型短辺を強
制的に変形する機構をさらに備えた、連続鋳造用鋳型で
ある。
【００１８】
【作用】次に、本発明の作用について、添付図面を参照
しながら、さらに具体的に説明する。図１は、本発明に
かかる連続鋳造用鋳型の一例の一部断面図を示す。図
中、メニスカス近傍の短辺銅板１には放物線形状10が設
けられており、短辺上端部には適宜駆動装置 (例: 油圧
装置)12 に接続された荷重点L1が、中央部より上方には
支点L2が、下端部には支点L3がそれぞれ設けられてい
る。鋳型短辺１の強制変形機構は少なくとも１以上の支
点L1、L2、L3とその適宜駆動装置12あるいは支持装置
(図示せず) から構成される。
しながら、さらに具体的に説明する。図１は、本発明に
かかる連続鋳造用鋳型の一例の一部断面図を示す。図
中、メニスカス近傍の短辺銅板１には放物線形状10が設
けられており、短辺上端部には適宜駆動装置 (例: 油圧
装置)12 に接続された荷重点L1が、中央部より上方には
支点L2が、下端部には支点L3がそれぞれ設けられてい
る。鋳型短辺１の強制変形機構は少なくとも１以上の支
点L1、L2、L3とその適宜駆動装置12あるいは支持装置
(図示せず) から構成される。
【００１９】本発明の好適態様によれば、図示例のよう
に、支点L2から上方部分に放物線形状が形成されてい
る。好ましくは、メニスカスの下方50〜200mm の部分よ
り形成されている。ここに、「放物線」とは、メニスカ
スからの長さｌ、短辺銅板の厚さ方向の変位をＷとした
とき、ｌ∝Ｗ2 またはＷ∝ｌ2 で表わされる曲面であ
る。
に、支点L2から上方部分に放物線形状が形成されてい
る。好ましくは、メニスカスの下方50〜200mm の部分よ
り形成されている。ここに、「放物線」とは、メニスカ
スからの長さｌ、短辺銅板の厚さ方向の変位をＷとした
とき、ｌ∝Ｗ2 またはＷ∝ｌ2 で表わされる曲面であ
る。
【００２０】このように、メニスカス近傍において放物
線形状を短辺銅板に予め加工し、更に短辺上端を、図示
例では向かって右方向に引張力を与えることで長手方向
に強制変形させることによって、凝固シェルＳと短辺銅
板１のプロフィールとがかなり一致することがわかる。
線形状を短辺銅板に予め加工し、更に短辺上端を、図示
例では向かって右方向に引張力を与えることで長手方向
に強制変形させることによって、凝固シェルＳと短辺銅
板１のプロフィールとがかなり一致することがわかる。
【００２１】変更例にあっては、支点L3も荷重点として
L1の同様に引張力を加えることで短辺銅板１全体を湾曲
させてもよい。鍛造速度、鋼種などによる凝固収縮量の
相違は、短辺上端の変形装置を動かすことによって対応
できる。
L1の同様に引張力を加えることで短辺銅板１全体を湾曲
させてもよい。鍛造速度、鋼種などによる凝固収縮量の
相違は、短辺上端の変形装置を動かすことによって対応
できる。
【００２２】
【実施例】図１に示す連続鋳造用鋳型を用いて低炭素Al
キルド鋼の連続鋳造を行った場合の実験例を示す。連続
鋳造に際しては、放物線形状の付与＋強制変形を行っ
た。これによってメニスカス近傍の接触状態は大幅に改
善された。図５に短辺銅板深さ13mmに取付けた熱電対の
温度変動状況を示す。サンプリングピッチは50msで３〜
５分継続した。
キルド鋼の連続鋳造を行った場合の実験例を示す。連続
鋳造に際しては、放物線形状の付与＋強制変形を行っ
た。これによってメニスカス近傍の接触状態は大幅に改
善された。図５に短辺銅板深さ13mmに取付けた熱電対の
温度変動状況を示す。サンプリングピッチは50msで３〜
５分継続した。
【００２３】比較例として特開平２−247059号公報開示
の鋳型を用いた例を示す。この従来タイプの場合、メニ
スカス近傍の温度変動が一番大きく、下部に行くほど安
定しているのに対し、本発明による方式の冷却では、鋳
型下部ばかりでなく、メニスカス近傍の温度変動も安定
しており、凝固シェルと短辺銅板プロフィールとが均一
接触しているのが分かる。なお、鋳型上部、つまりメニ
スカス近傍での温度のばらつきは凝固初期での冷却能の
ばらつきを意味しており、ブレークアウト等の原因とな
る。一方、鋳型下部で温度が多少ばらついても凝固シェ
ルが十分成長しており、ブレークアウト等の問題は生じ
ない。
の鋳型を用いた例を示す。この従来タイプの場合、メニ
スカス近傍の温度変動が一番大きく、下部に行くほど安
定しているのに対し、本発明による方式の冷却では、鋳
型下部ばかりでなく、メニスカス近傍の温度変動も安定
しており、凝固シェルと短辺銅板プロフィールとが均一
接触しているのが分かる。なお、鋳型上部、つまりメニ
スカス近傍での温度のばらつきは凝固初期での冷却能の
ばらつきを意味しており、ブレークアウト等の原因とな
る。一方、鋳型下部で温度が多少ばらついても凝固シェ
ルが十分成長しており、ブレークアウト等の問題は生じ
ない。
【００２４】図６は、本発明による凝固シェルとの均一
接触効果として、鋳片コーナー割れの発生率をグラフで
示す。比較例は図５の場合に同じ。従来方式の冷却で
は、鋳造速度の上昇により、コーナー割れが増加傾向に
あったが、本発明による放物線＋強制変形の場合、コー
ナー割れがほとんど発生しない。
接触効果として、鋳片コーナー割れの発生率をグラフで
示す。比較例は図５の場合に同じ。従来方式の冷却で
は、鋳造速度の上昇により、コーナー割れが増加傾向に
あったが、本発明による放物線＋強制変形の場合、コー
ナー割れがほとんど発生しない。
【００２５】
【発明の効果】本発明による鋳型短辺強制変形＋放物線
テーパを用いることによって、メニスカス部を含めた鋳
片短辺面の均一冷却が可能となり、コーナ部割れの発生
防止が図られ、鋳片品質向上と鋳型短辺銅板の寿命延長
が達成される。
テーパを用いることによって、メニスカス部を含めた鋳
片短辺面の均一冷却が可能となり、コーナ部割れの発生
防止が図られ、鋳片品質向上と鋳型短辺銅板の寿命延長
が達成される。
【図１】本発明にかかる連続鋳造用鋳型の一部断面図で
ある。
ある。
【図２】別の従来技術に見られる短辺銅板の湾曲面調整
の説明図である。
の説明図である。
【図３】従来技術に見られる短辺銅板メニスカス近傍の
凝固収縮状況を示すグラフである。
凝固収縮状況を示すグラフである。
【図４】従来技術に見られる短辺銅板のテーパ調整の説
明図である。
明図である。
【図５】本発明の実施例における短辺銅板温度変動状況
のグラフである。
のグラフである。
【図６】本発明の実施例における鋳造速度(Vc)とコーナ
部割れ発生率の関係を示すグラフである。
部割れ発生率の関係を示すグラフである。
1 : 短辺銅板 2 : バックフレーム S : 凝固シェル 10 : 放物線形状 12 : 駆動装置
Claims (3)
- 【請求項１】 連続鋳造用鋳型の短辺形状制御方法であ
って、予め上部が放物線形状に加工された鋳型短辺の上
端に、該鋳型短辺の少なくとも１地点を支点として、応
力を加えることで少なくとも前記放物線形状を設けた部
位の鋳型短辺を長手方向に強制的に変形して、該鋳型短
辺の形状を制御することを特徴とする、連続鋳造鋳型の
短辺形状制御方法。 - 【請求項２】 前記支点の１つが鋳型短辺の中央部より
上方に設けられ、前記放物線形状が、前記鋳型短辺の該
支点より上方に設けられていることを特徴とする、請求
項１記載の連続鋳造用鋳型の短辺形状制御方法。 - 【請求項３】 上部が放物線形状に加工された鋳型短辺
と、該鋳型短辺の上端に応力を加えることで上記放物線
形状を設けた部位の鋳型短辺を強制的に変形する機構と
を備えた連続鋳造用鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34522191A JPH05177310A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 連続鋳造用鋳型とその短辺形状制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34522191A JPH05177310A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 連続鋳造用鋳型とその短辺形状制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05177310A true JPH05177310A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=18375121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34522191A Withdrawn JPH05177310A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 連続鋳造用鋳型とその短辺形状制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05177310A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002083342A1 (de) * | 2001-04-14 | 2002-10-24 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Kokille fur eine stranggiessanlage fur metall sowie verfahren zur beeinflussung der konizitat der seitenwande der kokille |
| JP2008137054A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Mishima Kosan Co Ltd | 連続鋳造鋳型の寿命判定方法 |
| JP2009154182A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 連続鋳造用鋳型 |
| JP2010253548A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-11-11 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造方法及び連続鋳造装置 |
| CN107737897A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-02-27 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 超大断面重轨钢坯壳凝固控制方法 |
| CN115156490A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-10-11 | 日照钢铁控股集团有限公司 | 窄面铜板形状设计方法、装置、介质、设备 |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP34522191A patent/JPH05177310A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
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