JPH09136144A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents
連続鋳造用鋳型Info
- Publication number
- JPH09136144A JPH09136144A JP29517495A JP29517495A JPH09136144A JP H09136144 A JPH09136144 A JP H09136144A JP 29517495 A JP29517495 A JP 29517495A JP 29517495 A JP29517495 A JP 29517495A JP H09136144 A JPH09136144 A JP H09136144A
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- Japan
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- mold
- continuous casting
- log
- molten metal
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】凝固シェルの均一成長を図り、鋳造鋳片の表面
において発生しがちな割れを防止する。 【解決手段】 背面に冷却水路を有する水冷構造の連続
鋳造用鋳型において、溶湯を保持する領域における部材
を、熱伝導率λが1 6 0 (W/mk)以下で、溶湯と接する面
から冷却水路に至るまでの有効厚さｔm が 0 . 1 6 7
λ以上であり、かつ、温度Ｔ＝1 6 6 0(ｔm / λ) ＋2
2 0 〔℃〕における0 ．2 ％耐力σ(kg/mm 2)、線熱膨張
率α (/ ℃) および熱伝達率λ (W/mk) の関係が log(σ)9≧8 . 0 1 2 ＋log(α) −log(λ) を満足するものにて構成する。
において発生しがちな割れを防止する。 【解決手段】 背面に冷却水路を有する水冷構造の連続
鋳造用鋳型において、溶湯を保持する領域における部材
を、熱伝導率λが1 6 0 (W/mk)以下で、溶湯と接する面
から冷却水路に至るまでの有効厚さｔm が 0 . 1 6 7
λ以上であり、かつ、温度Ｔ＝1 6 6 0(ｔm / λ) ＋2
2 0 〔℃〕における0 ．2 ％耐力σ(kg/mm 2)、線熱膨張
率α (/ ℃) および熱伝達率λ (W/mk) の関係が log(σ)9≧8 . 0 1 2 ＋log(α) −log(λ) を満足するものにて構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、モールド内にお
けるパウダー層の厚さの変化を抑制し無欠陥鋳造鋳片を
効率よく生産できる連続鋳造用鋳型に関するものであ
る。
けるパウダー層の厚さの変化を抑制し無欠陥鋳造鋳片を
効率よく生産できる連続鋳造用鋳型に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】炭素の含有量が0.0 8 〜0.1 6 ％のいわ
ゆる中炭素鋼は、連続鋳造時に鋳片表面に縦割れが発生
しやすく、これは、かかる鋼に包晶変態領域が存在する
ためであり、とくに、凝固シェルの成長の遅い部分と速
い部分の差が大きくなった場合に、すなわち、凝固シェ
ルの不均一度が大きくなった場合に発生しやすかった。
ゆる中炭素鋼は、連続鋳造時に鋳片表面に縦割れが発生
しやすく、これは、かかる鋼に包晶変態領域が存在する
ためであり、とくに、凝固シェルの成長の遅い部分と速
い部分の差が大きくなった場合に、すなわち、凝固シェ
ルの不均一度が大きくなった場合に発生しやすかった。
【０００３】凝固シェルの不均一度は、鋳型内における
溶湯の初期抜熱量との間に相関があり、緩冷却すること
により凝固シェルの不均一度を緩和できることは既に公
知になっている。
溶湯の初期抜熱量との間に相関があり、緩冷却すること
により凝固シェルの不均一度を緩和できることは既に公
知になっている。
【０００４】この点に関し特開昭5 3 - 3 2 8 2 4 号公
報には凝固シェルの均一化を確保し、表面欠陥の少ない
鋳造鋳片を得るために水冷鋳型を熱伝導率の異なる２種
の材料で構成しメニスカス付近の冷却速度を小さくする
方法が開示されている。
報には凝固シェルの均一化を確保し、表面欠陥の少ない
鋳造鋳片を得るために水冷鋳型を熱伝導率の異なる２種
の材料で構成しメニスカス付近の冷却速度を小さくする
方法が開示されている。
【０００５】また、特開昭5 4 - 5 8 2 5 号公報には、
上記の技術と同様の目的を達成するために鋳型を銅また
はそれに近い熱伝導率を有する銅合金にて構成しこの鋳
型の適当な位置に熱伝導率の小さい金属材料を埋設する
ことによって溶湯を緩冷却する方法が開示されている。
上記の技術と同様の目的を達成するために鋳型を銅また
はそれに近い熱伝導率を有する銅合金にて構成しこの鋳
型の適当な位置に熱伝導率の小さい金属材料を埋設する
ことによって溶湯を緩冷却する方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特開昭5 3
- 3 2 8 2 4 号公報に開示の技術は、鋳型材として低熱
伝導率金属と銅のような高熱伝導率材の接合を前提とし
て緩冷却を実現する結果として低熱伝導率にかかる熱応
力が非常に大きなものとなり接合部において剥離したり
割れが発生するおそれがあった。
- 3 2 8 2 4 号公報に開示の技術は、鋳型材として低熱
伝導率金属と銅のような高熱伝導率材の接合を前提とし
て緩冷却を実現する結果として低熱伝導率にかかる熱応
力が非常に大きなものとなり接合部において剥離したり
割れが発生するおそれがあった。
【０００７】また、特開昭5 4 - 5 8 2 5 号公報におい
ては、埋め込まれた低熱伝導材よりも溶湯側の高熱伝導
材の温度が上昇することから鋳型の熱変形、割れの発生
が避けられない状況にあった。
ては、埋め込まれた低熱伝導材よりも溶湯側の高熱伝導
材の温度が上昇することから鋳型の熱変形、割れの発生
が避けられない状況にあった。
【０００８】この発明の目的は、凝固シェルと鋳型のす
き間に介在させるモールドパウダー層の厚さの変動を抑
制して凝固シェルの均一成長を図り、とくに、中炭素鋼
の連続鋳造において避けられなかった縦割れを防止でき
る新規な連続鋳造用鋳型を提案するところにある。
き間に介在させるモールドパウダー層の厚さの変動を抑
制して凝固シェルの均一成長を図り、とくに、中炭素鋼
の連続鋳造において避けられなかった縦割れを防止でき
る新規な連続鋳造用鋳型を提案するところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は中炭素鋼の連
続鋳造において避けられなかった表面縦割れの発生を防
止すべく鋳型の材質に関する研究と実験を重ねた結果、
単一材料の物性、機械的特性に関する以下に述べるよう
な条件を満足した場合にとくに有効であるとの知見を得
たものである。
続鋳造において避けられなかった表面縦割れの発生を防
止すべく鋳型の材質に関する研究と実験を重ねた結果、
単一材料の物性、機械的特性に関する以下に述べるよう
な条件を満足した場合にとくに有効であるとの知見を得
たものである。
【００１０】すなわち、この発明は、背面に冷却水路を
有する水冷構造の連続鋳造用鋳型であって、この鋳型の
溶湯を保持する領域における部材は、熱伝導率λが1 6
0 (W/mk)以下で、溶湯と接する面から冷却水路に至るま
での有効厚さｔm が 0 . 16 7 λ以上であり、かつ、
温度Ｔ＝1 6 6 0(ｔm / λ) ＋2 2 0 〔℃〕における0
．2 ％耐力σ(kg/mm2)、線熱膨張率α (/ ℃) および
熱伝達率λ (W/mk) の関係が、 log(σ）≧8 . 0 1 2 ＋log(α) −log(λ) を満足するものからなる、ことを特徴とする連続鋳造用
鋳型である。
有する水冷構造の連続鋳造用鋳型であって、この鋳型の
溶湯を保持する領域における部材は、熱伝導率λが1 6
0 (W/mk)以下で、溶湯と接する面から冷却水路に至るま
での有効厚さｔm が 0 . 16 7 λ以上であり、かつ、
温度Ｔ＝1 6 6 0(ｔm / λ) ＋2 2 0 〔℃〕における0
．2 ％耐力σ(kg/mm2)、線熱膨張率α (/ ℃) および
熱伝達率λ (W/mk) の関係が、 log(σ）≧8 . 0 1 2 ＋log(α) −log(λ) を満足するものからなる、ことを特徴とする連続鋳造用
鋳型である。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明は、連続鋳造用鋳型を構
成する材料の温度勾配および線熱膨張率αから定まる熱
応力σh が、鋳型自体がもつ高温強度σ( 0 ．2 ％耐
力) 未満になるような材質の鋳型を用いることによって
鋳型内における緩冷却を実現し凝固シェルの均一成長を
図るようにしたものである。
成する材料の温度勾配および線熱膨張率αから定まる熱
応力σh が、鋳型自体がもつ高温強度σ( 0 ．2 ％耐
力) 未満になるような材質の鋳型を用いることによって
鋳型内における緩冷却を実現し凝固シェルの均一成長を
図るようにしたものである。
【００１２】図１はこの発明において連続鋳造用鋳型を
構成する材料の0 ．2 ％耐力σと線膨張率αおよび熱伝
導率λの領域log(σ) ≧8 . 0 1 2 ＋log(α) −log
(λ) を示したものである。
構成する材料の0 ．2 ％耐力σと線膨張率αおよび熱伝
導率λの領域log(σ) ≧8 . 0 1 2 ＋log(α) −log
(λ) を示したものである。
【００１３】材料の具体的な組成は表１に示したもので
あるが、溶湯を保持する領域の部材の熱伝導率λを1 6
0 (W/mk)以下で、溶湯と接する面から鋳型背面の冷却水
路に至るまでの有効厚さｔm を0.1 6 7 λ以上とした場
合において上記の要件を満足することによって、メニス
カスにおける溶湯の抜熱量は従来の鋳型に比較して約10
％程度減少し、鋳型に発生する熱応力は鋳型の高温強度
以下になるため、永久的な変形は発生せず、不均一凝固
の抑制を鋳型に対する熱応力によるダメージなしに実現
できることになる。
あるが、溶湯を保持する領域の部材の熱伝導率λを1 6
0 (W/mk)以下で、溶湯と接する面から鋳型背面の冷却水
路に至るまでの有効厚さｔm を0.1 6 7 λ以上とした場
合において上記の要件を満足することによって、メニス
カスにおける溶湯の抜熱量は従来の鋳型に比較して約10
％程度減少し、鋳型に発生する熱応力は鋳型の高温強度
以下になるため、永久的な変形は発生せず、不均一凝固
の抑制を鋳型に対する熱応力によるダメージなしに実現
できることになる。
【００１４】この発明を実施するのに用いて好適な水冷
構造の連続鋳造用鋳型の縦断面を図２に、その横断面を
図３に示す。
構造の連続鋳造用鋳型の縦断面を図２に、その横断面を
図３に示す。
【００１５】上掲図２、３において１は溶湯を保持する
領域に配置される部材、２はバックフレーム、３は部材
１をバックフレーム２に固定保持するボルトそして４は
部材１とバックフレーム２の組合せによって形成される
冷却水路である。
領域に配置される部材、２はバックフレーム、３は部材
１をバックフレーム２に固定保持するボルトそして４は
部材１とバックフレーム２の組合せによって形成される
冷却水路である。
【００１６】図２、３に示したような連続鋳造用鋳型に
おいて冷却水路４をスリット状にする場合においては、
スリットの間隔ｔが５mmよりも小さい場合には鋳型自体
の強度が低下するだけでなく加工に手間がかかりコスト
の上昇が避けられず、一方、1 5 mmを超えるようなもの
では鋳型の冷却が不均一になるのでスリットの間隔ｔは
５〜1 5 mm程度とする。
おいて冷却水路４をスリット状にする場合においては、
スリットの間隔ｔが５mmよりも小さい場合には鋳型自体
の強度が低下するだけでなく加工に手間がかかりコスト
の上昇が避けられず、一方、1 5 mmを超えるようなもの
では鋳型の冷却が不均一になるのでスリットの間隔ｔは
５〜1 5 mm程度とする。
【００１７】図４は冷却水路４を円形にしたものであっ
てこの場合も水路の相互間隔は５〜1 5 mm程度とする。
てこの場合も水路の相互間隔は５〜1 5 mm程度とする。
【００１８】溶湯を保持する領域における部材として
は、ＲＥＮＥ４１、ＵＤＩＭＥＴ７００などのＮｉ基耐
熱合金の他、Ｃｏ基耐熱合金等が使用できる。
は、ＲＥＮＥ４１、ＵＤＩＭＥＴ７００などのＮｉ基耐
熱合金の他、Ｃｏ基耐熱合金等が使用できる。
【００１９】
【実施例】溶湯を保持する鋳型材として表１に示した組
成になる材料を用いて連続鋳造用鋳型を構成して炭素含
有量が0 ．0 9 〜0 ．1 4 ％の中炭素鋼の連続鋳造（鋳
造速度：1.8 ｍ, オシレーションサイクル：130 cpm,ス
トローク：６mm) を行い、鋳型における熱流束のばらつ
き、鋳型の変形状況、鋳造鋳片の表面割れについて調査
した。その結果を表２に示す。なお、表２中、熱流束ｑ
は鋳型材に熱電対を埋設（メニスカス下50mmの位置) し
て測定し16の実験の時間平均を１として指数表示したも
のであり、鋳型の表面温度については鋳型測温結果 (メ
ニスカス下50mmの位置) より推定した。また、表面割れ
指数はスラブの単位長さ当たりの割れ発生数を16の実験
で得られた値の平均値を１として相対的に示した値であ
り、鋳型変形量は20チャージ鋳造後における鋳型板変形
(mm) の最大値をとり16の実験で得られた値の平均値を
１として相対的に示した値である。
成になる材料を用いて連続鋳造用鋳型を構成して炭素含
有量が0 ．0 9 〜0 ．1 4 ％の中炭素鋼の連続鋳造（鋳
造速度：1.8 ｍ, オシレーションサイクル：130 cpm,ス
トローク：６mm) を行い、鋳型における熱流束のばらつ
き、鋳型の変形状況、鋳造鋳片の表面割れについて調査
した。その結果を表２に示す。なお、表２中、熱流束ｑ
は鋳型材に熱電対を埋設（メニスカス下50mmの位置) し
て測定し16の実験の時間平均を１として指数表示したも
のであり、鋳型の表面温度については鋳型測温結果 (メ
ニスカス下50mmの位置) より推定した。また、表面割れ
指数はスラブの単位長さ当たりの割れ発生数を16の実験
で得られた値の平均値を１として相対的に示した値であ
り、鋳型変形量は20チャージ鋳造後における鋳型板変形
(mm) の最大値をとり16の実験で得られた値の平均値を
１として相対的に示した値である。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】表２より明らかなように、この発明に従う
連続鋳造用鋳型においては熱流束のばらつきが小さく鋳
造鋳片の表面割れは著しく軽減されるとともに高温によ
る鋳型板 (溶湯を保持する部材) の永久変形については
従来の鋳型と比べ極端に小さくなることが確認できた。
連続鋳造用鋳型においては熱流束のばらつきが小さく鋳
造鋳片の表面割れは著しく軽減されるとともに高温によ
る鋳型板 (溶湯を保持する部材) の永久変形については
従来の鋳型と比べ極端に小さくなることが確認できた。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
鋳型の永久変形がなく均一な凝固シェルを形成すること
が可能で、従来に比較して表面割れの少ない高品質な鋳
造鋳片を得ることができるだけでなく、ブレークアウト
のおそれもないので効率のよい連続鋳造を実施できる。
鋳型の永久変形がなく均一な凝固シェルを形成すること
が可能で、従来に比較して表面割れの少ない高品質な鋳
造鋳片を得ることができるだけでなく、ブレークアウト
のおそれもないので効率のよい連続鋳造を実施できる。
【図１】鋳型を構成する部材のσ，αおよびλの領域を
示した図である。
示した図である。
【図２】この発明に従う連続鋳造用鋳型の縦断面を示し
た図である。
た図である。
【図３】この発明に従う連続鋳造用鋳型の横断面を示し
た図である。
た図である。
【図４】この発明に従う連続鋳造用鋳型の横断面を示し
た図である。
た図である。
１ 溶湯を保持する部材 ２ バックアップフレーム ３ ボルト ４ 冷却水路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 別所 永康 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 反町 健一 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 背面に冷却水路を有する水冷構造の連続
鋳造用鋳型であって、この鋳型の溶湯を保持する領域に
おける部材は、熱伝導率λが1 6 0 (W/mk)以下で、溶湯
と接する面から冷却水路に至るまでの有効厚さｔm が
0 . 1 6 7 λ以上であり、かつ、温度Ｔ＝1 6 6 0(ｔm
/ λ) ＋2 2 0 〔℃〕における0 ．2 ％耐力σ(kg/m
m2)、線熱膨張率α (/ ℃) および熱伝達率λ (W/mk)
の関係が log(σ)9≧8 . 0 1 2 ＋log(α) −log(λ) を満足するものからなる、ことを特徴とする連続鋳造用
鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29517495A JPH09136144A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 連続鋳造用鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29517495A JPH09136144A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 連続鋳造用鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09136144A true JPH09136144A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17817193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29517495A Pending JPH09136144A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 連続鋳造用鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09136144A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7235940B2 (en) | 2003-09-11 | 2007-06-26 | Robert Bosch Gmbh | Torque limiting device for an electric motor |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP29517495A patent/JPH09136144A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7235940B2 (en) | 2003-09-11 | 2007-06-26 | Robert Bosch Gmbh | Torque limiting device for an electric motor |
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