JPS5886960A - 水平連続鋳造方法 - 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】 本発明は水平連続鋳造設備に関する。

従来からの水平連続鋳造設備においては、タンディツシ
ュノズルからの溶融金属が水冷されたモールド内を流通
する際に、ｌｉｏ＆ｉ溶融金員がモールド内向に接触し
て冷却される。ところが、前記モールド内において、タ
シディッシュ内の溶融金属のレベルに依存する溶融金属
表層部の静圧は、モールドの周方向に沿って異なる。す
なわち前記静圧は、溶融金属の上ｓにおいて小であり、
下方になる＃１ど大となる。そのため、溶融金属の表層
部とモールド内向との接触圧がモールドの周方向に沿っ
て不均一となる。このように接触圧が不均一になると、
モールド内において溶融金属が周方向に沿って不均一に
冷却されることになシ、その不均一冷却によって生じる
熱応力により鋼塊の変形や綾割れを生じたり、凝固シェ
ルが破れていわゆるブレークアウトを生じたりする。ま
え前記接触圧が下部になる根太となるので、モールドの
内面が下部になる程摩耗量が大となるような偏摩耗を生
じる。さらに、モールド内面と溶融金属との間に潤滑剤
が供給されている場合には、この潤滑剤の供給量が前記
接触圧の不均一性に起因して周方向にむりてアンバラン
スを生じる。その九め、溶融金属の外面とモールド内面
との潤滑が不均一となり凝幽シェルの破壊をまねく。

モールド内の溶融金属は、上述のごとき静圧の不均一性
に起因して不均一に冷却されるとともに、凝固シェル形
成後にモールド内面との則に間隙が生じることによって
も不均一に冷却されることがある。すなわち、モールド
内向に接触して冷却されることにより、濱融金蝿の表層
部は収縮して凝固シェルを形成するが、前記収縮により
溶融金属表層部とモールド内向との閏に間隙が生じる。

ところが、溶融金属はその重力によって下方に変位する
ので、モールド内上方においては前記間隙が大となると
ともに溶融金属の下部は大なる接触圧を有してモールド
内面に接触する。このような接触圧の不均一性によって
も溶融金属が不均一に冷却される。

本発明は、モールド内向と溶融金員外向との接触圧を周
方向に沿ってほぼ均一にして前述の技術的ａ題を解決し
た水平連続鋳造方法を提供することを目的とする。

以下、図面によって本＠用の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図である。

コノ水平連続鋳造設備において、クンディツシュ１には
、そのタンディツシュｌ内の溶鋼の龜反を安定させるた
めの加熱装置２が設けられている。

モールド３からの鋳造棒４は、冷却帯５から引抜き装置
６によって矢符８の方向に引抜かれ、切断装置１１７に
よって切断されて、インボッｌ−９２＞ｆ得うれる。こ
のインゴット９＃ｉ、ローラテーブル１０によって搬送
される。

第２図はモールド３付近の拡大断面図であり、第３図は
第２図の切断向ａｍ−ｔｕから見た断面図である。クン
ディツシュｌＫは、耐火材１１が内張すされており、溶
融金属１２が貯積される。このクンディツシュ１の下部
には、耐火材から成るタンディツシュノズル１４が固定
的に設けられる。

モールド３は、タンディツシュノズル１４に同心に連続
した通路１６を形成する円筒状の銅製モールドチューブ
１５を備える。このモールドチューブ１５の軸線方向−
１＠部には外向き７ランジ１７が一体的に設けられてお
り、外向き７′）ンジ１７を取付は金物１８でタンディ
ツシュｌＫ同定することにより、モールドチューブ１５
とタンディツシュノズル１４とが固定的に連結される。

モールドチューブ１５の他噛部には外向き７ランジ１９
がシール部材２ｏを介して液密的に嵌押される。この外
向き７ランジ１９には、モールドチューブ１５を外囲し
て軸線方向一端部に同社て延びる円筒状フレーム２１が
同着されておす、コ０７Ｌ／−Ａ２１の端部には外向き
フクンジ２２が一体的に設けられる。ま九取付は金物１
８には、モールドチューブ１５を外囲して軸４１７Ｆ向
他端部に向けて延びかつ前記フレーム２１と同心で同径
の円筒状フレーム２３が固着されている。このフレーム
２３の端部には、前記７ランジ２２に対向する外向き７
ランジ２４が一体的に設けられる。

両７クンジ２２．２４は、収納箱２５に一体的に設けら
れた外向き鍔２６を介在して、ボルト２７およびナツト
２８によって連結される。しかも両７ランジ２２．２４
および外向き鍔２６の両向聞にはリング状のシール部材
２９．３０が介在されており、それによってモールドチ
ューブ１５を外囲する冷却液通路３１が形成される。一
方のフレーム２１には冷却液たとえば冷却水を供給する
ための給液管３２が接続され、他方のフレーム２３には
冷却水を排水する丸めの排液管３３が接続される。

冷却液通路３１内には、電磁界発生手段３４を収納する
ためのオーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性鋼板
から成る収納箱２５が設けられる。

この収納箱２５は、モールドチューブ１５の外１ｍとの
聞に環状の間隙３５を形成してモールドチューブ１５を
外囲する内筒部分３６と、その円筒部分３６の軸線方向
両端で一体的に設けられ半径方向外方に端出した端板部
分３７．３８と、軸線方向両端部が端板部分３７．３８
に固定的にそれぞれ連結され円筒部分３６を外囲する外
筒部分３９とを會む。この収納箱２５内には、冷却液通
路３ｌから液密的にシールされ九収納空間４０が形成さ
れ、この収納空間４０内には礼燥ガスや絶縁効果のある
冷却液が封入また社傭環される。

電磁界発生手段３４は、収納空間４０においてモールド
チューブ１５を外囲するほぼ円環状のコイル４１と、そ
のコイル４１を支持する支持枠４２とから成り、収納箱
２５内で上下方向に変位自在に設けられる。なお電磁界
発生手段３４の内方には励磁電流減少時に逆の誘導電流
が流れる仁とを阻止するための誘導電流吸収板３４′が
設けられる。

収納箱２５の外向き鍔２６における最上部には、上下に
延びる案内孔４３が？設される。また外向き鰐２６の下
部には、収納箱２５の軸線を含む鉛直面に関して対称の
位置に、上下に延びる一対の寮内孔４４．４５がそれぞ
れ９投される。支持枠４２には、トラニオン軸４６．４
７．４８がそれぞれ固定されており、これらのトラニオ
ン軸４６４７．４８は各案内孔４３．４４．４６に軸４
１に沿って変位自在に挿通される。トラニオン軸４・に
はケーブル引込み孔４９が同心にｖ投されており、この
ケーブル引込み孔４９にはコイル４１に励磁端流を供給
するための図示しないケーブルが挿通される。

トラニオン軸４６は外向き７ランジ２２．２４闇で外方
に突出されており、そのトラニオン軸４６の外方端部ｋ
Ｆｉ外ねじ５０が刻設される。この外ねじ５０には、円
板状の回動部材５１が螺合される。フレーム２３の最上
部には、支持部材５２が固着されており、この支持部材
５２と両７ランジ２２．２４との闇には、回動部材５１
の上下方向の変位を・阻止しかつトラニオン軸４６１わ
りの回＃紡作を許容する受は座５３が設けられる。

回動部材５１には半径方向外方に延びるレバー５４が設
けられており、このレバー５４の外方端部にはシリンダ
５５のピストン欅５６がビン結合される。したがって、
シリンダ５５を伸縮駆動することにより、１１２１＃部
材５１がトラニオン軸４６のまわりに回動動作して、ト
ラニオン軸４６が昇降する。すなわち、トラニオン軸４
６は、支持枠４２の下部の一対のトラニオン軸４７．４
８によって軸線まわシの同転動作が阻止されており、寮
内孔４３に沿う昇降運動のみが許容されている。

（ロ）動部材５１＃ｉその上下方向の変位が阻止されて
いるので、回＃部材５１の回動鰐作に応じて、トラニオ
ン軸４６が昇降し、それによって収納空間４０において
電磁界発生手段３４が昇降する。

第４図は断ｔｉｉ［ｌｌ１ｇ状が円の場合のモールド３
内の溶融金１Ｉ４１２の表層部における静圧分布を示す
図である。ｆｇ！！ｌＩＩ金Ｘ１２の表金部１２第４図
Ｑで示すように、下部に向う種火となる静圧が作用する
。

すなわち、モールド３内の溶融金属１２には、第４図（
ロ）で示すように、高さに逆比例し九静圧が作用するの
で、溶融金ｌ１４１２の表層１１には第４図（６）で示
す静圧分布く対応した静圧が作用する。９４図（ａ）か
ら明らかなように、溶融金ｆｉ１２０表一部に雌、溶融
金属１２の中心位置５８かられずかに下方の位置５９を
中心とする仮想円６０にほは対応するが、前記仮想円６
０から横方向にわずかにふくらんだ形状を膏する曲線６
１に沿った静圧が作用する。

第４図ωで示すように溶融金ｗ４１２の周方向に沿って
静圧が不均一であると、モールドチューブ１５の内面へ
のＩｇＩｍ金ｗ４１２の接触圧が前記静圧分布に対応し
て不均一となる。そこで本発明では、電磁界発生手段３
４のコイル４１による電磁力により、静圧の差を補償し
て、接随圧を溶融金属１２の同方向に沿ってほぼ均一と
する。

第５図を参照して、溶融金属１２の中心位１１１５８か
られずかに上方Ｋｆ位した位置６２を中心とする真円６
６に対応してコイルを配置する。そうすると、溶融金属
１２０表層部に作用する電磁力は、コイルからの距離に
反比例するので、実線矢符で示すように下方になる種火
となる。ところが、この電磁力分布は、中心位置５８か
ら下方の位置６３を中心とする仮想円６４から横方向に
かなり凹んだ形状の曲線６５に対応している。とζで、
前述のｉＪ！４図に関連して述べたように、静圧分布＃
ｉ仮想円６１から横方向にわずかにふくらんだ形状をし
ている。し九がって第５図で示すような分布を有する電
磁力で、溶融金属１２の周方向に沿う静圧の差を補償す
るよ５にすると、＃Ｉ−金Ｊｌｌ１２の上部および下部
における接触圧を均等とすることができるが、溶融金属
１２の両側部におする接触圧が前記上部および下部より
も大となる。

そこで、コイル４１を１８６図で示すような形状として
、第４図における曲４１６１に相似の曲線６７に＊を応
した電磁力の分布が発生するようにする。

すなわちコイル４１の形状を前述の真円６６から横方向
にわずかに凹んだ略楕円形状とし、その中心を溶融金属
１２の中心位置５８かられずかに上方に変位した位置と
する。こうするととによって、電磁力の分布が曲°線６
７で示されるようＫなる。

曲線６７は前述の第４図における静圧分布の曲線６１に
相似であるので、静圧から電磁力を減じぇ接触圧が、第
６図の破線矢符で示すようにモールド３０周方向に沿っ
て均一となる。なお、コイル４１の電磁方杖、＃１１１
！ｉｌ金属１２の上部でモールドチューブ１５の内向に
充分な接触圧が作用する程度Ｋｊ！ばれる。

上述のごとくコイル４１の形状を真円６６から横方向に
わずかに凹んだ形状とし、しかもその中心を溶融金属１
２の中心位［５ｇから上方にずらせて配置していても、
実際には〆融金属１２の周方向に沿う接触圧かわず°か
に不均一となるおそれがある。そこで、モールド３０出
口噛には、第１図で示すように、溶融金、Ｘ１２の表層
部に形成される１１ｉｌ！ｉＩシエルの厚さを゛測定す
る凝固厚み計６８を、周方向に複数個設ける。モールド
チューブ１５の内園への接触圧は、前記凝固シェルの厚
さにほぼ比例するので、前記複数の凝固厚み計６８で＃
同厚さを測定することにより、周方向に沿う溶融金属の
接触圧の分布をほぼ計測することができる。そこで、各
凝固厚み計６８による凝固厚さがほぼ等しくなるように
、制御手段６９を介してシリンダ５５を伸縮駆動する。

それＫよって電磁界発生手段３４が収納空間４ｏ内で上
下に変位するので、溶融金属１２の表層部に作用する電
磁力の分布を徽炒に変化することができる。したがって
、モールドチューブ１５の内面への溶融金Ｍ１２の接触
圧を周方向に沿って常に均一とすることが可能となる。

この実施例によれば、モールドチューブ１５の内園にｔ
ｇ融金金属１２周方向に沿って均等の圧力で接触するの
で溶融金ｆｉ１２が周方向に沿って均一に冷却されると
ともにモールドチューブ１５が偏摩耗することはない。

また溶融金Ｘ１２の表層部が冷却によって収縮してＩ＃
國シェルを形成しても、下方になる種火なる電磁力が作
用しているので、凝固シェルの表面とモールドチューブ
内面との間隙が周方向に沿ってほぼ均等に保たれる。そ
のため、凝固シェル形成後も溶融金属は周方向に沿って
ほぼ均一に冷却される。さらＫｉｍ磁界発生手段３４は
冷却液通１Ｉｒ３１内に設けられているので、溶融金−
１２からの熱がコイル４１に悪影・を及ぼすことが防止
されるとともに、コイル４１から発生する熱が冷却水に
放熱されるので、コイル４１が過熊することはない。し
かもコイル４１は乾燥ガスを封入した収納空間４０内に
収納されているので漏電が生じることがなく安全である
。

スた、乾燥ガスを封入する代わシに絶縁性の油等を冷却
効果を兼ねてコイルボックス中を循環させてもよい。収
納箱２５とモールドチューブ１５の外向との闇には比較
的狭匹間隙３５が形成されるが、この間隙３５を冷却水
が比較的高速で流通するので、冷却効率が向上する。

なお、モールドチューブ１５の内園には、図示しない潤
滑剤を噴布して溶融金ｗ４１２の表層部とモールドチュ
ーブ１５の内面との潤滑を果すようにしているが、１ｉ
ｌＪ述のように溶融金属１２のモールドチューブ１５の
内面への接触圧が周方向に沿って均一となるので、１１
１１滑剤の消費菫が周方向に沿ってほぼ均等になる。

本発明の他の実施例として、前述の凝固厚み計６８に代
えて表１ｆｌ温度計をモールド３の出口に設けてもよい
。本発明の他の効果にして、縦型の連鋳機に用いられて
いるモールド出口端の７ツトローツのモールドと凝固シ
ェルのセンタリング効果も、本発明の電磁力発生装置を
モールド内に設けることによシ、非接触式で得ることが
できる。

本発明のさらに他の実施例として、モールドチューブ１
５を軸直角断面が矩形となるように４成してもよい。こ
の場合、溶融金属１２の表層部には、第７図で示すよう
な分布を有する静圧が作用する。すなわち蛎７図（ロ）
で示すように静圧は高さに逆比例するので、ｇ傾金属１
２０表層都には第７図（ａ）で示すように下部に向う種
火となる静圧が作用する。そこで、＠８図で示すように
、溶融金Ｉｇ１２の中心位置７０に関して第７図Ｑの静
圧分布を示す曲＄７２とはぼ対祢の形状をしたコイル４
１を配置すると、その電磁力の分布は第８図の曲線７３
で示すようになる。すなわち、溶融金属１２０両側部に
おいて内方に凹んだ電磁力分布が得られる。このような
曲４［７３で与えられるような電磁力で第７図（ａ）の
静圧を補償し九のでは、溶融金属１２０両側部における
接触圧が比較的大となる。そこで、コイル４１の形状を
藺紀ＦＭ艙の両側部かられずかに内方に凹んだ形状とす
ると、そのときの電磁力分布は破線で示す曲線７４とな
為。

この曲線７４は第７図Ｑの静圧分布を示す曲線７２と相
似形であり、このような形状のコイル４１を用いること
によシ、溶融金１４１２の表層部とモールドチューブ１
５の内面との接触圧を全周にわたってほぼ均一にするこ
とができる。

本発明の他の実施例として、′４磁界発生手段３４をモ
ールド３の冷却液通路３１内に設けず、モールド３０半
径方向外方でモールド３を外囲して配置するようにして
もよい。ただしこの場合には、電磁界発生手段３４と溶
融金属１２の表層部との距離が比較的大となるので、コ
イル４１を励磁するための供給電力が比較的大となる。

またモールド３の全長にわたって単一のコイルでモール
ドチューブ１５を外囲しなくてもよく、モールド３の軸
線方向に沿って複歓のコイルでモールドチューブ１５を
外囲するようにしてもよい。

さらに、第９図で示すように、モールドチューブ１５０
軸線方向に延びるコア７５にコイル７６が巻回されて成
る複欽の電磁界発生手段７７ｔ−、モールドチューブ１
５の周方向に間隔をあけて配置し、誘導電流吸収板７７
′を内方に配置しても−よい。

この場合、電磁界発生手段７７は前述の第８図で示した
コイル４１と同様の形状で配置されてもよく、あるいは
各電磁界発生手段７７に与える供給電力を調節して、第
８図の破線で示した曲４１７４と同様の電磁力分布を形
成するようにしてもよい。

＠１０図は本発明の他の実施例の斜視図である。

この実施例は、モールドチューブ１５が上下方向に短い
扁平の矩形状に構成され、上下の距離１１が幅方向の距
Ｍ／２に比べて極端に小さい場合を示す。このような場
合には、第１１図に示すように、溶融金属１２の表層部
における静圧の両側部における変化は少ない。そこで、
モールドチューブ１５の下方にのみコア７８にコイル７
９を巻回して成る電磁界発生手段８０とともに＃導電流
吸収板８０′を配置する。そうすれば、ｌ＠融金鵬１８
の下部には、第１１図の破線矢符で示すように上方に向
けての電磁力が作用する。そのため、モールドチューブ
１５の下ｆｌにおいて比較的大であった静圧が補償され
て、モールドチューブ１５の全周にわたってほぼ均一の
接触圧を得ることがで龜る。

第１２図は本発明のさらに池の実施例の断面図テする。

この実施例では、タンディツシュノズルｌ−がタンディ
ツシュ１から比較的長く突出され、このタンディツシュ
ノズル１４とモールド３との境界８１付近には、その境
界８１付近を外囲するｖ１１磁界発生手段８２が設けら
れ、その内方にＦｉ誘誘電電流吸収板８２′配置される
。電磁界発生手段８２は、境界８１付近を外囲する第１
コイル８３と、第２コイル８４とから成る。＄１コイル
８３は、タンディツシュノズル１４とモールド３との軸
４１に同心であり、境界８１付近における溶融金属１２
の表層部の静圧を補償する丸めの磁力を発生する。また
第２コイル８４は、タンディツシュノズル１４およびモ
ールド３の軸線よりも上方に偏心して配置され、境界８
１付近における溶融金ｗＩ４１２の上下部の差圧を補償
する。

電磁界発生手段８２の電磁界によって、境界８１付近を
通過する溶融金属１２＃′ｉ、半径方向内方に縮径され
て絞られる。そのため境界Ｂｌ付近では、溶融金属がタ
ンディツシュノズル１４のモールド３寄りの部分に接触
することが避けられる。

したがって、クンディツシュノズル１４に凌−シェルが
１着することが防止され、鋳造体４を連続的に引抜くこ
とが−１になる。

このような水平連続特造設儂において、モールドチュー
ブ１５の内面とｇｍ金ｗ４１２の表一部との闇には潤滑
剤が供給される。すなわち、タンディツシュノズル１４
には、リング状のヘッダ８Ｓが形成されており、ヘッダ
８５には、タンディツシュノズル１４の半径方向内方に
向けてノズル畠６が形成される。ヘッダ８５には管路８
７を介して潤滑剤８８が供給される。なお、ノズル８６
は、溶融金属１２がクンディツシュノズル１４かう１１
１反する位置８９よりも引き抜き方向前方に配置される
。潤滑剤８８は、ＣａＯ，８１０２、ム１２０３の粉体
を主成分とし、さらに純鉄、ＣＯなどの電気伝４度の良
好な粉体が混入されて成る。このような電気伝導度の良
好な粉体が混入され九潤滑剤８８では、電磁界発生手段
８２によって電気伝導度の良好な粉体にクンディツシュ
ノズル１４およびモールドチューブ３の半径方向内方に
向う電磁力が作用し、これによって潤滑剤８８が縮径さ
れた溶融金属１２の外周面全周にわたって付着される。

そのため、Ｍ任された溶融金属１２が通路１６に最初に
接触する部分との潤滑性が同一ヒされる。

ところが、モールドチューブ１５内において溶融金Ｘ１
２の表層部がモールドチューブ１５の内面に接触する接
触圧が、周方向に沿って不均一であると、モールドチュ
ーブ１５の内面に沿って前記潤滑剤８８の供給量が不均
一となる。そこで、前述の第２図で示したと同様に、モ
ールドチューブ１５を外囲して電磁界発生手段３４を設
ける。

そうすると、前述の各実施例と同様に溶融金属１２に電
磁力が作用して、モールドチューブ１５内面への溶融金
属の接触圧が周方向に沿って福ぼ均一となる。その丸め
潤滑剤８８の供給量が周方向に沿ってほぼ均一となり、
潤滑性が向上する。

上述のごとく本発明によれば、モールド内の溶融金属に
、静圧分布に対応した分布を有する電磁力を作用させて
、前記静圧を補償するようにし九ので、溶融金属のモー
ルド内面への接触圧が周方向に沿ってほぼ均一となる。

その丸め、ｄｆｆｆｆ触接触圧均一性に起因する、溶融
金属の不均一冷却や、鋼塊の質形、刷れ、およびブレー
クアクトなどが防止されるとともに、モールド内面の偏
摩耗が防止される、さらに、潤滑剤を供給する場合には
、その供給量が周方向に沿ってほぼ均一となり、潤滑性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第２図はモ
ールド３付近の拡大断面図、第３図は第２図の切断面線
１１１−１から見た断面図、第４図はモールド３内の溶
融金属１２０表層部における静圧分布を示す図、第５図
は電磁力分布を示す図、第６図はコイル４１による電磁
力分布を示す図、第７図は本発明の他の＊ｆ例における
静圧分布を示す図、第８図は電磁力分布を示す図、第９
図は本発明の他の実施例の断面図、第１θ図は本発明の
他の実施例の斜視図、第１１図＃ｉ第１０図の実施例に
おける静圧分布および一４磁力分布を示す図、第１２図
は本発明の他の実施例のｗｆｒ面図である。 ｌ・・・タンディツシュ、３・・・モールド、１２・・
・溶ｍ金属、１４・・・タンディツシュノズル、１５・
・・モールドチューブ、３４　、７７−　、８０　、８
２・・・電磁界発生手段、４１．７６．７９・・・コイ
ル代理人　　　弁理士　西教圭一部 第８図 第９図 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）モールド内の溶融金属に、そのに−金属の表層部
   に作用する静圧の分布に対応した分布を利しかつ静圧の
   作用方向と逆方向の電磁力を与えるようにしたことを特
   徴とする水平連続鋳造方法。
2. （２）モールド出口におけるｇ１１ｉＩＩ金属表向の周
   方向に沿う冷却状台を検知して、前記同方向に沿って均
   等な冷却状迦になるように前記電磁力を調節することを
   特徴とする特１請宸の範囲第１項記載の水平連続鋳造方
   法。
3. （３）前記モールドはその軸直角断面が上下方向に短い
   扁平状であり、前記電磁力を前記モールドの下部から上
   方に向けてのみ与えるようにし九ことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の水平連続鋳造方決
   。