JPH0620600B2 - 上向き式連続鋳造における鋳塊の冷却法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鋳型から鋳塊を上方に連続的に引出す上向
き式連続鋳造における鋳塊の冷却法およびその装置に関
し、特に詳しく言うと、加熱鋳型から引出された鋳塊を
水により冷却する冷却法およびその装置の改良に関す
る。

〔従来の技術〕

本発明者の一人はさきに、加熱鋳型を用いた連続鋳造法
を開発し、特許第1049146号として特許された。この連
続鋳造法は、鋳型の内壁温度を鋳造金属の凝固温度以上
に加熱保持することによって、鋳型内部での側壁に沿う
凝固殻の形成を阻止し、鋳型出口を出ると同時に、冷却
によって鋳造金属の凝固が開始されるようにして鋳造を
行なうもので、これにより完全な一方向凝固組織からな
り、表面欠陥のない平滑美麗な鋳塊が得られる。

また、この連続鋳造法の原理を応用して、上下に開口す
る筒状鋳型を金属溶湯内に浸漬するか、加熱手段を内蔵
させることにより加熱された鋳型内に溶湯を供給し、鋳
塊ダミーを使用して鋳型内の溶湯に着接させ、この鋳塊
ダミーを上方に引き上げることによって、鋳塊ダミー下
部に金属凝固体を連続的に形成する上向き式連続鋳造法
も、例えば特開昭58-184043号(特許第1579050号)に見ら
れるように本出願人により提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述したような鋳塊の上向き式連続鋳造
においては、水冷により鋳塊を冷却することは極めて難
しいという問題が存在していた。すなわち、鋳塊を鋳型
上方に設けた水冷装置に通過せしめて、冷却水に直接接
触させることによって冷却した場合、冷却水が水冷装置
の底部から鋳塊表面に沿って漏れる危険性がある。この
ような水漏れ防止方法としては、水冷装置の底部に弾力
性を有するパッキングを設け、パッキングに密着しつつ
鋳塊を移動させる方法が考えられる。これは鋳塊が完全
に平滑である場合には適用できうるが、鋳塊の断面形状
が鋳造進行中に急に変化し、小さくなった場合には、パ
ッキングと鋳塊の間隙から水漏れの発生する危険性が存
在する。したがって、高温の溶湯が存在する鋳型の上方
にこのような水冷装置を設置することは甚だ危険であっ
た。

このため、上向き式連続鋳造におては、水による直接冷
却は用いられず、水冷した金属ブラシを鋳塊表面に接触
させる間接水冷法や空気のような気体による冷却法が採
用されている。

しかしながら、気体冷却法では冷却に時間を要し、大き
な鋳造速度が得られないため鋳塊の生産性が悪い。生産
性を高めるためには鋳塊に直接水を接触させる水による
冷却法があり、水漏れのない安全な水冷法の開発が強く
求められていた。

したがって、この発明の目的は上向き式連続鋳造におい
て、鋳塊を効果的に冷却し、かつ漏水の危険性のない水
による冷却法およびその装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上下に開口する筒状の加熱鋳型内に溶湯を
供給し、鋳塊ダミーを加熱鋳型内の溶湯に着接させ、鋳
塊ダミーを引き上げることによって、鋳塊ダミー下部に
金属鋳塊を連続的に形成する上向き式連続鋳造における
鋳塊の冷却法において、加熱鋳型の上方において金属鋳
塊に冷却水を噴射して冷却するとともに、この冷却水の
噴射位置より下方から上方に向かって冷却水を上昇させ
るように空気やガス等の気体を噴射して冷却することを
特徴とするものである。

この発明はまた、上下に開口する筒状の加熱鋳型内に溶
湯を供給し、鋳塊ダミーを加熱鋳型内の溶湯に着接さ
せ、鋳塊ダミーを引き上げることによって、鋳塊ダミー
下部に金属鋳塊を連続的に形成する上向き式連続鋳造装
置における鋳塊の冷却装置において、加熱鋳型の上方に
位置し、冷却水を噴射する冷却水噴出口と、この冷却水
噴出口の下部に位置し冷却水を上昇させるように空気や
ガス等の気体を噴出する気体噴出孔を有し、その内部を
鋳塊ダミーおよび金属鋳塊が通過する冷却筒体と、この
冷却筒体の上部に位置し、気体により上昇した冷却水を
取り出す排出筒体とを有することを特徴とするものであ
る。

〔作 用〕

熱せられた鋳塊ダミーおよびそれに続く鋳塊は冷却水に
より冷却される。鋳塊に当たった冷却水は下降すること
になるが、下方からは気体が噴射されているので、冷却
水はこの気体によって上昇し、下方へ漏水することはな
い。

また、冷却水噴出口と気体噴出孔を有する冷却筒体と、
この冷却筒体の上部に位置する冷却水を取り出すための
排出筒体という、極めて簡単な構成により上述した冷却
法を実施する装置が提供できる。

〔実施例〕

以下、この発明の冷却法を実施するための装置の一実施
例を図面により説明する。１は冷却筒で、その下端内周
面には冷却水噴出孔２と、気体噴出孔３とが冷却筒１の
軸方向に適当な間隔を置いて設けられている。冷却水噴
出孔２は流入口５からの冷却水を冷却筒１の半径方向に
向かって斜め上方に噴出して冷却筒１内を引き上げられ
る鋳塊４を冷却するように傾斜が付けられている。冷却
水噴出孔２の下部に設けられた気体噴出孔３も、冷却水
噴出孔２と同様に送風口６からの圧縮空気や冷却用ガス
を冷却筒１の半径方向に向かって斜め上方に噴出して冷
却水が鋳塊４の表面を伝って下方に漏れないように押し
上げる。

冷却筒１の上端には、冷却水や鋳塊４の冷却によって発
生した水蒸気を集めるための円筒体７の下部が取付けら
れている。この円筒体７はその直径が冷却筒１より大き
く、かつ冷却筒１と同軸状に取付けられ、その内部に補
集室８を形成している。円筒体７の軸方向上端は、鋳塊
４が通る開口９をその中心部に有する蓋部10により覆わ
れており、軸方向下端はその中心部に冷却筒１の上端が
突出するように嵌合された底部11により塞がれている。
円筒体７の下部には、冷却水噴出孔２から噴出し、冷却
筒１の上端から溢れた冷却水を排出する流出口12が、そ
して上部には水蒸気を外部に排出するための吸引口13が
設けられている。

冷却筒１には略水平に支持された支持フレーム17の一端
が取付けられ、この支持フレーム17の他端は、略垂直方
向に支持されたねじ軸19のねじと螺合しており、ねじ軸
19の回転によりこの支持フレーム17は上下動可能になっ
ている。18は図示しない固定部材に支持され、ねじ軸19
を固定する固定部材であり、20は固定部材18に取付けら
れたねじ軸19用の軸受である。

金属溶湯14の熱で加熱されるように、溶湯14内には上下
方向に開口する筒状の鋳型16が浸漬されている。冷却筒
１はその下端が筒状の鋳型16の上方に位置するように、
ねじ軸19を回転させてその上下位置を調整する。なお、
図示するように鋳型16内に加熱手段15を内蔵させて鋳型
16を加熱する場合は、金属溶湯14内に浸漬させる必要は
なく、金属溶湯14の湯面上にその先端が突出するように
位置させてもよい。

次に、この装置による冷却について説明すると、まず、
冷却筒１をねじ軸19の回転により上下動させ、その下端
が鋳型16の上端から適当な間隔を置くようにセットす
る。次いで、鋳塊ダミー21を円筒体７の開口９から下降
させ、冷却筒１の中央に位置させながら更に下降させ
る。これにより、鋳塊ダミー21の下端は鋳型16の中空部
の湯面に接触する。この状態から鋳塊ダミー21を静かに
引き上げていく。この際、冷却水噴出孔２からは冷却水
を上方に噴出させると同時に、冷却水噴出孔２の下部に
設けられた気体噴出孔３から空気またはガスを上方に噴
出させる。鋳塊ダミー21を引き上げていくことにより、
最初は鋳塊ダミー21がそしてその後は鋳塊４が冷却水に
より冷却され、その冷却水は空気あるいはガスにより鋳
塊ダミー21あるいは鋳塊４と冷却筒１との間隙を通って
上昇し、冷却筒１の上端から円筒体７に送られ、下部流
出口12から排水される。また、鋳塊４の冷却によって発
生した蒸気は円筒体７内の補集室８から吸引口13を通っ
て外部に吸引除去される。

この時、冷却筒１の下部の気体噴出孔３からの空気やガ
スの圧力は、冷却水噴出孔２からの水圧より大きくなる
ように調整することによって、鋳塊４に接する冷却水は
下から上方に吹き上げる空気やガスによって押し上げら
れ、下方への漏水を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の上向き式連続鍛造における鋳
塊の冷却法は、加熱鋳型の上方において金属鋳塊に冷却
水を噴射して冷却するとともに、この冷却水の噴射位置
より下方から上方に向かって冷却水を上昇させるように
空気やガス等の気体を噴射するという極めて簡単な構成
であるが、冷却水により鋳塊を冷却するので、冷却効果
が高く、その上、下部からの気体により冷却水は上昇さ
せられるので、冷却水が鋳型上に落下するような漏水を
確実に防止することができる。

また、この方法を実施する冷却装置は、加熱鋳型の上方
に位置し、冷却水を噴射する冷却水噴出口と、この冷却
水噴出口の下部に位置し冷却水を上昇させるように空気
やガス等の気体を噴出する気体噴出孔を有し、その内部
を鋳塊ダミーおよび金属鋳塊が通過する冷却筒体と、こ
の冷却筒体の上部に位置し、気体により上昇した冷却水
を取り出す排出筒体という極めて簡単な構成により実施
できる。

このように本発明は、鋳塊の上向き式連続鋳造に際し
て、従来水漏れによる爆発の危険性が存在しているの
で、困難とされてきた鋳塊の水冷を可能にすることがで
き、鋳塊の生産性を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施する装置の一実施例を一
部切断して示す正面図である。 図面において、１は冷却筒、２は冷却水噴出孔、３は気
体噴出孔、４は鋳塊、７は円筒体、８は補集室、12は流
出口、14は溶湯、16は鋳型、17は支持フレーム、19はね
じ軸、21は鋳塊ダミーである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下に開口する筒状の加熱鋳型内に溶湯を
   供給し、鋳塊ダミーを前記加熱鋳型内の前記溶湯に着接
   させ、前記鋳塊ダミーを引き上げることによって、前記
   鋳塊ダミー下部に金属鋳塊を連続的に形成する上向き式
   連続鋳造において、前記加熱鋳型の上方において前記金
   属鋳塊に冷却水を噴射して冷却するとともに、この冷却
   水の噴射位置より下方から上方に向かって前記冷却水を
   上昇させるように空気やガス等の気体を噴射して冷却す
   ることを特徴とする上向き式連続鋳造における鋳塊の冷
   却法。
2. 【請求項２】上下に開口する筒状の加熱鋳型内に溶湯を
   供給し、鋳塊ダミーを前記加熱鋳型内の前記溶湯に着接
   させ、前記鋳塊ダミーを引き上げることによって、前記
   鋳塊ダミー下部に金属鋳塊を連続的に形成する上向き式
   連続鋳造装置において、前記加熱鋳型の上方に位置し、
   冷却水を噴射する冷却水噴出口と、この冷却水噴出口の
   下部に位置し前記冷却水を上昇させるように空気やガス
   等の気体を噴出する気体噴出孔を有し、その内部を前記
   鋳塊ダミーおよび前記金属鋳塊が通過する冷却筒体と、
   この冷却筒の上部に位置し、前記気体により上昇した前
   記冷却水を取り出す排出筒体とを有することを特徴とす
   る上向き式連続鋳造における鋳塊の冷却装置。