JPH0631401A - 連続鋳造用鋳型とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属の連続鋳造用、特に鋼のビレットおよび
ブルームの連続鋳造用鋳型およびその製造方法を提供す
る。 【構成】 本発明の鋳型は、ビレット入り側の鋳型開孔
部断面においては、その出側と反対に、断面が拡張した
外方バルジングの形態を有し、これを断面外周にわたっ
て、均一に配列したものである。この外方バルジングの
大きさは、ビレットの走行方向にて減少し、かつビレッ
トの断面形状はビレットがこの鋳型開孔部を通過する間
に形成される。さらに、このような鋳型での壁温度を出
来るだけ、一定として損傷を低減するために、対向する
壁表面は並行であるか、もしくは円筒状となすことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属の、特に鋼のビレッ
トおよびブルーム断面の連続鋳造用鋳型とその鋳型の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在では未公開のスイス国特許出願第０
３２６３／９１に引き抜き板方式と同様にして、ビレッ
トが鋳型を通過する際に、鋳型開孔部がビレット外殻の
断面形状に変形を付与することを防止する鋳型を出願し
た。これは鋳型開孔部断面において、その鋳型入り側端
でのバルジングをより小さくするか、または鋳型出側に
おいて十分にバルジングが復元するように、複数の外方
バルジングを付与した外周面を有したものである。この
バルジング変形は外方バルジングの中央において、その
外側のバルジングの二点の側端より大きい。

【０００３】この外方バルジングが大きく拡がって、元
の形状に復元している箇所では、ビレット外殻は鋳型壁
に完全に充満し、その結果ビレットの冷却が促進され、
鋳型温度はより高くなる。この外方バルジングの両端の
所では、一般的に、ビレットの変形は皆無か極端に減少
している。その結果、鋳型壁の温度はそれに対応してよ
り低くなる。外方バルジングを有する管状鋳型の場合に
は、鋳型と水冷凾との間で同一の大きさの水冷隔壁を確
保するために、水冷凾にもまた外方バルジングを付与し
なければならない。このような水冷凾は技術的に複雑で
あり、設備コストが増大する問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記の
問題点を解決ために、特に鋳型を通過する時にビレット
外殻の断面形状を変形せしめる鋳型において、出来るだ
け均一なる鋳型壁温度となし、それによって、鋳型の損
傷を少なくするとともに、同時にその製造方法におい
て、製造の簡省略化を図ることを可能とする鋳型および
その製造方法を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、その要旨は、連続鋳造用鋳型とし
て、特に鋼のビレットおよびブルーム断面において、両
端で開放している鋳型開孔部は良熱伝導性材料の管、特
に銅管からなり、入り側での該鋳型開孔部の断面が断面
外周に均等に分布した外方バルジングを形成する断面拡
張部を有し、ビレット走行方向の該外方バルジングの大
きさが該鋳型開孔部の少なくとも主要長さ部において減
少せしめることによって、ビレットの断面形状を該ビレ
ットが該主要長さ部を通過することによって形成し、対
向する鋳型外表面が並行もしくはビレット走行方向に並
行表面線を有することを特徴とする連続鋳造用鋳型であ
る。

【０００６】さらに、その製造方法として、前記鋳型開
孔部に外方バルジングの形成が、マンドレルを押し出し
銅管に圧入することによってなされ、さらに外方バルジ
ングを有する管に並行に対向する管外表面または円筒状
管表面を形成するための処理がなされることを特徴とす
る連続鋳造用鋳型の製造方法であり、さらに、押し出し
銅管の開孔部に対応する第１マンドレルが、前記銅管に
挿入され、成形治具によって、主要長さ部に沿って銅管
の壁厚みが、外側銅管壁に内方バルジングにアプセット
され、その後外方バルジングを有する第２マンドレルを
銅管開孔部に圧入し、さらに管を切削しない方法にて、
好ましくは引き抜きダイスによる引き抜き加工によっ
て、並行に対向する管外表面または円筒状管表面を形成
することを特徴とする連続鋳造用鋳型の製造方法であ
り、さらに、前記鋳型の主要長さ部に沿った壁厚みを、
管外表面の凹陥部を切削することによって減少せしめ
て、外方バルジングを有するマンドレルが銅管開孔部に
圧入された際に、管外表面の内方バルジングが、本質的
に並行となるように、本質的に形状を復元することを特
徴とする連続鋳造用鋳型の製造方法である。本発明の作
用について、以下に説明する。

【０００７】

【作用】本発明の鋳型は、本質的に並行なる壁によって
管状体を形成する水冷凾を使用することが出来る。例え
ば、このような水冷凾は直線状および凸状の側壁を有す
る正方形断面または円筒状断面であっても良い。また、
外方バルジングの円弧高さ、ならびに凸状鋳型壁の中央
および端部での鋳型壁厚みを決定することによって、鋳
型壁を通しての熱流束または鋳型壁温度は制御され均一
とされる。さらに、外方バルジングの中央部の冷却を強
めることによって、凝固殻損傷が減少できる。また、同
時に鋳型の製造および成形が簡便化され、いろいろな大
きさの外方バルジングを有する鋳型の製造が、同一の水
冷凾または架構によってなされることが可能である。

【０００８】すなわち本発明では、断面外周上に均一に
配列された外方バルジングは、例えば四角形の場合には
異なった円弧高さを有しても良い。また本発明において
は、外方バルジングのコーナー部間に全ての側壁を設け
る方が有利である。円弧高さと弦の長さの関係は本質的
に等しくなければならない、特に正方形の場合ではより
好ましくは等しくなければならない。コーナー部は溝状
または面取り状の形状は任意で良い。

【０００９】他の実施においては、もし銅鋳型の外側に
設けられた水冷凾がその銅鋳型とで水冷隔壁を形成する
ならば、さらにもし水冷凾が対向した並行の開孔を有す
るかまたはビレット走行の方向に並行なる表面線を有す
るならば、より低コストの水冷凾の製造が達成されるこ
とになる。さらに、本発明では、銅鋳型壁の溶融金属プ
ールまたは壁厚み依存性熱抵抗の領域である主要長さ部
内の壁厚さを、前記熱抵抗が外方バルジングの中央が、
コーナー部より１０〜５０％低くなるように設定するも
のである。これによって、鋳型開孔部および最大の形状
復元または摩擦の領域での熱抵抗を減少することが可能
となる。

【００１０】外方バルジングを有する鋳型開孔部または
鋳型の管の外表面は、切削工程によって製造されても良
い。これらの鋳型の製造において、もし銅開孔部に対応
した第１マンドレルを押し出し銅鋳型内に挿入され、成
形治具によって前記一部の長さ部の鋳型壁の厚みが、鋳
型の外側壁の内部方向にアプセットされた凹陥部を付け
る場合には、鋳型の製造は特に低コストになすことが出
来る。鋳型開孔への外方バルジングを有する第２マンド
レルは、その時アプセットされた管に押し込まれること
によって、鋳型を切削することなく成形される。好まし
くは対向する鋳型表面または円筒管表面は引き抜きダイ
スによる引き抜き加工により成形する。第２マンドレル
の挿入前の事前の圧縮加工および、付加的な引き抜き加
工によって、鋳型を切削して材料の細粉を生じることな
く、切削屑のない状態で製造可能となる。

【００１１】さらに、鋳型の製造の他の方法は、前記主
要長さ部に沿って鋳型壁厚みを、管の外側表面を切削す
ることによって、外方バルジングを有するマンドレルが
鋳型開孔部に押し込まれる時に、鋳型外側表面の凹陥部
が本質的に並行になるように凹陥部を減少しても良い。
他の引き抜き加工として、マンドレルに管を撃ちつけ爆
発加工を適用することが可能である。また、対向する外
表面の並行度については必要によって、仕上げ加工を施
しても良い。

【００１２】

【実施例】次に、本発明について実施例の図面に基づい
てさらに詳述する。図１および２は両端が開放した、正
方形のビレットおよびブルーム用の鋳型開孔部４を有す
る鋳型３を示す。鋳型開孔部４の断面外周５が、入り側
開孔端部で外方バルジング６の形成によって、均一に断
面が拡大したものである。本実施例では、全ての側壁は
コーナー部で等しいサイズの外方バルジング６を有して
いる。鋳型出側８では、鋳型開孔部４は正方形である。
すなわち、バルジングの断面は鋳型出側８で終わってい
る。外方バルジングの大きさは、ビレット走行方向７
に、本実施例では鋳型３の長さ１０に対応する主要長さ
部に沿って徐々に減少する。

【００１３】連続鋳造に従って、ビレット外殻は鋳型開
孔部４を通る際に変形される。鋳型３の対向する外側表
面９、１０；１１、１２はどの場合でも、互いに並行
か、または中心軸線１３に並行である。本質的に丸ビレ
ット断面用鋳型は円筒状または本質的に円筒状の外表面
を有する。図２において、大きい外方バルジングと極限
の形状復元または外方バルジングがないか、もしくは小
さい外方バルジングの間の鋳型凝固殼の壁厚み差１５、
１６を明確に示している。ビレット殼の熱供給は、大き
い外方バルジングまたは外方バルジングの極限の形状復
元の領域では、形状復元がないか、もしくは非常に小さ
い両端部より大きい。片方の並行表面９、１０および１
１、１２と、他方の外方バルジングの大きさによって、
壁厚み差１５および１６を決定することが可能となり、
これによって、鋳型円周のいかなる場所においても、鋳
型壁を通過する熱流束を違えることができる。

【００１４】特に、最大の形状復元の領域での高熱供給
または前記領域での鋳型壁の高温化は、壁厚みの対応し
た減少せしめて制御することによってなされることにな
る。円形状鋳型の場合には、鋳型３の外部に配置された
水冷凾１８が冷却水を供給するために設けられる。前記
水冷凾１８は鋳型３との間で冷却水隔壁を形成する。鋳
型は対向する並行な表面を有するので、並行な壁に同様
にしてこの水冷凾１８を使用することが可能となり、こ
れは容易に製作することができる。また湾曲曲げ型鋳型
の場合には、対向する外表面はビレット走行方向に、並
行な表面線を有し、水冷凾は対応して並行内部表面線を
有する。これら鋳型の製造方法の一実施例について、図
３および４を参照して説明する。

【００１５】第１マンドレル３１は、原則として、押し
出し銅管３０に押し込まれ、このマンドレルが押し出し
銅管の開孔部に対応する。凹陥部表面３３、３３’を有
する成形治具３２、３２’によって、前記主要長さ部３
５に沿って、銅鋳型３０の壁厚みは外側銅鋳型壁に凹陥
部３４、３４’にアプセットされる。このアプセット凹
陥部３４、３４’の深さは主要長さ部３５に沿って異な
ることになる。この主要長さ部３５の端部には、凹陥部
が拡張してたとえばゼロとなっても良い。特に、アプセ
ットされた外面凹陥部３４が本質的に、外方バルジング
（図１および２の符号６）の深さに対応する場合、すな
わち ＋／− １ｍｍであるとすれば特に有利である。
二個の成形治具３２、３２’の代わりに、他の成形治
具、例えば成形ロール等を使用しても良い。

【００１６】図３および４によって、銅管３０の四側面
全部に前記アプセット操作を完了すると、マンドレル３
１は圧力を開放する。既知の方法によって鋳型開孔部の
所定の大きさに対応するものとした外方バルジングを有
する第２マンドレルは、管開孔部に押し込められる。も
し必要ならば、外部輪郭の成形のために、管は付加的に
引き抜きダイスによって引き抜き加工されるか、もしく
は第２マンドレルに爆発加工を利用して成形される。本
図は直行型の鋳型開孔部を有する鋳型を示している。ア
プセット前に銅管は湾曲曲げ型連続鋳造機用に所定の半
径に曲げられても良い。曲げ型鋳型の場合には、対向す
る外管表面はビレット走行方向に並行な表面線を有す
る。

【００１７】外銅鋳型壁に凹陥部をアプセットする代わ
りに、例えば、凹陥部は切削によって製作しても良い。
本質的に後に成形される外方バルジングに適合し、鋳型
を所望の外部輪郭に適合させる凹陥部をミリング加工す
るには、円筒状切削機のヘッドによって、傾斜角度を調
整し、凹陥部の深さを連続的に変化させることによって
加工が可能である。また同様にして、銅鋳型外表面に凹
陥部を有する銅鋳型を雌ダイスに挿入し、鋳型開孔部に
外方バルジングと、爆発加工等によって内部より同時に
外表面を形成することもできる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の鋳型は、正方形断面または円筒
状断面である水冷凾を使用し、さらに、外方バルジング
の円弧高さ、ならびに凸状鋳型壁の中央および端部での
鋳型壁厚みを決定して、主要長さ部での鋳型壁を通して
の熱流束または鋳型壁温度は影響を考慮して均一とさ
れ、鋳型形状を一定としたビレットおよびブルームの製
造を可能し、それらの凝固殻損傷を防止することができ
る。また、本発明は鋳型の製造工程を簡省略して、鋳型
製造のコスト低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋳型の縦断面図であって、水冷凾を概
略を示す図である。

【図２】図１の水冷凾のない鋳型の平面図である。

【図３】本発明の鋳型のアプセット工程の縦断面図であ
る。

【図４】図３のＥ方向の矢視図である。

【符号の説明】

３…鋳型 ４…鋳型開孔部 ５…断面外周 ６…外方バルジング ７…ビレット引き抜き方向 ８…鋳型出側 ９、１０、１１、１２…外表面 １３…軸心中心部 １５、１６…鋳型厚み １８…水冷凾 ３０…押し出し銅管 ３１…第１マンドレル ３２、３２’…成形治具 ３３、３３’…凹陥部 ３４、３４’…凸状部 ３５…主要長さ部 ３７…深さ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造用鋳型であって、特に鋼のビレ
   ットおよびブルーム断面である鋳型において、両端で開
   放している鋳型開孔部（４）は良熱伝導性材料の管、特
   に銅管からなり、入り側での該鋳型開孔部の断面が断面
   外周に均等に分布した外方バルジング（６）を形成する
   断面拡張部を有し、ビレット走行方向（７）の該外方バ
   ルジング（６）の大きさを該鋳型開孔部（４）の少なく
   とも主要長さ部（１０、３５）において減少せしめるこ
   とによって、ビレットの断面形状が該ビレットが該主要
   長さ部（１０、３５）を通過することによって形成され
   るとともに、対向する鋳型外表面（９、１０；１１、１
   ２）が並行もしくはビレット走行方向に並行表面線を有
   することを特徴とする連続鋳造用鋳型。
2. 【請求項２】 前記鋳型開孔部の断面形状は、四角形の
   鋳型開孔部を有し、その側壁の全てが外方バルジング
   （６）のコーナー部間に設けられ、その円弧高さおよび
   弦長さの関係が本質的に等しく、特に正方形の場合には
   等しいことを特徴とする請求項１記載の連続鋳造用鋳
   型。
3. 【請求項３】 前記鋳型開孔部のコーナー部が円弧状ま
   たは面取り状である請求項２記載の連続鋳造用鋳型。
4. 【請求項４】 前記銅管の外側に設けられた水冷凾（１
   ８）は、該銅鋳型と冷却水隔壁を形成し、該水冷凾は相
   対する並行壁を有すること、または円筒状であることを
   特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の連続鋳造
   用鋳型。
5. 【請求項５】 前記主要長さ部（３５）の銅管の壁厚み
   は、溶融金属プール域または銅壁の壁厚み依存性熱抵抗
   域における熱抵抗がコーナー部より外方バルジングの中
   央部で１０〜５０％少なくなるように、該主要長さ部
   （３５）の銅管内部厚みを設定することを特徴とする請
   求項１から４のいずれかに記載の連続鋳造用鋳型。
6. 【請求項６】 前記鋳型開孔部の外方バルジングは、マ
   ンドレルを押し出し銅管（３０）に圧入することによっ
   て形成され、さらに該外方バルジングを有する銅管（３
   ０）に並行に対向する外管表面または円筒状管表面を形
   成するために処理が施されることを特徴とする請求項１
   から５のいずれかに記載の連続鋳造用鋳型の製造方法。
7. 【請求項７】 前記押し出し銅管（３０）の開孔部に、
   対応する第１マンドレル（３１）が該管に挿入され、さ
   らに成形治具（３２、３２’）によって、主要長さ部
   （３５）に沿って管（３０）の壁厚みが、外側銅管壁に
   内方バルジング（３４、３４’）のようにアプセットさ
   れ、その後外方バルジングを有する第２マンドレルを管
   開孔部に圧入し、さらに管（３０）を切断しない方法に
   て、好ましくは引き抜きダイスによる引き抜き加工によ
   って、並行に対向する管外表面または円筒状管表面を形
   成することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
   載の連続鋳造用鋳型の製造方法。
8. 【請求項８】 前記管（３０）の主要長さ部（３５）に
   沿った壁厚みを、管外表面の凹陥部を切削することによ
   って減少せしめて、外方バルジングを有するマンドレル
   が管開孔部に圧入された際に、管外表面の内方バルジン
   グが、本質的に並行となるように、本質的に形状を復元
   することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載
   の連続鋳造用鋳型の製造方法。
9. 【請求項９】 前記外方バルジングを有するマンドレル
   が、内方バルジングを有する銅管（３０）に圧入され、
   該管（３０）が爆発加工を利用して形成される請求項６
   から８のいずれかに記載の連続鋳造用鋳型の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記外方バルジングを有するマンドレ
    ルの挿入以前に、該管が湾曲曲げ型連続鋳造機における
    所定の半径に曲げられることを特徴とする請求項６から
    ９のいずれかに記載の連続鋳造用鋳型の製造方法。