JPS6213100B2 - - Google Patents

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、例えば爆発溶射法、電気めつき
法、噴霧法によつて形成され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つて有する。従
つ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形成に
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
1.5mm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形成する場
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２mmの程度であつても
ストランドの品質に決定的に影響を与え、その結
果耐摩耗性の層が形成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つた。

さらに、冶金学上の理由から形成される非常に
薄いコーテイング、例えばクロムめつきを具備す
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形成可能であるにもかかわら
ず、熱伝動がコーテイ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、かつ耐摩耗性の層が比較的
厚いにもかかわらず安価につくられるように形成
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
によつて解決される。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
1/3にわたつて延び、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
わたつて延びる。

従つて本発明によれば、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（Giess−
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つていることが明らかにな
つた。これは、摩耗が鋳型側壁の走出側の端部稜
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護されていな
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つて、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
し1.5％の炭素、２％ないし20％のクロム、0.5％
ないし15％のモリブデン、場合によつては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。

耐摩耗性の層を形成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ツケル銅合金か
ら成る中間層が硬化肉盛によつて形成され、そし
て耐摩耗性の層が同様に硬化肉盛によつて３mmな
いし10mmの厚さで上記中間層に形成されているこ
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、0.5
％ないし1.5％の珪素、20％ないし50％の銅、他
はニツケルと溶融制限される不純物、場合によつ
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つて形成さ
れ、それによつて、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
つ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、或は従来と同
程度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
ぞに形成される。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ぞを具備しているこ
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ぞのなかに押し込ま
れることがそれである。その際、格子が内壁の背
面からねじによつ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にわたつて延
びる耐摩耗性の層４が形成されている。この耐摩
耗性の層４は、側壁の中央域６でほぼ200mmの鋳
型の長さ５にわたつて延びる。側壁の全長７は
900mmである。

耐摩耗性の層は、ストランドの稜領域を支持す
る幅狭側壁１の側部域８，９でより長い長さ１０
（端部から測つて）にわたつて延び、即ちほぼ250
mmにわたつて延びる。側壁１の全幅３はほぼ210
mm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9.5％、タングス
テン2.2％、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５mmの厚さ１３で形成されている。第４図か
らわかるように、耐摩耗性の層と幅狭側壁１の銅
部分との間に中間層１４が設けられている。この
中間層１４の成分は炭素0.02％、マンガン2.4
％、珪素0.75％、銅30.0％、ニオブ1.0％、鉄1.0
％、チタン0.25％、他はニツケルと溶融時に不可
避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
は硬化肉盛によつて形成されたものである。耐摩
耗性の層４の硬さはほぼ55HRC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100mmの幅をも
ち、かつ幅狭側壁の走出側の端部１５から測つて
ほぼ200mmの長さ５にわたつて延びている。

耐摩耗性の層４は、幅狭側壁１の、ストランド
の稜領域を支持する側部域８，９で少なくとも
250mmの長さ１０で延びる。この側部域８，９で
耐摩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３はほぼ210mmであ
る。

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

第５図の断面図からわかるように、耐摩耗性の
層４の幅狭側壁１の銅部分に直接形成され、即ち
中間層１４なしに形成され、その際形成方法とし
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１７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３図によれば、ほぼ
100mmの長さ５にわたつてかつ全幅３にわたつて
配設され、その際鋳型の長さ７は900mm、幅広側
壁の幅３はほぼ1750mm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
わたつ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300mmの
長さ５にわたつて延びる。幅狭側壁の全長７はほ
ぼ900mm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％、場合によつ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７mmな
いし10mmの深さ２０で内壁に加工され、次に内壁
が約270゜の温度に前もつて加熱される。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、ほぼ４mm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、他はニツ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によつて塞
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、0.9％の炭素、4.0％のクロム、
9.5％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に加わ
る不純物である。

第６図からわかるように、耐摩耗性の層を形成
する格子棒２２は内壁の鉛直軸線２３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との比は
４：１である。格子棒２２の幅２６は約５mmであ
る。内壁の材料から成る、各格子棒の間の領域
は、第６図によれば正方形の形状を有している。

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150mmにわたつて延び、
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300mmの長さ１０にわたつて延び
ていることである。内壁の全長７はこの実施例で
もほぼ900mmである。

格子形の耐摩耗性の層を配置するための特に有
利な方法は、格子形に配置されるみぞ１９を設け
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によつ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、
例えばビレツ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。

通常冶金学上の理由から設けられるクロムめつ
き等のコーテイ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
イングは耐摩耗性の層の形成後通常の方法で鋳型
の内壁に設けることができる。この層は形成後通
常鋳型内壁全体にわたつて延びるが、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
―による断面図、第５図は第２図の線―
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。

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貫通鋳型であつて、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1/3にわたつて延び、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つて延びている貫通鋳型に
   おいて、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に従つ
   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。 ３ 耐摩耗性の層４，１８が0.1％ないし1.5％の
   炭素、２％ないし20％のクロム、0.5％ないし15
   ％のモリブデン、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１項に記載の貫通鋳型。 ４ 耐摩耗性の層４，１８が0.1％ないし1.5％の
   炭素、２％ないし20％のクロム、0.5％ないし15
   ％のモリブデン、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１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、ニツケル銅合金から成る中間層１４，２１が
   硬化肉盛によつて内壁に設けられ、そして耐摩耗
   性の層４，１８が同様に硬化肉盛によつて３mmな
   いし10mmの厚さで中間層に設けられていることを
   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、他はニツケル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５項に記載の貫通鋳型。 ７ 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、５％のニオブ、及び（または）鉄、及び（ま
   たは）チタン、他はニツケル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５項に記載の貫通鋳型。 ８ 耐摩耗性の層４が中間層なしに直接内壁１，
   １７にろう付けによつて設けられていることを特
   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。 ９ 耐摩耗性の層１８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
   或は火格子棒２２の間にある内壁１，１７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８項の
   いずれか１つに記載の貫通鋳型。 １０ 格子棒或は火格子棒２２が鋳型の鉛直軸線
   に対して傾斜して配置され、特に30゜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９項に記載の貫通鋳型。 １１ ２つの格子棒或は火格子棒２２の間隔２５
   と１つの格子棒或は火格子棒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９項または第１０項に記
   載の貫通鋳型。 １２ 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
   によつて形成されていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第９項ないし第１１項のいずれか１つ
   に記載の貫通鋳型。 １３ 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貫通鋳型に耐摩耗性の層を
   設けるための方法であつて、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1/3にわたつて延び、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
   全長にわたつて延び、この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
   りかつ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棒
   の間にある内壁の表面域が、内壁の基礎材料から
   形成されている前記貫通鋳型に耐摩耗性の層を設
   けるための方法において、内壁１，１７に格子形
   に配置されるみぞ１９を設け、そして耐摩耗性の
   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。 １４ 前記の格子が内壁１，１７の背面からねじ
   ２７によつて固定されることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１３項に記載の方法。