JPS5994556A - 連続鋳造装置用貫通鋳型 - 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、銅または銅合金から成る内壁を備え、これら
の内壁が鋳型中空部側に耐摩耗性の層を具備している、
連続鋳造装置用、特に鋼連続鋳造装置用貫通鋳型に関す
るものである。

鋳型の内壁が、例えば吹付けめっき、電解溶着、或は射
出成形による耐摩耗性の層を具備することは公知である
。この公知の鋳型は、この耐摩耗性の層を側壁全長にわ
たって有する。従ってこの公知の鋳型では、この耐摩耗
性の層により溶融液或はストランド表皮から鋳型内壁へ
の熱伝動が不都合に影響をうけている。さらにこの欠点
に加えて、耐摩耗性の層に対し及びその溶着に対し高い
コストを要するのも欠点である。

熱伝動が法外に妨害されないように、耐摩耗性の層の厚
さを可能な限り小さくすること、即ち１，５關よりも大
きく選定しないことが試みられてきた。

耐摩耗性の層を電解的に内壁に溶着する場合には、この
ような電解的方法がコストの高いプロセスであるため、
層の厚さはさらに小さくされ、例えば最大でも十分の数
ミリメートルのオーダーにされる。その結果他の欠点、
即ち鋳型側壁の形状の偏りがわずかに約２關の程度であ
ってもストランドの品質に決定的に影響を与え、その結
果耐摩耗性の層が溶着されている場合には、形状の偏り
が最大許容値に達する前にやむなくこの耐摩耗性の層を
取り替えねばならぬという欠点があることが明らかにな
った。

さらに、冶金学上の理由から溶着される非常に薄いコー
ティング、例えばクロヘーめっきを具備する鋳型側壁が
公知である。このような層は、短時間でストランド表皮
から取除かれるので、耐摩耗性の層としては用いられず
、むしろ鋳型側壁の銅が溶融液に吸収されることを防ぐ
ために用いられる。

本発明の目的は上記の欠点及び難点を回避すること、そ
して本発明の課題は冒頭で述べた種類の貫通鋳型を次の
ように形成すること、即ち耐摩耗性の層が比較的厚く溶
着可能であるにもかがわらず、熱伝動がコーティングを
施されていない内壁を備える鋳型に比べて概して問題に
ならない程度により低いにすぎず、かつ耐貼耗性の層が
比較的厚いにもかかわらず安価につくられるように形Ｊ
＆することである。

上記の課題は、本発明によれば次のような手段によって
解決される。耐摩耗性の層は、内壁の中央域では、鋳型
の走出端から最大で鋳型の長さのｌＡにわたって延び、
そしてストランドの稜を支持する内壁の側部域では、少
なくとも中央域での耐摩耗性の層の長さを越えて最大で
鋳型の全長にわたって延びる。

従って本発明によれば、最大の熱伝動が起こる領域は、
即ちストランド表皮が貫通鋳型の内壁から最初に取去ら
れる部分と鋳込面（Ｇｉｅ５ｓ、ｓｐｉｅｇｅｌ）の間
の領域は耐摩耗性の層がなく、その結果この領域での熱
伝動は、耐摩耗性の層を備えていない従来の貫通鋳型と
同様に進行する。そして、耐摩耗性の層が鋳型の走出域
にだけ設けられているにすぎないにもかかわらず、残余
の内壁部分の摩耗が著しく減っていることが明らかにな
った。これは、摩耗が鋳型側壁の走出側の端部後からは
じまることが確認されたからである。摩耗は鋳型の走出
側端部から鋳型表面まで、即ち鋳型の走入側端部まで進
行するのであるが、鋳型の走出側端部で摩耗のはじまり
を阻止することにより、鋳型の走入側端部付近にある保
詭されていない内壁部分の摩耗も著しく減少することに
なるのである。

スラブ横断面の形状をもつ鋳型の幅狭側壁に対しては、
耐摩耗性の層が内壁の側部域から内壁の中央域までほぼ
凹曲線に従って、即ちほぼ半円形の形状にまたはＵ字形
の形状に形成されているのが特に有利である。

特に有利な１つの実施例によれば、耐摩耗性の層がクロ
ムとモリブデンを含有するマルテンサイト鋼から成り、
その際耐摩耗性の層が０．１％ないシ１．５％の炭素、
２％ないし２０％のクロム、０５％ないし１５％のモリ
ブデン、場合によっては５％までのタングステン、５％
までのバナジウム、５％までのニオブ、他は鉄と溶融時
に不可避的に加わる不純物を含有しているのが有利であ
る。

耐摩耗性の層を溶着するための比較的簡単な安価な方法
は、次のような点を特徴としている。即ち、耐摩耗性の
層と内壁の間にニッケル銅合金から成る中間層が硬ｆヒ
肉盛によって溶着され、そして耐摩耗性のｊ・ごが同様
に硬化肉盛によって６關ないし１０間の厚さで上記中間
層に溶着されている口とがそれである。中間層を設ける
ことにより、耐摩耗性の層と内壁の間の好適な力学的な
固着が得られる。

上記中間層が１％ないし５％のマンガン、０５％ないし
１．５％の珪素、２０％ないし５０％の銅、他はニッケ
ルと溶融制限される不純物、場合によっては５％までの
ニオブ、及び（または）鉄、及び（または）チタンを含
有するのが合目的である。

有利な１つの実施例によれば、耐摩耗性の層が内壁に直
接中間層なしにろう付けによって溶着され、それによっ
て、中間層が設けられていないにもかかわらず、耐摩耗
性の層と貫通鋳型の銅側壁との好適な力学的な結合を得
ることができる。

内壁のゆがみをできるだけ少なくし、それによって従来
ゆがみを防ぐためにとられていた手段をもはや用いる必
要をなくすために、或は従来と間該にその必要性をなく
すために、及び鋳型の耐摩耗性の層を備える領域での熱
伝動を高くするために、本発明の１つの有利な実施例に
よれば、耐摩耗性の層は格子形にまたは火格子形に形成
され、その際耐摩耗性の層の格子棒或は火格子棒の間に
ある内壁の表面域は内壁の基礎材料から形成される。

格子棒或は火格子棒は鋳型の鉛直軸線に対して傾斜し、
特に３０°ないし６０°の角度で傾斜して配置されてい
る。

２つの格子棒或は火格子棒の間隔と１つの格子棒或は火
格子棒の幅との比が３：１ないし５：１の範囲内にある
のが合目的である。

有利な１つの実施例によれば、格子形の耐摩耗性の層は
互いに直角に位置しかつ互いに等間隔で配置される格子
棒から形成されている。

本発明による格子形の耐摩耗性の層は内壁のみぞに溶着
される。耐摩耗性の層を取付けるための有利な方法は次
の点を特徴としている。即ち、内壁が格子形に配置され
るみそを具備していること、そして耐摩耗性の層の棒か
ら格子が形成され、次にこの格子が内壁のみそのなかに
押し込まれることがそれである。その際、格子が内壁の
背面からねじによって固定されるのが有利である。

次に、本発明を添付の図面を用いてより詳細に説明する
。

連続鋳造鋳型の、内部冷却部を備える幅狭側壁１は銅ま
たは銅合金からつくられている。この幅狭側壁の走出側
の領域には、全幅３にわたって延びる耐摩耗性の層４が
溶着されている。この耐摩耗性の層４は、側壁の中央域
６でほぼ２００朋の鋳型の長さ５にわたって延びる。側
壁の全長７は９００關である。

耐摩耗性の層は、ストランドの後領域を支持する幅狭側
壁１の側部域８，９でより長い長さ１０（端部から測っ
て）にわたって延び、即ちはぼ２５０朋にわたって延び
る。側壁１の全幅６はほぼ２１０間である。耐摩耗性の
層の境界曲線は凹曲線１１であり、即ちほぼ半円形の形
状に形成されており、その半径１２は幅３の半分である
。

耐摩耗性の層の成分（Ｒｉｃｈｔａｎａｌｙｓｅ）は炭
素０．９％、クロム４％、モリブデン９５％、タングス
テン２２％、バナジウム２，０％、他は鉄と溶融時に不
可避的に加わる不純物である。耐摩耗性の層はほぼ５關
の厚さ１６で形成されている。第４図かられかるように
、耐摩耗性の層と幅狭側壁１の銅部分との間に中間層１
４が設けられている。この中間層１４の成分は炭素０．
Ｊ０２％、マンゴ５ン２．４％、珪素０７５％、銅５０
．０％、ニオブ３菰１．０％、鉄１．０％、チタン０２
５％、他はニッケルと溶融時に不１ｊｒａ的に加わる不
純物である。

両層は、即ち中間層１４並びに耐摩耗性の層４は硬化肉
盛によって溶着されたものである。耐摩耗性の層４の硬
さはほぼ５’５ＨＲＣないし６０ＨＲＣである。

第２図に図示した実施例によれば、耐摩耗性の層４は幅
狭側壁１の中央域６で１００間の幅をもち、かつ幅狭側
壁の走出側の端部１５から測ってほぼ２００關の長さ５
にわたって延びている。

耐摩耗性の層４は、幅狭側壁１の、ストランドの後領域
を支持する側部域８，９で少なくとも２５０鴎の長さ１
０で延びる。この側部域８．９で耐躍耗性の層が幅狭側
壁の走入側まで延びるのが有利である。幅狭側壁の幅６
はほぼ２１０ｍｍ７ある。

耐摩耗性の層の輪郭１１は、幅狭側壁１の平面図で、は
ぼＵ字形に形成されている。

第５図の断面図かられかるようＣ１二、耐摩耗性の層４
の幅狭側壁１の銅部分に直接溶着され、即ち中間層１４
なしに溶着され、その際溶着方法としてろう付けを選ん
だ。耐摩耗性の層４の化学的成分は第１図の耐摩耗性の
層にほぼ対応する。

スラブ横断面の形状をもつ貫通鋳型の場合、幅広側壁１
７の摩耗は幅狭側壁の摩耗に比べて著しく少ない。しか
しそれにもかかわらず幅広側壁に耐摩耗性の層４を設け
ることができ、その際この耐摩耗性の層４は、第３図に
図示されているように、同様に幅広側壁の走出域２にの
み配置されている。耐摩耗性の層は、第６図によれば、
はぼ１００闘の長さ５にわたってかつ全幅乙にわたって
配設され、その際鋳型の長さ７は９００１１１１１１、
幅広側壁の幅３はほぼ１７５０ｆｉｆｉである。

第６図及び第７図ないし第９図に図示した実施例によれ
ば、幅狭側壁の走出領域２に、全幅３にわたって延びる
格子形の耐摩耗性の層１８が設けられている。この格子
形の層１８はほぼ３００關の長さ５にわたって延びる。

幅狭側壁の全長７はほぼ９００關である。この耐摩耗性
の層はクロムとモリブデンを含有するマルテンサイト鋼
から成るのが有利であり、その際炭素を０，１％ないし
１．５％、クロムを２％ないし２０％、モリブデンを０
５％ないし１５％、場合によってはタングステンを５％
まで、バナジウムを５％まで、ニオブを５％まで含有し
、他は鉄と溶融時に不可避的に加わる不純物を含有する
のが有利である。

耐摩耗性の層の内壁１への設置は次のように行なわれる
。まず、格子形のみぞ１９がほぼ７　ｒａｍないし１０
間の深さ２０で内壁に加工され、次に内壁が約２７０°
の温度に前もって加熱される。この温度は内壁の素材の
再結晶温度以下である。これらのみぞ１９内に、はぼ４
　ｍｔａの厚さで硬化肉盛により中間層２１が設けられ
る。この中間層２１の成分は、０．０２％の炭素、２．
４％のマンガン、０．７５％の珪素、３０．０％の銅、
１％のニオブ、１％の鉄、０．２５％のチタン、他はニ
ッケルと溶融時に不可避的に加わる不純物である。

次に、みぞ１９が耐摩耗性の層１８によって塞がれ、冷
却され、精密仕上げされる。耐摩耗性、の層１８の成分
は、０９％の炭素、４．０％のクロム、９５％のモリブ
デン、２．２％のタングステン、２，０％のバナジウム
、他は鉄と溶融時に不可避的Ｇこ加わる不純物である。

第６図かられかるように、耐摩耗性の層を形成する格子
棒２２は内壁の鉛直軸線２６に対して４５°の角度２４
で傾斜し、そして２つの隣接する格子棒２２の間隔と格
子棒２２の幅２６との比（ま４：１である。格子棒２２
の幅２６は約５　ｍｍである。内壁の材料から成る、各
格子棒の間の領域（ま、第６図によれば正方形の形状を
有して（・る。

第８図に図示した実施例と第１図による実施例との相違
は、内壁１の中央域６で格子形の耐摩耗性の層１８の長
さ５が約１５Ｑｆｉ都にわたって延び、それに対して内
壁１の側部領域８，９ではこの耐摩耗性の層が約５００
’ｍｍの長さ１０にわたって延びていることである。内
壁の全長７はこの実施例でもほぼ９００朋である。

格子形の耐摩耗性の層を配置するための特番こ有利な方
法は、格子形に配置されるみぞ１９を設（すた後、耐摩
耗材料の角棒２２から溶接される格子をみぞのなかに押
し込み、格子を内壁の背面からねじ２７によって固定す
ることである。

格子形の耐摩耗性の層１８を板鋳型の幅広側壁１７の側
部領域８，９に配置することにより（第９図）、例えば
ストランド鋳造中にストランドの幅を調整する場合に起
こりがちな縦割れが避けられる。

本発明は図示された実施例に限定されるものではなく、
さまざまな点で修正されることができ、例えばビレット
横断面をもつ連続鋳型に対しても適用されることができ
、その際４つの鋳型内壁すべてが同じ方法で耐摩耗性の
層を具備しているのが有利であり、これに対してスラブ
横断面の形状をもつ鋳型では、幅狭側壁に耐摩耗性の層
を取付けることがまず重要である。幅広側壁は、幅狭側
壁に比べて摩耗が著しく少ないため、゛耐摩耗性の層な
しに形成することもできよう。

通常冶金学」二の理由から設けられるクロムめっき等の
コーティングは銅が溶融液に吸収されることを防ぐため
に用いられるが、このようなコーティングは耐摩耗性の
層の溶着後通常の方法で鋳型の内壁に設けることができ
る。この層は溶着後通常鋳型内壁全体にわたって延びる
が、ストランド表皮から短時間で取除かれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例によるスラブ連続鋳造鋳型の幅狭
側壁の側面図、第２図は第２の実施例による第１図に対
応する図、第３図はスラブ連続鋳造鋳型の幅広側壁の側
面図、第４図は第１図の線ＩＶ−ＩＶによる断面図、第
５図は第２図の線Ｖ−■による断面図、第６図及び第８
図及び第９図は他の実施例による内壁の前面図、第７図
は第６図の線■−■による断面図である。 １．１７・・・鋳型内壁 ４．１８・・・耐摩耗性の層 １９・・・みぞ ２２・・・格子棒 代理人　弁理士　　伊　藤　武　久”　・・　、、χす

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）銅または銅合金から成る内壁を備え、これらの内
   壁が鋳型中空部側に耐摩耗性の層を具備している連続鋳
   造装置用、特に鋼連続鋳造装置用貫通鋳型に於て、耐摩
   耗性の層（４，１８）が、内・　壁（１，１７）の中央
   域（６）では、鋳型の走出端（１５）から最大で鋳型の
   長さく７）の晃にわたって延び、そしてストランドの稜
   を支持する内壁（１，１７）の側部域（８，９）では、
   少なくとも中央域（６）での耐摩耗性の層（４，１ｓ）
   の長さく５）を越えて最大で鋳型の全長（７）にわたっ
   て延びていることを特徴とする貫通鋳型。 （２）　　耐摩耗性の層（４，１８）が内壁の側部域（
   ８，９）から内壁の中央域（６）までほぼ凹曲線（１１
   ）に従って、即ちほぼ半円形の形状でまたはＵ字形の形
   状で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の貫通鋳型。 （６）　　耐摩耗性の層（４，１８）がクロムとモリブ
   デンを含有するマルテンサイト鋼から成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の貫通鋳
   型。 （４）　　耐摩耗性の層（４，１１ｓ　）が０．１％な
   いし１５％の炭素、２％ないし２０％のクロム、０．５
   ％ないし１５％のモリブデン、場合によっては５％まで
   のタングステン、５％までのバナジウム、５％までのニ
   オブ、他は鉄と溶融時に不可避的に加わる不純物を含有
   していることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載
   の貫通鋳型。 （５）　　耐摩耗性の層（４，１８）と内壁（１，１７
   ）の間に、ニッケル銅合金から成る中間層（１４，２ｊ
   ）が硬化肉盛によって内壁に溶着され、そして耐摩耗性
   の層（４，１８）が同様に硬化肉盛によって３羽ないし
   １０闘の厚さで中間層に溶着されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１つに
   記・載の貫通鋳型。 （６）中間層（１４，２１）が１％ないし５％のマンガ
   ン、０．５％ないし１．５％の珪素、２０％ないし５０
   ％の銅、他はニッケルと溶融時に不可避的に加わる不純
   物、並びに場合によっては５％のニオブ、及び（または
   ）鉄、及び（または）チタンを含有していることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項に記載の貫通鋳型。 （７）　　耐摩耗性の層（４）が中間層なしに直接内壁
   （１゜１７）にろう付けによって溶着されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   か１つに記載の貫通鋳型。 （８）　　耐摩耗性の層（１Ｂ）が格子形にまたは火格
   子形に形成され、その際耐摩耗性の層（１８）の各格子
   棒或は火格子枠（２２）の間にある内壁（Ｌｉ２）の表
   面域が内壁の基礎材料から形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１つ
   に記載の貫通鋳型。 （９）格子棒或は火格子枠（２２）が鋳型の鉛直軸線に
   対して傾斜して配置され、特に６０°ないし６０゜の角
   度で傾斜して配置されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第８項に記載の貫通鋳型。 （１０）　　２つの格子棒或は火格子枠（２２）の間隔
   （２５）と１つの格子棒或は火格子枠、、、（２２）の
   幅との比が３：１ないし５：１の範囲内にあ・ることを
   特徴とする特許請求の範囲第８項または第９項に記載の
   貫通鋳型。 （１１）格子形の耐摩耗層（１８）が互いに直角に位置
   しかつ互いに等間隔（２５）で配置される格子棒（２２
   ）によって形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第８項ないし第１０項のいずれか１つに記載の貫通
   鋳型。 （１２）銅または銅合金から成る内壁を備え、これらの
   内壁が鋳型中空部側に耐摩耗性の層を具備している、連
   続鋳造装置用、特に鋼連続鋳造装置用貫通鋳型であって
   、耐摩耗性の層が、内壁の中央域では、鋳型の走出端か
   ら最大で鋳型の長さの見にわたって延び、そしてストラ
   ンドの稜を支持する内壁の側部域では、少なくとも中央
   域での耐摩耗性の層の長さを越えて最大で鋳型の全長に
   わたって延び、かつこの耐摩耗性の層が格子形にまたは
   火格子形に形成されており、その場合耐摩耗性の層の格
   子棒或は火格子枠の間にある内壁の表面域が、内壁の基
   礎材料がら形成されている前記貫通鋳型に於て、内壁（
   １゜１７）に格子形に配置されるみぞ（１９）を設け、
   そしてＩ＠摩耗性の層（１８）の棒（２２）から格子を
   形成し、ついでこの格子が内壁のみぞ（１９）のなかへ
   押し込まれることを特徴とする方法。 （１３）前記の格子が内壁（，１，１７）の背面がらね
   じ（２７）によって固定されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１２項に記載の方法。