JPS5884641A - 連続鋳造用鋳型材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、極めて電気伝導度が低く、且つ、高温使用
に耐える耐用寿命の長い連続鋳造用鋳型材料に関するも
のである。

連続鋳造において、鋳型内の溶鋼を、電磁撹拌装置によ
って強制的に撹拌させる方法は、■　弱脱酸鋼鋳造時に
おけるブローホールの低減、 ■　鋳片の表層工非金属介在物の減少、■　鋳片の中心
偏析の軽減、 に効果があり、多くの連続鋳造機に適用されている。

しかし、従来、連続鋳造用の鋳型材料としては、熱伝導
性の良い、脱酸銅または銀入り銅が使用されている。銅
は、比抵抗が小さいため、その内部での磁束の減衰が大
きい。従って、十分々溶鋼撹拌効果を生ずるために必要
な１０〜５０　ｍ　／　ｓｅｃの溶鋼流速を得るだめに
は、電磁撹拌装置として、巨大なコイル、電源を持つ設
備を使用し々ければ々ら々い。

そこで、本発明者等は、以上のような問題を解消すべく
研究を行なった結果、次に示す通りの知見を得た。

■　例えば、スラブ鋳造用の電磁撹拌装置は、第１図に
平面図で示すように、鋳型１を構成する１対の長辺銅板
２の外面に接近させて１対のコイル３を対向配置し、鋳
型１内の溶鋼４をリニアーに撹拌するようになっている
（図中、矢印５が溶鋼流、６が鋳型１を構成する短辺銅
板である）。

長辺銅板２（短辺銅板６も同様）の厚みｔは、その大き
さに関係し、例えば、１９００ｍｍ巾の鋳型では、通常
２５〜３５胴程度が、厚みｔとして変形等の問題から不
可欠である。従って、鋳型自溶鋼を撹拌するには、鋳型
を構成する銅板を通して、磁力を溶鋼に作用させ”なけ
ればならず、この鋳型を構成する鋼板（即ち、鋳型材料
）により、電磁撹拌装置のコイルから発生した磁束の減
衰が発生する。この磁束の減衰量は、次の式、 〔ここで、 Ｂ　：減衰後の磁束密度 Ｂｏ：元の磁束密度 ＺＯ：鋳型（鋼板）厚み ρ　：鋳型材料の比抵抗 μ　：鋳型材料の透磁率（常磁性体の場合１．０） ｆ　：周波数〕 で評価される。従って、効率的に電磁撹拌を行なわせる
ためには、鋳型材料として、比抵抗の大きな材料を使用
すれば良い。しかし、鋳型利料においては、一般的に熱
伝導度と電気伝導度との間に比例関係があり、銅以外の
比抵抗の大きな鋳型材料を使用した場合には、鋳型の温
度上昇による変形、シェルの発達不十分、およびシェル
と鋳型材料との焼付によるブレークアウトの増加等の問
題がある。このよう々ことから、鋳型材料としては、熱
伝導度の高い銅系の合金を使屈すゐことが不可欠である
。

■　鋳型内電磁撹拌に必要な鋳型材料特性としては、上
記式からもわかるように、低い電気伝導度を持つことで
あり、且つ、鋳型制料の厚みは、磁力の減衰を防止する
ために薄くすることが必要である。一方、鋳型は、鋳造
中高温のシェルに接触し、且つ、磁力による発熱がある
ため、これに　３− 熱変形および亀裂が発生し易い。鋳型の変形および亀裂
は、鋳型使用時における鋳型温度での材料耐力、および
伸びと、この温度における熱応力に関係する。そこで、
鋳型材料の電気伝導度と鋳型温度との関係、鋳型材料の
軟化温度と鋳型温度との関係、および鋳型材料の高温強
度と鋳型内熱応力との関係について多くの実験を行ない
、下記の成分を持つ銅合金、即ち、 Ｃｒ　：　０．２〜１．０　％、 Ｚｒ　：　０．１〜０．３％、 Ａ７　：　２．０〜４．０チ、 Ｃｕおよび不可避不純物：残り、 （以上重量％）からなる銅合金が、 ■　電気伝導度が低く、高温強度が犬であり、且つ伸び
が大きいため、これを鋳型に使用した場合、変形、亀裂
等の発生が々く、長期間の使用が可能であり、 ＠　強度が犬であるため、これを鋳型として使用した場
合、鋳型厚を薄くすることが可能であり、電磁撹拌の効
果を倍加させる効果があ　４− る、 特に行なわなくても良い。

この発明は、上記知見に基づいてなされたもので、 Ｃｒ　（クロム）　：　０．２〜１．０　％、Ｚｒ　（
ジルコニウム）　：　０．１〜０．３％、Ａｔ（アルミ
ニウム）　：　２．０〜４．０％、Ｃｕ　（銅）および
不可避不純物：残シ（以上重量係）からなる連続鋳造用
鋳型材料としたことに特徴を有する。

次いで、この発明において上述のように数値限定した理
由について説明する。

（１）　ＣｒおよびＺｒ ＣｒおよびＺｒは、互いに相乗的に作用してＣｕの耐熱
性を上げる。即ち、ＣｒおよびＺｒは、合金（鋳型材料
）中に析出硬化し、その高温強度を上げる。しかしなが
ら、ＣｒおよびＺｒの添加量が、それぞれ、０．２％お
よび０．１％未満では、前述した効果が得られず、一方
、それぞれ１．０％および０．３％を越えると、鋳型材
料として脆くなってしまうことから、Ｃｒの添加量を０
．２〜１．０係、およびＺｒの添加量を０．１〜０．３
％とそれぞれ定めた。

（２）　　ｈｔ Ａｔは、■、鋳型材料の電気伝導度を下げ、■、鋳型材
料の伸びを増す（従って鋳型材料の変形能が」−って、
その熱間脆性が緩和される）ために添加されるが、その
添加量が２．０係未満では、十分な添加効果が得られず
、一方、４０係を越えて添加すると、鋳型材料の熱伝導
度が下がりすぎてしまい、その結果、溶鋼の冷却効果が
下って鋳型材料自体の温度が上がりすぎてしまって好ま
しく々い。

次いで本発明の実施例について説明する。

銀入すク・：１１」からなる従来鋳型材料（Ａｆ：０．
１０重量係、　Ｃｕおよび不可避不純物：残や）と、本
発明鋳型材料（Ｃｒ　：　０．８重量％、Ｚｒ　：　０
．２重量％、Ａ７：３．０重量％、Ｃｕおよび不可避不
純物：残り）との特性（電気伝導度を除き、３００°Ｃ
における値）を表１に示す。

表　　１ 表１から、本発明鋳型材料が、従来鋳型材料に比べて、
電気伝導度が低く、しかも引張強さ、０．２係耐力、伸
び、および硬さの全てに優れていることが明らかである
。従って、本発明鋳型材料は、従来鋳型材料に比べて、
電気伝導度が低いから、磁力の減衰を減らすことができ
（従来鋳型材料の比抵抗は、３．３　Ｘ　１０＝Ωｍで
あるのに対し、本発明鋳型材料の比抵抗は、１５．４．
　Ｘ　１０’Ωｍであり、本発明鋳型材料の磁束密度は
、従来鋳型材料のそれの１．６倍と々るから、本発明鋳
型材料使用によ　７− って、極めて効率よく電磁撹拌を行なえることが明らか
である。即ち、同一撹拌速度を得るためには、コイルの
出力は、従来のそれの６０％で良く、これは、鋳型構造
面でも好ましい。）また、本発明鋳型材料は、従来鋳型
材料に比べて、３００°Ｃでの引張強さ、０．２％耐力
、伸び、および硬さの全てにおいて優れているから、従
来鋳型材料よりも、その厚みを薄くすることができ、且
つ高温度に耐えることができることが明らかである。

なお、電磁撹拌を行々わない鋳型に、上述した組成の従
来鋳型材料、および本発明鋳型材料を適用し、同一条件
の連続鋳造を行なったところ、従来鋳型材料が寿命２５
００回であったのに対し、本発明鋳型材料は寿命４３０
０回であった。

以上説明したように、この発明においては、耐用寿命が
長く、且つ電気伝導度が低いので電磁撹拌も極めて効率
よく行なうことができる連続鋳造用鋳型材料を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

　８− 第１図は、スラブ鋳造用の電磁撹拌装置および鋳型の平
面図である。 １・・・鋳型、２・・・長辺銅板、３・・・コイル、４
・・・溶鋼、５・・・矢印、６・・・短辺銅板。 出願人　　日本銅管株式会社 代理人　　堤　　　敬太部（他１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃｒ：０．２〜１．０％、 Ｚｒ　：　０．１〜０．３％、 Ａｔ：　２．０〜４．０　％、および Ｃｕおよび不可避不純物：残り （以上重量％）からなることを特徴とする連続鋳造用鋳
   型材料。