JPH0638599Y2 - 水平連続鋳造用鋳型 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、保持炉の一側に設けた鋳型を用いて鋳片を水
平連続鋳造法により製造する鋳型に係り、特に鋳型から
引き出される鋳片に鋳造欠陥を生じさせずに良好な銅合
金鋳片を鋳造するための水平連続鋳造用鋳型に関する。

〔従来の技術〕

水平連続鋳造用鋳型は、貫通した中央孔を有する冷却鋳
型を用いて鋳型の一方より溶融金属を供給し、鋳型内で
溶融金属を凝固させ、他端より鋳片を水平方向に連続的
に引出す方法であり、装置の小型化が図れるために鉄及
び非鉄金属の製造に広く使用されている。この方法で
は、供給された溶融金属は鋳型及び鋳型に接する水冷ジ
ャケットによって抜熱され、鋳型に接する周囲から中心
部に向かって凝固が進行する。

従来、銅合金用の水平連続鋳造機の鋳型と水冷ジャケッ
トは、第３図に示すように溶融金属を均一に冷却するた
めに両者の密着性を全体的に向上する必要があり、鋳型
３の移動を防止する目的とともに通常複数のボルト２又
はボルトに代わる治具で締付けて固定され、その配置も
接触面全体に分散されている。

これは、鋳型３あるいは水冷ジャケット１の接触面の平
坦度が損なわれていたり、鋳造中に高温にさらされて変
形が起きると両者の接触面間に空間が生じて熱伝達能が
著しく低下するため、これを防止する目的を有する。

従来、肉厚24〜32mmを有する通常の鋳型３と水冷ジャケ
ット１の固定にはボルトを使用することが多く、その固
定方法としては鋳型３の水冷ジャケット１接触面に加工
された直径16〜35mm,深さ16〜22mmのボルト穴７にボル
ト２を挿入しナット５締めするか、あるいは第２図に示
すように外周にねじ山加工を施した鋳型と同じ材質のナ
ット６にボルト２′を通してボルトの頭をナットととも
にボルト穴に埋込み、円筒状の穴を加工した水冷ジャケ
ット１を通した後にその外側からナット５等を用いてボ
ルト２′を締付け、固定する方法がとられている。

この種の固定方法を採用しているものとしては、実公昭
61−21151号公報に記載された鋳鉄板の連続鋳造装置が
あるが、従来のものが鋳型ダイス３の上壁３′が両端部
から中心部へ赴くに従い大きく垂れ下がり冷却函２の内
壁５との間に空隙10を発生し易く、この空隙10が発生す
ると冷却函２の内壁５とダイス３の上壁３′との接触は
熱を伝えにくい空気層によって遮断されることになるの
で両者間の熱伝導は激減し、鋳型ダイス３に対する冷却
函２の冷却効率は著るしく低下し、そのため引抜鋳片上
面の鋳肌は荒れて粗面となったり、外引け状に凹部を形
成し易く、引抜鋳鉄板上層の材質は変化して他と相異し
たりする等の不都合を惹起するのを改善するため、この
公報に記載された連続鋳造装置では、鋳鉄溶湯保持炉に
連続する鋳型ダイスがこれに外接包囲する冷却函内壁お
よび外壁を貫通した支持棒により冷却函に支持されてお
り、特に、鋳型ダイスの上下壁体内に穿設した穴内に係
止した支持棒によって鋳型ダイスと冷却函内壁とが確実
に密着するようにしたものである。

また、本出願人が実開昭63-101151号公報で提案した不
可避空間７′に起因する熱流阻害現象を軽減するために
鋳型を固定する治具挿入用穴の径を小さくしたものがあ
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、以上のような従来の水平連続鋳造用の鋳型と水
冷ジャケットの固定方法では、鋳型に加工された円筒状
のボルト穴にボルトを挿入するか、あるいは鋳型と同じ
材質のナットを埋込んだとしても、鋳型のボルト穴に空
間の発生は避けられない。

通常鋳型には熱伝導性に優れた材質が用いられており、
鋳型の内部に著しく熱伝導性の劣る空気が存在すること
によって溶融金属から抜熱した熱の流れは局部的に著し
く阻害される。

この現象は、溶融金属と鋳型の接触面からの距離が近
く、温度が高い部位で発生するために溶融金属の凝固に
与える熱的影響が大きい。その結果、鋳造した鋳塊には
局部的な鋳造組織の変化、偏析、鋳肌荒れ、割れなどの
鋳造欠陥が発生しやすいという問題があった。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであり、鋳型内
部に発生する不可避な空間に起因する著しい熱流阻害現
象を軽減し、銅基合金の鋳造欠陥の発生を抑えることの
できる水平連続鋳造用の鋳型を提供することを目的とし
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

鋳型内部に不可避な空間を発生させないためには、鋳型
の水冷ジャケット接触面に鋳型を固定するための治具を
挿入する穴を加工しないことが望ましいが、しかし、鋳
型と水冷ジャケットを固定しないと鋳片を間欠引抜する
際に鋳片が前進と後退を繰返すために鋳型が移動してし
まう恐れがあり、また鋳型と水冷ジャケットを固定しな
いと両者の密着性が全体的に損なわれ、接触面における
熱伝達量が減少して鋳型の冷却能力が低下するという新
たな問題が発生する。

そこで、本考案者等は肉厚24〜32mmを有する通常の鋳型
を固定するための治具としてボルトを使用し、鋳型に加
工するボルト穴の径および深さを種々に変化させて銅基
合金の水平連続鋳造試験を試みた。その結果、ボルト穴
深さを小さくし、鋳型の溶湯接触面とボルト穴底部に存
在する空間までの距離を大きくすることによって熱流阻
害現象は著しく軽減され、鋳造欠陥のない良好な鋳塊の
鋳造が可能であることを知見した。

上記知見に基づいて本考案は前記目的を達成するため
に、保持炉の一側に設けた鋳型を用いて鋳片を水平連続
鋳造法により製造する鋳型において、前記鋳型の水冷ジ
ャケット接触面に鋳型と水冷ジャケットを固定するため
の治具を挿入する穴を加工し、その穴の底部と鋳型の溶
湯接触面との間隔を12mm以上に形成したことを特徴とす
るものである。

次に、鋳型の水冷ジャケット接触面に加工する鋳型を固
定するための治具を挿入する穴の底部と、鋳型の溶湯接
触面との間隔の限定理由を説明する。

本考案が穴の底部と鋳型の溶湯接触面との間隔を12mm以
上とした理由は、12mm未満では穴底部直下における熱流
束が穴を加工していない通常部と比較して30％以上減少
し、鋳型の温度が100℃以上上昇するため溶融金属の凝
固に対して著しい熱影響を与え、鋳造欠陥が発生しやす
いためである。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例について図面を参照して説明す
る。

本実施例は第１図に示すように、水冷ジャケット１に円
筒状の穴を加工してボルト２を通し、黒鉛鋳型３の水冷
ジャケット接触面に加工されたボルト穴７にボルトを挿
入し、鉄フレーム４の外側からナット５で締付けるもの
である。

そして、本実験は鋳型と水冷ジャケットを保持炉に装着
し、りん青銅３種を水平連続鋳造した時のボルト底部直
下の鋳型温度熱流束の減少、および鋳塊の鋳造欠陥の発
生の有無とその程度を比較例とともに調査した。

この実験では穴の底部と鋳型の溶湯接触面との間隔ｌを
大きくした鋳型について実施し、また同時に穴の径を小
さくした実施例について、その結果を第１表にまとめて
示した。

本実験において溶湯温度は1200℃とし、また熱流束の減
少は穴加工のない通常部を基準とした単位時間に単位面
積を通過する熱量の減少の割合を百分率で示した。

上記実験の結果、本実施例の鋳型を使用することによっ
て鋳型を固定するための治具を挿入するための穴に存在
する不可避の空間７′に起因する熱流阻害現象を軽減さ
せることが明瞭となり、鋳造欠陥のない良好な鋳塊を鋳
造することができた。

また、比較例では熱流束が大きく減少し、熱流阻害現象
が大きく現われるため鋳造欠陥が発生した。

なお、前述の鋳型を固定するための治具を挿入するため
の穴の径を小さくすることも不可避空間７′に起因する
熱流阻害現象を軽減させる効果があり、本考案と組合わ
せることにより、より一層の上記軽減効果が現われる。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したとおり、本考案によれば鋳型を固定
するための治具を挿入する穴に存在する不可避の空間に
起因する著しい熱流阻害現象を軽減し、溶融金属の凝固
が何ら局部的な熱的影響を受けることなく進行し、鋳造
欠陥のない良好な鋳片を鋳造することができる上に、鋳
型と水冷ジャケットとが強固に固定され、安定して鋳片
を製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の一部破断側面図、第２図及
び第３図は従来例の一部破断側面図である。 １……水冷ジャケット、2,2′……ボルト、 ３……鋳型、４……鉄フレーム、 ５……ナット、 ６……鋳型と同材質のナット、 ７……ボルト穴、 ７′……不可避空間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】保持炉の一側に設けた鋳型を用いて鋳片を
   水平連続鋳造法により製造する鋳型において、前記鋳型
   の水冷ジャケット接触面に鋳型と水冷ジャケットを固定
   するための治具を挿入する穴を加工し、その穴の底部と
   鋳型の溶湯接触面との間隔を12mm以上に形成したことを
   特徴とする水平連続鋳造用鋳型。