JPH06328201A - 引上げ連続鋳造用冷却鋳型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 引上げ連続鋳造における溶湯凝固層の破断防
止。 【構成】 冷却鋳型の型スリーブ２の内面を一周して環
状の突条６が形成され、該スリーブ２は、突条６の近傍
にて突条６を含む下部21と、その上部とに分割され、下
部21は型スリーブを包囲する水冷ジャッケト11の内底面
11aよりも低く位置している。凝固層の引上げの際、突
条６より下方にて凝固している溶湯凝固層50は、突条６
によって作用する大なる引上げ抵抗によって破断し、そ
のため溶湯凝固層の引上げ下端が突条６位置に一定す
る。スリーブの温度状況、溶湯の温度、溶湯の凝固状態
が多少変化しても引上げ下端位置は移動せず、溶湯凝固
層のブレークアウトによる連続鋳造の途切れを防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上下に貫通した型孔を
有する冷却鋳型の下部を溶湯中に浸けて、型孔の下部開
口から溶湯を浸入させ、該溶湯を型孔周囲から冷却し、
凝固させつつ間欠的に引上げて管体を形成する引上げ連
続鋳造に用いる冷却鋳型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び解決すべき課題】引上げ連続鋳造装置
に使用する冷却鋳型は、図９に示す如く、環状の冷却ジ
ャケット(11)によって包囲された銅モールド(12)に、熱
伝導率が高く、耐熱性に優れた材料で形成された筒状ス
リーブ(２)を装着し、冷却ジャケット(11)の外周を耐火
物層(14)で保護している。スリーブ(２)の内面が、製造
すべき管体(51)の外径に対応する型孔を構成している。

【０００３】上記冷却鋳型(１)を、上部は湯面から臨出
させ、下部を溶湯(５)中に浸けてスリーブ(２)の下端開
口から溶湯を浸入させる。スリーブ(２)を包囲する冷却
ジャケット(11)内の冷却水によって、型孔に沿って溶湯
(５)を冷却凝固させつつ、凝固層をピンチローラ等によ
る引上げ装置(７)にて間欠的に引き上げて、管体(51)を
連続鋳造するものである。

【０００４】冷却鋳型(１)内の湯面下に於いて、溶湯が
凝固して引上げ可能な部分と、充分に凝固しておらず引
上げに耐えられない部分とが連続しており、スリーブ
(２)の内面とが交わる部分が溶湯凝固層の引上げ下端と
なる。

【０００５】引上げ下端の高さ位置はスリーブの温度状
況と、溶湯の温度及び凝固状況で決まる。それらの状況
が変れば、溶湯凝固層の引上げ下端位置は上下に移動す
る。特に鋳造の初期は、前記状況が大きく変化して引上
げ下端位置は上方に移動する傾向にあり、安定状態にな
る前に湯面に達し、連続鋳造が途切れてしまう所謂ブレ
ークアウトが発生する問題があった。

【０００６】そこで出願人は、以前図８に示す如く、ス
リーブ(２)の内面に環状の突条(６)を形成し、突条(６)
より下方にて凝固した溶湯凝固層を、突条(６)によって
作用する大なる引上げ抵抗によって破断せしめ、それに
よって溶湯凝固層の引上げ下端を突条(６)の位置に一定
させることにより、ブレークアウトを防止する冷却鋳型
を提案した(特願平４−１３３２６８)。

【０００７】上記、冷却鋳型は、銅モールド(12)の下端
内面に、全周に亘って凹段部(10)が形成され、該凹段部
(10)の上端位置によってスリーブ(２)の冷却下端位置を
コントロール出来るが、冷却を効かせ過ぎた場合、スリ
ーブ(２)の突条(６)上面での溶湯に対する奪熱が大きく
なり過ぎ、鋳造管体の表面に皺が生じる。

【０００８】冷却を緩和し過ぎると、スリーブ(２)の突
条(６)に接して新たに形成される凝固層の強度が不十分
となって、ブレークアウトに至る不安定さがあり、高能
率化を画るべく引上げ速度を速めることに支障があっ
た。本発明は、ブレークアウトを防止し、且つ、鋳造管
の表面に皺が生じることを抑えることのできる冷却鋳型
を明らかにするものである。

【０００９】

【課題を解決する手段】本発明の冷却鋳型は、環状の水
冷ジャケット(11)の内側に筒状スリーブ(２)を装着し、
冷却ジャケット(11)を耐火物層(14)で保護した引上げ連
続鋳造用冷却鋳型に於て、スリーブ(２)の内面を一周し
て環状の突条(６)が形成され、スリーブ(２)は、突条
(６)の近傍にて突条(６)を含む下部(21)と、その上部(2
2)とに分割され、下部(21)は水冷ジャッケト(11)の内底
面(11a)よりも低く位置している。

【００１０】

【作用及び効果】凝固層の引上げの際、突条(６)より下
方にて凝固している溶湯凝固層(50)は、突条(６)によっ
て作用する大なる引上げ抵抗によって破断し、そのため
溶湯凝固層の引上げ下端が一定する。スリーブの温度状
況、溶湯の温度、溶湯の凝固状態が多少変化しても引上
げ下端位置は移動せず、溶湯凝固層のブレークアウトに
よる連続鋳造の途切れを防止できる。

【００１１】又、スリーブ(２)は、突条(６)の近傍にて
分割され、突条(６)を含む下部(21)は水冷ジャケット(1
1)の内底面(11a)より低く位置して、溶湯に対する冷却
作用は小さく、又、水冷ジャケット(11)の冷却作用を強
く受けるスリーブ(２)の上部(22)に対し下部(21)は分割
されて熱伝導が悪いため、突条(６)上面での溶湯に対す
る奪熱が大きくなり過ぎることによる、鋳造管体の表面
の皺の発生を防止できる。

【００１２】

【実施例】第１図は本発明の冷却鋳型(１)を示してお
り、該冷却鋳型(１)は、銅製の筒状モールド(12)を環状
の冷却ジャケット(11)で包囲し、ジャケット(11)の外周
を耐火物層(14)で保護している。冷却ジャケット(11)の
内部には冷却水が充満する水室(13)が形成されている。

【００１３】銅モールド(12)の下端内面には、冷却ジャ
ケット(11)の内底面(11a)の高さ位置から下方に全周に
亘って凹段部(10)が形成され、該凹段部(10)の境界(15)
が後記するスリーブ(２)に対する冷却下端となってい
る。

【００１４】モールド(12)の内に、熱伝導性に優れ、耐
熱性の良好な筒状スリーブ(２)が嵌合されている。スリ
ーブ(２)は長手方向に３分割されており、最上部(23)が
黒鉛、中間部(22)と下部(21)が窒化ホウ素にて形成され
ている。下部(21)の上端縁内周に環状の突条(６)が突設
されている。突条(６)の高さ位置は前記銅モールド(12)
の凹段部(10)の境界(15)に対応している。

【００１５】突条(６)の上面はモールド(12)の軸心と直
交する水平部(61)であり、該環状水平部(61)の内縁から
垂直に短く周壁(62)が形成され、周壁(61)の下端縁から
スリーブ内面に円錐壁(63)が連続している。突条(６)の
突出高さＨは約５mm、周壁(62)の幅Ｗ1さは約１mm、水
平部(61)から円錐壁(63)の下端までの幅Ｗ2は約１５mm
である。

【００１６】スリーブ(２)の中間部の下端面を一周して
溝条(81)が開設され、該溝条によって該中間部(22)と下
部(21)の突き合わせ部に環状の空隙(82)が形成される。
空隙(82)は中間部(22)から下部(21)への効果的な断熱を
画る断熱手段(８)となっている。

【００１７】然して、スリーブ(２)の突条(６)の上方に
湯面が達する深さに上記冷却鋳型(１)を溶湯(５)中に浸
ける。鋳型(１)の下端開口からスリーブ(２)内に浸入し
た溶湯(５)は、スリーブ(２)に接して冷却され凝固し、
この凝固層(50)が引上げ装置によって間欠的に引上げら
れて管体(51)が形成される。

【００１８】凝固層の引上げの際、該突条(６)より下方
にて凝固した溶湯凝固層(50)は、突条(６)によって作用
する大なる引上げ抵抗のために破断し、そのため溶湯凝
固層の引上げ下端が突条(６)位置に限られる。スリーブ
の温度状況、溶湯の温度、溶湯の凝固状態が多少変化し
ても引上げ下端位置は移動せず、溶湯凝固層のブレーク
アウトによる連続鋳造の途切れを防止できる。

【００１９】突条(６)によって、溶湯凝固層(50)の引上
げ下端が突条(６)位置に限られる理由を詳述すれば、下
記の通りである。溶湯凝固層の引上げ下端位置は、図４
に示す突条(６)の周壁(62)の下端、即ち、Ｂ点より上に
限られる。これは凝固層が突条(６)の円錐壁(63)のせり
出しによって大きな引上げ抵抗を受けるからである。

【００２０】間欠引上げの１周期の中で、先ず、引上げ
直後の凝固層(50)の状態が図５の如く、突条(６)の上方
に移動すると、次の引上げ直前の凝固層(50a)の状態
は、図６のａ〜ｃの何れかとなる。

【００２１】即ち、図６ａは、凝固層(50a)の下端位置
は突条(６)の水平部(61)より上位となる。図６ｂは、凝
固層(50a)の下端位置が周壁(62)の上端Ａから下端Ｂの
範囲となる。図６ｃは、凝固層(50a)の下端位置が突条
(６)よりも下位となる。

【００２２】図６ｂの場合は、そのまま引上げれば、図
５と略同様の状態となり問題はない。図６ｃの場合は、
凝固層の引上げの際、突条(６)より下方にて凝固した溶
湯凝固層(50a)が、突条(６)による大なる引上げ抵抗の
ために破断し、結果的には図６ｂと同じ様になり、その
ため溶湯凝固層(50)の引上げ下端が突条(６)位置に限ら
れる。

【００２３】問題は、図６ａの如く、凝固層の下端位置
が突条(６)より上方になった場合であるが、これは突条
の周壁(62)の上端Ａと先の凝固層の下端Ｃの間、例えば
図７のＤ点で新しい凝固層が破断するということであ
り、Ｄ−Ｄ′の破断強度が Ｄ点より下部(21)の凝固層の慣性力 〃 のスリーブ抵抗 〃 の溶湯抵抗 Ｂ点における凝固層の破断強度 上記〜の和より小さい場合である。

【００２４】Ｄ−Ｄ′間のくびれが顕著である時や、Ｄ
−Ｄ′間の温度が他の部分より高い場合は、上記溶湯凝
固層の破断の条件を満たすこともあり得る。しかし、ス
リーブからの奪熱冷却条件を最適に設定することによっ
て、図６ａの様な溶湯凝固層の破断を阻止することは可
能である。

【００２５】又、スリーブ(２)は、突条(６)の近傍にて
分割され、突条(６)を含む下部(21)は水冷ジャケット(1
1)の内底面(11a)より低く位置しているため、溶湯に対
する冷却作用は小さいため、突条(６)上面での溶湯に対
する奪熱が大きくなり過ぎることによる、鋳造管体の表
面の皺の発生を防止できる。

【００２６】尚、本発明の実施において、スリーブ(２)
の下部(21)と中間部(22)との境界部の空隙(82)に断熱材
を充填し、或いは、空隙(82)を形成することなく、断熱
材を介して下部(21)と中間部(22)を突き合わせてもよ
い。更に、図３に示す如く、中間部(22)と下部(21)の突
き合わせ端面の何れか一方の面、或いは両面を粗面(９)
にして、中間部から下部(21)の熱伝達を小さくしても可
い。

【００２７】本発明は上記実施例の構成に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が
可能であるのは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却鋳型の断面図である。

【図２】スリーブの突条部近傍の断面図である。

【図３】他の実施例のスリーブの突条部近傍の断面図で
ある。

【図４】スリーブ突条の断面図である。

【図５】間欠引上げの１周期を終えた直後の溶湯凝固層
の下端位置を示す説明図である。

【図６】図４から次の凝固層の状態を示す説明図であ
る。

【図７】溶湯凝固層が突条より上方で切れる場合の説明
図である。

【図８】出願人が以前提案したスリーブ突条の拡大図で
ある。

【図９】従来例の断面図である。

【符号の説明】

(１) 冷却鋳型 (２) スリーブ (６) 突条

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の水冷ジャケット(11)の内側に筒状
   スリーブ(２)を装着し、冷却ジャケット(11)を耐火物層
   (14)で保護した引上げ連続鋳造用冷却鋳型に於て、スリ
   ーブ(２)の内面を一周して環状の突条(６)が形成され、
   スリーブ(２)は、突条(６)の近傍にて突条(６)を含む下
   部(21)と、その上部(22)とに分割され、下部(21)は水冷
   ジャケット(11)の内底面(11a)よりも低く位置している
   管体の引上げ連続鋳造用冷却鋳型。
2. 【請求項２】スリーブ(２)の突条(６)の近傍の分割端面
   には、空隙(82)の形成、断熱材の介装、粗面の突き合わ
   せ等による断熱手段(８)が施されている請求項１に記載
   の引上げ連続鋳造用冷却鋳型。