JPS5931415B2 - 中空管の製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融金属から中空管を連続的に製造する方法
および装置に関するものである。

中空管の製造方法としては、大別してマンドレル挿入法
と引上げ法の２つの方法があるが、いずれも完全とはい
えず夫々問題点を有するためにその改良が望まれている
。

すなわち前者は鋳型内部にマンドレルを挿入して中空管
を製造する方法であるが、この方法ではマンドレルを水
冷する必要があり、又マンドレルの形状もテーパをつけ
なければならない等の制約がある。

したがって構造的に複雑となり、又小径の厚肉管は当然
のことながら製造できないという問題点がある。

また後者は第１図に示す如く、タンディツシュ１に溶融
金属を注入し、水冷鋳型２により凝固シェルａを生成さ
せ、これを上方に引上げるもので、前記鋳型２とタンデ
ィツシュ１の接続部は断熱材３を用いている。

この方法では中空管の肉厚はタンディツシュ１の溶融金
属の高さと引抜き速度によって決定され、又引抜きは凝
固シェルａが鋳型内面に焼付き破断を生じることのない
ように間歇的に行なわれる。

ところで、この方法の問題点としては、第１に凝固シェ
ルの間歇的引抜きを行なうため管内面高さ方向の各位置
における凝固時間が異なって内面に凹凸ができ、又タン
プッシュ１内の湯面変動があるとさらに突起が大きくな
る。

第２に水冷鋳型２と断熱材３の接続部に隙間が存在する
と溶融金属がこの隙間内に浸入し、そのために引抜時凝
固シェルａが破断する。

第３に水冷鋳型２と凝固シェルａとの間で引抜き時に摩
際が生じるためこの間の潤滑が必要である等の問題点が
あり未だ実用化には至っていない。

本発明は上記した問題点を解消せんとしてなされたもの
である。

すなわち引上げ法の最大の問題点は溶融金属と水冷鋳型
間に接続部が存在すること、および凝固シェルが水冷鋳
型に接触することであり、本発明はこれらの問題点を解
決する方法として溶融金属と水冷鋳型との接続部に高周
波電流を通電したコイルを配置し、このコイルから発生
する磁界により溶融金属を保持しつつ上方に引き抜くも
のであり、以下その一実施例を示す図面に基づいて説明
する。

なお図中同一記号は同一部分あるいは相当部分を示す。

すなわち第２図において、４は取鍋であり、該取鍋４中
の溶融金属はノズル５を介してタンディツシュ１に鋳込
まれる。

６は上記タンディツシュ１の鋳込ロアの上部に配設され
て高周波電流を通電されるコイルであり、このコイル６
によって高周波磁界を発生させるためにタンディツシュ
１に鋳込まれる溶融金属８の湯面の上昇に伴ない、タン
ディツシュ１の鋳込ロアの下方に盛り上った溶融金属８
はいわゆるピンチ効果によってコイル６の形状に応じて
例えば円柱状又は角柱状等に保持されるもので湿量する
ことはない。

冷却鋳型２は冷却用水の注入口９と排水口１０を有する
と共にその内部には冷却用水の迂回通路を形成しており
、その本体部分は銅等の熱伝導の良好な金属で構成され
ている。

しかしその下端部分の防護体１１は高周波磁界の減弱を
避けるために例えば窒化ボロン又は単結晶アルミナ等の
熱伝導の良好な絶縁物で構成されている。

すなわち湯面の上昇に伴ない水冷鋳型２内に浸入した溶
融金属８は放射伝熱により冷却され凝固シェルａを生成
する。

したがって水冷鋳型２内の溶融金属はピンチ効果による
電磁力および凝固シェルａで保持されることになる。

１２は水冷構造の冷却体であり、放射伝熱によって凝固
シェルａを冷却する。

なお、溶融金属８の湯面レベルはコイル６への通電によ
り発生する電磁力によって保持し得る限度以下にする必
要があり、図示する如く水冷鋳型２内に留まっているの
で、冷却体１２への熱負荷はさして大きくなく、したが
って冷却体１２の材質は普通鋼程度の安価な金属で十分
その目的を達成できる。

また図中１３は鋳片を引き抜くためのピンチロール、１
４はアルゴン等の不活性ガスを吹き込むためのパイプで
あり、溶融金属８の酸化防止および鋳片の冷却を目的と
して使用される。

更に１５は引き抜かれた鋳片の切断装置である。

本発明方法の実施の態様は上記第２図に例示した如くで
あり、これをもって中空管の製造が可能なことは明らか
であるが、更に第３図に基づいて操業の詳細を説明する
。

すなわち第３図Ａは鋳込み初期の模様を示すもので、溶
融金属８の湯面が低い状態ではタンディツシュ１の鋳込
みロアから盛り上った溶融金属は図示の如く山形をなし
ている。

そして更に湯面が上昇すると溶融金属はダミーバー１６
に接触し、ここにおいてその周辺部が凝固する。

更に湯面が設定レベルに到達するまでダミーバー１６を
静止させた状態のままで注入が続けられ、第３図Ｂに示
す状態に達したところでダミーバー１６を所定の速度で
引き抜き、凝固シェルａつまり鋳片の長さが一定の長さ
になったときに吹込みパイプ１４を切断機１５０レベル
より上位に引き上げ、ここで鋳片が切断される。

なおこの後は定常な鋳込みが継続されるのである。

湯面レベルの制御は製造される鋳片すなわち中空管の肉
厚を一定に保つ上で重要である。

この湯面レベルの判定は目視でも可能であり、これに基
づいて手動制御を行なうこともできるが、例えばマイク
ロ波レベル計１７を用いて湯面レベルを計測し、自動的
に注入流の制御を行なうことが望ましい。

なお本発明の実轡に際しては、ダミーバー１６は通常の
連続鋳造２異なり、中空パイプ状のものを用いている。

これは最初の鋳片切断までの間、鋳片内が減圧状態にな
ることを防ぐためである。

ただし、一回の鋳込みで中空管鋳片１本を鋳込むような
半連続鋳造操業においては、中実のダミーバーを用い内
部を減圧状態にして鋳込む方法でもよい。

本発明は以上その実施例について説明した如くであり、
タンディツシュの鋳込口と水冷鋳型間の接続部をなくし
てここに高周波電流を通電したコイルを介設しその磁界
によって溶融金属を保持し、更に水冷鋳型内において凝
固シェルが該鋳型に接することなく引き上げるものであ
るため、円滑かつ能率良くしかもきれいな内面をもつ中
空管を連続的に製造することができることは勿論、鋳込
まれる溶融金属は高周波電流によって強く攪拌されてい
るため、得られる。

凝固組織はち密であり、又介在物も少ないという優れた
効果を有する。

′なおちなみに本発明により炭素鋼の中空管（鋼管外径
φ１５０）を製造した結果を示すと次のとおりである。

下表はその組成を示す。本実施例の場合コイル６として
は内径φ２００高さ５０ｍ１１Ｌの円筒形状のものを使
用し、内部を水冷した。

またコイル６０通電電流はｌ１００ＯＡであり、周波数
は２．８ＫＨｚを用いた。

そして冷却鋳型２は内径φ１６０、高さ２００ｍｍのも
のを使用した。

上記した寸法形状のコイル６および冷却鋳型２を使用し
、引き抜き速度６０ｍｍ／ｍＩ７＋において肉厚４０ｍ
ｍの鋼管が得られた。

本発明は通常の連続鋳造と異なり、ノズル詰まりの氾・
配がないので同一タンディツシュにより多連鋳が可能で
あり、この実施例における鋳込みでは約９００トンの鋼
管を製造したが、必要ならば更に多量の生産を一回で行
なうことも可能であることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来知られている製造法の説明図、第２図は本
発明の一実施例を示す縦断面図、第３図Ａ、Ｂは操業の
詳細を示す説明図である。 １はタンディツシュ、２は水冷鋳型、６はコイル、７は
鋳込口、８は溶融金属、１１は防護体、ａは凝固シェル
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属を連続的に引上げて中空管を製造する方法
   であって、タンディツシュに注入される溶融金属のレベ
   ルを一定に保持するとともに鋳込口から盛上る溶融金属
   をコイルの高周波電流磁界により製造する中空管の外形
   形状に保持し、更に生成する凝固シェルを水冷鋳型に接
   触させることなく引上げることを特徴とする中空管の製
   造方法。 ２ 引上げ式中空管製造装置において、溶融金属を注入
   するタンディツシュの鋳込口とその直上に配設される水
   冷鋳型との間に前記鋳込口から盛上る溶融金属を中空管
   の外形形状に保持するためのコイルを介設すると共に前
   記水冷鋳型の下端には高周波磁界の減弱を防ぐ防護体を
   設けていることを特徴とする中空管の製造装置。