JPH0734975B2 - 連続鋳造の潤滑剤供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造の潤滑剤供給
装置、詳しくは、連続鋳造鋳型とヘッダーとの間から鋳
型内壁面にガス状および／または液状の潤滑剤あるいは
これらの混合潤滑剤を供給するようにした金属のホット
トップ連続鋳造の潤滑剤供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属のホットトップ連続鋳造は、鋳造さ
れるインゴットまたはビレットの断面形状に合わせ、円
形断面や角形断面を有する水冷連続鋳造鋳型の上部に断
熱材からなるヘッダーを配設し、溶湯を水平注湯により
鋳型に注入して、溶湯の乱流を生じない安定した低湯面
鋳造を可能とするものであり、良好な表面状態の鋳塊が
得られる。通常、溶湯が鋳型の上方で凝固して鋳塊の降
下に支障を来さないように、ヘッダーを鋳型より小さく
して鋳型内壁より張り出した肩部を形成するが、鋳造中
肩部直下に隙間が生じ鋳塊に表面欠陥を発生させるた
め、肩部における鋳型とヘッダーの接合部にガス状およ
び／または液状の潤滑剤を供給して、溶湯が鋳型内面に
直接接するのを防止している。

【０００３】潤滑剤の供給は、連続鋳造鋳塊が表面層を
機械切削することなくつぎの工程で塑性加工を受ける場
合にとくに必要である。潤滑剤の供給が不十分あるいは
均一に行われないと、インゴット表面に表面欠陥および
エッジ組織欠陥が生じる。これらの欠陥はリップル状欠
陥のような表面の不規則性、表面直下の組織の同一性を
含む。潤滑油、とくに空気や不活性ガスのようなガス状
潤滑剤との混合潤滑が好ましい潤滑剤とされ、加圧下で
供給される。

【０００４】しかしながら、潤滑油およびガスの供給、
分配は正確になされなければならないという問題があ
る。すなわち、潤滑剤の供給は鋳造工程中規則的になさ
れなければならず、対応する供給圧力および供給速度も
鋳塊品質に影響する。

【０００５】ドイツ特許第3,338,184 C2号には、ヘッダ
ーと鋳型との接合部の鋳型壁に多孔性環状部材を嵌め込
み、該部材の背面部に環状溝を形成して、環状溝を通じ
て潤滑油および潤滑ガスを多孔性環状部材に送り込み、
多孔性環状部材内でこれら潤滑剤を互いに混合させて鋳
型内壁に供給するようにしたホットトップ連続鋳造の潤
滑剤供給装置が記載されている。

【０００６】しかしながら、上記装置においては、鋳型
内に形成される孔部および環状溝からなる潤滑剤供給機
構が複雑であり、さらに半径方向の孔部およびその背面
部に形成された円周方向の溝部を有する多孔性環状部材
も高価かつ複雑で、多孔組織は濃厚な潤滑油を使用した
場合塞がれるおそれがあるから、操業上信頼性に欠け
る。

【０００７】ヨーロッパ特許第0,218,855 B1号には、上
記と同種の装置が開示されている。この装置において
は、環状ダクトが中間部材および/ または鋳型の表面に
設けられた環状溝によって形成されている。該環状溝に
はヘッダーまたは鋳型に設けられた孔部を通じて潤滑油
またはガス状潤滑剤が供給される。潤滑剤は、環状溝か
ら、ヘッダーと中間部材および鋳型により形成されヘッ
ダーの肩部の後方で終結する環状間隙と通じて、ヘッダ
ーと鋳型の接合部に供給される。

【０００８】しかしながら、この装置では、環状間隙の
出口幅を一定に保つために、ヘッダー、鋳型、中間部材
の互いに接合する面に対し厳密な寸法精度が必要とされ
るから、製作コストがきわめて高くなる。同様に、直接
間隙を形成する表面部もきわめて正確に製作されなけれ
ばならない。また、例えばヘッダー、鋳型、中間部材の
センターリングにおいて、少しでも不揃いがあると間隙
幅に相違が生じる。従って、この装置は、潤滑剤の供給
が不均一になり易く実用上問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ホットトッ
プ連続鋳造の潤滑剤供給装置における上記の問題点を解
消するためになされたものであり、その目的は、精密度
の高い潤滑剤供給溝の製作が簡単かつ安価な手段で行
い、この手段によりシート状の中間部材の表面、および
必要に応じて鋳型の上面に、端部が鋳型内壁面に開放さ
れている一定深さの複数の潤滑剤供給溝を刻設し、該シ
ート状の中間部材をヘッダーと鋳型との間に介設するこ
とによって、ヘッダーの肩部直下において鋳型内壁面に
潤滑剤を供給するホットトップ連続鋳造の潤滑剤供給装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による連続鋳造の潤滑剤供給装置は、連続鋳
造鋳型とヘッダーとの間から鋳型内壁面にガス状および
／または液状潤滑剤を供給するようにした金属のホット
トップ連続鋳造の潤滑剤供給装置において、鋳型とヘッ
ダーとの間に薄いシート状の中間部材が介設され、該中
間部材の上面部および／または下面部にはその端部が鋳
型内壁面に開放されている一定深さの複数の溝部が刻設
されて、該溝部と中間部材の上下に隣接するヘッダーお
よび／または鋳型により潤滑剤の供給路が形成され、潤
滑剤の供給源から供給路を通じて潤滑剤を鋳型内壁面に
供給するようにしたことを構成上の特徴とする。

【００１１】本発明によれば、潤滑剤を供給する溝部の
成形において、光化学的エッチング法、好ましくはレー
ザー切削法が適用され、この方法により、一定深さで寸
法精度の優れた溝部が簡単に成形される。好ましくは、
上記エッチングおよびレーザー切削による溝部の成形は
金属製の中間部材の表面になされる。このエッチングお
よびレーザー切削は、必要なら、同様に金属からなる鋳
型の表面に溝部を形成するためにも行われる。

【００１２】比較的可撓性を有する薄いシート状の中間
部材は、成形されている溝部の深さを大きく変えること
なしに、上面にヘッダー、下面に鋳型が当接される。通
常、溝部の幅は一定で、従って溝部の断面は一定である
から、潤滑剤の流動抵抗は一定である。しかし、鋳型内
壁面に開放する溝部端部の断面をテーパーを付けたノズ
ル状に形成して、供給速度を増加させることもできる。
ステンレス鋼あるいは銅合金が、エッチングおよびレー
ザー切削に適した好ましい中間部材用材料として使用さ
れる。中間部材の好ましい厚さは０．１〜５ｍｍ、とく
に０．５〜２ｍｍであり、この厚さで良好な機械加工性
が確保される。

【００１３】出来るだけ完全に供給される潤滑剤を混
合、均質化するために、潤滑剤供給用の溝部は端部に向
かってノズル状に拡張される。基本的に、拡張角度は１
３°〜１７°、好ましくは１５°である。溝部がこのよ
うに形成された場合において、溝部と溝部とを分離して
いる分離リブが中間部材の端部まで延びず、中間部材の
端部から０．５〜２ｍｍ内方で終結していると特に有利
であり、鋳型内壁面に開放された溝部の端部まで流動し
た潤滑剤は、鋳型内壁面への流出前に混じり合い均質化
される。

【００１４】好ましい態様として、中間部材はリング状
あるいは長方形状の一体のシート状に形成されるが、ヘ
ッダーおよび鋳型の溶湯溜のための開口が円状断面と異
なる場合は、自由な開口を画定する個々のシートからな
る複数に分割された中間部材を使用することも可能であ
る。

【００１５】第１の態様として、中間部材の端部は鋳型
の内壁面と同一平面を形成し、中間部材に成形された溝
部は鋳型の溶湯溜のための開口、すなわち鋳型内壁面に
向かって開放されている。潤滑剤供給用の溝部は、実質
的にビレットの鋳造方向に対して半径方向に延び、鋳型
内壁面と垂直に形成される。

【００１６】第２の態様として、中間部材の端部はヘッ
ダーのオーバーハング部で覆われており、溝部の端部は
中間部材の端部において開放されている。鋳型の溶湯溜
の開口が中間部材の端部から僅かに後方に配置される
と、潤滑剤の実質的に同等の流れがビレットの製造方向
に対して可能となる。

【００１７】溝部は、実質的に中間部材の端部に垂直に
延びる個々に独立した帯状の凹みからなり、該凹みは、
好ましくは潤滑剤を均一に供給するために、互いに均一
間隔で分離されている。このような溝部の配列を単純化
するために、他の好ましい態様においては、溝部を連結
する連結溝部が中間部材の端部から間隔を置いて該端部
と平行に設けられている。連結溝部は、溝部と同様の帯
状凹みあるいは中間部材内の完全なスロットの形で設け
られ、鋳型またはヘッダーに形成された潤滑剤供給チャ
ンネルと連絡している。

【００１８】２種類の異なる潤滑剤または混合潤滑剤、
とくに潤滑油およびガス状潤滑剤が供給される場合、２
つの完全に分離した供給システムを設けるのが望まし
い。その１つはガス状潤滑剤供給源に連絡し、他は潤滑
油供給源に連絡する。この配列は、中間部材の上面およ
び下面に溝部を設けることによって形成することができ
る。また、鋳型の直近領域に潤滑油および潤滑ガスの混
合物を供給、分配することが好ましい。潤滑剤の混合お
よび霧化を確実にするために、中間部材の上下両面に、
互いに等間隔にかつ上下面の同じ位置に溝部を設けるの
が望ましい。また、ガス状潤滑剤供給用の溝部の開口を
ビレットの鋳造方向に対して上方にあるいは潤滑油供給
用の溝部の開口の上部に配置するのが好ましい。

【００１９】別の態様においては、個々の溝部の間を連
結する連結チャンネル内および／または中間部材の端部
から間隔を置いて延びる連結チャンネル間にはガス状潤
滑剤の流れを阻止するためのガスケットが配設され、該
ガスケットはとくにヘッダーおよび／または鋳型の表面
の溝部に嵌着している。

【００２０】

【作用】本発明の構成によれば、ヘッダーと鋳型との間
にシート状の中間部材を介設し、中間部材の上面部およ
び／または下面部に、その端部が鋳型内壁面に開放され
た一定深さの複数の溝部を刻設して、これらの溝部を通
じて鋳型内壁面に潤滑剤を供給するようにしたから、潤
滑剤供給装置の組立を簡単に行うことができ、例えば各
部材のセンターリングに多少のずれがあったとしても一
定の潤滑剤供給がなされる。鋳型表面部に対する潤滑剤
供給のための精密な溝加工は不要で、溝加工はシート状
の中間部材の表面に対して行うだけでよいから、加工し
易く、とくにレーザー切削など光化学的加工を適用すれ
ば、きわめて簡単かつ低コストで精密度の高い溝部を刻
設することができる。中間部材の上面部および下面部に
溝部を設けた場合は、異なる種類の潤滑剤を同時に効率
よく供給することが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。 実施例１ 図１に本発明の連続鋳造の潤滑剤供給装置を適用するた
めのホットトップ連続鋳造装置を示す。金属の溶湯はス
パウト１からヘッダー１２を通って水冷鋳型２に注入さ
れる。溶湯は鋳型内壁面で凝固して下方に向いたメニス
カスを形成し、底板４上にインゴット３となってテーブ
ル５により下方へ降下する。鋳造開始に当たっては、底
板４が実質的に鋳型２の内壁に密嵌して注入された溶湯
を受け、溶湯を凝固させた後降下を開始する。

【００２２】１３は鋳型２の内壁面に供給された潤滑油
がインゴットの表面を伝わって下方へ流れている状態を
示すものである。ヘッダー１２と鋳型２の間の接合領域
において、ガス状潤滑剤および潤滑油が供給される。潤
滑剤供給装置を例示すると、ガス供給装置（図示せず）
へ通じる管内のガスは減圧バルブ７、流量計８、圧力ゲ
ージ９を経て供給される。潤滑油は、収容タンク１４、
ポンプ１１および流量計１０を経て供給される。６はガ
ス供給装置の位置を示す。

【００２３】図２は本発明の潤滑剤供給装置の一部を示
すもので、ヘッダー２０と鋳型２２の間に中間部材２３
が介設されている。鋳型２２の内壁面２７は、ヘッダー
２０の内周面２６より後方に位置し、中間部材２３の端
部２８は鋳型の内壁面２７と同一平面を形成している。
ヘッダー２０の外周部には引張部材２４が配設されてい
る。鋳型２２は水冷チャンバー２５を有する。内部孔２
９は水冷チャンバー２５と連結し、鋳型の内壁面の設け
られた流出孔（図示せず）に導かれる。

【００２４】中間部材２３の上面部には、中間部材の端
部２８に垂直にかつ互いに等間隔に並設された溝部３０
が光化学的エッチングまたはレーザー加工により刻設さ
れる。溝部３０は、端部が鋳型内壁に開口し、反対側の
端部は少なくとも１つのスロット状の連結溝部３１によ
り互いに連結されている。スロット状の連結溝部３１は
鋳型上の形成された開放溝状の潤滑剤供給チャンネル３
２の上方に位置し、潤滑剤供給チャンネル３２はガスま
たは潤滑油の供給源に通じる少なくとも１つの孔部３３
に連絡している。ガスケット３４、３５が鋳型に形成さ
れた溝部中に嵌着され、潤滑剤供給チャンネル３２から
有る距離を置いて平行に延びている。

【００２５】第２の溝部３６が中間部材２３の下面部に
光化学的エッチングまたはレーザー加工により刻設さ
れ、鋳型に形成された開放溝状の連結溝部３７によって
互いに連絡されている。連結溝部は、中間部材の表面に
横方向に延びる部分的なまたは完全なチャンネルとして
形成することも可能である。連結溝部３７に通じる潤滑
剤供給チャンネル（図示せず）は、異なる断面に位置す
る。この潤滑剤供給チャンンネルは連結溝部３７と連結
溝部３８に連結し、ガスまたは潤滑油の供給源に連絡し
ている。

【００２６】図４は中間部材２３の平面を示したもので
ある。４０は溶湯溜となる開口であり、この場合は鋳造
されるインゴット断面に相当する長方形状を呈する。光
化学的エッチングまたはレーザー加工により刻設された
溝部３０が、開口４０の周囲に中間部材の端部２８に垂
直にかつ等間隔に配設されている。溝部３０は反対側に
位置するスロット状の連結溝部３１に連結し、連結溝部
３１はそれぞれヘッダーまたは鋳型に形成された潤滑剤
供給孔部と連絡している。図５は中間部材の一部をさら
に詳細に示したものである。

【００２７】実施例２ 図３は、ヘッダーとしてオーバーハング部４１を具えた
ヘッダー２１を使用した例である。図１と同じ部材、部
位には同一の符号を付した。ヘッダーのオーバーハング
部４１は、溝部３０、３６の端部の開口をカバーし、下
方へ開放された環状間隙４２が形成されている。図２に
詳細に示されるように、潤滑剤供給チャンネル３８は、
鋳型２２の表面に形成されたオーバーフロー溝部３９の
手段によって溝部３６に対する連結溝部３７と連絡して
いる。この構成は図１に示す実施例１においても同様で
ある。図３におけるその他の構成は図１と同じであるか
ら説明を省略する。

【００２８】実施例３ 図６は、断面円形のビレットを鋳造するためのホットト
ップ連続鋳造に適用する潤滑剤供給装置の中間部材４３
を示したものである。中間部材４３には、光化学的エッ
チングまたはレーザー加工によって刻設された溝部４５
が溶湯溜となる開口４７の周囲に中間部材４３の端部４
４に垂直にかつ等間隔に配設され、これらの溝部４５は
反対側の端部においてスロット形状の円弧状連結溝部４
６と連結している。連結溝部４６はそれぞれ鋳型または
ヘッダーに形成された潤滑剤供給孔部に連絡する。

【００２９】実施例４ 図７は、中間部材に刻設される溝部の他の実施例を示す
ものである。中間部材４８に成形された溝部５０、５２
は連結溝部５１に連結し、中間部材の端部４９に開口し
ている。溝部５０、５２には開口部へ向かってノズル状
にテーパーが付けられ、溝部５０、５２を通してその開
口から鋳型内壁面へ流出する潤滑剤の流出速度および流
出圧が増加するようになっている。

【００３０】実施例５ 図８は、中間部材に刻設される溝部のさらに他の実施例
を示すものである。中間部材５３に成形された溝部５
５、５６のうち、溝部５６は実施例１〜３と同様に一定
断面に形成されるが、中間部材５３の上面部に形成され
た溝部５５は拡張角γで中間部材の端部５４に向かって
延びており、溝部５５を隔てているリブ５５７は中間部
材の端部５４まで延びず、端部５４から距離ｂだけ内方
で終結したいる。このように構成することにより、溝部
５５を通じて供給される潤滑剤は中間部材の端部５４の
流出部近傍で混じり合って均一となった状態で鋳型内壁
面に供給できる。γは１３°〜１７°、例えば１５°が
好ましく、ｂは０．５〜２ｍｍが好ましい。

【００３１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、簡単か
つ安価に刻設された精密度の高い潤滑剤供給溝を具えた
中間部材をヘッダーと鋳型との間に介設して、一定幅の
間隙から鋳型内壁面に潤滑剤を供給するので、ホットト
ップ連続鋳造において優れた潤滑効果が得られ、潤滑剤
供給装置の製作コストも低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の潤滑剤供給装置を適用するためのホッ
トトップ連続鋳造の概要を示す一部縦断面図である。

【図２】本発明の潤滑剤供給装置の実施例で潤滑剤が供
給されている状態を示す一部断面斜視図である。

【図３】本発明の潤滑剤供給装置の他の実施例を示す一
部断面斜視図である。

【図４】図２および図３に示す潤滑剤供給装置の中間部
材を示す平面図である。

【図５】図４の中間部材に潤滑剤が供給されている状態
を示す一部拡大断面斜視図である。

【図６】本発明の潤滑剤供給装置の中間部材の他の実施
例を示す平面図である。

【図７】本発明の潤滑剤供給装置の中間部材に刻設され
た溝部の他の例を示す一部断面斜視図である。

【図８】本発明の潤滑剤供給装置の中間部材に刻設され
た溝部のさらに他の例を示す一部断面斜視図である。

【符号の説明】

１ スパウト ２ 鋳型 ３ インゴット ４ 底板 ５ テーブル ６ ガス供給装置の位置 ７ 減圧バルブ ８ 流量計 ９ 圧力計 10 流量計 11 ポンプ 12 ヘッダー 13 潤滑油 14 潤滑油収容タンク 20 ヘッダー 21 ヘッダー 22 鋳型 23 中間部材 24 引張部材 25 水冷チャンバー 26 ヘッダー内壁面 27 鋳型内壁面 28 中間部材の端部 29 孔部 30 溝部 31 連結溝部 32 潤滑剤供給チャンネル 33 孔部 34 ガスケット 35 ガスケット 36 溝部 37 連結溝部 38 潤滑剤供給チャンネル 39 オーバーフロー溝部 40 溶湯溜開口 41 オーバーハング部 42 環状間隙 43 中間部材 44 中間部材の端部 45 溝部 46 連結溝部 47 溶湯溜開口 48 中間部材 49 中間部材の端部 50 溝部 51 連結溝部 52 溝部 53 中間部材 54 中間部材の端部 55 溝部 56 溝部 57 リブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−68657（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−38863（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造鋳型とヘッダーとの間から鋳型
   内壁面にガス状および／または液状の潤滑剤を供給する
   ようにした金属のホットトップ連続鋳造の潤滑剤供給装
   置において、鋳型とヘッダーとの間に薄いシート状の中
   間部材が介設され、該中間部材の上面部および／または
   下面部にはその端部が鋳型内壁面に開放されている一定
   深さの複数の溝部が刻設されて、該溝部と中間部材の上
   下に隣接するヘッダーおよび／または鋳型により潤滑剤
   の供給路が形成され、潤滑剤の供給源から供給路を通じ
   て潤滑剤を鋳型内壁面に供給するようにしたことを特徴
   とする連続鋳造における潤滑剤供給装置。